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Die Erfindung betrifft ein Getriebe für einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs mit einer Eingangswelle, einer ersten Ausgangswelle, einer zweiten Ausgangswelle sowie einem zwischen der Eingangswelle und den beiden Ausgangswellen wirksam angeordneten Differential, welches eine an der Eingangswelle anliegenden Antriebsleistung auf die beiden Ausgangswellen aufteilt. Ferner betrifft die Erfindung einen Antriebsstrang mit einem solchen Getriebe.
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Aus der
DE 10 2013 215 877 B4 geht ein Umlaufrädergetriebe zur Verzweigung der an einem Leistungseingang anliegenden Antriebsleistung auf einen ersten und auf einen zweiten Leistungsausgang in Verbindung mit einer Reduktion der Ausgangsdrehzahl auf ein unter der Antriebsdrehzahl am Leistungseingang liegendes Drehzahlniveau hervor. Das Umlaufrädergetriebe weist eine erste Planetenstufe auf, die ein erstes Sonnenrad, einen ersten Planetensatz, einen ersten Planetenträger und ein erstes Hohlrad umfasst. Ferner weist das Umlaufrädergetriebe eine zweite Planetenstufe auf, die ein zweites Sonnenrad, einen zweiten Planetensatz, einen zweiten Planetenträger und ein zweites Hohlrad umfasst. Außerdem weist das Umlaufrädergetriebe eine dritte Planetenstufe auf, die ein drittes Sonnenrad, einen dritten Planetensatz, einen dritten Planetenträger und ein drittes Hohlrad umfasst. Das erste Sonnenrad fungiert als Leistungseingang, wobei der erste Planetenträger mit dem zweiten Sonnenrad drehfest verbunden ist. Der zweite Planetenträger ist stationär festgelegt, das erste Hohlrad ist mit dem dritten Sonnenrad drehfest verbunden und das dritte Hohlrad ist mit dem zweiten Planetenträger drehfest verbunden. Ein erster Leistungsausgang ist über die dritte Planetenstufe bewerkstelligt, wobei ein zweiter Leistungsausgang über das zweite Hohlrad der zweiten Planetenstufe bewerkstelligt ist.
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Bei derartigen Getrieben werden zwischen den beiden Ausgangswellen in der Regel Dichthülsen und Ringe eingesetzt, an denen Laufbahnen für Dichtelemente, insbesondere für Rechteckringe, ausgebildet sind. Zudem ist ein Deckelelement räumlich zwischen den beiden Ausgangswellen angeordnet, das in der Regel die einzige Funktion hat, einen Durchmessersprung zwischen einem Lagerelement, welches die beiden Ausgangswellen drehbar gegeneinander lagert, und einem Radialwellendichtring zu überwinden. Mit anderen Worten sind räumlich zwischen den Ausgangswellen vergleichsweise viele Einzelteile erforderlich, um insbesondere eine ausreichende Dichtwirkung zwischen den gegeneinander drehbar gelagerten Ausgangswellen zu realisieren.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein weniger komplexes und somit einfacher und schneller montierbares Getriebe für einen Antriebsstrang vorzuschlagen. Die Aufgabe wird gelöst durch ein Getriebe mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 sowie durch einen Antriebsstrang mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche, der folgenden Beschreibung sowie der Figuren.
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Ein erfindungsgemäßes Getriebe für einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs mit einer Eingangswelle, einer ersten Ausgangswelle, einer zweiten Ausgangswelle sowie einem zwischen der Eingangswelle und den beiden Ausgangswellen wirksam angeordneten Differential, welches eine an der Eingangswelle anliegenden Antriebsleistung auf die beiden Ausgangswellen aufteilt, wobei die erste Ausgangswelle abschnittsweise räumlich innerhalb der zweiten Ausgangswelle angeordnet und drehbar gelagert ist, wobei räumlich zwischen der zweiten Ausgangswelle und einem ortsfesten Bauelement ein Deckelelement mit wenigstens einem sich im Wesentlichen radial erstreckenden, Schmiermittel führenden Kanal abdichtend angeordnet ist.
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Das Differential kann prinzipiell beliebig ausgebildet sein. Vorzugsweise ist das Differential ein integrales Differential, umfassend einen ersten Planetenradsatz mit mehreren Radsatzelementen und einen damit wirkverbundenen zweiten Planetenradsatz mit mehreren Radsatzelementen umfasst, wobei mittels des ersten Planetenradsatzes zumindest mittelbar ein erstes Abtriebsmoment auf die zweite Ausgangswelle übertragbar ist, wobei ein Abstützmoment des ersten Planetenradsatzes in dem zweiten Planetenradsatz derart wandelbar ist, dass ein dem ersten Abtriebsmoment entsprechendes zweites Abtriebsmoment auf die erste Ausgangswelle übertragbar ist.
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Unter einem integralen Differential ist im Rahmen dieser Erfindung ein Differential mit einem ersten Planetenradsatz und einem mit dem ersten Planetenradsatz wirkverbundenen zweiten Planetenradsatz zu verstehen, wobei der erste Planetenradsatz mit der Eingangswelle, mit dem zweiten Planetenradsatz sowie zumindest mittelbar mit der ersten Ausgangswelle antriebswirksam verbunden ist. Der zweite Planetenradsatz ist mit der zweiten Ausgangswelle antriebswirksam verbunden. Mittels eines solchen integralen Differentials ist das Eingangsmoment an der Eingangswelle wandelbar und in einem definierten Verhältnis auf die beiden Ausgangswellen aufteilbar bzw. übertragbar. Vorzugsweise wird das Eingangsmoment zu je 50%, das heißt hälftig auf die Ausgangswellen übertragen. Somit weist das Differential kein Bauteil auf, an dem die Summe der beiden Abtriebsmomente anliegt. Anders gesagt wird die Entstehung eines Summendrehmoments verhindert. Darüber hinaus weist das Differential bei identischen Abtriebsdrehzahlen der Ausgangswellen keine im Block umlaufenden bzw. ohne Wälzbewegung umlaufenden Verzahnungen auf. Mithin erfolgt unabhängig der Abtriebsdrehzahlen der Ausgangswellen stets eine Relativbewegung der miteinander in Zahneingriff stehenden Bauteile des Differentials.
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Die erste Ausgangswelle ist vorzugsweise über zumindest ein Lagerelement, bevorzugt ein Rillenkugellager, drehbar gegenüber der zweiten Ausgangswelle angeordnet. Mithin ist auch das Lagerelement räumlich innerhalb der zweiten Ausgangswelle angeordnet. Das Lagerelement ist an der ersten und zweiten Ausgangswelle durch geeignete Mittel axial gesichert. Es ist ausreichend, wenn die erste Ausgangswelle über nur ein einziges Lagerelement gegenüber der zweiten Ausgangswelle drehbar gelagert ist. Ein derart ausgebildetes Deckelelement ermöglicht eine Montage der zweiten Ausgangswelle am ortsfesten Bauelement bzw. am Getriebegehäuse mit dem daran vormontierten Lagerelement. Die axiale Sicherung des Lagerelements erfolgt bevorzugt durch Sprengringe oder dergleichen. Das Getriebe wird bereits durch anschließende Montage und Verschraubung des Deckelelements abgedichtet und verschlossen.
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Das Deckelelement ist vorzugsweise an einem Getriebegehäuse oder einem gehäusefesten Bauelement verschraubt bzw. drehfest angeordnet, wobei sich die beiden Ausgangswellen relativ zum Deckelement verdrehen können. Das Deckelelement weist Mittel auf, damit die Ausgangswellen möglichst reibungsarm relativ zum Deckelelement verdrehen können.
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Die Ausgangswellen des Getriebes sind insbesondere dazu eingerichtet, mit einem Rad des Fahrzeugs wirkverbunden zu sein. Die jeweilige Ausgangswelle kann direkt bzw. unmittelbar oder indirekt bzw. mittelbar, das heißt über z. B. ein Gelenk und/oder eine Radnabe, mit dem dazugehörigen Rad verbunden sein.
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Die Eingangswelle ist bevorzugt als Hohlwelle ausgebildet. Dadurch kann eine der Ausgangswellen, vorzugsweise die zweite Ausgangswelle, durch die Eingangswelle axial hindurchgeführt sein. Bevorzugt ist eine der Ausgangswellen, insbesondere die zweite Ausgangswelle, durch das Getriebe und gegebenenfalls durch die Antriebseinheit des Antriebsstranges hindurchgeführt. Damit ist die jeweilige Ausgangswelle sozusagen „inline“ durch das Getriebe hindurchgeführt, um eine Antriebsleistung auf das damit wirkverbundene Rad zu übertragen. Die Ausgangswellen sind in diesem Fall vorteilhafterweise koaxial zueinander angeordnet. Durch die koaxiale Anordnung der Ausgangswellen kann eine radial schmale Bauweise des Getriebes realisiert werden. Eine parallel versetzte Anordnung der Ausgangswellen ist ebenfalls denkbar und ist durch entsprechende Übersetzungsstufen realisierbar. Die Eingangswelle ist bevorzugt dazu eingerichtet, zumindest mittelbar drehfest mit einer Antriebswelle einer Antriebseinheit verbunden zu sein. Die Antriebseinheit erzeugt eine Antriebsleistung, die über die Antriebswelle auf die Eingangswelle und das Getriebe übertragen wird.
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Unter einer „Welle“ ist ein rotierbares Bauteil des Getriebes zu verstehen, über welches je zugehörige Komponenten des Getriebes drehfest miteinander verbunden sind. Die jeweilige Welle kann die Komponenten dabei axial oder radial oder auch sowohl axial und radial miteinander verbinden. Unter einer Welle ist nicht ausschließlich ein beispielsweise zylindrisches, drehbar gelagertes Maschinenelement zur Übertragung von Drehmomenten zu verstehen, sondern vielmehr sind hierunter auch allgemeine Verbindungselemente zu verstehen, die einzelne Bauteile oder Elemente miteinander verbinden, insbesondere Verbindungselemente, die mehrere Elemente drehfest miteinander verbinden.
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Dass zwei Bauelemente des Getriebes drehfest „verbunden“ bzw. „gekoppelt“ sind bzw. „miteinander in Verbindung stehen“, meint im Sinne der Erfindung eine permanente Koppelung dieser Bauelemente, sodass diese nicht unabhängig voneinander rotieren können. Darunter ist also eine dauerhafte Drehverbindung zu verstehen. Insbesondere ist zwischen diesen Bauelementen, bei welchen es sich um Elemente des Differentials und/oder auch Wellen und/oder ein drehfestes Bauelement des Getriebes handeln kann, kein Schaltelement vorgesehen, sondern die entsprechenden Bauelemente sind fest miteinander gekoppelt. Auch eine drehelastische Verbindung zwischen zwei Bauteilen wird als fest oder drehfest verstanden.
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Das Deckelelement weist Mittel zur Abdichtung eines Innenraumes des Getriebes gegenüber der Außenatmosphäre sowie zur Abdichtung zumindest des jeweiligen Schmiermittel führenden Kanals auf. Dadurch wird das Getriebe und der jeweilige Kanal vor Verunreinigungen und/oder Feuchtigkeitseintritt geschützt. Der sich im Wesentlichen radial erstreckende Kanal ist somit zur Schmiermittelführung ausgebildet. Über den jeweiligen Kanal, der als Bohrung oder Aussparung ausgebildet sein kann, wird Schmiermittel bevorzugt von radial außen nach radial innen gefördert, um Schmiermittel in das System bzw. in den Innenraum des Getriebes zu übergeben. Das Deckelelement vereint somit mehrere Funktion. Einerseits erfolgt über das Deckelelement eine Schmiermittelübergabe. Zudem wird der jeweilige Kanal abgedichtet und vor Verunreinigungen geschützt. Am Umfang des Deckelements können mehrere solcher Schmiermittel führenden Kanäle, vorzugsweise gleichmäßig verteilt, angeordnet sein.
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Vorzugsweise ist radial zwischen einem Innenumfang des Deckelelements und einem Außenumfang der zweiten Ausgangswelle ein Gleitring mit mehreren über den Umfang verteilten Durchgangsöffnungen angeordnet. Der Gleitring ist dazu ausgebildet eine Reibung zwischen den relativ zueinander verdrehbar gelagerten Ausgangswellen zu reduzieren. Bevorzugt ist der Gleitring am Innenumfang des Deckelementes befestigt.
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Ferner bevorzugt ist der Gleitring am Deckelement vormontiert. Anders gesagt wird der Gleitring am Deckelelement befestigt, bevor das Deckelement zwischen den Ausgangswellen montiert und am Getriebegehäuse verschraubt wird. Der Gleitring kann entsprechend plastisch umgeformt werden, um einen festen Sitz am Deckelelement zu gewährleisten.
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Bevorzugt ist radial zwischen dem Innenumfang des Deckelelements und dem Außenumfang der zweiten Ausgangswelle ein Radialwellendichtring angeordnet. Der Radialwellendichtring ist axial beabstandet zum Gleitring am Innenumfang des Deckelelements angeordnet, sodass Schmiermittel am Innenumfang des Deckelements räumlich zwischen dem Gleitring und dem Radialwellendichtring gesammelt werden kann. Der Radialwellendichtring ist auf dem Deckelelement vormontiert und kommt mit dessen Innenumfang am Außenumfang der zweiten Ausgangswelle abdichtend zur Anlage und ermöglicht eine Rotationsbewegung der zweiten Ausgangswelle relativ zum Deckelelement.
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Nach einem Ausführungsbeispiel sind an einem Außenumfang der zweiten Ausgangswelle ein erster Rechteckring in einer ersten Nut und ein zweiter Rechteckring in einer zweiten Nut den zumindest einen Kanal abdichtend angeordnet. Die Rechteckringe stützen sich bevorzugt am Gleitring radial ab und gleiten am Gleitring ab. Der Gleitring weist an dessen Innenumfang bevorzugt Laufbahnen für die Rechteckringe auf. Rechteckringe sind Dichtringe mit einem rechteckförmigen, insbesondere quadratischen Querschnitt. Rechteckringe werden auch Kantseal oder Vierkantringe genannt. Ein Vorteil von Rechteckringen besteht darin, dass sie auch bei höheren Drücken nur unwesentlich verformt werden. Mithin sind Rechteckringe besonders formstabil. Die Nuten sichern eine axiale Position der Rechteckringe während des Betriebs des Getriebes.
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Rechteckringe ermöglichen eine definierte und kontrollierte Leckage von Schmiermittel. Schmiermittel kann somit aus dem jeweiligen sich im Wesentlichen radial erstreckenden Kanal zwischen den Rechteckringen und dem Gleitring beispielsweise zum Lagerelement oder zu anderen zu schmierenden Bauteilen oder Dichtringen gelangen.
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In diesem Sinn weist das Deckelelement wenigstens eine sich im Wesentlichen radial erstreckende Ablaufbohrung zur Abführung von Schmiermittel von radial innen nach radial außen auf. Die Ablaufbohrung mündet radial innen des Deckelelements in den Zwischenraum zwischen dem Gleitring und dem Radialwellendichtring und führt das durch die Leckage des jeweiligen Rechteckrings in diesen Zwischenraum geförderte Schmiermittel von radial innen nach radial außen ab.
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Vorzugsweise sind radial zwischen einem Außenumfang des Deckelelements und einem Innenumfang des gehäusefesten Bauelements ein erstes Dichtelement und wenigstens ein zweites Dichtelement den zumindest einen Kanal abdichtend angeordnet. Die Dichtelemente dichten, ebenso wie die Rechteckringe, den jeweiligen Schmiermittel führenden Kanal ab. Bevorzugt sind das erste Dichtelement in einer am Außenumfang des Deckelelements ausgebildeten dritten Nut und das zweite Dichtelement in einer ebenfalls am Außenumfang des Deckelelements ausgebildeten vierten Nut aufgenommen. Damit wird eine axiale Position der Dichtelemente im Betrieb des Getriebes beibehalten. Die Dichtelemente stützen sich radial gehäusefesten Bauelement ab. Die Dichtelemente sind bevorzugt jeweils als O-Ring ausgebildet.
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Am Außenumfang des Deckelelements ist ferner bevorzugt ein drittes Dichtelement angeordnet, vorzugsweise ebenfalls als O-Ring ausgebildet. Das Dichtelement ist axial beabstandet zum ersten und zweiten Dichtelement ausgebildet und begrenzt einen Zwischenraum zwischen dem ersten Dichtelement und dem dritten Dichtelement oder zwischen dem zweiten Dichtelement und dem dritten Dichtelement, je nachdem welches der beiden ersten Dichtelemente näher am dritten Dichtelement angeordnet ist bzw. wie die Schmiermittelführung erfolgt. Die zuvor genannte Ablaufbohrung mündet radial außen des Deckelelements in den Zwischenraum zwischen dem ersten Dichtelement und dem dritten Dichtelement bzw. zwischen dem zweiten Dichtelement und dem dritten Dichtelement, wobei die beiden Dichtelemente die Ablaufbohrung gegenüber äußeren Verunreinigungen abdichten.
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Unter dem Begriff „wirkverbunden“ ist eine nicht schaltbare Verbindung zwischen zwei Bauteilen zu verstehen, welche zu einer permanenten Übertragung einer Antriebsleistung, insbesondere einer Drehzahl und/oder eines Drehmoments, vorgesehen ist. Die Verbindung kann dabei sowohl direkt oder über eine Festübersetzung erfolgen. Die Verbindung kann beispielsweise über eine feste Welle, eine Verzahnung, insbesondere eine Stirnradverzahnung, und/oder ein Umschlingungsmittel erfolgen.
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Unter dem Begriff „zumindest mittelbar“ ist zu verstehen, dass zwei Bauteile über mindestens ein weiteres Bauteil, das zwischen den beiden Bauteilen angeordnet ist, miteinander (wirk-)verbunden sind oder direkt und somit unmittelbar miteinander verbunden sind. Mithin können zwischen Wellen oder Zahnrädern noch weitere Bauteile angeordnet sein, die mit der Welle bzw. dem Zahnrad wirkverbunden sind.
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Ein erfindungsgemäßer Antriebsstrang für ein Fahrzeug umfasst ein Getriebe gemäß den vorherigen Ausführungen. Das Getriebe ist mit einer Antriebseinheit wirkverbunden. Die Antriebseinheit ist bevorzugt eine elektrische Maschine, wobei die Eingangswelle des Getriebes ein Rotor der elektrischen Maschine ist oder mit dem Rotor oder einer Rotorwelle drehfest verbunden bzw. gekoppelt ist. Der Rotor ist gegenüber einem gehäusefesten Stator der elektrischen Maschine drehbar gelagert. Die elektrische Maschine ist vorzugsweise mit einem Akkumulator verbunden, der die elektrische Maschine mit elektrischer Energie versorgt. Ferner ist die elektrische Maschine bevorzugt von einer Leistungselektronik steuer- bzw. regelbar. Die Antriebseinheit kann alternativ auch ein Verbrennungsmotor sein, wobei die Eingangswelle in diesem Fall beispielsweise eine Kurbelwelle ist oder mit der Kurbelwelle drehfest verbunden bzw. gekoppelt ist.
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Der Antriebsstrang gemäß der vorher beschriebenen Art ist in einem Fahrzeug einsetzbar. Bei dem Fahrzeug handelt es sich vorzugsweise um ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Automobil (z.B. ein Personenkraftfahrwagen mit einem Gewicht von weniger als 3,5 t), Bus oder Lastkraftwagen (Bus und Lastkraftwagen z. B. mit einem Gewicht von über 3,5 t). Insbesondere ist das Fahrzeug ein Elektrofahrzeug oder ein Hybridfahrzeug. Das Fahrzeug umfasst wenigstens zwei Achsen, wobei eine der Achsen eine mittels des Antriebsstrangs antreibbare Achse bildet. An dieser antreibbaren Achse ist der erfindungsgemäße Antriebsstrang wirksam angeordnet, wobei der Antriebsstrang eine Antriebsleistung der Antriebseinheit über das erfindungsgemäße Getriebe auf die Räder dieser Achse überträgt. Es ist auch denkbar für jede Achse einen solchen Antriebsstrang vorzusehen. Der Antriebsstrang ist bevorzugt in Front-Quer-Bauweise verbaut, sodass die Eingangswelle sowie die Ausgangswellen im Wesentlichen quer zur Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtet sind. Alternativ kann der Antriebsstrang schräg zur Längs- und Querachse des Fahrzeugs angeordnet sein, wobei die Ausgangswellen über entsprechende Gelenke mit den Rädern der jeweiligen Achse, die quer zur Fahrzeuglängsachse angeordnet sind, verbunden sind.
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Die obigen Definitionen sowie Ausführungen zu technischen Effekten, Vorteilen und vorteilhaften Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Getriebes gelten sinngemäß ebenfalls für den erfindungsgemäßen Antriebsstrang, und umgekehrt.
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Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert, wobei gleiche oder ähnliche Bauteile mit demselben Bezugszeichen versehen sind. Hierbei zeigt
- 1 eine stark schematische Draufsicht auf ein Fahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Antriebsstrang und einem erfindungsgemäßen Getriebe nach einer bevorzugten Ausführungsform, und
- 2 eine stark vereinfachte Ansicht des erfindungsgemäßen Getriebes gemäß 1, und
- 3 ein stark schematischer Teillängsschnitt zur Veranschaulichung einer Lagerstelle zwischen einer ersten Ausgangswelle und einer zweiten Ausgangswelle des erfindungsgemäßen Getriebes gemäß 1 und 2.
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Gemäß 1 ist ein Fahrzeug 1 mit zwei Achsen 26a, 26b dargestellt, wobei an der ersten Achse 26a ein erfindungsgemäßer Antriebsstrang 2 antriebswirksam angeordnet ist. Das Fahrzeug 1 ist hier ein Elektrofahrzeug, wobei der Antrieb des Fahrzeugs 1 rein elektrisch erfolgt. Die erste Achse 26a kann sowohl Frontachse als auch Heckachse des Fahrzeugs 1 sein und bildet eine angetriebene Achse des Fahrzeugs 1. Der Antriebsstrang 2 umfasst eine als elektrische Maschine ausgeführte Antriebseinheit 27 sowie ein damit wirkverbundenes Getriebe 3, wobei der Aufbau und die Anordnung des Getriebes 3 in den nachfolgenden Figuren näher erläutert wird. Der Aufbau der Antriebseinheit 27 ist hier nicht gezeigt. Die Antriebseinheit 27 bzw. elektrische Maschine weist jedenfalls einen Akkumulator auf, der sie mit elektrischer Energie versorgt, und eine Leistungselektronik zur Steuerung und Regelung der Antriebseinheit 27 auf. Durch Bestromung eines - hier nicht gezeigten - Stators wird ein - hier ebenfalls nicht gezeigter - drehbar zum Stator angeordneter Rotor, welcher als Antriebswelle wiederum drehfest mit einer in 2 gezeigten Eingangswelle 4 des Getriebes 3 verbunden ist, in eine Drehbewegung relativ zum Stator versetzt. Die Antriebsleistung der Antriebseinheit 27 wird über eine Eingangswelle 4 in das Getriebe 3 geleitet und dort von einem also integrales Differential ausgebildeten Differentials 7 gewandelt und zumindest mittelbar auf eine erste Ausgangswelle 5 und eine zweite Ausgangswelle 6 aufgeteilt. Die Antriebseinheit 27 ist koaxial zum integralen Differential 7 angeordnet.
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An den Enden der vorliegend koaxial zueinander angeordneten Ausgangswellen 5, 6 ist jeweils ein Rad 28 zumindest mittelbar angeschlossen, um das Fahrzeug 1 anzutreiben. Zwischen dem jeweiligen Rad 28 und den Ausgangswellen 5, 6 sind nach 2 Gelenke 35 angeordnet, um eventuelle Schiefstellungen der Ausgangswellen 5, 6 auszugleichen.
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Das in 2 näher gezeigte Getriebe 3 ist ein Differentialgetriebe. Die Ausgangswellen 5, 6 sind koaxial zueinander angeordnet und erstrecken sich in entgegengesetzte Richtungen hin zu den Rädern 28 gemäß 2, wobei die zweite Ausgangswelle 6 axial durch das Getriebe 3, insbesondere durch das integrale Differential 7, sowie durch die Antriebseinheit 27 hindurchgeführt ist.
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Das Differential 7 umfasst einen ersten Planetenradsatz 29 mit mehreren Radsatzelementen sowie einen damit wirkverbundenen zweiten Planetenradsatz 30 mit ebenfalls mehreren Radsatzelementen. Mittels des ersten Planetenradsatzes 29 ist ein erstes Abtriebsmoment auf die zweite Ausgangswelle 6 übertragbar, wobei ein Abstützmoment des ersten Planetenradsatzes 29 in dem zweiten Planetenradsatz 30 derart wandelbar ist, dass ein dem ersten Abtriebsmoment entsprechendes zweites Abtriebsmoment auf die erste Ausgangswelle 5 übertragbar ist.
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Der erste und zweite Planetenradsatz 29, 30 sind hier jeweils als Minus-Planetenradsatz ausgebildet und radial geschachtelt und somit in einer gemeinsamen Ebene angeordnet, welche senkrecht zur Achse 26a verläuft. Dadurch wird axialer Bauraum eingespart. Der erste Planetenradsatz 29 ist vorliegend radial innerhalb des zweiten Planetenradsatzes 30 angeordnet. Vorliegend sind am ersten Planetenradsatz 29 das erste Radsatzelement ein erstes Sonnenrad 31a, das zweite Radsatzelement ein erster Planetenträger 32a und das dritte Radsatzelement ein erstes Hohlrad 33a, wobei am ersten Planetenträger 32a mehrere erste Planetenräder 34a drehbar angeordnet sind, die mit dem ersten Sonnenrad 31a und dem ersten Hohlrad 33a in Zahneingriff stehen. Die erste Ausgangswelle 5 ist durch das erste Sonnenrad 31 a des ersten Planetenradsatzes 29 axial hindurchgeführt. Mithin ist das erste Sonnenrad 31 a als Hohlrad und die damit drehfest verbundene Eingangswelle 4 als Hohlwelle ausgebildet. Ferner sind am zweiten Planetenradsatz 30 das erste Radsatzelement ein zweites Sonnenrad 31 b, das zweite Radsatzelement ein zweiter Planetenträger 32b und das dritte Radsatzelement ein zweites Hohlrad 33b, wobei am zweiten Planetenträger 32b mehrere zweite Planetenräder 34b drehbar angeordnet sind, die mit dem zweiten Sonnenrad 31b und dem zweiten Hohlrad 33b in Zahneingriff stehen.
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Der erste Planetenträger 32a des ersten Planetenradsatzes 29 ist drehfest mit der zweiten Ausgangswelle 6 verbunden. Das erste Hohlrad 33a des ersten Planetenradsatzes 29 ist drehfest mit dem zweiten Sonnenrad 31b des zweiten Planetenradsatzes 30 verbunden. Der zweite Planetenträger 32b des zweiten Planetenradsatzes 30 ist an einem ortsfesten Bauelement 36, welches vorliegend das Getriebegehäuse ist, gehäusefest abgestützt. Das zweite Hohlrad 33b des zweiten Planetenradsatzes 30 ist zudem über ein Koppelelement 10, das hier als Hohlradträger ausgebildet ist, drehfest mit der zweiten Ausgangswelle 6 verbunden.
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Es sei explizit darauf hingewiesen, dass die Zuordnung der Radsatzelemente zu den Elementen des jeweiligen Planetenradsatzes 29, 30 beliebig getauscht werden kann. Die jeweilige Anbindung der Radsatzelemente Sonnenrad, Planetenträger und Hohlrad erfolgt je nach Anforderung an die Übersetzungen inklusive Vorzeichen. Anstelle eines Minusplanetenradsatzes kann der jeweiligen Planetenradsatz 29, 30 immer auch als Plusplanetenradsatz ausgebildet sein, indem die Anbindung von Planetenträger und Hohlrad getauscht wird und der Betrag der Standübersetzung um eins erhöht wird. Sinngemäß ist dies auch umgekehrt möglich.
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Es ist ferner denkbar, zwischen der Antriebseinheit 27 und dem Getriebe 3 ein - hier nicht gezeigtes - zusätzliches Übersetzungsgetriebe anzuordnen, beispielsweise ausgebildet als Stirnradstufe oder als Planetengetriebe mit einem oder mehreren Planetenradsätzen, um eine Gesamtübersetzung des Antriebs zu erhöhen und/oder um einen Achsversatz der Ausgangswellen 5, 6 zu realisieren, beispielsweise wenn ein axiales Durchführen einer der Ausgangswellen 5, 6 durch die Antriebseinheit 27 nicht möglich ist.
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Nach 3 ist die erste Ausgangswelle 5 abschnittsweise räumlich innerhalb der zweiten Ausgangswelle 6 angeordnet und mittels eines hier beispielhaft als Rillenkugellager ausgebildeten Lagerelements 37 drehbar gelagert. Das Lagerelement 37 ist durch die spezifische Ausbildung des Getriebes 3 auf der ersten Ausgangswelle 5 vormontierbar, bevor die erste Ausgangswelle 5 in der zweiten Ausgangselle 6 montiert wird. Das Lagerelement 37 ist durch zwei Sprengringe 38, 39 axial in seiner Position gesichert.
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Räumlich zwischen den beiden Ausgangswellen 5, 6 ist ein Deckelelement 8 angeordnet, mit dem ein Innenraum des Getriebes 3 abdichtend verschlossen werden kann. Das Deckelelement 8 weist mehrere gleichmäßig über den Umfang verteilte Kanäle 9 auf, die sich radial erstrecken. Über den jeweiligen Kanal 9 wird ein - hier nicht gezeigtes - Schmiermittel von radial außen nach radial innen gefördert, was hier der Pfeil 42 veranschaulicht wird. Über den jeweiligen Kanal 9 wird Schmiermittel an das System übergeben.
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Am Innenumfang 12 des Deckelementes 8 ist ein Gleitring 10 befestigt. Dieser ist vormontiert, sodass der Gleitring 10 zusammen mit dem Deckelement 8 im Getriebe 3 montierbar ist. Der Gleitring 10 ist im montierten Zustand des Deckelements 8 radial zwischen dem Innenumfang 12 des Deckelelements 8 und einem Außenumfang 13 der zweiten Ausgangswelle 6 angeordnet. Der Gleitring 10 weist eine den Kanälen 9 entsprechende Anzahl an Durchgangsöffnungen 11 auf, die mit je einem Kanal 9 fluchten.
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Radial zwischen dem Innenumfang 12 des Deckelelements 8 und dem Außenumfang 13 der zweiten Ausgangswelle 6 ist ferner ein Radialwellendichtring 24 abdichtend angeordnet. Am Außenumfang 13 der zweiten Ausgangswelle 6 sind ein erster Rechteckring 14 in einer ersten Nut 16 und ein zweiter Rechteckring 15 in einer zweiten Nut 17 den zumindest einen Kanal 9 abdichtend angeordnet. Die Rechteckringe 14, 15 sind derart ausgebildet, dass über den ersten Rechteckring 14 durch eine definierte Leckage Schmiermittel in einen ersten Zwischenraum Z1 zwischen dem ersten Rechteckring 14 und dem Deckelelement 8 gelangen kann, um insbesondere das Lagerelement 37 mit Schmiermittel zu versorgen. Über den zweiten Rechteckring 15 gelangt ebenfalls durch Leckage Schmiermittel in einen zweiten Zwischenraum Z2 zwischen dem zweiten Rechteckring 15 und dem Radialwellendichtring 24. Das Deckelelement 8 umfasst dazu ferner mindestens eine sich im Wesentlichen radial erstreckende Ablaufbohrung 23, die dazu eingerichtet ist, Schmiermittel aus dem zweiten Zwischenraum Z2 von radial innen nach radial außen zu führen.
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Radial zwischen einem Außenumfang 20 des Deckelelements 8 und einem Innenumfang 25 des ortsfesten Bauelements 36 sind drei jeweils als O-Ring ausgebildete Dichtelemente 18, 19, 40 in einer dazugehörigen Nut 21, 22, 41 angeordnet. In diesem Sinn ist das erste Dichtelement 18 in einer dritten Nut 21, das zweite Dichtelement 19 axial beabstandet dazu in einer vierten Nut 22 und das dritte Dichtelement 40 axial beabstandet dazu in einer fünften Nut 41 angeordnet. Die Dichtelemente 18, 19, 40 stützen sich radial am Innenumfang 25 des ortsfesten Bauelements 36 ab.
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Das erste Dichtelement 18 trennt den jeweiligen Kanal 9 fluidisch vom ersten Zwischenraum Z1. Das dritte Dichtelement 40 dichtet die Ablaufbohrung 23 gegenüber einer Außenatmosphäre ab. Das zweite Dichtelement 19 trennt den jeweiligen Kanal 9 und die jeweilige Ablaufbohrung 23 fluidisch voneinander.
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Das Deckelelement 8 ist ein Deckel zur Überbrückung eines Durchmessersprungs zwischen dem Lagerelement 37 und dem Radialwellendichtring 24. Mithin realisiert das Deckelelement 8 den Sitz des Radialwellendichtrings 24. Ferner erfolgt über das Deckelement 8 eine Schmiermittelübergabe von radial außen nach radial innen ohne zusätzliche Leitungen oder Kanäle. Außerdem wird über das Deckelelement 8 ein Ablauf von Schmiermittel über die jeweilige Ablaufbohrung 23 von radial innen nach radial außen realisiert. Zudem ist das Deckelelement 8 derart ausgebildet bzw. mit Dichtungen ausgestattet, dass sowohl der jeweilige Kanal 9 als auch die jeweilige Ablaufbohrung abgedichtet sind. Hinsichtlich des Gleitrings 10 wird zudem der Vorteil erreicht, dass der Gleitring 10 einfacher und somit kostengünstiger gestaltet werden kann.
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In dem vorliegend gezeigten Ausführungsbeispiel ermöglicht das als integriertes Bauteil ausgebildete Deckelelement 8 die Montage der zweiten Ausgangswelle am ortsfesten Bauelement 36 mit dem vormontierten Lagerelement 37 von rechts nach links. Das Getriebe 3 ist durch das anschließend montierte Deckelelement 8 abgedichtet verschließbar. Da das Lagerelement 37 hier vergleichsweise weit vom Deckelelement 8 angeordnet werden kann, können auf weitere Lagerelemente, insbesondere Nadel- oder Gleitlager zur drehbaren Lagerung der zweiten Ausgangswellen 6 gegenüber dem ortsfesten Bauelement 36, verzichtet werden.
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Bezugszeichen
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- 1
- Fahrzeug
- 2
- Antriebsstrang
- 3
- Getriebe
- 4
- Eingangswelle
- 5
- Erste Ausgangswelle
- 6
- Zweite Ausgangswelle
- 7
- Differential
- 8
- Deckelement
- 9
- Kanal
- 10
- Gleitring
- 11
- Durchgangsöffnung
- 12
- Innenumfang des Deckelementes
- 13
- Außenumfang der zweiten Ausgangswelle
- 14
- Erster Rechteckring
- 15
- Zweiter Rechteckring
- 16
- Erste Nut
- 17
- Zweite Nut
- 18
- Erstes Dichtelement
- 19
- Zweites Dichtelement
- 20
- Außenumfang des Deckelelements
- 21
- Dritte Nut
- 22
- Vierte Nut
- 23
- Ablaufbohrung
- 24
- Radialwellendichtring
- 25
- Innenumfang des ortsfesten Bauelements
- 26a
- Erste Achse
- 26b
- Zweite Achse
- 27
- Antriebseinheit
- 28
- Rad
- 29
- Erster Planetenradsatz
- 30
- Zweiter Planetenradsatz
- 31 a
- Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes
- 31b
- Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes
- 32a
- Planetenträger des ersten Planetenradsatzes
- 32b
- Planetenträger des zweiten Planetenradsatzes
- 33a
- Hohlrad des ersten Planetenradsatzes
- 33b
- Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes
- 34a
- Planetenrad des ersten Planetenradsatzes
- 34b
- Planetenrad des zweiten Planetenradsatzes
- 35
- Gelenk
- 36
- Ortsfestes Bauelement
- 37
- Lagerelement
- 38
- Erster Sprengring
- 39
- Zweiter Sprengring
- 40
- Drittes Dichtelement
- 41
- Fünfte Nut
- 42
- Pfeil
- Z1
- Erster Zwischenraum
- Z2
- Zweiter Zwischenraum
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013215877 B4 [0002]
