DE102019111809A1 - Electric drive device for a motor vehicle - Google Patents

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DE102019111809A1 DE102019111809.3A DE102019111809A DE102019111809A1 DE 102019111809 A1 DE102019111809 A1 DE 102019111809A1 DE 102019111809 A DE102019111809 A DE 102019111809A DE 102019111809 A1 DE102019111809 A1 DE 102019111809A1
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Antriebsvorrichtung für ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug, bei dem beispielsweise zumindest eine Achse elektrisch angetrieben ist. Bevorzugt ist die elektrische Antriebsvorrichtung als elektrische Antriebsachse ausgebildet.The invention relates to an electric drive device for an at least partially electrically driven motor vehicle in which, for example, at least one axle is electrically driven. The electric drive device is preferably designed as an electric drive axle.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Antriebsvorrichtung für ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug, bei dem beispielsweise zumindest eine Achse elektrisch angetrieben ist. Bevorzugt ist die elektrische Antriebsvorrichtung als elektrische Antriebsachse ausgebildet.The invention relates to an electric drive device for an at least partially electrically driven motor vehicle in which, for example, at least one axle is electrically driven. The electric drive device is preferably designed as an electric drive axle.

Die DE 10 2018 101 408 B3 offenbart eine Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine elektrische Maschine, die über eine Antriebswelle mit einer Getriebevorrichtung wirkverbunden ist. Die Getriebevorrichtung weist mindestens einen Stufenplanetenrädersatz und eine Differentialstufe auf, wobei der Stufenplanetenrädersatz mehrere Stufenplanetenräder aufweist, wobei jedes Stufenplanetenrad ein erstes und ein zweites drehfest miteinander verbundenes Zahnrad aufweist. Die Stufenplanetenräder sind drehbar an einem ersten Planetenträger angeordnet, wobei das erste Zahnrad mit einem Sonnenrad im Zahneingriff steht, wobei das zweite Zahnrad zumindest mit einem Hohlrad im Zahneingriff steht, und wobei das Hohlrad eine Außenverzahnung aufweist, die mit einer Innenverzahnung eines stationär an einem Gehäuse festgelegten Hohlradtopfs im Zahneingriff steht.The DE 10 2018 101 408 B3 discloses a drive device for a motor vehicle, comprising an electric machine which is operatively connected to a transmission device via a drive shaft. The transmission device has at least one stepped planetary gear set and a differential stage, the stepped planetary gear set having a plurality of stepped planetary wheels, each stepped planetary gear having a first and a second gearwheel connected to one another in a rotationally fixed manner. The stepped planetary gears are rotatably arranged on a first planet carrier, the first gear being in meshing engagement with a sun gear, the second gear being in meshing engagement with at least one ring gear, and the ring gear having external teeth that are stationary on a housing with internal teeth specified internal gear pot is in meshing engagement.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine alternative Antriebsvorrichtung zu schaffen. Die Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand von Patentanspruch 1. Weitere Ausführungsformen sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.The object of the present invention is to create an alternative drive device. The object is achieved by the subject matter of claim 1. Further embodiments can be found in the dependent claims.

Der erfindungsgemäße Kraftfahrzeugantriebsstrang umfasst eine erste Rotorwelle zum Anschluss an eine Wirkverbindung mit dem Rotor eines Elektromotors, der als Antriebsmaschine fungiert. Mit dieser ersten Rotorwelle sind ein Drehmomentwandler und ein erstes Sonnenrad verbunden. Umfasst ist ferner ein Differenzial, das mit dem ersten Sonnenrad in zumindest mittelbarer Wirkverbindung steht.The motor vehicle drive train according to the invention comprises a first rotor shaft for connection to an operative connection with the rotor of an electric motor, which functions as a drive machine. A torque converter and a first sun gear are connected to this first rotor shaft. Also included is a differential that is in at least an indirect operative connection with the first sun gear.

Auf der ersten Rotorwelle ist auf der dem ersten Sonnenrad abgewandten Seite des Drehmomentwandlers - mithin zwischen dem Drehmomentwandler und dem für den Anschluss des Elektromotors vorgesehenen Ende der ersten Rotorwelle - ein erster Freilauf angeordnet. Der Drehmomentwandler ist insbesondere zur Drehmomentüberhöhung vorgesehen, wobei eine zusätzliche Anfahr- und Beschleunigungsleistung generiert wird. Vorzugsweise ist der Drehmomentwandler hydraulisch ausgebildet und umfasst ein eingangsseitig angeordnetes Pumpenrad sowie ein ausgangsseitig angeordnetes Turbinenrad.A first freewheel is arranged on the first rotor shaft on the side of the torque converter facing away from the first sun gear - that is, between the torque converter and the end of the first rotor shaft provided for connecting the electric motor. The torque converter is provided in particular to increase torque, with additional starting and acceleration power being generated. The torque converter is preferably designed to be hydraulic and comprises a pump wheel arranged on the input side and a turbine wheel arranged on the output side.

Erfindungsgemäß ist weiter eine zweite Rotorwelle zum Anschluss an eine Wirkverbindung mit dem Elektromotor vorgesehen. Diese zweite Rotorwelle ist mit einem zweiten Sonnenrad verbunden. Dabei steht das zweite Sonnenrad mit dem Differential über eine Zwischenwelle mit mindestens zwei Verzahnungsstufen in mittelbarer Wirkverbindung. Eine der Verzahnungsstufen kämmt mit dem zweiten Sonnenrad. Ferner ist auf der Zwischenwelle erfindungsgemäß ein zweiter Freilauf angeordnet.According to the invention, a second rotor shaft is also provided for connection to an operative connection with the electric motor. This second rotor shaft is connected to a second sun gear. The second sun gear is indirectly operationally connected to the differential via an intermediate shaft with at least two toothing stages. One of the gear teeth meshes with the second sun gear. Furthermore, according to the invention, a second freewheel is arranged on the intermediate shaft.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die beiden Rotorwellen konzentrisch zueinander angeordnet.In a preferred embodiment, the two rotor shafts are arranged concentrically to one another.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der erste Freilauf eine zum zweiten Freilauf gleichgerichtete Sperrrichtung auf.In a further preferred embodiment, the first freewheel has a blocking direction that is in the same direction as the second freewheel.

In einer weiteren Ausführungsform sind die Rotorwellen achsparallel zu dem Differenzial angeordnet.In a further embodiment, the rotor shafts are arranged axially parallel to the differential.

In einer weiteren Ausführungsform ist auch die Wirkverbindung zwischen dem ersten Sonnenrad und dem Differenzial über die Zwischenwelle (24) bewirkt. Dabei weist dann die Zwischenwelle eine dritte Verzahnungsstufe auf, die mit dem Differenzial in kämmender Wirkverbindung steht.In a further embodiment, the operative connection between the first sun gear and the differential is also effected via the intermediate shaft (24). The intermediate shaft then has a third toothing stage which is in meshing operative connection with the differential.

In einer weiteren Ausführungsform kämmt sowohl das erste Sonnenrad als auch die erste Verzahnungsstufe der Zwischenwelle mit dem Differenzialkorb des Differenzials.In a further embodiment, both the first sun gear and the first toothing stage of the intermediate shaft mesh with the differential cage of the differential.

In einer weiteren Ausführungsform ist der zweite Freilauf als radialer Freilauf ausgebildet und dabei auf der zweiten Verzahnungsstufe angeordnet. Alternativ dazu kann der der zweite Freilauf auch als axialer Freilauf ausgebildet sein und dabei zwischen der ersten und der zweiten Verzahnungsstufe angeordnet sein.In a further embodiment, the second freewheel is designed as a radial freewheel and is arranged on the second gear stage. Alternatively, the second freewheel can also be designed as an axial freewheel and be arranged between the first and the second gear stage.

Das Differenzial kann als Stirnraddifferenzial oder als Kegelraddifferenzial ausgebildet sein.The differential can be designed as a spur gear differential or as a bevel gear differential.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst der Kraftfahrzeugantriebsstrang ferner zusätzlich den Elektromotor selbst.In a further embodiment, the motor vehicle drive train also additionally comprises the electric motor itself.

Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung dreier Ausführungsbeispiele anhand der Figuren näher dargestellt. Die Figuren zeigen jeweils eine stark vereinfachte schematische Darstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung.Further measures improving the invention are shown in more detail below together with the description of three exemplary embodiments with reference to the figures. The figures each show a greatly simplified schematic representation to illustrate the structure of a drive device according to the invention.

Der in 1 dargestellte Kraftfahrzeugantriebsstrang für ein - hier nicht dargestelltes - Kraftfahrzeug umfasst eine erste Rotorwelle 12 zum Anschluss an eine Wirkverbindung mit dem (nicht explizit dargestellten) Rotor eines Elektromotors 11. Mit dieser ersten Rotorwelle 12 sind ein Drehmomentwandler 14 und ein erstes Sonnenrad 22 verbunden. Auf der ersten Rotorwelle 12 ist auf zwischen dem Drehmomentwandler 14 und dem Elektromotor 11 ein erster Freilauf 15 angeordnet. Eine zweite Rotorwelle 13 ist ebenfalls zum Anschluss an eine Wirkverbindung mit dem Elektromotor 11 vorgesehen und mit einem zweiten Sonnenrad 23 verbunden.The in 1 The motor vehicle drive train shown for a motor vehicle (not shown here) comprises a first rotor shaft 12 for connection to an operative connection with the (not Explicitly shown) rotor of an electric motor 11. A torque converter 14 and a first sun gear 22 are connected to this first rotor shaft 12. A first freewheel 15 is arranged on the first rotor shaft 12 between the torque converter 14 and the electric motor 11. A second rotor shaft 13 is also provided for connection to an operative connection with the electric motor 11 and is connected to a second sun gear 23.

Die beiden Sonnenräder 22, 23 kämmen mit einer ersten Verzahnungsstufe 26 und einer zweiten Verzahnungsstufe 27, die auf einer Zwischenwelle 24 angeordnet sind. Die Zwischenwelle 24 umfasst hier ferner eine dritte Verzahnungsstufe 28, die wiederum mit dem Differenzialkorb des Differenzials 30 kämmt.The two sun gears 22, 23 mesh with a first gear stage 26 and a second gear stage 27, which are arranged on an intermediate shaft 24. The intermediate shaft 24 here also includes a third gear stage 28, which in turn meshes with the differential cage of the differential 30.

Das Differenzial 30 treibt auf zwei Abtriebswellen 31, 32 ab.The differential 30 drives on two output shafts 31, 32.

Für die Anordnung eines zweiten Freilaufs 25 auf der Zwischenwelle 24 sind zwei verschiedene Ausführungsformen möglich:

  • In 1 ist eine Ausführungsform dargestellt, in der der zweite Freilauf 25 als radialer Freilauf auf der zweiten Verzahnungsstufe 27 angeordnet ist.
  • 2 zeigt den grundlegend identischen Aufbau wie 1, jedoch mit einem als axialen Freilauf angeordneten zweiten Freilauf 25, der auf der Zwischenwelle 24 angeordnet ist.
  • Der in 3 dargestellte Kraftfahrzeugantriebsstrang für ein - hier nicht dargestelltes - Kraftfahrzeug umfasst eine erste Rotorwelle 12 zum Anschluss an eine Wirkverbindung mit dem (nicht explizit dargestellten) Rotor eines Elektromotors 11. Mit dieser ersten Rotorwelle 12 sind ein Drehmomentwandler 14 und ein erstes Sonnenrad 22 verbunden. Auf der ersten Rotorwelle 12 ist auf zwischen dem Drehmomentwandler 14 und dem Elektromotor 11 ein erster Freilauf 15 angeordnet. Eine zweite Rotorwelle 13 ist ebenfalls zum Anschluss an eine Wirkverbindung mit dem Elektromotor 11 vorgesehen und mit einem zweiten Sonnenrad 23 verbunden.
Two different embodiments are possible for the arrangement of a second freewheel 25 on the intermediate shaft 24:
  • In 1 an embodiment is shown in which the second freewheel 25 is arranged as a radial freewheel on the second gear stage 27.
  • 2 shows the basically identical structure as 1 , but with a second freewheel 25 arranged as an axial freewheel, which is arranged on the intermediate shaft 24.
  • The in 3 The illustrated motor vehicle drive train for a motor vehicle (not shown here) comprises a first rotor shaft 12 for connection to an operative connection with the rotor (not explicitly shown) of an electric motor 11. A torque converter 14 and a first sun gear 22 are connected to this first rotor shaft 12. A first freewheel 15 is arranged on the first rotor shaft 12 between the torque converter 14 and the electric motor 11. A second rotor shaft 13 is also provided for connection to an operative connection with the electric motor 11 and is connected to a second sun gear 23.

Das zweite Sonnenrad 23 kämmen mit einer zweiten Verzahnungsstufe 27 der Zwischenwelle 24. Eine erste Verzahnungsstufe 26 der Zwischenwelle 24 hingegen kämmt mit dem Differenzialkorb 33 des Differenzials 30. Mit diesem Differenzialkorb 33 kämmt ebenso das erste Sonnenrad 22.The second sun gear 23 mesh with a second gear stage 27 the intermediate shaft 24 . A first gear level 26th the intermediate shaft 24 however, combs with the differential basket 33 of the differential 30th . With this differential basket 33 also combs the first sun gear 22nd .

Das Differenzial 30 treibt auf zwei Abtriebswellen 31, 32 ab.The differential 30th drives on two output shafts 31 , 32 from.

Auch in dieser Variante sind für die Anordnung eines zweiten Freilaufs 25 auf der Zwischenwelle 24 zwei verschiedene Ausführungsformen möglich:

  • In 3 ist eine Ausführungsform dargestellt, in der zweite Freilauf 25 als axialer Freilauf zwischen den beiden Verzahnungsstufen angeordnet. 4 zeigt den grundlegend identischen Aufbau wie 3, jedoch mit einem als radialer Freilauf angeordneten zweiten Freilauf 25, der auf der zweiten Verzahnungsstufe 27 angeordnet ist.
Also in this variant are for the arrangement of a second freewheel 25th on the intermediate shaft 24 two different designs possible:
  • In 3 an embodiment is shown in the second freewheel 25th arranged as an axial freewheel between the two gear stages. 4th shows the basically identical structure as 3 , but with a second freewheel arranged as a radial freewheel 25th that is on the second gear stage 27 is arranged.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1111
ElektromotorElectric motor
1212
erste Rotorwellefirst rotor shaft
1313
zweite Rotorwellesecond rotor shaft
1414th
DrehmomentwandlerTorque converter
1515th
erster Freilauf first freewheel
2222nd
erstes Sonnenradfirst sun gear
2323
zweites Sonnenradsecond sun gear
2424
ZwischenwelleIntermediate shaft
2525th
zweiter Freilaufsecond freewheel
2626th
erste Verzahnungsstufefirst gear stage
2727
zweite Verzahnungsstufesecond gear stage
2828
dritte Verzahnungsstufe third gear stage
3030th
Differenzialdifferential
3131
erste Abtriebswellefirst output shaft
3232
zweite Abtriebswellesecond output shaft
3333
DifferenzialkorbDifferential basket

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102018101408 B3 [0002]DE 102018101408 B3 [0002]

Claims (10)

Kraftfahrzeugantriebsstrang umfassend - eine erste Rotorwelle (12) zum Anschluss an eine Wirkverbindung mit einem Elektromotor (11), - einen mit der ersten Rotorwelle (12) verbundenen Drehmomentwandler (14), - ein mit der ersten Rotorwelle (12) verbundenes erstes Sonnenrad (22), - ein Differenzial (30), das mit dem ersten Sonnenrad (22) in zumindest mittelbarer Wirkverbindung steht ist, dadurch gekennzeichnet, dass auf der ersten Rotorwelle (12) auf der dem ersten Sonnenrad (22) abgewandten Seite des Drehmomentwandlers (14) ein erster Freilauf (15) angeordnet ist, eine zweite Rotorwelle (13) zum Anschluss an eine Wirkverbindung mit dem Elektromotor (11) vorgesehen ist, wobei die zweite Rotorwelle (13) mit einem zweiten Sonnenrad (23) verbunden ist, wobei das zweite Sonnenrad (23) mit dem Differential (30) über eine Zwischenwelle (24) mit mindestens zwei Verzahnungsstufen in mittelbarer Wirkverbindung steht, wobei eine zweite Verzahnungsstufe (27) mit dem zweiten Sonnenrad (23) kämmt und auf der Zwischenwelle (24) ein zweiter Freilauf (25) angeordnet ist.Motor vehicle drive train comprising - a first rotor shaft (12) for connection to an operative connection with an electric motor (11), - a torque converter (14) connected to the first rotor shaft (12), - a first sun gear (22) connected to the first rotor shaft (12) ), - a differential (30) which is in at least indirect operative connection with the first sun gear (22), characterized in that on the first rotor shaft (12) on the side of the torque converter (14) facing away from the first sun gear (22) a first freewheel (15) is arranged, a second rotor shaft (13) is provided for connection to an operative connection with the electric motor (11), the second rotor shaft (13) being connected to a second sun gear (23), the second sun gear (23) is in indirect operative connection with the differential (30) via an intermediate shaft (24) with at least two toothing stages, a second toothing stage (27) meshing with the second sun gear (23) and the like nd a second freewheel (25) is arranged on the intermediate shaft (24). Kraftfahrzeugantriebsstrang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Rotorwelle (12,13) konzentrisch zueinander angeordnet sind.Motor vehicle drive train according to Claim 1 , characterized in that the first and the second rotor shaft (12, 13) are arranged concentrically to one another. Kraftfahrzeugantriebsstrang nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Freilauf (15) eine zum zweiten Freilauf gleichgerichtete Sperrrichtung aufweist.Motor vehicle drive train according to Claim 1 or 2 , characterized in that the first freewheel (15) has a blocking direction rectified to the second freewheel. Kraftfahrzeugantriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Differenzial (30) achsparallel zu den Rotorwellen (12, 13) angeordnet ist.Motor vehicle drive train according to one of the Claims 1 to 3 , characterized in that the differential (30) is arranged axially parallel to the rotor shafts (12, 13). Kraftfahrzeugantriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass auch die Wirkverbindung zwischen dem ersten Sonnenrad (22) und dem Differenzial (30) über die Zwischenwelle (24) bewirkt ist, wobei die Zwischenwelle (24) eine dritte Verzahnungsstufe (28) aufweist, die mit dem Differenzial (30) in kämmender Wirkverbindung steht.Motor vehicle drive train according to one of the Claims 1 to 4th , characterized in that the operative connection between the first sun gear (22) and the differential (30) is effected via the intermediate shaft (24), the intermediate shaft (24) having a third toothing stage (28) which is connected to the differential (30 ) is in a meshing operative connection. Kraftfahrzeugantriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Sonnenrad (22) mit einem Differenzialkorb (33) des Differenzials (30) kämmt und die erste Verzahnungsstufe (26) der Zwischenwelle (24) ebenfalls mit dem Differenzialkorb kämmt.Motor vehicle drive train according to one of the Claims 1 to 4th , characterized in that the first sun gear (22) meshes with a differential cage (33) of the differential (30) and the first gear stage (26) of the intermediate shaft (24) also meshes with the differential cage. Kraftfahrzeugantriebsstrang nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Freilauf (25) als radialer Freilauf auf der zweiten Verzahnungsstufe (27) angeordnet ist.Motor vehicle drive train according to Claim 5 or 6th , characterized in that the second freewheel (25) is arranged as a radial freewheel on the second gear stage (27). Kraftfahrzeugantriebsstrang nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Freilauf (25) als axialer Freilauf zwischen der ersten Verzahnungsstufe (26) und der zweiten Verzahnungsstufe (27) angeordnet ist.Motor vehicle drive train according to Claim 5 or 6th , characterized in that the second freewheel (25) is arranged as an axial freewheel between the first gear stage (26) and the second gear stage (27). Kraftfahrzeugantriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Differenzial (30) als Stirnraddifferenzial oder als Kegelraddifferenzial ausgebildet ist.Motor vehicle drive train according to one of the Claims 1 to 8th , characterized in that the differential (30) is designed as a spur gear differential or as a bevel gear differential. Kraftfahrzeugantriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 9, ferner umfassend einen Elektromotor (11).Motor vehicle drive train according to one of the Claims 1 to 9 , further comprising an electric motor (11).
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