WO2020015778A1 - Drive unit having a continuously variable transmission and drive train - Google Patents

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WO2020015778A1
WO2020015778A1 PCT/DE2019/100584 DE2019100584W WO2020015778A1 WO 2020015778 A1 WO2020015778 A1 WO 2020015778A1 DE 2019100584 W DE2019100584 W DE 2019100584W WO 2020015778 A1 WO2020015778 A1 WO 2020015778A1
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Bernhard Walter
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Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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Definitions

  • the first output shaft is longer in the axial direction than the second output shaft and / or if the first output shaft is arranged radially inside the drive shaft designed as a hollow shaft. So the first output shaft does not require any additional installation space. It is also advantageous if a gear ratio spread, ie a ratio between the smallest and the largest adjustable gear ratio, of the continuously variable transmission is between 2.5 and 4.5. This allows the drive unit to perform particularly well.
  • the invention relates to an E-axis with a coaxial continuously variable transmission (CVT, Continuously Variable Transmission), in which a drive-side disk set of the transmission is coaxial with an electric drive machine and coaxial with the output shafts of the drive wheels, so that a hollow shaft construction is formed.
  • a planetary gear set can be provided as a reduction before the disk set on the drive side.
  • the spur gear 35 meshes with the planetary gear differential 30 and thus forms the second reduction gear stage 25.
  • the second post-reduction stage 25 is thus designed as a spur gear stage 36.
  • the torque is transmitted via the planet gears to a first driven gear 37, which is non-rotatably coupled to the first driven shaft 7, and to a second driven wheel 38, which is non-rotatably coupled to the second driven shaft 10.

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Abstract

The invention relates to a drive unit (1) for a motor vehicle, comprising an electrical drive machine (2), a driveshaft (3) that is rotationally fixed to a rotor (4) of the drive machine (2), a continuously variable transmission (5) that is torque-transmittingly coupled to to the driveshaft (3) via a first disc set (6), and an output shaft (7, 10) that is torque-transmittingly coupled to a second disc set (8) of the continuously variable transmission (5), wherein the first disc set (6) of the continuously variable transmission (5) is arranged coaxially with the driveshaft (3) and coaxially with the output shaft (7, 10).

Description

Antriebseinheit mit stufenlosem Getriebe sowie Antriebsstranq  Drive unit with continuously variable transmission and drive train
Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit für ein Kraftfahrzeug, mit einer elektrischen Antriebsmaschine, mit einer Antriebswelle, die drehfest mit einem Rotor der Antriebs- maschine verbunden ist, mit einem stufenlosen Getriebe, das über einen antriebswel- lenseitigen ersten Scheibensatz mit der Antriebswelle drehmomentübertragend ge- koppelt ist, und mit einer Abtriebswelle, die mit einem abtriebswellenseitigen zweiten Scheibensatz des stufenlosen Getriebes drehmomentübertragend gekoppelt ist. Wei- terhin betrifft die Erfindung einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einer sol- chen Antriebseinheit. The invention relates to a drive unit for a motor vehicle, with an electric drive machine, with a drive shaft which is connected in a rotationally fixed manner to a rotor of the drive machine, with a continuously variable transmission which couples to the drive shaft in a torque-transmitting manner via a first set of disks on the drive side is, and with an output shaft, which is coupled to a second disk set of the continuously variable transmission on the output shaft side in a torque-transmitting manner. The invention further relates to a drive train for a motor vehicle with such a drive unit.
Bei einem stufenlosen GetriebeA/ariator-Getriebe der bekannten Art ist also ein Varia- tor vorhanden, der zwei axial verschiebbare Scheibensätze, insbesondere Kegel- scheibenpaare, besitzt, über die ein Zugmittel drehmomentübertragend läuft. Das eine Kegelscheibenpaar ist dabei mit einer Antriebswelle verbunden, und das andere Ke- gelscheibenpaar ist mit einer Abtriebswelle verbunden. Jeweils eine Scheibe der Ke- gelscheibenpaare ist auf der jeweiligen Welle fixiert, während die jeweils andere Scheibe auf der Welle axial geführt gesteuert verschoben werden kann. Dabei sind zumeist die diagonal gegenüberliegenden Scheiben der Kegelscheibenpaare beweg- lich, so dass sich die Kegelscheibenpaare gegenläufig bewegen, um bei gleichblei- bender Zugmittellänge und bei gleichbleibendem Achsabstand der Wellen eine gleichbleibende Vorspannung des Zugmittels zu gewährleisten. Üblicherweise ent- spricht ein kleiner Zugmittelradius im Antriebs-Kegelscheibenpaar einem kleinen Gang eines konventionellen Getriebes. Wenn also an dem Antriebs-Kegelscheibenpaar die Kegelscheiben zusammengedrückt werden, vergrößert sich der Zugmittelradius, so dass das Übersetzungsverhältnis größer wird. In the case of a continuously variable transmission / ariator transmission of the known type, there is therefore a variator which has two axially displaceable disk sets, in particular conical disk pairs, via which a traction means runs to transmit torque. One pair of conical disks is connected to an input shaft, and the other pair of conical disks is connected to an output shaft. One disk of the conical disk pairs is fixed on the respective shaft, while the other disk on the shaft can be moved in an axially guided manner. In this case, the diagonally opposite disks of the conical disk pairs are usually movable, so that the conical disk pairs move in opposite directions in order to ensure a constant pre-tensioning of the traction device with a constant traction means length and with a constant center distance of the shafts. Usually, a small radius of the traction element in the pair of drive cone pulleys corresponds to a small gear of a conventional transmission. If the conical disks on the drive conical pulley pair are pressed together, the radius of the traction element increases so that the transmission ratio increases.
Aus dem Stand der Technik sind bereits sogenannte E-Achsen, d.h. eine Antriebsein- heit mit einer elektrischen Antriebsmaschine, mit einem Eingangsgetriebe bekannt. Jedoch ist es in verschiedenen Anwendungsfeldern erforderlich, mehr als einen Gang in der E-Achse bereitzustellen. Aus dem Stand der Technik ist es bereits bekannt, stufenlose Getriebe im Antriebs- strang eines Kraftfahrzeugs einzusetzen. Zum Beispiel offenbart die WO 2015/110108 A1 einen CVT-Antriebsstrang mit einem stufenlos verstellbaren Variator und mit einer auf einer primären Antriebsseite angeordneten Getriebeeingangswelle, zu der eine Anfahreinrichtung und ein sekundärer Antrieb, insbesondere eine einen sekundären Antrieb darstellende Elektromaschine, koaxial angeordnet sind, wobei eine erste zu- sätzliche Kupplung, die zur Kopplung des sekundären Antriebs mit einer Direktdurch- triebsstufe dient, und eine zweite zusätzliche Kupplung, die zur Kopplung mit einem Variatoreingang dient, vorhanden sind. So-called E-axes, ie a drive unit with an electric drive machine, with an input gear are already known from the prior art. However, in various fields of application, it is necessary to provide more than one gear in the E-axis. It is already known from the prior art to use continuously variable transmissions in the drive train of a motor vehicle. For example, WO 2015/110108 A1 discloses a CVT drive train with an infinitely variable variator and with a transmission input shaft arranged on a primary drive side, to which a starting device and a secondary drive, in particular an electric machine representing a secondary drive, are arranged coaxially, whereby a first additional clutch, which is used to couple the secondary drive to a direct drive stage, and a second additional clutch, which is used to couple to a variator input.
Der Stand der Technik hat jedoch immer den Nachteil, dass ein stufenloses Getriebe verhältnismäßig bauraumintensiv ist. However, the prior art always has the disadvantage that a continuously variable transmission is relatively space-intensive.
Es ist also die Aufgabe der Erfindung, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu vermeiden oder wenigstens zu verringern. Insbesondere soll eine Antriebseinheit mit einer elektrischen Antriebsmaschine bereitgestellt werden, die eine bauraumgünstige Integration eines stufenlosen Getriebes ermöglicht, so dass das erzeugte Drehmo- ment übersetzt werden kann. It is therefore the object of the invention to avoid or at least to reduce the disadvantages of the prior art. In particular, a drive unit with an electric drive machine is to be provided, which enables a space-saving integration of a continuously variable transmission, so that the torque generated can be translated.
Die Aufgabe der Erfindung wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung erfindungs- gemäß dadurch gelöst, dass der erste Scheibensatz des stufenlosen Getriebes koaxi- al zu der Antriebswelle und koaxial zu der Abtriebswelle angeordnet ist. Das heißt also auch, dass die Antriebswelle und die Abtriebswelle zueinander koaxial angeordnet sind. The object of the invention is achieved according to the invention in a generic device in that the first set of disks of the continuously variable transmission is arranged coaxially with the drive shaft and coaxially with the output shaft. This also means that the input shaft and the output shaft are arranged coaxially with one another.
Dies hat den Vorteil, dass das zusätzliche stufenlose Getriebe insbesondere in Radial- richtung besonders bauraumsparend ausgebildet werden kann, so dass sich eine In- tegration des stufenlosen Getriebes nur geringfügig auf die Konstruktion umliegender Bauteile auswirkt. This has the advantage that the additional continuously variable transmission can be designed to be particularly space-saving, particularly in the radial direction, so that integration of the continuously variable transmission has only a minor effect on the construction of surrounding components.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und wer- den nachfolgend näher erläutert. Zudem ist es zweckmäßig, wenn der Rotor koaxial zu der Antriebswelle angeordnet ist. Somit lässt sich die elektrische Antriebsmaschine bauraumsparend im Bereich der Antriebswelle integrieren. Dabei kann der Rotor direkt oder indirekt an der Antriebs- welle drehmomentübertragend angebunden sein. Advantageous embodiments are claimed in the subclaims and are explained in more detail below. It is also expedient if the rotor is arranged coaxially with the drive shaft. The electric drive machine can thus be integrated in the space of the drive shaft in a space-saving manner. The rotor can be connected directly or indirectly to the drive shaft in a torque-transmitting manner.
Auch ist es von Vorteil, wenn der Rotor direkt auf einer Außenseite der Antriebswelle aufgebracht ist. Das heißt also, dass die Antriebswelle koaxial zu der Antriebsmaschi- ne angeordnet wird. Dadurch ist es vorteilhafterweise nicht notwendig, eine Überset- zungsstufe zum Übertragen des Drehmoments von dem Rotor auf die Antriebswelle zwischenzuschalten. It is also advantageous if the rotor is mounted directly on an outside of the drive shaft. This means that the drive shaft is arranged coaxially with the drive machine. As a result, it is advantageously not necessary to interpose a transmission stage for transmitting the torque from the rotor to the drive shaft.
Ferner ist es bevorzugt, wenn die Abtriebswelle radial innerhalb der als Hohlwelle ausgebildeten Antriebswelle angeordnet ist. Das heißt, dass die Antriebswelle und die Abtriebswelle bilden eine Hohlwellenkonstruktion, bei der die Antriebswelle und die Abtriebswelle koaxial und radial ineinander geschachtelt angeordnet sind. Dadurch lässt sich in vorteilhafter Weise eine besonders bauraumgünstige Anordnung umset- zen. It is further preferred if the output shaft is arranged radially inside the drive shaft designed as a hollow shaft. This means that the drive shaft and the output shaft form a hollow shaft construction in which the drive shaft and the output shaft are arranged nested coaxially and radially one inside the other. In this way, a particularly space-saving arrangement can be implemented in an advantageous manner.
Zudem ist es vorteilhaft, wenn eine (Vor-) Untersetzungsstufe, d.h. eine Übersetzung ins Langsame, im Drehmomentenfluss wirkend zwischen der Antriebswelle und dem ersten Scheibensatz ausgebildet ist. Dadurch können das Drehmoment sowie die Drehzahl in geeigneter Weise übersetzt werden. Besonders bevorzugt ist es, wenn die Untersetzungsstufe durch einen Planetensatz ausgebildet ist. It is also advantageous if a (pre) reduction stage, i.e. a translation into slow, acting in the torque flow between the drive shaft and the first set of discs is formed. This allows the torque and the speed to be translated in a suitable manner. It is particularly preferred if the reduction stage is formed by a planetary gear set.
Ein günstiges Ausführungsbeispiel zeichnet sich dadurch aus, dass eine erste (Nach-) Untersetzungsstufe, d.h. eine Übersetzung ins Langsame, im Drehmomentenfluss dem zweiten Scheibensatz nachgeschaltet ist. Bevorzugterweise kann die Unterset- zungsstufe als eine Stirnradstufe ausgebildet sein. Dadurch können sowohl die Dreh- zahl und das Drehmoment geeignet übersetzt werden als auch das Drehmoment von dem zu der Abtriebswelle achsparallel angeordneten zweiten Scheibensatz auf eine koaxiale Welle übertragen werden. Weiterhin ist es von Vorteil, wenn die Stirnradstufe wird durch ein koaxial zu dem zweiten Scheibensatz angeordnetes Stirnrad und ein koaxial zu der Abtriebswelle (bzw. zu der Antriebswelle bzw. zu dem ersten Scheibensatz) angeordnetes Stirnrad gebildet wird. So lässt sich die Übersetzung vorteilhafterweise kostengünstig und mit hoher Präzision realisieren. A favorable exemplary embodiment is distinguished by the fact that a first (post) reduction stage, ie a translation into slow speed, follows the second set of disks in the torque flow. The reduction stage can preferably be designed as a spur gear stage. As a result, both the speed and the torque can be appropriately translated and the torque can be transmitted from the second set of disks, which is arranged axially parallel to the output shaft, to a coaxial shaft. It is also advantageous if the spur gear stage is formed by a spur gear arranged coaxially with the second set of discs and a spur gear arranged coaxially with the output shaft (or with the drive shaft or with the first set of discs). In this way, the translation can advantageously be carried out inexpensively and with high precision.
Zusätzlich ist es zweckmäßig, wenn eine zweite (Nach-) Untersetzungsstufe, d.h. eine Übersetzung ins Langsame, im Drehmomentenfluss wirkend der ersten Unterset- zungsstufe nachgeschaltet ist. Durch die mehrstufige Untersetzung kann vorteilhaf- terweise die Drehzahl schrittweise herabgesetzt werden. In addition, it is expedient if a second (post) reduction stage, i.e. a translation into slow speed, acting in the torque flow, is connected after the first reduction stage. Thanks to the multi-stage reduction, the speed can advantageously be gradually reduced.
Auch ist es vorteilhaft, wenn die zweite Untersetzungsstufe als Planetensatz ausgebil- det ist. Dadurch lassen sich in vorteilhafter weise insbesondere hohe Drehmomente besonders gut übersetzen. It is also advantageous if the second reduction stage is designed as a planetary gear set. As a result, in particular high torques can advantageously be translated particularly well.
Ferner ist es bevorzugt, wenn ein vorzugsweise als Planetensatzdifferential ausgebil- detes Differential zum Verteilen des Drehmoments der Antriebswelle auf eine erste Abtriebswelle und eine zweite Abtriebswelle koaxial zu dem ersten Scheibensatz an- geordnet ist. Dadurch kann das Drehmoment der elektrischen Antriebsmaschine in geeigneter Weise auf die Antriebsräder verteilt werden. It is further preferred if a differential, preferably designed as a planetary gear differential, for distributing the torque of the drive shaft to a first output shaft and a second output shaft is arranged coaxially with the first disk set. As a result, the torque of the electric drive machine can be distributed in a suitable manner to the drive wheels.
Insbesondere ist es bevorzugt, wenn die zweite Untersetzungsstufe ist in dem Diffe- rential integriert ist, so dass sich vorteilhafterweise eine besonders bauraumsparende Anordnung realisieren lässt. In particular, it is preferred if the second reduction stage is integrated in the differential, so that a particularly space-saving arrangement can advantageously be implemented.
Ferner ist es zweckmäßig, wenn die erste Abtriebswelle ist in Axialrichtung länger als die zweite Abtriebswelle ist und/oder wenn die erste Abtriebswelle radial innerhalb der als Hohlwelle ausgebildeten Antriebswelle angeordnet ist. So benötigt die erste Ab- triebswelle keinen zusätzlichen Bauraum. Auch ist es von Vorteil, wenn eine Übersetzungsspreizung, d.h. ein Verhältnis zwi schen einer kleinsten und einer größten einstellbaren Übersetzung, des stufenlosen Getriebes zwischen 2,5 und 4,5 liegt. Dadurch lässt sich eine besonders gute Leistung der Antriebseinheit erreichen. Furthermore, it is expedient if the first output shaft is longer in the axial direction than the second output shaft and / or if the first output shaft is arranged radially inside the drive shaft designed as a hollow shaft. So the first output shaft does not require any additional installation space. It is also advantageous if a gear ratio spread, ie a ratio between the smallest and the largest adjustable gear ratio, of the continuously variable transmission is between 2.5 and 4.5. This allows the drive unit to perform particularly well.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann das stufenlose Getriebe aus dem Drehmomentenfluss zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle schaltbar abkoppelbar sein. Das heißt also, dass das stufenlose Getriebe von der elektrischen Antriebsmaschine, beispielsweise durch eine formschlüssige Kupplung wie eine Klau- enkupplung, abgekoppelt wird, so dass das Drehmoment der elektrischen Antriebs- maschine nicht über das stufenlose Getriebe übersetzt wird. In a further preferred embodiment, the continuously variable transmission can be disconnectably switchable from the torque flow between the drive shaft and the output shaft. This means that the continuously variable transmission is decoupled from the electric drive machine, for example by means of a positive coupling such as a dog clutch, so that the torque of the electric drive machine is not translated via the continuously variable transmission.
Dabei ist es besonders von Vorteil, wenn die Antriebswelle direkt, d.h. ohne Zwi- schenschaltung des stufenlosen Getriebes, mit dem Differential verbindbar ist. Bei- spielsweise wird also ein Direktdurchtrieb von der Antriebswelle zu dem Differential, vorzugsweise durch eine formschlüssige Kupplung wie eine Klauenkupplung, reali- siert. So können Leistungsverluste durch die Zwischenschaltung des stufenlosen Ge- triebes schaltbar vermieden werden. It is particularly advantageous if the drive shaft is direct, i.e. without interposing the continuously variable transmission with which the differential can be connected. For example, a direct drive-through from the drive shaft to the differential is realized, preferably by a form-fitting clutch such as a dog clutch. Power losses through the interposition of the continuously variable transmission can be avoided.
Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch einen Antriebsstrang mit einer erfindungs- gemäßen Antriebseinheit gelöst. The object of the invention is also achieved by a drive train with a drive unit according to the invention.
Mit anderen Worten betrifft die Erfindung eine E-Achse mit einem koaxialen stufenlo- sen Getriebe (CVT, Continuously Variable Transmission), bei dem ein antriebsseitiger Scheibensatz des Getriebes koaxial zu einer elektrischen Antriebsmaschine und koa- xial zu den Abtriebswellen der Antriebsräder ist, so dass eine Hohlwellenkonstruktion gebildet wird. Dabei kann ein Planetensatz vor dem antriebsseitigen Scheibensatz als Voruntersetzung vorgesehen sein. In other words, the invention relates to an E-axis with a coaxial continuously variable transmission (CVT, Continuously Variable Transmission), in which a drive-side disk set of the transmission is coaxial with an electric drive machine and coaxial with the output shafts of the drive wheels, so that a hollow shaft construction is formed. In this case, a planetary gear set can be provided as a reduction before the disk set on the drive side.
Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe von Zeichnungen erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit in ei- ner ersten Ausführungsform, und The invention is explained below with the aid of drawings. Show it: 1 shows a schematic illustration of a drive unit according to the invention in a first embodiment, and
Fig. 2 eine Längsschnittdarstellung der Antriebseinheit in einer zweiten Ausführungs- form. 2 shows a longitudinal sectional view of the drive unit in a second embodiment.
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Ver- ständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen ge- kennzeichnet. Merkmale der unterschiedlichen Ausführungsbeispiele können unterei- nander ausgetauscht werden. The figures are only schematic in nature and serve only to understand the invention. The same elements are identified with the same reference symbols. Features of the different exemplary embodiments can be interchanged.
Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Antriebseinheit 1 für ein Kraftfahrzeug in einer ersten Ausführungsform. Die Antriebseinheit 1 weist eine elektrische Antriebsmaschi- ne 2 und eine Antriebswelle 3 auf, wobei die Antriebswelle 3 drehfest mit einem Rotor1 shows a drive unit 1 according to the invention for a motor vehicle in a first embodiment. The drive unit 1 has an electric drive machine 2 and a drive shaft 3, the drive shaft 3 being rotatably fixed with a rotor
4 der Antriebsmaschine 2 verbunden ist. Die Antriebseinheit 1 weist auch ein stufen- loses Getriebe 5 auf, das über einen ersten Scheibensatz 6 des stufenlosen Getriebes4 of the engine 2 is connected. The drive unit 1 also has a continuously variable transmission 5, which runs over a first disk set 6 of the continuously variable transmission
5 mit der Antriebswelle 3 drehmomentübertragend gekoppelt ist. Eine erste Ab- triebswelle 7 der Antriebseinheit 1 ist mit einem zweiten Scheibensatz 8 des stufenlo- sen Getriebes 5 drehmomentübertragend gekoppelt ist. Der zweite Scheibensatz 8 des Getriebes 5 ist drehmomentübertragend mit einem Differential 9 gekoppelt, wel- ches das von der elektrischen Antriebsmaschine 2 erzeugte Drehmoment auf die ers- te Abtriebswelle 7 und eine zweite Abtriebswelle 10 verteilt. Die beiden Abtriebswelle 7, 10 sind jeweils drehfest mit Antriebsrädern 11 verbunden. 5 is coupled to the drive shaft 3 in a torque-transmitting manner. A first output shaft 7 of the drive unit 1 is coupled to a second disk set 8 of the continuously variable transmission 5 in a torque-transmitting manner. The second set of disks 8 of the transmission 5 is torque-transmitting coupled to a differential 9, which distributes the torque generated by the electric drive machine 2 to the first output shaft 7 and a second output shaft 10. The two output shafts 7, 10 are each rotatably connected to drive wheels 11.
Die elektrische Antriebsmaschine 2 weist den Rotor 4 und einen Stator 12 auf, wobei der Rotor 4 koaxial zu dem Stator 12 und radial innerhalb des Stators 12 angeordnet ist. Der Rotor 4 ist relativ zu dem Stator 12 drehbar gelagert. Der Rotor 4 ist direkt auf einer Außenseite 13 der Antriebswelle 3 aufgebracht. Die elektrische Antriebsmaschi- ne 2 ist koaxial zu der Antriebswelle 3 angeordnet. Das heißt also, dass der Rotor 4 koaxial zu der Antriebswelle 3 angeordnet ist. Das stufenlose Getriebe 5 weist den ersten Scheibensatz 6 und den zweiten Schei- bensatz 8 auf, die über ein Zugmittel 14 drehmomentübertragend gekoppelt sind. Der erste Scheibensatz 6 wird durch ein Kegelscheibenpaar 15 gebildet. Dabei ist die eine Kegelscheibe 16 des Kegelscheibenpaars 15 axialfest auf der Antriebswelle 3 fixiert und die andere Kegelscheibe 17 des Kegelscheibenpaars 15 axial verschieblich auf der Antriebswelle 3 angeordnet. Die Kegelscheibe 17 kann axial geführt gesteuert verschoben werden, so dass sich der Zugmittelradius ändert. Der zweite Scheiben- satz 8 wird durch ein Kegelscheibenpaar 18 gebildet. Dabei ist die eine Kegelscheibe 19 des Kegelscheibenpaars 18 axialfest und die andere Kegelscheibe 20 des Kegel- scheibenpaars 18 axial verschieblich angeordnet ist. Die Kegelscheibe 20 kann axial geführt gesteuert verschoben werden, so dass sich der Zugmittelradius ändert. Die axial verschieblichen Kegelscheiben 17, 20 sind diagonal gegenüberliegend angeord- net. The electric drive machine 2 has the rotor 4 and a stator 12, the rotor 4 being arranged coaxially with the stator 12 and radially inside the stator 12. The rotor 4 is rotatably supported relative to the stator 12. The rotor 4 is mounted directly on an outer side 13 of the drive shaft 3. The electric drive machine 2 is arranged coaxially to the drive shaft 3. This means that the rotor 4 is arranged coaxially to the drive shaft 3. The continuously variable transmission 5 has the first disk set 6 and the second disk set 8, which are coupled in a torque-transmitting manner via a traction means 14. The first set of pulleys 6 is formed by a pair of conical pulleys 15. One conical disk 16 of the conical disk pair 15 is fixed axially on the drive shaft 3 and the other conical disk 17 of the conical disk pair 15 is arranged axially displaceably on the drive shaft 3. The conical disk 17 can be displaced in an axially guided manner, so that the radius of the traction element changes. The second set of disks 8 is formed by a pair of conical disks 18. One conical disk 19 of the conical disk pair 18 is axially fixed and the other conical disk 20 of the conical disk pair 18 is arranged to be axially displaceable. The conical disk 20 can be displaced in an axially guided manner, so that the radius of the traction element changes. The axially displaceable conical disks 17, 20 are arranged diagonally opposite one another.
Der erste Scheibensatz 6 des stufenlosen Getriebes 5 ist koaxial zu der Antriebswelle 3 sowie koaxial zu der ersten Abtriebswelle 7 und der zweiten Abtriebswelle 10 ange- ordnet. Dabei bilden die Antriebswelle 3 und die erste Abtriebswelle 7 eine Hohlwel- lenkonstruktion, bei der die Antriebswelle 3 als Hohlwelle ausgebildet ist und die erste Abtriebswelle 7 radial innerhalb der Antriebswelle 3 angeordnet ist. Die Antriebswelle 3 und die beiden Abtriebswellen 7, 10 sind koaxial zueinander angeordnet. Die erste Abtriebswelle 7 ist in Axialrichtung länger als die zweite Abtriebswelle 10. The first set of discs 6 of the continuously variable transmission 5 is arranged coaxially to the drive shaft 3 and coaxially to the first output shaft 7 and the second output shaft 10. The drive shaft 3 and the first output shaft 7 form a hollow shaft construction, in which the drive shaft 3 is designed as a hollow shaft and the first output shaft 7 is arranged radially inside the drive shaft 3. The drive shaft 3 and the two output shafts 7, 10 are arranged coaxially to one another. The first output shaft 7 is longer in the axial direction than the second output shaft 10.
Der zweite Scheibensatz 8 des stufenlosen Getriebes 5 ist achsparallel zu der An- triebswelle 3 sowie zu den beiden Abtriebswelle 7, 10 angeordnet. Im Drehmomenten- fluss wird das Drehmoment von dem zweiten Scheibensatz 8 über eine erste Nachun- tersetzungsstufe 21 weitergegeben. Die erste Nachuntersetzungsstufe 21 ist als eine Stirnradstufe 22 ausgebildet, die durch ein erstes Stirnrad 23, das koaxial zu dem zweiten Scheibensatz 8 angeordnet ist, und ein zweites Stirnrad 24, das koaxial zu den Abtriebswellen 7, 10 bzw. zu der Antriebswelle 3 angeordnet ist, gebildet wird. The second set of discs 8 of the continuously variable transmission 5 is arranged axially parallel to the drive shaft 3 and to the two output shafts 7, 10. In the torque flow, the torque is passed on from the second disc set 8 via a first reduction ratio 21. The first reduction gear stage 21 is designed as a spur gear stage 22, which is arranged by a first spur gear 23, which is arranged coaxially with the second set of discs 8, and a second spur gear 24, which is arranged coaxially with the output shafts 7, 10 and the drive shaft 3, respectively , is formed.
Von der ersten Nachuntersetzungsstufe 21 wird das Drehmoment über eine zweite Nachuntersetzungsstufe 25 an das Differential 9 weitergegeben. Die zweite Nachun- tersetzungsstufe 25 ist als ein Planetensatz bzw. Planetengetriebe 26 ausgebildet, bei dem ein Sonnenrad 27 drehfest mit der ersten Nachuntersetzungsstufe 21 verbunden ist und Planeten 28, die drehfest mit dem Differential 9 verbunden sind, in einem ge- häusefesten Hohlrad 29 umlaufen. Die zweite Nachuntersetzungsstufe 25 kann auch in dem Differential 9 integriert sein oder nicht ausgebildet sein. From the first reduction stage 21, the torque is passed on to the differential 9 via a second reduction stage 25. The second reduction ratio 25 is designed as a planetary gear set or planetary gear 26, at in which a sun gear 27 is connected in a rotationally fixed manner to the first reduction gear stage 21 and planets 28, which are connected in a rotationally fixed manner to the differential 9, rotate in a ring gear 29 fixed to the housing. The second post-reduction stage 25 can also be integrated in the differential 9 or not be formed.
Das Differential 9 ist als ein Planetensatzdifferential 30 ausgebildet, das das Dreh- moment auf die erste Abtriebswelle 7 und die zweite Abtriebswelle 10 und damit auf die Antriebsräder 11 verteilt. The differential 9 is designed as a planetary gear differential 30, which distributes the torque to the first output shaft 7 and the second output shaft 10 and thus to the drive wheels 11.
Auch wenn dies in dem Ausführungsbeispiel nicht dargestellt ist, kann im Drehmo- mentenfluss zwischen der Antriebswelle 3 und dem ersten Scheibensatz 6 des stufen- losen Getriebes 5 eine beispielsweise als Planetensatz ausgebildete Vorunterset- zungsstufe ausgebildet sein. Even if this is not shown in the exemplary embodiment, a preliminary reduction stage, for example in the form of a planetary gear set, can be formed in the torque flow between the drive shaft 3 and the first disk set 6 of the continuously variable transmission 5.
Auch wenn dies in dem Ausführungsbeispiel nicht dargestellt ist, kann das stufenlose Getriebe 5 von der elektrischen Antriebsmaschine 2 abkoppelbar ausgebildet werden. Dazu wird beispielsweise eine schaltbare Kupplung, wie eine Klauenkupplung, zwi- schen der elektrischen Antriebsmaschine 2 und dem stufenlosen Getriebe 5 vorgese- hen. Gleichzeitig wird durch eine weitere schaltbare Kupplung, wie eine Klauenkupp- lung, ein Direktdurchtrieb der Antriebswelle 3 zu dem Differential 9 realisiert. Even if this is not shown in the exemplary embodiment, the continuously variable transmission 5 can be designed to be uncouplable from the electric drive machine 2. For this purpose, for example, a switchable clutch, such as a dog clutch, is provided between the electric drive machine 2 and the continuously variable transmission 5. At the same time, through a further switchable clutch, such as a dog clutch, direct drive through of the drive shaft 3 to the differential 9 is realized.
Fig. 2 zeigt die erfindungsgemäße Antriebseinheit 1 für ein Kraftfahrzeug in einer zweiten Ausführungsform, die im Wesentlichen der ersten Ausführungsform ent- spricht. Die Antriebseinheit 1 weist die elektrische Antriebsmaschine 2 und die An- triebswelle 3 auf, wobei die Antriebswelle 3 drehfest mit dem Rotor 4 der Antriebsma- schine 2 verbunden ist. Die Antriebseinheit 1 weist auch das stufenlose Getriebe 5 auf, das über den ersten Scheibensatz 6 des stufenlosen Getriebes 5 mit der An- triebswelle 3 drehmomentübertragend gekoppelt ist. Die erste Abtriebswelle 7 der An- triebseinheit 1 ist mit dem zweiten Scheibensatz 8 des stufenlosen Getriebes 5 dreh- momentübertragend gekoppelt. Der zweite Scheibensatz 8 des Getriebes 5 ist dreh- momentübertragend mit dem Differential 9 gekoppelt, welches das von der elektri- schen Antriebsmaschine 2 erzeugte Drehmoment auf die erste Abtriebswelle 7 und die zweite Abtriebswelle 10 verteilt. Die elektrische Antriebsmaschine 2 weist den Ro- tor 4 und den Stator 12 auf, wobei der Rotor 4 koaxial zu dem Stator 12 und radial in- nerhalb des Stators 12 angeordnet ist. Der Rotor 4 ist relativ zu dem Stator 12 drehbar gelagert. Der Rotor 4 ist direkt auf der Außenseite 13 der Antriebswelle 3 aufgebracht. Die elektrische Antriebsmaschine 2 ist koaxial zu der Antriebswelle 3 angeordnet. FIG. 2 shows the drive unit 1 according to the invention for a motor vehicle in a second embodiment, which essentially corresponds to the first embodiment. The drive unit 1 has the electric drive machine 2 and the drive shaft 3, the drive shaft 3 being connected in a rotationally fixed manner to the rotor 4 of the drive machine 2. The drive unit 1 also has the continuously variable transmission 5, which is coupled to the drive shaft 3 in a torque-transmitting manner via the first disk set 6 of the continuously variable transmission 5. The first output shaft 7 of the drive unit 1 is coupled to the second disk set 8 of the continuously variable transmission 5 in a torque-transmitting manner. The second disk set 8 of the transmission 5 is torque-transmitting coupled to the differential 9, which transmits the torque generated by the electric drive machine 2 to the first output shaft 7 and the second output shaft 10 distributed. The electric drive machine 2 has the rotor 4 and the stator 12, the rotor 4 being arranged coaxially with the stator 12 and radially inside the stator 12. The rotor 4 is rotatably supported relative to the stator 12. The rotor 4 is mounted directly on the outside 13 of the drive shaft 3. The electric drive machine 2 is arranged coaxially with the drive shaft 3.
Der erste Scheibensatz 6 wird durch das Kegelscheibenpaar 15 aus der axialfest auf der Antriebswelle 3 fixierten einen Kegelscheibe 16 und der axial verschieblich auf der Antriebswelle 3 angeordneten anderen Kegelscheibe 17 gebildet. Der zweite Schei- bensatz 8 wird durch das Kegelscheibenpaar 18 aus der axialfest fixierten einen Ke- gelscheibe 19 und der axial verschieblich angeordneten anderen Kegelscheibe 20 ge- bildet. Die axial verschieblichen Kegelscheiben 17, 20 sind diagonal gegenüberlie- gend angeordnet. Das Zugmittel ist in dem zweiten Ausführungsbeispiel nicht darge- stellt. The first set of pulleys 6 is formed by the pair of conical pulleys 15 from the one conical pulley 16 fixed axially on the drive shaft 3 and the other conical pulley 17 arranged axially displaceably on the drive shaft 3. The second disk set 8 is formed by the conical disk pair 18 from the axially fixed one conical disk 19 and the axially displaceably arranged other conical disk 20. The axially displaceable conical disks 17, 20 are arranged diagonally opposite one another. The traction means is not shown in the second embodiment.
Der erste Scheibensatz 6 ist koaxial zu der Antriebswelle 3 und zu der ersten Ab- triebswelle 7 angeordnet. Die Antriebswelle 3 und die erste Abtriebswelle 7 bilden eine Hohlwellenkonstruktion, bei der die Antriebswelle 3 als Hohlwelle ausgebildet ist und die erste Abtriebswelle 7 radial innerhalb der Antriebswelle 3 angeordnet ist. Die An- triebswelle 3 und die beiden Abtriebswellen 7, 10 sind koaxial zueinander angeordnet. Die erste Abtriebswelle 7 ist in Axialrichtung länger als die zweite Abtriebswelle 10. The first disc set 6 is arranged coaxially with the drive shaft 3 and with the first output shaft 7. The drive shaft 3 and the first output shaft 7 form a hollow shaft construction in which the drive shaft 3 is designed as a hollow shaft and the first output shaft 7 is arranged radially inside the drive shaft 3. The drive shaft 3 and the two output shafts 7, 10 are arranged coaxially to one another. The first output shaft 7 is longer in the axial direction than the second output shaft 10.
Der zweite Scheibensatz 8 ist achsparallel zu der Antriebswelle 3 sowie zu den beiden Abtriebswelle 7, 10 angeordnet. Im Drehmomentenfluss wird das Drehmoment von dem zweiten Scheibensatz 8 über die erste Nachuntersetzungsstufe 21 weitergege- ben. Im Gegensatz zu der ersten Ausführungsform ist die erste Nachuntersetzungs- stufe 21 als ein Planetensatz 31 ausgebildet. Das Drehmoment wird also von dem zweiten Scheibensatz 8 über eine Zwischenwelle 32 weitergegeben, die wiederum ei- ne Außenverzahnung aufweist, welche mit Planetenrädern 33 des Planetensatzes 31 kämmt. Ein Planetenträger 34, in dem die Planetenräder 33 gelagert sind, wird durch die in einem gehäusefesten Hohlrad umlaufenden Planetenräder 33 rotatorisch ange- trieben. Ein Stirnrad 35 ist drehfest mit dem Planetenträger 34 gekoppelt, so dass das Drehmoment über den Planetenträger 34 weitergegeben wird. Das Stirnrad 35 ist drehbar auf der Zwischenwelle 32 gelagert und in Axialrichtung zwischen dem zweiten Scheibensatz 8 und dem Planetensatz 31 angeordnet. The second set of discs 8 is arranged axially parallel to the drive shaft 3 and to the two output shafts 7, 10. In the torque flow, the torque is passed on from the second disc set 8 via the first reduction gear stage 21. In contrast to the first embodiment, the first reduction stage 21 is designed as a planetary gear set 31. The torque is thus passed on from the second disk set 8 via an intermediate shaft 32, which in turn has an external toothing which meshes with planet gears 33 of the planet set 31. A planet carrier 34, in which the planet gears 33 are mounted, is driven in rotation by the planet gears 33 rotating in a ring gear fixed to the housing. A spur gear 35 is coupled in a rotationally fixed manner to the planet carrier 34, so that the torque is passed on via the planet carrier 34. The spur gear 35 is rotatably supported on the intermediate shaft 32 and arranged in the axial direction between the second disc set 8 and the planetary set 31.
Das Stirnrad 35 kämmt mit dem Planetensatzdifferential 30 und bildet somit die zweite Nachuntersetzungsstufe 25 aus. Die zweite Nachuntersetzungsstufe 25 ist somit als eine Stirnradstufe 36 ausgebildet. In dem Planetensatzdifferential 30 wird das Dreh- moment über die Planetenräder an ein erstes Abtriebsrad 37, das drehfest mit der ers- ten Abtriebswelle 7 gekoppelt ist, und an ein zweites Abtriebsrad 38, das drehfest mit der zweiten Abtriebswelle 10 gekoppelt ist, weitergegeben. The spur gear 35 meshes with the planetary gear differential 30 and thus forms the second reduction gear stage 25. The second post-reduction stage 25 is thus designed as a spur gear stage 36. In the planetary gear differential 30, the torque is transmitted via the planet gears to a first driven gear 37, which is non-rotatably coupled to the first driven shaft 7, and to a second driven wheel 38, which is non-rotatably coupled to the second driven shaft 10.
Bezuqszeichenliste Antriebseinheit Reference list of drive units
elektrische Antriebsmaschine electric prime mover
Antriebswelle drive shaft
Rotor rotor
stufenloses Getriebe continuously variable transmission
erster Scheibensatz first set of discs
erste Abtriebswelle first output shaft
zweiter Scheibensatz second set of discs
Differential differential
zweite Abtriebswelle second output shaft
Antriebsrad drive wheel
Stator stator
Außenseite outside
Zugmittel traction means
Kegelscheibenpaar Conical pulley
Kegelscheibe conical disk
Kegelscheibe conical disk
Kegelscheibenpaar Conical pulley
Kegelscheibe conical disk
Kegelscheibe conical disk
erste Nachuntersetzungsstufe first post-reduction stage
Stirnradstufe spur gear
erstes Stirnrad first spur gear
zweites Stirnrad second spur gear
zweite Nachuntersetzungsstufe second post-reduction stage
Planetensatz planetary set
Sonnenrad Planet sun planet
Hohlrad ring gear
Planetensatzdifferential Planetensatz Planetary gear differential Planetary gear set
Zwischenwelle intermediate shaft
Planetenräder planetary gears
Planetenträger planet carrier
Stirnrad spur gear
Stirnradstufe spur gear
erstes Abtriebsrad zweites Abtriebsrad first driven gear second driven gear

Claims

Patentansprüche claims
1. Antriebseinheit (1 ) für ein Kraftfahrzeug, mit einer elektrischen Antriebsmaschi- ne (2), mit einer Antriebswelle (3), die drehfest mit einem Rotor (4) der An- triebsmaschine (2) verbunden ist, mit einem stufenlosen Getriebe (5), das über einen ersten Scheibensatz (6) mit der Antriebswelle (3) drehmomentübertra- gend gekoppelt ist, und mit einer Abtriebswelle (7, 10), die mit einem zweiten Scheibensatz (8) des stufenlosen Getriebes (5) drehmomentübertragend ge- koppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Scheibensatz (6) des stufenlosen Getriebes (5) koaxial zu der Antriebswelle (3) und koaxial zu der Abtriebswelle (7, 10) angeordnet ist. 1. Drive unit (1) for a motor vehicle, with an electric drive machine (2), with a drive shaft (3), which is non-rotatably connected to a rotor (4) of the drive machine (2), with a continuously variable transmission ( 5), which is coupled to the drive shaft (3) in a torque-transmitting manner via a first disk set (6), and with an output shaft (7, 10), which is torque-transmitting with a second disk set (8) of the continuously variable transmission (5). is coupled, characterized in that the first set of discs (6) of the continuously variable transmission (5) is arranged coaxially to the drive shaft (3) and coaxially to the output shaft (7, 10).
2. Antriebseinheit (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Ro- tor (4) koaxial zu der Antriebswelle (3) angeordnet ist. 2. Drive unit (1) according to claim 1, characterized in that the rotor (4) is arranged coaxially to the drive shaft (3).
3. Antriebseinheit (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (4) direkt auf einer Außenseite (13) der Antriebswelle (3) aufgebracht ist. 3. Drive unit (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the rotor (4) is applied directly to an outer side (13) of the drive shaft (3).
4. Antriebseinheit (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswelle (7, 10) radial innerhalb der als Hohlwelle ausgebil- deten Antriebswelle (3) angeordnet ist. 4. Drive unit (1) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the output shaft (7, 10) is arranged radially within the drive shaft designed as a hollow shaft (3).
5. Antriebseinheit (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Untersetzungsstufe im Drehmomentenfluss zwischen der An- triebswelle (3) und dem ersten Scheibensatz (6) ausgebildet ist. 5. Drive unit (1) according to one of claims 1 to 4, characterized in that a reduction stage in the torque flow between the drive shaft (3) and the first set of discs (6) is formed.
6. Antriebseinheit (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Untersetzungsstufe (21 , 25) im Drehmomentenfluss dem zwei- ten Scheibensatz (8) nachgeschaltet ist. 6. Drive unit (1) according to one of claims 1 to 5, characterized in that a reduction stage (21, 25) in the torque flow is connected downstream of the second set of discs (8).
7. Antriebseinheit (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Differential (9) zum Verteilen des Drehmoments der Antriebswel- le (3) auf eine erste Abtriebswelle (7) und eine zweite Abtriebswelle (10) koaxial zu dem ersten Scheibensatz (6) angeordnet ist. 7. Drive unit (1) according to one of claims 1 to 6, characterized in that a differential (9) for distributing the torque of the drive shaft (3) to a first output shaft (7) and a second output shaft (10) coaxially the first set of discs (6) is arranged.
8. Antriebseinheit (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Übersetzungsspreizung des stufenlosen Getriebes (5) zwischen 2,5 und 4,5 liegt. 8. Drive unit (1) according to one of claims 1 to 7, characterized in that a gear ratio spread of the continuously variable transmission (5) is between 2.5 and 4.5.
9. Antriebseinheit (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das stufenlose Getriebe (5) aus dem Drehmomentenfluss zwischen der Antriebswelle (3) und der Abtriebswelle (7, 10) schaltbar abkoppelbar ist. 9. Drive unit (1) according to one of claims 1 to 8, characterized in that the continuously variable transmission (5) from the torque flow between the drive shaft (3) and the output shaft (7, 10) can be switched off.
10. Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, mit einer Antriebseinheit (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche. 10. Drive train for a motor vehicle, with a drive unit (1) according to one of the preceding claims.
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