DE102018130136A1 - Motor vehicle powertrain - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Kraftfahrzeugantriebsstrang mit einem Getriebe mit einem Planetenradsatz mit dreifach gestuften Planetenrädern zur Übertragung eines Drehmoments, das von einer Antriebseinheit, beispielsweise einem Elektromotor oder einer Verbrennungskraftmaschine, erzeugt wird, auf eine abtriebsseitige Drehmomentverteilvorrichtung.The present invention relates to a motor vehicle drive train with a transmission having a planetary gear set with triple-stepped planet gears for transmitting a torque, which is generated by a drive unit, for example an electric motor or an internal combustion engine, to an output-side torque distribution device.
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Kraftfahrzeugantriebsstrang mit einem Getriebe mit einem Planetenradsatz mit dreifach gestuften Planetenrädern zur Übertragung eines Drehmoments, das von einer Antriebseinheit, bspw. einem Elektromotor oder einer Verbrennungskraftmaschine, erzeugt wird, auf eine abtriebsseitige Drehmomentverteilvorrichtung.The present invention relates to a motor vehicle drive train with a transmission having a planetary gear set with triple-stepped planet gears for transmitting a torque, which is generated by a drive unit, for example an electric motor or an internal combustion engine, to an output-side torque distribution device.
Aus der
Vom derzeit bekannten Stand der Technik ausgehend ist es eine Aufgabe der Erfindung, einen mehrgängigen lastschaltfähigen Kraftfahrzeugantriebstrang für einen in Längsrichtung eines Kraftfahrzeugs zu verbauenden elektrischen Antrieb vorzuschlagen. Ziel ist dabei, dessen Gangsprünge der bisherigen Planetengetriebe sowie deren Getriebespreizung zu optimieren.Starting from the currently known state of the art, it is an object of the invention to propose a multi-speed, load-shiftable motor vehicle drive train for an electric drive to be installed in the longitudinal direction of a motor vehicle. The goal is to optimize the gear jumps of the previous planetary gearbox and its gearbox spread.
Daher sieht diese Erfindung einen Kraftfahrzeugantriebsstrang mit einem Getriebe vor, das dazu vorgesehen ist, ein Drehmoment von einer Antriebseinheit, beispielsweise einem Elektromotor, auf eine abtriebsseitige Drehmomentverteilvorrichtung, beispielsweise ein Differentialgetriebe, zu übertragen. Dabei weist das Getriebe einen Planetenradsatz mit mindestens einem dreifach gestuften Planetenrad auf, wobei eine der Stufen/Planetenstufen mit einem feststehenden Hohlrad kämmt und die weitere Planetenstufen jeweils mit einem Sonnenrad kämmen, das jeweils mit einer Sonnenwelle fest verbunden ist. Die Planetenstufen sind drehfest miteinander verbunden.Therefore, this invention provides a motor vehicle drive train with a transmission, which is intended to transmit a torque from a drive unit, for example an electric motor, to an output-side torque distribution device, for example a differential transmission. In this case, the transmission has a planetary gear set with at least one triple-stepped planet gear, one of the stages / planet stages meshing with a fixed ring gear and the other planet stages meshing with a sun gear, which is firmly connected to a sun shaft. The planetary stages are non-rotatably connected.
Der Planetenradsatz ist auf einem Planetenträger drehbar gelagert. Der Planetenträger ist über eine Abtriebswelle mit einem Winkeltrieb verbunden, der zur Übertragung des von der Antriebseinheit erzeugten Drehmoments auf eine abtriebsseitige Drehmomentverteilvorrichtung vorgesehen ist.The planetary gear set is rotatably mounted on a planet carrier. The planet carrier is connected via an output shaft to an angular drive, which is provided for transmitting the torque generated by the drive unit to a torque distribution device on the output side.
Erfindungsgemäß ist ferner eine Rotorwelle der Antriebseinheit mit einem Stirnradgetriebe verbunden, das mindestens zwei Verzahnungsstufen mit unterschiedlicher Übersetzung aufweist. Die erste Verzahnungsstufe ist dabei über ein erstes Kupplungselement mit der ersten Sonnenwelle in Wirkverbindung bringbar, und die zweite Verzahnungsstufe ist über ein zweites Kupplungselement mit der zweiten Sonnenwelle in Wirkverbindung bringbar.According to the invention, a rotor shaft of the drive unit is also connected to a spur gear which has at least two gear stages with different ratios. The first gear stage can be brought into operative connection with the first sun shaft via a first coupling element, and the second gear stage can be brought into active connection with the second sun shaft via a second coupling element.
Als Verzahnungsstufen des Stirnradgetriebes sind in diesem Zusammenhang alle Ausgestaltungen zu verstehen, die zu einer Außenverzahnung auf der Welle bzw. Rotorwelle führt, die zwei Verzahnungsstufen unterschiedlicher Übersetzung aufweist. Die Außenverzahnung kann also direkt baulich in der Welle integriert sein oder als separates gestuftes Zahnrad auf der Welle aufgebracht sein.In this context, the gear stages of the spur gear transmission are to be understood as all configurations which lead to external gear teeth on the shaft or rotor shaft which have two gear stages with different ratios. The external toothing can thus be integrated structurally in the shaft or can be applied to the shaft as a separate stepped gear.
Vorzugsweise ist die Übersetzung der ersten Verzahnungsstufe der Stirnradgruppe nominal größer als die Übersetzung der zweiten Verzahnungsstufe der Stirnradgruppe. Alternativ ist die Übersetzung der ersten Verzahnungsstufe nominal kleiner als die Übersetzung der zweiten Verzahnungsstufe der Stirnradgruppe.The translation of the first gear stage of the spur gear group is preferably nominally greater than the translation of the second gear stage of the spur gear group. Alternatively, the translation of the first gear stage is nominally smaller than the translation of the second gear stage of the spur gear group.
Erfindungsgemäß ist ferner eine Rotorwelle der Antriebseinheit mit dem Stirnradgetriebe verbunden, dessen zwei Verzahnungstufen unterschiedlicher Übersetzung jeweils über ein erstes Kupplungselement mit der ersten Sonnenwelle und über ein zweites Kupplungselement mit der zweiten Sonnenwelle in Wirkverbindung bringbar sind.According to the invention, a rotor shaft of the drive unit is also connected to the spur gear, the two toothing stages of different ratios of which can be brought into operative connection via a first coupling element with the first sun shaft and via a second coupling element with the second sun shaft.
Ein vorteilhafter Effekt einer derartigen Anordnung mit einem dreifach gestuften Planetenradsatz liegt in der Erweiterung der Ganganzahl, da die Variabilität bei der Wahl der Übersetzungen gesteigert wird.An advantageous effect of such an arrangement with a triple-stepped planetary gear set is the expansion of the number of gears, since the variability in the choice of the ratios is increased.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Teil der Unteransprüche und werden nachfolgend näher erläutert.Advantageous embodiments of the invention are part of the subclaims and are explained in more detail below.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform steht auch die dritte Planetenstufe mit einem dritten Sonnenrad in kämmendem Wirkzusammenhang. Dabei ist das dritte Sonnenrad vorzugsweise über ein drittes Kupplungselement mit einer dritten Sonnenwelle in Wirkverbindung bringbar. Diese dritte Sonnenwelle ist vorzugsweise mit der dritten Verzahnungsstufe verbunden und außerdem über ein viertes Kupplungselement mit der Abtriebswelle in Wirkverbindung bringbar ist. In a further preferred embodiment, the third planetary stage is in meshing operative relationship with a third sun gear. The third sun gear can preferably be brought into operative connection with a third sun shaft via a third coupling element. This third sun shaft is preferably connected to the third gear stage and can also be operatively connected to the output shaft via a fourth coupling element.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Kraftfahrzeugantriebsstrang so ausgebildet, dass als Antriebseinheit ein Elektromotor angeordnet werden kann. Weiter bevorzugt ist der Kraftfahrzeugantriebsstrang so ausgebildet, dass als Drehmomentverteilvorrichtung ein Kegelraddifferenzial, ein Stirnraddifferenzial oder ein Torsendifferenzial angeordnet werden kann.In a further preferred embodiment, the motor vehicle drive train is designed such that an electric motor can be arranged as the drive unit. The motor vehicle drive train is further preferably designed such that a bevel gear differential, a spur gear differential or a torsion differential can be arranged as the torque distribution device.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Welle der Antriebseinheit parallel zu mindestens einer der Sonnenwellen angeordnet. Ferner können die Sonnenwellen koaxial zueinander angeordnet sein.In a preferred embodiment, the shaft of the drive unit is arranged parallel to at least one of the sun waves. Furthermore, the sun waves can be arranged coaxially to one another.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Übersetzung der ersten Verzahnungsstufe nominal größer ist als die Übersetzung der zweiten Verzahnungsstufe. Alternativ kann jedoch auch die Übersetzung der ersten Verzahnungsstufe nominal kleiner sein als die Übersetzung der zweiten Verzahnungsstufe.In a preferred embodiment, the translation of the first gear stage is nominally greater than the translation of the second gear stage. Alternatively, however, the translation of the first gear stage can be nominally smaller than the translation of the second gear stage.
Diesem Gedanken entsprechend kann bei Ausführung mit einer dritten Verzahnungsstufe deren Übersetzung nominal kleiner oder auch größer sein als die Übersetzungen der beiden anderen Verzahnungsstufen.In line with this idea, when a version with a third gear stage is used, its translation can be nominally smaller or larger than the translations of the other two gear stages.
Von der Erfindung ebenfalls umfasst ist ein Fahrzeug mit einem Kraftfahrzeugantriebsstrang in einer der vorab beschriebenen Ausführungsformen, wobei dessen Abtriebswelle parallel zur Fahrzeuglängsachse angeordnet ist.The invention also includes a vehicle with a motor vehicle drive train in one of the embodiments described above, the output shaft of which is arranged parallel to the longitudinal axis of the vehicle.
Im Folgenden sind mehrere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugantriebsstrangs unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen im Detail beschrieben. Dabei zeigen die
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Dabei sind gleichen Elementen dieselben Bezugszeichen zugewiesen. Die Ausführungsformen sind nur beispielhaft und die Erfindung ist nicht darauf begrenzt.The figures are only schematic in nature and only serve to understand the invention. The same reference symbols are assigned to the same elements. The embodiments are only exemplary and the invention is not limited to them.
Das Getriebe
Der Planetenradsatz
Die Rotorwelle
Der erfindungsgemäße Kraftfahrzeugantriebsstrang ist generell nicht auf die oben dargestellten Ausführungsformen begrenzt und kann auch anders ausgeführt sein, solange diese Ausführung nicht vom Kern der Erfindung abweicht.The motor vehicle drive train according to the invention is generally not limited to the embodiments shown above and can also be designed differently as long as this version does not deviate from the essence of the invention.
Bezugszeichenliste Reference symbol list
- 11
- Getriebetransmission
- 22nd
- AntriebseinheitDrive unit
- 33rd
- DrehmomentverteilvorrichtungTorque distribution device
- 44th
- PlanetenradsatzPlanetary gear set
- 55
- erste Stufe des Planetenradsatzesfirst stage of the planetary gear set
- 66
- zweite Stufe des Planetenradsatzessecond stage of the planetary gear set
- 77
- dritte Stufe des Planetenradsatzesthird stage of the planetary gear set
- 88th
- erstes Sonnenradfirst sun gear
- 99
- zweites Sonnenradsecond sun gear
- 1010th
- drittes Sonnenradthird sun gear
- 1111
- erste Sonnenwellefirst sun wave
- 1212
- zweite Sonnenwellesecond sun wave
- 1313
- dritte Sonnenwellethird sun wave
- 1414
- StirnradgetriebeHelical gear
- 1515
- HohlradRing gear
- 1616
- PlanetenträgerPlanet carrier
- 1717th
- erstes Kupplungselementfirst coupling element
- 1818th
- zweites Kupplungselementsecond coupling element
- 1919th
- drittes Kupplungselementthird coupling element
- 2020th
- viertes Kupplungselementfourth coupling element
- 2121st
- AbtriebswelleOutput shaft
- 2222
- WinkeltriebAngular drive
- 23a23a
- Abtriebswelle der DrehmomentverteilvorrichtungOutput shaft of the torque distribution device
- 23b23b
- Abtriebswelle der DrehmomentverteilvorrichtungOutput shaft of the torque distribution device
- 2424th
- RotorwelleRotor shaft
- 2525th
- erste Verzahnungsstufe des Stirnradgetriebesfirst gear stage of the spur gear
- 2626
- zweite Verzahnungsstufe des Stirnradgetriebessecond gear stage of the spur gear
- 2727th
- dritte Verzahnungsstufe des Stirnradgetriebesthird gear stage of the spur gear
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 102016202723 B4 [0002]DE 102016202723 B4 [0002]
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---|---|---|---|---|
DE102023200353A1 (en) | 2023-01-18 | 2024-07-18 | Zf Friedrichshafen Ag | Transmission, drivetrain and vehicle |
Citations (1)
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---|---|---|---|---|
DE102016202723B4 (en) | 2016-02-23 | 2018-01-11 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | High-ratio epicyclic gearbox, in particular for an electrically operated motor vehicle |
-
2018
- 2018-11-28 DE DE102018130136.7A patent/DE102018130136A1/en active Pending
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DE102016202723B4 (en) | 2016-02-23 | 2018-01-11 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | High-ratio epicyclic gearbox, in particular for an electrically operated motor vehicle |
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