DE102020104847A1 - Gear unit for the final drive of a vehicle - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Getriebeeinheit zum Achsantrieb eines Fahrzeuges, umfassend zwei Planetengetriebe (2, 3) mit jeweils einem Sonnenrad (21, 31), einem Planetenräder tragenden Planetenträger (23, 33) und einem Hohlrad (22, 32). Bei einer Getriebeeinheit, in welcher zwei unterschiedliche Gänge mit einer vorteilhaften Übersetzungsaufteilung bei einer einfachen Getriebestruktur geschaltet werden können, ist zwischen den beiden Planetengetrieben (2, 3) eine Doppelkupplungseinrichtung (6) mit zwei lastschaltbaren Kupplungen (61, 62) angeordnet.The invention relates to a gear unit for the axle drive of a vehicle, comprising two planetary gears (2, 3) each with a sun gear (21, 31), a planet carrier (23, 33) carrying planet gears and a ring gear (22, 32). In a gear unit in which two different gears can be shifted with an advantageous ratio distribution with a simple gear structure, a double clutch device (6) with two power shift clutches (61, 62) is arranged between the two planetary gears (2, 3).

Description

Die Erfindung betrifft eine Getriebeeinheit zum Achsantrieb eines Fahrzeuges, umfassend zwei Planetengetriebe mit jeweils einem Sonnenrad, einem Planetenräder tragenden Planetenträger und einem Hohlrad.The invention relates to a gear unit for the final drive of a vehicle, comprising two planetary gears each with a sun gear, a planet carrier carrying planet gears and a ring gear.

Aus dem Stand der Technik sind bereits zahlreiche Getriebestrukturen bekannt, doch sind diese üblicherweise recht aufwändig. So offenbart die DE 10 2018 101 207 A1 eine Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine elektrische Maschine, die über eine Antriebswelle mit einer Getriebevorrichtung wirkverbunden ist. Dabei weist die Getriebevorrichtung mindestens eine erste und eine zweite Planetenstufe sowie eine Differentialstufe auf, wobei die erste Planetenstufe einen ersten Planetensatz mit mehreren Planetenrädern aufweist, wobei die Planetenräder des ersten Planetensatzes drehbar an einem ersten Planetenträger angeordnet sind und mit einem Sonnenrad sowie mit einem ersten Hohlrad im Zahneingriff stehen, wobei die zweite Planetenstufe einen zweiten Planetensatz aufweist, wobei die Planetenräder des zweiten Planetensatzes drehbar an einem zweiten Planetenträger angeordnet sind und mit einem zweiten Sonnenrad sowie mit einem zweiten Hohlrad in Zahneingriff stehen, wobei die Antriebswelle drehfest mit dem ersten Sonnenrad verbunden ist, wobei das erste Sonnenrad an das zweite Sonnenrad stationär an einem Gehäuse festgelegt sind, wobei zwischen der ersten und der zweiten Planetenstufe eine Doppelkupplungsvorrichtung mit einer ersten und einer zweiten lastschaltbaren Kupplung angeordnet ist, wobei der erste Planetenträger über die erste Kupplung mit dem zweiten Hohlrad verbindbar ist und wobei der erste Planetenträger über die zweite Kupplung mit dem zweiten Planetenträger und der Differenzialstufe verbindbar ist.Numerous gear structures are already known from the prior art, but these are usually quite complex. So reveals the DE 10 2018 101 207 A1 a drive device for a motor vehicle, comprising an electrical machine which is operatively connected to a transmission device via a drive shaft. The transmission device has at least a first and a second planetary stage and a differential stage, the first planetary stage having a first planetary set with several planetary gears, the planetary gears of the first planetary set being rotatably arranged on a first planetary carrier and with a sun gear and a first ring gear are in meshing engagement, the second planetary stage having a second planetary gear set, the planetary gears of the second planetary gear set being rotatably arranged on a second planet carrier and being in meshing engagement with a second sun gear and a second ring gear, the drive shaft being non-rotatably connected to the first sun gear , the first sun gear being fixed to the second sun gear in a stationary manner on a housing, a double clutch device with a first and a second power shiftable clutch being arranged between the first and the second planetary stage, wherein the first planet carrier can be connected to the second ring gear via the first clutch, and the first planet carrier can be connected to the second planet carrier and the differential stage via the second clutch.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Getriebeeinheit zum Achsantrieb eines Fahrzeuges anzugeben, in welcher zwei unterschiedliche Gänge mit einer vorteilhaften Übersetzungsaufteilung bei einer einfachen Getriebestruktur geschaltet werden können.The invention is based on the object of specifying a transmission unit for the axle drive of a vehicle, in which two different gears can be shifted with an advantageous ratio distribution with a simple transmission structure.

Erfindungsgemäß ist die Aufgabe durch die Eingangs genannte Getriebeeinheit gelöst, indem zwischen den beiden Planetengetriebe eine Doppelkupplungseinrichtung mit zwei lastschaltbaren Kupplungen angeordnet ist. Durch diese Anordnung werden eine große Übersetzung und gleichzeitig eine große Spreizung ermöglicht. Die Verwendung der Doppelkupplungseinrichtung erlaubt eine konstruktiv einfache Herstellung der Getriebeeinheit.According to the invention, the object is achieved by the transmission unit mentioned at the beginning, in that a double clutch device with two power shiftable clutches is arranged between the two planetary gears. This arrangement enables a large translation and, at the same time, a large spread. The use of the double clutch device allows a structurally simple production of the gear unit.

Vorteilhafterweise ist ein Drehmomenteingang mit der Hohlwelle des ersten Planetengetriebes gekoppelt. Durch diese Verbindung kann die Doppelkupplungseinrichtung konstruktiv einfach mit dem Drehmomenteingang verbunden werden.A torque input is advantageously coupled to the hollow shaft of the first planetary gear. This connection allows the double clutch device to be connected to the torque input in a structurally simple manner.

In einer Alternative ist der Drehmomenteingang mit einem Planetenträger des ersten Planetengetriebes gekoppelt.In an alternative, the torque input is coupled to a planet carrier of the first planetary gear.

In einer Ausgestaltung ist zur selektiven Drehmomentübertragung die erste Kupplung der Doppelkupplungseinrichtung zwischen das Hohlrad des ersten Planetengetriebes und das Sonnenrad des zweiten Planetengetriebes geschaltet, während die zweite Kupplung der Doppelkupplungseinrichtung zwischen dem Planetenträger des ersten Planetengetriebes und dem Sonnenrad des zweiten Planetengetriebes angeordnet ist.In one embodiment, the first clutch of the double clutch device is connected between the ring gear of the first planetary gear and the sun gear of the second planetary gear for selective torque transmission, while the second clutch of the double clutch device is arranged between the planet carrier of the first planetary gear and the sun gear of the second planetary gear.

In einer Variante ist das Sonnenrad des ersten Planetengetriebes mit dem Planetenträger des zweiten Planetengetriebes verbunden.In one variant, the sun gear of the first planetary gear is connected to the planet carrier of the second planetary gear.

In einer Ausführungsform ist der Planetenträger des zweiten Planetengetriebes an einem Gehäuse festgelegt.In one embodiment, the planet carrier of the second planetary gear is fixed to a housing.

Es ist von Vorteil, wenn das zweite Hohlrad des zweiten Planetengetriebes mit einem Abtrieb verbunden ist.It is advantageous if the second ring gear of the second planetary gear is connected to an output.

In einer weiteren Ausgestaltung steht der Abtrieb in einem Zahneingriff mit einem zwei Antriebswellen unabhängig voneinander antreibenden Differentialgetriebe.In a further embodiment, the output is in meshing engagement with a differential gear that drives two drive shafts independently of one another.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen Elektromotor, eine Kupplung und eine Getriebeeinheit. Bei einem Antriebsstrang, welcher zwei Gänge mit einer vorteilhaften Übersetzungsaufteilung bei einer einfachen Getriebestruktur schalten kann, ist die Getriebeeinheit nach mindestens einem, in dieser Schutzrechtsanmeldung erläuterten Merkmal ausgebildet.Another aspect of the invention relates to a drive train for a motor vehicle, comprising an electric motor, a clutch and a transmission unit. In the case of a drive train which can shift two gears with an advantageous ratio distribution in a simple transmission structure, the transmission unit is designed according to at least one feature explained in this patent application.

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen, welche in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind, näher erläutert.The invention is explained in more detail below in exemplary embodiments which are illustrated in the figures of the drawing.

Es zeigen:

  • 1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Getriebeeinheit,
  • 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Getriebeeinheit.
Show it:
  • 1 an embodiment of the transmission unit according to the invention,
  • 2 another embodiment of the transmission unit according to the invention.

1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Getriebeeinheit, wie diese in elektroangetriebenen oder hybridangetriebenen Fahrzeugen zum Einsatz kommt. Die Getriebeeinheit 1 besteht aus zwei Planetengetrieben 2, 3, wobei jedes der Planetengetriebe 2, 3 ein Sonnenrad 21, 31 und ein Hohlrad 22, 32 aufweist. Zwischen dem Sonnenrad 21, 31 und dem Hohlrad 22, 32 liegt jeweils ein Planetenträger 23, 33. 1 shows an exemplary embodiment of the transmission unit according to the invention, as it is used in electrically powered or hybrid-powered vehicles. The gear unit 1 consists of two planetary gears 2 , 3 , where each the planetary gear 2 , 3 a sun gear 21 , 31 and a ring gear 22nd , 32 having. Between the sun gear 21 , 31 and the ring gear 22nd , 32 there is one planet carrier each 23 , 33 .

Das Hohlrad 22 des ersten Planetengetriebe 2 ist über ein Stirnrad 4 mit der Drehmomenteneingangswelle 5 verbunden, welche von einem nicht weiter dargestellten Elektromotor angetrieben wird. Das Sonnenrad 21 des ersten Planetengetriebes 2 führt an den Planetenträger 33 des zweiten Planetengetriebes 3.The ring gear 22nd of the first planetary gear 2 is about a spur gear 4th with the torque input shaft 5 connected, which is driven by an electric motor not shown. The sun gear 21 of the first planetary gear 2 leads to the planet carrier 33 of the second planetary gear 3 .

Zwischen den beiden Planetengetrieben 2,3 ist eine Doppelkupplungseinrichtung 6 angeordnet, welche eine erste lastschaltbare Kupplung 61 und eine zweite lastschaltbare Kupplung 62 aufweist. Die erste Kupplung 61 ist zwischen das Hohlrad 22 des ersten Planetengetriebes 2 und das Sonnenrad 31 des zweiten Planetengetriebes 3 geschaltet. Die zweite Kupplung 62 ist zwischen dem Planetenträger 23 des ersten Planetengetriebes 2 und dem Sonnenrad 31 des zweiten Planetengetriebes 3 angeordnet.Between the two planetary gears 2 , 3 is a double clutch device 6th arranged which a first powershift clutch 61 and a second powershift clutch 62 having. The first clutch 61 is between the ring gear 22nd of the first planetary gear 2 and the sun gear 31 of the second planetary gear 3 switched. The second clutch 62 is between the planet carrier 23 of the first planetary gear 2 and the sun gear 31 of the second planetary gear 3 arranged.

Hinter der Doppelkupplungseinrichtung 6 ist der Planetenträger 33 des zweiten Planetengetriebes 3 fest an einem Gehäuse 7 angebunden. Das Sonnenrad 21 des ersten Planetengetriebes 2 führt auf den Planetenträger 33 des zweiten Planetengetriebes 3. Das Hohlrad 32 des zweiten Planetengetriebes 3 ist mit einem Abtrieb 8 gekoppelt, welcher über ein Stirnrad 9 in einem Zahneingriff mit einem Differentialgetriebe 10 steht, welches zwei Ausgangswellen 11, 12 unabhängig voneinander antreibt.Behind the double clutch device 6th is the planet carrier 33 of the second planetary gear 3 firmly on a housing 7th tied up. The sun gear 21 of the first planetary gear 2 leads to the planet carrier 33 of the second planetary gear 3 . The ring gear 32 of the second planetary gear 3 is with one output 8th coupled, which has a spur gear 9 in mesh with a differential gear 10 stands which two output shafts 11 , 12th drives independently of each other.

Ist die erste Kupplung 61 der Doppelkupplungseinrichtung 6 geschlossen und die zweite Kupplung 62 geöffnet, wird das bereitgestellte Drehmoment direkt über das Hohlrad 21 des ersten Planetengetriebes 2 und das zweite Planetengetriebe 3 auf den Abtrieb 8 geleitet. Wenn im umgekehrten Fall die erste Kupplung 61 geöffnet und die zweite Kupplung 62 geschlossen ist, wird das Drehmoment über den Planetenträger 23 des ersten Planetengetriebes 2 und über das zweite Planetengetriebe 3 auf den Abtrieb 8 geleitet.Is the first clutch 61 the double clutch device 6th closed and the second clutch 62 opened, the torque provided is transmitted directly via the ring gear 21 of the first planetary gear 2 and the second planetary gear 3 on the downforce 8th directed. If in the opposite case the first clutch 61 opened and the second clutch 62 is closed, the torque is via the planet carrier 23 of the first planetary gear 2 and via the second planetary gear 3 on the downforce 8th directed.

Das in 2 dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Getriebeeinheit unterscheidet sich gegenüber 1 dadurch, dass die Drehmomenteneingangswelle 4 der Getriebeeinheit 13 an den Planetenträger 23 des ersten Planetengetriebes 2 gekoppelt ist. Bei geschlossener ersten Kupplung 61 und geöffneter zweiten Kupplung 62 der Doppelkupplungseinrichtung 6 wird das Drehmoment über das Hohlrad 22 des ersten Planetengetriebes 2 und das Planetengetriebe 3 an den Abtrieb 8 geführt. Ist die erste Kupplung 61 geöffnet und die zweite Kupplung 62 der Doppelkupplungseinrichtung 6 geschlossen, erfolgt der Kraftfluss über das zweite Planetengetriebe 3 auf den Abtrieb 8.This in 2 The illustrated embodiment of the transmission unit according to the invention differs from that 1 in that the torque input shaft 4th the gear unit 13th to the planet carrier 23 of the first planetary gear 2 is coupled. When the first clutch is closed 61 and opened second clutch 62 the double clutch device 6th is the torque via the ring gear 22nd of the first planetary gear 2 and the planetary gear 3 to the output 8th guided. Is the first clutch 61 opened and the second clutch 62 the double clutch device 6th closed, the power flow takes place via the second planetary gear 3 on the downforce 8th .

Durch die spezifische Integration der Kupplungen 61, 62 der Doppelkupplungseinrichtung 6 in die Getriebeeinheit 1, 13 lassen sich zwei unterschiedliche Gänge mit einer hohen Übersetzung und einer hohen Spreizung realisieren. Unter der Spreizung des Getriebes soll dabei verstanden werden, wie weit die beiden Gänge der Getriebeeinheit 1,13 auseinanderliegen.Through the specific integration of the couplings 61 , 62 the double clutch device 6th into the gear unit 1 , 13th two different gears with a high gear ratio and a high spread can be achieved. The spread of the transmission should be understood to mean how far apart the two gears of the transmission unit 1.13 are.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
GetriebeeinheitGear unit
22
PlanetengetriebePlanetary gear
2121
SonnenradSun gear
2222nd
HohlradRing gear
2323
PlanetenträgerPlanet carrier
33
PlanetengetriebePlanetary gear
3131
SonnenradSun gear
3232
HohlradRing gear
3333
PlanetenträgerPlanet carrier
44th
StirnradSpur gear
55
DrehmomenteneingangswelleTorque input shaft
66th
DoppelkupplungseinrichtungDouble clutch device
6161
Kupplungcoupling
6262
Kupplungcoupling
77th
Gehäusecasing
88th
AbtriebDownforce
99
StirnradSpur gear
1010
DifferentialgetriebeDifferential gear
1111
Wellewave
1212th
Wellewave
1313th
GetriebeeinheitGear unit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102018101207 A1 [0002]DE 102018101207 A1 [0002]

Claims (9)

Getriebeeinheit zum Achsantrieb eines Fahrzeuges, umfassend zwei Planetengetriebe (2, 3) mit jeweils einem Sonnenrad (21, 31), einem Planetenräder tragenden Planetenträger (23, 33) und einem Hohlrad (22, 32), dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Planetengetrieben (2, 3) eine Doppelkupplungseinrichtung (6) mit zwei lastschaltbaren Kupplungen (61, 62) angeordnet ist.Gear unit for the axle drive of a vehicle, comprising two planetary gears (2, 3) each with a sun gear (21, 31), a planet carrier (23, 33) carrying planet gears and a ring gear (22, 32), characterized in that between the two planetary gears (2, 3) a double clutch device (6) with two power shift clutches (61, 62) is arranged. Getriebeeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Drehmomenteingang mit der Hohlwelle (22) des ersten Planetengetriebes (2) gekoppelt ist.Gear unit according to Claim 1 , characterized in that a torque input is coupled to the hollow shaft (22) of the first planetary gear (2). Getriebeeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehmomenteingang mit einem Planetenträger (23) des ersten Planetengetriebes (2) gekoppelt ist.Gear unit according to Claim 1 , characterized in that the torque input is coupled to a planet carrier (23) of the first planetary gear (2). Getriebeeinheit nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kupplung (61) der Doppelkupplungseinrichtung (6) zwischen das Hohlrad (22) des ersten Planetengetriebes (2) und das Sonnenrad (31) des zweiten Planetengetriebes (3) geschaltet ist, während die zweite Kupplung (62) der Doppelkupplungseinrichtung (6) zwischen dem Planetenträger (23) des ersten Planetengetriebes (2) und das Sonnenrad (31) des zweiten Planetengetriebes (3) angeordnet ist.Gear unit according to Claim 1 , 2 or 3 , characterized in that the first clutch (61) of the double clutch device (6) is connected between the ring gear (22) of the first planetary gear (2) and the sun gear (31) of the second planetary gear (3), while the second clutch (62) the double clutch device (6) is arranged between the planet carrier (23) of the first planetary gear (2) and the sun gear (31) of the second planetary gear (3). Getriebeeinheit nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sonnenrad (21) des ersten Planetengetriebes (2) mit dem Planetenträger (33) des zweiten Planetengetriebes (3) verbunden ist.Gear unit according to at least one of the preceding claims, characterized in that the sun gear (21) of the first planetary gear (2) is connected to the planet carrier (33) of the second planetary gear (3). Getriebeeinheit nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenträger (33) des zweiten Planetengetriebes (3) an einem Gehäuse (7) festgelegt ist.Gear unit according to at least one of the preceding claims, characterized in that the planet carrier (33) of the second planetary gear (3) is fixed on a housing (7). Getriebeeinheit nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad (32) des zweiten Planetengetriebes (3) mit einem Abtrieb (8) verbunden ist.Gear unit according to at least one of the preceding claims, characterized in that the ring gear (32) of the second planetary gear (3) is connected to an output (8). Getriebeeinheit nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abtrieb (8) in einem Zahneingriff mit einem zwei Antriebswellen (11, 12) unabhängig voneinander antreibenden Differentialgetriebe (10) steht.Gear unit according to at least one of the preceding claims, characterized in that the output (8) is in meshing engagement with a differential gear (10) which drives two drive shafts (11, 12) independently of one another. Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen Elektromotor, eine Kupplung und eine Getriebeeinheit, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeeinheit (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8 ausgebildet ist.Drive train for a motor vehicle, comprising an electric motor, a clutch and a gear unit, characterized in that the gear unit (1) according to at least one of the preceding Claims 1 until 8th is trained.
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