WO2019115204A1 - Elektrische antriebsvorrichtung für ein kraftfahrzeug - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit einem Gehäuse (12), mit einer elektrischen Maschine (74), einem Differentialgetriebe (42) und einer Getriebevorrichtung (10) mit einem in dem Gehäuse (12) aufgenommenen ersten Planetenradsatz (14), welcher ein drehfest mit dem Gehäuse (12) verbundenes oder verbindbares erstes Sonnenrad (16), ein erstes Hohlrad (18) und einen ersten Planetenträger (20) als Bauelemente (16, 18, 20) des ersten Planetenradsatzes (14) aufweist, mit einem in dem Gehäuse (12) aufgenommenen zweiten Planetenradsatz (24), wobei der erste Planetenträger (20) permanent drehfest mit einer Abtriebswelle (40) verbunden ist, über welche von der Getriebevorrichtung (10) Drehmomente zum Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitstellbar sind. Erindungsgemäß weist der zweite Planetenradsatz (24) ein drehfest mit dem Gehäuse (12) verbundenes erstes Bauelement (28), genau ein drehfest mit dem ersten Hohlrad (18) verbundenes zweites Bauelement (30) und ein mit einem Rotor (76) der elektrischen Maschine (74) permanent drehmomentübertragend gekoppeltes drittes Bauelement (26) auf, wobei die Abtriebswelle (40) permanent drehfest mit einer Eingangswelle des Differentialgetriebes (42) verbunden ist.

Description

Elektrische Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft eine elektrische Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 .
Eine Getriebevorrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, ist beispielsweise bereits der DE 10 2015 209 647 A1 als bekannt zu entnehmen. Die Getriebevorrichtung umfasst ein Gehäuse und einen in dem Gehäuse aufgenommenen ersten Planetenradsatz, welcher einfach auch als erster Planetensatz bezeichnet wird. Der erste Planetenradsatz umfasst ein erstes Sonnenrad, ein erstes Hohlrad und einen ersten Planetenträger, wobei das erste Sonnenrad, das erste Hohlrad und der erste Planetenträger auch als erste Bauelemente bezeichnet werden beziehungsweise erste Bauelemente des ersten Planeten radsatzes sind.
Die Getriebevorrichtung umfasst ferner einen in dem Gehäuse aufgenommenen zweiten Planetenradsatz, welcher auch einfach als zweiter Planetenradsatz bezeichnet wird und ein drehfest mit dem Gehäuse verbundenes oder verbindbares zweites Sonnenrad, ein drehfest mit dem ersten Planetenträger verbundenes oder verbindbares zweites Hohlrad und einen zweiten Planetenträger aufweist. Das zweite Sonnenrad, der zweite
Planetenträger und das zweite Hohlrad werden auch als Bauelemente des zweiten Planeten radsatzes bezeichnet. Außerdem ist eine permanent drehfest mit dem zweiten Planetenträger verbundene Abtriebswelle vorgesehen, über welche von der
Getriebevorrichtung Drehmomente zum Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitstellbar sind.
Auch aus der CN 206 086 367 U und der gattungsgemäßen DE 10 2016 120 971 A1 sind derartige Getriebevorrichtungen bekannt. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Getriebevorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass sich eine besonders verlustarme und kompakte Bauweise einer elektrischen Antriebsvorrichtung und dabei eine besonders vorteilhafte Funktionalität der elektrischen Antriebsvorrichtung realisieren lassen.
Diese Aufgabe wird durch eine elektrische Antriebsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen
Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
Um eine aus dem Stand der Technik bekannte Getriebevorrichtung derart
weiterzuentwickeln, dass eine elektrische Antriebsvorrichtung mit besonders verlustarmer und kompakter Bauweise und gleichzeitig besonders vorteilhafter Funktionalität der Getriebevorrichtung realisiert werden kann, ist es vorgesehen, dass die elektrische Antriebsvorrichtung ein Gehäuse, eine elektrischen Maschine, ein Differentialgetriebe und eine Getriebevorrichtung aufweist. Wobei die Getriebevorrichtung einen in dem Gehäuse aufgenommenen ersten Planetenradsatz, welcher ein drehfest mit dem Gehäuse verbundenes oder verbindbares erstes Sonnenrad, ein erstes Hohlrad und einen ersten Planetenträger als Bauelemente des ersten Planetenradsatzes aufweist, sowie einen in dem Gehäuse aufgenommenen zweiten Planeten radsatz aufweist, wobei der erste Planetenträger permanent drehfest mit einer Abtriebswelle verbunden ist, über welche von der Getriebevorrichtung Drehmomente zum Antreiben des Kraftfahrzeugs
bereitstellbar sind.
Ferner wird davon ausgegangen, dass der zweite Planetenradsatz ein drehfest mit dem Gehäuse verbundenes erstes Bauelement, genau ein drehfest mit einem der
Bauelemente des ersten Planetenradsatzes, nämlich besonders bevorzugt mit dem ersten Hohlrad, verbundenes zweites Bauelement und ein mit einem Rotor der elektrischen Maschine permanent drehmomentübertragend gekoppeltes drittes
Bauelement aufweist, wobei die Abtriebswelle permanent drehfest mit einer
Eingangswelle des Differentialgetriebes verbunden ist.
Auf diese Weise wird eine besonders kompakte elektrische Antriebsvorrichtung dargestellt.
Damit ist nur ein einziges Bauelement des zweiten Planetenradsatzes mit einem der Bauelemente des ersten Planetenradsatzes permanent drehfest gekoppelt oder koppelbar. Mit den Bauelementen der Planeten radsätze sind jeweils ein Sonnenrad oder ein Hohlrad oder ein Planetenträger eines Planeten radsatzes gemeint.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass dem ersten Planeten radsatz ein
Verblockungsschaltelement zugeordnet ist, mittels welchem eines der Bauelemente des ersten Planetenradsatzes mit einem anderen der Bauelemente des ersten
Planetenradsatzes drehtest verbindbar ist. Hierdurch entsteht im Zusammenhang mit den anderen Merkmalen der Erfindung auf besonders effiziente und kompakte Art und Weise eine mehrgängige elektrische Antriebsvorrichtung.
Weiterhin ist erfindungsgemäß eine Seitenwelle vorgesehen, die dazu ausgebildet ist, ein Drehmoment ausgehend von dem Differentialgetriebe auf ein Rad des Kraftfahrzeugs zu übertragen, wobei die Seitenwele radial innerhalb einer Antriebswelle und koaxial zu der Antriebswelle sowie radial innerhalb des Rotors und koaxial zu dem Rotor der
elektrischen Maschine angeordnet ist.
Weiterhin erfindungsgemäß ist eine axiale Mitte des Differentialgetriebes axial gesehen ungefähr auf Höhe einer axialen Mitte des ersten Planetenradsatzes angeordnet.
Mit einer drehfesten Verbindung zweier drehbar gelagerter Elemente ist im Rahmen der Erfindung gemeint, dass die beiden Elemente koaxial zueinander angeordnet sind und derart miteinander verbunden sind, dass sie mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit drehen. Mit einer drehfesten Verbindung eines Elementes mit einem Gehäuse ist gemeint, dass das Element derart mit dem Gehäuse verbunden ist, dass es nicht gegenüber dem Gehäuse verdreht werden kann.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der zweite Planeten radsatz axial zwischen der elektrischen Maschine und dem Differentialgetriebe und auch axial zwischen der elektrischen Maschine und dem ersten Planetenradsatz angeordnet ist. Besonders vorteilhaft ist dabei das Differentialgetriebe axial gesehen überlappend zu dem ersten Planetenradsatz angeordnet. Besonders vorteilhaft ist dabei das
Differentialgetriebe radial innerhalb des ersten Planeten radsatzes angeordnet, was bedeutet, dass ein Außendurchmesser des Differentialgetriebes, vorteilhaft ein
Außendurchmesser eines Differentialkorbes, geringer ist als ein Außendurchmesser einer Verzahnung des ersten Sonnenrades. Auf diese Weise kann die Kompaktheit der elektrischen Antriebsvorrichtung in axialer Richtung erhöht werden - aufgrund der anderen Merkmale der Erfindung wird dies ohne Einbußen in der Funktionalität der elektrischen Antriebsvorrichtung ermöglicht. Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass das Differentialgetriebe als Kugeldifferential ausgeführt ist und die Abtriebswelle permanent drehfest mit dem Differentialkorb des Differentialgetriebes verbunden ist. Hierdurch kann die Kompaktheit des Getriebes weiter erhöht werden.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung sieht ein Bremselement zur drehfesten Kopplung des ersten Sonnenrades mit dem Gehäuse vor. Hierdurch kann ebenfalls auf sehr kompakte und effiziente Weise eine Mehrgänigkeit für die elektrische Antriebsvorrichtung erzielt werden. Besonders vorteilhaft kann das Bremselement in dieser Konstellation als ein Klauenschaltelement ausgeführt werden, wodurch sich ein besonders reibungsarmer Betrieb des Getriebes ohne Komforteinbußen verwirklichen lässt. Alternativ und ebenfalls sehr effizient kann das Bremselement als ein Freilauf ausgebildet werden.
Eine weitere Weiterbildung sieht vor, dass das Verblockungsschaltelement bezüglich einer axialen Reihenfolge auf einer der elektrischen Maschine abgewandten Seite des ersten Planetenradsatzes angeordnet ist.
Eine weitere Weiterbildung sieht vor, dass das Bremselement bezüglich einer axialen Reihenfolge auf einer der elektrischen Maschine abgewandten Seite des ersten
Planetenradsatzes angeordnet ist.
Eine weitere Weiterbildung sieht ein Parksperrenkopplungselement vor, welches dazu vorgesehen ist, den Differentialkorb des Differentialgetriebes (42) drehfest mit dem Gehäuse zu verbinden.
Besonders vorteilhafterweise ist hierzu eine mit dem Differentialkorb permanent drehfest verbundene Welle, wie zum Beispiel die Abtriebswelle, permanent drehfest mit einer Verzahnung des Parksperrenkopplungselements verbunden, in welche eine mit dem Gehäuse verbundene Parksperrenklinke einrasten kann.
Hierdurch können die Abtriebswelle und mit der Abtriebswelle gekoppelte Räder des Kraftfahrzeugs gegen unerwünschte Drehungen gesichert werden, sodass beispielsweise dann, wenn das Kraftfahrzeug abgestellt ist, ein unerwünschtes Wegrollen des
Kraftfahrzeugs vermieden werden kann.
Besonders vorteilhaft ist das Parksperrenkopplungselement axial gesehen auf einer der elektrischen Maschine abgewandten Seite des ersten Planetenradsatzes angeordnet. Besonders vorteilhaft im Hinblick auf Kompaktheit und zugleich im Hinblick auf möglichst geringe Reibverluste und zugleich im Hinblick auf möglichst gut abgestimmte
Übersetzungsverhältnisse sind das erste Bauelement des zweiten Planetenradsatzes als ein zweites Hohlrad, das zweite Bauelement (30) des zweiten Planetenradsatzes (24) als ein zweiter Planetenträger und das dritte Bauelement des zweiten Planetenradsatzes als ein zweites Sonnenrad ausgebildet.
Weiter kann die elektrische Antriebsvorrichtung hinsichtlich Kompaktheit und Reibverluste dadurch optimiert werden, dass die mittels des Verblockungsschaltelements drehfest miteinander verbindbaren Bauelemente das erste Hohlrad und das erste Sonnenrad sind.
Unter dem Merkmal, dass Komponenten der Getriebevorrichtung drehfest miteinander verbindbar sind, ist insbesondere zu verstehen, dass ein Schaltelement vorgesehen ist, welches beispielsweise zwischen einem ersten Schaltzustand und einem zweiten
Schaltzustand umschaltbar ist. Der erste Schaltzustand korrespondiert beispielsweise mit einer ersten Schaltstellung, wobei der zweite Schaltzustand beispielsweise in einer zweiten Schaltstellung korrespondiert. Dabei ist das Schaltelement beispielsweise, insbesondere relativ zu dem Gehäuse und/oder translatorisch, zwischen der ersten Schaltstellung und der zweiten Schaltstellung bewegbar. In dem ersten Schaltzustand sind die Komponenten mittels des Schaltelements drehfest miteinander verbunden, sodass sich die Komponenten beziehungsweise die Sonnenräder nicht relativ zueinander drehen können. In dem zweiten Schaltzustand jedoch gibt das Schaltelement die
Komponenten beziehungsweise die Sonnenräder für eine Drehung, insbesondere um die Drehachse, relativ zueinander frei, sodass sich die Komponenten beziehungsweise die Sonnenräder in dem zweiten Schaltzustand insbesondere dann, wenn die
Getriebevorrichtung angetrieben wird, relativ zueinander, insbesondere um die
Drehachse, drehen beziehungsweise drehen können.
Eine permanent drehfeste Verbindung von Komponenten der Getriebevorrichtung kann dagegen nicht bedarfsgerecht hergestellt und wieder aufgehoben werden, sondern ist permanent vorhanden, während mittels des Schaltelements eine drehfeste Verbindung zwischen den Komponenten bedarfsgerecht hergestellt, wieder gelöst und wieder hergestellt werden kann.
Das jeweilige Verblockungsschaltelement beziehungsweise das Bremselement sind ebenfalls als Schaltelemente ausgeführt. Dabei kann vorgesehen sein, dass auch mehrere der Schaltelemente oder alle Schaltelemente als formschlüssiges Schaltelement und somit beispielsweise als Klauenkupplung beziehungsweise Klauenschaltelement ausgebildet ist, wodurch Verluste besonders gering gehalten werden können. Dabei sind beispielsweise die jeweiligen Komponenten mittels des jeweiligen Schaltelements in dem jeweiligen Schaltzustand formschlüssig drehfest miteinander verbunden.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung ist, dass
Relativdrehzahlen in offen laufenden Schaltelementen, das heißt dann, wenn die
Schaltelemente geöffnet sind, besonders gering gehalten werden können. Ferner können in den Planetenradsätzen Relativdrehzahlen in einem besonders geringen Rahmen gehalten werden. Außerdem kann eine sehr gute Zugänglichkeit zu den Schaltelementen dargestellt werden, insbesondere dann, wenn das Schaltelement als eine Bremse ausgebildet ist.
Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass mindestens eines der Schaltelemente, mehrere der Schaltelemente oder alle Schaltelemente als reibschlüssiges Schaltelement und somit beispielsweise als Lamellenkupplung beziehungsweise als Lamellenbremse ausgebildet ist, sodass beispielsweise die jeweiligen Komponenten mittels des jeweiligen Schaltelements reib- beziehungsweise kraftschlüssig drehfest miteinander verbunden sein können, wodurch Schaltvorgänge besonders komfortabel ausgeführt werden können.
Ein weiterer Vorteil ist, dass sich insbesondere durch Realisierung einer Mehrgängigkeit der Getriebevorrichtung Drehzahlen der elektrischen Maschine auch bei hohen
Geschwindigkeiten besonders gering halten lassen, wodurch Verluste besonders gering gehalten werden können.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und
Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Zeichnung zeigt in der Figur eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen elektrischen Antriebsvorrichtung. Die Figur zeigt in einer schematischen Darstellung eine erfindungsgemäße
Ausführungsform eine elektrische Antriebsvorrichtung 1 mit einer Getriebevorrichtung 10 für ein Kraftfahrzeug.
Die elektrische Antriebsvorrichtung 1 umfasst eine elektrische Maschine 74, ein Gehäuse 12 und die Getriebevorrichtung 10 mit einem in dem Gehäuse 12 aufgenommenen ersten Planetenradsatz 14 und einen in dem Gehäuse 12 aufgenommenen zweiten
Planetenradsatz 24.
Die elektrische Maschine umfasst einen Stator 75 und einen Rotor 76. Vorteilhaft ist der Rotor 76 radial innerhalb des Stators 75 angeordnet.
Die elektrische Antriebsvorrichtung 1 umfasst ferner ein Differentialgetriebe 42, welches vorteilhaft radial innerhalb des ersten Planetenradsatzes 14 angeordnet ist. Das
Differentialgetriebe 42 kann als Planetendifferential ausgebildet sein. Besonders vorteilhaft ist das Differentialgetriebe 42 als Kugeldifferential ausgebildet.
Besonders vorteilhaft ist eine axiale Mitte des Differentialgetriebes 42 axial gesehen ungefähr auf Höhe einer axialen Mitte des ersten Planetenradsatzes 14 angeordnet.
Somit ist eine axiale Mittelebene 35 zumindest in einem Bereich der axialen Mitte des Differentialgetriebes 42 als auch in einem Bereich der axialen Mitte des ersten
Planetenradsatzes 14 angeordnet. Besonders vorteilhaft ist die axiale Mittelebene 35 im Wesentlichen deckungsgleich mit einer axialen Mittelebene eines der Zahnräder des ersten Planetenradsatzes, und eine Drehachse von Ausgleichsrädern des
Differentialgetriebes liegt besonders vorteilhaft im Wesentlichen in der axialen
Mittelebene 35.
Der erste Planetenradsatz 14 weist als die Zahnräder des ersten Planeten radsatzes 14 ein erstes Sonnenrad 16, ein erstes Hohlrad 18, einen ersten Planetenträger 20 mit zumindest einem ersten Planetenrad 22 als Bauelemente 16, 18, 20 des ersten
Planetenradsatzes 14 auf. Radial innerhalb des ersten Hohlrades 18 ist eine Hohlwelle 13 angeordnet, welche permanent drehfest mit dem ersten Hohlrad 18 verbunden ist. Die Hohlwelle 13 ist mittels eines Bremselementes 58 mit dem Gehäuse 12 koppelbar, wodurch auch das erste Hohlrad 18 mit dem Gehäuse 12 koppelbar ist. Der zweite Planetenradsatz 24 weist ein zweites Sonnenrad 26, ein zweites Hohlrad 28 sowie einen zweiten Planetenträger 30 mit zumindest einem zweiten Planetenrad 32 als Bauelemente 26, 28, 30 des zweiten Planetenradsatzes 24 auf. Der zweite
Planetenradsatz 24 ist axial gesehen zwischen dem ersten Planeten radsatz 14 und der elektrischen Maschine 74 angeordnet.
Die Bauelemente 16, 18, 20 des ersten Planetenradsatzes 14, die Bauelemente 26, 28,
30 des zweiten Planeten radsatzes und die Hohlwelle 13 weisen alle eine gemeinsame Drehachse 34 auf.
Das Bremselement 58 ist besonders vorteilhaft als eine Klauenkupplung ausgeführt. Alternativ und ebenfalls vorteilhaft ist das Bremselement 58 als ein Freilauf ausgeführt.
Das Bremselement 58 ist vorteilhaft axial gesehen auf einer der elektrischen Maschine 74 abgewandten Seite des ersten Planetenradsatzes 14 angeordnet.
Radial innerhalb der Hohlwelle 13 ist eine Abtriebswelle 40 angeordnet, die ebenfalls um die Drehachse 34 rotieren kann. Die Abtriebswelle 40 ist mit einem Differentialkorb 43 des Differentialgetriebes 42 permanent drehfest verbunden. Die Abtriebswelle ist auch mit dem ersten Planetenträger 20 permanent drehfest verbunden, so dass der Planetenträger 20 permanent drehfest mit dem Differentialkorb 43 verbunden ist.
Vorteilhaft ist die Abtriebswelle 40 als eine Hohlwelle ausgebildet. Radial innerhalb der als Hohlwelle ausgebildeten Abtriebswelle 40 und koaxial zu der Abtriebswelle 40 ist eine erste Seitenwelle 77 angeordnet. Die erste Seitenwelle 77 ist auf bekannte Weise dazu ausgebildet, ein Drehmoment ausgehend von dem Differentialgetriebe 42 auf ein Rad des Kraftfahrzeugs zu übertragen.
Ferner ist die Abtriebswelle 40 mittels eines Parksperrenkopplungselementes 60 mit dem Gehäuse 12 drehfest koppelbar. Mittels des Parksperrenkopplungselementes 60 ist somit vorteilhaft direkt auch der Differentialkorb 43 mit dem Gehäuse 12 koppelbar.
Der Rotor 76 der elektrischen Maschine ist mittels einer Antriebswelle 44 permanent drehfest mit dem zweiten Sonnenrad 26 verbunden.
Die Antriebswelle 44 ist vorteilhaft als eine Hohlwelle ausgebildet. Radial innerhalb der Antriebswelle 44 und koaxial zu der Antriebswelle 44 sowie radial innerhalb des Rotors 76 und koaxial zu dem Rotor 76 der elektrischen Maschine 74 ist eine zweite Seitenwelle 78 angeordnet, die, wie die erste Seitenwelle 77, auf bekannte Weise dazu ausgebildet ist, ein Drehmoment ausgehend von dem Differentialgetriebe 42 auf ein anderes Rad des Kraftfahrzeugs zu übertragen.
Die Übertragung der Drehmomente an die Räder ist in der Figur durch die Pfeile 38 angedeutet.
Ein Durchmesser der als Hohlwelle ausgebildeten Antriebswelle 44 ist vorteilhafter Weise kleiner als ein Durchmesser der als Hohlwelle ausgebildeten Abtriebswelle 40. Außerdem ist ein Durchmesser einer Verzahnung des zweiten Sonnenrades 26 kleiner als ein Durchmesser einer Verzahnung des ersten Sonnenrades 16. Auf diese Weise ergibt sich eine besonders kompakte Anordnung von erstem Planetenradsatz 14, zweitem
Planetenradsatz 24 und Differentialgetriebe 42.
Das zweite Hohlrad 28 ist permanent drehfest mit dem Gehäuse 12 verbunden und der zweite Planetenträger 30 ist permanent drehfest mit dem ersten Hohlrad 18 verbunden. Somit fungiert vorteilhaft der zweite Planetenradsatz 24 als eine reine Übersetzungsstufe.
Eine alternative nicht näher dargestellt Ausführungsform sieht vor, dass der zweite Planetenträger 30 permanent drehfest mit dem Gehäuse 12 verbunden ist und das zweite Hohlrad 28 permanent drehfest mit dem ersten Hohlrad 18 verbunden ist.
Vorteilhaft ist keines der Bauelemente 26, 28, 30 des zweiten Planetenradsatzes 24 mit einem Schaltelement verbunden. Die Bauelemente 26, 28, 30 des zweiten
Planetenradsatzes 24 weisen ausschließlich permanent drehfeste Verbindungen auf. Eines der Bauelemente 26, 28, 30 des zweiten Planetenradsatzes 24 ist mit der
Antriebsswelle 44 permanent drehfest verbunden, ein zweites der Bauelemente 26, 28,
30 des zweiten Planeten radsatzes 24 ist mit dem Gehäuse 12 permanent drehfest verbunden, ein drittes der Bauelemente 26, 28, 30 des zweiten Planeten radsatzes 24 ist permanent drehfest mit einem der Bauelemente des ersten Planeten radsatzes verbunden.
Vorteilhaft ist der erste Planeten radsatz 14 mit Schaltelementen verbunden, nämlich mit dem Bremselement 58 und mit einem Verblockungsschaltelement 46. Vorteilhaft sind sowohl das Bremselement 58 als auch das Verblockungsschaltelement 46 auf einer der elektrischen Maschine 74 abgewandten Seite des ersten Planetenradsatzes 14 angeordnet.
Eine bevorzugte axiale Reihenfolge sieht, wie in der Figur dargestellt, nacheinander entlang der Drehachse 34 vor: 1 . die elektrische Maschine 74, 2. den zweiten
Planetenradsatz 24, 3. den ersten Planeten radsatz 14, 4. das Bremselement 58 und/oder das Verblockungsschaltelement 46.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann zwischen dem zweiten Planetenradsatz 24 und der elektrischen Maschine 74 eine weitere Getriebeeinheit mit einem oder mehreren zusätzlichen Planetenradsätzen angeordnet sein.
Das Verblockungsschaltelement 46 ist dazu ausgebildet, zwei der Bauelemente 16, 18,
20 des ersten Planetenradsatzes 14 drehfest miteinander zu verbinden.
Besonders vorteilhaft ist das Verblockungsschaltelement 46 ist dazu ausgebildet, das erste Hohlrad 18 und das erste Sonnenrad 16 drehfest miteinander zu verbinden.
Das Verblockungsschaltelement 46 ist vorteilhaft radial außerhalb des Differentialkorbes 43 angeordnet. Das heißt, dass das Verblockungsschaltelement 46 beziehungsweise dessen wirkende Oberflächen auf einem größeren Radius um die Drehachse 34 angeordnet sind als ein Radius des Differentialkorbes 43.
Bezugszeichenliste
1 Elektrische Antriebsvorrichtung
10 Getriebevorrichtung
12 Gehäuse
13 Hohlwelle
14 erster Planeten radsatz
16 erstes Sonnenrad
18 erstes Hohlrad
20 erster Planetenträger
22 erstes Planetenrad
24 zweiter Planetenradsatz
26 zweites Sonnenrad
28 zweites Hohlrad
30 zweiter Planetenträger
32 zweites Planeten rad
34 Drehachse
35 Mittelebene
38 Pfeil
40 Abtriebswelle
42 Differentialgetriebe
43 Differentialkorb
44 Antriebswelle
46 Verblockungsschaltelement 58 Bremselement
60 Parksperrenkopplungselement
74 Elektrische Maschine
75 Stator
76 Rotor
77 Erste Seitenwelle
78 Zweite Seitenwelle

Claims

Patentansprüche
1 . Elektrische Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit einem Gehäuse (12), mit einer elektrischen Maschine (74), einem Differentialgetriebe (42) und einer Getriebevorrichtung (10) mit einem in dem Gehäuse (12) aufgenommenen ersten Planetenradsatz (14), welcher radial außerhalb des Differentialgetriebes (42) angeordnet ist und welcher ein drehfest mit dem Gehäuse (12) verbundenes oder verbindbares erstes Sonnenrad (16), ein erstes Hohlrad (18) und einen ersten Planetenträger (20) als Bauelemente (16, 18, 20) des ersten
Planetenradsatzes (14) aufweist,
mit einem in dem Gehäuse (12) aufgenommenen zweiten Planetenradsatz (24), wobei der erste Planetenträger (20) permanent drehfest mit einer Abtriebswelle (40) verbunden ist, über welche von der Getriebevorrichtung (10) Drehmomente zum Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitstellbar sind
wobei der zweite Planetenradsatz (24) ein drehfest mit dem Gehäuse (12) verbundenes zweites Hohlrad (28) und ein mit einem Rotor (76) der elektrischen Maschine (74) permanent drehmomentübertragend gekoppeltes zweites
Sonnenrad (26) aufweist,
wobei die Abtriebswelle (40) permanent drehfest mit einer Eingangswelle des Differentialgetriebes (42) verbunden ist,
wobei ein Bremselement (58) zur drehfesten Kopplung des ersten Sonnenrades (16) mit dem Gehäuse (12) vorgesehen ist,
wobei dem ersten Planeten radsatz (14) ein Verblockungsschaltelement (46) zugeordnet ist, mittels welchem eines der Bauelemente (16, 18, 20) des ersten Planetenradsatzes (14) mit einem anderen der Bauelemente (16, 18, 20) des ersten Planetenradsatzes (14) drehfest verbindbar ist,
wobei eine Seitenwelle (78), die dazu ausgebildet ist, ein Drehmoment ausgehend von dem Differentialgetriebe (42) auf ein Rad des Kraftfahrzeugs zu übertragen, radial innerhalb einer Antriebswelle (44) und koaxial zu der Antriebswelle (44) sowie radial innerhalb des Rotors (76) und koaxial zu dem Rotor (76) der elektrischen Maschine (74) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
das erste Hohlrad (18) drehtest mit dem zweiten Planetenträger (30) verbunden ist,
wobei eine axiale Mitte des Differentialgetriebes (42) axial gesehen ungefähr auf Höhe einer axialen Mitte des ersten Planeten radsatzes (14) angeordnet ist.
2. Elektrische Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
der zweite Planetenradsatz (24) axial zwischen der elektrischen Maschine (74) und dem Differentialgetriebe (42) und auch axial zwischen der elektrischen Maschine (74) und dem ersten Planetenradsatz (14) angeordnet ist.
3. Elektrische Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Differentialgetriebe (42) als Kugeldifferential ausgeführt ist und die
Abtriebswelle (40) permanent drehfest mit einem Differentialkorb des
Differentialgetriebes (42) verbunden ist.
4. Elektrische Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Anprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die mittels des Verblockungsschaltelements (46) drehfest miteinander verbindbaren Bauelemente (16, 18, 20) das erste Hohlrad (18) und das erste Sonnenrad (16) sind.
5. Elektrische Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das Bremselement (58) als ein Klauenschaltelement oder als ein Freilauf ausgebildet ist.
6. Elektrische Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das Verblockungsschaltelement (46) und/oder das Bremselement (58) bezüglich einer axialen Reihenfolge auf einer der elektrischen Maschine (74) abgewandten Seite des ersten Planetenradsatzes (14) angeordnet ist.
7. Elektrische Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
eine axiale Mittelebene (35) zumindest in einem Bereich einer axialen Mitte des Differentialgetriebes (42) als auch in einem Bereich einer axialen Mitte des ersten Planeten radsatzes (14) angeordnet ist.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114514388A (zh) * 2019-09-30 2022-05-17 Zf 腓德烈斯哈芬股份公司 电动车辆的驱动桥和动力换档方法
US11958348B2 (en) 2022-03-30 2024-04-16 Zf Friedrichshafen Ag Drive unit for a drive axle of a vehicle

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019202994A1 (de) 2019-03-06 2020-09-10 Zf Friedrichshafen Ag Antriebseinheit für ein Elektrofahrzeug und Antriebsachse mit einer Antriebseinheit
DE102019207785A1 (de) * 2019-05-28 2020-12-03 Zf Friedrichshafen Ag Elektrischer Antrieb für ein Fahrzeug
DE102021205929A1 (de) * 2021-06-11 2022-12-15 Zf Friedrichshafen Ag Getriebe für ein elektrisches Antriebssystem eines Kraftfahrzeugs sowie elektrisches Antriebssystem mit einem solchen Getriebe
DE102021205927A1 (de) * 2021-06-11 2022-12-15 Zf Friedrichshafen Ag Getriebe für ein elektrisches Antriebssystem eines Kraftfahrzeugs sowie elektrisches Antriebssystem mit einem solchen Getriebe
DE102021005016A1 (de) * 2021-10-07 2023-04-13 Mercedes-Benz Group AG Elektrische Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, sowie Kraftfahrzeug
DE102021005018A1 (de) * 2021-10-07 2023-04-13 Mercedes-Benz Group AG Elektrische Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2946963A1 (de) * 2014-05-24 2015-11-25 Audi Ag Kraftfahrzeug
DE102015209647A1 (de) 2015-05-27 2016-12-01 Zf Friedrichshafen Ag Getriebevorrichtung mit einer Getriebeeingangswelle, mit einer Getriebeausgangswelle und mit drei Planetenradsätzen
CN206086367U (zh) 2016-09-19 2017-04-12 福州大学 一种双行星排式电驱动总成
DE102016120971A1 (de) 2015-11-12 2017-05-18 GM Global Technology Operations LLC Antriebsstrang mit multi-planetarischer Einzelmotor-Antriebseinheit
DE102017111051B3 (de) * 2017-05-22 2018-06-14 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014220347B4 (de) * 2014-10-08 2022-06-02 Zf Friedrichshafen Ag Getriebeanordnung

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2946963A1 (de) * 2014-05-24 2015-11-25 Audi Ag Kraftfahrzeug
DE102015209647A1 (de) 2015-05-27 2016-12-01 Zf Friedrichshafen Ag Getriebevorrichtung mit einer Getriebeeingangswelle, mit einer Getriebeausgangswelle und mit drei Planetenradsätzen
DE102016120971A1 (de) 2015-11-12 2017-05-18 GM Global Technology Operations LLC Antriebsstrang mit multi-planetarischer Einzelmotor-Antriebseinheit
CN206086367U (zh) 2016-09-19 2017-04-12 福州大学 一种双行星排式电驱动总成
DE102017111051B3 (de) * 2017-05-22 2018-06-14 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114514388A (zh) * 2019-09-30 2022-05-17 Zf 腓德烈斯哈芬股份公司 电动车辆的驱动桥和动力换档方法
US11846343B2 (en) 2019-09-30 2023-12-19 Zf Friedrichshafen Ag Drive axle of an electric vehicle and powershifting method
US11958348B2 (en) 2022-03-30 2024-04-16 Zf Friedrichshafen Ag Drive unit for a drive axle of a vehicle

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