DE102018130122A1

DE102018130122A1 - Kraftfahrzeugantriebsstrang

Info

Publication number: DE102018130122A1
Application number: DE102018130122.7A
Authority: DE
Inventors: Thorsten BIERMANN
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2018-11-28
Filing date: 2018-11-28
Publication date: 2020-05-28

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Kraftfahrzeugantriebsstrang mit einem Getriebe mit einem Planetenradsatz mit dreifach gestuften Planetenrädern zur Übertragung eines Drehmoments, das von einer Antriebseinheit, beispielsweise einem Elektromotor oder einer Verbrennungskraftmaschine, erzeugt wird, auf eine abtriebsseitige Drehmomentverteilvorrichtung.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Kraftfahrzeugantriebsstrang mit einem Getriebe mit einem Planetenradsatz mit dreifach gestuften Planetenrädern zur Übertragung eines Drehmoments, das von einer Antriebseinheit, bspw. einem Elektromotor oder einer Verbrennungskraftmaschine, erzeugt wird, auf eine abtriebsseitige Drehmomentverteilvorrichtung.
Aus der DE 10 2016 202 723 B4 ist beispielsweise ein Umlaufräderschaltgetriebe bekannt, das einen Leistungseingang, einen Leistungsausgang, ein Vorstufengetriebe, das durch den Leistungseingang getrieben wird, mit einem festen Besetzungsverhältnis mit einem Vorstufensonnenrad, einem Vorstufenplanetensatz, einem Vorstufenplanetenträger und einem Vorstufenhohlrad, sowie ein Laststufengetriebe aufweist, das durch das Vorstufengetriebe getrieben wird, mit einem ersten Laststufensonnenrad, einem zweiten Laststufensonnenrad, einem Laststufenplaneten, einem ersten Laststufenplanetenträger und einem ersten Laststufenhohlrad, und eine Doppelkupplungseinrichtung aufweist, mit einer ersten Kupplung und einer zweiten Kupplung, die in einem räumlich axial zwischen dem Vorstufengetriebe und dem Laststufengetriebe liegenden Zwischenbereich angeordnet ist. Dabei erfolgt der Leistungsabgriff aus dem Laststufengetriebe über den Laststufenplanetenträger und die Planeten des ersten Laststufenplanetensatzes greifen radial von innen her in das Laststufenhohlrad ein. Das Kennzeichen dieses Umlaufräderschaltgetriebes ist, dass die erste Kupplung der selektiven Ankopplung des ersten Laststufensonnenrades an den Vorstufenplanetenträger dient, die zweite Kupplung der selektiven Ankoppelung des zweiten Laststufensonnenrades an dem Vorstufenplanetenträger dient, der erste Laststufenplanetensatz und der zweite Laststufenplanetensatz gemeinsam einen Stufenplanetensatz mit gestuften Planeten bilden und das erste Laststufenhohlrad an einem Getriebegehäuse des Umlaufräderschaltgetriebes stationär festgelegt ist.
Vom derzeit bekannten Stand der Technik ausgehend ist es eine Aufgabe der Erfindung, einen mehrgängigen lastschaltfähigen Kraftfahrzeugantriebstrang für einen in Längsrichtung eines Kraftfahrzeugs zu verbauenden elektrischen Antrieb vorzuschlagen. Ziel ist dabei, dessen Gangsprünge der bisherigen Planetengetriebe sowie deren Getriebespreizung zu optimieren.
Daher sieht diese Erfindung einen Kraftfahrzeugantriebsstrang mit einem Getriebe vor, das dazu vorgesehen ist, ein Drehmoment von einer Antriebseinheit, beispielsweise einem Elektromotor, auf eine abtriebsseitige Drehmomentverteilvorrichtung, beispielsweise ein Differentialgetriebe, zu übertragen. Dabei weist das Getriebe einen Planetenradsatz mit mindestens einem dreifach gestuften Planetenrad auf, wobei eine der Stufen/Planetenstufen mit einem feststehenden Hohlrad kämmt und die weitere Planetenstufen jeweils mit einem Sonnenrad kämmen, das jeweils mit einer Sonnenwelle fest verbunden ist. Die Planetenstufen sind drehfest miteinander verbunden.
Der Planetenradsatz ist auf einem Planetenträger drehbar gelagert. Der Planetenträger ist über eine Abtriebswelle mit einem Winkeltrieb verbunden, der zur Übertragung des von der Antriebseinheit erzeugten Drehmoments auf eine abtriebsseitige Drehmomentverteilvorrichtung vorgesehen ist.
Erfindungsgemäß ist ferner eine Rotorwelle der Antriebseinheit über ein erstes Kupplungselement mit der ersten Sonnenwelle in Wirkverbindung bringbar und über ein zweites Kupplungselement mit der zweiten Sonnenwelle in Wirkverbindung bringbar.
Ein vorteilhafter Effekt einer derartigen Anordnung mit einem dreifach gestuften Planetenradsatz liegt in der Erweiterung der Ganganzahl, da die Variabilität bei der Wahl der Übersetzungen gesteigert wird.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Teil der Unteransprüche und werden nachfolgend näher erläutert.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform steht auch die dritte Planetenstufe mit einem dritten Sonnenrad in kämmendem Wirkzusammenhang. Dabei ist das dritte Sonnenrad mit einer dritten Sonnenwelle verbunden ist, wobei diese wiederum über ein drittes Kupplungselement mit der Rotorwelle in Wirkverbindung bringbar ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist dabei der Planetenträger über ein viertes Kupplungselement mit der Rotorwelle in Wirkverbindung bringbar.
Alle vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele können in einer jeweils weiteren bevorzugten Ausführungsform dahingehend ergänzt werden, dass die Rotorwelle über eine Stirnradstufe mit der jeweiligen Mehrzahl von Kupplungselementen in Wirkverbindung steht.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Kraftfahrzeugantriebsstrang so ausgebildet, dass als Antriebseinheit ein Elektromotor angeordnet werden kann. Weiter bevorzugt ist der Kraftfahrzeugantriebsstrang so ausgebildet, dass als Drehmomentverteilvorrichtung ein Kegelraddifferenzial, ein Stirnraddifferenzial oder ein Torsendifferenzial angeordnet werden kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist ferner die Abtriebswelle des Getriebes orthogonal zu den Abtriebswellen der Drehmomentverteilvorrichtung angeordnet.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Welle der Antriebseinheit parallel zu mindestens einer der Sonnenwellen angeordnet. Ferner können die Sonnenwellen koaxial zueinander angeordnet sein.
Von der Erfindung ebenfalls umfasst ist ein Fahrzeug mit einem Kraftfahrzeugantriebsstrang in einer der vorab beschriebenen Ausführungsformen, wobei dessen Abtriebswelle parallel zur Fahrzeuglängsachse angeordnet ist.
Im Folgenden sind mehrere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugantriebsstrangs unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen im Detail beschrieben. Dabei zeigen die 1 bis 3 jeweils eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugantriebsstranges in drei verschiedenen Ausführungsformen.
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Dabei sind gleichen Elementen dieselben Bezugszeichen zugewiesen. Die Ausführungsformen sind nur beispielhaft und die Erfindung ist nicht darauf begrenzt.
1 zeigt einen Kraftfahrzeugantriebsstrang mit einem Getriebe 1 zur Übertragung eines von der Antriebseinheit 2, wie beispielsweise einem Elektromotor oder einer Verbrennungskraftmaschine, erzeugten Drehmoments auf eine abtriebsseitig angeordnete Drehmomentverteilvorrichtung 3, wie beispielsweise einem Differentialgetriebe. Dabei weist das Getriebe 1 einen Planetenradsatz 4 mit wenigstens einem dreifach gestuften Planetenrad auf. Die erste Stufe 5 kämmt mit dem ersten Sonnenrad 8, das mit der ersten Sonnenwelle 11 verbunden ist. Die zweite Stufe 6 kämmt mit dem zweiten Sonnenrad 9, das mit der zweiten Sonnenwelle 12 verbunden ist. Die dritte Stufe 7 des Planetenradsatzes kämmt mit einem feststehenden Hohlrad 15. Der Abtrieb erfolgt über den Planetenträge 16, der mit der Abtriebswelle 21 verbunden ist. Diese ist mit dem Winkeltrieb 22 verbunden, der das Drehmoment auf die Differentialvorrichtung 3 überträgt, deren Abtriebswellen 23a, 23b orthogonal zur Abtriebswelle 21 angeordnet sind.
Die Rotorwelle 24 der Antriebseinheit 1 ist über das erste Kupplungselement 17 mit der ersten Sonnenwelle 11 koppelbar und über das zweite Kupplungselement 18 mit der zweiten Sonnenwelle 12 koppelbar.
2 zeigt eine weitere Ausführungsform, in der die Ausführungsform aus 1 noch ergänzt ist um ein weiteres, drittes Sonnenrad 10, dass mit der dritten Planetenstufe 7 kämmt und mit einer dritten Sonnenwelle 13 verbunden ist, die wiederum über ein drittes Kupplungselement 19 ebenfalls mit der Rotorwelle 24 koppelbar ist.
3 zeigt eine weitere Ausführungsform, in der die Ausführungsform aus 2 noch ergänzt ist um einen Durchtrieb auf den Planetenträger 16, der über ein weiteres viertes Kupplungselement 20 ebenfalls mit der Rotorwelle 24 koppelbar ist.
Weiter wirkt in dieser Variante der Antrieb durch die Rotorwelle 24 zunächst auf eine Stirnradstufe 14, die dann in weiterer Wirkverbindung zu den Kupplungselementen 17, 18, 19, 20 steht.
Der erfindungsgemäße Kraftfahrzeugantriebsstrang ist generell nicht auf die oben dargestellten Ausführungsformen begrenzt und kann auch anders ausgeführt sein, solange diese Ausführung nicht vom Kern der Erfindung abweicht.
Bezugszeichenliste

1: Getriebe
2: Antriebseinheit
3: Drehmomentverteilvorrichtung
4: Planetenradsatz
5: erste Stufe des Planetenradsatzes
6: zweite Stufe des Planetenradsatzes
7: dritte Stufe des Planetenradsatzes
8: erstes Sonnenrad
9: zweites Sonnenrad
10: drittes Sonnenrad
11: erste Sonnenwelle
12: zweite Sonnenwelle
13: dritte Sonnenwelle
14: Stirnradstufe
15: Hohlrad
16: Planetenträger
17: erstes Kupplungselement
18: zweites Kupplungselement
19: drittes Kupplungselement
20: viertes Kupplungselement
21: Abtriebswelle
22: Winkeltrieb
23a: Abtriebswelle der Drehmomentverteilvorrichtung
23b: Abtriebswelle der Drehmomentverteilvorrichtung
24: Rotorwelle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102016202723 B4 [0002]

Claims

Kraftfahrzeugantriebsstrang umfassend ein Getriebe (1) und einen über eine Abtriebswelle (21) verbundenen Winkeltrieb (22) zur Übertragung eines von einer Antriebseinheit (2) erzeugten Drehmoments auf eine abtriebsseitige Drehmomentverteilvorrichtung (3), wobei das Getriebe (1) einen Planetenradsatz (4) mit wenigstens einem Planetenrad, dieses umfassend eine erste Planetenstufe (5), eine zweite Planetenstufe (6) und eine dritte Planetenstufe (7), aufweist, wobei die drei Planetenstufen drehfest miteinander verbunden sind, wobei die erste Planetenstufe (5) mit einem ersten Sonnenrad (8), die zweite Planetenstufe (6) mit einem zweiten Sonnenrad (9) und die dritte Planetenstufe (7) mit einem feststehenden Hohlrad (15) jeweils in kämmendem Wirkzusammenhang steht, wobei das erste Sonnenrad (8) mit einer ersten Sonnenwelle (11) verbunden ist und das zweite Sonnenrad (9) mit einer zweiten Sonnenwelle (11) verbunden ist, der Planetenradsatz (4) auf einem Planetenträger (16), der über die Abtriebswelle (21) mit dem Winkeltrieb (22) verbunden ist, drehbar gelagert ist, und eine Rotorwelle (24) der Antriebseinheit (1) über ein erstes Kupplungselement (17) mit der ersten Sonnenwelle (11) in Wirkverbindung bringbar ist und über ein zweites Kupplungselement (18) mit der zweiten Sonnenwelle (12) in Wirkverbindung bringbar ist.
Kraftfahrzeugantriebsstrang nach Anspruch 1, wobei die dritte Planetenstufe (7) mit einem dritten Sonnenrad (10) in kämmendem Wirkzusammenhang steht, wobei das dritte Sonnenrad (10) mit einer dritten Sonnenwelle (13) verbunden ist, die über ein drittes Kupplungselement (19) mit der Rotorwelle (24) in Wirkverbindung bringbar ist.
Kraftfahrzeugantriebsstrang nach Anspruch 2, wobei der Planetenträger (16) über ein viertes Kupplungselement (20) mit der Rotorwelle (24) in Wirkverbindung bringbar ist.
Kraftfahrzeugantriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Rotorwelle (24) über eine Stirnradstufe (14) mit den Kupplungselementen in Wirkverbindung steht.
Kraftfahrzeugantriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei dieser so ausgebildet ist, dass als Antriebseinheit (2) ein Elektromotor anordenbar ist.
Kraftfahrzeugantriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei dieser so ausgebildet ist, dass als Drehmomentverteilvorrichtung (3) ein Kegelraddifferenzial, ein Stirnraddifferenzial oder ein Torsendifferenzial anordenbar ist.
Fahrzeug mit einem Kraftfahrzeugantriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dessen Abtriebswelle (21) parallel zur Fahrzeuglängsachse angeordnet ist.
Kraftfahrzeugantriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswelle (21) zu Abtriebswellen der Drehmomentverteilvorrichtung (23a, 23b) orthogonal angeordnet sind.
Kraftfahrzeugantriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorwelle (20) der Antriebseinheit (2) parallel zu mindestens einer der Sonnenwellen (11,12, 13) angeordnet ist.
Kraftfahrzeugantriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet, dass die Sonnenwellen (11,12, 13) koaxial zueinander angeordnet sind.