DE102022213694A1

DE102022213694A1 - Electric axle drive

Info

Publication number: DE102022213694A1
Application number: DE102022213694.2A
Authority: DE
Inventors: Johannes GLÜCKLER; Alexander Thorwart; Michael Preuss; Bernard Hunold
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2022-12-15
Filing date: 2022-12-15
Publication date: 2024-06-20

Abstract

Es wird ein elektrischer Achsantrieb mit zumindest einer elektrischen Maschine (EM) und mit einem schaltbaren Getriebe sowie mit einem ersten Planetenradsatz (PG 1) und einem mit dem ersten Planetenradsatz (PG 1) gekoppelten zweiten Planetenradsatz (PG 2) als Verteilergetriebe zum Antrieb einer ersten Radabtriebswelle (2a) und einer zweiten Radabtriebswelle (2b) vorgeschlagen, wobei eine Rotorwelle (1) der elektrischen Maschine (EM) achsparallel zu den Radabtriebswellen (2a, 2b) angeordnet ist, wobei das Getriebe zumindest einen dritten Planetenradsatz (PG 3) mit einem zugeordneten Schaltelement (SE) zum Realisieren mehrerer Gänge umfasst, wobei die Rotorwelle (1) der elektrischen Maschine (EM) über eine einer Zwischenwelle (3) zugeordneten Stirnradstufe (RE) mit einer Getriebeeingangswelle (4) verbunden ist, wobei eine Getriebeausgangswelle (5) des Getriebes mit dem ersten Planetenradsatz (PG 1) verbunden ist, wobei der erste Planetenradsatz (PG 1) mit der ersten Radabtriebswelle (2a) und der zweite Planetenradsatz (PG 2) mit der zweiten Radabtriebswelle (2b) verbunden ist, und wobei der erste Planetenradsatz (PG 1) und der zweite Planetenradsatz (PG 2) axial nebeneinander angeordnet sind. Ferner wird ein Fahrzeug (16) mit dem elektrischen Achsantrieb vorgeschlagen.An electric axle drive with at least one electric machine (EM) and with a switchable transmission as well as with a first planetary gear set (PG 1) and a second planetary gear set (PG 2) coupled to the first planetary gear set (PG 1) as a transfer case for driving a first wheel output shaft (2a) and a second wheel output shaft (2b) is proposed, wherein a rotor shaft (1) of the electric machine (EM) is arranged axially parallel to the wheel output shafts (2a, 2b), wherein the transmission comprises at least a third planetary gear set (PG 3) with an associated shifting element (SE) for implementing several gears, wherein the rotor shaft (1) of the electric machine (EM) is connected to a transmission input shaft (4) via a spur gear stage (RE) associated with an intermediate shaft (3), wherein a transmission output shaft (5) of the transmission is connected to the first planetary gear set (PG 1), wherein the first planetary gear set (PG 1) is connected to the first wheel output shaft (2a) and the second planetary gear set (PG 2) is connected to the second wheel output shaft (2b), and wherein the first planetary gear set (PG 1) and the second planetary gear set (PG 2) are arranged axially next to one another. Furthermore, a vehicle (16) with the electric axle drive is proposed.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Achsantrieb mit zumindest einer elektrischen Maschine mit einem schaltbaren Getriebe sowie mit einem ersten Planetenradsatz und einem mit dem ersten Planetenradsatz gekoppelten zweiten Planetenradsatz als Verteilergetriebe zum Antrieb einer ersten Radabtriebswelle und einer zweiten Radabtriebswelle. Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit dem elektrischen Achsantrieb.The present invention relates to an electric axle drive with at least one electric machine with a switchable transmission and with a first planetary gear set and a second planetary gear set coupled to the first planetary gear set as a transfer case for driving a first wheel output shaft and a second wheel output shaft. The invention further relates to a vehicle with the electric axle drive.

Beispielsweise aus der Druckschrift DE 10 2019 205 747 A1 ist ein Antriebsstrang mit einer elektrischen Maschine und einem Getriebe bekannt, welches das Antriebsmoment der elektrischen Maschine auf zwei Ausgangswellen aufteilt. Das Getriebe umfasst hierzu eine Eingangswelle, die mit einem ersten Planetenradsatz verbunden ist, der mit einem zweiten Planetenradsatz gekoppelt ist. Sowohl die elektrischen Maschine als auch die beiden Planetenradsätze sind koaxial zu den Ausgangswellen angeordnet.For example, from the publication EN 10 2019 205 747 A1 A drive train with an electric machine and a transmission is known, which divides the drive torque of the electric machine between two output shafts. The transmission comprises an input shaft that is connected to a first planetary gear set, which is coupled to a second planetary gear set. Both the electric machine and the two planetary gear sets are arranged coaxially to the output shafts.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Achsantrieb und ein Fahrzeug mit dem Achsantrieb vorzuschlagen, welche eine möglichst kompakte Bauweise mit möglichst geringem axialen Bauraumbedarf realisieren.The present invention is based on the object of proposing an electric axle drive and a vehicle with the axle drive, which realize a construction that is as compact as possible with the smallest possible axial installation space requirement.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 bzw. 10 gelöst, wobei sich vorteilhafte und beanspruchte Weiterbildungen aus den Unteransprüchen und der Beschreibung sowie den Zeichnungen ergeben.This object is achieved according to the invention by the features of patent claim 1 or 10, wherein advantageous and claimed developments result from the subclaims and the description as well as the drawings.

Somit wird ein elektrischer Achsantrieb mit zumindest einer elektrischen Maschine und mit einem schaltbaren Getriebe sowie mit einem ersten Planetenradsatz und einem mit dem ersten Planetenradsatz gekoppelten zweiten Planetenradsatz als Verteilergetriebe zum Antrieb einer ersten Radabtriebswelle und einer zweiten Radabtriebswelle vorgeschlagen, wobei eine Rotorwelle der elektrischen Maschine achsparallel zu den Radabtriebswellen angeordnet ist, wobei das Getriebe zumindest einen dritten Planetenradsatz mit einem zugeordneten Schaltelement zum Realisieren mehrerer Gänge umfasst, wobei die Rotorwelle der elektrischen Maschine über eine einer Zwischenwelle zugeordneten Stirnradstufe mit einer Getriebeeingangswelle verbunden ist, wobei eine Getriebeausgangswelle des Getriebes mit dem ersten Planetenradsatz verbunden ist, wobei der erste Planetenradsatz mit der ersten Radabtriebswelle und der zweite Planetenradsatz mit der zweiten Radabtriebswelle verbunden sind, und wobei der erste Planetenradsatz und der zweite Planetenradsatz axial nebeneinander angeordnet sind.Thus, an electric axle drive with at least one electric machine and with a switchable transmission as well as with a first planetary gear set and a second planetary gear set coupled to the first planetary gear set as a transfer case for driving a first wheel output shaft and a second wheel output shaft is proposed, wherein a rotor shaft of the electric machine is arranged axially parallel to the wheel output shafts, wherein the transmission comprises at least one third planetary gear set with an associated shifting element for implementing several gears, wherein the rotor shaft of the electric machine is connected to a transmission input shaft via a spur gear stage associated with an intermediate shaft, wherein a transmission output shaft of the transmission is connected to the first planetary gear set, wherein the first planetary gear set is connected to the first wheel output shaft and the second planetary gear set is connected to the second wheel output shaft, and wherein the first planetary gear set and the second planetary gear set are arranged axially next to one another.

Auf diese Weise wird ein elektrischer Achsantrieb zum Schalten mehrerer Gänge mit einem integrierten Differentialgetriebe durch zwei axial nebeneinander angeordnete und miteinander gekoppelte Planetenradsätze realisiert, wobei die achsparallel zu den Radabtriebswellen und den Planetenradsätzen angeordnete elektrische Maschine über eine Zwischenwelle mit diesen gekoppelt ist, sodass einerseits eine ausreichende Übersetzung bei möglichst geringem Achsversatz zwischen der elektrischen Maschine und den Radabtriebswellen vorgesehen ist und andererseits axialer Bauraum eingespart wird. Somit ist eine optimale Integration der elektrischen Maschine bei dem vorgeschlagenen Achsantrieb gewährleistet.In this way, an electric axle drive for switching several gears with an integrated differential gear is implemented by two planetary gear sets arranged axially next to each other and coupled to each other, whereby the electric machine arranged axially parallel to the wheel output shafts and the planetary gear sets is coupled to them via an intermediate shaft, so that on the one hand a sufficient gear ratio is provided with the smallest possible axial offset between the electric machine and the wheel output shafts and on the other hand axial installation space is saved. This ensures optimal integration of the electric machine in the proposed axle drive.

Einen möglichst geringen Bauraumbedarf insbesondere in axialer Richtung wird bei dem vorgeschlagenen Achsantrieb dadurch realisiert, dass die Rotorwelle mit einem ersten Stirnrad verbunden ist, welches mit einem zweiten mit der Zwischenwelle verbundenen Stirnrad in Eingriff steht, wobei das zweite Stirnrad mit einem mit der Getriebeeingangswelle verbundenen dritten Stirnrad in Eingriff steht und eine Stirnradstufe bildet, und wobei die Getriebeeingangswelle mit einem Element des dritten Planetenradsatzes verbunden ist. Somit umfasst das Getriebe nur eine Stirnradstufe als Radebene, wobei der axiale Bauraumbedarf möglichst gering gehalten wird, da die Rotorwelle nur mit einem Stirnrad ausgerüstet ist. Die vorgesehene Zwischenwelle zum Überbrücken des Achsabstandes gewährleistet möglichst klein bauende Stirnräder, wobei die Mehrgängigkeit des vorgeschlagenen Achsantriebes über den dritten Platenradsatz realisiert wird.The smallest possible installation space requirement, particularly in the axial direction, is achieved in the proposed axle drive by connecting the rotor shaft to a first spur gear, which meshes with a second spur gear connected to the intermediate shaft, the second spur gear meshing with a third spur gear connected to the transmission input shaft and forming a spur gear stage, and the transmission input shaft being connected to an element of the third planetary gear set. The transmission thus comprises only one spur gear stage as a gear plane, with the axial installation space requirement being kept as low as possible since the rotor shaft is only equipped with one spur gear. The intermediate shaft provided for bridging the axle distance ensures that the spur gears are as small as possible, with the multi-speed capability of the proposed axle drive being achieved via the third planetary gear set.

Beispielsweise zwei schaltbare Gänge werden bei dem vorgeschlagenen elektrischen Achsantrieb dadurch realisiert, dass das Schaltelement zwei Elementen des dritten Planetenradsatzes derart zugeordnet ist, dass in einer ersten Schaltposition des Schaltelements zum Schalten eines ersten Ganges eines der Elemente des dritten Planetenradsatzes mit einem Gehäuse verbunden ist und dass in einer zweiten Schaltposition des Schaltelements zum Schalten eines zweiten Ganges zwei Elemente des dritten Planetenradsatzes miteinander verbunden sind. Durch ein gehäuseseitiges Festsetzen eines Elements des dritten Planetenradsatzes oder durch ein Verbinden zweier Elemente bzw. durch das Verblocken des dritten Planetenradsatzes können die Übersetzungen auf die Radabtriebswellen übertragen werden.For example, two switchable gears are realized in the proposed electric axle drive in that the switching element is assigned to two elements of the third planetary gear set in such a way that in a first switching position of the switching element for switching a first gear, one of the elements of the third planetary gear set is connected to a housing and that in a second switching position of the switching element for switching a second gear, two elements of the third planetary gear set are connected to one another. By fixing an element of the third planetary gear set on the housing side or by connecting two elements or by blocking the third planetary gear set, the gear ratios can be transferred to the wheel output shafts.

Um den dritten Planetenradsatz zum Realisieren des zweiten Ganges zu verblocken, sind grundsätzlich drei Verblockungsmöglichkeiten realisierbar, bei denen jeweils zwei der drei Elemente des dritten Planetenradsatzes miteinander verbunden werden. Vorzugsweise kann bei dem vorgeschlagenen Achsantrieb das Schaltelement einem Hohlrad des dritten Planetenradsatzes und einem Planetenradträger des dritten Planetenradsatzes zugeordnet sein, wobei in der ersten Schaltposition des Schaltelementes zum Schalten des ersten Ganges das Hohlrad des dritten Planetenradsatzes mit dem Gehäuse fest verbunden wird und wobei in der zweiten Schaltposition des Schaltelements zum Schalten des zweiten Ganges das Hohlrad des dritten Planetenradsatzes mit dem Planetenradträger des dritten Planetenradsatzes verbunden wird.In order to block the third planetary gear set to achieve the second gear, three blocking options are basically possible, in which two of the three elements of the third planetary gear set are connected to each other. Preferably, in the case of the above proposed axle drive, the switching element can be assigned to a ring gear of the third planetary gear set and to a planet gear carrier of the third planetary gear set, wherein in the first switching position of the switching element for switching the first gear, the ring gear of the third planetary gear set is firmly connected to the housing and wherein in the second switching position of the switching element for switching the second gear, the ring gear of the third planetary gear set is connected to the planet gear carrier of the third planetary gear set.

Im Rahmen einer weiteren Variante der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Schaltelement dem Hohlrad des dritten Planetenradsatzes und dem Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes zugeordnet ist, wobei wieder in der ersten Schaltposition des Schaltelementes zum Schalten des ersten Ganges das Hohlrad des dritten Planetenradsatzes mit dem Gehäuse fest verbunden ist und wobei in der zweiten Schaltposition des Schaltelements das Hohlrad des dritten Planetenradsatzes mit dem Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes verbunden ist.Within the scope of a further variant of the invention, it can be provided that the switching element is assigned to the ring gear of the third planetary gear set and the sun gear of the third planetary gear set, wherein again in the first switching position of the switching element for switching the first gear the ring gear of the third planetary gear set is firmly connected to the housing and wherein in the second switching position of the switching element the ring gear of the third planetary gear set is connected to the sun gear of the third planetary gear set.

Die beiden axial nebeneinander angeordneten Planetenradsätze bilden ein integriertes Differentialgetriebe, welches eine besonders kompakte Bauweise bei dem vorgeschlagenen Achsantrieb ermöglicht. Zum konstruktiv einfachen und bauraumsparenden Koppeln mit dem dritten Planetenradsatz ist vorzugsweise vorgesehen, dass die mit dem Planetenradträger des dritten Planetenradsatzes verbundene Getriebeausgangswelle mit einem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes verbunden ist, wobei ein Planetenradträger des ersten Planetenradsatzes mit der ersten Radabtriebswelle verbunden ist, wobei ein Hohlrad des ersten Planetenradsatzes mit einem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes verbunden ist, wobei ein Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes mit der zweiten Radabtriebswelle verbunden ist, und wobei ein Planetenradträger des zweiten Planetenradsatzes mit einem Gehäuse verbunden ist.The two planetary gear sets arranged axially next to one another form an integrated differential gear, which enables a particularly compact design in the proposed axle drive. For structurally simple and space-saving coupling with the third planetary gear set, it is preferably provided that the transmission output shaft connected to the planetary gear carrier of the third planetary gear set is connected to a sun gear of the first planetary gear set, wherein a planetary gear carrier of the first planetary gear set is connected to the first wheel output shaft, wherein a ring gear of the first planetary gear set is connected to a sun gear of the second planetary gear set, wherein a ring gear of the second planetary gear set is connected to the second wheel output shaft, and wherein a planetary gear carrier of the second planetary gear set is connected to a housing.

Eine besondere kompakte Bauweise wird bei dem vorgeschlagenen elektrischen Achsantrieb dadurch realisiert, dass die Getriebeeingangswelle und die Getriebeausgangswelle sowie der erste Planetenradsatz und der zweite Planetenradsatz sowie der dritte Planetenradsatz koaxial zueinander angeordnet sind.A particularly compact design is achieved in the proposed electric axle drive by arranging the transmission input shaft and the transmission output shaft as well as the first planetary gear set and the second planetary gear set as well as the third planetary gear set coaxially to one another.

Die Schaltung zwischen den Gängen des Getriebes erfolgt bei dem vorgeschlagenen elektrischen Achsantrieb durch eine Zugkraft unterbrochene Schaltung, weshalb das Schaltelement in kostengünstiger Weise zum Beispiel als formschlüssiges Schaltelement bevorzugt als Klauenkupplung oder dergleichen ausgebildet sein kann. Die Synchronisierung erfolgt vorteilhaft einfach über die elektrische Maschine.In the proposed electric axle drive, switching between the gears of the transmission is carried out by a traction-interrupted switching, which is why the switching element can be designed in a cost-effective manner, for example as a positive-locking switching element, preferably as a claw clutch or the like. Synchronization is advantageously carried out simply via the electric machine.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auch durch ein Fahrzeug mit zumindest einem vorbeschriebenen elektrischen Achsantrieb gelöst. Hieraus ergeben sich die bereits beschriebenen und weitere Vorteile.The object underlying the invention is also achieved by a vehicle with at least one electric axle drive as described above. This results in the advantages already described and further advantages.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnungen weiter erläutert.The present invention is further explained below with reference to the drawings.

Es zeigen:

1 eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen elektrischen Achsantriebes eines Fahrzeuges; und
2 eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsvariante des elektrischen Achsantriebes.

Show it:

1 a schematic view of a first embodiment of an electric axle drive of a vehicle according to the invention; and
2 a schematic view of a second embodiment of the electric axle drive.

In den 1 und 2 sind beispielhaft schematische Ansichten von den Ausführungsvarianten eines erfindungsgemäßen elektrischen Achsantriebes eines Fahrzeuges 16 dargestellt.In the 1 and 2 exemplary schematic views of the embodiment variants of an electric axle drive of a vehicle 16 according to the invention are shown.

Unabhängig von den Ausführungsvarianten weist der elektrische Achsantrieb eine elektrische Maschine EM und ein schaltbares Getriebe sowie einen ersten Planetenradsatz PG 1 und einen mit dem ersten Planetenradsatz PG 1 gekoppelten zweiten Planetenradsatz PG 2 als Verteilergetriebe zum Antrieb einer ersten Radabtriebswelle 2a und einer zweiten Radabtriebswelle 2b auf. Das Getriebe umfasst einen dritten Planetenradsatz PG 3 zum Realisieren von Übersetzungen für einen ersten Gang und einem zweiten Gang. Der dritte Planetenradsatz PG 3 ist mit seiner Getriebeeingangswelle 4 über eine Stirnradstufe RE mit der elektrischen Maschine EM verbunden, während eine Getriebeausgangswelle 5 mit dem ersten Planetenradsatz PG 1 des Verteilergetriebes verbunden ist.Regardless of the design variants, the electric axle drive has an electric machine EM and a switchable transmission as well as a first planetary gear set PG 1 and a second planetary gear set PG 2 coupled to the first planetary gear set PG 1 as a transfer case for driving a first wheel output shaft 2a and a second wheel output shaft 2b. The transmission includes a third planetary gear set PG 3 for implementing gear ratios for a first gear and a second gear. The third planetary gear set PG 3 is connected with its transmission input shaft 4 via a spur gear stage RE to the electric machine EM, while a transmission output shaft 5 is connected to the first planetary gear set PG 1 of the transfer case.

Die elektrische Maschine EM weist eine Rotorwelle 1 auf, an der ein erstes Stirnrad Rad 1 drehfest angeordnet ist, wobei das erste Stirnrad Rad 1 mit einem zweiten Stirnrad Rad 2 in Eingriff steht, wobei das zweite Stirnrad Rad 2 drehfest mit einer Zwischenwelle 3 verbunden ist. Das zweite Stirnrad Rad 2 steht mit einem mit der Getriebeeingangswelle 4 verbundenen dritten Stirnrad Rad 3 in Eingriff. Das erste Stirnrad Rad 1, das zweite Stirnrad Rad 2 und das dritte Stirnrad Rad 3 bilden die Stirnradstufe RE, sodass die Rotorwelle 1 der elektrischen Maschine EM über die Stirnradstufe RE achsparallel mit einem vorbestimmten Achsversatz zu der ersten Radabtriebswelle 2a und der zweiten Radabtriebswelle 2b angeordnet ist.The electric machine EM has a rotor shaft 1 on which a first spur gear 1 is arranged in a rotationally fixed manner, the first spur gear 1 being in engagement with a second spur gear 2, the second spur gear 2 being connected in a rotationally fixed manner to an intermediate shaft 3. The second spur gear 2 is in engagement with a third spur gear 3 connected to the transmission input shaft 4. The first spur gear 1, the second spur gear 2 and the third spur gear 3 form the spur gear stage RE, so that the rotor shaft 1 of the electric machine EM is arranged axially parallel to the first wheel output shaft 2a and the second wheel output shaft 2b via the spur gear stage RE with a predetermined axial offset.

Der als schaltbares Getriebe ausgeführte dritte Planetenradsatz PG 3 ist über ein Sonnenrad 6 mit der Getriebeeingangswelle 4 verbunden. Die Getriebeausgangswelle 5 des dritten Planetenradsatzes PG 3 ist mit einem Planetenradträger 7 des dritten Planetenradsatzes PG 3 verbunden. Zum Koppeln mit den beiden axial nebeneinander angeordneten Planetenradsätzen PG 1 und PG 2 ist die Getriebeausgangswelle 5 mit einem Sonnenrad 9 des ersten Planetenradsatzes PG 1 verbunden. Ein Planetenradträger 10 des ersten Planetenradsatzes PG 1 ist mit der ersten Radabtriebswelle 2a verbunden, wobei ein Hohlrad 11 des ersten Planetenradsatzes PG 1 mit einem Sonnenrad 12 des zweiten Planetenradsatzes PG 2 verbunden ist. Ein Hohlrad 13 des zweiten Planetenradsatzes PG 2 ist mit der zweiten Radabtriebswelle 2b verbunden, wobei ein Planetenradträger 14 des zweiten Planetenradsatzes PG 2 mit einem Gehäuse 15 verbunden ist.The third planetary gear set PG 3, designed as a switchable transmission, is connected to the transmission input shaft 4 via a sun gear 6. The transmission output shaft 5 of the third planetary gear set PG 3 is connected to a planet gear carrier 7 of the third planetary gear set PG 3. For coupling with the two planetary gear sets PG 1 and PG 2 arranged axially next to one another, the transmission output shaft 5 is connected to a sun gear 9 of the first planetary gear set PG 1. A planet gear carrier 10 of the first planetary gear set PG 1 is connected to the first wheel output shaft 2a, with a ring gear 11 of the first planetary gear set PG 1 being connected to a sun gear 12 of the second planetary gear set PG 2. A ring gear 13 of the second planetary gear set PG 2 is connected to the second wheel output shaft 2b, with a planet gear carrier 14 of the second planetary gear set PG 2 being connected to a housing 15.

Bei der elektrischen Antriebsachse sind der erste Planetenradsatz PG 1 und der zweite Planetenradsatz PG 2 sowie der dritte Planetenradsatz PG 3 axial nebeneinander angeordnet. Ferner sind die Getriebeeingangswelle 4 und die Getriebeausgangswelle 5 sowie der erste Planetenradsatz PG 1 und der zweite Planetenradsatz PG 2 sowie der dritte Planetenradsatz PG 3 koaxial zueinander angeordnet.In the electric drive axle, the first planetary gear set PG 1 and the second planetary gear set PG 2 as well as the third planetary gear set PG 3 are arranged axially next to one another. Furthermore, the transmission input shaft 4 and the transmission output shaft 5 as well as the first planetary gear set PG 1 and the second planetary gear set PG 2 as well as the third planetary gear set PG 3 are arranged coaxially to one another.

Unabhängig von den jeweiligen Ausführungsvarianten ist als Schaltelement ein Doppelschaltelement mit einem Aktor vorgesehen. Es ist jedoch auch ohne weiteres denkbar, dass die Funktion durch zwei separate Schaltelemente ausgeführt wird.Regardless of the respective design variants, a double switching element with an actuator is provided as the switching element. However, it is also entirely conceivable that the function is carried out by two separate switching elements.

Bei der ersten Ausführungsvariante gemäß 1 ist eine erste Verblockungsvariante des dritten Planetenradsatzes PG 3 dargestellt, bei der das Schaltelement SE einem Hohlrad 8 des dritten Planetenradsatzes PG 3 und dem Planetenradträger 7 des dritten Planetenradsatzes PG 3 zugeordnet ist, wobei in einer ersten Schaltstellung bzw. ersten Schaltposition a des Schaltelements SE zum Schalten eines ersten Ganges das Hohlrad 8 des ersten Planetenradsatzes PG 3 mit dem Gehäuse 15 fest verbunden ist und wobei in einer zweiten Schaltposition b des Schaltelements SE zum Schalten eines zweiten Ganges das Hohlrad 8 des dritten Planetenradsatzes PG 3 mit dem Planetenradträger 7 des dritten Planetenradsatzes (PG 3) verbunden ist.In the first variant according to 1 a first blocking variant of the third planetary gear set PG 3 is shown, in which the switching element SE is assigned to a ring gear 8 of the third planetary gear set PG 3 and the planet gear carrier 7 of the third planetary gear set PG 3, wherein in a first switching position or first switching position a of the switching element SE for switching a first gear, the ring gear 8 of the first planetary gear set PG 3 is firmly connected to the housing 15 and wherein in a second switching position b of the switching element SE for switching a second gear, the ring gear 8 of the third planetary gear set PG 3 is connected to the planet gear carrier 7 of the third planetary gear set (PG 3).

Bei der zweiten Ausführungsvariante gemäß 2 ist eine zweite Verblockungsvariante des dritten Planetenradsatzes PG 3 dargestellt, bei der das Schaltelement SE dem Hohlrad 8 des dritten Planetenradsatzes PG 3 und dem Sonnenrad 6 des dritten Planetenradsatzes PG 3 zugeordnet ist, wobei in der ersten Schaltposition a des Schaltelementes SE zum Schalten des ersten Ganges wieder das Hohlrad 8 des dritten Planetenradsatzes PG 3 mit dem Gehäuse 15 fest verbunden ist und wobei in der zweiten Schaltposition b des Schaltelements SE zum Schalten des zweiten Ganges das Hohlrad 8 des dritten Planetenradsatzes PG 3 mit dem Sonnenrad 6 des dritten Planetenradsatzes (PG 3) verbunden ist.In the second variant according to 2 a second blocking variant of the third planetary gear set PG 3 is shown, in which the switching element SE is assigned to the ring gear 8 of the third planetary gear set PG 3 and the sun gear 6 of the third planetary gear set PG 3, wherein in the first switching position a of the switching element SE for switching the first gear the ring gear 8 of the third planetary gear set PG 3 is again firmly connected to the housing 15 and wherein in the second switching position b of the switching element SE for switching the second gear the ring gear 8 of the third planetary gear set PG 3 is connected to the sun gear 6 of the third planetary gear set (PG 3).

Beispielsweise können für den ersten Gang eine Übersetzung i₁ = 31 und für den beiden Gang eine Übersetzung i₂ =12,5 realisiert werden, wenn beispielsweise eine Übersetzung bei der Stirnradstufe RE von i = 2,5 und bei dem dritten Planetenradsatz PG 3 eine Standübersetzung von i = 2,4 sowie eine gemeinsame Standübersetzung i = 5,2 bei den beiden miteinander gekoppelten Planetenradsätzen PG 1 und PG 2 realisiert werden.For example, a ratio i ₁ = 31 can be achieved for the first gear and a ratio i ₂ = 12.5 for the second gear if, for example, a ratio of i = 2.5 for the spur gear stage RE and a stationary ratio of i = 2.4 for the third planetary gear set PG 3 and a common stationary ratio i = 5.2 for the two coupled planetary gear sets PG 1 and PG 2 are realized.

BezugszeichenReference symbols

11: RotorwelleRotor shaft
2a2a: erste Radabtriebswellefirst wheel output shaft
2b2 B: zweite Radabtriebswellesecond wheel output shaft
33: ZwischenwelleIntermediate shaft
44: GetriebeeingangswelleGearbox input shaft
55: GetriebeausgangswelleGearbox output shaft
66: Sonnenrad des dritten PlanetenradsatzesSun gear of the third planetary gear set
77: Planetenradträger des dritten PlanetenradsatzesPlanetary gear carrier of the third planetary gear set
88th: Hohlrad des dritten PlanetenradsatzesRing gear of the third planetary gear set
99: Sonnenrad des ersten PlanetenradsatzesSun gear of the first planetary gear set
1010: Planetenradträger des ersten PlanetenradsatzesPlanetary gear carrier of the first planetary gear set
1111: Hohlrad des ersten PlanetenradsatzesRing gear of the first planetary gear set
1212: Sonnenrad des zweiten PlanetenradsatzesSun gear of the second planetary gear set
1313: Hohlrad des zweiten PlanetenradsatzesRing gear of the second planetary gear set
1414: Planetenradträger des zweiten PlanetenradsatzesPlanetary gear carrier of the second planetary gear set
1515: GehäuseHousing
1616: Fahrzeugvehicle
PG 1PG1: erster Planetenradsatzfirst planetary gear set
PG 2PG2: zweiter Planetenradsatzsecond planetary gear set
PG 3PG3: dritter Planetenradsatzthird planetary gear set
RERE: StirnradstufeSpur gear stage
EMEM: elektrische Maschineelectric machine
SESE: SchaltelementSwitching element
Rad 1Wheel 1: erste Stirnradfirst spur gear
Rad 2Wheel 2: zweite Stirnradsecond spur gear
Rad 3Wheel 3: drittes Stirnradthird spur gear
aa: erste Schaltposition des Schaltelementsfirst switching position of the switching element
bb: zweite Schaltposition des Schaltelementssecond switching position of the switching element
ii: Übersetzungtranslation

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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.This list of documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA accepts no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102019205747 A1 [0002]

Claims

Electric axle drive with at least one electric machine (EM) and with a switchable transmission and with a first planetary gear set (PG 1) and a second planetary gear set (PG 2) coupled to the first planetary gear set (PG 1) as a transfer case for driving a first wheel output shaft (2a) and a second wheel output shaft (2b), wherein a rotor shaft (1) of the electric machine (EM) is arranged axially parallel to the wheel output shafts (2a, 2b), wherein the transmission comprises at least a third planetary gear set (PG 3) with an associated shifting element (SE) for implementing a plurality of gears, wherein the rotor shaft (1) of the electric machine (EM) is connected to a transmission input shaft (4) via a spur gear stage (RE) associated with an intermediate shaft (3), wherein a transmission output shaft (5) of the transmission is connected to the first planetary gear set (PG 1), wherein the first planetary gear set (PG 1) is connected to the first wheel output shaft (2a) and the second planetary gear set (PG 2) is connected to the second wheel output shaft (2b), and wherein the first planetary gear set (PG 1) and the second planetary gear set (PG 2) are arranged axially next to one another.

Electric axle drive according to Claim 1 , characterized in that the rotor shaft (1) is connected to a first spur gear (gear 1) which engages with a second spur gear (gear 2) connected to the intermediate shaft (3), that the second spur gear (gear 2) engages with a third spur gear (gear 3) connected to the transmission input shaft (4) and forms the spur gear stage (RE), and that the transmission input shaft (4) is connected to an element of the third planetary gear set (PG 3).

Electric axle drive according to Claim 1 or 2 , characterized in that the switching element (SE) is assigned to two elements of the third planetary gear set (PG 3) such that in a first switching position (a) of the switching element (SE) for switching a first gear, one of the elements of the third planetary gear set (PG 3) is connected to a housing (15) and that in a second switching position (b) of the switching element (SE) for switching a second gear, two elements of the third planetary gear set (PG 3) are connected to one another.

Electric axle drive according to Claim 3 , characterized in that the switching element (SE) is assigned to a ring gear (8) of the third planetary gear set (PG 3) and to a planet gear carrier (7) of the third planetary gear set (PG 3) in such a way that in the first switching position (a) of the switching element (SE) for switching the first gear, the ring gear (8) of the third planetary gear set (PG 3) is firmly connected to the housing (15) and that in the second switching position (b) of the switching element (SE) for switching the second gear, the ring gear (8) of the third planetary gear set (PG 3) is connected to the planet gear carrier (7) of the third planetary gear set (PG 3).

Electric axle drive according to Claim 3 , characterized in that the switching element (SE) is assigned to a ring gear (8) of the third planetary gear set (PG 3) and a sun gear (6) of the third planetary gear set (PG 3) such that in the first switching position (a) of the switching element (SE) for switching the first gear, the ring gear (8) of the third planetary gear set (PG 3) is firmly connected to the housing (15) and that in the second switching position (b) of the switching element (SE), the ring gear (8) of the third planetary gear set (PG 3) is connected to the sun gear (6) of the third planetary gear set (PG 3).

Electric axle drive according to one of the preceding claims, characterized in that the transmission output shaft (5) connected to a planetary gear carrier (7) of the third planetary gear set (PG 3) is connected to a sun gear (9) of the first planetary gear set (PG 1), that a planetary gear carrier (10) of the first planetary gear set (PG 1) is connected to the first wheel output shaft (2a), that a ring gear (11) of the first planetary gear set (PG 1) is connected to a sun gear (12) of the second planetary gear set (PG 2), that a ring gear (13) of the second planetary gear set (PG 2) is connected to the second wheel output shaft (2b), and that a planetary gear carrier (14) of the second planetary gear set (PG 2) is connected to a housing (15).

Electric axle drive according to one of the preceding claims, characterized in that the transmission input shaft (4) and the transmission output shaft (5) as well as the first planetary gear set (PG 1) and the second planetary gear set (PG 2) as well as the third planetary gear set (PG 3) are arranged coaxially to one another.

Electric axle drive according to one of the preceding claims, characterized in that the first planetary gear set (PG 1) and the second planetary gear set (PG 2) as well as the third planetary gear set (PG 3) are arranged axially next to one another.

Electric axle drive according to one of the preceding claims, characterized in that the switching element (SE) is designed as a positive-locking claw clutch.

Vehicle (16) with at least one electric axle drive according to one of the preceding claims.