DE102015103584A1

DE102015103584A1 - Getriebeanordnung und Elektroantrieb mit einer solchen Getriebeanordnung

Info

Publication number: DE102015103584A1
Application number: DE102015103584.7A
Authority: DE
Inventors: Theodor Gassmann
Original assignee: GKN Driveline International GmbH
Current assignee: GKN Automotive Ltd
Priority date: 2015-03-11
Filing date: 2015-03-11
Publication date: 2016-09-15
Also published as: WO2016142446A1; JP2018510300A; JP6377282B2; CN107438726B; US20180051788A1; US10094461B2; CN107438726A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Getriebeanordnung für einen Elektroantrieb für ein Kraftfahrzeug, umfassend: eine erste Getriebeeinheit 7, 107 mit einem Antriebsrad 10, 110 und einem achsversetzten Abtriebsrad 12, 112; eine hiermit antriebsverbundene zweite Getriebeeinheit 8, 108 mit einem Übersetzungsverhältnis i2 ins Langsame; eine hiermit antriebsverbundene dritte Getriebeeinheit 9, 109, die ein eingeleitetes Drehmoment von einem Eingangsteil 37, 137 auf zwei Ausgangsteile 5, 6; 105, 106 aufteilt; wobei die zweite Getriebeeinheit 8, 108 ein Planetengetriebe mit einem Planetenrad 15, 115, einem Planetenträger 14, 114, einem ersten Sonnenrad 30, 130 und einem zweiten Sonnenrad 31, 131 aufweist, wobei das Planetenrad 15, 115 mit dem ersten Sonnenrad 30, 130 und dem zweiten Sonnenrad 31, 131 in Verzahnungseingriff ist, wobei das erste Sonnenrad 30, 130 gegenüber einem ortsfesten Bauteil im Drehsinn zumindest abstützbar ist und wobei das zweite Sonnenrad 31, 131 mit dem Eingangsteil 37, 137 der dritten Getriebeeinheit 9, 109 antriebsverbunden ist. Die Erfindung betrifft ferner eine Elektroantriebsanordnung mit einer solchen Getriebeanordnung.

Description

Die Erfindung betrifft eine Getriebeanordnung, insbesondere für einen Elektroantrieb für ein Kraftfahrzeug, sowie eine Elektroantrieb mit einer solchen Getriebeanordnung. Ein Elektroantrieb kann als alleiniger Antrieb für das Kraftfahrzeug dienen oder es kann zusätzlich ein Verbrennungsmotor vorgesehen sein. In diesem Fall können der Elektroantrieb und der Verbrennungsmotor jeweils für sich oder gemeinsam überlagert das Kraftfahrzeug antreiben. Antriebskonzepte mit Verbrennungsmotor und Elektroantrieb werden auch als „Hybridantrieb“ bezeichnet.
Üblicherweise umfasst ein Elektroantrieb eine elektrische Maschine sowie ein nachgelagertes Untersetzungsgetriebe, das eine Drehbewegung vom Schnellen ins Langsame übersetzt. Vom Untersetzungsgetriebe wird das Drehmoment auf den Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs übertragen. Hierfür teilt ein dem Untersetzungsgetriebe im Drehmomentfluss nachgelagertes Differentialgetriebe das eingeleitete Drehmoment auf zwei Ausgangswellen zum Antreiben der Fahrzeugräder auf. Die beiden Ausgangswellen des Differentialgetriebes haben untereinander eine ausgleichende Wirkung, das heißt dreht eine der beiden Ausgangswellen schneller, so dreht die andere Ausgangswelle entsprechend langsamer, und umgekehrt.
Aus der WO 2012 007031 A1 ist ein Elektroantrieb für ein Kraftfahrzeug bekannt, der einen Elektromotor und eine Getriebeeinheit umfasst. Die Getriebeeinheit weist ein Planetengetriebe und ein Differentialgetriebe auf, die koaxial zueinander angeordnet sind. Es ist eine Schaltkupplung vorgesehen, die in drei Schaltpositionen überführt werden kann, und zwar zwei unterschiedliche Schaltstufen sowie eine Leerlaufstellung.
Aus der DE 11 2006 001 851 T5 ist eine elektrische Hilfsantriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug bekannt. Die Antriebsanordnung weist einen Elektromotor, ein Planetenuntersetzungsgetriebe und ein Differentialgetriebe auf, die koaxial zueinander angeordnet sind. Das Planetengetriebe weist einen Träger auf, der von dem Elektromotor angetrieben wird, mehrere mit dem Träger verbundene Flanschwellen, die jeweils Paare von miteinander fest verbundenen ersten und zweiten Planetenrädern frei drehbar tragen. Die ersten Planetenräder haben einen kleineren Durchmesser als die zweiten Planetenräder und sind mit den Zähnen eines ortsfesten Sonnenrads in Verzahnungseingriff. Die zweiten Planetenräder sind mit größeren Planetenrädern in Verzahnungseingriff, die auf weiteren mit dem Träger verbundenen Flanschwellen drehbar gelagert sind. Die größeren Planetenräder sind mit einem zweiten Sonnenrad in Verzahnungseingriff, das mit dem Differentialkäfig des Differentialgetriebes drehfest verbunden ist.
Aus der DE 10 2005 004 290 A1 ist ein Getriebemodul zur variablen Drehmomentverteilung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs bekannt. Das Getriebemodul umfasst eine erste Welle mit einem ersten Sonnenrad, eine zweite Welle mit einem zweiten Sonnenrad, mehrere Planetenräder, die mit dem ersten Sonnenrad und dem zweiten Sonnenrad in Eingriff sind, und ein die Planetenräder tragendes Trägerelement. Das Trägerelement kann mittels einer Kupplung an ein ortsfestes Gehäuse angekoppelt werden, so dass Drehmoment zwischen der ersten und zweiten Welle übertragen wird.
Bei Antriebskonzepten mit Elektroantrieb geht ein Entwicklungstrend derzeit hin zu elektrischen Maschinen mit höheren Drehzahlen. Dies wiederum macht höhere Übersetzungsverhältnisse eines nachgelagerten Übersetzungsgetriebes erforderlich. Derartige Übersetzungsverhältnisse lassen sich nicht ohne weiteres durch zweistufige Stirnradgetriebe realisieren. Gleichzeitig steigt mit höheren Drehzahlen der Elektroantriebe auch das Risiko eines ungewünschten NVH-Verhaltens sowie vermehrten Planschverlusten im Getriebe.
Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Getriebeanordnung, insbesondere für einen Elektroantrieb zum Antreiben eines Kraftfahrzeugs vorzuschlagen, die ein großes Übersetzungsverhältnis, ein günstiges NVH-Verhalten, geringe Leistungsverluste und einen kompakten Aufbau aufweist. Die Aufgabe besteht ferner darin, einen entsprechenden Elektroantrieb mit einer solchen Getriebeanordnung vorzuschlagen.
Eine Lösung besteht in einer Getriebeanordnung, insbesondere für einen Elektroantrieb für ein Kraftfahrzeug, umfassend: eine erste Getriebeeinheit mit einem Antriebsrad und einem Abtriebsrad, die einen Achsversatz relativ zueinander haben; eine mit der ersten Getriebeeinheit antriebsverbundene zweite Getriebeeinheit mit einem Übersetzungsverhältnis ins Langsame; eine mit der zweiten Getriebeeinheit antriebsverbundene dritte Getriebeeinheit, die ein eingeleitetes Drehmoment von einem Eingangsteil auf zwei Ausgangsteile aufteilt; wobei die zweite Getriebeeinheit ein Planetengetriebe mit zumindest einem Planetenrad, einem das zumindest eine Planetenrad tragenden Planetenträger, einem ersten Sonnenrad und einem zweiten Sonnenrad aufweist; wobei der Planetenträger von der ersten Getriebeeinheit um eine Drehachse drehend antreibbar ist; wobei das zumindest eine Planetenrad mit dem ersten Sonnenrad und dem zweiten Sonnenrad zumindest mittelbar in Verzahnungseingriff ist; wobei das erste Sonnenrad gegenüber einem ortsfesten Bauteil im Drehsinn zumindest abstützbar ist und wobei das zweite Sonnenrad mit dem Eingangsteil der dritten Getriebeeinheit antriebsverbunden ist.
Ein Vorteil der Getriebeanordnung besteht darin, dass sich hiermit große Übersetzungen ins Langsame realisieren lassen. Hierzu tragen die funktional in Reihe angeordnete erste und zweite Getriebeeinheit sowie die konkrete Ausgestaltung der zweiten Getriebeeinheit mit Planetengetriebe mit zwei Sonnenrädern bei. Ein weiterer Vorteil ist, dass Planschverluste gering gehalten werden und ein günstiges NVH-Verhalten erreicht wird.
Ein in die Getriebeanordnung von einer Antriebsquelle eingeleitetes Drehmoment wird von der ersten Getriebeeinheit auf die zweite Getriebeeinheit und von dieser auf die dritte Getriebeeinheit übertragen, wo es auf die beiden Ausgangsteile aufgeteilt wird.
Im so definierten Leistungspfad sind einzelne Bauteile der Getriebeanordnung jeweils mit anderen Bauteilen zur Übertragung von Drehmoment antriebsverbunden. Dabei soll mit der Formulierung drehend antreibbar oder antriebsverbunden gemäß der vorliegenden Offenbarung jeweils die Möglichkeit mit umfasst sein, dass zwischen einem antreibenden Bauteil und dem hiervon drehend angetriebenen Bauteil ein oder mehrere weitere Bauteile im Leistungspfad zwischengeschaltet sein können. Beispielsweise kann im Leistungspfad zwischen der ersten Getriebeeinheit und der dritten Getriebeeinheit prinzipiell auch zusätzlich zur zweiten Getriebeeinheit eine weitere Getriebeeinheit zwischengeschaltet sein. Es ist auch denkbar, dass im Leistungspfad zwischen zwei antriebsverbundenen Bauteilen eine steuerbare Kupplung angeordnet ist, welche eine Drehmomentübertragung optional herstellen oder unterbrechen kann.
Das erste Sonnenrad ist relativ zu einem ortsfesten Bauteil im Drehsinn zumindest abstützbar, womit insbesondere mit umfasst sein soll, dass das erste Sonnenrad permanent drehfest gehalten ist oder beispielsweise mittels einer steuerbaren Kupplung optional drehfest abstützbar ist. Als ortsfestes Bauteil kommen alle Bauteile in Frage, an denen eine drehfeste Abstützung möglich ist, wie beispielsweise ein Gehäuseteil der Getriebeanordnung oder ein mit dem Gehäuse verbundenes Bauteil. Das Planetengetriebe umfasst zumindest ein Planetenrad, wobei es sich versteht, dass auch zwei, drei oder mehr Planetenräder vorgesehen sein können, die insbesondere regelmäßig über den Umfang verteilt sein können. Sofern vorliegend von einem oder dem Planetenrad die Rede ist, soll dies stets auch im Sinne von zumindest einem verstanden werden können.
Die erste Getriebeeinheit ist insbesondere so gestaltet, dass zwischen einem Antriebsrad und einem Abtriebsrad der Getriebeeinheit ein Achsversatz gebildet ist. So kann ein Achsversatz zwischen einer Drehachse A1 der Antriebsquelle und der Drehachse A2 der zweiten beziehungsweise dritten Getriebeeinheit überbrückt werden. Für die Übersetzung der Getriebeeinheit gilt insbesondere zumindest eines von Folgendem: die erste Getriebeeinheit ist ausgestaltet, um ein eingeleitetes Drehmoment mit einem ersten Übersetzungsverhältnis von eins bis maximal drei zu übersetzen; und/oder die zweite Getriebeeinheit ist ausgestaltet, um ein eingeleitetes Drehmoment mit einem zweiten Übersetzungsverhältnis von maximal zehn ins Langsame zu übersetzen; und/oder ein gesamtes Übersetzungsverhältnis, das sich aus dem ersten Übersetzungsverhältnis und dem zweiten Übersetzungsverhältnis zusammensetzt, liegt zwischen zehn und dreißig. Durch diese Ausgestaltung eignet sich die Getriebeanordnung in vorteilhafter Weise für Elektroantriebe mit Hochgeschwindigkeits-Elektromaschinen. Die erste Getriebeeinheit kann eine Übersetzung zwischen Antriebsrad und Abtriebsrad von eins aufweisen, wobei das Antriebsrad und das Abtriebsrad in diesem Fall gleich schnell um zueinander achsversetzte Drehachsen drehen. Alternativ kann die erste Getriebeeinheit auch zur Übersetzung ins Langsame vom Antriebsrad auf das Abtriebsrad ausgestaltet sein.
Die erste Getriebeeinheit kann ein Antriebsrad mit einer ersten Drehachse und ein Abtriebsrad mit einer zweiten Drehachse aufweisen, die miteinander antriebsverbunden sind, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass das Antriebsrad koaxial zum Planetenträger angeordnet und drehfest mit dem Planetenträger verbunden ist. In Konkretisierung kann die erste Getriebeeinheit beispielsweise in Form eines Kettentriebs oder Riementriebs gestaltet sein, wobei das Antriebsrad und das Abtriebsrad in diesem Fall über eine Kette beziehungsweise einen Riemen miteinander antriebsverbunden sind, oder in Form eines Stirnradgetriebes, wobei die Räder dann durch Verzahnungseingriff miteinander antriebsverbunden sind.
Das Planetengetriebe bildet die zweite Getriebeeinheit, die eine Drehbewegung weiter ins Langsame übersetzt. Ein auf den Planetenträger eingeleitetes Drehmoment wird auf das zumindest eine Planetenrad übertragen, welche derart mit dem Planetenträger befestigt ist, dass es mit einer Planetenradachse um die Drehachse des Planetenträgers umläuft. Es ist vorgesehen, dass ein Planetenrad einen ersten Verzahnungsabschnitt aufweist, der mit dem ersten Sonnenrad antriebsverbunden ist, und einen zweiten Verzahnungsabschnitt, der mit dem zweiten Sonnenrad antriebsverbunden ist. Die Verbindung kann jeweils unmittelbar durch direkten Verzahnungseingriff des jeweiligen Verzahnungsabschnitts mit dem jeweiligen Sonnenrad erfolgen, oder mittelbar beispielsweise unter Zwischenschaltung eines weiteren Planetenrads. Es ist vorgesehen, dass das erste Sonnenrad drehfest mit dem ortsfesten Bauteil verbunden beziehungsweise verbindbar ist. Das zweite Sonnenrad kann drehfest mit dem Eingangsteil der dritten Getriebeeinheit verbunden sein. Eine drehfeste Verbindung kann beispielsweise eine formschlüssige, kraftschlüssige und/oder stoffschlüssige Verbindung sein.
Nach einer möglichen Ausführungsform weisen der erste Verzahnungsabschnitt und der zweite Verzahnungsabschnitt des Planetenrads dieselbe Anzahl von Zähnen auf. Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass der erste Verzahnungsabschnitt und der zweite Verzahnungsabschnitt gleich gestaltet sind. Das erste Sonnenrad und das zweite Sonnenrad können demgegenüber eine unterschiedliche Anzahl von Zähnen aufweisen, wobei die Verzahnung des ersten Sonnenrads und die Verzahnung des zweiten Sonnenrads relativ zueinander profilverschoben sind. Durch die unterschiedliche Zähnezahl beziehungsweise die Profilverschiebung der Sonnenräder wird eine Übersetzung bewirkt. Die beiden Zahnräder und das zumindest eine Planetenrad haben den gleichen Modul. Vorzugsweise sind die Anzahl von Zähnen des ersten Sonnenrads und des zweiten Sonnenrads derart gewählt, dass in einer relativen Drehstellung des ersten Sonnenrads und des zweiten Sonnenrads mehrere Zähne in axialer Überdeckung miteinander liegen, so dass sie gleichzeitig in die Verzahnungen mehrerer Planetenräder eingreifen können.
Nach einer Ausführungsform umfasst die dritte Getriebeeinheit ein Differentialgetriebe beziehungsweise ist als solches gestaltet, wobei das Eingangsteil des Differentialgetriebes in Form eines Differentialkorbs gestaltet ist, der koaxial zur Drehachse des Planetenträgers angeordnet ist.
Es sind mehrere Möglichkeiten zur Anordnung der Getriebeeinheiten denkbar. Nach einer ersten Ausführung ist das Planetengetriebe zumindest teilweise radial außerhalb und/oder zumindest teilweise mit axialer Überlappung relativ zur dritten Getriebeeinheit angeordnet. Konkret kann vorgesehen sein, dass das zumindest eine Planetenrad und der Differentialkorb sich zumindest teilweise axial überlappen, wobei das zweite Sonnenrad mit einem Mantelabschnitt des Differentialkorbs verbunden sein kann. In diesem Fall kann das Sonnenrad einen größeren Durchmesser aufweisen als ein größter Außendurchmesser des Differentialkorbs. Die Verbindung des zweiten Sonnenrads mit dem Differentialkorb kann insbesondere kraftschlüssig beispielsweise mittels Schraubverbindungen, formschlüssig beispielsweise mittels Verzahnungsverbindung und/oder stoffschlüssig mittels Schweißverbindung erfolgen. Es ist auch möglich, dass das zweite Sonnenrad und der Planetenträger einteilig gestaltet sind.
Nach einer zweiten Ausführung ist das Planetengetriebe zumindest teilweise radial innerhalb und/oder axial benachbart zur dritten Getriebeeinheit angeordnet. Konkret kann vorgesehen sein, dass das zumindest eine Planetenrad eine radiale Überlappung mit dem Differentialkorb aufweist. In diesem Fall kann das zweite Sonnenrad einen kleineren Durchmesser aufweisen als ein größter Durchmesser des Differentialkorbs.
Für beide Ausführungen gilt, dass der Planetenträger des Planetengetriebes gehäuseartig gestaltet sein kann, wobei die dritte Getriebeeinheit in dem Planetenträger angeordnet sein kann. Insbesondere kann der gehäuseartige Planetenträger mit Schmiermittel befüllt und nach außen gegenüber einem Innenraum des Gehäuses abgedichtet sein. Es kann ferner vorgesehen sein, dass der Planetenträger einen Hülsenansatz aufweist, mit dem der Planetenträger einseitig in einem ortsfesten Gehäuse der Getriebeanordnung gelagert ist. Hiermit ist gemeint, dass der Planetenträger in Bezug auf eine Mittelebene, welche die Planetenräder schneidet, nur auf einer Seite in dem ortsfesten Gehäuse gelagert ist. Eine solche einseitige Lagerung, welche auch als fliegende Lagerung bezeichnet wird, kann beispielsweise zwei zueinander axial beabstandete Wälzlager aufweisen. Ein Vorteil der einseitigen Lagerung des Planetenträgers ist, dass das ortsfeste Gehäuse an der der Lagerung gegenüberliegenden Seite aus einem Leichtbaumaterial wie Kunststoff oder Blech gestaltet sein kann, welches lediglich eine Dichtfunktion aber keine tragende Funktion wahrnehmen muss. Demgegenüber ist der tragende Teil des ortsfesten Gehäuses, in dem die Lagerung für den Planetenträger vorgesehen ist, aus einem Material höherer Festigkeit wie Aluminiumguss gestaltet.
Eine Lösung der oben genannten Aufgabe besteht weiter in einem Elektroantrieb für ein Kraftfahrzeug, umfassend: eine elektrische Maschine mit einer Antriebswelle zum Antreiben einer Antriebsachse des Kraftfahrzeugs, und eine Getriebeanordnung, die nach zumindest einer der oben genannten Ausführungsformen gestaltet sein kann. Die erste Getriebestufe der Getriebeanordnung ist mit der Antriebswelle der elektrischen Maschine antriebsverbunden.
Mit der Elektroantriebsanordnung ergeben sich dieselben Vorteile wie mit der Getriebeanordnung, insbesondere große erzielbare Übersetzungen ins Langsame, was den Einsatz Hochgeschwindigkeits-Elektromaschine als Antriebsquelle ermöglicht. Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist die elektrische Maschine als Hochgeschwindigkeits-Elektromaschine mit einer Nenndrehzahl von mindestens 20.000 Umdrehungen pro Minute gestaltet. Das Antriebsrad der ersten Getriebestufe ist vorzugsweise koaxial zur Antriebswelle der elektrischen Maschine angeordnet, beziehungsweise drehfest mit dieser verbunden.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden nachstehend anhand der Zeichnungsfiguren erläutert. Hierin zeigt:
1 eine erfindungsgemäße Elektroantriebsanordnung mit einer erfindungsgemäßen Getriebeanordnung in einer ersten Ausführungsform schematisch;
2 ein Detail der Getriebeanordnung gemäß 1 im Halblängsschnitt;
3 eine erfindungsgemäße Elektroantriebsanordnung mit einer erfindungsgemäßen Getriebeanordnung in einer zweiten Ausführungsform schematisch;
4 die zweite Getriebeeinheit der Getriebeanordnung aus 3 in perspektivischer Darstellung, teilweise geschnitten; und
5 die zweite Getriebeeinheit gemäß 4 im Längsschnitt.
Die 1 und 2 werden nachstehend gemeinsam beschrieben. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Elektroantriebsanordnung 2 mit einer elektrischen Maschine 3 und einer erfindungsgemäßen Getriebeanordnung 4 in einer ersten Ausführungsform. Die Getriebeanordnung 4 umfasst eine erste Getriebeeinheit 7, eine zweite Getriebeeinheit 8 und eine dritte Getriebeeinheit 9. Die zweite und dritte Getriebeeinheit 8, 9 sind im Detail in 2 gezeigt. Die dritte Getriebeeinheit 9 ist in Form eines Differentialgetriebes gestaltet, welches ein von der zweiten Getriebeeinheit 8 eingeleitetes Drehmoment auf zwei Ausgangswellen 5, 6 aufteilt.
Die elektrische Maschine 3 dient als Antriebsquelle zum Antreiben einer Antriebsachse eines Kraftfahrzeugs (nicht dargestellt). Die elektrische Maschine 3 wird mittels einer elektronischen Regeleinheit (ECU) angesteuert. Zur Stromversorgung ist die elektrische Maschine 3 mit einer Batterie (nicht dargestellt) zu verbinden. Die elektrische Maschine 3 kann insbesondere als Hochgeschwindigkeits-Elektromaschine gestaltet sein und beispielsweise eine Nenndrehzahl von mindestens 20.000 Umdrehungen pro Minute (U/min) aufweisen. Üblicherweise umfasst eine elektrische Maschine 3 einen Stator auf, der mit einem Motorgehäuse fest verbunden ist, und einen Rotor, der mit einer Motorwelle 11 zur Drehmomentübertragung fest verbunden ist.
Von der Motorwelle 11 wird Drehmoment in die erste Getriebeeinheit 7 eingeleitet. Die erste Getriebeeinheit 7 umfasst einen Riementrieb mit einem Antriebsrad 10 und einem Abtriebsrad 12, die über einen unendlichen Riemen 13 miteinander antriebsverbunden sind. Das Antriebsrad 10 ist mit der Motorwelle 11 fest verbunden und koaxial zu dieser angeordnet. Es ist erkennbar, dass das Abtriebsrad 12 einen wesentlich größeren Durchmesser aufweist, als das Antriebsrad 10, so dass hier eine Übersetzung ins Langsame erfolgt. Das erste Übersetzungsverhältnis i1, das dem Durchmesser D12 des Abtriebsrads 12 zu Durchmesser D10 des Antriebsrads 10 entspricht (i1 = D12/D10), ist größer als eins und beträgt vorzugsweise maximal drei, das heißt 1 ≤ i1 ≤ 3. Alternativ zur Ausgestaltung als Riementrieb kann die erste Getriebeeinheit 7 beispielsweise auch in Form eines Kettentriebs oder Stirnradgetriebes gestaltet sein. In allen Fällen wird mit der ersten Getriebeeinheit 7 ein Achsversatz zwischen der Drehachse A1 der elektrischen Maschine 3 und der Drehachse A2 der zweiten beziehungsweise dritten Getriebeeinheit 8, 9 überbrückt.
Die zweite Getriebeeinheit 8 ist in Form eines Planetengetriebes gestaltet, das eine vom Abtriebsrad 12 der ersten Getriebeeinheit 7 eingeleitete Drehbewegung weiter ins Langsame übersetzt. Das Abtriebsrad 12 der ersten Getriebeeinheit 7 ist fest mit einem Planetenträger 14 des Planetengetriebes 8 verbunden, der über den Riementrieb um die Drehachse A2 drehend antreibbar ist. Das Planetengetriebe 8 weist mehrere Planetenräder 15 auf, die derart mit dem Planetenträger 14 befestigt sind, dass sie um die Drehachse A2 des Planetenträgers 14 umlaufen. Der Planetenträger 14 ist gehäuseartig gestaltet und weist ein topfförmiges Gehäuseteil 16 mit einem Hülsenansatz 17 auf, der mittels Lagern 18, 19 in einem Gehäuse 20 der Getriebeanordnung 4 um die Drehachse A2 drehbar gelagert ist, und ein deckelförmiges Gehäuseteil 21 mit einem Hülsenansatz 22, der mittels eines Lagers 23 auf der Ausgangswelle 6 der dritten Getriebeeinheit 9 drehbar gelagert ist. Auf der Seite des zweiten Hülsenansatzes 22 ist der Planetenträger 14 abstützungsfrei gegenüber dem ortsfesten Gehäuse 20, das heißt der Planetenträger 14 ist nur einseitig mittels des ersten Hülsenansatzes 17 in dem Gehäuse 20 gelagert. Diese einseitige beziehungsweise fliegende Lagerung des Planetenträgers ermöglicht, dass das ortsfeste Gehäuse 20 einen tragenden Gehäuseabschnitt 49 aus einem Material hoher Festigkeit und Steifigkeit aufweisen kann, in dem der Planetenträger 14 gelagert ist und der zum Verbinden mit einer Antriebsquelle dient, sowie einen nicht-tragenden Abschnitt 48 aus einem Material geringerer Festigkeit beziehungsweise Steifigkeit, welches eine reine Dichtfunktion zum Abdichten des Gehäuseinnenraums übernimmt. Die beiden Gehäuseabschnitte 48, 49 sind über geeignete Verbindungsmittel 50, beispielsweise eine verschraubte oder verschweißte Flanschverbindung, miteinander verbunden. Ein zwischen dem ersten Gehäuseteil 16 und dem ortsfesten Gehäuse 20 gebildeter Ringraum ist mittels einer Wellendichtung 24 abgedichtet, welche benachbart zum Lager 19 angeordnet ist. Ein zwischen dem zweiten Gehäuseteil 21 und der Ausgangswelle 6 gebildeter Ringraum ist mittels einer Wellendichtung 25 abgedichtet, welche benachbart zum Lager 23 angeordnet ist.
Die Planetenräder 15 sind jeweils mittels Radiallagern 26, 26‘ auf einem mit dem Planetenträger 14 verbundenen Zapfen 27 um eine jeweilige Zapfenachse A27 drehbar gelagert und mittels Axiallagern 28, 28‘ gegenüber dem Planetenträger 14 axial abgestützt. Die Planetenräder 15 weisen jeweils einen ersten Verzahnungsabschnitt 29 auf, der mit einem ersten Sonnenrad 30 in Verzahnungseingriff ist, und einen zweiten Verzahnungsabschnitt 29‘, der mit einem zweiten Sonnenrad 31 in Verzahnungseingriff ist. Das erste Sonnenrad 30 ist drehfest mit dem ortsfesten Gehäuse 20 verbunden, und zwar über eine zwischengeschaltete Hülse 32, welche koaxial zur Drehachse A2 radial zwischen der ersten Ausgangswelle 5 der dritten Getriebeeinheit 9 und dem Hülsenansatz 17 des Planetenträgers 14 angeordnet ist und sich axial bis über ein Ende des Hülsenansatzes 17 erstreckt. Konkret ist vorgesehen, dass das erste Sonnenrad 30 einen hülsenförmigen Verbindungsabschnitt 33 aufweist, der über eine Wellenverzahnung 34 mit der Hülse 32 drehfest verbunden ist. Am entgegengesetzten Ende hat die Hülse 32 einen Flanschabschnitt 35, der über eine Verzahnung 36 mit dem ortsfesten Gehäuse 20 drehfest verbunden ist. Durch die drehfeste Verbindung des ersten Sonnenrades 30 mit dem ortsfesten Gehäuse 20 kann ein in das Sonnenrad 30 eingeleitetes Drehmoment gegenüber dem ortsfesten Gehäuse 20 abgestützt werden. Zur Abstützung von axialen Kräften ist zwischen dem Sonnenrad 30 und dem Gehäuseteil 16 eine Anlaufscheibe 51 vorgesehen.
Es ist vorgesehen, dass der erste und der zweite Verzahnungsabschnitt 29, 29‘ der Planetenräder 15 jeweils dieselbe Anzahl von Zähnen aufweisen, und insbesondere gleich gestaltet sind. Das erste Sonnenrad 30 und das zweite Sonnenrad 31 haben demgegenüber unterschiedliche Anzahl von Zähnen, wobei die Verzahnung des ersten Sonnenrads 30 und die Verzahnung des zweiten Sonnenrads 31 relativ zueinander profilverschoben sind. Die beiden Sonnenräder 30, 31 und die Verzahnungsabschnitte 29, 29‘ der Planetenräder 15 haben jeweils den gleichen Modul. Durch die unterschiedliche Zähnezahl beziehungsweise die Profilverschiebung der Sonnenräder 30, 31 wird eine Übersetzung bewirkt. Die Zähnezahl des ersten und zweiten Sonnenrads 30, 31 sind so gewählt, dass in einer relativen Drehstellung mehrere Zähne in Überdeckung miteinander liegen, so dass sie gleichzeitig in die Verzahnungen mehrerer Planetenräder 15 eingreifen können.
Das zweite Sonnenrad 31 ist mit dem Eingangsteil 37 des Differentialgetriebes 9 verbunden, um dieses anzutreiben. Das Eingangsteil 37 ist in Form eines Differentialkorbes gestaltet, der von dem zweiten Sonnenrad 31 um die Drehachse A2 drehend antreibbar ist. Das zweite Sonnenrad 31 und der Differentialkorb 37 sind fest miteinander verbunden, beispielsweise miteinander verschweißt oder einteilig gestaltet sein. Das zweite Sonnenrad 31 ist an dem Planetenträger 14 und an dem ersten Sonnenrad 30 mittels Axiallagern 52, 53 axial abgestützt. Das Planetengetriebe 8 ist bei der vorliegenden Ausführungsform radial außerhalb und teilweise mit axialer Überlappung relativ zum Differentialgetriebe 9 angeordnet ist. Dabei ist das zweite Sonnenrad 31 außen an einem Mantelabschnitt des Differentialkorbs 37 vorgesehen, so dass die Planetenräder 15 und der Differentialkorb 37 sich teilweise axial überdecken.
Das Differentialgetriebe 9 umfasst mehrere Differentialräder 38, die in dem Differentialkorb 37 auf Drehachsen A38 drehbar gelagert sind und gemeinsam mit dem Differentialkorb 37 um die Drehachse A2 umlaufen, sowie zwei Seitenwellenräder 39, 39‘, die jeweils koaxial zur Drehachse A2 drehbar angeordnet und mit den Differentialrädern 38 in Verzahnungseingriff sind. In den Differentialkorb 37 eingeleitetes Drehmoment wird über die Differentialräder 38 auf die beiden Seitenwellenräder 39, 39‘ übertragen, wobei eine ausgleichende Wirkung zwischen den beiden Seitenwellenrädern besteht. Die Seitenwellenräder 39, 39‘ sind wiederum zur Übertragung von Drehmoment über Wellenverzahnungen drehfest mit den zugehörigen Seitenwellen 5, 6 verbunden, die das eingeleitete Drehmoment auf die Räder des Kraftfahrzeugs übertragen.
Mit der vorliegenden Ausgestaltung der zweiten Getriebestufe 8 wird die von der ersten Getriebestufe 7 eingeleitete Drehbewegung weiter ins Langsame übersetzt. Dabei ist das zweite Übersetzungsverhältnis i2 der zweiten Getriebestufe größer als eins, insbesondere größer als fünf, und kann vorzugsweise maximal 10 betragen, das heißt 1 ≤ i2 ≤ 10. Insgesamt beträgt das Übersetzungsverhältnis iges, das sich aus dem ersten Übersetzungsverhältnis i1 und dem zweiten Übersetzungsverhältnis i2 zusammensetzt (iges = i1·i2), vorzugsweise zwischen zehn und fünfzehn. Das bedeutet, dass der Differentialkorb 37 zwischen zehn bis fünfzehn Mal langsamer rotiert als die Antriebswelle 11 des Elektromotors 3. Bei der vorliegenden Ausführungsform mit Riementrieb als erster Getriebeeinheit 7 kann der Innenraum des ortsfesten Gehäuses 20 trocken sein, das heißt eine Schmierung ist hier nicht erforderlich. Lediglich der drehend antreibbare gehäuseartige Planetenträger 14, der insofern auch als Planetengehäuse bezeichnet werden kann, wird mit Schmiermittel befüllt, so dass die drehenden Bauteile des Planetengetriebes 8 und des Differentialgetriebes 9 geschmiert und gekühlt sind. Hiermit können Planschverluste gering gehalten werden.
3 zeigt einen erfindungsgemäße Elektroantrieb 102 mit einer elektrischen Maschine 103 und einer erfindungsgemäßen Getriebeanordnung 104 in einer zweiten Ausführungsform. Der Elektroantrieb 102 beziehungsweise die Getriebeanordnung 104 entsprechen in weiten Teilen denjenigen gemäß den 1 und 2, so dass hinsichtlich aller Gemeinsamkeiten auf die obige Beschreibung Bezug genommen wird. Dabei sind gleiche beziehungsweise einander entsprechende Einzelheiten mit um 100 erhöhten Bezugszeichen versehen wie in den 1 und 2. Wie bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform umfasst auch die vorliegende Getriebeanordnung 104 eine erste Getriebeeinheit 107, eine zweite Getriebeeinheit 108 und eine dritte Getriebeeinheit 109. Die zweite Getriebeeinheit 108, die in Form eines Planetengetriebes gestaltet ist, ist im Detail in den 4 und 5 gezeigt. Die 3 bis 5 werden nachstehend gemeinsam beschrieben.
Eine Besonderheit der zweiten Ausführungsform liegt darin, dass die zweite und dritte Getriebeeinheit 108, 109 relativ zueinander und relativ zu der ersten Getriebeeinheit 107 axial versetzt sind. Hierauf wird weiter unten noch näher eingegangen.
Für die elektrische Maschine 103 gelten dieselben Merkmale wie bei der obigen Ausführungsform, auf deren Beschreibung zur Vermeidung von Wiederholungen insofern verwiesen wird. Von der Motorwelle 111 wird Drehmoment in die erste Getriebeeinheit 107 eingeleitet, die in Form eines Riementriebs gestaltet ist, aber auch in Form eines Kettentriebs oder Stirnradgetriebes gestaltet sein kann. Das Antriebsrad 110 ist mit der Motorwelle 111 fest verbunden und koaxial zu dieser angeordnet. Das Abtriebsrad 112 hat einen wesentlich größeren Durchmesser, als das Antriebsrad 110, so dass eine Übersetzung ins Langsame erfolgt. Das erste Übersetzungsverhältnis i1 (i1 = D112/D110) ist größer als eins und beträgt vorzugsweise maximal drei, das heißt 1 ≤ i1 ≤ 3.
Das Abtriebsrad 112 der ersten Getriebeeinheit 107 ist drehfest mit dem Planetenträger 114 der zweiten Getriebeeinheit 108 verbunden. Hierfür ist das Abtriebsrad 112 mit einer Hohlwelle 117 verbunden, welche das eingeleitete Drehmoment auf den Planetenträger 114 der zweiten Getriebeeinheit 108 überträgt. Ein erster Abschnitt der Hohlwelle 117, welcher auf der einen Seite des Abtriebsrads 112 liegt, ist mittels eines ersten Lagers 118 im ortsfesten Gehäuse 120 um die Drehachse A2 drehbar gelagert. Der hier zwischen dem Gehäuse 120 und der Hohlwelle 117 gebildete Ringraum ist mittels einer ersten Dichtung 124 abgedichtet. Ein zweiter Abschnitt der Hohlwelle 117, welcher auf der anderen Seite des Abtriebsrads 112 liegt, ist mittels eines zweiten Lagers 119 in einer Lagerbuchse 140 des ortsfesten Gehäuses 120 um die Drehachse A2 drehbar gelagert. Der Ringraum zwischen der Lagerbuchse 140 und dem zweiten Abschnitt der Hohlwelle 117 ist mittels einer zweiten Dichtung 125 abgedichtet. Die Ausgangswelle 106 ist gegenüber dem Gehäuse 120 mittels einer Dichtung 141 abgedichtet.
Die zweite Getriebeeinheit 108 ist in Form eines Planetengetriebes gestaltet, das die in den Planetenträger 114 eingeleitete Drehbewegung weiter ins Langsame übersetzt. Das Planetengetriebe 108 weist mehrere Planetenräder 115 auf, die derart mit dem Planetenträger 114 befestigt sind, dass sie um die Drehachse A2 umlaufen. Der Planetenträger 114 kann gehäuseartig gestaltet sein und ein topfförmiges Gehäuseteil 116 aufweisen, in dem die Planetenräder 115 und die Sonnenräder 130, 131 aufgenommen sind, oder korbartig wie weiter unten beschrieben.
Das Planetengetriebe 108 ist als Einzelheit in den 3 und 4 dargestellt. Es ist erkennbar, dass die Planetenräder 115 jeweils mittels Radiallagern 126, 126‘ auf einem mit dem Planetenträger 114 verbundenen Zapfen 127 um eine jeweilige Zapfenachse A127 drehbar gelagert und mittels Axiallagern 128, 128‘ gegenüber Seitenwänden des Planetenträgers 114 axial abgestützt sind. Die Zapfen 127 weisen Schmiermittelkanäle 154 auf, durch die Schmiermittel zum Schmieren der Lager 126, 126‘ strömen kann. Der Planetenträger 114 ist korbförmig gestaltet und umfasst ein erstes Flanschteil 142, ein zweites Flanschteil 143 und mehrere sich in axiale Richtung dazwischen erstreckende Stegteile 144, welche das erste und das zweite Flanschteil 142, 143 miteinander verbinden. Der Planetenträger 114 kann einteilig gestaltet sein, wobei die Zahnräder 115, 130, 131 durch die zwischen den Stegen 144 gebildeten Öffnungen montiert werden können. Auf die Flanschteile 142, 143 sind Deckel 155, 155‘ aufgesetzt.
Die Planetenräder 115 sind zweiteilig gestaltet und weisen jeweils einen ersten Verzahnungsabschnitt 129 auf, der mit dem ersten Sonnenrad 130 in Verzahnungseingriff ist, und einen zweiten Verzahnungsabschnitt 129‘, der mit dem zweiten Sonnenrad 131 in Verzahnungseingriff ist. Die beiden Verzahnungsabschnitte 129, 129‘ sind zunächst als separate Bauteile hergestellt und anschließend fest miteinander verbunden, beispielsweise miteinander verschweißt. Es ist jedoch prinzipiell auch denkbar, dass die Planetenräder einteilig hergestellt werden. Das erste Sonnenrad 130 ist über eine längliche Hülse 132 drehfest mit dem ortsfesten Gehäuse 120 verbunden. Die Hülse 132 ist koaxial zur Drehachse A2 radial zwischen der zweiten Ausgangswelle 106 und der Hohlwelle 117 angeordnet und erstreckt sich in axiale Richtung bis zur Gehäusebuchse 140 des ortsfesten Gehäuses 120. Das erste Sonnenrad 130 und das zweite Sonnenrad 131 weisen jeweils eine Innenverzahnung 147, 147‘ zur drehfesten Verbindung mit einer korrespondierenden Außenverzahnung des jeweiligen Anschlussbauteils auf. Dabei ist das erste Sonnenrad 130 mit der Außenverzahnung der Hülse 132 drehfest verbunden, während das zweite Sonnenrad 131 mit der Außenverzahnung eines mit dem Planetenträger 114 verbundenen Einsteckteils drehfest verbunden ist. An ihrem zum Planetengetriebe 108 entgegengesetzten Ende hat die Hülse 132 einen Flanschabschnitt 135, der beispielsweise über eine Verzahnung mit dem ortsfesten Gehäuse 120 drehfest verbunden ist. Durch die drehfeste Verbindung des ersten Sonnenrades 130 mit dem ortsfesten Gehäuse 120 wird ein in das Sonnenrad 130 eingeleitetes Drehmoment gegenüber dem ortsfesten Gehäuse 120 abgestützt.
In Abwandlung zu der obigen Ausführungsform ist bei der vorliegenden Ausführungsform gemäß den 4 und 5 vorgesehen, dass der erste und der zweite Verzahnungsabschnitt 129, 129‘ der Planetenräder 115 eine unterschiedliche Anzahl von Zähnen aufweisen. Wie insbesondere in 4 erkennbar, sind die Verzahnungsabschnitte 129, 129‘ separat gestaltet. Insbesondere ist vorgehen, dass der Verzahnungsabschnitt 129 auf einen Hülsenansatz des Verzahnungsabschnittes 129‘ aufgeschoben und mit diesem fest verbunden ist, insbesondere verschweißt oder aufgepresst. Das erste Sonnenrad 130 und das zweite Sonnenrad 131 haben unterschiedliche Anzahl von Zähnen. Die beiden Sonnenräder 130, 131 und die Verzahnungsabschnitte 129, 129‘ der Planetenräder 115 können jeweils den gleichen Modul aufweisen. Durch die unterschiedlichen Zähnezahlen der beiden Verzahnungsabschnitte 129, 129‘ der Planetenräder erfolgt eine Übersetzung, wobei sich eine größere Flexibilität hinsichtlich des Übersetzungsverhältnisses gegenüber einer Ausführungsform mit gleicher Zähnezahl der Verzahnungsabschnitte ergibt. Es versteht sich jedoch, dass die vorliegende Ausführungsform gemäß den 3 bis 5 auch mit gleicher Zähnezahl der Verzahnungsabschnitte der Planetenräder gestaltet sein kann, und umgekehrt, dass auch die obige Ausführungsform gemäß den 1 und 2 mit unterschiedlicher Zähnezahl der Verzahnungsabschnitte ausgestaltet sein kann.
Das zweite Sonnenrad 131 ist mit dem Eingangsteil 137 des Differentialgetriebes 109 verbunden, um dieses anzutreiben. Das Eingangsteil 137 ist in Form eines Differentialkorbes gestaltet, der von dem zweiten Sonnenrad 131 um die Drehachse A2 drehend antreibbar ist. Eine Besonderheit der vorliegenden Ausführungsform ist, dass das Planetengetriebe 108 axial benachbart zum Differentialgetriebe 109 angeordnet ist und hiermit zumindest teilweise eine radiale Überdeckung aufweist. Dabei hat das zweite Sonnenrad 131 einen kleineren Durchmesser als der Differentialkorb 137 des Differentialgetriebes 109.
Das Differentialgetriebe 109 ist aufgebaut wie bei der ersten Ausführungsform, auf deren Beschreibung zur Vermeidung von Wiederholungen insofern verwiesen wird. In den Differentialkorb 137 vom Sonnenrad 131 eingeleitetes Drehmoment wird über die Differentialräder 138 auf die beiden Seitenwellenräder 139, 139‘ übertragen. Die Seitenwellenräder 139, 139‘ sind mit den zugehörigen Seitenwellen 105, 106 verbunden, die das eingeleitete Drehmoment auf die Räder des Kraftfahrzeugs übertragen.
Mit der vorliegenden Ausgestaltung der zweiten Getriebestufe 108 wird die von der ersten Getriebestufe 107 eingeleitete Drehbewegung weiter ins Langsame übersetzt. Dabei ist das zweite Übersetzungsverhältnis i2 der zweiten Getriebestufe 108 größer als eins, insbesondere größer als fünf, und kann vorzugsweise maximal 10 betragen, das heißt 1 ≤ i2 ≤ 10. Insgesamt beträgt das Übersetzungsverhältnis iges, das sich aus dem ersten Übersetzungsverhältnis i1 und dem zweiten Übersetzungsverhältnis i2 zusammensetzt (iges = i1·i2), vorzugsweise zwischen zehn und fünfzehn. Das bedeutet, dass der Differentialkorb 137 zwischen zehn bis fünfzehn Mal langsamer rotiert als die Antriebswelle 111 des Elektromotors 103. Der Innenraum des Gehäuseabschnitts 148, in dem der Riementrieb 107 aufgenommen ist, ist trocken, das heißt schmiermittellos. Demgegenüber ist der Gehäuseabschnitt 149, in dem das Planetengetriebe 108 und das Differentialgetriebe 109 aufgenommen sind, mit Schmiermittel befüllt, um die drehenden Bauteile zu kühlen und zu schmieren. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind beide Gehäuseabschnitte 148, 149 als tragende Abschnitte aus einem geeigneten Gehäusematerial hoher Festigkeit ausgestaltet, beispielsweise einem Gussmaterial.
Beide oben beschriebene Ausführungsformen der Getriebeanordnungen 4, 104 bieten den Vorteil von großen erzielbaren Übersetzungsverhältnissen ins Langsame, was den Einsatz einer Hochgeschwindigkeits-Elektromaschine als Antriebsquelle ermöglicht. Durch den Einsatz eines Riementriebs als erste Getriebeeinheit kann dieser Teil schmiermittellos ausgeführt werden, so dass Planschverluste der Getriebeanordnungen 4, 104 insgesamt gering gehalten werden. Die erfindungsgemäßen Getriebeanordnungen 4, 104 können in einer Elektroantriebsanordnung 2, 102 zum Antreiben einer Fahrzeugantriebsachse zum Einsatz kommen.
Bezugszeichenliste

2, 102: Elektroantriebsanordnung
3, 103: elektrische Maschine
4, 104: Getriebeanordnung
5, 105: erste Ausgangswelle
6, 106: zweite Ausgangswelle
7, 107: erste Getriebeeinheit
8, 108: zweite Getriebeeinheit
9, 109: dritte Getriebeeinheit
10, 110: Antriebsrad
11, 111: Motorwelle
12, 112: Abtriebsrad
13, 113: Riemen
14, 114: Planetenträger
15, 115: Planetenrad
16, 116: Gehäuseteil
17, 117: Hülsenansatz / Hohlwelle
18, 118: Lager
19, 119: Lager
20, 120: Gehäuse
21, 121: Gehäuseteil
22, 122: Hülsenansatz
23, 123: Lager
24, 124: Wellendichtung
25, 125: Wellendichtung
26, 126: Radiallager
27, 127: Zapfen
28, 128: Axiallager
29, 129: Verzahnungsabschnitt
30, 130: erstes Sonnenrad
31, 131: zweites Sonnenrad
32, 132: Hülse
33, 133: Hülsenansatz
34: Wellenverzahnung
35: Flanschabschnitt
36: Verzahnungsanordnung
37, 137: Eingangsteil
38, 138: Differentialrad
39, 139: Seitenwellenrad
140: Gehäusebuchse
141: Dichtung
142: erstes Flanschteil
143: zweites Flanschteil
144: Stegteil
145: Deckelteil
146: Sicherungsring
147: Verzahnung
48, 148: Gehäuseabschnitt
49, 149: Gehäuseabschnitt
50, 150: Verbindungsmittel
51: Anlaufscheibe
52, 152: Axiallager
53, 153: Axiallager
154: Schmiermittelkanal
155, 155‘: Deckel
A: Drehachse
D: Durchmesser
i: Übersetzung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2012007031 A1 [0003]
DE 112006001851 T5 [0004]
DE 102005004290 A1 [0005]

Claims

Getriebeanordnung für einen Elektroantrieb für ein Kraftfahrzeug, umfassend: eine erste Getriebeeinheit (7, 107) mit einem Antriebsrad (10, 110) und einem Abtriebsrad (12, 112), zwischen denen ein Achsversatz vorgesehen ist; eine mit der ersten Getriebeeinheit (7, 107) antriebsverbundene zweite Getriebeeinheit (8, 108) mit einem Übersetzungsverhältnis (i2) ins Langsame; eine mit der zweiten Getriebeeinheit (8, 108) antriebsverbundene dritte Getriebeeinheit (9, 109), die ein eingeleitetes Drehmoment von einem Eingangsteil (37, 137) auf zwei Ausgangsteile (5, 6; 105, 106) aufteilt; wobei die zweite Getriebeeinheit (8, 108) ein Planetengetriebe mit zumindest einem Planetenrad (15, 115), einem das zumindest eine Planetenrad (15, 115) tragenden Planetenträger (14, 114), einem ersten Sonnenrad (30, 130) und einem zweiten Sonnenrad (31, 131) aufweist, wobei der Planetenträger (14, 114) von der ersten Getriebeeinheit (7, 107) um eine Drehachse (A2) drehend antreibbar ist, wobei das zumindest eine Planetenrad (15, 115) mit dem ersten Sonnenrad (30, 130) und dem zweiten Sonnenrad (31, 131) zumindest mittelbar in Verzahnungseingriff ist, wobei das erste Sonnenrad (30, 130) gegenüber einem ortsfesten Bauteil im Drehsinn zumindest abstützbar ist, und wobei das zweite Sonnenrad (31, 131) mit dem Eingangsteil (37, 137) der dritten Getriebeeinheit (9, 109) antriebsverbunden ist.
Getriebeanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines von Folgendem gilt: die erste Getriebeeinheit (7, 107) ist ausgestaltet, um ein eingeleitetes Drehmoment mit einem ersten Übersetzungsverhältnis (i1) von maximal drei (i1 ≤ 3) zu übersetzen; die zweite Getriebeeinheit (8, 108) ist ausgestaltet, um ein eingeleitetes Drehmoment mit einem zweiten Übersetzungsverhältnis (i2) von maximal zehn (i2 ≤ 10) ins Langsame zu übersetzen; ein gesamtes Übersetzungsverhältnis (iges), das sich aus dem ersten Übersetzungsverhältnis (i1) und dem zweiten Übersetzungsverhältnis (i2) zusammensetzt liegt, zwischen zehn und fünfzehn (10 ≤ iges ≤ 30).
Getriebeanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsrad (10, 110) der ersten Getriebeeinheit (7, 107) um eine erste Drehachse (A1) drehend antreibbar ist und das Abtriebsrad (12, 112) der ersten Getriebeeinheit (7, 107) koaxial zur zweiten Drehachse (A2) angeordnet und drehfest mit dem Planetenträger (14, 114) verbunden ist, wobei die zweite Drehachse (A2) mit Abstand parallel zur ersten Drehachse (A1) verläuft.
Getriebeanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Sonnenrad (30, 130) drehfest mit dem ortsfesten Bauteil (20, 120) verbunden ist und, dass das zweite Sonnenrad (31, 131) drehfest mit dem Eingangsteil (37, 137) der dritten Getriebeeinheit (9, 109) verbunden ist.
Getriebeanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Planetenrad (15, 115) einen ersten Verzahnungsabschnitt (29, 129), der mit dem ersten Sonnenrad (30, 130) in Eingriff ist, und einem zweiten Verzahnungsabschnitt (29‘, 129‘), der mit dem zweiten Sonnenrad (31, 131) in Eingriff ist, aufweist.
Getriebeanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Verzahnungsabschnitt (29, 129) und der zweite Verzahnungsabschnitt (29‘, 129‘) dieselbe Anzahl von Zähnen aufweisen, wobei der erste Verzahnungsabschnitt (29, 129) und der zweite Verzahnungsabschnitt (29‘, 129‘) gleich gestaltet sind.
Getriebeanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Sonnenrad (30, 130) und das zweite Sonnenrad (31, 131) eine unterschiedliche Anzahl von Zähnen aufweisen, wobei die Verzahnung des ersten Sonnenrads (30, 130) und die Verzahnung des zweiten Sonnenrads (31, 131) relativ zueinander profilverschoben sind.
Getriebeanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl von Zähnen des ersten Sonnenrads (30, 130) und des zweiten Sonnenrads (31, 131) derart gewählt sind, dass in einer relativen Drehstellung des ersten Sonnenrads (30, 130) und des zweiten Sonnenrads (31, 131) mehrere Zähne in axialer Überdeckung miteinander liegen, so dass sie gleichzeitig in die Verzahnungen mehrerer Planetenräder (15, 115) eingreifen können.
Getriebeanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Getriebeeinheit (9, 109) ein Differentialgetriebe umfasst, wobei das Eingangsteil (37, 137) der dritten Getriebeeinheit (9, 109) in Form eines Differentialkorbs gestaltet ist, der koaxial zur Drehachse (A2) des Planetenträgers (14, 114) angeordnet ist.
Getriebeanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenträger (14, 114) des Planetengetriebes gehäuseartig gestaltet ist und einen Hülsenansatz (17, 117) zur einseitigen Lagerung des Planetenträgers (14, 114) in einem ortsfesten Gehäuse (20, 120) aufweist.
Getriebeanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Planetenrad (15, 115) und der Differentialkorb sich zumindest teilweise axial überlappen, wobei das zweite Sonnenrad (31, 131) mit einem Mantelabschnitt des Differentialkorbs verbunden ist. (1, 2)
Getriebeanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Getriebeeinheit (9, 109) in dem Planetenträger (14, 114) angeordnet ist.
Getriebeanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Planetengetriebe axial benachbart zum Differentialgetriebe angeordnet ist, wobei das zweite Sonnenrad (31, 131) einen kleineren Durchmesser aufweist als der Differentialkorb. (3–5)
Elektroantrieb für ein Kraftfahrzeug, umfassend: eine elektrische Maschine (3, 103) mit einer Antriebswelle (11, 111) zum Antreiben einer Antriebsachse des Kraftfahrzeugs, und eine Getriebeanordnung (4, 104) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die erste Getriebeeinheit (7, 107) der Getriebeanordnung mit der Antriebswelle (11, 111) der elektrischen Maschine (3, 103) antriebsverbunden ist.
Elektroantrieb nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (3, 103) als Hochgeschwindigkeits-Elektromaschine mit einer Nenndrehzahl von mindestens 20.000 Umdrehungen pro Minute gestaltet ist.
Elektroantrieb nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsrad (10, 110) der ersten Getriebeeinheit (7, 107) koaxial zur Antriebswelle (11, 111) der elektrischen Maschine (3, 103) angeordnet ist.