DE102018109622A1 - Drive train section for a vehicle and vehicle with the drive train section - Google Patents

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Abstract

Bei elektrisch betriebenen Fahrzeugen wird das Traktionsmoment in Abhängigkeit der Architektur vollständig oder teilweise durch mindestens einen Elektromotor erzeugt. Obwohl Elektromotoren über weite Drehzahlbereiche arbeiten können, wird oftmals ein Schaltgetriebe in dem Momentenpfad zwischen dem Elektromotor und den angetriebenen Rädern angeordnet.
Es wird ein Antriebsstrangabschnitt (1) für ein Fahrzeug (2) vorgeschlagen mit einer Antriebswelle (8) als Eingang zur Ankopplung eines Elektromotors (3), wobei die Antriebswelle (3) ein Antriebsrad (9) aufweist, wobei die Antriebswelle (8) eine Antriebsachse (A) definiert, mit einer ersten Getriebestufe (6), wobei die erste Getriebestufe (6) ein Hohlrad (10), einen Planetenträger (11), eine Mehrzahl von Planeten (12) sowie ein Sonnenrad (13) aufweist, wobei das Hohlrad (10) mit dem Antriebsrad (9) kämmt, so dass eine Vorgetriebestufe (5) gebildet ist, wobei die Planeten (12) auf dem Planetenträger (11) drehbar angeordnet sind und mit dem Sonnenrad (13) und dem Hohlrad (10) kämmen, wobei der Planetenträger (11) einen Zwischenausgang bildet und wobei die erste Getriebestufe (6), das SonnenradZ(13), der Planetenträger (11) und/oder das Hohlrad (10) eine Zwischenachse (Z) definiert, wobei der Antriebsstrangabschnitt (1) eine Aktoranordnung (14) aufweist, wobei die Aktoranordnung (14) in einem ersten Gang das Sonnenrad (13) stationär setzt und wobei die Aktoranordnung (14) in einem zweiten Gang das Hohlrad (10) drehfest mit dem Planetenträger (11) setzt.

Figure DE102018109622A1_0000
In electrically powered vehicles, the traction torque is generated completely or partially by at least one electric motor depending on the architecture. Although electric motors can operate over wide speed ranges, a manual transmission is often placed in the torque path between the electric motor and the driven wheels.
A drive train section (1) for a vehicle (2) is proposed with a drive shaft (8) as an input for coupling an electric motor (3), wherein the drive shaft (3) has a drive wheel (9), wherein the drive shaft (8) has a Drive axle (A) defined with a first gear stage (6), wherein the first gear stage (6) comprises a ring gear (10), a planet carrier (11), a plurality of planets (12) and a sun gear (13), wherein the Ring gear (10) with the drive wheel (9) meshes, so that a Vorgetriebestufe (5) is formed, wherein the planet (12) on the planet carrier (11) are rotatably arranged and with the sun gear (13) and the ring gear (10) wherein the planet carrier (11) forms an intermediate output and wherein the first gear stage (6), the SonnenradZ (13), the planet carrier (11) and / or the ring gear (10) defines an intermediate axis (Z), wherein the drive train section ( 1) has an actuator arrangement (14), wherein the actuator arrangement (1 4) in a first gear, the sun gear (13) is stationary and wherein the actuator assembly (14) in a second gear, the ring gear (10) rotatably with the planet carrier (11) sets.
Figure DE102018109622A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsstrangabschnitt für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit diesem Antriebsstrangabschnitt.The invention relates to a drive train section for a vehicle having the features of the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a vehicle with this drive train section.

Bei elektrisch betriebenen Fahrzeugen wird das Traktionsmoment in Abhängigkeit der Architektur vollständig oder teilweise durch mindestens einen Elektromotor erzeugt. Obwohl Elektromotoren über weite Drehzahlbereiche arbeiten können, wird oftmals ein Schaltgetriebe in dem Momentenpfad zwischen dem Elektromotor und den angetriebenen Rädern angeordnet.In electrically powered vehicles, the traction torque is generated completely or partially by at least one electric motor depending on the architecture. Although electric motors can operate over wide speed ranges, a manual transmission is often placed in the torque path between the electric motor and the driven wheels.

Die Anforderungen an das Schaltgetriebe unterliegen den konventionellen Spannungsfeldern, wie Gangzahl versus Fahrkomfort, Komplexität versus Fertigungskosten, konstruktive Umsetzung versus Bauraum.The requirements for the manual transmission are subject to the conventional stress fields, such as number of gears versus ride comfort, complexity versus production costs, constructive implementation versus space.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Antriebsstrangabschnitt für ein Fahrzeug vorzuschlagen, welcher einen guten Kompromiss zwischen den Anforderungen von Gangzahl, Fahrkomfort, Komplexität, Fertigungskosten, konstruktive Umsetzung und/oder Bauraum bildet.It is an object of the present invention to provide a drive train section for a vehicle, which forms a good compromise between the requirements of gear number, ride comfort, complexity, manufacturing costs, design implementation and / or space.

Diese Aufgabe wird durch ein Antriebsstrangabschnitt mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.This object is achieved by a drive train section having the features of claim 1 and by a vehicle having the features of claim 10. Preferred or advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims, the following description and the accompanying drawings.

Gegenstand der Erfindung ist ein Antriebsstrangabschnitt, welcher für ein Fahrzeug geeignet und/oder ausgebildet ist. Bei dem Fahrzeug handelt es sich besonders bevorzugt um einen Personenkraftwagen. Alternativ kann es sich bei dem Fahrzeug um einen Lastkraftwagen, einen Bus etc. handeln. Unter einem Antriebsstrangabschnitt wird vorzugsweise ein Abschnitt des Antriebsstrangs verstanden. Der Antriebsstrang umfasst bevorzugt alle Komponenten, welche Leistung für das Fahrzeug generieren und bis zur Straße übertragen. Insbesondere ist der Antriebsstrangabschnitt als ein Getriebeabschnitt ausgebildet. Besonders bevorzugt ist der Antriebsstrangabschnitt, insbesondere der Getriebeabschnitt, als ein Zweiganggetriebe ausgebildet. Der Antriebsstrangabschnitt kann somit Momentenpfade zwischen dem Traktionsmotor und den angetriebenen Rädern mit zwei, insbesondere genau zwei unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen bilden.The invention relates to a drive train section, which is suitable and / or designed for a vehicle. The vehicle is particularly preferably a passenger car. Alternatively, the vehicle may be a truck, a bus, etc. A drive train section is preferably understood to mean a section of the drive train. The powertrain preferably includes all components that generate power for the vehicle and transmit to the road. In particular, the drive train section is designed as a transmission section. Particularly preferably, the drive train section, in particular the transmission section, is designed as a two-speed transmission. The drive train section can thus form torque paths between the traction motor and the driven wheels with two, in particular exactly two different gear ratios.

Der Antriebsstrangabschnitt weist eine Antriebswelle als einen Eingang zur Ankopplung eines Elektromotors auf. Vorzugsweise verfügt der Elektromotor über eine Rotorwelle, wobei die Antriebswelle in bevorzugter Ausgestaltung mit der Rotorwelle drehfest verbunden ist.The drive train section has a drive shaft as an input for coupling an electric motor. Preferably, the electric motor has a rotor shaft, wherein the drive shaft is rotatably connected in a preferred embodiment with the rotor shaft.

Der Elektromotor ist insbesondere als der Traktionsmotor und/oder Antriebsmotor für das Fahrzeug ausgebildet. Insbesondere ist der Elektromotor so dimensioniert, dass er das Fahrzeug auf eine Geschwindigkeit von größer 50 km/h beschleunigen kann. Alternativ oder ergänzend weist der Elektromotor eine Leistung von größer als 10 kW, vorzugsweise größer als 20 kW auf.The electric motor is designed in particular as the traction motor and / or drive motor for the vehicle. In particular, the electric motor is dimensioned so that it can accelerate the vehicle to a speed of more than 50 km / h. Alternatively or additionally, the electric motor has a power of greater than 10 kW, preferably greater than 20 kW.

Die getriebetechnische Verbindung zwischen der Antriebswelle und dem Elektromotor kann lösbar oder unlösbar ausgebildet sein. Es ist sogar möglich, dass die Antriebswelle als die Rotorwelle des Elektromotors ausgebildet ist.The gearbox connection between the drive shaft and the electric motor can be made detachable or non-detachable. It is even possible that the drive shaft is formed as the rotor shaft of the electric motor.

Auf der Antriebswelle ist ein Antriebsrad insbesondere drehfest aufgesetzt, wobei das Antriebsrad besonders bevorzugt als ein Stirnzahnrad ausgebildet ist. Zum Zwecke der Definition wird festgelegt, dass die Rotationsachse der Antriebswelle als Antriebsachse bezeichnet wird.On the drive shaft, a drive wheel is placed in particular rotationally fixed, wherein the drive wheel is particularly preferably designed as a spur gear. For the purposes of the definition, it is determined that the axis of rotation of the drive shaft is referred to as the drive axle.

Der Antriebsstrangabschnitt weist eine erste Getriebestufe auf, wobei die erste Getriebestufe bevorzugt eine Übersetzung vom Schnellen ins Langsame umsetzt. Insbesondere wird eine Drehzahl am Eingang der ersten Getriebestufe in eine niedrigere Drehzahl am Ausgang der ersten Getriebestufe, insbesondere an einem Zwischenausgang des Antriebsstrangabschnitts umgesetzt. Die erste Getriebestufe ist als eine Planetengetriebestufe ausgebildet. Insbesondere ist die erste Getriebestufe als eine Stirnradplanetengetriebestufe ausgebildet.The drive train section has a first gear stage, wherein the first gear stage preferably converts a gear ratio from fast to slow. In particular, a rotational speed at the input of the first gear stage is converted into a lower rotational speed at the output of the first gear stage, in particular at an intermediate output of the drive train segment. The first gear stage is designed as a planetary gear stage. In particular, the first gear stage is designed as a Stirnradplanetengetriebestufe.

Die erste Getriebestufe weist ein Hohlrad auf, wobei das Hohlrad vorzugsweise am Innenumfang und am Außenumfang verzahnt ausgebildet ist. Ferner weist die erste Getriebestufe einen Planetenträger sowie eine Mehrzahl von Planeten und ein Sonnenrad auf. Hohlrad, Planetenträger und Sonnenrad sind koaxial zu einer Zwischenachse angeordnet und/oder definieren diese. Die Planeten sind mit den jeweils zugeordneten Rotationsachsen in einem Teilkreis um die Zwischenachse angeordnet. Die Planeten werden vom Planetenträger getragen, insbesondere sind diese drehbar auf dem Planetenträger angeordnet. Die Planeten kämmen zum einen mit dem Sonnenrad und zum andern mit dem Hohlrad, insbesondere mit der Innenverzahnung am Innenumfang des Hohlrad.The first gear stage has a ring gear, wherein the ring gear is preferably formed toothed on the inner circumference and on the outer circumference. Furthermore, the first gear stage on a planet carrier and a plurality of planets and a sun gear. Ring gear, planet carrier and sun gear are coaxial with an intermediate axis arranged and / or define this. The planets are arranged with the respective associated axes of rotation in a circle around the intermediate axis. The planets are carried by the planet carrier, in particular, these are rotatably mounted on the planet carrier. The planets mesh on the one hand with the sun gear and on the other hand with the ring gear, in particular with the internal toothing on the inner periphery of the ring gear.

Das Hohlrad bildet den Eingang der ersten Getriebestufe, der Planetenträger bildet den Ausgang der ersten Getriebestufe und/oder den Zwischenausgang des Antriebsstrangabsch n itts.The ring gear forms the input of the first gear stage, the planet carrier forms the output of the first gear stage and / or the intermediate output of the Antriebsstrangabsch n itt.

In Richtung des Momentenpfads vom Eingang des Antriebsstrangabschnitts zum Ausgang des Antriebsstrangabschnitts ist vor der ersten Getriebestufe eine Vorgetriebestufe gebildet, wobei die Vorgetriebestufe durch das Antriebsrad und das Hohlrad gebildet ist, welche miteinander getriebetechnisch gekoppelt sind und insbesondere miteinander kämmen.In the direction of the torque path from the input of the drive train section to the output of the drive train section, a pre-gear stage is formed before the first gear stage, wherein the pre-gear stage is formed by the drive wheel and the ring gear, which are coupled together by gear technology and in particular mesh with each other.

Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Antriebsstrangabschnitt eine Aktoranordnung aufweist, wobei die Aktoranordnung in einem ersten Gang das Sonnenrad stationär setzt. Ferner setzt die Aktoranordnung in einem zweiten Gang das Hohlrad drehfest mit dem Planetenträger, so dass diese gemeinsam als Block umlaufen, insbesondere um die Zwischenachse umlaufen Der erste und der zweite Gang unterscheiden sich insbesondere in dem Übersetzungsverhältnis vorzugsweise ist der Betrag des Übersetzungsverhältnisses von dem ersten Gang größer als der Betrag des Übersetzungsverhältnisses von dem zweiten Gang. Bei alternativen Ausgestaltungen der Erfindung können die Übersetzungsverhältnisse auch so gewählt werden, dass der Betrag des Übersetzungsverhältnisses von dem ersten Gang kleiner als der Betrag des Übersetzungsverhältnisses von dem zweiten Gang ist.In the context of the invention, it is proposed that the drive train section has an actuator arrangement, wherein the actuator arrangement sets the sun gear stationary in a first gear. In addition, the actuator assembly rotatably sets in a second gear the ring gear with the planet carrier, so that these rotate together as a block, in particular rotate around the intermediate axis The first and second gear differ, especially in the gear ratio is preferably the amount of gear ratio of the first gear greater than the amount of gear ratio of the second gear. In alternative embodiments of the invention, the gear ratios may also be selected such that the amount of gear ratio of the first gear is less than the amount of gear ratio of the second gear.

Durch die Aktoranordnung wird der Antriebsstrangabschnitt als ein Zweiganggetriebe ausgebildet, welches vorzugsweise genau zwei Gänge und/oder Übersetzungen umsetzen kann. Durch die Getriebearchitektur wird eine Gangzahl bereitgestellt, welche einen ausreichenden Fahrkomfort ermöglicht. Die Komplexität des Antriebsstrangabschnitts und damit die Fertigungskosten werden aufgrund der geringen Anzahl der Komponenten ebenfalls gering gehalten. Durch die Umsetzung als Planetengetriebe kann der Antriebsstrangabschnitt sehr kompakt ausgestaltet werden, so dass der benötigte Bauraum klein ist.Due to the actuator arrangement of the drive train section is formed as a two-speed transmission, which can implement preferably exactly two courses and / or translations. The gear architecture provides a number of gears which allows sufficient driving comfort. The complexity of the drive train section and thus the manufacturing costs are also kept low due to the small number of components. By implementing it as a planetary gear, the drive train section can be made very compact, so that the required space is small.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist der Antriebsstrangabschnitt eine zweite Getriebestufe auf, wobei der Planetenträger einen Zwischeneingang des Antriebsstrangabschnitts in die zweite Getriebestufe bildet und wobei die zweite Getriebestufe ein Abtriebsrad aufweist, welches einen Ausgang aus der zweiten Getriebestufe und/oder aus dem Antriebsstrangabschnitt bildet. Besonders bevorzugt ist die zweite Getriebestufe als eine Stirnradgetriebestufe ausgebildet.In a preferred development of the invention, the drive train section has a second gear step, wherein the planet carrier forms an intermediate input of the drive train section into the second gear step and wherein the second gear step has a driven gear which forms an output from the second gear step and / or from the drive train section. Particularly preferably, the second gear stage is designed as a spur gear stage.

Getriebetechnisch betrachtet weist der Antriebsstrangabschnitt in dieser Weiterbildung drei Getriebestufen auf, nämlich die Vorgetriebestufe, die erste Getriebestufe und die zweite Getriebestufe. Mit den zuvor genannten Vorteilen kann eine hohe Übersetzung mit dem Antriebsstrangabschnitt umgesetzt werden.In terms of transmission technology, the drive train section in this development has three gear stages, namely the pre-gear stage, the first gear stage and the second gear stage. With the advantages mentioned above, a high gear ratio can be implemented with the drive train section.

Bei einer bevorzugten Umsetzung der Erfindung weist die zweite Getriebestufe ein Eingangsrad auf, wobei das Eingangsrad drehfest mit dem Planetenträger gekoppelt, insbesondere verbunden, ist und mit dem Abtriebsrad kämmt. Damit ist zweite Getriebestufe als eine zweirädrige Getriebestufe ausgebildet.In a preferred implementation of the invention, the second gear stage on an input gear, wherein the input gear rotatably coupled to the planet carrier, in particular connected, and meshes with the output gear. This second gear is designed as a two-wheel gear stage.

In einer bevorzugten konstruktiven Ausgestaltung definiert das Abtriebsrad eine Abtriebsachse, wobei die Antriebsachse und die Abtriebsachse koaxial angeordnet sind. Insbesondere sind Antriebsachse und Abtriebsachse identisch.In a preferred structural embodiment, the output gear defines an output axis, wherein the drive axle and the output shaft are arranged coaxially. In particular, the drive axle and output shaft are identical.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist der Antriebsstrangabschnitt eine Abtriebswelle auf, wobei das Abtriebsrad auf der Abtriebswelle insbesondere drehfest angeordnet ist. Es ist vorgesehen, dass die Antriebswelle als eine Hohlwelle ausgebildet ist, wobei die Abtriebswelle koaxial und/oder konzentrisch zu der Antriebswelle angeordnet ist. In dieser Ausgestaltung kann der Antriebsstrangabschnitt besonders kompakt aufgebaut werden. Besonders bevorzugt durchdringt die Abtriebswelle die Antriebswelle und/oder den Elektromotor koaxial.In a preferred embodiment of the invention, the drive train section has an output shaft, wherein the output gear is arranged in particular rotationally fixed on the output shaft. It is provided that the drive shaft is designed as a hollow shaft, wherein the output shaft is arranged coaxially and / or concentrically with the drive shaft. In this embodiment, the drive train section can be constructed particularly compact. Particularly preferably, the output shaft penetrates the drive shaft and / or the electric motor coaxially.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die Planeten jeweils als Doppelplanetenräder ausgebildet, wobei ein erster Doppelplanetenradabschnitt eines der Doppelplanetenräder mit dem Hohlrad und ein zweiter Doppelplanetenradabschnitt des gleichen Doppelplanetenrads mit dem Sonnenrad kämmt. Der erste der zweite Doppelplanetenradabschnitt sind koaxial zueinander angeordnet und drehfest miteinander verbunden. Durch die Ausbildung der Planeten als Doppelplanetenräder kann die Spreizung der ersten Getriebestufe und damit des Antriebsstrangabschnitt stärker variiert werden. Besonders bevorzugt ist der Durchmesser des ersten Doppelplanetenradabschnitts kleiner als der Durchmesser des zweiten Doppelplanetenradabschnitts.In an advantageous embodiment of the invention, the planets are each formed as a double planetary gears, wherein a first Doppelplanetenradabschnitt one of the double planet gears with the ring gear and a second Doppelplanetenradabschnitt of the same double planetary gear meshes with the sun gear. The first of the second Doppelplanetenradabschnitt are arranged coaxially with each other and non-rotatable with each other connected. Due to the design of the planets as double planet wheels, the spread of the first gear stage and thus of the drive train section can be varied more. Particularly preferably, the diameter of the first Doppelplanetenradabschnitts is smaller than the diameter of the second Doppelplanetenradabschnitts.

Bei einer bevorzugten konstruktiven Auslegung der Erfindung ist die Spreizung des Antriebsstrangabschnitts, insbesondere zwischen Eingang und Ausgang des Antriebsstrangabschnitts, zwischen dem ersten und dem zweiten Gang größer als 1,5, insbesondere größer als 1,8 alternativ oder ergänzend ist die genannte Spreizung kleiner als 2,5 und insbesondere kleiner als 2,2. Besonders bevorzugt beträgt die Spreizung 2 +/- 10%.In a preferred structural design of the invention, the spreading of the drive train section, in particular between the input and output of the drive train section, between the first and second gear is greater than 1.5, in particular greater than 1.8 alternatively or additionally, said spread is less than 2 , 5 and in particular less than 2.2. Particularly preferably, the spread is 2 +/- 10%.

Alternativ oder ergänzend ist vorgesehen, dass der Betrag der Gesamtübersetzung des Antriebsstrangabschnitts zwischen Eingang und Ausgang in dem ersten Gang zwischen 8 und 12 und/oder in dem zweiten Gang zwischen 18 und 22 liegt. Bei einer bevorzugtenAlternatively or additionally, it is provided that the amount of the total ratio of the drive train section between input and output in the first gear is between 8 and 12 and / or in the second gear is between 18 and 22. In a preferred

Weiterbildung der Erfindung weist der Antriebsstrangabschnitt den Elektromotor auf, wobei der Elektromotor - vorzugsweise wie bereits beschrieben - mit dem Antriebsrad und/oder mit der Eingangswelle getriebetechnisch verbunden ist.Further development of the invention, the drive train section to the electric motor, wherein the electric motor - preferably as already described - with the drive wheel and / or with the input shaft is connected by transmission technology.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft das Fahrzeug mit dem Antriebsstrangabschnitt, wie diese zuvor beschrieben wurde bzw. nach einem der vorhergehenden Ansprüche. Das Fahrzeug kann als ein reines Elektrofahrzeug oder als ein Hybridfahrzeug ausgebildet sein.Another object of the invention relates to the vehicle with the drive train section, as described above or according to one of the preceding claims. The vehicle may be formed as a pure electric vehicle or as a hybrid vehicle.

Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkung der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie der beigefügten Figuren. Diese zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangabschnitt für ein Fahrzeug als ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 2 eine seitliche Draufsicht auf eine konstruktive Ausgestaltung des Antriebsstrangabschnitts der 1 ;
  • 3 a, b zwei weitere, dreidimensionale Ansichten des Antriebsstrangabschnitt der 2.
Further features, advantages and effects of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment of the invention and the accompanying figures. These show:
  • 1 a schematic representation of a drive train section for a vehicle as a first embodiment of the invention;
  • 2 a lateral plan view of a structural design of the drive train section of 1 ;
  • 3 a, b two further, three-dimensional views of the powertrain section of 2 ,

Die 1 zeigt in einer schematischen Darstellung einen Antriebsstrangabschnitt 1 für ein Fahrzeug 2 als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Antriebsstrangabschnitt 1 dient zur Bereitstellung eines Traktionsmoments, insbesondere eines Antriebsmoments, für das Fahrzeug 2. Beispielsweise kann der Antriebsstrang 1 eine elektrische Achse des Fahrzeugs 1 antreiben, einen Radnabenantrieb bilden oder das Traktionsmoment für ein Hybridgetriebe des Fahrzeugs 2 bereitstellen.The 1 shows a schematic representation of a drive train section 1 for a vehicle 2 as an embodiment of the invention. The driveline section 1 serves to provide a traction torque, in particular a drive torque, for the vehicle 2 , For example, the powertrain 1 an electrical axis of the vehicle 1 drive, form a wheel hub drive or the traction torque for a hybrid transmission of the vehicle 2 provide.

Der Antriebsstrangabschnitt 1 dient zur Umsetzung eines Antriebsdrehmoments von einem Elektromotor 3 zu einem Ausgang 4 des Antriebsstrangabschnitts 1. Der Antriebsstrangabschnitt 1 kann zwei unterschiedliche Gänge einnehmen, so dass dieser als ein Zweiganggetriebe ausgebildet ist. Optional ergänzend kann der Antriebsstrangabschnitt 1 einen Neutralbetriebszustand einnehmen, bei dem der Momentenpfad zwischen dem Elektromotor 3 zu dem Ausgang 4 unterbrochen ist.The driveline section 1 serves to implement a driving torque of an electric motor 3 to an exit 4 of the powertrain section 1 , The driveline section 1 can take two different courses, so that it is designed as a two-speed transmission. Optionally in addition, the drive train section 1 assume a neutral operating state in which the torque path between the electric motor 3 to the exit 4 is interrupted.

Der Antriebsstrangabschnitt 1 weist eine Vorgetriebestufe 5 eine erste Getriebestufe 6 sowie eine zweite Getriebestufe 7 auf. Jede der Getriebestufen 5, 6, 7 realisiert eine Umsetzung vom Schnellen ins Langsame oder eine 1:1 Übertragung.The driveline section 1 has a Vorgetriebestufe 5 a first gear stage 6 and a second gear stage 7 on. Each of the gear stages 5 . 6 . 7 Realizes a conversion from fast to slow or a 1: 1 transmission.

Der Elektromotor 3 ist mit einer Antriebswelle 8 getriebetechnisch gekoppelt. In dem Ausführungsbeispiel ist die Antriebswelle 8 als eine Rotorwelle des Elektromotors 3 ausgebildet. Auf der Antriebswelle 8 ist ein Antriebsrad 9 als Festrad angeordnet. Die Antriebswelle 8 definiert eine Antriebsachse A.The electric motor 3 is with a drive shaft 8th coupled by transmission technology. In the embodiment, the drive shaft 8th as a rotor shaft of the electric motor 3 educated. On the drive shaft 8th is a drive wheel 9 arranged as a fixed wheel. The drive shaft 8th defines a drive axis A ,

Die zweite Getriebestufe 6 ist als eine Planetengetriebestufe, insbesondere als eine Stirnradplanetengetriebestufe ausgebildet. Die zweite Getriebestufe 6 weist ein Hohlrad 10, einen Planetenträger 11, eine Mehrzahl von Planeten 12 sowie ein Sonnenrad 13 auf. Das Hohlrad 10, der Planetenträger 11 sowie das Sonnenrad 13 sind koaxial zu einer Zwischenachse Z angeordnet. Die Zwischenachse Z ist parallel zur Antriebsachse A angeordnet. Die Planeten 12 sind mit ihren eigenen Rotationsachsen in einem Teilkreisdurchmesser um die Zwischenachse Z angeordnet.The second gear stage 6 is designed as a planetary gear stage, in particular as a Stirnradplanetengetriebestufe. The second gear stage 6 has a ring gear 10 , a planet carrier 11 , a plurality of planets 12 as well as a sun wheel 13 on. The ring gear 10 , the planet carrier 11 as well as the sun wheel 13 are coaxial to an intermediate axis Z arranged. The intermediate axis Z is parallel to the drive axle A arranged. The planets 12 are with their own rotation axes in a pitch circle diameter about the intermediate axis Z arranged.

Die Planeten 12 kämmen zum einen mit dem Sonnenrad 13 und zum anderen mit dem Hohlrad 10, genauer betrachtet mit einer Verzahnung am Innenumfang des Hohlrads 10. Die Planeten 12 können als Einfachplaneten ausgebildet sein, in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Planeten als Doppelplanetenrräder ausgebildet, wobei diese jeweils einen ersten Doppelplanetenradabschnitt, ausgebildet als ein Zahnradabschnitt, aufweisen, welcher mit dem Hohlrad 10 kämmt. Ferner weisen diese einen zweiten Doppelplanetenradabschnitt, ausgebildet als ein weiterer Zahnradabschnitt, auf, welcher mit dem Sonnenrad 13 kämmt. Durch den Einsatz eines Doppelplanetenrades kann die Umsetzung flexibler dargestellt werden. Der Durchmesser des ersten Doppelplanetenradabschnitts ist kleiner als der Durchmesser des zweiten Doppelplanetenradabschnitts ausgebildet. The planets 12 combing with the sun wheel 13 and on the other hand with the ring gear 10 More specifically, with a toothing on the inner circumference of the ring gear 10 , The planets 12 may be formed as a single planet, in the present embodiment, the planets are formed as Doppelplanetenrräder, each having a first Doppelplanetenradabschnitt formed as a gear portion, which with the ring gear 10 combs. Furthermore, these have a second Doppelplanetenradabschnitt formed as a further gear portion, which, with the sun gear 13 combs. By using a double planetary gear, the implementation can be displayed more flexibly. The diameter of the first Doppelplanetenradabschnitts is smaller than the diameter of the second Doppelplanetenradabschnitts formed.

Das Antriebsrad 9 kämmt mit dem Hohlrad 10, insbesondere ist das Antriebsrad 9 außermittig zu der Zwischenachse Z und/oder koaxial zu der Antriebsachse A angeordnet. Durch das Antriebsrad 9 und das Hohlrad 10 ist die Vorgetriebestufe 5 gebildet. Diese kann genutzt werden, um eine Eingangsdrehzahl in die erste Getriebestufe 6 zu reduzieren.The drive wheel 9 meshes with the ring gear 10 , in particular, the drive wheel 9 off-center to the intermediate axis Z and / or coaxial with the drive axle A arranged. By the drive wheel 9 and the ring gear 10 is the Vorgetriebestufe 5 educated. This can be used to an input speed in the first gear stage 6 to reduce.

Der Antriebsstrangabschnitt 1 weist eine Aktoranordnung 14 auf, welche bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zweiteilig ausgebildet ist und welche beispielsweise über eine Steuereinrichtung angesteuert wird. Ein Abschnitt der Aktoranordnung 14 setzt das Hohlrad 10 drehfest mit dem Planetenträger 11. Ein anderer Abschnitt der Aktoranordnung 14 setzt das Sonnenrad 13 stationär. Beispielsweise können die Abschnitte der Aktoranordnung 14 als Schaltmuffen ausgebildet sein.The driveline section 1 has an actuator arrangement 14 on, which is formed in two parts in the present embodiment and which is driven, for example via a control device. A section of the actuator arrangement 14 sets the ring gear 10 rotatably with the planet carrier 11 , Another section of the actuator arrangement 14 puts the sun wheel 13 stationary. For example, the sections of the actuator assembly 14 be designed as a shift sleeves.

In einem Betriebszustand, wenn das Hohlrad 10 und der Planetenträger 11 unterschiedliche Rotationsgeschwindigkeiten um die Zwischenachse Z einnehmen können und das Sonnenrad 13 stationär gesetzt ist, befindet sich der Antriebsstrangabschnitt 1 in einem ersten Gang.In an operating condition, when the ring gear 10 and the planet carrier 11 different rotational speeds around the intermediate axis Z can take and the sun wheel 13 is stationary, is the drive train section 1 in a first course.

In einem weiteren Betriebszustand, wenn das Hohlrad 10 drehfest mit dem Planetenträger 11 gesetzt ist und zugleich das Sonnenrad 13 freigegeben ist, befindet sich der Antriebsstrangabschnitt 1 in einem zweiten Gang. Bei diesem Ausführungsbeispiel läuft das Hohlrad 10 gemeinsam mit dem Planetenträger 11 in einem Block um die Zwischenachse Z, so dass nur geringe Reibungsverluste vorliegen.In another operating condition, when the ring gear 10 rotatably with the planet carrier 11 is set and at the same time the sun wheel 13 is released, there is the drive train section 1 in a second gear. In this embodiment, the ring gear runs 10 together with the planet carrier 11 in a block around the intermediate axis Z , so that only low friction losses are present.

Der Planetenträger 11 bildet einen Zwischenausgang aus der ersten Getriebestufe 6 und zugleich einen Zwischeneingang in die zweite Getriebestufe 7. Die zweite Getriebestufe 7 weist ein Abtriebsrad 15 sowie ein Eingangsrad 16 auf, wobei das Abtriebsrad 15 und das Eingangsrad 16 miteinander kämmen, so dass die zweite Getriebestufe 7 gebildet ist. Optional können zwischen Eingangsrad 16 und Abtriebsrad 15 Zwischenräder angeordnet sein. Das Abtriebsrad 15 sitzt auf einer Abtriebswelle 17, wobei die Abtriebswelle 17 koaxial zu der Antriebsachse A und/oder koaxial zu der Antriebswelle 8 und/oder koaxial zu der Rotorwelle des Elektromotors 3 ausgerichtet ist. Die Antriebswelle 8 und/oder Rotorwelle des Elektromotors 3 ist als eine Hohlwelle ausgebildet, wobei die Abtriebswelle 17 koaxial und konzentrisch durch die Hohlwelle verläuft. In dieser Ausgestaltung kann der Antriebsstrangabschnitt 1 besonders kompakt aufgebaut werden.The planet carrier 11 forms an intermediate output from the first gear stage 6 and at the same time an intermediate input in the second gear stage 7 , The second gear stage 7 has a driven wheel 15 as well as an input wheel 16 on, with the output gear 15 and the input wheel 16 mesh with each other so that the second gear stage 7 is formed. Optionally available between input gear 16 and output gear 15 Be arranged intermediate wheels. The driven wheel 15 sits on an output shaft 17 , where the output shaft 17 coaxial with the drive axle A and / or coaxial with the drive shaft 8th and / or coaxial with the rotor shaft of the electric motor 3 is aligned. The drive shaft 8th and / or rotor shaft of the electric motor 3 is formed as a hollow shaft, wherein the output shaft 17 coaxial and concentric through the hollow shaft. In this embodiment, the drive train section 1 be built very compact.

In den 2, 3 a, b ist der Antriebsstrangabschnitt 1 in einer schematischen Seitenansicht sowie in einer 3-dimensionalen Ansicht nochmals dargestellt, um beispielhafte Dimensionierungen erkennen zu können. Dabei sind die Komponenten des Antriebsstrangabschnitts 1 mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in der 1.In the 2 . 3 a, b is the powertrain section 1 shown again in a schematic side view and in a 3-dimensional view to recognize exemplary dimensions can. Here are the components of the drive train section 1 provided with the same reference numerals as in the 1 ,

Die Dimensionen und Übersetzungen der Räder sind der nachfolgenden Tabelle zu entnehmen: Innendurchmesser Hohlrad 10 [mm] 205 Durchmesser Sonnenrad 13 [mm] 89 Durchmesser Antriebsrad 9 [mm] 57 Außendurchmesser Hohlrad 10 [mm] 245 Achsabstand [mm] 151 Planeten 12 - Planetenträger 11 Durchmesser [mm] 35 Doppelplanetenradabschnitt (klein) Durchmesser [mm] 35 Doppelplanetenradabschnitt (groß) i (Übersetzung) Vorgetriebestufe [-] 4,2982 i (Übersetzung) [-] 0,9953 erste Getriebestufe 6/zweiter Gang i (Übersetzung) [-] 2,0047 erste Getriebestufe 6/erster Gang i (Übersetzung) [-] 2,1789 zweite Getriebestufe 7 i (Übersetzung) erster Gang [-] 9,3657 i (Übersetzung) zweiter Gang [-] 18,776 Spreizung [-] 2,0047 The dimensions and gear ratios of the wheels are shown in the following table: Inner diameter ring gear 10 [Mm] 205 Diameter sun gear 13 [Mm] 89 Diameter drive wheel 9 [Mm] 57 Outer diameter ring gear 10 [Mm] 245 Wheelbase [Mm] 151 Planets 12 - planet carrier 11 diameter [Mm] 35 Double planetary gear section (small) diameter [Mm] 35 Double planetary gear section (large) i (translation) Pre-gear stage [-] 4.2982 i (translation) [-] .9953 first gear 6 / second gear i (translation) [-] 2.0047 first gear 6 / first gear i (translation) [-] 2.1789 second gear 7 i (translation) first gear [-] 9.3657 i (translation) second gear [-] 18,776 spread [-] 2.0047

Durch den zweiten Gang wird es möglich, die Anfahrmomente im ersten Gang bei gleichbleibender Spitzengeschwindigkeit zu erhöhen. Zudem besteht die Möglichkeit, dass der Elektromotor 3 durch den zweiten Gang in einem Betriebspunkt mit besserem Wirkungsgrad betrieben werden kann. Auf kompaktestem Bauraum ist es möglich, eine Zweigängigkeit bei gutem Wirkungsgrad zu erhalten. Dies wird insbesondere erreicht, indem die Planetenstufe, insbesondere der Planetenträger 11 und das Hohlrad 10, im zweiten Gang im Block umläuft.The second gear makes it possible to increase the starting torque in first gear at a constant top speed. There is also the possibility that the electric motor 3 can be operated by the second gear at an operating point with better efficiency. In the most compact space, it is possible to obtain a Zweängigkeit with good efficiency. This is achieved in particular by the planetary stage, in particular the planet carrier 11 and the ring gear 10 , in the second gear in the block rotates.

Wenn eine Planetenstufe im zweiten Gang verblockt werden soll, ergibt sich die Spreizung der Gänge aus der Gesamtübersetzung der Planetenstufe. Wird die Planetenstufe wie häufig von dem Sonnenrad angetrieben und über den Planetenträger abgetrieben, so würde die minimale Spreizung bei ca. 2,8 liegen. Dies hängt damit zusammen, dass die Standübersetzung der Planetenstufe nicht zu klein werden darf, da sonst die Planetenräder zu klein werden. Bei dem Ausführungsbeispiel wird in der Planetenstufe auf den Doppelplaneten gesetzt. Die erste Verzahnung des Doppelplaneten wird durch das Hohlrad 10 angetrieben. Die zweite Verzahnung stützt sich auf dem Sonnenrad 13 ab. Daraus resultiert ein Abtriebsmoment am Planetenträger. Durch den Doppelplaneten wird im Vergleich zum einfachen Planeten die Variabilität der Spreizung deutlich vergrößert.If a planetary stage is to be locked in second gear, the spread of the gears results from the overall translation of the planetary stage. If the planetary gear stage is driven by the sun gear and driven off via the planet carrier, the minimum spread would be approximately 2.8. This is related to the fact that the stationary translation of the planetary stage must not be too small, otherwise the planetary gears are too small. In the embodiment, is set in the planetary stage on the double planet. The first gearing of the double planet is through the ring gear 10 driven. The second gearing is supported on the sun gear 13 from. This results in an output torque on the planet carrier. The double planets significantly increase the variability of the spread compared to the simple planet.

Die Doppelplanetenstufe wird über das Hohlrad 10 angetrieben. Das Sonnenrad 13 steht im ersten Gang. Damit die Planetendrehzahlen nicht zu hoch werden wird zwischen Rotorwelle/Eingangswelle 8 und Planetenstufe die Drehzahl bereits durch eine Stirnradstufe als Vorgetriebestufe reduziert.The double planetary stage is over the ring gear 10 driven. The sun wheel 13 is in first gear. So that the planetary speeds will not be too high between rotor shaft / input shaft 8th and Planet stage, the speed is already reduced by a spur gear as Vorgetriebestufe.

Der Kraft- oder Momentenfluss - ausgehend hend vom Elektromotor 4 - wird in der Vorgetriebestufe vom Antriebsrad 9 auf die Außenverzahnung des Hohlrades 10 übertragen. Im ersten Ganges erfolgt der weitere Kraftfluss von der Innenverzahnung des Hohlrades 10 auf die Doppelplaneten (durch die Doppelplaneten kann die Spreizung stärker variiert werden) und somit den Planetenträger 11. Das Sonnenrad 13 steht. Im zweiten Ganges läuft der Kraftfluss von der Hohlradinnenverzahnung über die geblockten Doppelplanetenräder (Verzahnungsverluste sind eliminiert) auf das Sonnenrad 13. Unabhängig vom ersten oder zweiten Gang erfolgt der weitere Kraftfluss - vom Planetenträger 11 kommend - über die 2 Stirnräder der zweiten Getriebestufe 7 (Final Drive) und kann koaxial durch die Rotorwelle/Antriebswelle 8 geführt werden. Im weiteren Verlauf könnte man den Kraftfluss direkt auf die Antriebsachse leiten. Alternativ ist eine Unterstützung des Verbrenners möglich (Kombi-Hybrid).The force or torque flow - starting from the electric motor 4 - is in the Vorgetriebestufe of the drive wheel 9 on the external teeth of the ring gear 10 transfer. In the first gear, the further power flow from the internal teeth of the ring gear 10 on the double planets (by the double planets, the spread can be more varied) and thus the planet carrier 11 , The sun wheel 13 stands. In the second gear, the power flow from the internal gear teeth through the blocked double planet wheels (gear losses are eliminated) runs on the sun gear 13 , Regardless of the first or second gear, the further power flow takes place - from the planet carrier 11 coming - over the 2 spur gears of the second gear stage 7 (Final Drive) and can be coaxial through the rotor shaft / drive shaft 8th be guided. In the further course you could direct the power flow directly to the drive axle. Alternatively, a support of the burner is possible (combi hybrid).

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
AntriebsstrangabschnittPowertrain section
22
Fahrzeugvehicle
33
Elektromotorelectric motor
44
Ausgangoutput
55
VorgetriebestufePre-transmission stage
66
erste Getriebestufefirst gear stage
77
zweite Getriebestufesecond gear stage
88th
Antriebswelledrive shaft
99
Antriebsraddrive wheel
1010
Hohlradring gear
1111
Planetenträgerplanet carrier
1212
Planetenplanet
1313
Sonnenradsun
1414
Aktoranordnungactuator assembly
1515
Abtriebsradoutput gear
1616
Eingangsradinput gear
1717
Abtriebswelle output shaft
ZZ
Zwischenachseintermediate shaft
AA
Antriebsachsedrive axle

Claims (10)

Antriebsstrangabschnitt (1) für ein Fahrzeug (2) mit einer Antriebswelle (8) als Eingang zur Ankopplung eines Elektromotors (3), wobei die Antriebswelle (3) ein Antriebsrad (9) aufweist, wobei die Antriebswelle (8) eine Antriebsachse (A) definiert, mit einer ersten Getriebestufe (6), wobei die erste Getriebestufe (6) ein Hohlrad (10), einen Planetenträger (11), eine Mehrzahl von Planeten (12) sowie ein Sonnenrad (13) aufweist, wobei das Hohlrad (10) mit dem Antriebsrad (9) kämmt, so dass eine Vorgetriebestufe (5) gebildet ist, wobei die Planeten (12) auf dem Planetenträger (11) drehbar angeordnet sind und mit dem Sonnenrad (13) und dem Hohlrad (10) kämmen, wobei der Planetenträger (11) einen Zwischenausgang bildet und wobei die erste Getriebestufe (6), das Sonnenrad (13), der Planetenträger (11) und/oder das Hohlrad (10) eine Zwischenachse (Z) definiert, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsstrangabschnitt (1) eine Aktoranordnung (14) aufweist, wobei die Aktoranordnung (14) in einem ersten Gang das Sonnenrad (13) stationär setzt und wobei die Aktoranordnung (14) in einem zweiten Gang das Hohlrad (10) drehfest mit dem Planetenträger (11) setzt.Drive train section (1) for a vehicle (2) with a drive shaft (8) as an input for coupling an electric motor (3), wherein the drive shaft (3) has a drive wheel (9), wherein the drive shaft (8) has a drive axle (A). having a first gear stage (6), wherein the first gear stage (6) comprises a ring gear (10), a planet carrier (11), a plurality of planets (12) and a sun gear (13), wherein the ring gear (10) with the drive wheel (9) meshes, so that a Vorgetriebestufe (5) is formed, wherein the planets (12) on the planet carrier (11) are rotatably arranged and with the sun gear (13) and the ring gear (10) mesh, wherein the Planet carrier (11) forms an intermediate output and wherein the first gear stage (6), the sun gear (13), the planet carrier (11) and / or the ring gear (10) defines an intermediate axis (Z), characterized in that the drive train section (1 ) comprises an actuator arrangement (14), wherein the actuator arrangement (14) in a first gear, the sun gear (13) is stationary and wherein the actuator assembly (14) in a second gear, the ring gear (10) rotatably with the planet carrier (11) sets. Antriebsstrangabschnitt (1) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine zweite Getriebestufe (7), wobei der Planetenträger (11) einen Zwischeneingang in die zweite Getriebestufe (7) bildet und wobei die zweite Getriebestufe (7) ein Abtriebsrad (15) aufweist, welches einen Ausgang aus der zweiten Getriebestufe (7) und/oder aus dem Antriebsstrangabschnitt (1) bildet.Drive train section (1) after Claim 1 characterized by a second gear stage (7), wherein the planet carrier (11) forms an intermediate input into the second gear stage (7) and wherein the second gear stage (7) has a driven gear (15) which has an output from the second gear stage (7 ) and / or from the drive train section (1). Antriebsstrangabschnitt (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Getriebestufe (7) ein Eingangsrad (16) aufweist, wobei das Eingangsrad (16) drehfest mit dem Planetenträger (11) gekoppelt ist und mit dem Abtriebsrad (15) kämmt.Drive train section (1) after Claim 2 , characterized in that the second gear stage (7) has an input gear (16), wherein the input gear (16) rotatably coupled to the planet carrier (11) and with the output gear (15) meshes. Antriebsstrangabschnitt (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtriebsrad (15) eine Abtriebsachse definiert, wobei die Antriebsachse (A) und die Abtriebsachse koaxial angeordnet sind.Drive train section (1) after Claim 2 or 3 , characterized in that the output gear (15) defines an output axis, wherein the drive axle (A) and the output shaft are arranged coaxially. Antriebsstrangabschnitt (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsstrangabschnitt (1) eine Abtriebswelle (17) aufweist, wobei das Abtriebsrad (15) auf der Abtriebswelle (17) angeordnet ist, wobei die Antriebswelle (8) als eine Hohlwelle ausgebildet ist und wobei die Abtriebswelle (17) koaxial und/oder konzentrisch zu der Antriebswelle (8) angeordnet ist.Drive train section (1) after Claim 4 , characterized in that the drive train section (1) has an output shaft (17), wherein the output gear (15) on the output shaft (17) is arranged, wherein the drive shaft (8) is formed as a hollow shaft and wherein the output shaft (17) coaxial and / or concentric with the drive shaft (8) is arranged. Antriebsstrangabschnitt (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Planeten (12) als Doppelplanetenräder ausgebildet sind, wobei ein erster Doppelplanetenradabschnitt mit dem Hohlrad (10) und ein zweiter Doppelplanetenradabschnitt mit dem Sonnenrad (13) kämmt.Drive train section (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the planets (12) are designed as double planetary gears, wherein a first Doppelplanetenradabschnitt with the ring gear (10) and a second Doppelplanetenradabschnitt with the sun gear (13) meshes. Antriebsstrangabschnitt (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spreizung zwischen dem ersten und dem zweiten Gang größer als 1,5, insbesondere größer als 1,8 ist. Drive train section (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the spread between the first and the second gear is greater than 1.5, in particular greater than 1.8. Antriebsstrangabschnitt (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Betrag der Gesamtübersetzung des Antriebsstrangabschnitts (1) zwischen Eingang und Ausgang in dem ersten Gang zwischen 8 und 12 und/oder in dem zweiten Gang zwischen 18 und 22 liegt.Drive train section (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the amount of the total ratio of the drive train section (1) between input and output in the first gear between 8 and 12 and / or in the second gear between 18 and 22. Antriebsstrangabschnitt (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Elektromotor (3), wobei der Elektromotor (3) mit dem Antriebsrad (9) und/oder mit der Eingangswelle (8) getriebetechnisch verbunden ist.Drive train section (1) according to one of the preceding claims, characterized by an electric motor (3), wherein the electric motor (3) with the drive wheel (9) and / or with the input shaft (8) is connected by transmission technology. Fahrzeug (2) mit dem Antriebsstrangabschnitt (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Vehicle (2) with the drive train section (1) according to one of the preceding claims.
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