DE102019111811A1 - Elektrische Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

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    • F16H47/06—Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing the fluid gearing being of the hydrokinetic type

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.

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.
  • 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.
  • 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.
  • 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. 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.
  • Erfindungsgemäß ist weiter eine zweite Rotorwelle zum Anschluss an eine Wirkverbindung mit dem Elektromotor vorgesehen. Diese zweite Rotorwelle ist über einen zweiten Freilauf mit einem zweiten Sonnenrad verbunden.
  • Die beiden Sonnenräder stehen mit Stufenplanetenrädern, diese jeweils umfassend eine erste und eine zweite Planetenstufe in kämmender Wirkverbindung, wobei die Stufenplanetenräder auf einem Planetenträger drehend angeordnet sind. Dabei kämmt die erste Planetenstufe mit dem ersten Sonnenrad und die zweite Planetenstufe mit dem zweiten Sonnenrad. Der Planetenträger ist mit einem Differenzial verbunden, das koaxial zu der ersten Rotorwelle angeordnet ist.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform weist der erste Freilauf eine zum zweiten Freilauf entgegengesetzte Sperrrichtung auf. Dann ist beispielsweise der erste Freilauf in positiver Drehrichtung geschlossen und in negativer Drehrichtung offen und der zweite Freilauf in positiver Drehrichtung offen und in negativer Drehrichtung geschlossen.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die beiden Rotorwellen konzentrisch zueinander angeordnet.
  • In einer weiteren Ausführungsform treibt das Differenzial auf zwei Abtriebswellen abtreibt, von denen mindestens eine konzentrisch zu der ersten Rotorwelle angeordnet ist. Vorzugsweise ist das Differenzial als Stirnraddifferenzial ausgebildet.
  • In einer weiteren Ausführungsform umfasst der Kraftfahrzeugantriebsstrang ferner zusätzlich den Elektromotor selbst.
  • Für die Anordnung der Stufenplanenten sind zwei verschiedene Ausführungen möglich: Einerseits kann die erste Planetenstufe über ein gehäusefestes Hohlrad am Gehäuse festgelegt sein, wobei dann die erste Planetenstufe einen größeren Umfang aufweist als die zweite Planetenstufe.
  • Alternativ kann die zweite Planetenstufe über ein gehäusefestes Hohlrad am Gehäuse festgelegt sein, wobei dann die erste Planetenstufe einen kleineren Umfang aufweist als die zweite Planetenstufe.
  • Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele anhand der Figuren näher dargestellt. Die Figuren zeigen jeweils eine stark vereinfachte schematische Darstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung.
  • Gemäß der 1 umfasst ein Kraftfahrzeugantriebsstrang für ein - hier nicht dargestelltes - Kraftfahrzeug 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. Diese ist über einen zweiten Freilauf 25 mit einem zweiten Sonnenrad 23 verbunden.
  • Die beiden Sonnenräder 22, 23 kämmen mit Stufenplanetenrädern 24, diese jeweils umfassend eine erste Planetenstufe 26 und eine zweite Planetenstufe 27. Die Stufenplanetenräder 24 sind drehbar auf einem Planetenträger 28 angeordnet. Dabei kämmt die erste Planetenstufe 26 mit dem ersten Sonnenrad 22 und die zweite Planetenstufe 27 mit dem zweiten Sonnenrad 23. Der Planetenträger 28 ist mit einem Differenzial 30 verbunden, das koaxial zu der ersten Rotorwelle 12 angeordnet ist. Die beiden Rotorwellen 12, 13 sind konzentrisch zueinander angeordnet.
  • Das Differenzial 30 auf zwei Abtriebswellen 31, 32 ab, von denen mindestens eine konzentrisch zu der ersten Rotorwelle 12 angeordnet ist.
  • Für die Anordnung der Stufenplanentenräder 24 sind zwei verschiedene Ausführungen möglich. In 1 ist die erste Planetenstufe 26 über ein gehäusefestes Hohlrad am Gehäuse festgelegt, wobei die erste Planetenstufe 26 einen größeren Umfang aufweist als die zweite Planetenstufe 27.
  • 2 zeigt den grundlegend identischen Aufbau wie 1, jedoch mit einer Anordnung der Stufenplanetenräder 24, in der diese um eine senkrecht zur Wellenorientierung angeordnete Spiegelebene gespiegelt sind. Dementsprechend ist hier die zweite Planetenstufe 27 über ein gehäusefestes Hohlrad am Gehäuse festgelegt, wobei die erste Planetenstufe 26 einen kleineren Umfang aufweist als die zweite Planetenstufe 27.
  • Bezugszeichenliste
    • 11
    Elektromotor
    12
    erste Rotorwelle
    13
    zweite Rotorwelle
    14
    Drehmomentwandler
    15
    erster Freilauf
    22
    erstes Sonnenrad
    23
    zweites Sonnenradrad
    24
    Stufenplanetenräder
    25
    zweiter Freilauf
    26
    erste Planetenstufen
    27
    zweite Planetenstufen
    28
    Planetenträger
    30
    Differenzial
    31
    erste Abtriebswelle
    32
    zweite Abtriebswelle
  • 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 102018101408 B3 [0002]

Claims (10)

  1. 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), - Stufenplanetenräder (24) mit einer ersten Planetenstufe (26) und einer zweiten Planetenstufe (27), wobei die erste Planetenstufe (26) mit dem ersten Sonnenrad (22) in kämmender Wirkverbindung steht, - einen Planetenträger (28), der mit einem Differenzial (30) verbunden ist, das koaxial zu der ersten Rotorwelle (12) angeordnet 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) über einen zweiten Freilauf (25) mit einem zweiten Sonnenrad (23) verbunden ist, und die zweite Planetenstufe (27) mit dem zweiten Sonnenrad (23) in kämmender Wirkverbindung steht.
  2. Kraftfahrzeugantriebsstrang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Planetenstufe (26) am Gehäuse festgelegt ist.
  3. Kraftfahrzeugantriebsstrang nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Planetenstufe (26) einen größeren Umfang aufweist als die zweite Planetenstufe (27).
  4. Kraftfahrzeugantriebsstrang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Planetenstufe (27) am Gehäuse festgelegt ist.
  5. Kraftfahrzeugantriebsstrang nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Planetenstufe (26) einen kleineren Umfang aufweist als die zweite Planetenstufe (27).
  6. Kraftfahrzeugantriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Freilauf (15) eine zum zweiten Freilauf entgegengesetzte Sperrrichtung aufweist.
  7. Kraftfahrzeugantriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Rotorwelle (12,13) konzentrisch zueinander angeordnet sind.
  8. Kraftfahrzeugantriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Differenzial (30) auf zwei Abtriebswellen (31, 32) abtreibt, von denen mindestens eine konzentrisch zu der ersten Rotorwelle (12) angeordnet ist.
  9. Kraftfahrzeugantriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Differenzial (30) als Stirnraddifferenzial ausgebildet ist.
  10. Kraftfahrzeugantriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 9, ferner umfassend einen Elektromotor (11).
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