DE102020105449B4 - Getriebeeinheit zum Achsantrieb eines Fahrzeuges - Google Patents

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Abstract

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 das Hohlrad (22, 32) und der Planetenträger (23, 33) jedes Planetengetriebes (2, 3) drehfest miteinander verbunden sind, wobei das Sonnenrad (21) des ersten Planetengetriebes (2) mit einer zweiten Kupplung (42) einer Doppelkupplung (4) verbunden ist, welche an das Sonnenrad (31) des zweiten Planetengetriebes (3) geführt ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Getriebeeinheit zum Achsantrieb eines Fahrzeuges, umfassend zwei Planetengetriebe mit jeweils einem Sonnenrad, einem Planetenräder tragenden Planetenträger und einem Hohlrad.
  • Aus dem Stand der Technik sind bereits zahlreiche Getriebestrukturen bekannt, doch sind diese üblicherweise recht aufwändig. So offenbart die DE 10 2018 101 270 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.
  • Die DE 10 2017 129 594 A1 zeigt eine Antriebsanordnung mit einer elektromechanischen Antriebseinrichtung, einem Vorstufengetriebe mit einem Vorstufeneingang, der mit der Antriebseinrichtung gekoppelt ist und einem ersten Vorstufenausgang, einer Kupplungseinrichtung mit einem ersten Kupplungseingang, der mit dem ersten Vorstufenausgang gekoppelt ist, und einem ersten und einem zweiten Kupplungsausgang, einem Reduktionsgetriebe, mit einem ersten Getriebeeingang, der mit dem ersten Kupplungsausgang der Kupplungseinrichtung gekoppelt ist, einem zweiten Getriebeeingang, der mit dem zweiten Kupplungsausgang der Kupplungseinrichtung gekoppelt ist, und einem Planetenträger, und einem Differentialgetriebe, mit Koppelplaneten, zur Verzweigung der an dem Planetenträger des Reduktionsgetriebes anliegenden Antriebsleistung auf eine erste und auf eine zweite Radantriebswelle, wobei das Reduktionsgetriebe eine erste Sonnenradstufe mit einem ersten Sonnenrad umfasst, das ueber den ersten Getriebeeingang getrieben wird, das Reduktionsgetriebe eine zweite Sonnenradstufe mit einem zweiten Sonnenrad umfasst, das über den zweiten Getriebeeingang getrieben wird, die erste Sonnenradstufe derart ausgelegt ist, dass diese zwischen dem ersten Sonnenrad und den ersten Reduktionsplaneten ein höheres Übersetzungsverhältnis realisiert, als es die zweite Sonnenradstufe zwischen dem zweiten Sonnenrad und den zweiten Reduktionsplaneten realisiert, und der Planetenträger des Reduktionsgetriebes das Differentialgetriebe trägt.
  • 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.
  • Erfindungsgemäß ist die Aufgabe durch die Eingangs genannte Getriebeeinheit gelöst, indem das Hohlrad und der Planetenträger jedes Planetengetriebes drehfest miteinander verbunden sind. Durch diese mit Gleichteilen hergestellte Verbindung wird eine große Übersetzung der Getriebeeinheit bei hoher Spreizung ermöglicht.
  • Erfindungsgemäß ist das Sonnenrad des ersten Planetengetriebes mit einer zweiten Kupplung der Doppelkupplung verbunden, welche an das Sonnenrad des zweiten Planetengetriebes geführt ist. Dadurch lässt sich der Kraftfluss mittels eines weiteren Ganges vorteilhaft einstellen.
  • Vorteilhafterweise ist zwischen dem ersten und dem zweiten Planetengetriebe eine Doppelkupplung angeordnet. Dadurch ist eine einfache Einstellung der beiden durch die Getriebeeinheit zu schaltenden Gänge möglich.
  • In einer Ausgestaltung ist der Planetenträger des ersten Planetengetriebes mit einer ersten Kupplung der Doppelkupplung verbunden, welche an das Sonnenrad des zweiten Planetengetriebes geführt ist. Somit wird eine selektive Drehmomentenübertragung für einen ersten Gang möglich.
  • Es ist von Vorteil, wenn eine Drehmomenteneingangswelle mit dem Sonnenrad des ersten Planetengetriebes und der zweiten Kupplung verbunden ist.
  • In einer Ausführungsform sind das Hohlrad des ersten Planetengetriebes und der Planetenträger des zweiten Planetengetriebes je an einem Gehäuse festgelegt. Durch die Festlegung der jeweiligen Welle des Hohlrades bzw. des Planetenträgers ist ein Drehmomentenverlauf fest vorgegeben, da das Hohlrad bzw. der Planetenträger als Bremse wirken.
  • In einer weiteren Ausgestaltung ist das Hohlrad des zweiten Planetengetriebes am Gehäuse festgelegt und der Planetenträger des zweiten Planetengetriebes direkt auf einen Abtrieb geführt. Dies ermöglicht eine konstruktiv einfachen Aufbau der Getriebeeinheit.
  • Es ist von weiterem Vorteil, wenn das Hohlrad des ersten Planetengetriebes an dem Planetenträger des zweiten Planetengetriebes angebunden ist, welcher direkt mit dem Abtrieb gekoppelt ist, wobei das Hohlrad des zweiten Planetengetriebes am Gehäuse festgelegt ist
  • In einer weiteren Variante ist der Abtrieb direkt mit einem Differentialgetriebe oder einem zweistufigen Stirnraddifferentialgetriebe verbunden, welches unabhängig voneinander zwei Ausgangswellen antreibt. Dadurch kann die Getriebeeinheit konstruktiv vereinfacht und eine koaxiale Anordnung ausgebildet werden.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen Elektromotor 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.
  • Die Erfindung wird nachfolgend in mehreren Ausführungsbeispielen, welche in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind, näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Getriebeeinheit,
    • 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Getriebeeinheit,
    • 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Getriebeeinheit.
  • 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 Hohlrad 22, 32 jedes Planetengetriebes 2, 3 ist ein Planetenträger 23, 33 angeordnet, welcher nicht weiter dargestellte, drehbar gelagerte Planetenräder trägt.
  • Zwischen dem ersten und dem zweiten Planetengetriebe 2, 3 ist eine Doppelkupplung 4 zum Schalten der beiden Gänge der Getriebeeinheit 1 angeordnet. Dazu ist eine Drehmomenteneingangswelle 6 mit dem Sonnenrad 21 des ersten Planetengetriebes 2 und der zweiten Kupplung 42 der Doppelkupplung 4 verbunden. Die Drehmomenteingangswelle 6 wird dabei von einem nicht weiter dargestellten Elektromotor angetrieben.
  • Die zweite Kupplung 42 führt an das Sonnenrad 31 des zweiten Planetengetriebes 3. Der Planetenträger 23 des ersten Planetengetriebes 2 ist mit der ersten Kupplung 41 der Doppelkupplung 4 verbunden, wobei die erste Kupplung 41 ebenfalls an das Sonnenrad 31 des zweiten Planetengetriebes 3 geführt ist. Das Hohlrad 22 des ersten Planetengetriebes 2 ist genauso wie der Planetenträger 33 des zweiten Planetengetriebes 3 an einem Gehäuse 5 festgelegt. Das Hohlrad 32 des zweiten Planetengetriebes 3 führt auf einen Abtrieb 7, welcher direkt mit einem Differentialgetriebe 8 gekoppelt ist, das unabhängig voneinander zwei Ausgangswellen 9, 10 antreibt.
  • Ist die erste Kupplung 41 geschlossen und die zweite Kupplung 42 geöffnet, wird das Drehmoment über den Planetenträger 23 des ersten Planetengetriebes 2 und das zweite Planetengetriebe 3 auf den Abtrieb 7 geleitet. Wenn im umgekehrten Fall die erste Kupplung 41 geöffnet und die zweite Kupplung 42 geschlossen ist, wird das bereitgestellte Drehmoment über das zweite Planetengetriebe 3 auf den Abtrieb 7 geleitet. Dadurch wird im Zusammenwirken mit dem Differentialgetriebe 8 ein koaxialer Antrieb realisiert.
  • Eine weitere koaxiale Anordnung ergibt sich, wenn, wie in 2 dargestellt, das Hohlrad 22 des ersten Planetengetriebes 2 mit dem Planetenträger 33 des zweiten Planetengetriebes 3 verbunden ist, welcher direkt an das Differentialgetriebe 8 gekoppelt ist. Das Hohlrad 32 des zweiten Planetengetriebes 3 ist am Gehäuse 5 festgelegt. Auch in diesem Fall führt der Planetenträger 23 des ersten Planetengetriebes 2 an die erste Kupplung 41 der Doppelkupplung 4 und das Sonnenrad 21 des ersten Planetengetriebes 2 und die zweite Kupplung 42 sind mit der Drehmomenteneingangswelle 6 verbunden. Die Ausgänge der ersten und der zweiten Kupplung 41, 42 sind mit dem Sonnenrad 31 des zweiten Planetengetriebes 3 verbunden.
  • Ist die erste Kupplung 41 geschlossen und die zweite Kupplung 42 geöffnet, verläuft der Kraftfluss über das erste Planetengetriebe 2 und das Sonnenrad 31 des zweiten Planetengetriebes 3 an den Planetenträger 33 des zweiten Planetengetriebes 3. Ist die erste Kupplung geöffnet 41 und die zweite Kupplung 42 geschlossen, verhält sich der Kraftfluss vergleichbar. Eine solche Getriebeeinheit 12 ist einfach mit Gleichteilen zu realisieren.
  • In 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Getriebeeinheit 13 dargestellt, bei welchem die von dem nicht weiter dargestellten Elektromotor angetriebene Drehmomenteneingangswelle 6 mit dem Sonnenrad 21 des ersten Planetengetriebes 2 verbunden ist. Zwischen dem ersten und dem zweiten Planetengetriebe 2, 3 ist die Doppelkupplung 4 zum Schalten der beiden Gänge der Getriebeeinheit 13 angeordnet. Dazu ist das Hohlrad 22 des ersten Planetengetriebes 2 mit den Planetenträger 33 des zweiten Planetengetriebes 3 verbunden.
  • Die erste Kupplung 41 ist zwischen dem Planetenträger 23 des ersten Planetengetriebes 2 und dem Sonnenrad 31 des zweiten Planetengetriebes 3 angebunden, während die zweite Kupplung 42 mit der Drehmomenteneingangswelle 6 und dem Sonnenrad 31 des zweiten Planetengetriebes 3 verbunden ist. Das Hohlrad 32 des zweiten Planetengetriebes 3 ist an dem Gehäuse 5 festgelegt. Der Planetenträger 33 des zweiten Planetengetriebes 3 führt an einen Abtrieb 7, welcher direkt mit einem zweistufigen Stirnraddifferenzgetriebe 11 verbunden ist, welches unabhängig voneinander zwei Ausgangswellen 9, 10 antreibt.
  • Ist die erste Kupplung 41 geschlossen und die zweite Kupplung 42 geöffnet, wird das Drehmoment über den ersten Planetenträgers 2 an den Planetenträger 33 des zweiten Planetengetriebes 3 und über die erste Kupplung 41 und das Sonnenrad 31 des zweiten Planetengetriebes 3 an dessen Planetenträger 33 geleitet. Wenn im umgekehrten Fall die erste Kupplung 41 geöffnet und die zweite Kupplung 42 geschlossen ist, wird das bereitgestellte Drehmoment direkt an das zweite Sonnenrad 31 des zweiten Planetengetriebes 3 und über dessen Planetenträger 33 auf den Abtrieb 7 geleitet. Dadurch wird im Zusammenwirken mit dem Stirnraddifferentialgetriebe 11 ein koaxialer Antrieb realisiert.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Getriebeeinheit
    2
    Planetengetriebe
    21
    Sonnenrad
    22
    Hohlrad
    23
    Planetenträger
    3
    Planetengetriebe
    31
    Sonnenrad
    32
    Hohlrad
    33
    Planetenträger
    4
    Doppelkupplung
    41
    erste Kupplung der Doppelkupplung
    42
    zweite Kupplung der Doppelkupplung
    5
    Gehäuse
    6
    Drehmomenteneingangswelle
    7
    Abtrieb
    8
    Differentialgetriebe
    9
    Ausgangswelle
    10
    Ausgangswelle
    11
    Stirnraddifferentialgetriebe
    12
    Getriebeeinheit
    13
    Getriebeeinheit

Claims (9)

  1. 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 das Hohlrad (22, 32) und der Planetenträger (23, 33) jedes Planetengetriebes (2, 3) drehfest miteinander verbunden sind, wobei das Sonnenrad (21) des ersten Planetengetriebes (2) mit einer zweiten Kupplung (42) einer Doppelkupplung (4) verbunden ist, welche an das Sonnenrad (31) des zweiten Planetengetriebes (3) geführt ist.
  2. Getriebeeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten und dem zweiten Planetengetriebe (2, 3) die Doppelkupplung (4) angeordnet ist.
  3. Getriebeeinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenträger (23) des ersten Planetengetriebes (2) mit einer ersten Kupplung (41) der Doppelkupplung (4) verbunden ist, welche an das Sonnenrad (31) des zweiten Planetengetriebes (3) geführt ist.
  4. Getriebeeinheit nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass eine Drehmomenteneingangswelle (6) mit dem Sonnenrad (21) des ersten Planetengetriebes (2) und der zweiten Kupplung (42) der Doppelkupplung (4) verbunden ist.
  5. Getriebeeinheit nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad (22) des ersten Planetengetriebes (2) und der Planetenträger (33) des zweiten Planetengetriebes (3) je an einem Gehäuse (5) festgelegt sind.
  6. Getriebeeinheit nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad (32) des zweiten Planetengetriebes (3) an einem Gehäuse (5) festgelegt ist und der Planetenträger (33) des zweiten Planetenträgers (3) auf einen Abtrieb (7) geführt ist.
  7. Getriebeeinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad (22) des ersten Planetengetriebes (2) an den Planetenträger (33) des zweiten Planetengetriebes (3) angebunden ist, welcher direkt mit dem Abtrieb (7) gekoppelt ist.
  8. Getriebeeinheit nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abtrieb (7) direkt mit einem Differentialgetriebe (8) oder einem zweistufigen Stirnraddifferentialgetriebe (11) verbunden ist, welches unabhängig voneinander zwei Ausgangswellen (9, 10) antreibt.
  9. Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen Elektromotor und eine Getriebeeinheit, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeeinheit (1, 12, 13) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8 ausgebildet ist.
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