-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Planetengetriebemaschine für eine Radantriebseinheit für ein Kraftfahrzeug. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Radantriebseinheit, die die Planetengetriebemaschine aufweist. Bei der Radantriebseinheit handelt es sich insbesondere um eine Einzelradantriebseinheit, zum Beispiel um eine Radnabenantriebseinheit oder eine radnahe Radantriebseinheit. Die Erfindung betrifft ferner ein Kraftfahrzeug, das mit einer solchen Radantriebseinheit ausgerüstet ist.
-
Bei der Entwicklung bzw. beim Bau von elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugen, beispielsweise rein elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugen, Hybrid-Kraftfahrzeugen etc., erfordert eine Elektromotor-Getriebe-Kombination immer mehr Bauraum, da die Nachfrage nach immer leistungsfähigeren Kraftfahrzeugen steigt, wodurch immer höhere Leistungen und Momente übertragen werden müssen. Zudem weisen moderne Kraftfahrzeuge Crashstrukturen auf, aufgrund derer die modernen Kraftfahrzeuge besonders schwer sind, da die Crashstrukturen besonders stabil sein müssen. Je höher aber die Masse des Kraftfahrzeugs ist, desto stärker muss ein Anfahrdrehmoment sein, das mittels einer elektrischen Antriebseinheit des Kraftfahrzeugs bereitgestellt werden muss. Dieses lässt sich jedoch ohne Übersetzung lediglich durch besonders bauraumgreifende Elektromaschinen oder durch eine besonders bauraumgreifende Getriebeeinheit, die an die Elektromaschine angeflanscht ist, bereitstellen. Hierdurch wird eine ohnehin bereits angespannte Packaging-Problematik bei der Konzeptionierung von elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugen noch weiter verschärft, und ein Einsatz von technischen Lösungen, die auf das Entspannen bzw. Lösen der Packaging-Problematik gerichtet sind, - insbesondere eine radnabenintegrierte elektrische Antriebsmaschine im Personenkraftwagensektor - wird verhindert.
-
Die
DE 20 2022 000 784 U1 offenbart eine rotierende elektrische Maschine in Außenläuferbauweise, in die ein Planetengetriebe integriert ist, wobei das Hohlrad des Planetengetriebes drehfest mit einem Rotor verbunden ist bzw. mit diesem als eine multifunktionelle Komponente ausgebildet ist. Dabei sind ein Rotormagnetsatz und ein Zahnkranz des Hohlrads axial voneinander beabstandet.
-
Es ist die Aufgabe der Erfindung, sowohl eine Getriebefunktionalität als auch eine Elektromaschinenfunktionalität in möglichst kompaktem gemeinsamem Bauraum bereitzustellen.
-
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere mögliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren offenbart. Merkmale, Vorteile und mögliche Ausgestaltungen, die im Rahmen der Beschreibung für einen der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche dargelegt sind, sind zumindest analog als Merkmale, Vorteile und mögliche Ausgestaltungen des jeweiligen Gegenstands der anderen unabhängigen Ansprüche sowie jeder möglichen Kombination der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche, gegebenenfalls in Verbindung mit einem oder mehr der Unteransprüche, anzusehen.
-
Erfindungsgemäß wird eine elektrische Planetengetriebemaschine für eine Radantriebseinheit für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen. Zudem wird gemäß der Erfindung eine Radantriebseinheit für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, die insbesondere als eine Einzelradantriebseinheit, zum Beispiel eine Radnabenantriebseinheit oder eine radnahe Radantriebseinheit, ausgebildet ist. Die Radantriebseinheit weist die elektrische Planetengetriebemaschine auf. Die Erfindung schlägt darüber hinaus ein Kraftfahrzeug vor, welches ganz oder teilweise antreibbar/fortbewegbar ist, also ein Hybrid-Kraftfahrzeug oder ein rein elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug. Das Kraftfahrzeug, das insbesondere als ein Personenkraftwagen ausgebildet ist, weist die Radantriebseinheit oder mehr solcher Radantriebseinheiten auf und infolgedessen die Planetengetriebemaschine oder mehr solcher Planetengetriebemaschinen.
-
Die Planetengetriebemaschine weist - als jeweiliges Getriebeelement - ein Sonnenrad und einen mit dem Sonnenrad kämmenden Planetenradsatz auf. Der Planetenradsatz seinerseits weist wenigstens ein Planetenrad, insbesondere eine Vielzahl von Planetenrädern, auf. Zudem weist die Planetengetriebemaschine als weitere Getriebeelemente ein mit dem Planetenrad bzw. Planetenradsatz kämmendes Hohlrad sowie einen Planetenträger auf. An dem Planetenträger ist das wenigstens eine Planetenrad des Planetenradsatzes zwischen dem Sonnenrad und dem Hohlrad drehbar gelagert. Die Planetengetriebemaschine weist darüber hinaus - als jeweiliges Elektromaschinenelement - eine Rotoreinheit und eine Statoreinheit auf. Die Rotoreinheit weist einen Rotor oder eine Vielzahl von Rotoren auf, wobei die Statoreinheit einen Stator oder eine Vielzahl von Statoren aufweist.
-
Um nun auf vorteilhafte Weise eine Getriebefunktionalität als auch eine Elektromaschinenfunktionalität in möglichst kompaktem gemeinsamem Bauraum bereitzustellen, ist bei der Planetengetriebemaschine erfindungsgemäß vorgesehen, dass eines der Elektromaschinenelemente in eines der Getriebeelemente oder umgekehrt räumlich integriert ist. Dabei sind ein Getriebefunktionselement (beispielsweise ein Lagerelement, ein Stirnradkranz, eine Lagerbuchse etc.) des entsprechenden Getriebeelements und ein Maschinenfunktionselement (eine Erregervorrichtung, ein Rotormagnetsatz etc.) des entsprechenden Elektromaschinenelements koaxial zueinander angeordnet und weisen eine gemeinsame Axialerstreckung auf. Das bedeutet, dass das Getriebefunktionselement und das Maschinenfunktionselement des Elektromaschinenelements bzw. des Getriebeelements in axialer Richtung einen gemeinsamen Bauraum belegen und allenfalls (nicht zwingend) radial voneinander beabstandet sind.
-
Das entsprechende Elektromaschinenelement und das entsprechende Getriebeelement sind somit in Baueinheit ausgeführt. Mit anderen Worten bilden das entsprechende Getriebeelement und das entsprechende Elektromaschinenelement miteinander eine multifunktionale Komponente der Getriebemaschine, wobei diese multifunktionale Komponente ein Bauvolumen einnimmt, das ein herkömmliches Getriebeelement (das heißt ohne integriertem Elektromaschinenelement) bzw. ein herkömmliches Elektromaschinenelement (das heißt ohne integriertem Getriebeelement) einnehmen würde. Dies ist ein Kerngedanke der Erfindung. Damit unterscheidet sich die Planetengetriebemaschine von einer axialbauraumgreifenden Anordnung eines Planetengetriebes, das separat von einer elektrischen Maschine hergestellt wurde und dann an die elektrische Maschine angeflanscht wurde. Auch unterscheidet sich die Planetengetriebemaschine von kombinierten Elektromaschinen-Planetengetriebe-Anordnungen, bei denen ein Getriebeelement und ein Elektromaschinenelement mittels einer Welle oder dergleichen verbunden, aber in Axialrichtung betrachtet nicht koaxial angeordnet sind, sondern entlang der Axialrichtung voneinander beabstandet sind.
-
Indem wenigstens eines der Getriebeelemente und wenigstens eines der Elektromaschinenelemente der Planetengetriebemaschine entlang der Hauptlängsmittenachse der Planetengetriebemaschine einen gemeinsamen Axialbauraum einnehmen, ist die hierin beschriebene elektrische Planetengetriebemaschine besonders bauraumeffizient bzw. kompakt ausgebildet und daher insbesondere zum Einsatz in einem Radnabenantrieb für ein Kraftfahrzeug einsetzbar.
-
In möglicher weiterer Ausgestaltung der Planetengetriebemaschine ist ein erster Stator der Statoreinheit in den Planetenträger der Planetengetriebemaschine integriert. Dabei weist ein Planetenträgerring des Planetenträgers als Maschinenfunktionselement eine Erregervorrichtung, insbesondere eine Erregerspule, auf, und als Getriebefunktionselement ein Planetenlagerelement, an dem das Planetenrad drehbar gelagert ist. Bei dem Planetenlagerelement handelt es sich zum Beispiel um einen Planetenradlagerzapfen.
-
In diesem Zusammenhang ist in weiterer Ausgestaltung der Planetengetriebemaschine vorgesehen, dass ein erster Rotor der Rotoreinheit in das Sonnenrad integriert ist. Dabei weist ein Sonnenradkörper als Getriebefunktionselement einen Sonnenradstirnradkranz und als Maschinenfunktionselement einen Rotormagnetsatz des ersten Rotors auf. Alternativ oder zusätzlich ist ein zweiter Rotor der Rotoreinheit in das Planetenrad integriert, wobei ein Planetenstirnradkörper als Getriebefunktionselement einen Planetenstirnradkranz und als Maschinenfunktionselement einen Rotormagnetsatz des zweiten Rotors aufweist. Alternativ oder zusätzlich zu dem ersten Rotor und/oder zu dem zweiten Rotor weist die Rotoreinheit einen dritten Rotor auf, der in das Hohlrad integriert ist. Dabei weist ein Hohlstirnradkörper als Getriebefunktionselement einen Hohlstirnradkranz und als Maschinenfunktionselement einen Rotormagnetsatz des dritten Rotors auf.
-
Indem der erste Stator und der Planetenträger zu einer multifunktionalen Komponente der Planetengetriebemaschine zusammengefasst sind bzw. in Baueinheit miteinander ausgeführt sind, ergibt sich zum einen eine besonders kompakt ausgebildete Planetengetriebemaschine, und zum anderen weist die Elektromotor-Getriebe-Anordnung, die durch die Planetengetriebemaschine dargestellt wird, in vorteilhafter Weise besonders wenig Einzelbauteile auf. Je nach Anordnung des ersten, zweiten und/oder dritten Rotors in Verbindung mit einer entsprechenden Ansteuerung der Statoreinheit, insbesondere deren ersten Stators, lassen sich durch die Planetengetriebemaschine unterschiedliche Übersetzungen und Abtriebe darstellen. Bei der den ersten, zweiten und/oder dritten Rotor aufweisenden Planetengetriebemaschine ist der Planetenträger drehfest, beispielsweise an einem Gehäuse der Planetengetriebemaschine, angeordnet, und ein Abtrieb erfolgt mittels des Sonnenrads und/oder des Hohlrads. Besonders gut geeignet für den Einsatz in einem Radnabenantrieb ist die Planetengetriebemaschine, wenn diese den dritten Rotor aufweist, da die Planetengetriebemaschine in diesem Fall einen Außenläufer, nämlich das Hohlrad, aufweist.
-
Die Planetengetriebemaschine weist gemäß einer weiteren möglichen Ausführungsform einen zweiten Stator der Statoreinheit auf, wobei der zweite Stator in das Sonnenrad integriert ist. Dabei weist ein Sonnenstirnradkörper des Sonnenrads als Getriebefunktionselement einen Sonnenstirnradkranz und als Maschinenfunktionselement eine Erregervorrichtung, insbesondere eine Erregerspule, auf. Hierdurch wird erneut zu einer besonders kompakten und bauteilarmen Struktur der Planetengetriebemaschine beigetragen.
-
In diesem Zusammenhang ist - in jeweiliger weiterer möglicher Ausgestaltung - vorgesehen, dass ein vierter Rotor der Rotoreinheit in das Hohlrad integriert ist und/oder dass ein fünfter Rotor der Rotoreinheit in das Planetenrad integriert ist und/oder dass ein sechster Rotor der Rotoreinheit in den Planetenträger integriert ist. In den Fällen, in denen die Planetengetriebemaschine den vierten Rotor aufweist, weist der Hohlstirnradkörper als Getriebefunktionselement einen Hohlstirnradkranz und als Maschinenfunktionselement einen Rotormagnetsatz des vierten Rotors auf. In den Fällen, in denen die Planetengetriebemaschine den fünften Rotor aufweist, weist ein Planetenstirnradkörper als Getriebefunktionselement einen Planetenstirnradkranz und als Maschinenfunktionselement einen Rotormagnetsatz des fünften Rotors auf. Falls die Planetengetriebemaschine den sechsten Rotor aufweist, weist ein Planetenträgerring des Planetenträgers als Maschinenfunktionselement einen Rotormagnetsatz des sechsten Rotors und als Getriebefunktionselement ein Planetenlagerelement, beispielsweise einen Planetenlagerzapfen, auf.
-
Der zweite Stator, der in das Sonnenrad integriert ist, bzw. das Sonnenrad, das in den zweiten Stator integriert ist, trägt zu einer besonders kompakten und bauteilarmen Struktur der Planetengetriebemaschine bei, wobei - je nachdem ob die Planetengetriebemaschine den vierten, fünften und/oder sechsten Rotor aufweist - wiederum unterschiedliche Übersetzungen und Abtriebe darstellbar sind. Da der zweite Stator und das Sonnenrad in diesem Fall die multifunktionale Komponente oder eine der multifunktionalen Komponenten der Planetengetriebemaschine bilden, wird dieser kombinierte Sonnenrad-Stator drehfest, beispielsweise am Gehäuse der Planetengetriebemaschine angebracht oder - durch ein entsprechendes Ansteuern der Planetengetriebemaschine - in wenigstens einem Betriebsmodus der Planetengetriebemaschine gehalten/blockiert. Ein Abtrieb erfolgt in diesem Fall mittels des Planetenträgers und/oder mittels des Hohlrads.
-
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der Planetengetriebemaschine ist vorgesehen, dass ein dritter Stator der Statoreinheit in das Hohlrad integriert ist, wobei ein Hohlstirnradkörper des Hohlrads als Getriebefunktionselement einen Hohlstirnradkranz und als Maschinenfunktionselement eine Erregervorrichtung aufweist. Hierdurch wird weiter zu einer besonders kompakten und bauteilarmen Struktur der Planetengetriebemaschine beigetragen.
-
Im Zusammenhang mit dem dritten Stator ist in einer weiteren möglichen Ausführungsform vorgesehen, dass ein siebenter Rotor der Rotoreinheit in das Planetenrad integriert ist. Dabei weist ein Planetenstirnradkörper als Getriebefunktionselement einen Planetenstirnradkranz und als Maschinenfunktionselement einen Rotormagnetsatz des siebenten Rotors auf. In weiterer möglicher Ausgestaltung der Planetengetriebemaschine und im Zusammenhang mit dem dritten Stator ist ein achter Rotor der Rotoreinheit in das Sonnenrad integriert, wodurch ein Sonnenstirnradkörper als Getriebefunktionselement einen Sonnenstirnradkranz und als Maschinenfunktionselement einen Rotormagnetsatz des achten Rotors aufweist. Alternativ zu dem siebenten und/oder achten Rotor der Rotoreinheit weist diese in weiterer Ausgestaltung einen neunten Rotor auf, der in den Planetenträger integriert ist. Der Planetenträger, insbesondere dessen Planetenträgerring, weist dabei als Maschinenfunktionselement einen Rotormagnetsatz des neunten Rotors und als Getriebefunktionselement ein Planetenlagerelement auf.
-
Da das Hohlrad in dieser Ausgestaltung als der dritte Stator fungiert bzw. da der dritte Stator in dieser Ausgestaltung als das Hohlrad fungiert, ist das Hohlrad bzw. der dritte Stator drehfest, beispielsweise am Gehäuse der Planetengetriebemaschine gelagert oder zumindest vorübergehend gehalten, etwa mittels einer geeigneten Ansteuerung der Planetengetriebemaschine. Zwischen dem siebenten, achten und/oder neunten Rotor und dem Abtrieb der Planetengetriebemaschine sind unterschiedliche Übersetzungen darstellbar. Dabei erfolgt der Abtrieb über das Sonnenrad und/oder über den Planetenträger.
-
Eine weitere mögliche Ausführungsform der Planetengetriebemaschine sieht vor, dass in das Planetenrad sowohl ein als Außenrotor ausgeführter, zehnter Rotor der Rotoreinheit als auch ein koaxial in dem Außenrotor angeordneter und als Innenstator ausgeführter, vierter Stator der Statoreinheit integriert sind. Dabei weist der Außenrotor als Getriebefunktionselement einen Planetenstirnradkranz und als Maschinenfunktionselement einen Rotormagnetsatz des zehnten Rotors auf. Der Innenstator weist das Maschinenfunktionselement eine Erregereinheit, zum Beispiel eine Erregerspule, auf sowie als Getriebefunktionselement eine Lagerbuchse des Planetenradsatzes. Vereinfacht ausgedrückt kommt für wenigstens ein Planetenrad des Planetenradsatzes eine als Außenläufermaschine ausgebildete elektrische Maschine zum Einsatz. Insbesondere ist vorgesehen, dass der Planetenradsatz zwei oder mehr Planetenräder, hier also zwei oder mehr Außenläufermaschinen, aufweist. Zusätzlich zu der wenigstens einen Außenläufermaschine, die als das Planetenrad fungiert, kann der Planetenradsatz weitere, antriebslose Planetenräder aufweisen. Hierdurch ist eine besonders vielseitig bzw. flexibel einsetzbare Planetengetriebemaschine bereitgestellt, da der Abtrieb - je nachdem, ob der Planetenträger, das Sonnenrad und/oder das Hohlrad blockiert oder gebremst werden/wird - mittels des Planetenträgers und/oder des Hohlrads und/oder des Sonnenrads ermöglicht ist.
-
Weitere Merkmale der Erfindung können sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung ergeben. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung und/oder in den Figuren allein 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 Ansicht einer elektrischen Planetengetriebemaschine, deren erster Stator in einen Planetenträger integriert ist, und deren erster Rotor in ein Sonnenrad integriert ist,
- 2 eine schematische Ansicht einer elektrischen Planetengetriebemaschine, deren erster Stator in einen Planetenträger integriert ist, und deren zweiter Rotor in ein Planetenrad integriert ist,
- 3 eine schematische Ansicht einer elektrischen Planetengetriebemaschine, deren erster Stator in einen Planetenträger integriert ist, und deren dritter Rotor in ein Hohlrad integriert ist,
- 4 eine schematische Ansicht einer elektrischen Planetengetriebemaschine, deren zweiter Stator in das Sonnenrad integriert ist, und deren vierter Rotor in das Hohlrad integriert ist,
- 5 eine schematische Ansicht einer elektrischen Planetengetriebemaschine, deren zweiter Stator in das Sonnenrad integriert ist, und deren fünfter Rotor in das Planetenrad integriert ist,
- 6 eine schematische Ansicht einer elektrischen Planetengetriebemaschine, deren zweiter Stator in das Sonnenrad integriert ist, und deren sechster Rotor in den Planetenträger integriert ist,
- 7 eine schematische Ansicht einer elektrischen Planetengetriebemaschine, deren dritter Stator in das Hohlrad integriert ist, und deren siebenter Rotor in das Planetenrad integriert ist,
- 8 eine schematische Ansicht einer elektrischen Planetengetriebemaschine, deren dritter Stator in das Hohlrad integriert ist, und deren achter Rotor in das Sonnenrad integriert ist,
- 9 eine schematische Ansicht einer elektrischen Planetengetriebemaschine, deren dritter Stator in das Hohlrad integriert ist, und deren neunter Rotor in den Planetenträger integriert ist, und
- 10 eine schematische Ansicht einer elektrischen Planetengetriebemaschine, deren Planetenrad durch eine elektrische Außenläufermaschine gebildet ist.
-
In den Figuren sind gleiche und funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen. In der folgenden Beschreibung werden eine Planetengetriebemaschine PGM sowie eine Radantriebseinheit (nicht dargestellt) und ein Kraftfahrzeug (nicht dargestellt) in gemeinsamer Beschreibung erläutert. Obwohl hierin lediglich auf einzelne mögliche Ausführungsbeispiele der Planetengetriebemaschine PGM eingegangen wird, ist zu verstehen, dass die einzelnen hierin beschriebenen Ausführungsformen ganz oder teilweise miteinander kombinierbar sind.
-
In bestimmungsgemäßer Einbaulage der Planetengetriebemaschine PGM weist die Radantriebseinheit die Planetengetriebemaschine PGM auf. Bei der Radantriebseinheit handelt es sich insbesondere um eine Einzelradantriebseinheit, vorliegend um eine Radnabenantriebseinheit, für das Kraftfahrzeug. In bestimmungsgemäßer Einbaulage der Radantriebseinheit weist das Kraftfahrzeug die Radantriebseinheit auf. Bei dem Kraftfahrzeug handelt es sich vorliegend um ein elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug, was bedeutet, dass das Kraftfahrzeug einen Fahrmodus oder mehr Fahrmodi aufweist, in dem/den rein elektrisch gefahren wird.
-
Die Planetengetriebemaschine PGM weist die folgenden Getriebeelemente GE auf: Ein Sonnenrad SR, Planetenräder PR, ein Hohlrad HR und einen Planetenträger PT. Aus den 1 bis 10 geht hervor, wie die Getriebeelemente GE miteinander zusammenwirken: Mit dem Sonnenrad SR kämmt das jeweilige Planetenrad PR, mit dem jeweiligen Planetenrad PR kämmt das Hohlrad HR, und die Planetenräder PR sind an dem Planetenträger PT, insbesondere an dessen Planetenträgerring PTR, gelagert. Ein Planetenradsatz, der das wenigstens eine Planetenrad PR aufweist, kann einstufig oder mehrstufig ausgebildet sein. Die Planetengetriebemaschine PGM weist zudem Elektromaschinenelemente EME auf, vorliegend eine Rotoreinheit RE und eine Statoreinheit SE.
-
Eines oder mehr der Getriebeelemente GE - das heißt das Sonnenrad SR, das Planetenrad PR, das Hohlrad HR und/oder der Planetenträger PT - und eines oder mehr der Elektromaschinenelemente EME - das heißt die Rotoreinheit RE und/oder die Statoreinheit SE - bilden miteinander eine multifunktionale Komponente der Planetengetriebemaschine PGM. Mit anderen Worten ist eines der Elektromaschinenelemente EME in eines der Getriebeelemente GE räumlich integriert. Anders ausgedrückt ist eines der Getriebeelemente GE räumlich in eines der Elektromaschinenelemente EME integriert. Ein Getriebefunktionselement GFE des entsprechenden Getriebeelements GE und ein Maschinenfunktionselement MFE des entsprechenden Elektromaschinenelements EME sind dabei koaxial zueinander angeordnet und weisen eine gemeinsame Axialerstreckung auf. Das bedeutet, dass die Funktionselemente GFE, MFE entlang einer Hauptlängsmittenachse der Planetengetriebemaschine PGM (senkrecht zur Zeichnungsebene) gleich lang ausgebildet sind.
-
1, 2 und 3 zeigen jeweils in schematischer Ansicht eine Planetengetriebemaschine PGM, deren Statoreinheit SE einen ersten Stator S1 aufweist, der in den Planetenträger PT integriert ist. Dabei weist der Planetenträgerring PTR des Planetenträgers PT als Maschinenfunktionselement MFE eine Erregervorrichtung EV, vorliegend eine Erregerspule, auf und als Getriebefunktionselement GFE ein Planetenlagerelement PLE, beispielsweise einen Planetenradlagerzapfen. Mittels des Planetenlagerelements PLE ist das jeweilige Planetenrad PR an dem Planetenträgerring PTR und infolgedessen an dem Planetenträger PT gelagert.
-
Gemäß 1 ist ein erster Rotor R1 der Rotoreinheit RE in das Sonnenrad SR integriert. Gemäß 2 ist ein zweiter Rotor R2 der Rotoreinheit RE in das Planetenrad PR integriert, und gemäß 3 ist ein dritter Rotor R3 der Rotoreinheit RE in das Hohlrad HR integriert.
-
Bei der Planetengetriebemaschine PGM, die den ersten Rotor R1 aufweist, weist ein Sonnenstirnradkörper SRK als Getriebefunktionselement GFE einen Sonnenstirnradkranz SK auf, und als Maschinenfunktionselement MFE einen Rotormagnetsatz RMS des Rotors R1. Bei der Planetengetriebemaschine PGM, die den zweiten Rotor R2 aufweist (siehe 2), weist ein Planetenstirnradkörper PRK als Getriebefunktionselement GFE einen Planetenstirnradkranz PK und als Maschinenfunktionselement MFE einen Rotormagnetsatz RMS des zweiten Rotors R2 auf. Sofern die Planetengetriebemaschine PGM den dritten Rotor R3 aufweist - siehe 3 - weist ein Hohlstirnradkörper HRK als Getriebefunktionselement GFE einen Hohlstirnradkranz HK auf, wobei der Hohlstirnradkörper HRK dann als Maschinenfunktionselement MFE einen Rotormagnetsatz RMS des dritten Rotors R3 aufweist.
-
4, 5 und 6 zeigen jeweils die Planetengetriebemaschine PGM, wobei die Statoreinheit SE einen zweiten Stator S2 aufweist, der in das Sonnenrad SR integriert ist. Der Sonnenstirnradkörper SRK weist in diesem Fall als Getriebefunktionselement EFE den Sonnenstirnradkranz SK und als Maschinenfunktionselement MFE die Erregervorrichtung EV auf. Im Zusammenspiel mit dem zweiten Stator S2 kann die Planetengetriebemaschine PGM einen vierten Rotor R4 (siehe 4), einen fünften Rotor R5 (siehe 5) und/oder einen sechsten Rotor R6 (siehe 6) aufweisen. Sofern die Planetengetriebemaschine PGM den vierten Rotor R4 aufweist, weist der Hohlstirnradkörper HRK als Getriebefunktionselement GFE den Hohlstirnradkranz HK und als Maschinenfunktionselement MFE den Rotormagnetsatz RMS des vierten Rotors R4 auf. Wenn die Planetengetriebemaschine PGM den fünften Rotor R5 aufweist, weist der Planetenstirnradkörper PRK als Getriebefunktionselement GFE den Planetenstirnradkranz PK und als Maschinenfunktionselement MFE den Rotormagnetsatz RMS des fünften Rotors R5 auf. Bei der Ausgestaltung der Planetengetriebemaschine PGM gemäß 6 weist der Planetenträgerring PTR des Planetenträgers PT als Maschinenfunktionselement MFE den Rotormagnetsatz RMS des sechsten Rotors R6 und als Getriebefunktionselement das Planetenlagerelement PLE auf.
-
7, 8 und 9 zeigen eine jeweilige Ausführungsform der Planetengetriebemaschine PGM, bei der die Statoreinheit SE einen dritten Stator S3 aufweist, der in das Hohlrad HR integriert ist. Als Getriebefunktionselement GFE weist der Hohlstirnradkörper HRK in diesem Fall den Hohlstirnradkranz HRK und als Maschinenfunktionselement MFE die Erregervorrichtung EV auf. Die Planetengetriebemaschine PGM kann - siehe 7 - einen siebenten Rotor R7 aufweisen, der in das Planetenrad PR integriert ist. Der Planetenstirnradkörper PRK weist dann als Getriebefunktionselement GFE den Planetenstirnradkranz PK und als Maschinenfunktionselement MFE den Rotormagnetsatz RMS des siebenten Rotors R7 auf. In 8 ist eine weitere mögliche Ausgestaltung der Planetengetriebemaschine PGM dargestellt, wobei die Rotoreinheit RE in diesem Fall einen achten Rotor R8 aufweist, der in das Sonnenrad SR integriert ist, wobei der Sonnenstirnradkörper SRK als Getriebefunktionselement GFE den Sonnenstirnradkranz SK und als Maschinenfunktionselement MFE den Rotormagnetsatz RMS des achten Rotors R8 aufweist. Die Planetengetriebemaschine PGM, insbesondere deren Rotoreinheit RE, kann einen neunten Rotor R9 aufweisen, der in den Planetenträger PT integriert ist, wobei der Planetenträgerring PTR des Planetenträgers PT als Maschinenfunktionselement MFE den Rotormagnetsatz RMS des neunten Rotors R9 und als Getriebefunktionselement GFE das Planetenlagerelement PLE aufweist.
-
10 zeigt eine schematische Ansicht der elektrischen Planetengetriebemaschine PGM, wobei wenigstens eines der Planetenräder PR, vorliegend drei der Planetenräder PR, als eine elektrische Außenläufermaschine ALM ausgeführt sind. Hierzu weist das jeweilige als Außenläufermaschine ALM ausgebildete Planetenrad PR sowohl einen als Außenrotor ausgeführten, zehnten Rotor R10 der Rotoreinheit RE als auch einen koaxial in dem Au-ßenrotor angeordneten und als Innenstator ausgeführten, vierten Stator S4 der Statoreinheit SE auf. Dabei ist der Innenstator, das heißt der vierte Stator S4, koaxial in dem Au-ßenrotor, das heißt in dem zehnten Rotor R10, angeordnet. Dabei weist der Außenrotor als Getriebefunktionselement GFE den Planetenstirnradkranz PK und als Maschinenfunktionselement MFE den Rotormagnetsatz RMS des zehnten Rotors R10 auf, wobei der Innenstator als Maschinenfunktionselement MFE die Erregervorrichtung EV und als Getriebefunktionselement GFE eine Planetenlagerbuchse PLB des Planetenrads PR aufweist. In 10 ist des Weiteren zu sehen, dass die motorisierten, als Außenläufermaschine ALM ausgeführten Planetenräder PR und unmotorisierte Planetenräder PR (in 10 gestrichelt dargestellt) in derselben Planetengetriebemaschine PGM eingesetzt sein können.
-
Durch die Planetengetriebemaschine PGM, durch die die Planetengetriebemaschine PGM aufweisende Radantriebseinheit sowie durch das die Radantriebseinheit aufweisende Kraftfahrzeug ist eine jeweilige Möglichkeit aufgezeigt, wie sowohl eine Getriebefunktionalität als auch eine Elektromaschinenfunktionalität in möglichst kompaktem gemeinsamem Bauraum bereitgestellt werden kann.
-
Bezugszeichenliste
-
- PGM
- Planetengetriebemaschine
- GE
- Getriebeelement
- SR
- Sonnenrad
- PR
- Planetenrad
- HR
- Hohlrad
- PT
- Planetenträger
- PTR
- Planetenträgerring
- EME
- Elektromaschinenelement
- RE
- Rotoreinheit
- SE
- Statoreinheit
- GFE
- Getriebefunktionselement
- MFE
- Maschinenfunktionselement
- S1
- erster Stator
- EV
- Erregervorrichtung
- PLE
- Planetenlagerelement
- R1
- erster Rotor
- R2
- zweiter Rotor
- R3
- dritter Rotor
- SRK
- Sonnenstirnradkörper
- SK
- Sonnenstirnradkranz
- RMS
- Rotormagnetsatz
- PRK
- Planetenstirnradkörper
- PK
- Planetenstirnradkranz
- HRK
- Hohlstirnradkörper
- HK
- Hohlstirnradkranz
- S2
- zweiter Stator
- R4
- vierter Rotor
- R5
- fünfter Rotor
- R6
- sechster Rotor
- S3
- dritter Stator
- R7
- siebenter Rotor
- R8
- achter Rotor
- R9
- neunter Rotor
- ALM
- elektrische Außenläufermaschine
- R10
- zehnter Rotor
- S4
- vierter Stator
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 202022000784 U1 [0003]
