DE102020112043B4 - Getriebeeinheit zum Achsantrieb eines Fahrzeuges - Google Patents

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Abstract

Getriebeeinheit zum Achsantrieb eines Fahrzeuges, umfassend zwei Planetengetriebe (2, 3) mit jeweils einem Sonnenrad (21, 31), einem Planetenräder tragenden Planetenträger (23, 33) und einem Hohlrad (22, 32), wobei zwischen den beiden Planetengetrieben (2, 3) eine Doppelkupplungseinrichtung (6) mit zwei lastschaltbaren Kupplungen (61, 62) angeordnet ist, wobei die Doppelkupplungseinrichtung (6) über ein Stirnrad (4) mit einem Drehmomenteneingang (5) gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass•eine der lastschaltbaren Kupplungen (61, 62) mit dem Planetenträger (23, 33) des einen Planetengetriebes (2, 3) und dem Sonnenrad (31, 23) des anderen Planetengetriebes (3, 2) gekoppelt ist,•die erste Kupplung (61) zwischen dem Planetenträger (23) des ersten Planetengetriebes (2) und dem Sonnenrad (31) des zweiten Planetengetriebes angeordnet ist, während die zweite Kupplung einerseits mit dem Drehmomenteneingang (5) und dem Sonnenrad (21) des ersten Planetengetriebes (2) und andererseits mit dem Sonnenrad (31) des zweiten Planetengetriebes (3) verbunden ist,•der Planetenträger (23) des ersten Planetengetriebes (2) an einem Gehäuse (7) festgelegt ist und das Hohlrad (22) des ersten Planetengetriebes (2) an dem Planetenträger (33) des zweiten Planetengetriebes (3) angebunden ist und•das Hohlrad (32) des zweiten Planetengetriebes (3) mit einem Abtrieb verbunden ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Getriebeeinheit zum Achsantrieb eines Fahrzeuges, umfassend zwei Planetengetriebe mit jeweils einem Sonnenrad, einem Planetenräder tragenden Planetenträger und einem Hohlrad.
  • Aus dem Stand der Technik sind bereits zahlreiche Getriebestrukturen bekannt, doch sind diese üblicherweise recht aufwändig. So offenbart die DE 10 2018 101 207 A1 eine Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine elektrische Maschine, die über eine Antriebswelle mit einer Getriebevorrichtung wirkverbunden ist. Dabei weist die Getriebevorrichtung mindestens eine erste und eine zweite Planetenstufe sowie eine Differentialstufe auf, wobei die erste Planetenstufe einen ersten Planetensatz mit mehreren Planetenrädern aufweist, wobei die Planetenräder des ersten Planetensatzes drehbar an einem ersten Planetenträger angeordnet sind und mit einem Sonnenrad sowie mit einem ersten Hohlrad im Zahneingriff stehen, wobei die zweite Planetenstufe einen zweiten Planetensatz aufweist, wobei die Planetenräder des zweiten Planetensatzes drehbar an einem zweiten Planetenträger angeordnet sind und mit einem zweiten Sonnenrad sowie mit einem zweiten Hohlrad in Zahneingriff stehen, wobei die Antriebswelle drehfest mit dem ersten Sonnenrad verbunden ist, wobei das erste Sonnenrad an das zweite Sonnenrad stationär an einem Gehäuse festgelegt sind, wobei zwischen der ersten und der zweiten Planetenstufe eine Doppelkupplungsvorrichtung mit einer ersten und einer zweiten lastschaltbaren Kupplung angeordnet ist, wobei der erste Planetenträger über die erste Kupplung mit dem zweiten Hohlrad verbindbar ist und wobei der erste Planetenträger über die zweite Kupplung mit dem zweiten Planetenträger und der Differenzialstufe verbindbar ist.
  • Die DE 10 2019 131 753 A1 zeigt eine Antriebsvorrichtung für einen elektrifizierten Kraftfahrzeugantrieb, mit einer Eingangswelle, zumindest einer achsparallel zur Eingangswelle angeordneten Ausgangswelle sowie einer, eine erste Planetengetriebestufe und eine zweite Planetengetriebestufe aufweisenden, zwischen der Eingangswelle und der zumindest einen Ausgangswelle wirkend eingesetzten Getriebeeinrichtung, wobei ein Sonnenrad der ersten Planetengetriebestufe mit einem Hohlrad der zweiten Planetengetriebestufe permanent verbunden ist, und wobei ein Schaltelement derart zwischen den Planetengetriebestufen wirkend eingesetzt ist, dass in einer ersten Schaltstellung des Schaltelementes ein Hohlrad der ersten Planetengetriebestufe mit einem Sonnenrad der zweiten Planetengetriebestufe verbunden ist und in einer zweiten Schaltstellung des Schaltelementes ein Planetenträger der ersten Planetengetriebestufe mit dem Sonnenrad der zweiten Planetengetriebestufe verbunden ist.
  • Die DE 10 2019 132 306 A1 zeigt eine Antriebsvorrichtung für einen elektrifizierten Kraftfahrzeugantrieb, mit einer Eingangswelle, zumindest einer achsparallel zur Eingangswelle angeordneten Ausgangswelle sowie einer, eine erste Planetengetriebestufe und eine zweite Planetengetriebestufe aufweisenden, zwischen der Eingangswelle und der zumindest einen Ausgangswelle wirkend eingesetzten Getriebeeinrichtung, wobei ein Hohlrad der ersten Planetengetriebestufe mit einem Sonnenrad der zweiten Planetengetriebestufe permanent verbunden ist, und wobei ein Schaltelement derart zwischen den Planetengetriebestufen wirkend eingesetzt ist, dass in einer ersten Schaltstellung des Schaltelementes ein Planetenträger der ersten Planetengetriebestufe mit einem Hohlrad der zweiten Planetengetriebestufe verbunden ist und in einer zweiten Schaltstellung des Schaltelementes ein Sonnenrad der ersten Planetengetriebestufe mit dem Hohlrad der zweiten Planetengetriebestufe verbunden ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Getriebeeinheit zum Achsantrieb eines Fahrzeuges anzugeben, in welcher zwei unterschiedliche Gänge mit einer vorteilhaften Übersetzungsaufteilung bei einer einfachen Getriebestruktur geschaltet werden können.
  • Die Aufgabe ist durch den Gegenstand des Anspruchs 1 und 2 gelöst.
  • In der Eingangs genannten Getriebeeinheit ist zwischen den beiden Planetengetrieben eine Doppelkupplungseinrichtung mit zwei lastschaltbaren Kupplungen angeordnet, wobei die Doppelkupplungseinrichtung über eine Stirnradstufe mit einem Drehmomenteneingang gekoppelt ist. Durch diese Anordnung werden durch die mittige Verschaltung der Doppelkupplungseinrichtung eine hohe Übersetzung und eine moderate Spreizung ermöglicht. Trotz einer einfachen Getriebestruktur lassen sich zwei unterschiedliche Gänge mit einer vorteilhaften Übersetzungsaufteilung schalten.
  • Erfindungsgemäß ist eine der lastschaltbaren Kupplungen mit dem Planetenträger des einen Planetengetriebes und dem Sonnenrad des anderen Planetenträgers gekoppelt. Durch diese Verbindung kann die Doppelkupplungseinrichtung konstruktiv einfach mit dem Drehmomenteingang verbunden werden, was eine konstruktiv einfache Herstellung der Getriebeeinheit erlaubt.
  • Erfindungsgemäß ist die erste Kupplung zwischen dem Planetenträger des ersten Planetengetriebes und dem Sonnenrad des zweiten Planetengetriebes angeordnet, während die zweite Kupplung einerseits mit dem Drehmomenteneingang und dem Sonnenrad des ersten Planetengetriebes und andererseits mit dem Sonnenrad des zweiten Planetengetriebes verbunden ist. Dadurch wird eine selektive Drehmomentenübertragung gewährleistet.
  • Erfindungsgemäß ist der Planetenträger des ersten Planetengetriebes an einem Gehäuse festgelegt und das Hohlrad des ersten Planetengetriebes an dem Planetenträger des zweiten Planetengetriebes angebunden. Somit wird eine Drehmomentenübertragung zur Einstellung beider Gänge unterstützt.
  • Erfindungsgemäß ist das Hohlrad des zweiten Planetengetriebes mit einem Abtrieb verbunden. Trotz zweier lastschaltbarer Kupplungen wird nur eine Verbindung zum Abtrieb benötigt.
  • In einer zweiten erfindungsgemäßen Lösung ist die erste Kupplung zwischen dem Sonnenrad des ersten Planetenträgers und dem Planetenträger des zweiten Planetengetriebes eingebunden, während die zweite Kupplung mit dem Drehmomenteneingang und dem Sonnenrad des zweiten Planetenträgers verbunden. Auch hierdurch wird eine selektive Drehmomentenübertragung gewährleistet.
  • Ferner ist erfindungsgemäß zur zweiten Lösung der Planetenträger des ersten Planetengetriebes mit dem Hohlrad des zweiten Planetengetriebes verbunden, während das Hohlrad des ersten Planetengetriebes an dem Gehäuse festgelegt ist. Dadurch wird die Einstellung der beiden Gänge durch die Doppelkupplungseinrichtung unterstützt.
  • Weiter ist erfindungsgemäß der Planetenträger des zweiten Planetengetriebes mit dem Abtrieb verbunden. Dies stellt eine Vereinfachung der Getriebestruktur dar.
  • Erfindungsgemäß steht der Abtrieb in einem Zahneingriff mit einem zwei Antriebswellen unabhängig voneinander antreibenden Differentialgetriebe.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen Elektromotor, eine Kupplung und eine Getriebeeinheit. Bei einem Antriebsstrang, welcher zwei Gänge mit einer vorteilhaften Übersetzungsaufteilung bei einer einfachen Getriebestruktur schalten kann, ist die Getriebeeinheit nach mindestens einem, in dieser Schutzrechtsanmeldung erläuterten Merkmal ausgebildet.
  • Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen, welche in den Abbildungen der Figuren dargestellt sind, näher erläutert.
  • Es zeigen mit:
    • 1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Getriebeeinheit,
    • 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Getriebeeinheit und
    • 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Getriebeeinheit.
  • 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Getriebeeinheit, wie diese in elektroangetriebenen oder hybridangetriebenen Fahrzeugen zum Einsatz kommt. Die Getriebeeinheit 1 besteht aus zwei Planetengetrieben 2, 3, wobei jedes der Planetengetriebe 2, 3 ein Sonnenrad 21, 31 und ein Hohlrad 22, 32 aufweist. Zwischen dem Sonnenrad 21, 31 und dem Hohlrad 22, 32 liegt jeweils ein Planetenträger 23, 33.
  • Das Sonnenrad 21 des ersten Planetengetriebes 2 ist über ein Stirnrad 4 mit einem Drehmomenteneingang 5 in Form einer Welle verbunden, welche von einem nicht weiter dargestellten Elektromotor angetrieben wird. Der Planetenträger 23 des ersten Planetengetriebes 2 führt an ein Gehäuse 7 und ist an diesem festgelegt.
  • Zwischen den beiden Planetengetrieben 2, 3 ist eine Doppelkupplungseinrichtung 6 angeordnet, welche eine erste lastschaltbare Kupplung 61 und eine zweite lastschaltbare Kupplung 62 aufweist. Die erste Kupplung 61 ist zwischen dem Planetenträger 23 des ersten Planetengetriebes 2 und das Sonnenrad 31 des zweiten Planetengetriebes 3 geschaltet. Die zweite Kupplung 62 ist einerseits mit dem Sonnenrad 21 des ersten Planetengetriebes 2 und dem Stirnrad 4 und andererseits mit dem Sonnenrad 31 des zweiten Planetengetriebes 3 verbunden.
  • Hinter der Doppelkupplungseinrichtung 6 ist der Planetenträger 33 des zweiten Planetengetriebes 3 mit dem Hohlrad 22 des ersten Planetengetriebes 2 verbunden. Das Hohlrad 32 des zweiten Planetengetriebes 3 ist mit einem Abtrieb 8 gekoppelt, welcher über ein Stirnrad 9 in einem Zahneingriff mit einem Differentialgetriebe 10 steht, welches zwei Ausgangswellen 11, 12 unabhängig voneinander antreibt.
  • Ist die erste Kupplung 61 der Doppelkupplungseinrichtung 6 geschlossen und die zweite Kupplung 62 geöffnet, wird das bereitgestellte Drehmoment direkt über das Sonnenrad 21 und den Planetenträger 23 des ersten Planetengetriebes 2 und das zweite Planetengetriebe 3 auf den Abtrieb 8 geleitet. Wenn im umgekehrten Fall die erste Kupplung 61 geöffnet und die zweite Kupplung 62 geschlossen ist, wird das Drehmoment über das zweite Planetengetriebe 3 auf den Abtrieb 8 geleitet.
  • Bei dem in 2 dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Getriebeeinheit ist der Drehmomenteneingang 5 der Getriebeeinheit 13 an die zweite Kupplung 62 und das Sonnenrad 31 des zweiten Planetenträgers 33 geführt. Die zweite Kupplung 62 ist mit dem Sonnenrad 21 des erstes Planetengetriebes 2 verschaltet, dessen Hohlrad 22 mit dem Gehäuse 7 fest verbunden ist. Der Planetenträger 23 des ersten Planetengetriebes 2 führt auf das Hohlrad 32 des zweiten Planetengetriebes 3. Die erste Kupplung 61 ist zwischen das Sonnenrad 21 des ersten Planetengetriebes 2 und dem Planetenträger 33 des zweiten Planetengetriebes 3 eingebunden. Bei geschlossener ersten Kupplung 61 und geöffneter zweiter Kupplung 62 der Doppelkupplungseinrichtung 6 wird das Drehmoment über das Planetengetriebe 3 an den Abtrieb 8 geführt. Ist die erste Kupplung 61 geöffnet und die zweite Kupplung 62 der Doppelkupplungseinrichtung 6 geschlossen, erfolgt der Kraftfluss über das Sonnenrad 21 und den Planetenträger 23 des ersten Planetengetriebes auf den Abtrieb 8.
  • Die Getriebeeinheit 14 in Fig, 3 unterscheidet sich von der Getriebeeinheit 13 in 2 durch die Verwendung eines als zweistufiges Stirnraddifferentialgetriebe 15 ausgebildeten Differentialgetriebes, das direkt mit dem Planetenträger 33 des zweiten Planetengetriebes 3 verschaltet ist, wobei jede der beiden Stufen des Stirnraddifferentialgetriebes 15 eine der beiden Ausgangswellen 11, 12 des Antriebes antreibt.
  • Durch die spezifische Integration der Kupplungen 61, 62 der Doppelkupplungseinrichtung 6 in die Getriebeeinheit 1,13 lassen sich zwei unterschiedliche Gänge mit einer hohen Übersetzung und einer moderaten Spreizung realisieren. Unter der Spreizung des Getriebes soll dabei verstanden werden, wie weit die beiden Gänge der Getriebeeinheit 1, 13 auseinanderliegen.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Getriebeeinheit
    2
    Planetengetriebe
    21
    Sonnenrad
    22
    Hohlrad
    23
    Planetenträger
    3
    Planetengetriebe
    31
    Sonnenrad
    32
    Hohlrad
    33
    Planetenträger
    4
    Stirnrad
    5
    Drehmomenteneingang
    6
    Doppelkupplungseinrichtung
    61
    Kupplung
    62
    Kupplung
    7
    Gehäuse
    8
    Abtrieb
    9
    Stirnrad
    10
    Differentialgetriebe
    11
    Ausgangswelle
    12
    Ausgangswelle
    13
    Getriebeeinheit
    14
    Getriebeeinheit
    15
    Stirnraddifferential

Claims (3)

  1. Getriebeeinheit zum Achsantrieb eines Fahrzeuges, umfassend zwei Planetengetriebe (2, 3) mit jeweils einem Sonnenrad (21, 31), einem Planetenräder tragenden Planetenträger (23, 33) und einem Hohlrad (22, 32), wobei zwischen den beiden Planetengetrieben (2, 3) eine Doppelkupplungseinrichtung (6) mit zwei lastschaltbaren Kupplungen (61, 62) angeordnet ist, wobei die Doppelkupplungseinrichtung (6) über ein Stirnrad (4) mit einem Drehmomenteneingang (5) gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass •eine der lastschaltbaren Kupplungen (61, 62) mit dem Planetenträger (23, 33) des einen Planetengetriebes (2, 3) und dem Sonnenrad (31, 23) des anderen Planetengetriebes (3, 2) gekoppelt ist, •die erste Kupplung (61) zwischen dem Planetenträger (23) des ersten Planetengetriebes (2) und dem Sonnenrad (31) des zweiten Planetengetriebes angeordnet ist, während die zweite Kupplung einerseits mit dem Drehmomenteneingang (5) und dem Sonnenrad (21) des ersten Planetengetriebes (2) und andererseits mit dem Sonnenrad (31) des zweiten Planetengetriebes (3) verbunden ist, •der Planetenträger (23) des ersten Planetengetriebes (2) an einem Gehäuse (7) festgelegt ist und das Hohlrad (22) des ersten Planetengetriebes (2) an dem Planetenträger (33) des zweiten Planetengetriebes (3) angebunden ist und •das Hohlrad (32) des zweiten Planetengetriebes (3) mit einem Abtrieb verbunden ist.
  2. Getriebeeinheit nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass •die erste Kupplung (61) zwischen dem Sonnenrad (21) des ersten Planetengetriebes (2) und dem Planetenträger (33) des zweiten Planetengetriebes (3) eingebunden ist, während die zweite Kupplung (62) einerseits mit dem Drehmomenteneingang (5) und andererseits dem Sonnenrad (31) des zweiten Planetengetriebes (3) verbunden ist, •der Planetenträger (23) des ersten Planetengetriebes (2) mit dem Hohlrad (32) des zweiten Planetengetriebes (3) verbunden ist, während das Hohlrad (22) des ersten Planetengetriebes (2) an einem Gehäuse (7) festgelegt ist, •der Planetenträger (33) des zweiten Planetengetriebes (3) mit einem Abtrieb (8) verbunden ist und •der Abtrieb (8) in einem Zahneingriff mit einem zwei Ausgangswellen (11, 12) unabhängig voneinander antreibenden Differentialgetriebe (10) steht.
  3. Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen Elektromotor, eine Kupplung und eine Getriebeeinheit, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeeinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2 ausgebildet ist.
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