DE202005019438U1 - Drive unit e.g. for motor vehicle, has electrical driving motor having change speed gear having two steps with differential gear is provided which has opening and two outputs connected to wheel drive shaft - Google Patents

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Abstract

The drive unit (12) has an electrical driving motor (14) having a change speed gear (16) having two steps. A differential gear (18) is provided which has an opening (58) and two outputs connected to a wheel drive shaft (20, 22). The electrical driving motor is connected by a transmission drive shaft (40) by an opening of the change speed gear. An output of the change speed gear is connected to the input of the differential gear. The transmission drive shaft is designed as a hollow shaft which the wheel drive shaft is led through by the transmission drive shaft.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebseinheit für ein Kraftfahrzeug, mit einem elektrischen Antriebsmotor und einem Wechselgetriebe mit wenigstens zwei Gangstufen.The The present invention relates to a drive unit for a motor vehicle, with an electric drive motor and a change gear with at least two speed steps.

Eine derartige Antriebseinheit ist bekannt aus der DE 43 05 055 A1 .Such a drive unit is known from the DE 43 05 055 A1 ,

Elektrofahrzeuge mit einer elektrischen Antriebseinheit sind seit langem bekannt. Bislang bestand das Ziel bei derartigen Elektrofahrzeugen darin, Emissionen zu vermeiden, wie sie bei einem Verbrennungsmotor auftreten. Derartige Fahrzeuge sind daher vorwiegend unter dem Gesichtspunkt entwickelt worden, im Stadtbetrieb angemessene Fahrleistungen zu erzielen. Die Reichweite ist für längere Fahrten generell unzureichend. Dies liegt auch an dem notwendigen schweren Energiespeicher in Form eines Akkumulators, einer Brennstoffzelle oder Ähnlichem.electric vehicles with an electric drive unit have been known for a long time. So far the goal of such electric vehicles has been to Avoid emissions as they occur in an internal combustion engine. Such vehicles are therefore predominantly from the viewpoint been developed in city operation adequate driving performance achieve. The range is for longer trips generally inadequate. This is also due to the necessary serious Energy storage in the form of a rechargeable battery, a fuel cell or similar.

Seit einigen Jahren sind auch Hybrid-Antriebe im Einsatz. Hier besteht das Ziel darin, bei bestimmten Fahrsituationen keine Emissionen zu erzeugen, längere Fahrten mit dem Verbrennungsmotor jedoch zu ermöglichen.since A few years later, hybrid drives are also in use. Here exists the goal is to avoid emissions in certain driving situations to produce longer However, to allow driving with the internal combustion engine.

Ferner kann bei derartigen Hybrid-Konzepten ein Vorteil daraus gezogen werden, dass die Antriebsmotoren parallel geschaltet (Boost-Betrieb), und dass gegebenenfalls eine Rekuperation erfolgen kann (beispielsweise im Schubbetrieb).Further can take advantage of such hybrid concepts be that the drive motors in parallel (boost mode), and that optionally a recuperation can take place (for example in overrun mode).

Aus der DE 42 12 324 A1 ist eine Antriebseinheit zum Antrieb eines Stadtautos mittels Elektromotor bekannt. Die Antriebseinheit beinhaltet ein Schaltgetriebe, das zwei Geschwindigkeiten in Vorwärtsrichtung und einen Rückwärtsgang aufweist.From the DE 42 12 324 A1 is a drive unit for driving a city car by means of electric motor known. The drive unit includes a manual transmission which has two speeds forward and one reverse.

Das Schaltgetriebe weist eine erste Welle auf, die sich aus einem Gehäuse des Getriebes heraus erstreckt und außerhalb des Gehäuses mit dem Elektromotor verbindbar ist. An der ersten Welle sind zwei Kitzel für die zwei Gangstufen festgelegt.The Manual transmission has a first shaft, which consists of a housing of the Transmission out and outside of the housing with the electric motor is connectable. At the first wave are two tickles for the set two grades.

An einer zweiten Welle sind zwei den Ritzeln entsprechende Losräder gelagert, die mittels zweier Kupplungen schaltbar sind. Diese werden so geschaltet, dass jeweils eine der Kupplungen geöffnet und die andere geschlossen ist. Die Neutralstellung wird durch Abschalten des Elektromotors bestimmt.At a second shaft, two idler gears corresponding to the pinions are mounted, which are switchable by means of two clutches. These will be switched that one of the clutches open and the other closed is. The neutral position is switched off by the electric motor certainly.

Ein vom Konzept her ähnlicher Antriebsstrang ist aus der DE 199 17 724 A1 bekannt. Bei diesem Antriebsstrang sind an einer Getriebewelle zwei Losräder gelagert, die jeweils außenseitig mit einer zugeordneten Kupplungseinrichtung verbunden sind.A conceptually similar powertrain is from the DE 199 17 724 A1 known. In this drive train, two loose wheels are mounted on a transmission shaft, which are each connected on the outside with an associated coupling device.

Die Losräder stehen jeweils mit einem Festrad in Eingriff. Die Festräder sind an einem Differentialkorb eines Ausgleichsgetriebes der zugeordneten Achse des Kraftfahrzeuges festgelegt.The loose wheels are each engaged with a fixed gear. The fixed wheels are on a differential carrier of a differential gear of the associated Axis of the motor vehicle set.

Aus der DE 43 05 055 A1 ist eine Achsantriebseinheit für ein Elektromobil bekannt, mit einem Elektromotor, einem Schaltgetriebe, bei dem eine Antriebswelle mit Losrädern versehen ist, die mit Festrädern kämmen und wahlweise mit ihrer Welle kuppelbar sind, und mit einem Ausgleichsgetriebe, dessen Differentialkorb koaxial zu Achsantriebswellen ausgerichtet ist. Um eine möglichst kleine, leichte und billige Antriebseinheit zu schaffen, ist der Differentialkorb selbst die Antriebswelle des Getriebes, und die Losräder sind mittels einer Schaltmuffe mit der Antriebswelle verbindbar. Die Schaltmuffe bedient dabei eine erste Klauenkupplung zur Verbindung des ersten Losrades mit der Antriebswelle und eine zweite Klauenkupplung zur Verbindung des zweiten Losrades mit der Antriebswelle.From the DE 43 05 055 A1 is known an axle drive unit for a scooter, with an electric motor, a manual transmission, in which a drive shaft is provided with idler gears, which mesh with fixed gears and can be coupled with their shaft, and with a differential, whose differential carrier is aligned coaxially to the final drive shafts. In order to create the smallest possible, light and cheap drive unit, the differential carrier itself is the drive shaft of the transmission, and the idler gears are connected by means of a shift sleeve with the drive shaft. The shift sleeve operates a first jaw clutch for connecting the first idler gear to the drive shaft and a second jaw clutch for connecting the second idler gear to the drive shaft.

Die Antriebswelle ist über einen Konstanten-Radsatz mit einer Kuppelhülse verbunden, die drehbar in dem Getriebegehäuse gelagert ist. Die Kuppelhülse ist mit einer Motorwelle verbindbar, und zwar durch eine Öffnung in dem Getriebegehäusedeckel hindurch. Das an der Kuppelhülse festgelegte Antriebsritzel des Konstanten-Radsatzes ist in unmittelbarer Nachbarschaft mittels eines ersten Lagers, das an dem Hauptgehäuse festgelegt ist, und eines zweiten Lagers gelagert, das an dem Getriebegehäusedeckel gelagert ist.The Drive shaft is over a constant gear set connected to a coupling sleeve, which is rotatable in the transmission housing is stored. The coupling sleeve is connectable to a motor shaft, through an opening in the gearbox cover therethrough. The at the dome sleeve fixed drive pinion of the constant gear is in the immediate Neighborhood by means of a first bearing, which is fixed to the main housing is, and a second bearing mounted on the gear housing cover is stored.

Das Ausgleichsgetriebe ist gleichfalls innerhalb des Hauptgehäuseteils gelagert.The Differential gear is also within the main body part stored.

An dem Differentialkorb des Ausgleichsgetriebes ist ferner ein Sperrenrad festgelegt, das mittels einer von Hand oder automatisch betätigbaren Klinke zusammenwirken kann, um eine Parksperreneinrichtung zu realisieren.At the differential carrier of the differential gear is also a lock wheel determined by means of a manually or automatically operable latch can cooperate to realize a parking brake device.

Die bekannten Antriebseinheiten weisen entweder ein unbefriedigendes Leistungsgewicht, eine unzureichende Getriebeakustik und/oder eine unbefriedigende Fahrdynamik auf.The known drive units either have an unsatisfactory Power to weight, inadequate transmission acoustics and / or a unsatisfactory driving dynamics on.

Demzufolge besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine verbesserte Antriebseinheit für ein Kraftfahrzeug anzugeben.As a result, the object of the invention is an improved drive unit for a motor vehicle specify.

Diese Aufgabe wird durch eine Antriebseinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.These The object is achieved by a drive unit having the features of the claim 1 solved.

Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.preferred embodiments are in the subclaims specified.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the abovementioned and those still to be explained below Characteristics can be used not only in the specified combination, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:embodiments The invention are illustrated in the drawings and in the following description explained. Show it:

1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit, 1 a schematic representation of an embodiment of a drive unit according to the invention,

2 eine alternative Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit; und 2 an alternative embodiment of a drive unit according to the invention; and

3 eine weitere alternative Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit. 3 a further alternative embodiment of a drive unit according to the invention.

In 1 ist ein Kraftfahrzeug 10 schematisch dargestellt, das eine angetriebene Vorderachse mit einem linken Vorderrad VL und einem rechten Vorderrad VR sowie eine Hinterachse mit Hinterrädern, HL, HR aufweist.In 1 is a motor vehicle 10 schematically illustrated, which has a driven front axle with a left front wheel VL and a right front wheel VR and a rear axle with rear wheels, HL, HR.

Eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit zum Antrieb der Vorderachse ist in 1 generell mit 12 bezeichnet. Die Antriebseinheit kann auch alternativ zum Antrieb einer Hinterachse ausgelegt sein.A first embodiment of a drive unit according to the invention for driving the front axle is in 1 generally with 12 designated. The drive unit can also be designed as an alternative to driving a rear axle.

Die Antriebseinheit 12 weist einen elektrischen Antriebsmotor 14, ein Wechselgetriebe 16 und ein Ausgleichsgetriebe 18 auf.The drive unit 12 has an electric drive motor 14 , a change gearbox 16 and a differential 18 on.

Die Antriebsleistung wird von dem elektrischen Motor 14 erzeugt und über das Wechselgetriebe 16 auf das Ausgleichsgetriebe 18 geführt. Das Ausgleichsgetriebe 18 verteilt die Antriebsleistung auf eine linke Antriebswelle 20 und eine rechte Antriebswelle 22.The drive power is provided by the electric motor 14 generated and via the gearbox 16 on the differential 18 guided. The differential 18 distributes the drive power to a left drive shaft 20 and a right drive shaft 22 ,

Die Antriebseinheit 12 weist ferner ein Gehäuse 24 auf. Das Gehäuse 24 beinhaltet eine aus einem Stück hergestellte Gehäusebasis 26. Die Gehäusebasis 26 beinhaltet einen Gehäuseabschnitt 28 für das Wechselgetriebe (und in diesem Fall auch für das Ausgleichsgetriebe). Ferner beinhaltet die Gehäusebasis einen Gehäuseabschnitt 30 für den Antriebsmotor 14.The drive unit 12 also has a housing 24 on. The housing 24 includes a one piece housing base 26 , The case base 26 includes a housing section 28 for the change gear (and in this case also for the differential gear). Furthermore, the housing base includes a housing portion 30 for the drive motor 14 ,

Der Gehäuseabschnitt 30 für den Motor ist in axialer Richtung gesehen zu einer Seite hin offen, so dass der Antriebsmotor 14 axial in den Gehäuseabschnitt 30 eingesetzt werden kann. Der Gehäuseabschnitt 30 ist mittels eines ersten Deckels 32 verschlossen, so dass der Antriebsmotor 14 gekapselt in den Motorraum 30 aufgenommen werden kann.The housing section 30 for the motor is seen in the axial direction to one side open, so that the drive motor 14 axially into the housing section 30 can be used. The housing section 30 is by means of a first lid 32 closed, leaving the drive motor 14 encapsulated in the engine compartment 30 can be included.

Der Einsatz verschiedener Motorvarianten ist durch Adapter möglich.Of the Use of various engine variants is possible through adapters.

Der Gehäuseabschnitt 28 für das Getriebe weist einen zweiten Deckel 34 auf, in dem das Wechselgetriebe und das Ausgleichsgetriebe aufgenommen sind. Zwischen dem zweiten Deckel 34 und der Gehäusebasis 26 ist ein Lagerschild 35 festgelegt. Entsprechende Flanschverbindungen sind bei 36 und 37 gezeigt.The housing section 28 for the transmission has a second cover 34 on, in which the change gear and the differential gear are received. Between the second lid 34 and the case base 26 is a bearing shield 35 established. Corresponding flange connections are included 36 and 37 shown.

Zwischen einem Raum für den Antriebsmotor 14 und einem Raum für die Getriebe ist eine Trennwand 38 der Gehäusebasis vorgesehen. Die Räume sind durch die Trennwand gegeneinander abgedichtet. Die Trennwand kann auch unabgedichtet ausgeführt werden.Between a space for the drive motor 14 and a space for the gears is a partition 38 the housing base provided. The rooms are sealed against each other by the partition wall. The partition can also be carried out unsealed.

Eine als Hohlwelle ausgebildete Motorwelle bzw. Getriebeantriebswelle 40 ist durch die Trennwand 38 hindurch geführt.A designed as a hollow shaft motor shaft or transmission input shaft 40 is through the partition 38 passed through.

In dem Getrieberaum ist die Getriebeantriebswelle 40 über einen Konstantenradsatz K mit einer Vorgelegewelle (Zwischenwelle) 48 verbunden. Der Konstantenradsatz K, 42 weist ein Ritzel 44 und ein Rad 46 an der Zwischenwelle 48 auf.In the gear compartment is the transmission input shaft 40 via a constant gear set K with a countershaft (intermediate shaft) 48 connected. The constant gear set K, 42 has a pinion 44 and a bike 46 at the intermediate shaft 48 on.

An der Zwischenwelle 48 sind ferner ein erstes Losrad 50 für den ersten Gang und ein zweites Losrad 52 für den zweiten Gang gelagert. Diese Losräder kämmen mit Festrädern 54, 56, die drehfest mit einem Differentialkorb 58 des Ausgleichsgetriebes 18 verbunden sind.At the intermediate shaft 48 are also a first idler gear 50 for the first gear and a second idler gear 52 stored for second gear. These loose wheels mesh with fixed wheels 54 . 56 , which rotatably with a differential carrier 58 of the differential gear 18 are connected.

Zwischen den Radsätzen 50, 54 bzw. 52, 56 ist eine Schalteinrichtung 62 mit einer Schaltmuffe 60 angeordnet, die zur Betätigung jeweiliger Schaltkupplungen SK1, SK2, dient.Between the wheelsets 50 . 54 respectively. 52 . 56 is a switching device 62 with a sliding sleeve 60 arranged, which serves to actuate respective clutches SK1, SK2.

An dem Lagerschild 35 ist ferner eine Parksperreneinrichtung 64 gelagert, die auf die Zwischenwelle 48 wirkt.At the end shield 35 is also a parking brake device 64 stored on the intermediate shaft 48 acts.

Die Getriebeantriebswelle 40 ist starr mit der Motorwelle 40 verbunden. Diese wiederum ist innerhalb eines Rotors 74 des elektrischen Motors 14 angeordnet. Der Stator 72 ist koaxial hierzu an dem Gehäuseabschnitt 30 festgelegt.The transmission input shaft 40 is rigid with the motor shaft 40 connected. This in turn is inside a rotor 74 of the electric motor 14 arranged. The stator 72 is coaxial with this on the housing section 30 established.

Ein Statorgehäuse ist bei 70 gezeigt. Um das Statorgehäuse 70 herum kann ein Kühlwasserkanal 78 vorgesehen sein.A stator housing is included 70 shown. Around the stator housing 70 around can a cooling water channel 78 be provided.

Die eine Antriebswelle 20 erstreckt sich durch die Motorwelle/Getriebeantriebswelle 40 hindurch.The one drive shaft 20 extends through the motor shaft / transmission input shaft 40 therethrough.

Die Getriebeantriebswelle ist mittels eines ersten Lagers 82 an dem ersten Deckel 32 und eines zweiten Lagers 84 an der Trennwand 38 gelagert.The transmission input shaft is by means of a first bearing 82 on the first lid 32 and a second camp 84 on the partition 38 stored.

Die Zwischenwelle 48 ist mittels eines ersten Lagers 86 an dem zweiten Deckel 34 und eines zweiten Lagers 88 an der Trennwand 38 (oder an dem Lagerschild 35) gelagert.The intermediate shaft 48 is by means of a first camp 86 on the second lid 34 and a second camp 88 on the partition 38 (or on the end shield 35 ) stored.

Der Differentialkorb ist mittels eines ersten Lagers 90 an dem zweiten Deckel 34 und mittels eines zweiten Lagers 92 an dem Lagerschild 35 gelagert.The differential carrier is by means of a first bearing 90 on the second lid 34 and by means of a second warehouse 92 on the bearing plate 35 stored.

Alternativ ist es auch möglich, die Getriebeantriebswelle 40 im Bereich des Ritzes 44 zusätzlich im Bereich des Lagerschildes (s. 2, Lager 84a, 84b) oder alternativ nur im Bereich des Lagerschildes 35 zu lagern.Alternatively, it is also possible, the transmission input shaft 40 in the area of the scratch 44 additionally in the area of the end shield (s. 2 , Camp 84a . 84b ) or alternatively only in the area of the end shield 35 to store.

Ferner ist allgemein Folgendes auszuführen. Die Antriebseinheit ist eine koaxiale Zweibereichs-Antriebseinheit, die sich durch integrale Bauweise auszeichnet. Motor und Getriebe sind in einem Gehäuse untergebracht. Die elektrische Maschine wird vorzugsweise flüssigkeitsgekühlt. Durch die Intergralbauweise ist ggf. eine gemeinsame Kühlung von Motor und Getriebe sehr einfach möglich. Die Antriebseinheit ist mit einer sehr schnell laufenden E-Maschine ausgerüstet, die eine äußerst kompakte Gestaltung zur Folge hat. Das dadurch geringer werdende Drehmomentangebot wird mittels des ersten (hochübersetzenden) Bereiches (Konstantstufe) des Wechselgetriebes auf der Abtriebsseite kompensiert.Further the following is generally to be done. The Drive unit is a coaxial dual range drive unit, which is characterized by integral construction. engine and gears are in a housing accommodated. The electric machine is preferably liquid-cooled. By The integral design may be a common cooling of engine and transmission very easy. The drive unit is equipped with a high-speed electric motor equipped, the one extremely compact design entails. The resulting reduced torque range is by means of the first (highly translating) Range (constant level) of the gearbox on the output side compensated.

Die koaxiale Antriebseinheit besitzt daher zwei Übersetzungen, die jeweils in zweistufiger Stirnradbauweise realisiert werden. Somit ergibt sich ein Vorgelege-Getriebe mit einer Konstantstufe, einer Vorgelegewelle mir zwei Schalträdern sowie einer zum Antrieb koaxialen Abtriebswelle mit integriertem Differential. Das Differential wird vorzugsweise in Kegelradbauweise ausgeführt. Eine der am Differential angebundenen Seitenwellen bzw. Antriebswellen 20, 22 läuft durch die als Hohlwelle ausgeführte Motorwelle 40 hindurch.The coaxial drive unit therefore has two translations, each realized in a two-stage Stirnradbauweise. Thus, there is a countershaft transmission with a constant level, a countershaft with me two switching gears and a coaxial with the drive output shaft with integrated differential. The differential is preferably carried out in bevel gear design. One of the differential shafts side shafts or drive shafts 20 . 22 runs through the motor shaft designed as a hollow shaft 40 therethrough.

Die Schaltkupplungen SK1, SK2 können als Klauenschaltungen ausgeführt werden, da die Synchrondrehzahl an den Schaltelementen mit dem elektrischen Antrieb eingestellt werden kann.The Clutches SK1, SK2 can executed as claw circuits be because the synchronous speed at the switching elements with the electric Drive can be adjusted.

Die Schaltkräfte einer reinen Klauenschaltung sind wesentlich geringer als bei reibschlüssig synchronisierten Schaltelementen und lassen daher kurze Schaltzeiten bzw. leistungsärmere Schaltungsantriebe zu. Die Schaltbetätigung wird vorzugsweise elektromechanisch ausgeführt, bspw. mittels einer Schaltwalze.The shifting forces a pure claw circuit are much lower than synchronized with frictionally engaged Switching elements and therefore leave short switching times or lower-power circuit drives to. The switching operation is preferably carried out electromechanically, for example by means of a shift drum.

Das Getriebe besitzt optional eine automatisierte Parksperre (3, 64''), die ebenfalls von der elektromechanischen Aktuatorik 62'' angetrieben werden kann. Die Parksperre ist auf der Antriebseite bzw. der Zwischenwelle angeordnet und kann daher für das wesentlich kleinere Antriebsmoment bzw. Zwischenwellenmoment dimensioniert werden.The transmission optionally has an automated parking lock ( 3 . 64 '' ), also from the electromechanical actuator 62 '' can be driven. The parking lock is arranged on the drive side or the intermediate shaft and can therefore be dimensioned for the much smaller drive torque or intermediate shaft torque.

Bei der Antriebseinheit 12' der 2 ist die Getriebeantriebswelle 40' separat von der Motorhohlwelle ausgebildet und mit dieser drehfest verbunden (Verzahnung oder Ähnliches). Ferner ist hierbei der Rotor 74' beidseitig separat von der Getriebeantriebswelle 40' gelagert. Die Getriebeantriebswelle 40' ist an der Trennwand 38' bzw. dem Lagerschild 35' gelagert.At the drive unit 12 ' of the 2 is the gear drive shaft 40 ' formed separately from the hollow motor shaft and rotatably connected with this (teeth or the like). Furthermore, here is the rotor 74 ' separate from the gear drive shaft on both sides 40 ' stored. The transmission input shaft 40 ' is on the partition 38 ' or the end shield 35 ' stored.

Zudem ist an der Getriebeantriebswelle 40' eine Parksperreneinrichtung 64' vorgesehen, die mittels eines Schieberades betätigbar ist (manuell).In addition, on the transmission input shaft 40 ' a parking lock device 64 ' provided, which is actuated by means of a sliding wheel (manually).

In 3 ist eine weitere alternative Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit 12'' gezeigt.In 3 is another alternative embodiment of a drive unit according to the invention 12 '' shown.

Hier ist zu erkennen, dass als Schalteinrichtung eine Schaltwalze 62'' vorgesehen ist, die zum einen dazu ausgelegt ist, die Schaltmuffe 60'' zu betätigen. Zum anderen greift die Schaltwalze 62'' an einer automatisierten Parksperreneinrichtung 64'' an. Diese wird beispielsweise in einer Position P mittels der Schaltwalze betätigt. Dabei wirkt die Parksperre in axialer Richtung auf das Konstanten-Rad 46'', das zu diesem Zweck entsprechende axiale Ausnehmungen 100 aufweist. Zudem verfügt die Parksperreneinrichtung 64'' über einen Energiespeicher beispielsweise in Form einer Feder, so dass die Betätigung der Parksperreneinrichtung 64'' mittels der Schaltwalze 62'' zu jedem Zeitpunkt erfolgen kann. Sobald sich das Fahrzeug bewegt (und demgemäß das Konstanten-Rad 46'' sich dreht), fällt ein Sperrstift der Parksperreneinrichtung 64'' in eine der mehreren Ausnehmungen 100 ein und sorgt so für das Sperren des Getriebes.Here it can be seen that as a switching device, a shift drum 62 '' is provided, which is designed for a, the shift sleeve 60 '' to press. On the other hand, the shift drum engages 62 '' on an automated parking lock device 64 '' at. This is actuated for example in a position P by means of the shift drum. The parking brake in the axial direction acts on the constant wheel 46 '' , for this purpose corresponding axial recesses 100 having. In addition, the parking lock facility has 64 '' about an energy storage, for example in the form of a spring, so that the operation of the parking brake device 64 '' by means of the shift drum 62 '' can be done at any time. Once the vehicle is moving (and accordingly the constant wheel 46 '' turns) falls a locking pin of the parking brake device 64 '' in one of the several recesses 100 and thus ensures the locking of the transmission.

Der Schaltzeitpunkt für den Bereichswechsel hängt beim elektrischen Antrieb nicht von der Kennlinie der Kraftmaschine ab, sondern kann nach anderen Gesichtspunkten, wie z.B. dem Wir kungsgrad, auf die jeweilige Fahrsituation optimal angepasst werden.Of the Switching time for the range change depends not at the electric drive from the characteristic of the engine but may be judged by other considerations, such as the efficiency, on the respective driving situation are optimally adapted.

Folgende Vorteile/Merkmale ergeben sich:

  • – Integrierte Bauweise (Getriebe und Motor in einem Gehäuse)
  • – Optional: Integrierte Leistungselektronik
  • – Gemeinsame Motor- und Getriebekühlung möglich
  • – Hochdrehzahlkonzept (Antriebsleistung wird vorwiegend über die Drehzahl erzeugt)
  • – Optimiertes Leitungsgewicht durch kompakte E-Maschine
  • – Zwei-Bereichs-Getriebe, Übersetzungen zweistufig
  • – Gesamt Übersetzungen in Stirnradbauweise frei wählbar
  • – Klauenschaltung (geringe Schaltkräfte, kurze Schaltzeit)
  • – Schaltkennlinie variabel (leistungsorientiert oder wirkungsgradorientiert)
  • – Synchronisierung vorzugsweise elektrisch
  • – Optional: Reibschlüssige Synchronisierung möglich
  • – Elektromechanische Schaltaktuatorik
  • – Parksperre vorzugsweise an Antriebswelle oder Vorgelegewelle
  • – Parksperre „manuell" betätigt
  • – Optional: Automatisierte Parksperre darstellbar
  • – Parksperre kann als Hill-Holder benutzt werden
  • – Koaxiale Vorgelege-Bauweise
  • – E-Motor-Antriebswelle ist als Hohlwelle ausgeführt
  • – Radantriebswelle führt durch E-Motorwelle hindurch
  • – Kegelraddifferential (Planetendifferential auch denkbar).
The following advantages / features result:
  • - Integrated design (gearbox and motor in one housing)
  • - Optional: Integrated power electronics
  • - Common engine and transmission cooling possible
  • - high speed concept (drive power is mainly generated by the speed)
  • - Optimized cable weight due to compact e-machine
  • - Two-range transmission, two-stage translations
  • - Total translations in spur design freely selectable
  • - claw switching (low switching forces, short switching time)
  • - Switching characteristic variable (performance-oriented or efficiency-oriented)
  • - Synchronization preferably electrically
  • - Optional: frictional synchronization possible
  • - Electromechanical switching actuators
  • - Parking lock preferably on drive shaft or countershaft
  • - Parking lock "manually" operated
  • - Optional: Automated parking lock can be displayed
  • - Parking lock can be used as a hill holder
  • - Coaxial countershaft design
  • - E-motor drive shaft is designed as a hollow shaft
  • - Radantriebswelle leads through E-motor shaft
  • - Bevel gear differential (planetary differential also possible).

Claims (18)

Antriebseinheit (12) für ein Kraftfahrzeug (10), mit einem elektrischen Antriebsmotor (14), mit einem Wechselgetriebe (16), das wenigstens zwei Gangstufen (1, 2) aufweist, und mit einem Ausgleichsgetriebe (18), das ein Eingangsglied (58) und ein erstes und ein zweites Ausgangsglied aufweist, die jeweils mit einer Radantriebswelle (20, 22) verbunden sind, wobei der elektrische Antriebsmotor (14) über eine Getriebeantriebswelle (40) mit einem Eingang des Wechselgetriebes (16) verbunden ist und wobei ein Ausgang des Wechselgetriebes (16) mit dem Eingangsglied (58) des Ausgleichsgetriebes (18) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeantriebswelle (40) als Hohlwelle ausgebildet ist und dass eine (20) der Radantriebswellen (20, 22) durch die Getriebeantriebswelle (40) hindurch geführt ist.Drive unit ( 12 ) for a motor vehicle ( 10 ), with an electric drive motor ( 14 ), with a change gear ( 16 ), which has at least two grades ( 1 . 2 ), and with a differential ( 18 ), which is an input member ( 58 ) and a first and a second output member, each with a Radantriebswelle ( 20 . 22 ), wherein the electric drive motor ( 14 ) via a transmission input shaft ( 40 ) with an input of the transmission ( 16 ) and wherein an output of the transmission ( 16 ) with the input member ( 58 ) of the differential gear ( 18 ), characterized in that the transmission input shaft ( 40 ) is formed as a hollow shaft and that a ( 20 ) of the wheel drive shafts ( 20 . 22 ) by the transmission input shaft ( 40 ) is guided through. Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeantriebswelle (40) an einer Gehäusewand (38) gelagert ist, die einen Gehäuseabschnitt (30) für den Antriebsmotor von einem Gehäuseabschnitt (28) für das Wechselgetriebe trennt.Drive unit according to claim 1, characterized in that the transmission input shaft ( 40 ) on a housing wall ( 38 ) is mounted, which has a housing section ( 30 ) for the drive motor from a housing section ( 28 ) for the change gear separates. Antriebseinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeantriebswelle (40) ferner an einem axial gegenüberliegenden Ende des Gehäuseabschnittes (30) für den Antriebsmotor gelagert ist.Drive unit according to claim 2, characterized in that the transmission input shaft ( 40 ) further at an axially opposite end of the housing portion ( 30 ) is mounted for the drive motor. Antriebseinheit nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeantriebswelle (40) ferner an einem Lagerschild (35) innerhalb des Gehäuseabschnittes (28) für das Wechselgetriebe gelagert ist.Drive unit according to claim 2 or 3, characterized in that the transmission input shaft ( 40 ) on a bearing plate ( 35 ) within the housing section ( 28 ) is mounted for the change gear. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichsgetriebe (18) an einer Gehäusewand eines Gehäuseabschnittes (28) für das Wechselgetriebe sowie an einem Lagerschild (35) innerhalb des Gehäuseabschnittes (28) für das Wechselgetriebe gelagert ist.Drive unit according to one of claims 1-4, characterized in that the differential gear ( 18 ) on a housing wall of a housing section ( 28 ) for the change gear and on a bearing plate ( 35 ) within the housing section ( 28 ) is mounted for the change gear. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeantriebswelle (40) über einen Konstanten-Radsatz (K) mit einer Zwischenwelle (48) des Wechselgetriebes (16) verbunden ist.Drive unit according to one of claims 1 to 5, characterized in that the transmission input shaft ( 40 ) via a constant gear set (K) with an intermediate shaft ( 48 ) of the transmission ( 16 ) connected is. Antriebseinheit nach Anspruch 6 und nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Konstanten-Radsatz (K) zwischen einer dem Antriebsmotor (14) zugewandten Gehäusewand (38) des Gehäuseabschnittes (28) für das Wechselgetriebe und dem Lagerschild (35) angeordnet ist.Drive unit according to claim 6 and according to claim 4 or 5, characterized in that the constant gear set (K) between a the drive motor ( 14 ) facing housing wall ( 38 ) of the housing section ( 28 ) for the change gear and the bearing plate ( 35 ) is arranged. Antriebseinheit nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Übersetzung des Konstanten-Radsatzes (K) im Bereich von 1:3 bis 1:7, vorzugsweise im Bereich von 1:4 bis 1:6 liegt.Drive unit according to Claim 6 or 7, characterized that the translation of the constant gear set (K) in the range of 1: 3 to 1: 7, preferably in the range of 1: 4 to 1: 6. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 6-8, dadurch gekennzeichnet, dass der Konstanten-Radsatz (K) ein Antriebsritzel (44) aufweist, das an der Getriebeantriebs welle (40) festgelegt ist, und dass das Antriebsritzel (44) benachbart zu einer Lagerung der Getriebeantriebswelle (40) in einem Gehäuseabschnitt (28) für das Wechselgetriebe gelagert ist.Drive unit according to one of claims 6-8, characterized in that the constant gear set (K) is a drive pinion ( 44 ), which is connected to the gear drive shaft ( 40 ) and that the drive pinion ( 44 ) adjacent to a bearing of the transmission input shaft ( 40 ) in a housing section ( 28 ) is mounted for the change gear. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Wechselgetriebe (16) einen ersten und einen zweiten Gang-Radsatz (50, 54; 52, 56) aufweist, die jeweils ein mit einem Eingangsglied (58) eines Ausgleichsgetriebes (18) drehfest verbundenes Festrad (54, 56) aufweisen.Drive unit according to one of claims 1 to 9, characterized in that the change gear ( 16 ) a first and a second gear wheel set ( 50 . 54 ; 52 . 56 ) each having an input member ( 58 ) of a differential gear ( 18 ) non-rotatably connected fixed wheel ( 54 . 56 ) exhibit. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Wechselgetriebe (16) einen ersten und einen zweiten Gang-Radsatz (50, 54; 52, 56) aufweist, die jeweils ein Losrad (50, 52) aufweisen, wobei die Losräder (50, 52) an einer Zwischenwelle (48) gelagert sind und jeweils mittels einer Schaltkupplung (SK1, SK2) mit der Zwischenwelle (48) verbindbar sind.Drive unit according to one of claims 1 to 10, characterized in that the change gear ( 16 ) a first and a second gear wheel set ( 50 . 54 ; 52 . 56 ), each having a loose wheel ( 50 . 52 ), wherein the loose wheels ( 50 . 52 ) on an intermediate shaft ( 48 ) are mounted and in each case by means of a clutch (SK1, SK2) with the intermediate shaft ( 48 ) are connectable. Antriebseinheit nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Gang-Radsatz (50, 54) eine Übersetzung im Bereich von 1:2 bis 1:6, vorzugsweise im Bereich von 1:3 bis 1:5 aufweist.Drive unit according to claim 11, characterized in that the first gear wheel set ( 50 . 54 ) has a ratio in the range of 1: 2 to 1: 6, preferably in the range of 1: 3 to 1: 5. Antriebseinheit nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Gang-Radsatz (52, 56) eine Übersetzung im Bereich von 1:2 bis 1:4,5, vorzugsweise im Bereich von 1:2,5 bis 1:4 aufweist.Drive unit according to claim 11 or 12, characterized in that the second Gear Wheel Set ( 52 . 56 ) has a ratio in the range of 1: 2 to 1: 4.5, preferably in the range of 1: 2.5 to 1: 4. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (14) für Drehzahlen größer 15.000 U/min, vorzugsweise für Drehzahlen größer 20.000 U/min ausgelegt ist.Drive unit according to one of claims 1 to 13, characterized in that the drive motor ( 14 ) is designed for speeds greater than 15,000 U / min, preferably for speeds greater than 20,000 U / min. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuse (24) der Antriebseinheit (12) ein Kühlpfad (78) zur Kühlung des Antriebsmotors (14), des Wechselgetriebes (16) und/oder einer Leistungselektronik ausgebildet ist.Drive unit according to one of claims 1 to 14, characterized in that in the housing ( 24 ) of the drive unit ( 12 ) a cooling path ( 78 ) for cooling the drive motor ( 14 ), the gearbox ( 16 ) and / or power electronics is formed. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Parksperreneinrichtung (64) vorgesehen ist.Drive unit according to one of claims 1 to 15, characterized in that a parking lock device ( 64 ) is provided. Antriebseinheit nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Parksperreneinrichtung (64'') einen Sperrstift aufweist, der in Ausnehmungen eines Konstanten-Rades (46'') des Wechselgetriebes (16) einschiebbar ist, um das Wechselgetriebe (16) zu sperren.Drive unit according to claim 16, characterized in that the parking brake device ( 64 '' ) has a locking pin which in recesses of a constant-wheel ( 46 '' ) of the transmission ( 16 ) is insertable to the change gear ( 16 ) to lock. Antriebseinheit nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Parksperreneinrichtung (64'') einen Energiespeicher aufweist, so dass die Parksperreneinrichtung (64'') zu jedem Zeitpunkt betätigt werden kann und die dann gespeicherte Energie verwendet werden kann, um ein Sperrelement der Parksperreneinrichtung (64'') in ein entsprechendes Sperrelement (100) des Wechselgetriebes (16) eingreifen zu lassen, wenn sich das Fahrzeug bewegt.Drive unit according to claim 16 or 17, characterized in that the parking brake device ( 64 '' ) has an energy store, so that the parking brake device ( 64 '' ) can be actuated at any time and then the stored energy can be used to a blocking element of the parking brake device ( 64 '' ) in a corresponding blocking element ( 100 ) of the transmission ( 16 ) to be engaged when the vehicle is moving.
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