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Title:
DRIVE DEVICE FOR A MOTOR VEHICLE WITH A COMMON RIGID RING GEAR AND A COMMON RIGID PLANET GEAR CARRIER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/013289
Kind Code:
A1
Abstract:
A drive device (1) for a motor vehicle has an electric drive machine which is operatively connected to a transmission device (3) via a driveshaft (2). The transmission device (3) has at least a first and a second planet gear stage (4, 5) and a differential stage (6). The first planet gear stage (4) has a first planet gear set with multiple planet gears (7a), and the planet gears (7a) of the first planet gear set are rotatably arranged on a first planet gear carrier and mesh with a first sun gear (9a) and with a first ring gear. The second planet gear stage (5) has a second planet gear set with multiple planet gears (7b), and the planet gears (7b) of the second planet gear set are rotatably arranged on a second planet gear carrier and mesh with a second sun gear (9b) and with a second ring gear. The first and the second planet gear stage (4, 5) are operatively connected to a double clutch device (11) with a first and a second power-shift clutch (12a, 12b), the first ring gear and the second ring gear are rigidly connected together in order to form a common ring gear (10), and the first planet gear carrier and the second planet gear carrier are rigidly connected together in order to form a common planet gear carrier (8).

Inventors:
VOELKEL FRANZ (DE)
Application Number:
PCT/DE2020/100541
Publication Date:
January 28, 2021
Filing Date:
June 24, 2020
Export Citation:
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Assignee:
SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG (DE)
International Classes:
F16H3/66; B60K1/00
Foreign References:
DE102018111800A12019-01-17
EP0733826A21996-09-25
US20150087464A12015-03-26
JP2017206213A2017-11-24
DE102011088668A12013-06-20
DE102013220835A12015-04-16
JP2017206213A2017-11-24
GB2085099A1982-04-21
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Claims:
Patentansprüche

1 . Antriebsvorrichtung (1 ) für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine elektrische An triebsmaschine, die über eine Antriebswelle (2) mit einer Getriebevorrichtung (3) wirk verbunden ist, wobei die Getriebevorrichtung (3) mindestens eine erste und zweite Planetenradstufe (4, 5) sowie eine Differentialstufe (6) aufweist, wobei die erste Pla netenradstufe (4) einen ersten Planetenradsatz mit mehreren Planetenrädern (7a) auf weist, wobei die Planetenräder (7a) des ersten Planetenradsatzes drehbar an einem ersten Planetenradträger angeordnet sind und mit einem ersten Sonnenrad (9a) sowie mit einem ersten Hohlrad im Zahneingriff stehen, wobei die zweite Planetenradstufe (5) einen zweiten Planetenradsatz mit mehreren Planetenrädern (7b) aufweist, wobei die Planetenräder (7b) des zweiten Planetenradsatzes drehbar an einem zweiten Pla netenradträger angeordnet sind und mit einem zweiten Sonnenrad (9b) sowie mit ei nem zweiten Hohlrad im Zahneingriff stehen, und wobei die erste und die zweite Pla netenradstufe (4, 5) mit einer Doppelkupplungsvorrichtung (1 1 ), welche eine erste und eine zweite lastschaltbare Kupplung (12a, 12b) beinhaltet, wirkverbunden sind, wobei das erste Hohlrad und das zweite Hohlrad zum Bilden eines gemeinsamen Hohlrads (10) starr miteinander verbunden sind und der erste Planetenradträger und der zweite Planetenradträger zum Bilden eines gemeinsamen Planetenradträgers (8) starr mitei nander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kupplung (12a) drehfest mit dem zweiten Sonnenrad (9b) und die zweite Kupplung (12b) drehfest mit dem ersten Sonnenrad (9a) verbunden ist oder die erste Kupplung (12a) drehfest mit dem gemeinsamen Planetenradträger (8) und die zweite Kupplung (12b) drehfest mit dem gemeinsamen Hohlrad (10) verbunden ist.

2. Antriebsvorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das das erste Hohlrad und das zweite Hohlrad dieselbe Verzahnung aufweisen.

3. Antriebsvorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das gemeinsame Hohlrad (10), der gemeinsame Planeten radträger (8), das erste Sonnenrad (9a) oder das zweite Sonnenrad (9b) stationär in einem Ge häuse (15) festgelegt sind. 4. Antriebsvorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der gemeinsame Planetenradträger (8), das gemeinsame Hohlrad (10), das zweite Sonnenrad (9b) oder das erste Sonnenrad (9a) mit der Differential stufe (6) wirkverbunden ist.

5. Antriebsvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass ein Öffnen beider Kupplungen (12a, 12b) eine Leis tungsabschaltung realisiert.

6. Antriebsvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass ein Schließen der ersten Kupplung (12a) und ein Öffnen der zweiten Kupplung (12b) eine erste Getriebeübersetzung realisiert und ein Schließen der zweiten Kupplung (12b) und ein Öffnen der ersten Kupplung (12a) eine zweite Getriebeübersetzung realisiert.

7. Antriebsvorrichtung (1 ) nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, dass die erste Getriebeübersetzung ungleich der zweiten Getriebeübersetzung ist.

8. Antriebsvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Antriebsmaschine einen Stator und einen Rotor aufweist, wobei der Rotor drehfest mit der Antriebswelle (2) verbunden ist.

9. Antriebsvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsmaschine achsparallel versetzt oder ko axial zur Differentialstufe (6) angeordnet ist.

Description:
Antriebsvorrichtunq für ein Kraftfahrzeug mit gemeinsamen starren Hohlrad und gemeinsamen starren Planetenradträger

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer elektri schen Antriebsmaschine, die über eine Antriebswelle mit einer Getriebevorrichtung wirkverbunden ist, wobei die Getriebevorrichtung mindestens eine erste und zweite Planetenradstufe sowie eine Differentialstufe aufweist, wobei die erste Planetenrad stufe einen ersten Planetenradsatz mit mehreren Planetenrädern aufweist, wobei die Planetenräder des ersten Planetenradsatzes drehbar an einem ersten Planetenradträ ger angeordnet sind und mit einem ersten Sonnenrad sowie mit einem ersten Hohlrad im Zahneingriff stehen, wobei die zweite Planetenradstufe einen zweiten Planetenrad satz mit mehreren Planetenrädern aufweist, wobei die Planetenräder des zweiten Pla netenradsatzes drehbar an einem zweiten Planetenradträger angeordnet sind und mit einem zweiten Sonnenrad sowie mit einem zweiten Hohlrad im Zahneingriff stehen, und wobei die erste und die zweite Planetenradstufe mit einer Doppelkupplungsvor richtung mit einer ersten und einer zweiten lastschaltbaren Kupplung wirkverbunden sind.

Aus dem Stand der Technik sind bereits Antriebsvorrichtungen für Kraftfahrzeuge be kannt. Beispielsweise zeigt die DE 10 201 1 088 668 A1 eine Antriebsvorrichtung mit wenigstens einer elektrischen Antriebsmaschine, mit wenigstens einem ersten Plane tentrieb mit einer Schaltkupplung und mit einem Differenzial. Eine Rotorwelle der An triebsmaschine ist mit einer ersten Anschlusswelle des aus wenigstens drei An schlusswellen gebildeten Planetentriebs drehfest gekoppelt. Eine zweite Anschluss welle des ersten Planetentriebs ist mittels einer Schaltmuffe der Schaltkupplung ge gen ein Bauteil der Antriebsvorrichtung rotationsfest festlegbar. Eine dritte Anschluss welle des ersten Planetentriebs ist mit einer Summenwelle des Differenzials wirkver bunden. Die Schaltmuffe ist in formschlüssigen Eingriff entweder mit der zweiten An schlusswelle des ersten Planetentriebs oder in eine drehmomentenübertragende Wirkverbindung mit der Summenwelle des Differenzials verschiebbar.

Auch offenbart die DE 10 2013 220 835 A1 ein Umlaufrädergetriebe, insbesondere ein Achsgetriebe für ein Kraftfahrzeug, zur Verzweigung der an einem Leistungseingang anliegenden Antriebsleistung auf einen ersten und auf einen zweiten Leistungsaus gang in Verbindung mit einer Reduktion der Ausgangsdrehzahl auf ein unter der An triebsdrehzahl am Leistungseingang liegendes Drehzahlniveau, mit einer Überlage rungsgetriebestufe die ein erstes Sonnenrad, einen ersten Planetensatz, einen ersten Planetenradträger und ein erstes Hohlrad umfasst, und einer Wendegetriebestufe die ein zweites Sonnenrad, einen zweiten Planetensatz, einen zweiten Planetenradträger und ein zweites Hohlrad umfasst, wobei das erste Sonnenrad als Leistungseingang fungiert, das erste Hohlrad mit dem zweiten Hohlrad drehfest gekoppelt ist, der erste Leistungsausgang über den ersten Planetenradträger der Überlagerungsgetriebestufe bewerkstellig ist, der zweite Leistungsausgang über die Wendegetriebestufe bewerk stelligt ist, indem das zweite Sonnenrad den zweiten Leistungsausgang darstellt, der zweite Planetensatz als Doppelplanetensatz ausgebildet ist, der wenigstens ein Paar miteinander in Eingriff stehende Doppelplaneten aufweist, wobei jeweils ein Planet dieses Doppelplanetenpaares mit dem zweiten Sonnenrad, sowie dem zweiten Hohl rad in Eingriff steht und der weitere Planet dieses Doppelplanetenpaares mit einem stationären Hohlrad in Eingriff steht.

Die JP 2017- 206 213 A zeigt ein Planetengetriebe, wobei zwei miteinander käm mende Planetenräder an einem gemeinsamen Planetenradträger angeordnet sind und das eine Planetenrad mit einem Sonnenrad kämmt und das andere Planetenrad mit einem Hohlrad kämmt, wobei das Hohlrad über eine Bremse gestellfest setzbar ist.

Die GB 2 085 099 A zeigt ein Getriebe für die Verwendung an einer Winde, einer Seil trommel oder einem anderen Hebezeug, mit einer Anzahl von unabhängig voneinan der betätigbaren Kupplungen zum Herstellen von wenigstens drei Antriebsübertra gungsverhältnissen über zugeordnete Planetenradsätze. Die Planetenradsätze sowie die Kupplungen laufen in einem Ölbad. Mittels Steuereinrichtungen sind jeweils zwei Kupplungen gleichzeitig betätigbar, so daß jeweils nur eine Kupplung gelöst und damit dem Strömungswiderstand des Ölbads unterworfen ist. Die Planetenradsätze und Kupplungen dienen der variablen Antriebsübertragung von einer Eingangswelle auf ein Abtriebsteil.

Es ist die Aufgabe der Erfindung eine Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug zu ent wickeln, wobei der Fokus auf einer möglichst einfachen Getriebestruktur mit vielen Gleichteilen und passender Übersetzungsaufteilung bzw. Spreizung liegt. Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das erste Hohlrad und das zweite Hohlrad zum Bilden eines ge meinsamen Hohlrads starr miteinander verbunden sind und der erste Planetenradträ ger und der zweite Planetenradträger zum Bilden eines gemeinsamen Planetenradträ gers starr miteinander verbunden sind.

Erfindungsgemäß kann die erste Kupplung drehfest (dauerhaft) mit dem zweiten Son nenrad und die zweite Kupplung drehfest mit dem ersten Sonnenrad verbunden sein. Alternativ kann die erste Kupplung auch drehfest mit dem gemeinsamen Planetenrad träger und die zweite Kupplung drehfest mit dem gemeinsamen Hohlrad verbunden sein, was eine flexible Gestaltung der Anbindung der Antriebswelle an die Getriebe vorrichtung ermöglicht.

Mit anderen Worten ausgedrückt, stehen die Planetenräder der ersten Planetenrad stufe und der zweiten Planetenradstufe mit einem gemeinsamen/geteilten Hohlrad im Zahneingriff und sind auf einem gemeinsamen/geteilten Planetenradträger gelagert. Dies hat den Vorteil, dass die Teilezahl reduziert und somit der Aufbau des Getriebes vereinfacht wird.

Unter dem Begriff„wirkverbunden“ ist dabei zu verstehen, dass zwei Getriebeele mente zur Drehmomentübertragung direkt miteinander verbunden sein können, oder dass sich zwischen zwei Getriebeelementen zur Drehmomentübertragung noch wei tere Getriebeelemente befinden, beispielsweise eine Welle oder mehrere Wellen oder Zahnräder. Zwei miteinander im Zahneingriff stehende bzw. kämmende Zahnräder sind zur Übertragung eines Drehmoments und einer Drehzahl von dem einen Zahnrad auf das andere Zahnrad vorgesehen. Unter einem Zahnrad sind beispielsweise ein Sonnenrad, ein Hohlrad sowie ein Planetenrad eines Planetenradsatzes zu verstehen.

Unter einer Doppelkupplungsvorrichtung ist eine Vorrichtung mit zwei lastschaltbaren Kupplungen zu verstehen. Ferner ist unter dem Begriff„lastschaltbare Kupplung” eine Vorrichtung zu verstehen, die zumindest einen geöffneten und einen geschlossenen Zustand aufweist und unter Last zwischen den mindestens zwei Zuständen schaltbar ist. Im geöffneten Zustand überträgt die Kupplung kein Drehmoment. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und wer den nachfolgend näher erläutert.

Vorzugsweise können das erste Hohlrad und das zweite Hohlrad dieselbe Verzah nung aufweisen.

Es kann zudem zweckmäßig sein, wenn der gemeinsame Planetenradträger einstü ckig, einmaterialig und/oder integral ausgeführt ist.

Erfindungsgemäß kann der Teilkreisdurchmesser des ersten Sonnenrades kleiner als der Teilkreisdurchmesser des zweiten Sonnenrades sein, so dass mit der Antriebsvor richtung unterschiedliche Übersetzungen realisiert werden können.

Diese Flexibilität bei der Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung kann zudem dadurch erhöht werden, dass entweder das gemeinsame Hohlrad, der gemeinsame Planetenradträger, das erste Sonnenrad oder das zweite Sonnenrad sta tionär in einem Gehäuse festgelegt sind.

Auch kann je nach Bedarf oder Fertigungsmöglichkeiten die Antriebsvorrichtung so ausgebildet werden, dass der gemeinsame Planetenradträger, das gemeinsame Hohl rad, das zweite Sonnenrad oder das erste Sonnenrad mit der Differentialstufe wirkver bunden ist.

Die erste und zweite Kupplung der Doppelkupplungsvorrichtung können vorzugsweise als Reibkupplung ausgebildet sein. Ferner können die beiden Kupplungen bevorzugt koaxial zueinander angeordnet sein. Insbesondere kann die jeweilige Kupplung von einem jeweiligen Aktuator betätigt werden, um ein Öffnen oder Schließen der jeweili gen Kupplung einzuleiten. Der Aktuator kann hydraulisch, elektromechanisch, elektro magnetisch oder beispielsweise auch pneumatisch betätigbar ausgeführt sein.

Dabei ist es zweckmäßig, wenn ein Öffnen beider Kupplungen zugleich eine Leis tungsabschaltung realisieren kann. Ein Schließen der ersten Kupplung und ein Öffnen der zweiten Kupplung kann eine erste Getriebeübersetzung realisieren, wohingegen ein Schließen der zweiten Kupplung und ein Öffnen der ersten Kupplung eine zweite Getriebeübersetzung realisieren kann. Um einen weitestgehend zugkraftunterbre chungsfreien Schaltvorgang von der einen Kupplung zur anderen Kupplung zu ge währleisten, kann die eine Kupplung in einem zeitlichen Übergangsbereich, während sich die andere schließt, öffnen. Über den Schlupf in den Kupplungen, ausgebildet als Reibkupplungen, kann so eine drehmomentunterbrechungsfreie Umschaltung zwi schen zwei Getriebestufen stattfinden, welche als zugkraftunterbrechungsfreier Um schaltmodus zwischen zwei Getriebestufen vom Betreiber der Antriebsvorrichtung wahrgenommen werden kann, wodurch wiederum der Schaltkomfort für den Betreiber der Antriebvorrichtung gesteigert wird. Vorzugsweise ist die erste Getriebeüberset zung ungleich der zweiten Getriebeübersetzung. Beispielsweise kann die erste Getrie beübersetzung größer als die zweite Getriebeübersetzung sein. Alternativ kann die erste Getriebeübersetzung kleiner als die zweite Getriebeübersetzung sein.

Gemäß einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung kann die elektrische Antriebsma schine einen Stator und einen Rotor aufweisen, wobei der Rotor drehfest mit der An triebswelle verbunden ist. Die Antriebswelle kann dabei als Rotorwelle ausgebildet sein oder es besteht ein Achsversatz zwischen der Antriebs- und der Rotorwelle, wo bei eine Drehmomentübertragungsvorrichtung (Getriebe) zwischen beiden Wellen an geordnet ist.

Ferner kann die Differentialstufe bevorzugt als Stirnraddifferential ausgebildet sein, wobei die Differentialstufe dazu vorgesehen ist, eine Antriebsleistung der Antriebsma schine auf eine erste Abtriebswelle und eine zweite Abtriebswelle zu verteilen.

Die Antriebsmaschine kann koaxial oder achsparallel zur Differentialstufe angeordnet sein. Insbesondere kann die Antriebsmaschine und/oder die Antriebswelle achsparal lel zu den beiden Abtriebswellen angeordnet sein, wobei achsparallel bedeutet, dass ein Achsversatz zwischen der Antriebswelle und den Abtriebswellen vorhanden ist. Dadurch kann der axiale Bauraum der Antriebsvorrichtung reduziert werden.

Wenn die Antriebswelle koaxial zu den beiden Abtriebswellen angeordnet ist, kann die Antriebswelle als Hohlwelle ausgebildet sein, wobei eine der beiden Abtriebswellen axial durch die Antriebswelle geführt ist. Vorzugsweise sind die beiden Abtriebswellen dabei konzentrisch zu einer gemeinsamen Antriebsachse angeordnet.

Weiterhin ist es bevorzugt, wenn im Drehmomentfluss von der elektrischen Antriebs maschine zu den Abtriebswellen zwischen der Antriebswelle und der Getriebevorrich tung, insbesondere der ersten Planetenradstufe, ein zusätzliches Reduziergetriebe angeordnet ist. Alternativ kann das Reduziergetriebe auch zwischen der Getriebevor richtung, insbesondere der zweiten Planetenradstufe, und der Differentialstufe ange ordnet sein. Das zusätzliche Reduziergetriebe bietet dabei eine Möglichkeit, einfach den realisierbaren Übersetzungsverhältnisbereich zu vergrößern.

Die Wirkverbindung zwischen der Antriebswelle und/oder einer Abtriebswelle und ei nem auf der Welle angeordneten Sonnenrad kann auf zwei Arten ausgebildet sein. Ei nerseits kann das Sonnenrad beziehungsweise die Verzahnung des Sonnenrades di rekt auf der Welle eingebracht worden sein, so dass Sonnenrad und Welle als ein in tegrales Bauteil ausgebildet sind. Andererseits kann das Sonnenrad als von der Welle separat ausgebildetes Bauteil vorliegen, wobei das Sonnenrad auf der Welle drehmo mentfest montiert ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Hohlrad ortsfest in einem Gehäuse festgelegt sein. Das erste Sonnenrad kann dabei drehfest mit der zweiten Kupplung und das zweite Sonnenrad drehfest mit der ersten Kupplung verbunden sein. Der Pla netenradträger steht mit der Differentialstufe in Wirkverbindung. Im geschlossenen Zu stand der zweiten Kupplung kann somit Drehmoment von der Antriebsmaschine über das erste Sonnenrad auf den Planetenradträger und die Differentialstufe übertragen werden. Im geschlossenen Zustand der ersten Kupplung hingegen kann das Drehmo ment über das zweite Sonnenrad auf den Planetenradträger und die Differentialstufe übertragen werden. Die erste oder zweite Planetenradstufe läuft somit bei geöffneter zweiter bzw. erster Kupplung im„Leerlauf“.

Mit anderen Worten ausgedrückt, kann die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung ge mäß der bevorzugten Ausführungsform einen gemeinsamen Planetenradträger und ein gemeinsames Hohlrad aufweisen, wobei das Hohlrad als (orts-)festes Element ausgestaltet ist und der Antrieb wahlweise über die Sonnenräder erfolgt. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann der Planetenradträger ortsfest in dem Gehäuse festgelegt sein. Das erste Sonnenrad kann dabei drehfest mit der zwei ten Kupplung und das zweite Sonnenrad drehfest mit der ersten Kupplung verbunden sein. Das Hohlrad steht mit der Differentialstufe in Wirkverbindung. Im geschlossenen Zustand der zweiten Kupplung kann somit Drehmoment von der Antriebsmaschine über das erste Sonnenrad auf das Hohlrad und die Differentialstufe übertragen wer den. Im geschlossenen Zustand der ersten Kupplung hingegen kann das Drehmoment über das zweite Sonnenrad auf das Hohlrad und die Differentialstufe übertragen wer den.

Mit anderen Worten ausgedrückt, kann die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung ge mäß der weiteren bevorzugten Ausführungsform einen gemeinsamen Planetenradträ ger und ein gemeinsames Hohlrad aufweisen, wobei der Planetenradträger als (orts festes Element ausgestaltet ist und der Antrieb wahlweise über die Sonnenräder er folgt.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann das Hohlrad drehfest mit der zweiten Kupplung und der Planetenradträger drehfest mit der ersten Kupplung verbunden sein. Wenn nun das erste Sonnenrad drehfest in dem Gehäuse angeordnet ist; kann das zweite Sonnenrad mit der Differentialstufe wirkverbunden sein, so dass das ein geleitete Drehmoment über das zweite Sonnenrad auf die Differentialstufe übertragen wird. Alternativ kann auch das erste Sonnenrad mit der Differentialstufe wirkverbun den sein. In diesem Fall ist das zweite Sonnenrad drehfest in dem Gehäuse angeord net und das Drehmoment wird über das erste Sonnenrad auf die Differentialstufe übertragen.

Mit anderen Worten betrifft die Erfindung ein achsparalleles Zwei-Gang-Getriebe für elektrische Achsen mit gemeinsamen Hohlrädern und Planetenradträgern. Durch die Kombination zweier Planetenradstufen mit einer Stirnradstufe sowie einem als Dop pelkupplung oder Synchroneinheit ausgeführten Schaltelement kann eine möglichst einfache Getriebestruktur mit vielen Gleichteilen und einer passenden Übersetzungs aufteilung bzw. Spreizung sichergestellt werden. Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe von Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung in achsparalleler Bauweise,

Fig. 2 eine Modifikation der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen An triebsvorrichtung in koaxialer Bauweise,

Fig. 3 eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung in achsparalleler Bauweise,

Fig. 4 eine Modifikation der zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen An triebsvorrichtung in koaxialer Bauweise,

Fig. 5 eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung in achsparalleler Bauweise, und

Fig. 6 eine Modifikation der dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen An triebsvorrichtung in koaxialer Bauweise.

Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Ver ständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen ver sehen. Die Merkmale der einzelnen Ausführungsformen können untereinander ausge tauscht werden.

Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung 1 in achsparalleler Bauweise.

Die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung 1 für ein - hier nicht dargestelltes - Kraft fahrzeug weist eine - hier nicht dargestellte - elektrische Antriebsmaschine und eine Getriebevorrichtung 3 auf. Die elektrische Antriebsmaschine weist einen Stator sowie einen Rotor auf. Eine Antriebsleistung der elektrischen Antriebsmaschine wird über eine Antriebswelle 2, die zwischen der elektrischen Antriebsmaschine und der Getrie bevorrichtung 3 angeordnet und als Rotorwelle ausgebildet ist, in die Getriebevorrich tung 3 eingeleitet.

Die Getriebevorrichtung 3 umfasst eine erste und zweite Planetenradstufe 4, 5 sowie eine Differentialstufe 6. Die erste Planetenradstufe 4 weist einen ersten Planetenrad satz mit mehreren Planetenrädern 7a auf, welche drehbar an einem ersten Planeten radträger 8a angeordnet sind und mit einem ersten Sonnenrad 9a sowie mit einem ersten Hohlrad im Zahneingriff stehen. Mithin kämmen die Planetenräder 7a des ers ten Planetenradsatzes radial zwischen dem ersten Sonnenrad 9a und dem ersten Hohlrad. Die Antriebswelle 2 ist drehfest mit dem ersten Sonnenrad 9a verbunden.

Die zweite Planetenradstufe 5 weist einen zweiten Planetenradsatz mit mehreren Pla netenrädern 7b auf, welche drehbar an einem zweiten Planetenradträger 8b angeord net sind und mit einem zweiten Sonnenrad 9b sowie mit einem zweiten Hohlrad im Zahneingriff stehen. Mithin kämmen die Planetenräder 7b des zweiten Planetenrad satzes radial zwischen dem zweiten Sonnenrad 9b und dem zweiten Hohlrad. Die An triebswelle 2 ist ebenfalls drehfest mit dem ersten Sonnenrad 9a verbunden.

Das erste Hohlrad und das zweite Hohlrad bilden ein gemeinsames Hohlrad 10 aus. Insbesondere ist das gemeinsame Hohlrad 10 integral aus dem ersten Hohlrad und dem zweiten Hohlrad zusammengesetzt, so dass das erste Hohlrad und das zweite Hohlrad, und damit auch das gemeinsame Hohlrad 10, dieselbe Verzahnung aufwei sen.

Des Weiteren bilden der erste Planetenradträger 8a und der zweite Planetenradträger 8b einen gemeinsamen Planetenradträger 8 aus. Der gemeinsame Planetenradträger 8 ist dabei im Wesentlichen in Form eines Doppelplaneten einstückig aus dem ersten Planetenradträger 8a und dem zweiten Planetenradträger 8b dauerhaft (unlösbar) zu sammengesetzt. Beispielsweise können der erste Planetenradträger 8a und der zweite Planetenradträger 8b miteinander verschweißt werden.

Eingangsseitig ist an der Antriebsvorrichtung 1 eine Doppelkupplungsvorrichtung 1 1 mit einer ersten und einer zweiten lastschaltbaren Kupplung 12a, 12b, welche jeweils mit der ersten bzw. zweiten Planetenradstufe 4, 5 wirkverbunden sind. Ferner ist der Planetenradträger 8 gemäß der ersten Ausführungsform mit der Diffe rentialstufe 6 wirkverbunden. Die Differentialstufe 6 kann als Stirnraddifferential aus gebildet sein. Die Differentialstufe 6 ist dazu vorgesehen, eine Antriebsleistung über die Antriebswelle 2 und die Getriebevorrichtung 3 auf eine erste und zweite Ab triebswelle 13a, 13b zu verteilen. Die Antriebswelle 2 ist dabei in der ersten Ausfüh rungsform achsparallel zu den beiden Abtriebswellen 13a, 13b angeordnet. Ferner kann die Antriebsmaschine achsparallel zur Differentialstufe 6 angeordnet sein.

In der ersten Ausführungsform ist zwischen dem Planetenradträger 8 und der Diffe rentialstufe 6 ein weiteres als Stirnradgetriebe ausgeführtes Reduziergetriebe 14 an geordnet.

Das Flohlrad 10 ist in der ersten Ausführungsform ortsfest/stationär in einem Gehäuse 15 angeordnet. Darüber hinaus sind in der ersten Ausführungsform das erste Sonnen rad 9a und das zweite Sonnenrad 9b jeweils drehfest mit der zweiten Kupplung 12b bzw. der ersten Kupplung 12a verbunden, so dass wahlweise das erste Sonnenrad 9a oder das zweite Sonnenrad 9b drehmomentübertragend oder freidrehend geschaltet werden kann.

Ein Schließen der zweiten Kupplung 12b und ein Öffnen der ersten Kupplung 12a rea lisiert eine erste Getriebeübersetzung, wobei ein Schließen der ersten Kupplung 12a und ein Öffnen der zweiten Kupplung 12b eine zweite Getriebeübersetzung realisiert. Die erste Getriebeübersetzung ist dabei ungleich der zweiten Getriebeübersetzung. Durch ein Öffnen beider Kupplungen 12a, 12b kann eine Leistungsabschaltung reali siert werden, wobei die Antriebsmaschine von den beiden Abtriebswellen 13a, 13b entkoppelt wird.

Die erste Getriebeübersetzung (Schließen der zweiten Kupplung 12b) wandelt die erste Planetenradstufe 4 in ein Standgetriebe (Zweiwellengetriebe) mit einer Stand übersetzung, wobei das Eingangsdrehmoment über das erste Sonnenrad 9a in die erste Planetenradstufe 4 eingeleitet wird. Durch das gehäusefeste Hohlrad 10 wälzen die Planetenräder 7a am Hohlrad 10 ab und drehen den Planetenradträger 8 rich- tungsgleich mit dem Sonnenrad 9a. Das Ausgangsdrehmoment wird über den Plane tenradträger 8 an die Differentialstufe 6 ausgeleitet und weiter an die Abtriebswellen 13a und 13b verteilt.

Die zweite Getriebeübersetzung (Schließen der ersten Kupplung 12a) lässt die erste Planetenradstufe 4 weitestgehend funktionslos, da nun das Eingangsdrehmoment von der Antriebswelle auf das zweite Sonnenrad 9b übertragen und in die zweite Plane tenradstufe 5 eingeleitet wird. Durch das gehäusefeste Hohlrad 10 wälzen die Plane tenräder 7b am Hohlrad 10 ab und drehen den Planetenradträger 8 richtungsgleich mit dem Sonnenrad 9b. Über den Planetenradträger 8 wird das aus dem Planetenrad stufe 5 austretende Drehmoment in die Differentialstufe 6 eingeleitet und weiter an die Abtriebswellen 13a und 13b verteilt.

Die Doppelkupplungsvorrichtung 1 1 ist in der ersten Ausführungsform auf der An triebsseite, das heißt am Eingang des Drehmoments in die Antriebswelle 2 angeord net. Das Reduziergetriebe 14 wiederum ist in der ersten Ausführungsform ausgangs seitig / abtriebsseitig zwischen der zweiten Planetenradstufe 5 und der Differential stufe 6 angeordnet. In Drehmomentflussrichtung reihen sich somit die Antriebswelle 2, die erste Planetenradstufe 4, die zweite Planetenradstufe 5, das Reduziergetriebe 14 und die Differentialstufe 6 in dieser Reihenfolge ein.

Fig. 2 zeigt eine Modifikation der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen An triebsvorrichtung 1 in koaxialer Bauweise. Es wird im Folgenden nur auf die Unter schiede zur Fig. 1 eingegangen.

Das Reduziergetriebe 14 ist dabei nicht abtriebsseitig zwischen der zweiten Planeten radstufe 5, insbesondere dem Planetenradträger 8, und der Differentialstufe 6 ange ordnet, sondern eingangsseitig zwischen der elektrischen Antriebsmaschine bzw. der Antriebswelle 2 und der Doppelkupplungsvorrichtung 1 1 .

Mit anderen Worten ausgedrückt, reihen sich bei der Antriebsvorrichtung 1 gemäß der Modifikation der ersten Ausführungsform in Drehmomentflussrichtung die elektrische Antriebsmaschine, das Reduziergetriebe 14, die Antriebswelle 2, die erste Planeten radstufe 4, die zweite Planetenradstufe 5 und die Differentialstufe 6 in dieser Reihen folge ein.

Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung 1 in achsparalleler Bauweise. Es wird im Folgenden nur auf die Unterschiede zur vor stehend beschriebenen, ersten Ausführungsform eingegangen.

Im Gegensatz zur ersten Ausführungsform ist in der Antriebsvorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform der Planetenradträger 8 ortsfest in dem Gehäuse 15 ange ordnet. Die erste Getriebeübersetzung (Schließen der ersten Kupplung 12a) wandelt die erste Planetenradstufe 4 in ein Standgetriebe (Zweiwellengetriebe) mit einer Standübersetzung, wobei das Eingangsdrehmoment über das erste Sonnenrad 9a in die erste Planetenradstufe 4 eingeleitet wird. Durch den gehäusefesten Planetenrad träger 8 wälzen die Planetenräder 7a am Flohlrad 10 ab und drehen dieses dabei rich tungsgleich mit dem Sonnenrad 9a. Das Ausgangsdrehmoment wird über das Flohlrad 10 an die Differentialstufe 6 ausgeleitet und weiter an die Abtriebswellen 13a und 13b verteilt.

Die zweite Getriebeübersetzung (Schließen der zweiten Kupplung 12b) lässt die erste Planetenradstufe 4 weitestgehend funktionslos, da nun das Eingangsdrehmoment von der Antriebswelle auf das zweite Sonnenrad 9b übertragen und in die zweite Plane tenradstufe 5 eingeleitet wird. Durch den gehäusefesten Planetenradträger 8 wälzen die Planetenräder 7b am Flohlrad 10 ab und drehen dieses richtungsgleich mit dem Sonnenrad 9b. Über das Flohlrad 10 wird das aus dem Planetenradstufe 5 austre tende Drehmoment in die Differentialstufe 6 eingeleitet und weiter an die Abtriebswel len 13a und 13b verteilt.

Fig. 4 zeigt eine Modifikation der zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung 1 in koaxialer Bauweise. Es wird im Folgenden nur auf die Unter schiede zur Fig. 3 eingegangen. Das Reduziergetriebe 14 ist dabei nicht abtriebsseitig zwischen der zweiten Planeten radstufe 5, insbesondere dem Hohlrad 10, und der Differentialstufe 6 angeordnet, son dern eingangsseitig zwischen der elektrischen Antriebsmaschine bzw. der Antriebs welle 2 und der Doppelkupplungsvorrichtung 1 1 .

Mit anderen Worten ausgedrückt, reihen sich bei der Antriebsvorrichtung 1 gemäß der Modifikation der zweiten Ausführungsform in Drehmomentflussrichtung die elektrische Antriebsmaschine, das Reduziergetriebe 14, die Antriebswelle 2, die erste Planeten radstufe 4, die zweite Planetenradstufe 5 und die Differentialstufe 6 in dieser Reihen folge ein.

Fig. 5 zeigt eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung 1 in achsparalleler Bauweise. Es wird im Folgenden nur auf die Unterschiede zur vorste hend beschriebenen, ersten Ausführungsform eingegangen.

Im Gegensatz zur ersten Ausführungsform ist in der Antriebsvorrichtung 1 gemäß der dritten Ausführungsform die erste Kupplung 12a drehfest mit dem Planetenradträger 8 verbunden. Die zweite Kupplung 12b wiederum ist drehfest mit dem Hohlrad 10 ver bunden. Ferner ist das erste Sonnenrad 9a ortsfest in dem Gehäuse 15 angeordnet und das zweite Sonnenrad 9b ist über eine drehfeste Verbindung mit dem Reduzier getriebe 14 mit der Differentialstufe 6 wirkverbunden.

Die erste Getriebeübersetzung (Schließen der ersten Kupplung 12a) wandelt die erste Planetenradstufe 4 in ein Standgetriebe (Zweiwellengetriebe) mit einer Standüberset zung, wobei das Eingangsdrehmoment über den Planetenradträger 8 in die erste Pla netenradstufe 4 eingeleitet wird. Durch das gehäusefeste, erste Sonnenrad 9a wälzen die Planetenräder 7a an diesem ab und drehen dabei das zweite Sonnenrad 9b rich tungsgleich mit dem Planetenradträger 8. Das Ausgangsdrehmoment wird über das zweite Sonnenrad 9b an die Differentialstufe 6 ausgeleitet und weiter an die Ab triebswellen 13a und 13b verteilt.

Die zweite Getriebeübersetzung (Schließen der zweiten Kupplung 12b) lässt die erste Planetenradstufe 4 weitestgehend funktionslos, da nun das Eingangsdrehmoment von der Antriebswelle auf das Hohlrad 10 übertragen wird. Durch das gehäusefeste, erste Sonnenrad 9a wälzen die Planetenräder 7a an diesem ab und drehen das zweite Son nenrad 9b richtungsgleich mit dem Hohlrad 10. Über das zweite Sonnenrad 9b wird das aus dem Planetenradstufe 5 austretende Drehmoment in die Differentialstufe 6 eingeleitet und weiter an die Abtriebswellen 13a und 13b verteilt.

Fig. 6 zeigt eine Modifikation der dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen An triebsvorrichtung 1 in koaxialer Bauweise. Es wird im Folgenden nur auf die Unter schiede zur Fig. 5 eingegangen.

Das Reduziergetriebe 14 ist dabei nicht abtriebsseitig zwischen der zweiten Planeten radstufe 5, insbesondere dem zweiten Sonnenrad 9b, und der Differentialstufe 6 an geordnet, sondern eingangsseitig zwischen der elektrischen Antriebsmaschine bzw. der Antriebswelle 2 und der Doppelkupplungsvorrichtung 1 1 .

Mit anderen Worten ausgedrückt, reihen sich bei der Antriebsvorrichtung 1 gemäß der Modifikation der dritten Ausführungsform in Drehmomentflussrichtung die elektrische Antriebsmaschine, die Antriebswelle 2, das Reduziergetriebe 14, die erste Planeten radstufe 4, die zweite Planetenradstufe 5 und die Differentialstufe 6 in dieser Reihen folge ein.

Zusätzlich ist in der Modifikation der dritten Ausführungsform das erste Sonnenrad 9a drehfest mit der Differentialstufe 6 verbunden und das zweite Sonnenrad 9b ortsfest in dem Gehäuse 15 aufgenommen. Somit wird bei der ersten Getriebeübersetzung das über den Planetenradträger 8 eingeleitete Drehmoment über das erste Sonnenrad 9a an die Differentialstufe 6 abgeleitet. Bei der zweiten Getriebeübersetzung wird das über das Hohlrad 10 eingeleitete Drehmoment über das erste Sonnenrad 9a an die Differentialstufe 6 abgeleitet und schließlich auf die Abtriebswellen 13a, 13b verteilt. Bezuqszeichenliste

1 Antriebsvorrichtung

2 Antriebswelle

3 Getriebevorrichtung

4 erste Planetenradstufe

5 zweite Planetenradstufe

6 Differentialstufe

7a erstes Planetenrad/-räder

7b zweites Planetenrad/-räder

8 gemeinsamer Planetenradträger

9a erstes Sonnenrad

9b zweites Sonnenrad

10 gemeinsames Hohlrad

11 Doppelkupplungsvorrichtung

12a erste Kupplung

12b zweite Kupplung

13a, 13b Abtriebswelle

14 Reduziergetriebe

15 Gehäuse