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Title:
DRIVE DEVICE FOR A MOTOR VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/188695
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a drive device for a motor vehicle, comprising a drive machine (1) which is operatively connected to a transmission device (3) via a drive shaft (2). The transmission device (3) has an input stage (4) and a differential stage (5), and the input stage (4) has a stepped planetary gear set (7) with multiple stepped planetary gears (8). Each stepped planetary gear (8) has a first and a second gear (8a, 8b) connected together in a rotationally fixed manner, and the stepped planetary gears (8) are rotatably arranged on a planet carrier (9a). The first gear (8a) meshes with a first sun gear (10a), and the second gear (8b) meshes with a ring gear (14) secured on a housing (15) in a stationary manner. Furthermore, the differential stage (5) comprises a differential cage (9b) and is designed to distribute the drive power of the drive machine (1) to a first and a second output shaft (11a, 11b). The first and second output shaft (11a, 11b) can be rotated relative to the differential cage (9b) of the differential stage (5), and a clutch (6) is arranged at least on one of the two output shafts (11a, 11b) in order to decouple the respective output shaft (11a, 11b) on which the respective clutch (6) is arranged from the transmission device (3).

Inventors:
KURTH FRANZ (DE)
Application Number:
PCT/DE2018/100323
Publication Date:
October 18, 2018
Filing Date:
April 10, 2018
Export Citation:
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Assignee:
SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG (DE)
International Classes:
B60K17/00; B60K1/00; B60K17/02; B60K17/04; B60K17/16; F16H48/22
Foreign References:
US20130203543A12013-08-08
DE102014209941A12015-11-26
DE102015106503A12015-11-19
DE102007037676A12009-02-12
EP2899429A12015-07-29
US20070093344A12007-04-26
DE102011079975A12013-01-31
DE102015106503A12015-11-19
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Claims:
Patentansprüche

1 . Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Antriebsmaschine (1 ), die über eine Antriebswelle (2) mit einer Getriebevorrichtung (3) wirkverbunden ist, wobei die Getriebevorrichtung (3) eine Eingangsstufe (4) und eine Differentialstufe (5) aufweist, wobei die Eingangsstufe (4) einen Stufenplanetenradsatz (7) mit mehreren Stufenplanetenrädern (8) aufweist, wobei jedes Stufenplanetenrad (8) ein erstes und ein zweites drehfest miteinander verbundenes Zahnrad (8a, 8b) aufweist, wobei die Stufenplanetenräder (8) drehbar an einem Planetenträger (9a) angeordnet sind, wobei das erste Zahnrad (8a) mit einem ersten Sonnenrad (10a) im Zahneingriff steht und das zweite Zahnrad (8b) mit einem an einem Gehäuse (15) stationär festgelegten Hohlrad (14) im Zahneingriff steht, wobei ferner die Differentialstufe (5) einen Differentialkorb (9b) umfasst und dazu vorgesehen ist, eine Antriebsleistung der Antriebsmaschine (1 ) auf eine erste und zweite Abtriebswelle (1 1 a, 1 1 b) zu verteilen,

dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Abtriebswelle (1 1 a, 1 1 b) relativ zum Differentialkorb (9b) der Differentialstufe (5) rotierbar sind, wobei zumindest an einer der beiden Abtriebswellen (1 1 a, 1 1 b) eine Kupplung (6) angeordnet ist, um die jeweilige Abtriebswelle (1 1 a, 1 1 b) an der die jeweilige Kupplung (6) angeordnet ist von der Getriebevorrichtung (3) zu entkoppeln.

2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass die Differentialstufe (5) einen ersten und einen zweiten Planetenradsatz (12a, 12b) mit mehreren Planetenrädern (13a, 13b) umfasst, wobei die Planetenräder (13a, 13b) des ersten und zweiten Planetenradsatzes (12a, 12b) drehbar an dem als Planetenträger ausgebildeten Differentialkorb (9b) angeordnet sind, wobei jedes Planetenrad (13a) des ersten Planetenradsatzes (12a) mit einem zweiten Sonnenrad (1 1 b) und einem jeweiligen Planetenrad (13b) des zweiten Planetenradsatzes (12b) im Zahneingriff steht, wobei jedes Planetenrad (13b) des zweiten Planetenradsatzes (12b) mit einem dritten Sonnenrad (10c) im Zahneingriff steht, wobei das zweite Sonnenrad (1 Ob) drehfest mit der ersten Abtriebswelle (1 1 a) verbunden ist, und wobei das dritte Sonnenrad (10c) drehfest mit der zweiten Abtriebswelle (1 1 b) verbunden ist.

3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenträger (9a) der Eingangsstufe (4) drehfest mit dem Differentialkorb (9b) der Differentialstufe (5) verbunden ist.

4. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsmaschine (1 ) als elektrische Maschine mit einem Stator (16) und einem Rotor (17) ausgebildet ist. 5. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (2) koaxial zu den beiden Abtriebswellen (1 1 a, 1 1 b) angeordnet ist, wobei die Antriebswelle (2) als Hohlwelle ausgebildet ist und die erste Abtriebswelle (1 1 a) durch die Antriebswelle (2) geführt ist. 6. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass das erste Zahnrad (8a) größer als das zweite Zahnrad (8b) ausgebildet ist.

7. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass das erste Sonnenrad (10a) mit der Antriebswelle (2) verbunden ist.

8. Antriebsachse für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7.

Description:
Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung mit einer Getriebevorrichtung für ein Kraftfahrzeug.

Die US 2007 093 344 A1 offenbart eine Kraftübertragungsvorrichtung für ein Fahrzeug zum Übertragen einer Antriebskraft von einer Antriebsquelle über einer Getriebevorrichtung zu einer rechten und linken Abtriebswelle. Die Getriebevorrichtung umfasst eine Eingangsstufe und eine Differentialstufe, wobei die Eingangsstufe einen Stufen- planetenradsatz mit mehreren Stufenplanetenrädern aufweist. Die Differentialstufe umfasst einen Differentialkorb, der drehstarr mit den beiden Abtriebswelle verbunden ist.

Die DE 10 201 1 079 975 A1 offenbart eine Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit einem Differentialgetriebe, das als Stirnraddifferential ausgebildet ist und ein Umlaufgehäuse, und ein darin aufgenommenes erstes und zweites Stirnrad aufweist. Die Antriebsvorrichtung umfasst ferner eine Planetengetriebestufe die mit dem Umlaufgehäuse kinematisch gekoppelt ist und ein Sonnenrad, Planetenräder und ein Hohlrad. Die Planetenräder der Planetengetriebestufe sind gestuft ausgebildet und bilden je- weils einen ersten Planetenstirnradabschnitt und einen gleichachsig und axial zu diesem versetzt angeordneten zweiten Planetenstirnradabschnitt. Der erste Planetenstirnradabschnitt steht mit dem Sonnenrad in Eingriff und der zweite Planenten- stirnradabschnitt steht mit dem Hohlrad in Eingriff. Die Planetenräder laufen gemeinsam mit dem Umlaufgehäuse um. Zwischen einem Elektromotor und der an das Stirn- raddifferential angebundenen Planetengetriebestufe ist eine Vorstufe vorgesehen, wobei eine Schalteinrichtung zur selektiven Einbindung oder Überbrückung der Vorstufe vorgesehen ist. Die Schalteinrichtung umfasst eine Reibungskupplung, wobei durch die Reibungskupplung der Elektromotor selektiv direkt mit dem Sonnenrad der Planetengetriebestufe koppelbar ist.

Ferner offenbart die DE 10 2015 106 503 A1 ein Getriebe für ein Fahrzeug, das erste und zweite Antriebsachsen-Halbwellen, die eine Drehachse definieren, einen Elektromotor/Generator mit einer Motorwelle parallel zu den Antriebsachsen-Halbwellen, und ein Differenzial mit einem Differenzialträger, der mit den Antriebsachsen-Halbwellen funktional verbunden ist, aufweist. Das Getriebe umfasst einen Planetenradsatz mit einem ersten Sonnenradelement, das ständig oder selektiv mit der Motorwelle verbindbar ist, mit ersten und zweiten Ritzelrädern, die koaxial zueinander sind, mit ei- nem Trägerelement, das das erste und zweite Ritzelrad drehbar lagert, so dass das erste Ritzelrad mit dem ersten Sonnenradelement kämmt, mit einem Hohlradelement, das mit einem der Ritzelräder kämmt und mit einem nichtrotierenden Gehäuse, das das Hohlradelement radial umgibt. Das Hohlradelement ist ständig oder selektiv mit dem Gehäuse verbindbar. Ferner ist das Trägerelement funktional mit dem Differenzi- alträger verbindbar.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Antriebsvorrichtung mit einer Getriebevorrichtung für ein Kraftfahrzeug weiterzuentwickeln. Diese Aufgabe wird durch eine Antriebsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren. Eine erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug umfasst eine Antriebsmaschine, die über eine Antriebswelle mit einer Getriebevorrichtung wirkverbunden ist, wobei die Getriebevorrichtung eine Eingangsstufe und eine Differentialstufe aufweist, wobei die Eingangsstufe einen Stufenplanetenradsatz mit mehreren Stufen- planetenrädern aufweist, wobei jedes Stufenplanetenrad ein erstes und ein zweites drehfest miteinander verbundenes Zahnrad aufweist, wobei die Stufenplanetenräder drehbar an einem Planetenträger angeordnet sind, wobei das erste Zahnrad mit einem ersten Sonnenrad im Zahneingriff steht und das zweite Zahnrad mit einem an einem Gehäuse stationär festgelegten Hohlrad im Zahneingriff steht, wobei ferner die Differentialstufe einen Differentialkorb umfasst und dazu vorgesehen ist, eine An- triebsleistung der Antriebsmaschine auf eine erste und zweite Abtriebswelle zu verteilen, wobei die erste und zweite Abtriebswelle relativ zum Differentialkorb der Differentialstufe rotierbar sind, wobei zumindest an einer der beiden Abtriebswellen eine Kupplung angeordnet ist, um die jeweilige Abtriebswelle an der die jeweilige Kupplung angeordnet ist von der Getriebevorrichtung zu entkoppeln. Die beiden Abtriebswellen sind nicht drehfest mit dem Differentialkorb verbunden sondern können relativ zum Differentialkorb rotiert werden und somit unterschiedliche Drehzahlen aufweisen. Beispielsweise weist entweder die erste oder die zweite Ab- triebswelle eine Kupplung zur Entkopplung der ersten oder zweiten Abtriebswelle von der Getriebevorrichtung auf. Alternativ können beide Abtriebswellen eine jeweilige Kupplung zur Entkopplung der jeweiligen Abtriebswelle von der Getriebevorrichtung aufweisen. Unter einer Kupplung ist ein Schaltelement zu verstehen, das zumindest einen geöffneten und einen geschlossenen Zustand aufweist. Im geöffneten Zustand überträgt die Kupplung kein Drehmoment. Somit überträgt die Kupplung nur in einem zumindest teilweise geschlossenen Zustand ein Drehmoment zwischen der Getriebevorrichtung und der jeweiligen Abtriebswelle. Die Kupplung kann sowohl als Lastschaltelement, insbesondere als Reibkupplung, als auch als formschlüssiges Schaltelement, insbesondere als Klauenkupplung ausgebildet sein. Insbesondere wird die Kupplung von einem Aktuator betätigt beziehungsweise ein- und ausgerückt, um ein Öffnen oder Schließen zu bewirken. Der Aktuator kann mechanisch, hydraulisch, elektromecha- nisch, elektromagnetisch oder beispielsweise auch pneumatisch betätigbar sein.

Unter dem Begriff wirkverbunden ist zu verstehen, dass zwei Elemente direkt miteinander verbunden sein können, oder sich zwischen zwei Elemente noch weitere Elemente befinden, beispielsweise ein oder mehrere Zahnräder oder Wellen. Zwei miteinander kämmende oder im Zahneingriff stehende Zahnräder sind zur Übertragung eines Drehmoments und einer Drehzahl von dem einen Zahnrad auf das andere Zahnrad vorgesehen. Unter einem Zahnrad ist auch ein Sonnenrad, ein Hohlrad, ein Planetenrad sowie ein Stufenpianetenrad zu verstehen. Insbesondere ist das erste Zahnrad größer als das zweite Zahnrad ausgebildet.

Bevorzugt ist das erste Sonnenrad mit der Antriebswelle verbunden. Mithin wird die Antriebsleistung des Antriebsmotors über das erste Sonnenrad in die Getriebevorrichtung eingespeist. Bevorzugt umfasst die Differentialstufe einen ersten und einen zweiten Planetenradsatz mit mehreren Planetenrädern, wobei die Planetenräder des ersten und zweiten Planetenradsatzes drehbar an dem als Planetenträger ausgebildeten Differentialkorb angeordnet sind, wobei jedes Planetenrad des ersten Planetenradsatzes mit einem zweiten Sonnenrad und einem jeweiligen Planetenrad des zweiten Planetenradsatzes im Zahneingriff steht, wobei jedes Planetenrad des zweiten Planetenradsatzes mit einem dritten Sonnenrad im Zahneingriff steht, wobei das zweite Sonnenrad drehfest mit der ersten Abtriebswelle verbunden ist, und wobei das dritte Sonnenrad drehfest mit der zweiten Abtriebswelle verbunden ist. Somit ist die Differentialstufe als Stirn- raddifferential ausgebildet. Die mindestens eine Kupplung befindet sich somit im Kraft- fluss zwischen dem ersten und/oder zweiten Sonnenrad und der jeweiligen Abtriebswelle. Insbesondere ist am zweiten und dritten Sonnenrad eine jeweilige Steckverzahnung zur Aufnahme der jeweiligen Abtriebswelle vorgesehen. Die Planetenräder der beiden Planetenradsätze kämmen paarweise miteinander. Insbesondere ist der Planetenträger der Eingangsstufe drehfest mit dem Differentialkorb der Differentialstufe verbunden.

Vorzugsweise ist die Antriebsmaschine als elektrische Maschine mit einem Stator und einem Rotor ausgebildet. Insbesondere ist die Antriebsvorrichtung für eine elektrische Achse eines Kraftfahrzeugs vorgesehen. Die elektrische Achse kann vorteilhafterweise mit einer durch einen Verbrennungsmotor angetriebenen Achse zu einem Hybridantrieb kombiniert werden.

Bevorzugt ist die Antriebswelle koaxial zu den beiden Abtriebswellen angeordnet, wo- bei die Antriebswelle als Hohlwelle ausgebildet ist und die erste Abtriebswelle durch die Antriebswelle geführt ist. Mithin sind das erste, zweite und dritte Sonnenrad koaxial zueinander angeordnet.

Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung zwei bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beiden Figuren näher dargestellt. Es zeigt Figur 1 eine vereinfachte schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung mit einer Getriebevorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, und Figur 2 eine vereinfachte schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen

Antriebsvorrichtung mit einer Getriebevorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.

Gemäß den Figuren 1 und 2 weist eine jeweilige erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung für ein - hier nicht dargestelltes - Kraftfahrzeug eine Antriebsmaschine 1 und eine Getriebevorrichtung 3 auf. Die Antriebsmaschine 1 ist als elektrische Maschine ausgebildet und weist einen gehäusefesten Stator 16 sowie einen beweglich darin angeordneten Rotor 17 auf. Die Getriebevorrichtung 3 ist vorliegend an die Antriebsmaschine 1 angeflanscht. Eine Antriebsleistung der Antriebsmaschine 1 wird über eine Antriebswelle 2, die zwischen der Antriebsmaschine 1 und der Getriebevorrichtung 3 angeordnet ist, in die Getriebevorrichtung 3 eingeleitet.

Die Getriebevorrichtung 3 umfasst eine Eingangsstufe 4 und eine Differentialstufe 5, wobei die Differentialstufe 5 dazu vorgesehen ist, die Antriebsleistung der Antriebsmaschine 1 auf eine erste und zweite Abtriebswelle 1 1 a, 1 1 b zu verteilen. Die Eingangsstufe 4 ist als Planetengetriebe ausgebildet und umfasst einen Planetenträger 9a. Die Differentialstufe 5 ist als Stirnraddifferential ausgebildet und umfasst einen als Planetenträger ausgebildeten Differentialkorb 9b. Die erste und zweite Abtriebswelle 1 1 a, 1 1 b sind relativ zum Differentialkorb 9b der Differentialstufe 5 rotierbar. Mithin sind die beiden Abtriebswellen 1 1 a, 1 1 b nicht drehstarr sondern variabel drehbar mit dem Differentialkorb 9b wirkverbunden.

Die Eingangsstufe 4 weist einen Stufenplanetenradsatz 7 mit mehreren Stufenplane- tenrädern 8 auf, wobei jedes Stufenplanetenrad 8 ein erstes und ein zweites drehfest miteinander verbundenes Zahnrad 8a, 8b aufweist. Das erste Zahnrad 8a ist größer als das zweite Zahnrad 8b ausgebildet. Die Stufenplanetenräder 8 sind drehbar an dem Planetenträger 9a angeordnet, wobei das erste Zahnrad 8a mit einem ersten Sonnenrad 10a im Zahneingriff steht und das zweite Zahnrad 8b mit einem an einem Gehäuse 15 stationär festgelegten Hohlrad 14 im Zahneingriff steht. Das erste Sonnenrad 10a ist mit der Antriebswelle 2 verbunden.

Die Differentialstufe 5 weist einen ersten und einen zweiten Planetenradsatz 12a, 12b mit mehreren Planetenrädern 13a, 13b auf. Die Planetenräder 13a, 13b des ersten und zweiten Planetenradsatzes 12a, 12b sind drehbar an dem Differentialkorb 9b angeordnet. Jedes Planetenrad 13a des ersten Planetenradsatzes 12a ist mit einem zweiten Sonnenrad 1 1 b und einem jeweiligen Planetenrad 13b des zweiten Planetenradsatzes 12b im Zahneingriff. Ferner ist jedes Planetenrad 13b des zweiten Plane- tenradsatzes 12b nicht nur mit jedem Planetenrad 13a des ersten Planetenradsatzes 12a sondern auch mit einem dritten Sonnenrad 10c im Zahneingriff. Das zweite Sonnenrad 10b ist drehfest mit der ersten Abtriebswelle 1 1 a verbunden und das dritte Sonnenrad 10c ist drehfest mit der zweiten Abtriebswelle 1 1 b verbunden. Die Antriebswelle 2 ist koaxial zu den beiden Abtriebswellen 1 1 a, 1 1 b angeordnet, wobei die Antriebswelle 2 als Hohlwelle ausgebildet ist und die erste Abtriebswelle 1 1 a durch die Antriebswelle 2 geführt ist.

Aufgrund der vereinfachten Schnittdarstellung sind nur jeweils ein Planetenrad 13a, 13b des jeweiligen Planeten radsatzes 12a, 12b sowie ein Stufenplanetenrad 8 des Stufenplanetenradsatzes 7 dargestellt.

Gemäß Figur 1 ist zwischen der ersten Abtriebswelle 1 1 a und dem zweiten Sonnenrad 10b eine Kupplung 6 angeordnet, um die erste Abtriebswelle 1 1 a von der Getriebevorrichtung 3, nämlich von dem zweiten Sonnenrad 10b der Differentialstufe 5 zu entkoppeln.

Nach Figur 2 ist zwischen der ersten Abtriebswelle 1 1 a und dem zweiten Sonnenrad 10b und zwischen der zweiten Abtriebswelle 1 1 b und dem dritten Sonnenrad 10c eine jeweilige Kupplung 6 angeordnet, um die jeweilige Abtriebswelle 1 1 a, 1 1 b von der Ge- triebevorrichtung 3 zu entkoppeln. Bezugszeichenliste

Antriebsmaschine

Antriebswelle

Getriebevorrichtung

Eingangsstufe

Differentialstufe

Kupplung

Stufenplanetenradsatz

Stufenplanetenrad

a, 8b Zahnrad

a Planetenträger

b Differentialkorb

0a, 10b, 10c Sonnenrad

1 a, 1 1 b Abtriebswelle

2a,12b Planetenradsatz

3a, 13b Planetenrad

4 Hohlrad

5 Gehäuse

6 Stator

7 Rotor