DE102020003840A1

DE102020003840A1 - Antriebseinrichtung für einen Kraftwagen, insbesondere für einen Personenkraftwagen

Info

Publication number: DE102020003840A1
Application number: DE102020003840.9A
Authority: DE
Inventors: Tobias Schilder; Tobias Haerter; Jannik Droese
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2020-06-26
Filing date: 2020-06-26
Publication date: 2021-12-30

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung (10) für einen Kraftwagen, mit einer Fahrzeugachse (14), welche zwei um eine gemeinsame Abtriebsdrehachse (20) drehbare Fahrzeugräder (16a, b) aufweist, mit einem einem ersten der Fahrzeugräder (16a, b) zugeordneten, ersten Getriebe (24a), mit einer dem ersten Fahrzeugrad (16a) zugeordneten, einen ersten Stator (26a) und einen relativ zu dem ersten Stator (26a) um eine parallel zur Abtriebsdrehachse (20) verlaufende, erste Maschinendrehachse (30a) drehbaren, ersten Rotor (28a) aufweisenden, ersten elektrischen Maschine (22a), mittels welcher das erste Fahrzeugrad (16a) über das erste Getriebe (24a) antreibbar ist, mit einem dem zweiten Fahrzeugrad (16b) zugeordneten, zweiten Getriebe (24b), und mit einer dem zweiten Fahrzeugrad (16b) zugeordneten, einen zweiten Stator (26b) und einen relativ zu dem zweiten Stator (26b) um eine parallel zur Abtriebsdrehachse (20) verlaufende, zweite Maschinendrehachse (30b) drehbaren, zweiten Rotor (28b) aufweisenden, zweiten elektrischen Maschine (22b), mittels welcher das zweite Fahrzeugrad (16b) über das zweite Getriebe (24b) antreibbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung für einen Kraftwagen, insbesondere für einen Personenkraftwagen, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Eine solche Antriebseinrichtung für einen Kraftwagen, insbesondere für einen Personenkraftwagen, ist beispielsweise bereits der DE 697 02 231 T2 als bekannt zu entnehmen. Die Antriebseinrichtung weist eine auch als Kraftwagenachse bezeichnete Fahrzeugachse für den Kraftwagen auf, wobei die Fahrzeugachse wenigstens oder genau zwei um eine gemeinsame Raddrehachse beispielsweise relativ zu einem Aufbau des Kraftwagens drehbare Fahrzeugräder aufweist. Die Antriebseinrichtung weist außerdem ein einem ersten der Fahrzeugräder zugeordnetes, erstes Getriebe und eine dem ersten Fahrzeugrad zugeordnete, erste elektrische Maschine auf, mittels welcher das erste Fahrzeugrad über das erste Getriebe antreibbar ist. Die erste elektrische Maschine weist dabei einen ersten Stator und einen ersten Rotor auf, welche relativ zu dem ersten Stator um eine parallel zu der Raddrehachse verlaufende, erste Maschinendrehachse drehbar ist. Die Antriebseinrichtung umfasst außerdem ein dem zweiten Fahrzeugrad zugeordnetes, zweites Getriebe und eine dem zweiten Fahrzeugrad zugeordnete, zweite elektrische Maschine, mittels welcher das zweite Fahrzeugrad über das zweite Getriebe antreibbar ist. Die zweite elektrische Maschine weist dabei einen zweiten Stator und einen zweiten Rotor auf, welcher um eine parallel zur Raddrehachse verlaufende, zweite Maschinendrehachse relativ zu dem zweiten Stator drehbar ist. Außerdem offenbart die DE 10 2015 016 939 A1 eine Antriebsstrangvorrichtung, mit zumindest einem Elektromotor und zumindest einem Achsantrieb.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Antriebseinrichtung der eingangs genannten Art zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch eine Antriebseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
Um eine Antriebseinrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art zu verbessern, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das jeweilige Getriebe einen Planetenradsatz aufweist, welcher ein Sonnenrad, einen auch als Steg bezeichneten Planetenträger und ein Hohlrad aufweist, wobei das jeweilige Getriebe stromab eines jeweiligen Rotors und stromauf eines jeweiligen Planetetenradsatzes in einem Drehmomentenfluss der Antriebseinrichtung eine erste Zahnradstufe aufweist, und wobei eine zusätzlich zu einem jeweiligen Planetenradsatz und über einen jeweiligen Planetenradsatz von der jeweiligen elektrischen Maschine antreibbare jeweilige weitere Zahnradstufe vorgesehen ist, welche ein jeweils erstes Zahnrad und ein mit dem jeweils ersten Zahnrad kämmendes, jeweils zweites Zahnrad aufweist, über welches das jeweilige Fahrzeugrad von dem jeweils ersten Zahnrad der weiteren Zahnradstufe antreibbar ist, wobei die beiden ersten Zahnradstufen axial zwischen den beiden weiteren Zahnradstufen angeordnet sind.
Außerdem weist das jeweilige Getriebe in einer Ausgestaltung der Erfindung ein Schaltelement auf, welches zwischen einer Koppelstellung und einer Entkoppelstellung verstellbar ist. In der Koppelstellung ist das Sonnenrad mittels des Schaltelements drehfest mit einem Gehäuse, insbesondere des jeweiligen Getriebes, verbunden, sodass sich das Sonnenrad nicht relativ zu dem Gehäuse drehen kann. In der Entkoppelstellung jedoch gibt das Schaltelement das Sonnenrad für eine relativ zu dem Gehäuse erfolgende Drehung frei. Die Entkoppelstellung ist beispielsweise eine Verbindungs- oder Verblockungsstellung, in welcher vorzugsweise das Sonnenrad mittels des Schaltelements drehfest mit dem jeweiligen Planetenträger des jeweiligen Getriebes drehfest verbunden ist.
Durch Verwendung des jeweiligen Planetenradsatzes und des jeweiligen Schaltelements können wenigstens oder genau zwei schaltbare Gänge des jeweiligen Getriebes auf besonders effiziente und bauraumgünstige Weise realisiert werden. Ein erster der Gänge ist beispielsweise eingelegt, wenn sich das Schaltelement in der Koppelstellung befindet. Der zweite Gang ist beispielsweise eingelegt, wenn sich das Schaltelement in der Entkoppelstellung (Verblockungsstellung) befindet. Ist der erste Gang eingelegt, so ist vorzugsweise gleichzeitig der zweite Gang ausgelegt. Ist der zweite Gang eingelegt, so ist vorzugsweise gleichzeitig der erste Gang ausgelegt. Die Koppelstellung des Schaltelements kann auch als erste Schaltstellung des Schaltelements bezeichnet werden, die Entkoppelstellung kann als zweite Schaltstellung bezeichnet werden. Das jeweilige Getriebe und die jeweilige, zugehörige elektrische Maschine bilden somit ein mehrgängiges und sehr kompaktes Einzelradantriebsmodul, wobei ein besonders hohes Abtriebsdrehmoment, insbesondere Dauer-Abtriebsdrehmoment, in einem der Gänge, insbesondere in dem ersten Gang, und eine besonders hohe Fahrgeschwindigkeit in dem anderen Gang, insbesondere in dem zweiten Gang, realisiert werden können. Außerdem können hohe Seitenwellenknickwinkel durch große Einfederwege berücksichtigt werden.
Des Weiteren ist es vorzugsweise vorgesehen, dass das Sonnenrad in der Entkoppelstellung, das Hohlrad und der Planetenträger um eine parallel zu der Abtriebsdrehachse und parallel zu der jeweiligen Maschinendrehachse verlaufende Radsatzdrehachse relativ zu dem Gehäuse drehbar sind. Das jeweilige Getriebe und die jeweilige, zugehörige elektrische Maschine bilden somit ein achsparalleles, elektrisches Antriebsmodul, mittels welchem das jeweilige Fahrzeugrad, insbesondere rein, elektrisch angetrieben werden kann. Dabei können die elektrischen Antriebsmodule, das heißt insbesondere die Planetenradsätze, ineinander geschachtelt werden, wodurch eine besonders kompakte Bauweise der Antriebseinrichtung insgesamt geschaffen werden kann. Außerdem können beispielsweise Gleichlaufgelenke, insbesondere Tripodegelenke, über die die Fahrzeugräder von den elektrischen Maschinen angetrieben werden können, besonders weit innenliegend angeordnet werden, sodass besonders lange Seitenwellen geschaffen werden können, welche die Fahrzeugräder von den elektrischen Maschinen angetrieben werden können.
Des Weiteren ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Radsatzdrehachsen voneinander und von den jeweiligen Maschinendrehachsen beabstandet sind. Der jeweilige Planetenradsatz ist somit sozusagen auf einer jeweiligen Zwischenwelle des jeweiligen Getriebes angeordnet. Bei der Zwischenwelle handelt es sich beispielsweise um eine Sonnenradwelle, auf welcher das jeweilige Sonnenrad des jeweiligen Planetenradsatzes angeordnet ist. Dabei sind die jeweilige Sonnenradwelle und das jeweilige Sonnenrad und somit der jeweilige Planetenradsatz insgesamt nicht etwa koaxial zur jeweiligen elektrischen Maschine angeordnet, sondern desachsiert und achsparallel zur jeweiligen elektrischen Maschine angeordnet. Dadurch kann eine besonders bauraumgünstige Bauweise geschaffen werden, insbesondere in axialer Richtung der jeweiligen elektrischen Maschine beziehungsweise des jeweiligen Planetenradsatzes, das heißt entlang der Abtriebsdrehachse und somit in Fahrzeugquerrichtung.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Sonnenrad in der Entkoppelstellung, das Hohlrad und der Planetenträger um eine parallel zu der Abtriebsdrehachse und parallel zu der jeweiligen Maschinendrehachse verlaufende Radsatzdrehachse relativ zu dem Gehäuse drehbar sind.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Planetenträger ein Abtrieb des Planetenradsatzes ist.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das jeweilige Getriebe eine zusätzlich zu dem Planetenradsatz vorgesehene und über den Planetenradsatz von der jeweilige elektrischen Maschine antreibbare Zahnradstufe aufweist, welche ein permanent drehfest mit dem Planetenträger verbundenes erstes Zahnrad und ein mit dem ersten Zahnrad kämmendes, zweites Zahnrad aufweist, über welches das jeweilige Fahrzeugrad von dem ersten Zahnrad antreibbar ist.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die jeweilige elektrische Maschine in axialer Richtung der jeweiligen elektrischen Maschine in einer gedachten, senkrecht zur Abtriebsdrehachse verlaufenden Ebene angeordnet ist, welche entlang der Abtriebsdrehachse zwischen dem jeweiligen Planetenradsatz und dem jeweiligen Fahrzeugrad welches über das jeweilige Getriebe von der jeweiligen elektrischen Maschine antreibbar ist, angeordnet ist.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass der jeweilige Planetenradsatz in eine parallel zu der Abtriebsdrehachse verlaufende und zu dem jeweiligen Fahrzeugrad, das über den jeweiligen Planetenradsatz von der jeweiligen, elektrischen Maschine antreibbar ist, hin weisenden Richtung zumindest teilweise durch die jeweilige elektrische Maschine, von welcher das jeweilige Fahrzeugrad über das jeweilige Getriebe antreibbar ist, überlappt ist.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass in der Entkoppelstellung das Sonnenrad mittels des Schaltelements drehfest mit dem Planetenträger verbunden ist.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Zeichnung zeigt in:

1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung für einen Kraftwagen, insbesondere für einen Personenkraftwagen; und
2 eine schematische Perspektivansicht einer Antriebseinheit der Antriebseinrichtung.

In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Antriebseinrichtung 10 für einen Kraftwagen, insbesondere für einen Personenkraftwagen. Dies bedeutet, dass der Kraftwagen in seinem vollständig hergestellten Zustand die Antriebseinrichtung 10 aufweist und mittels der Antriebseinrichtung 10 antreibbar ist. Hierzu weist die Antriebseinrichtung 10 eine Antriebseinheit 12 auf, welche im Folgenden noch genauer erläutert wird. Der Kraftwagen ist dabei als Hybridfahrzeug oder aber als Elektrofahrzeug, insbesondere als batterieelektrisches Fahrzeug, ausgebildet und kann mittels der Antriebseinrichtung 10, insbesondere rein, elektrisch angetrieben werden. Die Antriebseinrichtung 10 weist eine einfach auch als Achse bezeichnete Fahrzeugachse 14 auf. Dies bedeutet, dass der Kraftwagen in seinem vollständig hergestellten Zustand wenigstens oder genau zwei in Fahrzeuglängsrichtung aufeinanderfolgend angeordnete Fahrzeugachsen aufweist, von denen eine Fahrzeugachse die Fahrzeugachse 14 ist. Die Fahrzeugachse 14 kann dabei eine Vorderachse oder eine Hinterachse sein, sodass die jeweils andere Fahrzeugachse des Kraftwagens in vollständig hergestelltem Zustand des Kraftwagens in Fahrzeuglängsrichtung vor oder hinter der Fahrzeugachse 14 angeordnet sein kann. Die Fahrzeugachse 14 weist wenigstens oder genau zwei in Fahrzeuglängsrichtung voneinander beabstandete und koaxial zueinander angeordnete Fahrzeugräder 16a, b auf, welche auch einfach als Räder bezeichnet werden. Die Fahrzeugquerrichtung ist in 1 durch einen Doppelpfeil 18 veranschaulicht. Die Fahrzeugräder 16a, b sind Bodenkontaktelemente, über welche der auch als Kraftfahrzeug oder Fahrzeug bezeichnete Kraftwagen in Fahrzeughochrichtung nach unten hin an einem Boden oder an einer Fahrbahn abstützbar oder abgestützt ist. Wird der Kraftwagen entlang des Bodens gefahren, während der Kraftwagen in Fahrzeughochrichtung nach unten hin über die Räder an dem Boden abgestützt ist, so rollen die Räder an dem Boden ab.
Der Kraftwagen weist auch einen beispielsweise als selbsttragende Karosserie ausgebildeten Aufbau auf, durch welchen ein auch als Fahrgastraum oder Fahrgastzelle bezeichneter Innenraum des Kraftwagens zumindest teilweise begrenzt ist. Die Fahrzeugräder 16a, b sind dabei um eine den Fahrzeugrädern 16a, b gemeinsame Abtriebsdrehachse 20 relativ zu dem Aufbau drehbar. Bei der zuvor genannten Fahrt des Kraftwagens entlang des Bodens beziehungsweise der Fahrbahn drehen sich somit die Fahrzeugräder 16a, b.
Die Antriebseinheit 12 und somit die Antriebseinrichtung 10 umfassen eine dem Fahrzeugrad 16a zugeordnete, erste elektrische Maschine 22a und ein dem Fahrzeugrad 16a zugeordnetes, erstes Getriebe 24a. Die Antriebseinheit 12 und somit die Antriebseinrichtung 10 umfassen außerdem eine dem Fahrzeugrad 16b zugeordnete, zweite elektrische Maschine 22b und ein dem Fahrzeugrad 16b zugeordnetes, zweites Getriebe 24b. Bezogen auf die Fahrzeugräder 16a, b sind die elektrische Maschine 22a und das Getriebe 24a ausschließlich dem Fahrzeugrad 16a zugeordnet, da bezogen auf die Fahrzeugräder 16a, b ausschließlich das Fahrzeugrad 16a von der elektrischen Maschine 22a und dabei über das Getriebe 24a angetrieben werden kann. Dementsprechend sind die elektrische Maschine 22b und das Getriebe 24b bezogen auf die Fahrzeugräder 16a, b ausschließlich dem Fahrzeugrad 16b zugeordnet, da bezogen auf die Fahrzeugräder 16a, b ausschließlich das Fahrzeugrad 16b von der elektrischen Maschine 22b und dabei über das Getriebe 24b angetrieben werden kann.
Die elektrische Maschine 22a weist einen ersten Stator 26a und einen ersten Rotor 28a auf, welcher von dem Stator 26a antreibbar und dadurch um eine erste Maschinendrehachse 30a relativ zu dem Stator 26a drehbar ist. Über ihren Rotor 28a kann die elektrische Maschine 22a Drehmomente zum Antreiben des Fahrzeugrads 16a bereitstellen. Die elektrische Maschine 22b weist einen zweiten Stator 26b und einen zweiten Rotor 28b auf, welcher von dem Stator 26b antreibbar und dadurch um eine zweite Maschinendrehachse 30b relativ zu dem Stator 26b drehbar ist. Dabei kann die elektrische Maschine 22b über ihren Rotor 28b Drehmomente zum Antreiben des Fahrzeugrads 16b bereitstellen. Aus 1 ist erkennbar, dass die Maschinendrehachsen 30a, b parallel zueinander und parallel zu der Abtriebsdrehachse 20 verlaufen, wobei die Maschinendrehachsen 30a, b voneinander beabstandet sind. Außerdem sind die Maschinendrehachsen 30a, b von der Abtriebsdrehachse 20 beabstandet.
Die Antriebseinrichtung 10, insbesondere das Antriebsmodul 12, weist außerdem ein in 1 besonders schematisch dargestelltes Gehäuse 32 auf. Beispielsweise sind die elektrischen Maschinen 22a, b jeweils zumindest teilweise in dem Gehäuse 32 angeordnet. Alternativ oder zusätzlich können die Getriebe 24a, b in dem Gehäuse 32 angeordnet sein beziehungsweise das Gehäuse 32 umfassen. Hierunter kann insbesondere verstanden werden, dass relativ zu dem Gehäuse 32 bewegbare Getriebeelemente der Getriebe 24a, b in dem Gehäuse 32 angeordnet sein können. Das Gehäuse 32 kann mehrteilig ausgebildet sein und somit beispielsweise mehrere, separat voneinander ausgebildete und zumindest mittelbar, insbesondere direkt, miteinander verbundene Gehäuseelemente aufweisen.
Um nun auf besonders bauraumgünstige Weise eine besonders vorteilhafte Fahrbarkeit realisieren zu können, weist das Getriebe 24a wenigstens oder genau einen Planetenradsatz 34a auf, und das Getriebe 24b weist wenigstens oder genau einen zweiten Planetenradsatz 34b auf. Der jeweilige Planetenradsatz 34a, b weist wenigstens oder genau ein jeweiliges Sonnenrad 36a, b, wenigstens oder genau einen auch als Steg bezeichneten Planetenträger 38a, b und wenigstens ein jeweiliges Hohlrad 40a, b auf. Außerdem umfasst der jeweilige Planetenradsatz 34a, b Planetenräder 42a, b, welche drehbar an dem jeweiligen Planetenträger 38a, b gelagert sind. Die Planetenräder 42a kämmen gleichzeitig mit dem Sonnenrad 36a und mit dem Hohlrad 40a, während die Planetenräder 42b gleichzeitig mit dem Sonnenrad 36b und dem Hohlrad 40b kämmen.
Des Weiteren umfasst das jeweilige Getriebe 24a, b ein jeweiliges, beispielsweise als Schiebemuffe, Schaltmuffe oder Klauenkupplung ausgebildetes Schaltelement 44a, b, welches zwischen einer Koppelstellung, einer in 1 gezeigten Freigabestellung und einer auch als Verblockungs- oder Verbindungsstellung bezeichneten Entkoppelstellung verstellbar, insbesondere relativ zu dem Gehäuse 32, insbesondere translatorisch, bewegbar, ist. Beispielsweise kann das jeweilige Schaltelement 44a, b relativ zu dem Gehäuse 32 entlang einer Bewegungsrichtung zwischen der Koppelstellung, der Entkoppelstellung (Verblockungsstellung) und der Freigabestellung verschoben werden, wobei die Bewegungsrichtung parallel zur Abtriebsdrehachse 20 und parallel zu den Maschinendrehachsen 30a, b verläuft.
In der Koppelstellung ist das jeweilige Sonnenrad 36a, b mittels des jeweiligen Schaltelements 44a, b drehfest mit dem Gehäuse 32 verbunden und somit gegen eine um eine jeweilige Radsatzdrehachse 45a, b und relativ zu dem Gehäuse 32 erfolgende Drehung gesichert. In der Entkoppelstellung jedoch und auch in der Freigabestellung gibt das jeweilige Schaltelement 44a, b das jeweilige Sonnenrad 36a, b für eine um die jeweilige Radsatzdrehachse 45a, b und relativ zu dem Gehäuse 32 erfolgende Drehung frei.
Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Entkoppelstellung eine Verblockungsstellung, da in der Entkoppelstellung das Sonnenrad 36a, b mittels des Schaltelements 44a, b drehfest mit dem Planetenträger 38a, b verbunden und somit verblockt ist. In der Koppelstellung jedoch ist der Planetenträger 38a, b nicht mit dem Sonnenrad 36a, b verblockt, sodass sich in der Koppelstellung der Planetenträger 38a, b um die Radsatzdrehachse 45a, b relativ zu dem Sonnenrad 36a, b drehen kann beziehungsweise dreht, insbesondere dann, wenn der jeweilige Planetenradsatz 34a, b angetrieben wird, das heißt wenn von der jeweiligen elektrischen Maschine 22a, b bereitgestellte Drehmomente in den Planetenradsatz 34a, b eingeleitet werden. In der in 1 gezeigten Freigabestellung ist das Sonnenrad 36a, b nicht drehfest mit dem Gehäuse 32 verbunden, und das Sonnenrad 36a, b ist auch nicht mit den Planetenträgern 38a, b verblockt, sodass sich das Sonnenrad 36a, b um die Radsatzdrehachse 45a, b relativ zu dem Gehäuse 32 und relativ zu dem Planetenträger 38a, b drehen kann.
Aus 1 ist besonders gut erkennbar, dass der jeweilige Planetenträger 38a, b ein Abtrieb des jeweiligen Planetenradsatzes 34a, b ist. Dies bedeutet, dass der jeweilige Planetenradsatz 34a, b über seinen jeweiligen Planetenträger 38a, b Abtriebsdrehmomente zum Antreiben der Fahrzeugräder 16a, b bereitstellen kann, wobei die Abtriebsdrehmomente aus den Drehmomenten resultieren, die von der jeweiligen elektrischen Maschine 22a, b bereitgestellt und in den jeweiligen Planetenradsatz 34a, b eingeleitet werden.
In der Koppelstellung ist beispielsweise ein erster Gang des jeweiligen Getriebes 24a, b eingelegt. In der Entkoppelstellung ist beispielsweise ein zweiter Gang des jeweiligen Getriebes 24a, b eingelegt. Die Gänge unterscheiden sich beispielsweise in ihren auch mit i bezeichneten Übersetzungen. Die Übersetzung des ersten Ganges beträgt beispielsweise 18,1, wobei die Übersetzung des zweiten Ganges beispielsweise 11,98 beträgt.
Ferner ist erkennbar, dass das jeweilige Sonnenrad 36a, b permanent drehfest mit einer auch als Sonnenwelle bezeichneten Sonnenradwelle 46a, b verbunden ist. Die Sonnenradwelle 46a, b ist eine Zwischenwelle, welche in der Entkoppelstellung und in der Freigabestellung um die jeweilige Radsatzdrehachse 45a, b relativ zu dem Gehäuse 32 drehbar ist. Der Planetenradsatz 34a, b ist somit nicht auf der Abtriebsdrehachse 20 und nicht auf der Maschinendrehachse 30a, b, sondern auf der jeweiligen Zwischenwelle angeordnet, ebenso wie das jeweilige Schaltelement 44a, b. Außerdem ist der jeweilige, auch als Planetensatz bezeichnete Planetenradsatz 34a, b entlang seiner axialen Richtung und somit entlang der Radsatzdrehachse 45a, b sowie in axialer Richtung der elektrischen Maschine 22a, b und somit entlang der Maschinendrehachse 30a, b neben der jeweiligen elektrischen Maschine 22a, b angeordnet, um insbesondere in Fahrzeugquerrichtung eine besonders kompakte Bauweise zu realisieren.
Das jeweilige Getriebe 24a, b weist stromab eines jeweiligen Rotors (28a, b) und stromauf eines jeweiligen Planetetenradsatzes 34a, b in einem Drehmomentenfluss der Antriebseinrichtung eine erste Zahnradstufe 54a, b auf. Außerdem weist das Getriebe 24a, b eine jeweilige, zusätzlich zu dem jeweiligen Planetenradsatz 34a, b und zusätzlich zu der jeweils ersten Zahnradstufe 54a, b vorgesehene und beispielsweise als Stirnradstufe ausgebildete zusätzliche Zahnradstufe 48a, b auf. Die Zahnradstufe 48a, b umfasst genau zwei direkt miteinander kämmende Zahnräder 50a, b und 52a, b. Dabei ist das Zahnrad 50a, b, welches beispielsweise als ein Stirnrad ausgebildet ist, permanent drehfest mit dem Planetenträger 38a, b verbunden. Das Zahnrad 52a, b ist von dem Zahnrad 50a, b und somit über das Zahnrad 50a, b von dem Planetenträger 38a, b antreibbar, welches wiederum von dem Planetenträger 38a, b und somit von den über den Planetenträger 38a, b von dem Planetenradsatz 34a, b bereitgestellten Abtriebsdrehmomenten antreibbar. In 1 veranschaulichen Pfeile F weitere Drehmomente, die aus den Abtriebsdrehmomenten, die von den Planetenträger 38a, b bereitgestellt und in die Zahnradstufe 48a, b eingeleitet werden, resultieren, wobei die Fahrzeugräder 16a, b von den weiteren Drehmomenten antreibbar sind. Insgesamt ist erkennbar, dass bezogen auf einen Drehmomentfluss, über welchen die von der elektrischen Maschine 22a, b bereitgestellten Drehmomente beziehungsweise daraus resultierende Drehmomente von der elektrischen Maschine 22a, b, insbesondere von dem Rotor 28a, b auf das Fahrzeugrad 16a, b übertragen werden, um dadurch das Fahrzeugrad 16a, b anzutreiben, der Planetenradsatz 34a, b stromab des Rotors 28a, b und stromauf der Zahnradstufe 48a, b angeordnet ist, welche stromab des Planetenradsatzes 34a, b und stromauf des Fahrzeugrades 16a, b angeordnet ist. Die stromauf des Planetenradsatzes 34a, b und stromab des Rotors 28a, b vorgesehene Zahnradstufe 54a, b ist beispielsweise als Stirnradstufe ausgebildet und weist dabei genau zwei direkt miteinander kämmende Zahnräder 56a, b und 58a, b auf. Dabei ist das Zahnrad 58a, b von dem Zahnrad 56a, b antreibbar, welches wiederum von dem Rotor 28a, b antreibbar ist. Somit kann das Hohlrad 40a, b von dem Zahnrad 58a, b und somit über das Zahnrad 58a, b von dem Zahnrad 56a, b angetrieben werden. Dabei ist das Zahnrad 58a, b permanent drehfest mit dem Hohlrad 40a, b verbunden, und das Zahnrad 56a, b ist permanent drehfest mit dem Rotor 28a, b verbunden. Das jeweilige Hohlrad 40a, b ist somit ein Eingang des jeweiligen Planetenradsatzes 34a, b, wobei über den jeweiligen Eingang Drehmomente, die von der elektrischen Maschine 22a, b bereitgestellt werden oder aus den von der elektrischen Maschine 22a, b bereitgestellten Drehmomenten resultieren, in den jeweiligen Planetenradsatz 34a, b eingeleitet werden.
Die jeweilige elektrische Maschine 22a, b ist in axialer Richtung der jeweiligen elektrischen Maschine 22a, b, das heißt entlang der jeweiligen Maschinendrehachse 30a, b in einer gedachten, senkrecht zur Abtriebsdrehachse 20 verlaufenden Ebene angeordnet, welche entlang der Abtriebsdrehachse 20 zwischen dem jeweiligen Planetenradsatz 34a, b und dem jeweiligen Fahrzeugrad 16a, b, welches über das jeweilige Getriebe 24a, b von der jeweiligen elektrischen Maschine 22a, b antreibbar ist, angeordnet ist. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass das jeweilige Fahrzeugrad 16a, b in Fahrzeugquerrichtung beziehungsweise entlang der axialen Richtung der jeweiligen elektrischen Maschine 20a, b auf einer ersten Seite der jeweiligen elektrischen Maschine 22a, b angeordnet ist, während der jeweilige Planetenradsatz 34a, b in Fahrzeugquerrichtung beziehungsweise entlang der axialen Richtung der jeweiligen elektrischen Maschine 22a, b auf einer jeweiligen zweiten Seite der jeweiligen elektrischen Maschine 22a, b angeordnet ist, wobei die jeweilige zweite Seite in axialer Richtung der jeweiligen elektrischen Maschine 22a, b der jeweiligen ersten Seite abgewandt ist. Außerdem ist es vorgesehen, dass der jeweilige Planetenradsatz 34a, b in eine parallel zu der Abtriebsdrehachse 20, verlaufende und zu dem jeweiligen Fahrzeugrad 16a, b, das über den jeweiligen Planetenradsatz 34a, b von der jeweiligen, elektrischen Maschine 22a, b antreibbar ist, hinweisende und in 1 durch einen Pfeil 60a, b veranschaulichte Richtung zumindest teilweise durch die jeweilige elektrische Maschine 22a, b, von welcher das jeweilige Fahrzeugrad 16a, b über das jeweilige Getriebe 24a, b antreibbar ist, überlappt ist. Insgesamt ist erkennbar, dass die elektrische Maschine 22a und der zugehörige Planetenradsatz 34a ein erstes elektrisches Antriebsmodul und die elektrische Maschine 22b und der zugehörige Planetenradsatz 34b ein zweites elektrisches Antriebsmodul bilden, wobei die elektrischen Antriebsmodule ineinander geschachtelt sind.
Aus 2 ist erkennbar, dass ein jeweiliges Parksperrenrad 62a, b permanent drehfest mit den jeweiligen Rotor 28a, b, insbesondere mit einer jeweiligen Rotorwelle 64a, b, des jeweiligen Rotors 28a, b, verbunden ist, wobei beispielsweise auch das jeweilige Zahnrad 56a, b permanent drehfest mit der jeweiligen Rotorwelle 64a, b verbunden ist. Das jeweilige Parksperrenrad 62a, b ist Bestandteil einer Parksperre, welche auch als Getriebesperre bezeichnet wird und dazu verwendet wird, ein unerwünschtes Wegrollen des beispielsweise an einem Gefälle geparkten Kraftwagens zu verhindern. Somit ist die Parksperre auf der jeweiligen, auch als Antriebswelle bezeichneten Rotorwelle 64a, b angeordnet.
Bezugszeichenliste

10: Antriebseinrichtung
12: Antriebseinheit
14: Fahrzeugachse
16a, b: Fahrzeugrad
18: Doppelpfeil
20: Abtriebsdrehachse
22a, b: elektrische Maschine
24a, b: Getriebe
26a, b: Stator
28a, b: Rotor
30a, b: Maschinendrehachse
32: Gehäuse
34a, b: Palentenradsatz
36a, b: Sonnenrad
38a, b: Planetenträger
40a, b: Hohlrad
42a, b: Planetenrad
44a, b: Schaltelement
45a, b: Radsatzdrehachse
46a, b: Sonnenradwelle
48a, b: Zahnradstufe
50a, b: Zahnrad
52a, b: Zahnrad
54a, b: Zahnradstufe
56a, b: Zahnrad
58a, b: Zahnrad
60a, b: Pfeil
62a, b: Parksperrenrad
64a, b: Rotorwelle
F: Pfeil

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 69702231 T2 [0002]
DE 102015016939 A1 [0002]

Claims

Antriebseinrichtung (10) für einen Kraftwagen, mit einer Fahrzeugachse (14), welche zwei um eine gemeinsame Abtriebsdrehachse (20) drehbare Fahrzeugräder (16a, b) aufweist, mit einem einem ersten der Fahrzeugräder (16a, b) zugeordneten, ersten Getriebe (24a), mit einer dem ersten Fahrzeugrad (16a) zugeordneten, einen ersten Stator (26a) und einen relativ zu dem ersten Stator (26a) um eine parallel zur Abtriebsdrehachse (20) verlaufende, erste Maschinendrehachse (30a) drehbaren, ersten Rotor (28a) aufweisenden, ersten elektrischen Maschine (22a), mittels welcher das erste Fahrzeugrad (16a) über das erste Getriebe (24a) antreibbar ist, mit einem dem zweiten Fahrzeugrad (16b) zugeordneten, zweiten Getriebe (24b), und mit einer dem zweiten Fahrzeugrad (16b) zugeordneten, einen zweiten Stator (26b) und einen relativ zu dem zweiten Stator (26b) um eine parallel zur Abtriebsdrehachse (20) verlaufende, zweite Maschinendrehachse (30b) drehbaren, zweiten Rotor (28b) aufweisenden, zweiten elektrischen Maschine (22b), mittels welcher das zweite Fahrzeugrad (16b) über das zweite Getriebe (24b) antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Getriebe (24a, b) einen Planetenradsatz (34a, b) mit einem Sonnenrad (36a, b), einem Planetenträger (38a, b) und einem Hohlrad (40a, b) aufweist; wobei das jeweilige Getriebes (24a, b) stromab eines jeweiligen Rotors (28a, b) und stromauf eines jeweiligen Planetetenradsatzes (34a, b) in einem Drehmomentenfluss der Antriebseinrichtung eine erste Zahnradstufe (54a, b) aufweist, und wobei eine zusätzlich zu einem jeweiligen Planetenradsatz (34a, b) und über einen jeweiligen Planetenradsatz (34a, b) von der jeweiligen elektrischen Maschine (22a, b) antreibbare jeweilige weitere Zahnradstufe (48a, b) vorgesehen ist, welche ein jeweils erstes Zahnrad (50a, b) und ein mit dem jeweils ersten Zahnrad (50a, b) kämmendes, jeweils zweites Zahnrad (52a, b) aufweist, über welches das jeweilige Fahrzeugrad (16a, b) von dem jeweils ersten Zahnrad (50a, b) der weiteren Zahnradstufe (48a, b) antreibbar ist, wobei die beiden ersten Zahnradstufen (54a, b) axial zwischen den beiden weiteren Zahnradstufen (48a, b) angeordnet sind.
Antriebseinrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schaltelement (44a, b) vorgesehen ist, welches zwischen einer das Sonnenrad (36a, b) drehfest mit einem Gehäuse (32) verbindenden Koppelstellung und einer das Sonnenrad (36a, b) für eine relativ zu dem Gehäuse (32) erfolgende Drehung freigebenden Entkoppelstellung verstellbar ist, wobei das Sonnenrad (36a, b) in der Entkoppelstellung, das Hohlrad (40a, b) und der Planetenträger (38a, b) um eine parallel zu der Abtriebsdrehachse (20) und parallel zu der jeweiligen Maschinendrehachse (30a, b) verlaufende Radsatzdrehachse (45a, b) relativ zu dem Gehäuse (32) drehbar sind.
Antriebseinrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenträger (38a, b) ein Abtrieb des Planetenradsatzes (34a, b) ist.
Antriebseinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige elektrische Maschine (22a, b) in axialer Richtung der jeweiligen elektrischen Maschine (22a, b) in einer gedachten, senkrecht zur Abtriebsdrehachse (20) verlaufenden Ebene angeordnet ist, welche entlang der Abtriebsdrehachse (20) zwischen dem jeweiligen Planetenradsatz (34a, b) und dem jeweiligen Fahrzeugrad (16a, b), welches über das jeweilige Getriebe (24a, b) von der jeweiligen elektrischen Maschine (22a, b) antreibbar ist, angeordnet ist.
Antriebseinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Planetenradsatz (34a, b) in eine parallel zu der Abtriebsdrehachse (20) verlaufende und zu dem jeweiligen Fahrzeugrad (16a, b), das über den jeweiligen Planetenradsatz (34a, b) von der jeweiligen, elektrischen Maschine (22a, b) antreibbar ist, hin weisenden Richtung (60a, b) zumindest teilweise durch die jeweilige elektrische Maschine (22,a b), von welcher das jeweilige Fahrzeugrad (16a, b) über das jeweilige Getriebe (24a, b) antreibbar ist, überlappt ist.
Antriebseinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Entkoppelstellung das Sonnenrad (36a, b) mittels des Schaltelements (44a, b) drehfest mit dem Planetenträger (38a, b) verbunden ist.