DE102020104788A1

DE102020104788A1 - Zweiganggetriebe für einen elektrischen Achsantrieb

Info

Publication number: DE102020104788A1
Application number: DE102020104788.6A
Authority: DE
Inventors: Andreas Hofmann
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2020-02-24
Filing date: 2020-02-24
Publication date: 2021-08-26

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Zweiganggetriebe (1) für ein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug, ausgeführt als ein Planetengetriebe mit zumindest einem Sonnenrad (11, 16), Planetenrädern (12, 13) einem Planetenradträger (14) sowie einem Hohlrad (15), wobei das Sonnenrad (11, 16) drehfest mit einer Antriebswelle (2) und der Planetenradträger (14) drehfest mit einer Abtriebswelle (4) verbunden ist und zwischen einem Elektromotor (3) und dem Zweiganggetriebe (1) zwei getrennt schaltbare Kupplungen (7, 8) vorgesehen sind und das Zweiganggetriebe (1), Planetenstufen (5, 6), ein mit beiden Planetenstufen (5, 6) zusammenwirkendes Planetenrad (13) sowie ein drehstarr positioniertes Hohlrad (15) umfasst, wobei ein von dem Elektromotor (3) ausgehender erster Momentenpfad des Zweiganggetriebes (1) über die erste Kupplung (7), das erste Sonnenrad (11) und eine zwei Planetenräder (12, 13) einschließende Planetenstufe (5) den mit der Abtriebswelle 4 verbundenen Planetenradträger (14) erreicht und ein von dem Elektromotor (3) ausgehender zweiter Momentenpfad über die zweite Kupplung (8), das zweite Sonnenrad (16), die Planetenstufe (6) den mit der Abtriebswelle 4 verbundenen Planetenradträger (14) erreicht.

Description

Die Erfindung betrifft ein als ein Planetengetriebe ausgeführtes Zweiganggetriebe für ein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug, das zumindest ein Sonnenrad, Planetenräder, einen Planetenradträger sowie ein Hohlrad einschließt, wobei das Sonnenrad drehfest mit einer Antriebswelle und der Planetenradträger drehfest mit einer Abtriebswelle verbunden ist und zwischen einem Elektromotor und dem Zweiganggetriebe zumindest eine schaltbare Kupplung vorgesehen ist.
Aus der DE 10 2010 024 147 A1 ist ein Zweiganggetriebe zur Übertragung eines Antriebsmomentes in einem Antriebstrang von einem Kraftfahrzeug bekannt. Dabei ist ein Elektromotor als Antriebseinheit über eine Eingangswelle mit dem als Planetengetriebe aufgebauten Zweiganggetriebe verbunden, das ein Sonnenrad, Planetenrädern, einen Planetenradträger und ein Hohlrad einschließt. Mittels einer schaltbaren Kupplung kann der Planetenradträger entweder gegenüber der Antriebswelle oder gegenüber dem Hohlrad blockiert werden.
Die DE 10 2015 218 252 A1 offenbart ein weiteres, als Planetengetriebe ausgeführtes Zweiganggetriebe für ein Kraftfahrzeug, bei dem eine Eingangssonne mit einer Antriebswelle und eine Ausgangssonne mit einer Abtriebswelle verbunden ist. Weiterhin umfasst das Zweiganggetriebe eine Mehrzahl von auf einem Planetenträger drehbar gelagerten, gestuften Planetenrädern, die jeweils einen ersten und einen zweiten Radabschnitt aufweisen. Dabei sind erste Radabschnitte mit der Eingangssonne und zweite Radabschnitte mit der Ausgangssonne verzahnt. Mittels Kopplungseinrichtungen ist das Zweiganggetriebe in zwei unterschiedliche Übersetzungsverhältnissen zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle schaltbar.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Zweiganggetriebe für ein Kraftfahrzeug vorzuschlagen, welches bauraumsparend ist, insbesondere axialbauraumoptimiert Vorteile zeigt sowie funktional verbessert ist.
Diese Aufgabestellung wird mittels eines gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 aufgebauten Zweiganggetriebes gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß ist als Zweiganggetriebe ein zweistufiges Planetengetriebe vorgesehen, das zwei getrennt schaltbare Kupplungen, Planetenstufen, ein mit beiden Planetenstufen zusammenwirkendes Planetenrad sowie ein drehstarr positioniertes Hohlrad umfasst. Ein von dem Elektromotor ausgehender erster auch Antriebsfluss genannter Momentenpfad des Zweiganggetriebes erreicht über eine erste Kupplung, das erste Sonnenrad und eine zwei Planetenräder in Reihe einschließende Planetenstufe den mit der Abtriebswelle verbundenen Planetenradträger und ein von dem Elektromotor ausgehender zweiter Momentenpfad erreicht über die zweite Kupplung, das zweite Sonnenrad, die Planetenstufe den mit der Abtriebswelle verbundenen Planetenradträger. Übereinstimmend schließt jeder Antriebsfluss eine Verzahnung des Planetenrades mit dem Hohlrad ein.
Durch getrennt voneinander schaltbare Planetenstufen des zweistufigen Planetengetriebes sind zwei auch Vorwärtsgänge genannte Vorwärtsstufen bzw. eine Vorwärtsstufe in Verbindung mit einer auch Rückwärtsgang genannten Rückwärtsstufe realisierbar. Zum Schalten der beiden Gangstufen ist eine zweiteilige Antriebswelle vorgesehen, denen jeweils eine Kupplung zugeordnet ist. Ein auch Leistungszweig genannter Momentenpfad, der für den ersten Gang nutzbar ist, schließt zwei Planetenstufen bzw. zwei Planetenradsätze ein, wodurch sich ein Plusgetriebe mit positiver Standübersetzung einstellt. Der zweite Momentenpfad umfasst eine ein Minusgetriebe mit negativer Standübersetzung bildende Planetenstufe. Unabhängig von der geschalteten Planetenstufe ist ein zugehöriges Planetenrad stets mit dem drehstarr positionierten Hohlrad des als Planetengetriebe aufgebauten Zweiganggetriebes verzahnt.
Vorteilhaft ist der erste Gang, die erste Schaltstufe des Zweiganggetriebes im Hinblick auf ein verbessertes Beschleunigungsverhalten des Kraftfahrzeugs ausgelegt. Mit dem länger ausgelegten zweiten Gang ist eine Höchstgeschwindigkeit des elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs erreichbar. Das erfindungsgemäße Zweiganggetriebe ermöglicht es, die Drehzahl des Motors zu reduzieren oder diese für eine konstante Geschwindigkeit beizubehalten. Weiterhin wird mit der Erfindung ein funktional verbessertes Zweiganggetriebe für ein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug geschaffen, um einen gewünschten Fahrzyklus optimal zu realisieren. Beispielsweise kann damit bei langsamer Vorwärtsfahrt oder Rückwärtsfahrt das Drehmoment und folglich die Steigfähigkeit und / oder das Beschleunigungsvermögen und bei einer Vorwärtsfahrt die Höchstgeschwindigkeit im Vergleich zu herkömmlichen Getrieben verbessert werden. Vorteilhaft ermöglicht das erfindungsgemäße Konzept das Zweiganggetriebe in unterschiedlichen Varianten zu betreiben. Um eine Zwei-Vorwärts-Gang Ausführung zu erreichen, erfolgt beim Schalten zwischen den beiden Gängen eine Drehrichtungsumkehr des Elektromotors. Ohne eine Drehrichtungsumkehr des Elektromotors stellt sich mit der Schaltung der ersten Gangstufe ein Rückwärtsgang ein.
Die Schaltung des erfindungsgemäßen Zweiganggetriebes kann manuell oder automatisiert erfolgen. Eine automatisierte Schaltung könnte beispielsweise so ausgelegt werden, um einen Gangwechsel vom ersten in den zweiten Gang bei einer Geschwindigkeit von 70 km/h vorzunehmen. Weiterhin bietet es sich an, eine Steuereinrichtung einzusetzen, die im Fahrbetrieb die Drehzahl des Elektromotors erfasst und selbsttätig die Schaltung der Kupplungen und einen damit verbundenen Gangwechsel vornimmt. Außerdem könnte über die Steuereinrichtung ein Ladezustand, die verbleibende Kapazität der Kraftfahrzeugbatterie bestimmt werden und unter Beachtung einer programmierten Navigationsroute durch einen Gangwechsel die Fahrgeschwindigkeit anpasst werden oder vorausschauend in einen Eco-Modus wechseln.
Herkömmliche Zweiganggetriebe für Elektro-Kraftfahrzeuge umfassen vielfach eine große Anzahl von Verzahnungsebenen, außenverzahnten Zahnrädern, mehrere Antriebswellen und dergleichen, um zwei Schaltstufen zu realisieren. Die hohe Anzahl von Bauteilen, die das herkömmliche Zweiganggetriebe für ein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug einschließt, verursacht ein erhöhtes Gewicht und hohe Herstellungskosten.
Der Aufbau des erfindungsgemäßen, lediglich zwei Verzahnungsebenen einschließende Zweiganggetriebes und eine gemeinsame Planetenradanordnung beider Planetenstufen mit einem Hohlrad führt vorteilhaft zu einer minimierten Anzahl von Bauteilen und folglich zu einem gewichtsreduzierten Zweiganggetriebe. Außerdem verringert sich damit auch der erforderliche Bauraum, insbesondere in axialer Richtung, der die Integration des Zweiganggetriebes beispielsweise in einem vorbestimmten Bauraum des Kraftfahrzeugs entscheidend vereinfacht. Weiterhin führt der reduzierte Bauteilumfang des Zweiganggetriebes sowie dessen vereinfachte Montage dazu, die Kosten für die Anwendung des erfindungsgemäßen Zweiganggetriebes zu verbessern.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Zweiganggetriebes ist vorgesehen, dass bei einer übereinstimmenden Drehrichtung des Elektromotors mit dem Zweiganggetriebe eine Vorwärtsfahrt und eine Rückwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs realisierbar ist. Für die Vorwärtsfahrt ist dazu ein Antriebsfluss bzw. Momentenpfad mit einer Planetenstufe vorgesehen, die zu einer geringeren Übersetzung der Drehzahl des Elektromotors führt. Die Rückwärtsfahrt wird durch eine Kupplungsschaltung erreicht, bei der sich ein Momentenpfad über zwei Planetenstufen des Zweiganggetriebes mit einer größeren Übersetzung einstellt, wodurch ein höheres Drehmoment erzielbar ist.
Weiterhin bietet die Erfindung die Möglichkeit, mit dem Zweiganggetriebe eine Vorwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs mit zwei Übersetzungsstufen bzw. mit zwei Gängen zu realisieren. Die übereinstimmende Fahrtrichtung kann mittels einer Drehrichtungsumkehr des Elektromotors zwischen den Gangwechseln des Zweiganggetriebes erfolgen. Bevorzugt wird die Drehrichtungsumkehr des Elektromotors synchron zu einer Schaltung der Kupplungen automatisiert vorgenommen. Dabei ist für den zweiten, für eine höhere Geschwindigkeit ausgelegten Gang ein Momentenpfad vorgesehen, der eine Planetenstufe des Zweiganggetriebes einschließt. Für den ersten Gang, der für eine langsame Fahrt, hohe Beschleunigung und hohes Drehmoment bestimmt ist, stellt sich im Zweiganggetriebe ein zwei Planetenstufen einschließender Momentenpfad bzw. Leistungszweig ein.
Das erfindungsgemäße Zweiganggetriebe umfasst außerdem eine zweiteilige, zwei ineinander verlaufende Doppelwellen einschließende Antriebswelle. Dabei ist der Elektromotor sowohl mit der Hohlwelle als auch mit der koaxial durch die Hohlwelle geführten inneren Zentralwelle verbunden. Um einen Gangwechsel des Zweiganggetriebes zu ermöglichen, ist der Hohlwelle wie auch der Zentralwelle eine schaltbare Kupplung zugeordnet.
Eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Zweiganggetriebes sieht voneinander abweichend dimensionierte Sonnenräder der Planetenstufen vor. Der Durchmesser des der einstufigen Planetenstufe zugeordneten Sonnenrades übertrifft den Durchmesser des weiteren Sonnenrades von der zweistufigen Planetenstufe. Aufgrund dieser Auslegung stellen sich voneinander abweichende Übersetzungen ein, die nutzbar sind, um beispielsweise bei eingelegtem ersten Gang ein größeres Drehmoment und im zweiten Gang eine höhere Fahrgeschwindigkeit zu erreichen.
Die kompakte, bauraum- und bauteiloptimierte Bauweise des erfindungsgemäßen Zweiganggetriebes unterstreichend verläuft in allen Schaltpositionen des Zweiganggetriebes der Antrieb über ein mit dem Hohlrad in Zahneingriff stehendes Planetenrad. Das entsprechend breiter ausgeführte, auf dem Planetenträger bzw. dem Steg drehbar gelagerte Planetenrad ist dabei stets unmittelbar mit dem Sonnenrad der einstufigen Planetenstufe und einem Planetenrad der zweistufigen Planetenstufe verzahnt.
Ferner schließt das gemäß der Erfindung konzipierte Zweiganggetriebe zum Schalten der beiden Gangstufen eine nasslaufende oder trockenlaufende Schaltkupplung ein. Unabhängig von dem Aufbau der bevorzugt Reibscheiben einschließenden Schaltkupplung ist diese vorzugsweise in Verbindung mit einer Schaltsteuerung automatisiert schaltbar.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, das Zweiganggetriebe abtriebsseitig mit einem Differential zu verbinden. Zur Erzielung einer kompakten Baueinheit bietet es sich an, das Differential unmittelbar mit dem Zweiganggetriebe beispielsweise über eine Flanschverbindung zu koppeln. Als ergänzende oder alternative Maßnahme ist vorteilhaft vorgesehen, eine Baueinheit zu bilden, die den Elektromotor, das als Planetengetriebe aufgebaute Zweiganggetriebe sowie eine Leistungselektronik einschließt. Eine derartige, bevorzugt in einem Gehäuse integrierte Antriebseinheit ist aufgrund kompakter Abmessungen vorteilhaft in die PKW-Mittelklasse integrierbar.
Weiterhin bietet es sich an, das erfindungsgemäß konzipierte Zweiganggetriebe in ein Kraftfahrzeug in einen auch TwinDrive genannten Radnabenantrieb zu integrieren. Vorteilhaft erfordert ein derartiger, jedem Antriebsrad des Kraftfahrzeugs zugeordneter, eine Motorgetriebeeinheit bildender Radnabenantrieb kein Differential. Außerdem kann mit dem Radnabenantrieb eine separate Ansteuerung der angetriebenen Räder vorgenommen werden. Beispielsweise ist mittels einer auch Active-Torque-Vectoring genannten aktiven Momentenverteilung eine bedarfsgerechte Drehmomentdifferenz zwischen zwei angetriebenen Rädern einer Achse erreichbar. In bestimmten Fahrsituationen kann damit das Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs durch eine gezielte Drehmoment-Umverteilung positiv beeinflusst werden.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von zwei bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die gezeigten Ausführungsformen beschränkt. Gleiche bzw. wirkungsgleiche Bauteile sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Dabei zeigen:

1 in einer schematischen Darstellung eine erste Ausführungsform von einem erfindungsgemäß aufgebauten Zweiganggetriebe eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs; und
2 in einer schematischen Darstellung eine Anwendung des erfindungsgemäßen Zweiganggetriebes als Radnabenantrieb eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs.

Die 1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein erfindungsgemäßes, als Planetengetriebe aufgebautes Zweiganggetriebe 1 in einer bevorzugten Ausführungsform hinsichtlich seines Aufbaus und der Anordnung einzelner Bauteile, wobei in der 1 nicht alle Bauteile des Zweiganggetriebes 1 dargestellt sind. Das beispielsweise einem Antriebsstrang (nicht gezeigt) von einem elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeug zugeordnete Zweiganggetriebe 1 ist über eine Antriebswelle 2 mit einem Elektromotor 3 und mittels einer Abtriebswelle 4 beispielsweise mit einem nachgeordneten Differential (nicht gezeigt) verbunden. Das Zweiganggetriebe 1 schließt zwei Planetenstufen 5, 6 ein, die über getrennte, der zweiteiligen Antriebswelle 2 zugeordnete Kupplungen 7, 8 schaltbar sind. Die mit der Planetenstufe 5 zusammenwirkende Kupplung 7 ist dazu mit einer Zentralwelle 9 verbunden, die konzentrisch in einer Hohlwelle 10 geführt ist, welche über die Kupplung 8 der Planetenstufe 6 zugeordnet ist.
Ein von dem Elektromotor 3 ausgehender erster Momentenpfad bzw. Antriebsfluss des Zweiganggetriebes 1 verläuft über die Zentralwelle 9 und die Kupplung 7 zu dem ersten Sonnenrad 11 und von dort zu der aus zwei Planetenrädern 12, 13 gebildeten Planetenstufe 5 und anschließend zu einem auch Steg genannten, mit der Abtriebswelle 4 verbundenen Planetenradträger 14. Ein zweiter von dem Elektromotor 3 ausgehender Momentenpfad des Zweiganggetriebes 1 verläuft über die Hohlwelle 10 zur Kupplung 8, dann zum zweiten Sonnenrad 16 und von dort zu der das Planetenrad 13 einschließenden Planetenstufe 6 und abschließend zu dem mit der Abtriebswelle 4 verbundenen Planetenradträger 14.
Das äußere, dem Planetenradträger 14 zugeordnete Planetenrad 13 ist sowohl mit einem Hohlrad 15 als auch mit dem Sonnenrad 16 sowie dem Planetenrad 12 formschlüssig verzahnt. Dazu besitzt das Planetenrad 13 eine Breite, die sich über die Verzahnungsbreite des Sonnenrades 16 und des Planetenrades 12 erstreckt. Zur Erreichung unterschiedlicher Übersetzungen umfasst das Zweiganggetriebe 1 wie in 1 gezeigt, zwei Planetenstufen 5, 6 mit voneinander abweichend dimensionierten Sonnenrädern 11, 16, wobei ein Durchmesser D1 des Sonnenrades 16 einen Durchmesser D2 von dem Sonnenrad 11 übertrifft.
Nachfolgend werden unterschiedliche Schalt- bzw. Übersetzungsstufen des Zweiganggetriebes 1 beschrieben, die in Abhängigkeit von den Schaltpositionen der Kupplungen 7, 8 und / oder von der Drehrichtung des Elektromotors 3 erreichbar sind. In einer ersten Variante erfolgt der Antrieb des Zweiganggetriebes 1 über den Elektromotor 3, der in beiden Schaltpositionen der Kupplungen 7, 8 in gleicher Drehrichtung umläuft. Bei geöffneter Kupplung 8 und geschlossener Kupplung 7 stellt sich ein Momentenpfad von dem Elektromotor 3 ausgehend über die Zentralwelle 9, die Kupplung 7, das Sonnenrad 11, die Planetenstufe 5, den Planetenträger 14 zu der Abtriebswelle 4 ein. Bei diesem Momentenpfad ist das Sonnenrad 11 über das Planetenrad 12 mit dem Planetenrad 13 verzahnt, wobei das Planetenrad 13 gleichzeitig in eine Innenverzahnung des stationären Hohlrades 15 eingreift. Aufgrund des zweiten Planetenrades 12 wird im Betriebszustand die Abtriebswelle 4 über den Planetenträger 14, auf dem radial zueinander versetzt die Planetenräder 12, 13 drehbar gelagert sind, entgegen der Drehrichtung des Elektromotors 3 angetrieben. Bedingt durch den kleinen Durchmesser D2 des Sonnenrades 11 und einer sich einstellenden größeren, ein Plusgetriebe bildenden Übersetzung ist mit diesem Betriebsmodus ein höheres Drehmoment bei langsamer Fahrgeschwindigkeit erzielbar.
Ein sich bei geöffneter Kupplung 7 und geschlossener Kupplung 8 einstellender Momentenpfad verläuft von dem Elektromotor 3 ausgehend über die Hohlwelle 10, die Kupplung 8, das Sonnenrad 16, die Planetenstufe 6, den Planetenträger 14 zu der Abtriebswelle 4. Aufgrund nur einer Übersetzung, dem Zahneingriff des Planetenrades 13 mit dem Hohlrad 15 sowie der Lagerung des Planetenrades 13 auf dem Planetenträger 14 wird die Abtriebswelle 4 in einem mit dem Elektromotor 3 übereinstimmenden Drehsinn angetrieben, wodurch sich ein Rückwärtsgang einstellt. Bedingt durch den größeren Durchmesser D1 des Sonnenrades 16 und einer sich einstellende kleine, ein Minusgetriebe bildende Übersetzung ist mit diesem Betriebsmodus eine höhere Fahrgeschwindigkeit erzielbar.
Bei einer zweiten Variante erfolgt der Antrieb des Zweiganggetriebes 1 über den Elektromotor 3, wobei zwischen den Schaltpositionen der Kupplungen 7, 8 eine Drehrichtungsumkehr des Elektromotors 3 vorgesehen ist, um zwei Vorwärtsgänge realisieren zu können. Ein erster Gang ist mittels geschlossener Kupplung 7 und geöffneter Kupplung 8 schaltbar. Der Momentenpfad verläuft von dem Elektromotor 3 ausgehend über die Zentralwelle 9, die Kupplung 7, das Sonnenrad 11, die Planetenstufe 5, den Planetenträger 14 zur Abtriebswelle 4. Dieser Momentenpfad 5 bildet ein Plusgetriebe. Der zweite Gang ist nach erfolgter Drehrichtungsumkehr des Elektromotors 3 schaltbar, wenn die Kupplung 7 geöffnet und die Kupplung 8 geschlossen ist. Der sich dabei einstellende Momentenpfad verläuft ausgehend von dem Elektromotor 3 über die Hohlwelle 10, die Kupplung 8, das Sonnenrad 16, die Planetenstufe 6 zu dem mit der Abtriebswelle 4 verbundenen Planetenträger 14. Die sich dabei einstellende kleine Übersetzung bildet ein Minusgetriebe.
Die 2 zeigt eine Anwendung des erfindungsgemäßen Zweiganggetriebes 1, das mit einem Elektromotor 3 kombiniert einen Radnabenantrieb 19 bildet. In der 2 sind die mit dem Zweiganggetriebe 1 gemäß 1 übereinstimmenden Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die folgende Beschreibung ist weitestgehend auf die Anwendung des Zweiganggetriebes 1 beschränkt. In der 2 ist in einer schematischen Darstellung eine auch TwinDrive genannte angetriebene Achse 17 eines ansonsten nicht gezeigten elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs abgebildet. Der Antrieb kann über einen Radnabenantrieb 19 erfolgen, der jedem angetriebenen Rad 18 zugeordnet ist. Dazu bildet der Radnabenantrieb 19 eine kompakte Baueinheit, in der das Zweiganggetriebe 1 gemeinsam mit dem Elektromotor 3 zusammengefügt ist.
Dieser kein Differential erfordernde Antrieb ermöglicht eine separate Ansteuerung der angetriebenen Räder 18, um beispielsweise eine auch Active-Torque-Vectoring genannte, aktive Momentenverteilung zwischen den zwei angetriebenen Rädern 18 der Achse 17 zu erreichen.
Bezugszeichenliste

1: Zweiganggetriebe / Planetengetriebe
2: Antriebswelle
3: Elektromotor
4: Antriebswelle
5: Planetenstufe
6: Planetenstufe
7: Kupplung
8: Kupplung
9: Zentralwelle
10: Hohlwelle
11: Sonnenrad
12: Planetenrad
13: Planetenrad
14: Planetenträger
15: Hohlrad
16: Sonnenrad
17: Achse
18: Rad
19: Radnabenantrieb
D1: Durchmesser (Sonnenrad 16)
D2: Durchmesser (Sonnenrad 11)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102010024147 A1 [0002]
DE 102015218252 A1 [0003]

Claims

Zweiganggetriebe (1) für ein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug, ausgeführt als ein Planetengetriebe mit zumindest einem Sonnenrad (11, 16), Planetenrädern (12, 13), einem Planetenradträger (14) sowie einem Hohlrad (15), wobei das Sonnenrad (11, 16) drehfest mit einer Antriebswelle (2) und der Planetenradträger (14) drehfest mit einer Abtriebswelle (4) verbunden ist und zwischen einem Elektromotor (3) und dem Zweiganggetriebe (1) zumindest eine schaltbare Kupplung (7, 8) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Zweiganggetriebe (1) zwei getrennt schaltbare Kupplungen (7, 8), Planetenstufen (5, 6), ein mit beiden Planetenstufen (5, 6) zusammenwirkendes Planetenrad (13) sowie ein drehstarr positioniertes Hohlrad (15) umfasst, wobei ein von dem Elektromotor (3) ausgehender erster Momentenpfad des Zweiganggetriebes (1) über die erste Kupplung (7), das erste Sonnenrad (11) und eine zwei Planetenräder (12, 13) einschließende Planetenstufe (5) den mit der Abtriebswelle 4 verbundenen Planetenradträger (14) erreicht und ein von dem Elektromotor (3) ausgehender zweiter Momentenpfad über die zweite Kupplung (8), das zweite Sonnenrad (16), die Planetenstufe (6) den mit der Abtriebswelle 4 verbundenen Planetenradträger (14) erreicht.
Zweiganggetriebe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei übereinstimmender Drehrichtung des Elektromotors (3) in Verbindung mit dem als Zweiganggetriebe (1) aufgebauten Planetengetriebe eine Vorwärtsfahrt und eine Rückwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs realisierbar ist.
Zweiganggetriebe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Drehrichtungsumkehr des Elektromotors (3) in Verbindung mit dem Zweiganggetriebe (1) eine Vorwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs in zwei Übersetzungsstufen erreichbar ist.
Zweiganggetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiteilig aufgebaute, den Elektromotor (3) mit dem Zweiganggetriebe (1) verbindende Antriebswelle (2) eine Hohlwelle (10) umfasst durch die eine Zentralwelle (9) konzentrisch geführt ist.
Zweiganggetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Durchmesser (D1) des Sonnenrades (16) den Durchmesser (D2) des Sonnenrades (11) übertrifft.
Zweiganggetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in allen Schaltpositionen des Zweiganggetriebes (1) der Antrieb über ein mit dem Hohlrad (15) in Zahneingriff stehendes Planetenrad (13) verläuft.
Zweiganggetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zum Schalten der Gangstufen des Zweiganggetriebes (1) nasslaufende oder trockenlaufende Kupplungen (7, 8) vorgesehen sind.
Zweiganggetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass dem Zweiganggetriebe (1) ein mit der Abtriebswelle (4) verbundenes Differenzialgetriebe nachgeordnet ist.
Zweiganggetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (3) zusammen mit dem Zweiganggetriebe (1) und einer Leistungselektronik eine Baueinheit bildet.
Zweiganggetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass jedem angetriebenen Rad (18) eines Kraftfahrzeugs ein Radnabenantrieb (19) zugeordnet ist, der ein Zweiganggetriebe (1) einschließt.