DE102019109568A1 - Drive device for a motor vehicle - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine elektrische Antriebsmaschine, die über eine Antriebswelle (2) mit einer Getriebevorrichtung (3) wirkverbunden ist, wobei die Getriebevorrichtung (3) mindestens eine erste und zweite Planetenradstufe (4, 5) sowie eine Differentialstufe (6) aufweist, wobei die erste Planetenradstufe (4) mit einer ersten und die zweite Planetenradstufe (5) mit einer zweiten lastschaltbaren Kupplung (12a, 12b) wirkverbunden sind, entweder eines der Hohlräder (10a, 10b) der Planetenradstufen (4, 5) jeweils mit der jeweiligen lastschaltbaren Kupplung (12a, 12b) wirkverbunden ist, wobei beide Planetenradträger (8a, 8b) der Planetenradstufen (4, 5) mit einem axial zwischen den beiden Planetenradstufen (3, 4) angeordneten Ritzel (11) drehfest verbunden sind, welches mit einer Differentialstufe (6) wirkverbunden ist oder einer der Planetenradträger (8a, 8b) der Planetenradstufen (4, 5) mit der jeweiligen lastschaltbaren Kupplung (12a, 12b) wirkverbunden ist, wobei beide Hohlräder (10a, 10b) der Planetenradstufen (4, 5) mit einem axial zwischen beiden Planetenradstufen (3, 4) angeordneten Ritzel (11) drehfest verbunden sind, welches mit einer Differentialstufe (6) wirkverbunden ist.

Figure DE102019109568A1_0000
The invention relates to a drive device (1) for a motor vehicle, comprising an electric drive machine which is operatively connected to a transmission device (3) via a drive shaft (2), the transmission device (3) at least one first and second planetary gear set (4, 5) as well as having a differential stage (6), the first planetary gear stage (4) being operatively connected to a first and the second planetary gear stage (5) to a second power shift clutch (12a, 12b), either one of the ring gears (10a, 10b) of the planetary gear stages ( 4, 5) is operatively connected to the respective powershift clutch (12a, 12b), both planetary gear carriers (8a, 8b) of the planetary gear stages (4, 5) with a pinion (11) arranged axially between the two planetary gear stages (3, 4) are rotatably connected, which is operatively connected to a differential stage (6) or one of the planetary gear carriers (8a, 8b) of the planetary gear stages (4, 5) with the respective power shiftable Kup plung (12a, 12b) is operatively connected, both ring gears (10a, 10b) of the planetary gear sets (4, 5) being non-rotatably connected to a pinion (11) which is arranged axially between the two planetary gear sets (3, 4) and which is connected to a differential stage (6 ) is operatively connected.
Figure DE102019109568A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug.The invention relates to a drive device for a motor vehicle, in particular for an electrically driven motor vehicle.

Aus der DE 10 2011 088 668 A1 geht eine Antriebsvorrichtung mit wenigstens einer elektrischen Antriebsmaschine, mit wenigstens einem ersten Planetentrieb mit einer Schaltkupplung und mit einem Differenzial hervor. Eine Rotorwelle der Antriebsmaschine ist mit einer ersten Anschlusswelle des aus wenigstens drei Anschlusswellen gebildeten Planetentriebs drehfest gekoppelt. Eine zweite Anschlusswelle des ersten Planetentriebs ist mittels einer Schaltmuffe der Schaltkupplung gegen ein Bauteil der Antriebsvorrichtung rotationsfest festlegbar. Eine dritte Anschlusswelle des ersten Planetentriebs ist mit einer Summenwelle des Differenzials wirkverbunden. Die Schaltmuffe ist in formschlüssigen Eingriff entweder mit der zweiten Anschlusswelle des ersten Planetentriebs oder in eine drehmomentenübertragende Wirkverbindung mit der Summenwelle des Differenzials verschiebbar.From the DE 10 2011 088 668 A1 shows a drive device with at least one electric drive machine, with at least one first planetary drive with a clutch and with a differential. A rotor shaft of the drive machine is coupled non-rotatably to a first connection shaft of the planetary drive formed from at least three connection shafts. A second connecting shaft of the first planetary drive can be fixed in a rotationally fixed manner against a component of the drive device by means of a shift sleeve of the clutch. A third connection shaft of the first planetary drive is operatively connected to a sum shaft of the differential. The shift sleeve can be shifted into positive engagement either with the second connection shaft of the first planetary drive or in a torque-transmitting operative connection with the sum shaft of the differential.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug weiterzuentwickeln.The object of the present invention is to further develop a drive device for a motor vehicle.

Die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug umfasst eine elektrische Antriebsmaschine, die über eine Antriebswelle mit einer Getriebevorrichtung wirkverbunden ist, wobei die Getriebevorrichtung ein zwischen den beiden Planetenradstufen angeordnetes Abtriebsritzel umfasst, welches das Antriebsmoment über ein Reduziergetriebe an die Differentialstufe weitergeben kann.The drive device according to the invention for a motor vehicle comprises an electric drive machine which is operatively connected to a transmission device via a drive shaft, the transmission device comprising an output pinion arranged between the two planetary gear stages, which can pass the drive torque on to the differential stage via a reduction gear.

Die Getriebevorrichtung weist somit mindestens eine erste und zweite Planetenradstufe sowie eine Differentialstufe auf, wobei die erste Planetenradstufe einen ersten Planetenradsatz mit mehreren Planetenrädern aufweist, wobei die Planetenräder des ersten Planetenradsatzes drehbar an einem ersten Planetenradträger angeordnet sind und mit einem ersten Sonnenrad sowie mit einem ersten Hohlrad im Zahneingriff stehen, wobei die zweite Planetenradstufe einen zweiten Planetenradsatz mit mehreren Planetenrädern aufweist, wobei die Planetenräder des zweiten Planetenradsatzes drehbar an einem zweiten Planetenradträger angeordnet sind und mit einem zweiten Sonnenrad sowie mit einem zweiten Hohlradrad im Zahneingriff stehen, wobei das erste Sonnenrad und das zweite Sonnenrad zueinander drehfest und drehfest mit der Antriebswelle verbunden sind.The transmission device thus has at least a first and a second planetary gear set and a differential stage, the first planetary gear set having a first planetary gear set with several planet gears, the planet gears of the first planetary gear set being rotatably arranged on a first planetary gear carrier and with a first sun gear and a first ring gear are in meshing engagement, the second planetary gear set having a second planetary gear set with a plurality of planetary gears, the planetary gears of the second planetary gear set being rotatably arranged on a second planetary gear carrier and being in meshing engagement with a second sun gear and a second ring gear, the first sun gear and the second Sun gear rotatably to each other and rotatably connected to the drive shaft.

Die erste Planetenradstufe ist mit einer ersten und die zweite Planetenradstufe ist mit einer zweiten lastschaltbaren Kupplung wirkverbunden.The first planetary gear set is operatively connected to a first and the second planetary gear set is operatively connected to a second power shiftable clutch.

Erfindungsgemäß wird durch die lastschaltbare Kupplung ein Getriebeglied der Planetenradstufe gestellfest geschaltet, wobei axial zwischen den beiden Planetenradstufen ein Abtriebsritzel angeordnet ist, welches das durch die Planetenradstufen übersetzte Drehmoment von der Antriebswelle in das Reduziergetriebe überträgt. Das Reduziergetriebe überträgt das Drehmoment in die Differentialstufe und sorgt für eine Drehzahlreduzierung aus den Planetenradstufen zur Differentialstufe. Die Differentialstufe verteilt die Drehmomente an die beiden Abtriebswellen abhängig von der Drehzahl der die Kurvenfahrt des Fahrzeugs durchlaufenden Räder. Dabei ist ein Rad an dem Ende einer Abtriebswelle angeordnet.According to the invention, a gear member of the planetary gear stage is fixed to the frame by the power shift clutch, with an output pinion being arranged axially between the two planetary gear stages, which transmits the torque translated by the planetary gear stages from the drive shaft to the reduction gear. The reduction gear transmits the torque to the differential stage and ensures a speed reduction from the planetary gear stages to the differential stage. The differential stage distributes the torques to the two output shafts depending on the speed of the wheels turning the vehicle through. A wheel is arranged at the end of an output shaft.

Die Planetenradstufen weisen eine voneinander verschiedene Übersetzung auf. Das zwischen den Planetenradstufen angeordnete Ritzel und die daraus resultierende weitestgehend symmetrische Anordnung der Getriebevorrichtung senkt die Belastung an den Abtriebswellen im Gegensatz zu einer asymmetrischen Anordnung. Die Lagerung der Planetenradstufen und der Wellen kann ebenfalls einfacher und beanspruchungsreduzierter gestaltet werden. Damit kann die gesamte Getriebevorrichtung bauraumreduzierter ausgeführt werden.The planetary gear stages have different ratios. The pinion arranged between the planetary gear sets and the largely symmetrical arrangement of the transmission device resulting therefrom lowers the load on the output shafts in contrast to an asymmetrical arrangement. The bearing of the planetary gear stages and the shafts can also be made simpler and less stressed. This means that the entire transmission device can be designed to be less space-saving.

Erfindungsgemäß ist hierbei entweder eines der Hohlräder der Planetenradstufen oder einer der Planetenradträger mit der jeweiligen lastschaltbaren Kupplung wirkverbunden.According to the invention, either one of the ring gears of the planetary gear stages or one of the planetary gear carriers is operatively connected to the respective powershiftable clutch.

Unter dem Begriff „wirkverbunden“ ist zu verstehen, dass zwei Getriebeelemente direkt miteinander verbunden sein können, oder dass sich zwischen zwei Getriebeelemente noch weitere Getriebeelemente befinden, beispielsweise ein oder mehrere Wellen oder Zahnräder. Zwei miteinander im Zahneingriff stehende bzw. kämmende Zahnräder sind zur Übertragung eines Drehmoments und einer Drehzahl von dem einen Zahnrad auf das andere Zahnrad vorgesehen. Unter einem Zahnrad sind beispielsweise auch Getriebeglieder des Umlaufrädergetriebes, wie ein Sonnenrad, ein Hohlrad sowie ein Planetenrad eines Planetenradsatzes zu verstehen.The term “operatively connected” means that two transmission elements can be directly connected to one another, or that further transmission elements are located between two transmission elements, for example one or more shafts or gears. Two gearwheels that are in meshing engagement with one another are provided for transmitting a torque and a speed from one gearwheel to the other gearwheel. A gear is also to be understood as meaning, for example, transmission elements of the epicyclic gearing, such as a sun gear, a ring gear and a planet gear of a planetary gear set.

Die Wirkverbindung zwischen der Antriebwelle oder einer Abtriebswelle und einem auf der Welle angeordneten Sonnenrad kann auf zwei Arten ausgebildet sein. Einerseits kann das Sonnenrad beziehungsweise die Verzahnung des Sonnenrades direkt auf der Welle eingebracht worden sein, so dass Sonnenrad und Welle als ein Bauteil ausgebildet sind. Andererseits kann das Sonnenrad als von der Welle separat ausgebildetes Bauteil vorliegen, wobei das Sonnenrad auf die Welle drehmomentfest montiert wird beziehungsweise ist.The operative connection between the drive shaft or an output shaft and a sun gear arranged on the shaft can be designed in two ways. On the one hand, the sun gear or the toothing of the sun gear can be placed directly on the shaft, so that the sun gear and shaft are designed as one component. On the other hand, the sun gear can be present as a component formed separately from the shaft, the sun gear being or being mounted on the shaft in a torque-proof manner.

Es ist unter dem Begriff „lastschaltbare Kupplung“ eine Vorrichtung zu verstehen, die zumindest einen geöffneten und einen geschlossenen Zustand aufweist und unter Last zwischen den mindestens zwei Zuständen schaltbar ist. Im geöffneten Zustand überträgt die Kupplung kein Drehmoment beziehungsweise stellt sie im geschlossenen Zustand ein Getriebeglied der Planetenradstufe gehäusefest.The term “powershift clutch” is to be understood as a device that has at least one open and one closed state and can be switched between the at least two states under load. In the open state, the clutch does not transmit any torque or, in the closed state, it fixes a gear member of the planetary gear stage to the housing.

In der ersten erfindungsgemäßen Ausführung ist im geschlossenen Zustand der ersten oder zweiten Kupplung der erste oder zweite Planetenradträger mit dem Gehäuse drehfest verbunden.In the first embodiment of the invention, when the first or second clutch is closed, the first or second planetary gear carrier is connected to the housing in a rotationally fixed manner.

Der erste Planetenradträger kann somit gehäusefest gesetzt werden und eine Kraft abstützen. Ein Drehmoment von der Antriebswelle kann nun über den ersten Planetenradsatz an das erste Hohlrad und schließlich an das mit dem Hohlrad drehfest verbundene Ritzel weitergegeben werden, wobei das erste und das zweite Hohlrad stets drehfest miteinander verbunden sind. Im geschlossenen Zustand der ersten Kupplung befindet sich die zweite Kupplung im offenen Zustand.The first planet carrier can thus be fixed to the housing and support a force. A torque from the drive shaft can now be passed on via the first planetary gear set to the first ring gear and finally to the pinion connected non-rotatably to the ring gear, the first and second ring gears always being non-rotatably connected to one another. In the closed state of the first clutch, the second clutch is in the open state.

Wird die erste Kupplung geöffnet und die zweite Kupplung geschlossen, so kann der zweite Planetenradträger gehäusefest gesetzt werden und eine Kraft abstützen. Das Drehmoment von der Antriebswelle kann nun über den zweiten Planetenradsatz an das zweite Hohlrad und schließlich an das Ritzel weitergegeben werden.If the first clutch is opened and the second clutch is closed, the second planet carrier can be fixed to the housing and support a force. The torque from the drive shaft can now be passed on via the second planetary gear set to the second ring gear and finally to the pinion.

In der zweiten erfindungsgemäßen Ausführung ist im geschlossenen Zustand der ersten oder zweiten Kupplung das erste oder zweite Hohlrad mit dem Gehäuse drehfest verbunden. Die Hohlräder sind in dieser Ausführung nicht dauerhaft drehfest miteinander verbunden.In the second embodiment of the invention, when the first or second clutch is closed, the first or second ring gear is connected to the housing in a rotationally fixed manner. In this embodiment, the ring gears are not permanently connected to one another in a rotationally fixed manner.

Das erste Hohlrad kann somit gehäusefest gesetzt werden und eine Kraft abstützen. Ein Drehmoment von der Antriebswelle kann nun über den ersten Planetenradsatz an den ersten Planetenradträger und schließlich an das mit dem Planetenradträger drehfest verbundene Ritzel weitergegeben werden, wobei der erste und der zweite Planetenradträger stets drehfest miteinander verbunden sind. Im geschlossenen Zustand der ersten Kupplung befindet sich die zweite Kupplung im offenen Zustand.The first ring gear can thus be fixed to the housing and support a force. A torque from the drive shaft can now be passed on via the first planetary gear set to the first planetary gear carrier and finally to the pinion connected in a rotationally fixed manner to the planetary gear carrier, the first and the second planetary gear carrier always being rotationally fixed to one another. In the closed state of the first clutch, the second clutch is in the open state.

Wird die erste Kupplung geöffnet und die zweite Kupplung geschlossen, so kann das zweite Hohlrad gehäusefest gesetzt werden und eine Kraft abstützen. Das Drehmoment von der Antriebswelle kann nun über den zweiten Planetenradsatz an den zweiten Planetenradträger und schließlich an das mit dem Planetenradträger drehfest verbundene Ritzel weitergegeben werden.If the first clutch is opened and the second clutch is closed, the second ring gear can be fixed to the housing and support a force. The torque from the drive shaft can now be passed on via the second planetary gear set to the second planetary gear carrier and finally to the pinion connected in a rotationally fixed manner to the planetary gear carrier.

Erfindungsgemäß ist das erste Sonnenrad und das zweite Sonnenrad in beiden erfindungsgemäßen Ausführungen dauerhaft miteinander drehfest verbunden sind, wobei die Antriebswelle mit den beiden Sonnenrädern wirkverbunden ist.According to the invention, the first sun gear and the second sun gear are permanently connected to one another in a rotationally fixed manner in both embodiments according to the invention, the drive shaft being operatively connected to the two sun gears.

Die jeweilige Kupplung ist insbesondere als Reibkupplung ausgebildet. Ferner bevorzugt sind die beiden Kupplungen koaxial zueinander angeordnet. Insbesondere kann die jeweilige Kupplung von einem jeweiligen Aktuator betätigt werden, um ein Öffnen oder Schließen der jeweiligen Kupplung einzuleiten. Der Aktuator kann hydraulisch, elektromechanisch, elektromagnetisch oder beispielsweise auch pneumatisch betätigbar ausgeführt sein.The respective clutch is designed in particular as a friction clutch. Furthermore, the two clutches are preferably arranged coaxially to one another. In particular, the respective clutch can be actuated by a respective actuator in order to initiate opening or closing of the respective clutch. The actuator can be implemented hydraulically, electromechanically, electromagnetically or, for example, also pneumatically.

Ein Öffnen beider Kupplungen zugleich kann eine Leistungsabschaltung realisieren. Ein Schließen der ersten Kupplung und ein Öffnen der zweiten Kupplung realisiert eine erste Getriebeübersetzung, wobei ein Schließen der zweiten Kupplung und ein Öffnen der ersten Kupplung eine zweite Getriebeübersetzung realisiert. Um einen weitestgehend zugkraftunterbrechungsfreien Schaltvorgang von der einen Kupplung zur anderen Kupplung zu gewährleisten, öffnet die eine Kupplung in einem zeitlichen Übergangsbereich während sich die andere schließt. Über den Schlupf in den Kupplungen, ausgebildet als Reibkupplungen, findet so eine drehmomentunterbrechungsfreie Umschaltung zwischen zwei Getriebestufen statt, welche als zugkraftunterbrechungsfreier Umschaltmodus zwischen zwei Getriebestufen vom Betreiber der Antriebsvorrichtung wahrgenommen werden und so der Schaltkomfort für den Betreiber der Antriebvorrichtung gesteigert wird.Opening both clutches at the same time can switch off the power. Closing the first clutch and opening the second clutch realizes a first gear ratio, with closing the second clutch and opening the first clutch realizing a second gear ratio. In order to ensure that the shifting process from one clutch to the other clutch is largely free of tractive effort, one clutch opens in a transitional period while the other closes. Via the slip in the clutches, designed as friction clutches, a torque-free switchover between two gear stages takes place, which is perceived by the operator of the drive device as a switch-over mode between two gear stages without traction and thus the shifting comfort for the operator of the drive device is increased.

Bevorzugt weist die elektrische Antriebsmaschine einen Stator und einen Rotor auf, wobei der Rotor drehfest mit der Antriebswelle verbunden ist. Die Antriebswelle kann als Rotorwelle ausgebildet sein oder es besteht ein Achsversatz zwischen der Antriebs- und der Rotorwelle, wobei eine Drehmomentübertragungsvorrichtung (Getriebe) zwischen beiden Wellen angeordnet ist.The electric drive machine preferably has a stator and a rotor, the rotor being connected to the drive shaft in a rotationally fixed manner. The drive shaft can be designed as a rotor shaft or there is an axial offset between the drive shaft and the rotor shaft, a torque transmission device (gear) being arranged between the two shafts.

Ferner ist die Differentialstufe bevorzugt als Stirnraddifferential ausgebildet, wobei die Differentialstufe dazu vorgesehen ist, eine Antriebsleistung der Antriebsmaschine auf eine erste und zweite Abtriebswelle zu verteilen.Furthermore, the differential stage is preferably designed as a spur gear differential, the differential stage being provided to distribute a drive power of the drive machine to a first and a second output shaft.

Die Antriebsmaschine kann koaxial oder achsparallel zur Antriebswelle angeordnet sein. Vorteilhafterweise ist die Antriebswelle achsparallel zu den beiden Abtriebswellen angeordnet, wobei achsparallel bedeutet, dass ein Achsversatz zwischen Antriebswelle und Abtriebswellen vorhanden ist.The drive machine can be arranged coaxially or axially parallel to the drive shaft. The drive shaft is advantageously arranged axially parallel to the two output shafts, axially parallel meaning that there is an axial offset between the drive shaft and the output shafts.

Die Differentialstufe weist einen ersten und einen zweiten Planetenradsatz auf, wobei die Planeten des ersten Planetenradsatzes der Differentialstufe mit einer Verzahnung an der ersten Abtriebswelle im Zahneingriff stehen, wobei ferner die Planeten des zweiten Planetenradsatzes mit einer Verzahnung an der zweiten Abtriebswelle im Zahneingriff stehen, und wobei die Planeten beider Planetensätze paarweise miteinander im Zahneingriff stehen.The differential stage has a first and a second planetary gear set, the Planets of the first planetary gear set of the differential stage are in tooth engagement with a toothing on the first output shaft, furthermore the planets of the second planetary gear set are in toothing engagement with a toothing on the second output shaft, and the planets of both planetary sets are in toothing engagement with one another in pairs.

Weitere erfindungsgemäße Ausführungsformen werden anhand der Figuren näher dargestellt. Die Figuren zeigen jeweils eine vereinfachte schematische Darstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung.Further embodiments according to the invention are shown in more detail with reference to the figures. The figures each show a simplified schematic representation to illustrate the structure of a drive device according to the invention.

Es zeigen:

  • 1 eine erste erfindungsgemäße Ausführungsform der Antriebsvorrichtung und
  • 2 eine zweite erfindungsgemäße Ausführungsform der Antriebsvorrichtung.
Show it:
  • 1 a first embodiment of the drive device according to the invention and
  • 2 a second embodiment of the drive device according to the invention.

1 zeigt eine erste erfindungsgemäße Ausführungsform der Antriebsvorrichtung 1. 1 shows a first embodiment of the drive device 1 according to the invention.

Die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung 1 für ein - hier nicht dargestelltes - Kraftfahrzeug weist eine - hier nicht dargestellte - elektrische Antriebsmaschine und eine Getriebevorrichtung 3 auf. Die elektrische Antriebsmaschine weist einen Stator sowie einen Rotor auf. Eine Antriebsleistung der elektrischen Antriebsmaschine wird über eine Antriebswelle 2, die zwischen der elektrischen Antriebsmaschine und der Getriebevorrichtung 3 angeordnet und als Rotorwelle ausgebildet ist, in die Getriebevorrichtung 3 eingeleitet.The drive device 1 according to the invention for a motor vehicle (not shown here) has an electric drive machine (not shown here) and a transmission device 3 on. The electric drive machine has a stator and a rotor. A drive power of the electric drive machine is provided via a drive shaft 2 between the electric drive machine and the transmission device 3 is arranged and designed as a rotor shaft, in the transmission device 3 initiated.

Die Getriebevorrichtung 3 umfasst eine erste und zweite Planetenradstufe 4, 5 sowie eine Differentialstufe 6. Die Differentialstufe 6 kann als Stirnraddifferential ausgebildet sein. Die Differentialstufe ist dazu vorgesehen, die Antriebsleistung von die Antriebswelle 2 auf eine erste und zweite Abtriebswelle 15a, 15b zu verteilen. Die Antriebswelle 2 ist achsparallel zu den beiden Abtriebswellen 15a, 15b angeordnet. Alternativ kann die Antriebsmaschine koaxial zur Differentialstufe 6 angeordnet sein, so dass die Abtriebswellen 15a, 15b zur Antriebswelle 2 fluchten.The transmission device 3 comprises a first and second planetary gear set 4th , 5 as well as a differential stage 6th . The differential stage 6th can be designed as a spur gear differential. The differential stage is intended to provide the drive power from the drive shaft 2 on a first and second output shaft 15a , 15b to distribute. The drive shaft 2 is axially parallel to the two output shafts 15a , 15b arranged. Alternatively, the prime mover can be coaxial with the differential stage 6th be arranged so that the output shafts 15a , 15b to the drive shaft 2 cursing.

Die erste Planetenradstufe 4 weist einen ersten Planetenradsatz mit mehreren Planetenrädern 7a auf, wobei die Planetenräder 7a des ersten Planetenradsatzes drehbar an einem ersten Planetenradträger 8a angeordnet sind und mit einem ersten Sonnenrad 9a sowie mit einem ersten Hohlrad 10a im Zahneingriff stehen. Mithin kämmen die Planetenräder 7a des ersten Planetenradsatzes radial zwischen dem ersten Sonnenrad 9a und dem ersten Hohlrad 10a. Die Antriebswelle 2 ist drehfest mit dem ersten Sonnenrad 9a verbunden.The first planetary gear stage 4th has a first planetary gear set with several planetary gears 7a on, with the planet gears 7a of the first planetary gear set rotatable on a first planetary gear carrier 8a are arranged and with a first sun gear 9a as well as with a first ring gear 10a are in mesh. So the planet gears mesh 7a of the first planetary gear set radially between the first sun gear 9a and the first ring gear 10a . The drive shaft 2 rotates with the first sun gear 9a connected.

Ferner weist die zweite Planetenradstufe 5 einen zweiten Planetenradsatz mit mehreren Planetenrädern 7b auf, wobei die Planetenräder 7b des zweiten Planetenradsatzes drehbar an einem zweiten Planetenradträger 8b angeordnet sind und mit einem zweiten Sonnenrad 9b sowie mit einem zweiten Hohlrad 10b im Zahneingriff stehen. Mithin kämmen die Planetenräder 7b des zweiten Planetenradsatzes radial zwischen dem zweiten Sonnenrad 9b und dem zweiten Hohlrad 10b. Die Antriebswelle 2 ist ebenfalls drehfest mit dem ersten Sonnenrad 9a verbunden.Furthermore, the second planetary gear set 5 a second planetary gear set with several planetary gears 7b on, with the planet gears 7b of the second planetary gear set rotatable on a second planetary gear carrier 8b are arranged and with a second sun gear 9b as well as with a second ring gear 10b are in mesh. So the planet gears mesh 7b of the second planetary gear set radially between the second sun gear 9b and the second ring gear 10b . The drive shaft 2 is also non-rotatably with the first sun gear 9a connected.

Des Weiteren sind eine erste und eine zweite lastschaltbare Kupplung 12a, 12b vorgesehen. Die erste lastschaltbare Kupplung 12a ist zur Kopplung des ersten Planetenradträgers 8a mit dem Gehäuse 16 vorgesehen, so dass der erste Planetenradträger 8a gestellfest oder freidrehend geschaltet werden kann. Die zweite lastschaltbare Kupplung 12b ist zur Kopplung des zweiten Planetenradträgers 8b mit dem Gehäuse 16 vorgesehen, so dass der zweite Planetenradträger 8b gestellfest oder freidrehend geschaltet werden kann.There are also a first and a second powershiftable clutch 12a , 12b intended. The first powershift clutch 12a is for coupling the first planet carrier 8a with the case 16 provided so that the first planet carrier 8a Can be switched fixed to the frame or freely rotating. The second powershift clutch 12b is for coupling the second planet carrier 8b with the case 16 provided so that the second planet carrier 8b Can be switched fixed to the frame or freely rotating.

Beim Schließen der ersten Kupplung 12a wird eine drehfeste Verbindung zwischen dem ersten Planetenradträger 8a und dem Gehäuse 16 realisiert. Ferner ist der zweite Planetenradträger 8b über die zweite Kupplung 12b mit dem Gehäuse 16 verbindbar, wodurch der zweite Planetenradträger 8b gestellfest oder freidrehend geschaltet werden kann. Ein Schließen der ersten Kupplung 12a und ein Öffnen der zweiten Kupplung 12b realisiert eine erste Getriebeübersetzung, wobei ein Schließen der zweiten Kupplung 12b und ein Öffnen der ersten Kupplung 12a eine zweite Getriebeübersetzung realisiert. Die erste Getriebeübersetzung ist ungleich der zweiten Getriebeübersetzung. Durch ein Öffnen beider Kupplungen 12a, 12b wird eine Leistungsabschaltung realisiert, wobei die Antriebsmaschine von den beiden Abtriebswellen 15a, 15b entkoppelt wird.When closing the first clutch 12a becomes a rotationally fixed connection between the first planet carrier 8a and the case 16 realized. Furthermore, the second planet carrier is 8b via the second clutch 12b with the case 16 connectable, whereby the second planet carrier 8b Can be switched fixed to the frame or freely rotating. Closing the first clutch 12a and opening the second clutch 12b realizes a first gear ratio, with a closing of the second clutch 12b and opening the first clutch 12a realized a second gear ratio. The first gear ratio is not the same as the second gear ratio. By opening both clutches 12a , 12b a power cut-off is implemented, with the drive machine from the two output shafts 15a , 15b is decoupled.

Die erste Getriebeübersetzung (Schließen der ersten Kupplung 12a) wandelt das erste Planetenradgetriebe 4 in ein Standgetriebe (Zweiwellengetriebe) mit einer Standübersetzung, wobei das Eingangsdrehmoment über das erste Sonnenrad 9a eingeleitet und das Ausgangsdrehmoment über das erste Hohlrad 10a ausgeleitet wird. Da das erste und das zweite Hohlrad 10a und 10b und auch das erste Sonnenrad 9a und das zweite Sonnenrad 9b jeweils ein Eingangsdrehmoment in das zweite Planetenradgetriebe 5 als Dreiwellengetriebe einleiten, wird das Ausgangsdrehmoment über den zweiten Planetenradträger 8b abgegeben, welcher jedoch im Leerlauf in der geöffneten zweiten Kupplung 12b läuft und keinen Einfluss auf die Abtriebswellen 15a, 15b hat. Das übersetzte Drehmoment von der Antriebswelle 2 wird durch die drehfeste Verbindung zwischen dem Ritzel 11 und dem ersten Hohlrad 10a in das Reduziergetriebe 13 eingeleitet und an das Differential 6 weitergegeben.The first gear ratio (closing the first clutch 12a ) converts the first planetary gear 4th into a stationary transmission (two-shaft transmission) with a stationary transmission, the input torque via the first sun gear 9a initiated and the output torque via the first ring gear 10a is diverted. Because the first and second ring gears 10a and 10b and also the first sun gear 9a and the second sun gear 9b an input torque in the second planetary gear 5 initiate as a three-shaft transmission, the output torque is via the second planet carrier 8b delivered, which, however, is idling in the opened second clutch 12b runs and does not affect the output shafts 15a , 15b Has. The translated torque from the drive shaft 2 is due to the non-rotatable connection between the pinion 11 and the first ring gear 10a in the Reduction gear 13 initiated and to the differential 6th passed on.

Die zweite Getriebeübersetzung (Schließen der zweiten Kupplung 12b) lässt das erste Planetenradgetriebe 4 weitestgehend funktionslos, da das Eingangsdrehmoment von der Antriebswelle 2 auf das zweite Sonnenrad 9b übertragen und in das zweite Planetenradgetriebe 5 eingeleitet wird. Durch den gestellfest gesetzten zweiten Planetenradträger 8b wälzen die Planetenräder 7b am zweiten Hohlrad 10b ab und drehen das zweite Hohlrad 10b. Über die dauerhaft drehfeste Verbindung des zweiten Hohlrades 10b mit dem Ritzel 11, wird das über das zweite Hohlrad 10b aus dem Planetenradgetriebe 5 austretende Drehmoment in die Differentialstufe 6 eingeleitet und weiter an die Abtriebswellen 15a und 15b verteilt.The second gear ratio (closing the second clutch 12b ) leaves the first planetary gear 4th largely inoperative as the input torque comes from the drive shaft 2 on the second sun gear 9b transferred and into the second planetary gear 5 is initiated. With the second planetary gear carrier fixed to the frame 8b roll the planet gears 7b on the second ring gear 10b and turn the second ring gear 10b . Via the permanently non-rotatable connection of the second ring gear 10b with the pinion 11 , this is done via the second ring gear 10b from the planetary gear 5 escaping torque into the differential stage 6th initiated and on to the output shafts 15a and 15b distributed.

2 zeigt zweite erfindungsgemäße Ausführungsform der Antriebsvorrichtung 1. 2 shows a second embodiment of the drive device according to the invention 1 .

Die Getriebevorrichtung 3 nach 2 unterscheidet sich von der nach 1 dadurch, dass die jeweiligen Hohlräder 10a, 10b anstatt der jeweiligen Planetenradträger 8a, 8b mit den entsprechenden Kupplungen 12a, 12b wirkverbunden sind. Die beiden Planetenradträger 8a und 8b sind dauerhaft drehfest miteinander verbunden und weisen axial zwischen ihnen ein dauerhaft drehfest angeordnetes Ritzel 11 auf.The transmission device 3 to 2 differs from that after 1 in that the respective ring gears 10a , 10b instead of the respective planet carrier 8a , 8b with the corresponding couplings 12a , 12b are effectively connected. The two planetary gear carriers 8a and 8b are permanently non-rotatably connected to one another and have a pinion axially between them that is permanently non-rotatable 11 on.

So ist die erste lastschaltbare Kupplung 12a ist zur Kopplung des ersten Hohlrades 10a mit dem Gehäuse 16 vorgesehen, so dass das erste Hohlrad 10a gestellfest oder freidrehend geschaltet werden kann. Die zweite lastschaltbare Kupplung 12b ist zur Kopplung des zweiten Hohlrades 10b mit dem Gehäuse 16 vorgesehen, so dass das zweite Hohlrad 10b gestellfest oder freidrehend geschaltet werden kann.So is the first powershift clutch 12a is for coupling the first ring gear 10a with the case 16 provided so that the first ring gear 10a Can be switched fixed to the frame or freely rotating. The second powershift clutch 12b is for coupling the second ring gear 10b with the case 16 provided so that the second ring gear 10b Can be switched fixed to the frame or freely rotating.

Beim Schließen der ersten Kupplung 12a wird eine drehfeste Verbindung zwischen dem ersten Hohlrad 10a und dem Gehäuse 16 realisiert. Ferner ist das zweite Hohlrad 10b über die zweite Kupplung 12b mit dem Gehäuse 16 verbindbar, wodurch das zweite Hohlrad 10b gestellfest oder freidrehend geschaltet werden kann. Ein Schließen der ersten Kupplung 12a und ein Öffnen der zweiten Kupplung 12b realisiert eine erste Getriebeübersetzung, wobei ein Schließen der zweiten Kupplung 12b und ein Öffnen der ersten Kupplung 12a eine zweite Getriebeübersetzung realisiert. Die erste Getriebeübersetzung ist ungleich der zweiten Getriebeübersetzung. Durch ein Öffnen beider Kupplungen 12a, 12b wird eine Leistungsabschaltung realisiert, wobei die Antriebsmaschine von den beiden Abtriebswellen 15a, 15b entkoppelt wird.When closing the first clutch 12a becomes a rotationally fixed connection between the first ring gear 10a and the case 16 realized. Furthermore, the second ring gear is 10b via the second clutch 12b with the case 16 connectable, whereby the second ring gear 10b Can be switched fixed to the frame or freely rotating. Closing the first clutch 12a and opening the second clutch 12b realizes a first gear ratio, with a closing of the second clutch 12b and opening the first clutch 12a realized a second gear ratio. The first gear ratio is not the same as the second gear ratio. By opening both clutches 12a , 12b a power cut-off is implemented, with the drive machine from the two output shafts 15a , 15b is decoupled.

Die erste Getriebeübersetzung (Schließen der ersten Kupplung 12a) wandelt das erste Planetenradgetriebe 4 in ein Standgetriebe (Zweiwellengetriebe) mit einer Standübersetzung, wobei das Eingangsdrehmoment über das erste Sonnenrad 9a eingeleitet und das Ausgangsdrehmoment über den ersten Planetenradträger 8a ausgeleitet wird. Da der erste und der zweite Planetenradträger 8a und 8b und auch das erste Sonnenrad 9a und das zweite Sonnenrad 9b jeweils ein Eingangsdrehmoment in das zweite Planetenradgetriebe 5 als Dreiwellengetriebe einleiten, wird das Ausgangsdrehmoment über das zweite Hohlrad 10b abgegeben, welches jedoch im Leerlauf in der geöffneten zweiten Kupplung 12b läuft und keinen Einfluss auf die Abtriebswellen 15a, 15b hat. Das übersetzte Drehmoment von der Antriebswelle 2 wird durch die drehfeste Verbindung zwischen dem Ritzel 11 und dem ersten Planetenradträger 8a in das Reduziergetriebe 13 eingeleitet und an das Differential 6 weitergegeben.The first gear ratio (closing the first clutch 12a ) converts the first planetary gear 4th into a stationary transmission (two-shaft transmission) with a stationary transmission, the input torque via the first sun gear 9a initiated and the output torque via the first planet carrier 8a is diverted. Because the first and the second planet carrier 8a and 8b and also the first sun gear 9a and the second sun gear 9b an input torque in the second planetary gear 5 as a three-shaft transmission, the output torque is transmitted via the second ring gear 10b delivered, which, however, idle in the open second clutch 12b runs and does not affect the output shafts 15a , 15b Has. The translated torque from the drive shaft 2 is due to the non-rotatable connection between the pinion 11 and the first planet carrier 8a into the reduction gear 13 initiated and to the differential 6th passed on.

Die zweite Getriebeübersetzung (Schließen der zweiten Kupplung 12b) lässt das erste Planetenradgetriebe 4 weitestgehend funktionslos, da das Eingangsdrehmoment von der Antriebswelle 2 auf das zweite Sonnenrad 9b übertragen und in das zweite Planetenradgetriebe 5 eingeleitet wird. Durch das gestellfest gesetzte zweite Hohlrad 10b wälzen die Planetenräder 7b am zweiten Hohlrad 10b ab und drehen den zweiten Planetenradträger 8b. Über die dauerhaft drehfeste Verbindung des zweiten Planetenradträgers 8b mit dem Ritzel 11, wird das über den zweiten Planetenradträger 8b aus dem Planetenradgetriebe 5 austretende Drehmoment in die Differentialstufe 6 eingeleitet und weiter an die Abtriebswellen 15a und 15b verteilt.The second gear ratio (closing the second clutch 12b ) leaves the first planetary gear 4th largely inoperative as the input torque comes from the drive shaft 2 on the second sun gear 9b transferred and into the second planetary gear 5 is initiated. With the second ring gear fixed to the frame 10b roll the planet gears 7b on the second ring gear 10b and turn the second planet carrier 8b . Via the permanently non-rotatable connection of the second planet carrier 8b with the pinion 11 , this is done via the second planet carrier 8b from the planetary gear 5 escaping torque into the differential stage 6th initiated and on to the output shafts 15a and 15b distributed.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
AntriebsvorrichtungDrive device
22
Antriebswelledrive shaft
33
GetriebevorrichtungTransmission device
44th
erste Planetenradstufefirst planetary gear stage
55
zweite Planetenradstufesecond planetary gear stage
66th
DifferentialstufeDifferential stage
7a7a
erstes Planetenrad/-räderfirst planet gear (s)
7b7b
zweites Planetenrad/-rädersecond planet gear (s)
8a8a
erster Planetenradträgerfirst planet carrier
8b8b
zweiter Planetenradträgersecond planet carrier
9a9a
erstes Sonnenradfirst sun gear
9b9b
zweites Sonnenradsecond sun gear
10a10a
erstes Hohlradfirst ring gear
10b10b
zweites Hohlradsecond ring gear
1111
Ritzel (Reduziergetriebe)Pinion (reduction gear)
12a12a
erste Kupplungfirst clutch
12b12b
zweite Kupplungsecond clutch
1313
ReduziergetriebeReduction gear
1414th
Eingangswelle (Reduziergetriebe)Input shaft (reduction gear)
15a, 15b15a, 15b
AbtriebswelleOutput shaft
1616
Gehäusecasing

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102011088668 A1 [0002]DE 102011088668 A1 [0002]

Claims (3)

Antriebsvorrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine elektrische Antriebsmaschine, die über eine Antriebswelle (2) mit einer Getriebevorrichtung (3) wirkverbunden ist, wobei die Getriebevorrichtung (3) mindestens eine erste und zweite Planetenradstufe (4, 5) sowie eine Differentialstufe (6) aufweist, • wobei die erste Planetenradstufe (4) mit einer ersten und die zweite Planetenradstufe (5) mit einer zweiten lastschaltbaren Kupplung (12a, 12b) wirkverbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass • entweder eines der Hohlräder (10a, 10b) der Planetenradstufen (4, 5) jeweils mit der jeweiligen lastschaltbaren Kupplung (12a, 12b) wirkverbunden ist, wobei beide Planetenradträger (8a, 8b) der Planetenradstufen (4, 5) mit einem axial zwischen den beiden Planetenradstufen (3, 4) angeordneten Ritzel (11) drehfest verbunden sind, welches mit einer Differentialstufe (6) wirkverbunden ist oder • einer der Planetenradträger (8a, 8b) der Planetenradstufen (4, 5) mit der jeweiligen lastschaltbaren Kupplung (12a, 12b) wirkverbunden ist, wobei beide Hohlräder (10a, 10b) der Planetenradstufen (4, 5) mit einem axial zwischen beiden Planetenradstufen (3, 4) angeordneten Ritzel (11) drehfest verbunden sind, welches mit einer Differentialstufe (6) wirkverbunden ist.Drive device (1) for a motor vehicle, comprising an electric drive machine which is operatively connected to a transmission device (3) via a drive shaft (2), the transmission device (3) having at least a first and second planetary gear stage (4, 5) and a differential stage ( 6), • the first planetary gear set (4) being operatively connected to a first and the second planetary gear set (5) to a second power shift clutch (12a, 12b), characterized in that • either one of the ring gears (10a, 10b) of the Planetary gear sets (4, 5) are each operatively connected to the respective power shiftable clutch (12a, 12b), both planetary gear carriers (8a, 8b) of the planetary gear sets (4, 5) having a pinion (3, 4) arranged axially between the two planetary gear sets (3, 4). 11) are non-rotatably connected, which is operatively connected to a differential stage (6) or • one of the planetary gear carriers (8a, 8b) of the planetary gear stages (4, 5) with the respective powershift b aren clutch (12a, 12b) is operatively connected, both ring gears (10a, 10b) of the planetary gear sets (4, 5) being connected to a pinion (11) axially arranged between the two planetary gear sets (3, 4), which is connected to a differential stage ( 6) is operatively connected. Antriebsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (2) mit den beiden Sonnenrädern (9a, 9b) der beiden Planetenradstufen (4, 5) dauerhaft wirkverbunden ist.Drive device (1) after Claim 1 , characterized in that the drive shaft (2) is permanently operatively connected to the two sun gears (9a, 9b) of the two planetary gear stages (4, 5). Antriebsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ritzel (11) Teil eines Reduziergetriebes (13) ist, welches das Antriebsmoment der Antriebswelle (2) zur Differentialstufe (6) weiterleitet.Drive device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the pinion (11) is part of a reduction gear (13) which transmits the drive torque of the drive shaft (2) to the differential stage (6).
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