DE102018119503A1 - Powertrain section with adjustable ratio and electrical axis with the drivetrain section - Google Patents

Abstract

Bei Elektrofahrzeugen ist es vorteilhaft, abhängig von veränderlichen Anforderungen bezüglich Effizienz und Leistung unterschiedliche Übersetzungen zwischen einem Elektromotor als Antriebsmotor und den angetriebenen Rädern wählen zu können. So sind Getriebekonzepte bekannt, welche eine Mehrgängigkeit ermöglichen, um in Abhängigkeit zum Beispiel der Fahrgeschwindigkeit eine entsprechend angepasste Übersetzung schalten zu können. Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Antriebsstrangabschnitt vorzuschlagen, welcher sich durch ein besonders gutes Betriebsverhalten auszeichnet.Diese Aufgabe wird durch einen Antriebsstrangabschnitt 1 für ein Fahrzeug 2 gelöst mit einem Elektromotor 4, mit einem Getriebeabschnitt 5, wobei der Getriebeabschnitt 5 mit dem Elektromotor 4 getrieblich gekoppelt ist und wobei der Getriebeabschnitt 5 mindestens eine erste Übersetzungsstufe 6 aufweist, wobei die erste Übersetzungsstufe 6 eine stufenlos einstellbare Übersetzung aufweist.In electric vehicles, it is advantageous to be able to choose different ratios between an electric motor as the drive motor and the driven wheels depending on changing requirements in terms of efficiency and performance. Thus, transmission concepts are known which allow a multi-course, in order to be able to switch a correspondingly adapted ratio depending on the example of the driving speed. It is an object of the present invention to provide a drive train section, which is characterized by a particularly good performance. This object is achieved by a drive train section 1 for a vehicle 2 with an electric motor 4, with a transmission section 5, wherein the transmission section 5 with the electric motor is geared coupled and wherein the transmission portion 5 has at least a first gear stage 6, wherein the first gear stage 6 has a continuously variable transmission.

Description

Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrangabschnitt für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine elektrische Achse mit diesem Antriebsstrangabschnitt.The invention relates to a drive train section for a vehicle having the features of the preamble of claim 1. The invention further relates to an electrical axle with this drive train section.

Bei Elektrofahrzeugen ist es vorteilhaft, abhängig von veränderlichen Anforderungen bezüglich Effizienz und Leistung unterschiedliche Übersetzungen zwischen einem Elektromotor als Antriebsmotor und den angetriebenen Rädern wählen zu können. So sind Getriebekonzepte bekannt, welche eine Mehrgängigkeit ermöglichen, um in Abhängigkeit zum Beispiel der Fahrgeschwindigkeit eine entsprechend angepasste Übersetzung schalten zu können.In electric vehicles, it is advantageous to be able to choose different ratios between an electric motor as the drive motor and the driven wheels depending on changing requirements in terms of efficiency and performance. Thus, transmission concepts are known which allow a multi-course, in order to be able to switch a correspondingly adapted ratio depending on the example of the driving speed.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Antriebsstrangabschnitt vorzuschlagen, welcher sich durch ein besonders gutes Betriebsverhalten auszeichnet.It is an object of the present invention to propose a drive train section, which is characterized by a particularly good performance.

Diese Aufgabe wird durch einen Antriebsstrangabschnitt mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine elektrische Achse 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 an electrical axle 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. Das Fahrzeug ist insbesondere als ein Personenkraftwagen realisiert. Bei alternativen Ausgestaltungen kann das Fahrzeug auch als ein Lastkraftwagen, Bus etc. realisiert sein. Es ist auch möglich, dass das Fahrzeug als ein Zweirad oder Dreirad ausgebildet ist.The invention relates to a drive train section, which is suitable and / or designed for a vehicle. The vehicle is realized in particular as a passenger car. In alternative embodiments, the vehicle may also be realized as a truck, bus, etc. It is also possible that the vehicle is designed as a two-wheeler or tricycle.

Das Fahrzeug ist als ein Elektrofahrzeug realisiert. Dabei kann es sich um ein Hybridfahrzeug handeln, bevorzugt ist jedoch das Fahrzeug als ein reines Elektrofahrzeug ohne einen Verbrennungsmotor ausgebildet.The vehicle is realized as an electric vehicle. This may be a hybrid vehicle, but preferably the vehicle is designed as a pure electric vehicle without an internal combustion engine.

Der Antriebsstrangabschnitt weist einen Elektromotor auf, wobei der Elektromotor einen Antriebsmotor für das Fahrzeug bildet. Bevorzugt bildet der Elektromotor den einzigen Antriebsmotor oder zumindest den Hauptantriebsmotor für das Fahrzeug.The drive train section has an electric motor, wherein the electric motor forms a drive motor for the vehicle. The electric motor preferably forms the single drive motor or at least the main drive motor for the vehicle.

Der Antriebsstrangabschnitt weist einen Getriebeabschnitt auf, insbesondere um das Antriebsdrehmoment von dem Elektromotor zu angetriebenen Rädern des Fahrzeugs zu leiten. In dem Getriebeabschnitt wird das Antriebsdrehmoment umgesetzt, insbesondere übersetzt oder untersetzt. Vorzugsweise wird das Antriebsdrehmoment vom Schnellen ins Langsame und/oder von hohen Drehzahlen in niedrige Drehzahlen übersetzt. Insbesondere ist die Eingangsdrehzahl des Elektromotors größer als die Ausgangsdrehzahl an den angetriebenen Rädern des Fahrzeugs.The powertrain portion has a transmission portion, in particular to direct the drive torque from the electric motor to driven wheels of the vehicle. In the transmission section, the drive torque is converted, in particular translated or stocked. Preferably, the drive torque is translated from fast to slow and / or from high speeds to low speeds. In particular, the input speed of the electric motor is greater than the output speed at the driven wheels of the vehicle.

Der Getriebeabschnitt ist mit dem Elektromotor getrieblich gekoppelt, insbesondere derart, dass das Antriebsdrehmoment von dem Elektromotor in den Getriebeabschnitt, vorzugsweise vollständig in den Getriebeabschnitt übergeleitet wird.The transmission section is coupled in a gearbox to the electric motor, in particular such that the drive torque is transferred from the electric motor into the transmission section, preferably completely into the transmission section.

Der Getriebeabschnitt weist mindestens oder genau eine erste Übersetzungsstufe auf. In der ersten Übersetzungsstufe erfolgt insbesondere eine Übersetzung des Antriebsdrehmoments.The transmission section has at least or exactly a first gear ratio. In particular, a translation of the drive torque takes place in the first gear stage.

Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die erste Übersetzungsstufe eine stufenlos einstellbare Übersetzung aufweist. Somit ermöglicht die erste Übersetzungsstufe die Einstellung der Übersetzung in einem Übersetzungsbereich. Vorzugsweise kann die Übersetzung kontinuierlich geändert werden.In the context of the invention, it is proposed that the first transmission stage has a continuously variable transmission. Thus, the first translation stage allows the setting of the translation in a translation area. Preferably, the translation can be changed continuously.

Aus der Erfindung ergeben sich Vorteile, die das Betriebsverhalten des Antriebsstrangabschnitts verbessern. So ist es möglich, die Gesamtübersetzung des Antriebsstrangabschnitts kontinuierlich und dementsprechend in Abhängigkeit von veränderlichen Anforderungen insbesondere kontinuierlich einstellen zu können. Damit kann der Antriebsstrangabschnitt stets in einem gewünschten, gewählten, vorteilhaften oder sogar optimalen Betriebspunkt betrieben werden.The invention provides advantages that improve the performance of the drive train section. Thus, it is possible to be able to set the overall ratio of the drive train section continuously and accordingly, in particular continuously, depending on changing requirements. Thus, the drive train section can always be operated in a desired, selected, advantageous or even optimal operating point.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Antriebsstrangabschnitt stufenlos unter Last schaltbar. Insbesondere ist der Momentenweg in dem Antriebsstrangabschnitt, im Speziellen zwischen dem Elektromotor und den angetriebenen Rädern des Fahrzeugs, stets geschlossen und/oder untrennbar ausgebildet. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass bei einer Änderung der Übersetzung keine Zugkraftunterbrechung auftritt, sondern die Änderung der Übersetzung ohne Antriebsdrehmomentänderung und/oder Komforteinbußen, bei gesteigerter Effizienz durchgeführt werden kann.In a preferred embodiment of the invention, the drive train section is steplessly switchable under load. In particular, the torque path in the drive train section, in particular between the electric motor and the driven wheels of the vehicle, is always closed and / or inseparable. This embodiment has the advantage that when a change in the ratio no interruption in traction occurs, but the change in the ratio without drive torque change and / or loss of comfort, with increased efficiency can be performed.

Bei der Auslegung ist es bevorzugt, dass eine Spreizung des Getriebeabschnitts zwischen 6 und 10, insbesondere zwischen 7 und 9 und im Speziellen 8 beträgt.In the design, it is preferred that a spread of the transmission section between 6 and 10 , especially between 7 and 9 and in particular 8th is.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die erste Übersetzungsstufe als ein CVT-Getriebe ausgebildet, wobei CVT für Continuously Variable Transmission steht. Vorzugsweise ist die Untergrenze für den Betrag der Übersetzung größer 1, insbesondere größer 1,5 und im speziellen größer 2 und/oder die Obergrenze für den Betrag der Übersetzung kleiner als 20, insbesondere kleiner als 15 und im Speziellen kleiner als 10 ausgebildet. Bei einer bevorzugten konstruktiven Realisierung weist die 1. Übersetzungsstufe eine Übersetzung zwischen 1 und 8.4 auf.In a preferred embodiment of the invention, the first gear ratio is formed as a CVT transmission, wherein CVT stands for Continuously Variable Transmission. Preferably, the lower limit for the amount of translation is greater than 1, in particular greater than 1.5 and in particular larger 2 and / or the upper limit for the amount of translation less than 20 , especially smaller than 15 and especially smaller than 10 educated. In a preferred constructive implementation, the first translation stage has a ratio between 1 and 8.4.

In einer konstruktiven Realisierung der Erfindung weist die erste Übersetzungsstufe ein erstes Kegelscheibenpaar und ein zweites Kegelscheibenpaar sowie ein Zugmittel auf, wobei das Zugmittel zwischen den Kegelscheibenpaaren übertragend angeordnet ist, so dass ein Variator gebildet ist. Das erste Kegelscheibenpaar ist mit dem Elektromotor als Antrieb wirkverbunden, das zweite Kegelscheibenpaar bildet einen Ausgang oder einen Zwischenausgang. Jeweils eine diagonal gegenüberliegende Hälfte der Kegelscheibenpaar ist auf den Wellen fixiert, während die jeweils andere Scheibe auf der Welle axial geführt, gesteuert verschoben werden kann. Auf diese Weise kann das Übersetzungsverhältnis stufenlos geändert werden.In a constructive realization of the invention, the first gear stage has a first cone pulley pair and a second cone pulley pair and a traction means, wherein the traction means is arranged to transmit between the cone pulley pairs, so that a variator is formed. The first cone pulley pair is operatively connected to the electric motor as a drive, the second cone pulley pair forms an output or an intermediate output. In each case a diagonally opposite half of the cone pulley pair is fixed on the shafts, while the other disc on the shaft axially guided, can be moved controlled. In this way, the transmission ratio can be changed continuously.

In einer bevorzugten konstruktiven Realisierung ist das erste Kegelscheibenpaar koaxial mit einer Rotorwelle des Elektromotors verbunden. Insbesondere sind das erste Kegelscheibenpaar und die Rotorwelle untrennbar und/oder dauerhaft miteinander verbunden. Durch diese konstruktive Umsetzung ist die stufenlose Änderung der Übersetzung möglich.In a preferred constructional realization, the first cone pulley pair is coaxially connected to a rotor shaft of the electric motor. In particular, the first cone pulley pair and the rotor shaft are inseparable and / or permanently connected to each other. Through this constructive implementation, the stepless change of the translation is possible.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist der Getriebeabschnitt eine zweite Übersetzungsstufe auf wobei die zweite Übersetzungsstufe eine feste Übersetzung aufweist. Prinzipiell kann die zweite Übersetzungsstufe im Drehmomentfluss vom Elektromotor zu den angetriebenen Rädern vor der ersten Übersetzungsstufe angeordnet sein. Es ist jedoch besonders bevorzugt, dass die zweite Übersetzungsstufe in dem Drehmomentfluss nach der ersten Übersetzungsstufe angeordnet ist. Durch den Einsatz einer zweiten Übersetzungsstufe, insbesondere mit einer festen und/oder konstanten Übersetzung, wird erreicht, dass eine minimale Grundübersetzung in dem Getriebeabschnitt sichergestellt ist.In a preferred development of the invention, the transmission section has a second transmission stage, wherein the second transmission stage has a fixed transmission ratio. In principle, the second gear stage may be arranged in the torque flow from the electric motor to the driven wheels before the first gear stage. However, it is particularly preferred that the second gear stage is arranged in the torque flow after the first gear stage. Through the use of a second transmission stage, in particular with a fixed and / or constant transmission ratio, it is achieved that a minimum base transmission ratio is ensured in the transmission section.

Es ist bevorzugt vorgesehen, dass der Getriebeabschnitt eine symmetrische Anordnung aufweist, wobei aus Bauraumgründen die zweite Übersetzungsstufe vom Langsamen ins Schnelle übersetzt. Bei alternativen Ausgestaltungen weist der Getriebeabschnitt eine asymmetrische Anordnung auf, wobei die zweite Übersetzungsstufe vom Schnellen ins Langsame übersetzt.It is preferably provided that the transmission section has a symmetrical arrangement, wherein for reasons of space, the second translation stage translates from slow to fast. In alternative embodiments, the transmission section has an asymmetrical arrangement, wherein the second transmission ratio translates from fast to slow.

Bei einer bevorzugten konstruktiven Realisierung ist die zweite Übersetzungsstufe als eine Stirnradstufe ausgebaut, wobei diese ein Eingangsrad und ein Ausgangsrad aufweist, welche miteinander wirkverbunden sind. Besonders bevorzugt kämmen das Eingangsrad und das Ausgangsrad unmittelbar miteinander. Es ist vorgesehen, dass das Eingangsrad der Stirnradstufe koaxial mit dem zweiten Kegelscheibenpaar angeordnet ist. Insbesondere sitzt das Eingangsrad drehfest auf einer Welle, auf der das zweite Kegelscheibenpaar angeordnet ist. Durch diese Anordnung können Zwischenübersetzungen zwischen der ersten und der zweiten Getriebestufe vermieden werden.In a preferred constructive realization, the second gear ratio is expanded as a spur gear, which has an input gear and an output gear, which are operatively connected to each other. Particularly preferably, the input gear and the output gear directly mesh with each other. It is envisaged that the input gear of the spur gear is arranged coaxially with the second cone pulley pair. In particular, the input gear rotatably seated on a shaft on which the second pair of conical disks is arranged. By this arrangement, intermediate ratios between the first and the second gear stage can be avoided.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist der Antriebsstrangabschnitt eine Differentialeinrichtung auf, wobei die Differentialeinrichtung koaxial zu dem Elektromotor und/oder zu der Rotorwelle des Elektromotors angeordnet ist. Durch diese Anordnung kann der Antriebsstrangabschnitt besonders bauraumsparend angeordnet werden.In an advantageous development of the invention, the drive train section has a differential device, wherein the differential device is arranged coaxially to the electric motor and / or to the rotor shaft of the electric motor. By this arrangement, the drive train section can be arranged particularly space-saving.

Es ist bevorzugt vorgesehen, dass die Differentialeinrichtung einen Stirnraddifferentialkorb aufweist, wobei das Ausgangsrad drehfest mit dem Stirnraddifferentialkorb verbunden ist. Vorzugsweise sind der Stirnraddifferentialkorb und das Ausgangsrad einteilig ausgebildet.It is preferably provided that the differential device has a Stirnraddifferentialkorb, wherein the output gear is rotatably connected to the Stirnraddifferentialkorb. Preferably, the Stirnraddifferentialkorb and the output gear are integrally formed.

Bei einer bevorzugten konstruktiven Realisierung ist der Stirnraddifferentialkorb als ein Planetenträger und das Ausgangsrad als eine Außenverzahnung auf dem Planetenträger ausgebildet. Beispielsweise kann das Ausgangsrad als ein Deckel auf dem Planetenträger ausgebildet sein und die Außenverzahnung tragen.In a preferred constructional realization of the Stirnraddifferentialkorb is designed as a planet carrier and the output gear as an external toothing on the planet carrier. For example, the output gear may be formed as a cover on the planet carrier and bear the external teeth.

Bei einer bevorzugten Realisierung ist die Differentialeinrichtung als eine Stirnradplanetendifferentialeinrichtung ausgebildet und weist den Planetenträger, zwei Sätze Planeten sowie zwei Sonnenräder auf. Die Planeten sind an dem Planetenträger drehbar angeordnet, wobei ein Satz Planeten mit einem der Sonnenräder und der andere Satz Planeten mit dem anderen Sonnenrad kämmt. Zudem kämmen die Planeten der unterschiedlichen Sätze paarweise miteinander. Die Sonnenräder bilden Ausgangsorgane der Differentialeinrichtung und sind koaxial zu dem Elektromotor ausgebildet. Insbesondere können die Sonnenräder mit Ausgangswellen gekoppelt werden oder sein, wobei eine der Ausgangswellen koaxial und konzentrisch durch den Elektromotor durchgeführt wird. Diese bevorzugte Realisierung ermöglicht einen sehr kompakten Aufbau des Antriebsstrangabschnitts.In a preferred embodiment, the differential device is designed as a Stirnradplanetendifferentialeinrichtung and has the planet carrier, two sets of planets and two sun gears. The planets are rotatably mounted on the planet carrier, with one set of planets meshing with one of the sun gears and the other set of planets meshing with the other sun gear. In addition, the planets of different sentences comb together in pairs. The sun gears form output devices of the differential device and are formed coaxially with the electric motor. In particular, the sun gears may be coupled to output shafts, wherein one of the output shafts is coaxial and concentric with the electric motor. This preferred realization allows a very compact construction of the drive train section.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft eine elektrische Achse für ein Fahrzeug, wobei die elektrische Achse den Antriebsstrang aufweist, wie dieser zuvor beschrieben wurde bzw. nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Another object of the invention relates to an electrical axle for a vehicle, wherein the electrical axis has the drive train, as described above or according to one of the preceding claims.

Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkung der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung. Diese zeigen:

• 1 ein Blockdiagramm eines Antriebsstrangabschnitts als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;
• 2 den Antriebsstrangabschnitt der 1 in detaillierterer Darstellung;
• 3 eine schematische dreidimensionale Darstellung des Antriebsstrangs der vorhergehenden Figuren.

Other features, advantages and effects of the invention will become apparent from the following Description of preferred embodiments of the invention. These show:

• 1 a block diagram of a drive train section as an embodiment of the invention;
• 2 the drive train section of 1 in more detail;
• 3 a schematic three-dimensional representation of the drive train of the preceding figures.

Die 1 zeigt in einer schematischen Blockdarstellung einen Antriebsstrangabschnitt 1 für ein Fahrzeug 2 zum Antrieb von angetriebenen Rädern 3a, b. Der Antriebsstrangabschnitt 1 ist als eine elektrische Achse ausgebildet, wobei die angetriebenen Räder 3a, b beispielsweise einer Hinterachse zugeordnet sind. Der Antriebsstrangabschnitt 1 kann beispielsweise in einem Gehäuse angeordnet sein.The 1 shows a schematic block diagram of a drive train section 1 for a vehicle 2 for driving driven wheels 3a . b , The driveline section 1 is formed as an electrical axis, wherein the driven wheels 3a . b For example, associated with a rear axle. The driveline section 1 can be arranged for example in a housing.

Der Antriebsstrangabschnitt 1 weist einen Elektromotor 4 und einen Getriebeabschnitt 5 auf, um ein Antriebsdrehmoment von dem Elektromotor 4 zu den angetriebenen Rädern 3a, b zumindest abschnittsweise oder vollständig zu leiten.The driveline section 1 has an electric motor 4 and a transmission section 5 to drive torque from the electric motor 4 to the driven wheels 3a . b at least partially or completely.

Der Antriebsstrangabschnitt 1 weist eine erste Übersetzungsstufe 6 auf, welche eine stufenlos einstellbare Übersetzung aufweist. Im Momentenfluss von dem Elektromotor 4 zu den angetriebenen Rädern 3 a, b ist die erste Übersetzungsstufe 6 unmittelbar nach dem Elektromotor 4 angeordnet. An die erste Übersetzungsstufe 6 schließt sich eine zweite Übersetzungsstufe 7 an, welche eine feste Übersetzung aufweist. An die zweite Übersetzungsstufe 7 schließt sich eine Differentialeinrichtung 8 an, welche das übersetzte Antriebsdrehmoment des Elektromotors 4 auf zwei Ausgangswellen 9a, b verteilt, welche mit den angetriebenen Rädern 3a, b wirkverbunden sind.The driveline section 1 has a first translation stage 6 on, which has a continuously adjustable ratio. In the moment flow of the electric motor 4 to the driven wheels 3 a . b is the first translation level 6 immediately after the electric motor 4 arranged. To the first translation level 6 closes a second translation stage 7 which has a fixed translation. To the second translation stage 7 closes a differential device 8th on which the translated drive torque of the electric motor 4 on two output shafts 9a . b distributed, which with the driven wheels 3a . b are actively connected.

Durch die Kombination der ersten Übersetzungsstufe 6 mit variabler Übersetzung und der zweiten Übersetzungsstufe 7 mit konstanter Übersetzung ist der Getriebeabschnitt 5 ausgebildet, in Abhängigkeit des Betriebszustands des Fahrzeugs 2 die Gesamtübersetzung des Getriebeabschnitts 5 stufenlos anzupassen. Es ist besonders zu hervorheben, dass der Getriebeabschnitt 5 lastschaltfähiges, d.h. insbesondere, dass eine Änderung der Gesamtübersetzung des Getriebeabschnitts 5 angesteuert werden kann, ohne das Antriebsdrehmoment des Elektromotors 4 zu ändern, so dass eine Änderung der Gesamtübersetzung sehr komfortabel erfolgen kann.By combining the first translation stage 6 with variable translation and the second translation stage 7 with constant gear ratio is the gearbox section 5 formed, depending on the operating condition of the vehicle 2 the overall ratio of the transmission section 5 infinitely adaptable. It is especially to emphasize that the transmission section 5 Lastschaltfähiges, ie in particular that a change in the overall ratio of the transmission section 5 can be controlled without the drive torque of the electric motor 4 change, so that a change in the overall translation can be made very comfortable.

Die 2 zeigt eine detailliertere Darstellung des Antriebsstrangabschnitts 1, wobei zu erkennen ist, dass der Elektromotor 4 eine Rotorwelle 10 aufweist, welche koaxial zu einer Hauptachse H angeordnet ist.The 2 shows a more detailed representation of the drive train section 1 , wherein it can be seen that the electric motor 4 a rotor shaft 10 which is coaxial with a major axis H is arranged.

Die erste Übersetzungsstufe 6 ist als ein CVT-Getriebe ausgebildet und weist ein erstes und ein zweites Kegelscheibenpaar 11a,b auf, welche getrieblich mit einem Zugmittel 13 verbunden sind. Die Kegelscheibenpaare 11a,b und das Zugmittel 13 bilden gemeinsam einen Variator, wobei durch eine Änderung der axialen Breite der Kegelscheibenpaar 11a,b das Übersetzungsverhältnis des Variators eingestellt werden kann, so dass die erste Übersetzungsstufe 6 eine stufenlos einstellbare Übersetzung aufweist.The first translation stage 6 is designed as a CVT transmission and has a first and a second cone pulley pair 11a , b on, which are geared with a traction device 13 are connected. The conical disk pairs 11a , b and the traction means 13 together form a variator, wherein by changing the axial width of the cone pulley pair 11a , b the gear ratio of the variator can be adjusted so that the first gear ratio 6 has a continuously adjustable ratio.

Konstruktiv betrachtet ist das erste Kegelscheibenpaar 11a koaxial zu der Hauptachse H und/oder zur Rotorwelle 10 angeordnet und mit der Rotorwelle 10 drehfest verbunden. Durch die unmittelbare Verbindung zwischen dem ersten Kegelscheibenpaar 11a und der Rotorwelle 10 kann ein sehr kompakter Aufbau realisiert werden.Structurally speaking, the first conical disk pair is 11a coaxial to the main axis H and / or to the rotor shaft 10 arranged and with the rotor shaft 10 rotatably connected. Due to the direct connection between the first cone pulley pair 11a and the rotor shaft 10 a very compact design can be realized.

Die zweite Übersetzungsstufe 7 ist als eine Stirnradstufe ausgebildet und weist ein Eingangsrad 13 und ein Ausgangsrad 14 auf, wobei Eingangsrad 13 und Ausgangsrad 14 miteinander kämmen. Das Eingangsrad 13 ist koaxial zu dem zweiten Kegelscheibenpaar 11b angeordnet und mit diesem drehfest verbunden. Durch die unmittelbare Verbindung zwischen dem zweiten Kegelscheibenpaar 11b und dem Eingangsrad 13 kann ein sehr kompakter Aufbau realisiert werden.The second translation stage 7 is designed as a spur gear and has an input gear 13 and a starting wheel 14 on, with input wheel 13 and output wheel 14 comb each other. The entrance wheel 13 is coaxial with the second cone pulley pair 11b arranged and rotatably connected with this. Due to the direct connection between the second cone pulley pair 11b and the input wheel 13 a very compact design can be realized.

Die Differentialeinrichtung 8 ist als eine Stirnradplanetendifferentialeinrichtung ausgebildet und weist einen Stirnraddifferentialkorb 15, zwei Sätze mit Planeten 16 a, b auf, welche in dem Stirnraddifferentialkorb 15 drehbar angeordnet sind, sowie 2 Sonnenräder a, b, wobei das eine Sonnenrad 17 a mit den Planeten des einen Satzes 16 a und das andere Sonnenrad 17 b mit dem Planeten des anderen Satzes 16 b kämmt. Die Planeten der Sätze 16 a, b kämmen paarweise miteinander. Der Stirnraddifferentialkorb 15 bildet gemeinsam mit einem Deckel 18 einen Planetenträger in der Stirnradplanetendifferentialeinrichtung. Der Deckel 18 weist eine Außenverzahnung auf und bildet auf diese Weise das Ausgangsrad 14. Die Sonnenräder im 17 a, b sind mit den Ausgangswellen 9 a, b drehfest verbunden und koaxial zu der Hauptachse H angeordnet. Beispielsweise sind die Ausgangswellen 9 a, b als Steckachsen ausgebildet. Die eine Steckachse 9b verläuft koaxial und konzentrisch zu der Rotorwelle 10, welche als eine Hohlwelle ausgebildet ist.The differential device 8th is designed as a Stirnradplanetendifferentialeinrichtung and has a Stirnraddifferentialkorb 15 , two sentences with planets 16 a . b on which in the Stirnraddifferentialkorb 15 are rotatably arranged, as well 2 sun gears a . b , where the one sun gear 17 a with the planets of the one sentence 16 a and the other sun wheel 17 b with the planet of the other sentence 16 b combs. The planets of sentences 16 a . b comb together in pairs. The spur gear differential cage 15 forms together with a lid 18 a planet carrier in the Stirnradplanetendifferentialeinrichtung. The lid 18 has an external toothing and thus forms the output gear 14 , The sun wheels in the 17 a, b are with the output waves 9 a . b rotatably connected and coaxial with the main axis H arranged. For example, the output waves 9 a . b designed as plug-in axles. The one thru axle 9b runs coaxially and concentrically with the rotor shaft 10 , which is designed as a hollow shaft.

In der 3 ist eine schematische, dreidimensionale Darstellung einer konstruktiven Ausgestaltung des Antriebsstrangabschnitts 1 der vorhergehenden Figuren dargestellt. In der Figur sind die versetzt zueinander angeordneten Kegelscheibenpaar 11a,b sowie das zwischen diesen verlaufende Zugmittel 13 zu erkennen. Unmittelbar benachbart zu dem zweiten Kegelscheibenpaar 11 b ist das Eingangsrad 13 koaxial angeordnet und drehfest mit diesem verbunden. Das Eingangsrad 13 kämmt mit der Außenverzahnung des Stirnraddifferentialkorb 15, welches das Ausgangsrad 14 bildet. Bei der konstruktiven Ausgestaltung in der 3 ist die Außenverzahnung auf einen Topf des Stirnraddifferentialkorbs 15 aufgesetzt.In the 3 is a schematic, three-dimensional view of a structural design of the drive train section 1 the previous figures. In the figure, the offset from each other conical disk pair 11a , b and the traction means running between them 13 to recognize. Immediately adjacent to the second cone pulley pair 11 b is the input wheel 13 Coaxially arranged and rotatably connected thereto. The entrance wheel 13 meshes with the external teeth of the spur gear differential cage 15 which is the exit wheel 14 forms. In the structural design in the 3 is the external toothing on a pot of Stirnraddifferentialkorbs 15 placed.

In dem Stirnraddifferentialkorb 15 sind die zwei Sätze Planeten 16 a, b zu erkennen, wobei die einzelnen Planeten der zwei Sätze in Umlaufrichtung um die Hauptachse H versetzt angeordnet sind und wobei jeweils ein Planet des einen Satzes 16 a mit einem Planeten des anderen Satzes 16 b kämmt, um eine Ausgleichsbewegung in der Differentialeinrichtung 8 zu ermöglichen. Über die Sonnenräder 17 a, b wird das übersetzte Antriebsdrehmoment dann auf die Ausgangswellen 9a, b ausgeleitet.In the spur gear differential cage 15 are the two sentences planet 16 a . b to recognize, with the individual planets of the two sets in the circulation direction around the main axis H are arranged offset and where in each case a planet of a sentence 16 a with a planet of the other set 16 b meshes to a compensatory movement in the differential device 8th to enable. About the sun wheels 17 a . b The translated drive torque is then applied to the output shafts 9a . b discharged.

Durch Änderung der axialen Breite von einem oder beiden der Kegelscheibenpaare 11a,b kann - wie bereits erläutert - das Übersetzungsverhältnis der ersten Übersetzungsstufe 6 kontinuierlich geändert werden. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann eine Übersetzung zwischen 1 und 8.4 gewählt werden. Die Übersetzung der zweiten Übersetzungsstufe 7 beträgt beispielsweise 1.58. Beispielsweise kann das Eingangsrad 13 einen Durchmesser von 120 mm und das Ausgangsrad 14 einen Durchmesser von 190 mm haben, so dass der Achsabstand in der zweiten Übersetzungsstufe 7 155 mm beträgt. Die Gesamtübersetzung des Getriebeabschnitts 5 beträgt minimal 1,58 und maximal 13,3 bei einer CVT-Spreizung der ersten Getriebestufe 6 von 8,40.By changing the axial width of one or both of the cone pulley pairs 11a , b can - as already explained - the transmission ratio of the first gear ratio 6 be changed continuously. In the present embodiment, a translation between 1 and 8.4 can be selected. The translation of the second translation stage 7 is for example 1.58. For example, the input wheel 13 a diameter of 120 mm and the output gear 14 have a diameter of 190 mm, so that the center distance in the second gear ratio 7 155 mm. The overall ratio of the gearbox section 5 is a minimum of 1.58 and a maximum of 13.3 with a CVT spread of the first gear stage 6 from 8.40.

Im Ergebnis sieht das Konzept eine Kombination von einem Elektromotor 4, einem CVT-Getriebe als erste Getriebestufe 6, Stirnradstufe als zweite Getriebestufe 7 und einen Stirnraddifferentialkorb als Differentialeinrichtung 8 vor. Das vom Elektromotor 4 erzeugte Drehmoment wird über die Rotorwelle in das CVT-Getriebe eingeleitet. Dieses ermöglicht beispielsweise ausgeführt als Conventional High Value CVT eine Übersetzung von i = 1 - 8.4. Über eine mit dem zweiten Scheibensatz, ausgebildet als das zweite Kegelscheibenpaar 11 b, verbundene Welle wird das (gewandelte) Drehmoment abgegriffen und in die Stirnradstufe eingeleitet, wobei die Übersetzung der Stirnradstufe beispielhaft bei i = 1.58 liegt. Das zweite Stirnrad als Ausgangsrad 14 ist fest mit dem Stirnraddifferentialkorb 15 verbunden. Eingeleitet in das Stirnraddifferential als Differentialeinrichtung 8 werden über die Ausgleichsräder als Sonnenräder 17 a, b die Drehmomente und Drehzahlen auf die Ausgangswelle 9a, b (nach rechts und links) verteilt. Das beispielhafte Gesamtsystem ermöglicht es einen großen Bereich von i_min = 1.6 bis i_max = 13.3 abzudecken. Die Übersetzung kann unter Last entsprechend eingestellt und bevorzugte Betriebspunkte innerhalb dieses Übersetzungsbereichs angefahren werden. Der Elektromotor 4 kann so zum Beispiel noch effizienter bzw. länger im Betriebspunkt mit dem besten Wirkungsgrad arbeiten. Abhängig von den Bauchraumverhältnissen und der Ausführung der einzelnen Systemkomponenten können entsprechend größere/kleinere Bereiche abgedeckt werden.As a result, the concept sees a combination of an electric motor 4 , a CVT transmission as the first gear stage 6 , Spur gear as second gear stage 7 and a spur gear differential cage as a differential device 8th in front. That of the electric motor 4 generated torque is introduced via the rotor shaft in the CVT transmission. For example, this allows a ratio of i = 1-8.4 to be implemented as a conventional high value CVT. About one with the second set of discs, designed as the second cone pulley pair 11 b Connected shaft, the (converted) torque is tapped and introduced into the spur gear, the translation of the spur gear is exemplary at i = 1.58. The second spur gear as output gear 14 is fixed to the spur gear differential cage 15 connected. Introduced in the spur gear differential as a differential device 8th be about the differential gears as sun gears 17 a . b the torques and speeds on the output shaft 9a . b distributed (right and left). The exemplary overall system makes it possible to cover a large range from i_min = 1.6 to i_max = 13.3. The ratio can be adjusted under load and preferred operating points within this range can be approached. The electric motor 4 For example, it can work even more efficiently or longer at the operating point with the best efficiency. Depending on the abdominal space conditions and the execution of the individual system components, correspondingly larger / smaller areas can be covered.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11

AntriebsstrangabschnittPowertrain section

22

Fahrzeugvehicle

3a,b3a, b

angetriebene Räderpowered wheels

44

Elektromotorelectric motor

55

Getriebeabschnittgear section

66

erste Übersetzungsstufefirst translation stage

77

zweite Übersetzungsstufesecond translation stage

88th

Differentialeinrichtungdifferential device

9a,b9a, b

Ausgangswellenoutput shafts

1010

Rotorwellerotor shaft

11a11a

erstes Kegelscheibenpaarfirst conical disk pair

11b11b

zweites Kegelscheibenpaarsecond cone pulley pair

1212

Zugmitteltraction means

1313

Eingangsradinput gear

1414

Ausgangsradoutput gear

1515

StirnraddifferentialkorbStirnraddifferentialkorb

16 a,b16 a, b

Planetensätzeplanetary gear sets

17 a,b17 a, b

Sonnenrädersun gears

1818

Deckelcover

HH

Hauptachsemain axis

Claims (10)

Antriebsstrangabschnitt (1) für ein Fahrzeug (2) mit einem Elektromotor (4), mit einem Getriebeabschnitt (5), wobei der Getriebeabschnitt (5) mit dem Elektromotor (4) getrieblich gekoppelt ist und wobei der Getriebeabschnitt (5) mindestens eine erste Übersetzungsstufe (6) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Übersetzungsstufe (6) eine stufenlos einstellbare Übersetzung aufweist.Drive train section (1) for a vehicle (2) with an electric motor (4), with a transmission section (5), wherein the transmission section (5) is coupled to the electric motor (4) and wherein the transmission section (5) at least a first gear ratio (6), characterized in that the first translation stage (6) has a continuously variable transmission. Antriebsstrangabschnitt (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Übersetzungsstufe (6) als ein CVT-Getriebe ausgebildet ist.Drive train section (1) after Claim 1 , characterized in that the first translation stage (6) is designed as a CVT transmission. Antriebsstrangabschnitt (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Übersetzungsstufe (6) ein erstes Kegelscheibenpaar (11a) und ein zweites Kegelscheibenpaar (11b) sowie ein Zugmittel (12) aufweist, wobei das Zugmittel (12) die Kegelscheibenpaare (11a,b) getrieblich verbindet wobei das erste Kegelscheibenpaar (11a) koaxial mit einer Rotorwelle (10) des Elektromotors (4) angeordnet und/oder verbunden ist. Drive train section (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the first gear stage (6) has a first cone pulley pair (11a) and a second cone pulley pair (11b) and a traction means (12), wherein the traction means (12) the cone pulley pairs ( 11a, b) connects in a geared manner, wherein the first conical disk pair (11a) is arranged and / or connected coaxially with a rotor shaft (10) of the electric motor (4). Antriebsstrangabschnitt (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Getriebeabschnitt (5) eine zweite Übersetzungsstufe (7) aufweist, wobei die zweite Übersetzungsstufe (7) eine feste Übersetzung aufweist.Drive train section (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the transmission section (5) has a second transmission stage (7), wherein the second transmission stage (7) has a fixed ratio. Antriebsstrangabschnitt (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Übersetzungsstufe (7) als eine Stirnradstufe ausgebildet ist, wobei die Stirnradstufe ein Eingangsrad (13) und ein Ausgangsrad (14) aufweist, welche getrieblich miteinander verbunden sind, wobei das Eingangsrad (13) koaxial mit dem zweiten Kegelscheibenpaar (11b) angeordnet und/oder verbunden ist.Drive train section (1) after Claim 4 , characterized in that the second translation stage (7) is formed as a spur gear, wherein the spur gear has an input gear (13) and an output gear (14), which are geared together, wherein the input gear (13) coaxial with the second cone pulley pair (11b) is arranged and / or connected. Antriebsstrangabschnitt (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Differentialeinrichtung (8), wobei die Differentialeinrichtung (8) koaxial zu dem Elektromotor (4) und/oder zu der Rotorwelle (10) angeordnet ist.Drive train section (1) according to one of the preceding claims, characterized by a differential device (8), wherein the differential device (8) is arranged coaxially to the electric motor (4) and / or to the rotor shaft (10). Antriebsstrangabschnitt (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Differentialeinrichtung (8) einen Stirnraddifferentialkorb (15) aufweist, wobei das Ausgangsrad (14) drehfest mit dem Stirnraddifferentialkorb (15) verbunden ist.Drive train section (1) after Claim 6 , characterized in that the differential device (8) has a Stirnraddifferentialkorb (15), wherein the output gear (14) rotatably connected to the Stirnraddifferentialkorb (15). Antriebsstrangabschnitt (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stirnraddifferentialkorb (15) als ein Planententräger und das Ausgangsrad (14) als eine Außenverzahnung auf dem Planetenträger ausgebildet ist.Drive train section (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the Stirnraddifferentialkorb (15) is designed as a planet carrier and the output gear (14) as an external toothing on the planet carrier. Antriebsstrangabschnitt (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Differentialeinrichtung (8) mit zwei Ausgangswellen wirkverbunden ist, wobei eine der Ausgangswellen (9b) koaxial und/oder konzentrisch zu dem Elektromotor (4) geführt ist.Drive train section (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the differential device (8) is operatively connected to two output shafts, wherein one of the output shafts (9b) is guided coaxially and / or concentrically to the electric motor (4). Elektrische Achse für ein Fahrzeug, gekennzeichnet durch einen Antriebsstrangabschnitt (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Electric axle for a vehicle, characterized by a drive train section (1) according to one of the preceding claims.

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