Die Erfindung betrifft eine Planetengetriebevorrichtung für ein elektrisches Antriebssystem, insbesondere für ein Elektrofahrzeug.The invention relates to a planetary gear device for an electric drive system, in particular for an electric vehicle.
Aus der DE 10 2013 225 519 A1 ist bereits eine Planetengetriebevorrichtung für ein elektrisches Antriebssystem, insbesondere für ein Elektrofahrzeug, mit einem Getriebegehäuse, mit einer Eingangswelle, mit einer Abtriebswelle, mit zumindest zwei wirkungsmäßig miteinander verbundenen Planetenradstufen bekannt.From the DE 10 2013 225 519 A1 is already a planetary gear device for an electric drive system, in particular for an electric vehicle, with a transmission housing, with an input shaft, with an output shaft, with at least two operatively interconnected Planetenradstufen known.
Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine weiterentwickelte, insbesondere lastschaltfähige, Antriebsvorrichtung mit einer Planetengetriebevorrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Elektrofahrzeug, bereitzustellen, die insbesondere geringe Verlustleistungen aufweist. Sie wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The invention is in particular the object of a further developed, in particular power shiftable, drive device with a planetary gear device for a motor vehicle, in particular an electric vehicle to provide, which in particular has low power losses. It is achieved according to the invention by the features of claim 1. Further embodiments emerge from the subclaims.
Die Erfindung geht aus von einer Planetengetriebevorrichtung für ein elektrisches Antriebssystem, insbesondere für ein Elektrofahrzeug, mit einem Getriebegehäuse, mit einer Eingangswelle, mit einer Abtriebswelle, mit zumindest zwei wirkungsmäßig miteinander verbundenen Planetenradstufen mit jeweils einem Sonnenrad, einem Hohlrad und einem Planetenradträger, wobei das Sonnenrad der ersten Planetenradstufe mit der Eingangswelle drehfest verbunden ist und wobei der Planetenradträger der zweiten Planetenradstufe drehfest mit der Abtriebswelle verbunden ist, und mit wenigstens zwei Schalteinheiten.The invention relates to a planetary gear device for an electric drive system, in particular for an electric vehicle, with a transmission housing, with an input shaft, with an output shaft, with at least two operatively connected Planetenradstufen each having a sun gear, a ring gear and a planet carrier, wherein the sun gear the first planetary gear is rotatably connected to the input shaft and wherein the planet carrier of the second planetary gear is rotatably connected to the output shaft, and at least two switching units.
Es wird vorgeschlagen, dass das Hohlrad der ersten Planetenradstufe drehfest mit dem Getriebegehäuse verbunden ist und der Planetenradträger der ersten Planetenradstufe drehfest mit dem Sonnenrad der zweiten Planetenradstufe verbunden oder verbindbar ist. It is proposed that the ring gear of the first planetary gear is rotatably connected to the transmission housing and the planet carrier of the first planetary gear rotatably connected to the sun gear of the second planetary gear or connectable.
Durch eine solche Ausgestaltung kann eine kompakte Planetengetriebevorrichtung für ein elektrisches Antriebssystem bereitgestellt werden, die eine vorteilhafte Anbindung eines Elektromotors an die Abtriebswelle ermöglicht. Es kann insbesondere eine koaxiale Anordnung ermöglicht werden. Durch die Planetengetriebevorrichtung können unterschiedliche Vorwärtsgetriebegänge bereitgestellt werden, durch die ein von dem Elektromotor abgegebenes Antriebsmoment vorteilhaft umgesetzt werden kann. Die Drehzahlen des Elektromotors können dadurch insbesondere vorteilhaft bei hoher Geschwindigkeit reduziert werden. Ferner kann ein Gang, insbesondere ein erster Gang, einen längeren Kriech- und sogar Anhängerbetrieb ermöglichen. Auf eine Schaltbarkeit von Rückwärtsgetriebegängen kann verzichtet werden, indem der Elektromotor für eine Drehrichtungsumkehr vorgesehen ist. Die Fahrgänge lassen sich daher vorzugsweise für Vorwärts- und Rückwärtsfahrten verwenden. Vorteilhaft kann die Planetengetriebevorrichtung mit einer geringen Bauteilzahl, insbesondere mit lediglich zwei Planetenradstufen, ausgebildet werden. Vorteilhaft können durch eine erfindungsgemäße Ausgestaltung der Planetengetriebevorrichtung Schalteinheiten verwirklicht werden, die in einem offenlaufenden Zustand sehr geringe Relativdrehzahlen aufweisen. Insbesondere sind durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Planetengetriebevorrichtung die Belastungen der Schalteinheiten besonders vorteilhaft gering. Des Weiteren können geringe Relativdrehzahlen in den Planetenrädern der Planetenradstufen erreicht werden. Ferner können durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Planetengetriebevorrichtung vorteilhaft hohe Verzahnungswirkungsgrade erreicht werden. Insbesondere sind Verzahnungsverluste vorteilhaft unabhängig von einer Last. Ferner kann insbesondere eine verlustoptimierte und kompakte Bauweise erreicht werden. Es kann insbesondere auf zusätzliche Radsätze verzichtet werden. Es wird kein weiterer Finaldrive benötigt. Ferner können insbesondere geringe Relativdrehzahlen in den Planetenrädern bereitgestellt werden. Des Weiteren kann, insbesondere da vorzugsweise eine Gesamtübersetzung durch die Planetengetriebevorrichtung erfolgt, ein vorteilhafter Verzahnungswirkungsgrad im Hauptfahrbereich erreicht werden. Insbesondere entstehen keine weiteren Verzahnungsverluste durch ein Stirnraddifferential. Ferner können insbesondere vorteilhaft niedrige Drehzahlen in der Antriebsvorrichtung erreicht werden, wodurch Schleppverluste vorteilhaft gering gehalten werden können.By such a configuration, a compact planetary gear device for an electric drive system can be provided, which allows an advantageous connection of an electric motor to the output shaft. In particular, a coaxial arrangement can be made possible. By the planetary gear device different forward gears can be provided by which a given by the electric motor drive torque can be implemented advantageously. The rotational speeds of the electric motor can be reduced particularly advantageous at high speed. Furthermore, a gear, in particular a first gear, allow a longer creep and even trailer operation. A switchability of reverse gears can be dispensed with by the electric motor is provided for a reversal of direction. The drives can therefore preferably be used for forward and reverse drives. Advantageously, the planetary gear device with a small number of components, in particular with only two planetary gear, are formed. Switching units can advantageously be realized by an inventive design of the planetary gear device, which have very low relative speeds in a normally open state. In particular, the loads of the switching units are particularly advantageous low by the inventive design of the planetary gear device. Furthermore, low relative speeds in the planet gears of the planetary gear stages can be achieved. Furthermore, advantageously high gear tooth efficiencies can be achieved by the configuration of the planetary gear device according to the invention. In particular, gear losses are advantageously independent of a load. Furthermore, in particular a loss-optimized and compact design can be achieved. It can be dispensed in particular to additional wheelsets. There is no need for another final drive. Furthermore, in particular low relative speeds can be provided in the planetary gears. Furthermore, in particular since an overall transmission preferably takes place through the planetary gear device, an advantageous gear efficiency in the main drive range can be achieved. In particular, no further gear losses occur due to a spur gear differential. Furthermore, particularly advantageously low rotational speeds can be achieved in the drive device, whereby drag losses can advantageously be kept low.
Unter einer „Planetengetriebevorrichtung“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein zwischen einem Elektromotor und einem Achsantrieb angeordnetes Getriebe zur Schaltung der unterschiedlich übersetzten Vorwärtsgetriebegänge verstanden werden. Unter einer „Planetenradstufe“ soll weiter insbesondere eine Zahnradstufe verstanden werden, die durch einen Zahneingriff zwischen einem Sonnenrad und einem von einem Planetenradträger geführten Planetenrad und/oder einen Zahneingriff zwischen einem von einem Planetenradträger geführten Planetenrad und einem Hohlrad definiert ist. Grundsätzlich können die Planetenradstufen zumindest teilweise einstückig ausgeführt werden. Insbesondere ist es denkbar, dass zwei der Planetenradstufen ein gemeinsames Hohlrad und getrennte Sonnenräder oder ein gemeinsames Sonnenrad und getrennte Hohlräder aufweisen.In this context, a "planetary gear device" is to be understood as meaning, in particular, a transmission arranged between an electric motor and an axle drive for shifting the differently translated forward gears. A "planetary gear stage" is to be understood in particular a gear stage which is defined by a tooth engagement between a sun gear and a guided by a planet carrier planetary gear and / or meshing between a guided by a planet carrier planetary gear and a ring gear. In principle, the planetary gear stages can be made at least partially in one piece. In particular, it is conceivable that two of the planetary gear have a common ring gear and separate sun gears or a common sun gear and separate ring gears.
Unter einer „Eingangswelle“ soll dabei insbesondere ein Getriebeelement verstanden werden, das zumindest konstruktiv zur drehfesten Anbindung an einen Rotor des Elektromotors vorgesehen ist. Unter einer „Abtriebswelle“ soll insbesondere ein Getriebeelement verstanden werden, das zumindest konstruktiv zur drehfesten Anbindung eines Achsantriebs vorgesehen ist. Unter einem „Getriebeelement“ soll insbesondere eine Ausgestaltung verstanden werden, die zur permanenten drehfesten Verbindung zwischen den Sonnenrädern, Planetenradträgern, Hohlrädern und/oder Kopplungselementen vorgesehen ist.An "input shaft" should be understood to mean, in particular, a transmission element which is provided, at least structurally, for non-rotatable connection to a rotor of the electric motor. An "output shaft" should in particular be understood to mean a transmission element which is provided at least structurally for the rotationally fixed connection of an axle drive. A "transmission element" is to be understood in particular an embodiment which is provided for permanent non-rotatable connection between the sun gears, planetary carriers, ring gears and / or coupling elements.
Die Planetenradstufen sind im Folgenden mit „erste Planetenradstufe“ und „zweite Planetenradstufe“ bezeichnet. Die Bezeichnungen „erste“ und „zweite“ Planetenradstufe sind insbesondere zur Festlegung einer axialen Anordnung vorgesehen, wobei eine axiale Reihenfolge der Planetenradstufen von der Nummerierung abweichen kann. Grundsätzlich ist eine geänderte Anordnung der Planetenradstufen und/oder eine gestapelte Anordnung, bei der die Planetenradstufen zumindest teilweise radial ineinander geschachtelt sind, denkbar. Insbesondere durch eine räumliche Umordnung der Schalteinheiten, durch eine geänderte Anordnung von Getriebeelementen und/oder durch Vertauschung der Sonnenräder, Planetenräder und/oder Hohlräder sind verschiedene, kinematisch äquivalente Getriebestrukturen realisierbar. Unter „kinematisch äquivalenten Getriebestrukturen“ sollen dabei Getriebestrukturen verstanden werden, welche eine gleiche Anzahl von Schalteinheiten sowie identische Schaltschemata zur Schaltung der Vorwärtsgetriebegänge und der Rückwärtsgetriebegänge aufweisen.The planetary gear stages are hereinafter referred to as "first planetary gear stage" and "second planetary gear stage". The terms "first" and "second" planetary gear are provided in particular for determining an axial arrangement, wherein an axial order of the planetary gear can differ from the numbering. In principle, a modified arrangement of the planetary gear stages and / or a stacked arrangement in which the planetary gear stages are at least partially nested radially in one another is conceivable. In particular, by a spatial rearrangement of the switching units, by a modified arrangement of transmission elements and / or by interchanging of the sun gears, planet gears and / or ring gears different, kinematically equivalent transmission structures can be realized. By "kinematically equivalent transmission structures" gear structures are to be understood, which have an equal number of switching units and identical circuit diagrams for switching the forward gears and the reverse gears.
Unter einer „Schalteinheit“ soll weiter insbesondere eine Einheit mit genau zwei relativ zueinander drehbaren Kopplungselementen, die zur drehfesten Verbindung miteinander vorgesehen sind, verstanden werden. Eine Schalteinheit kann wahlweise als Kupplung oder Bremse ausgebildet werden. Unter einer Schalteinheit, die als „Kupplung“ ausgebildet ist, soll insbesondere eine Schalteinheit verstanden werden, die in einem Leistungsfluss zwischen zwei Planetenradstufen angeordnet ist und die dazu vorgesehen ist, ihre zwei drehbar angeordneten Kopplungselemente, die in einem geöffneten Zustand unabhängig voneinander verdrehbar sind, in einem geschlossenen Zustand drehfest miteinander zu verbinden. Unter einer Schalteinheit, die als „Bremse“ ausgebildet ist, soll insbesondere eine Schalteinheit verstanden werden, die wirkungsmäßig zwischen einer der Planetenradstufen und einem Getriebegehäuse angeordnet ist und die dazu vorgesehen ist, ihr drehbares Kopplungselement, das in einem geöffneten Zustand unabhängig von dem Getriebegehäuse verdrehbar ist, in einem geschlossenen Zustand mit ihrem drehfest mit dem Getriebegehäuse verbundenen Kopplungselement drehfest zu verbinden. Unter „drehfest verbunden“ soll insbesondere eine Verbindung verstanden werden, bei der ein Leistungsfluss über eine vollständige Umdrehung, gemittelt mit einem unveränderten Drehmoment, einer unveränderten Drehrichtung und/oder einer unveränderten Drehzahl, übertragen wird.In particular, a "switching unit" is to be understood as meaning a unit having exactly two coupling elements that are rotatable relative to one another and that are provided for the rotationally fixed connection with one another. A switching unit can optionally be designed as a clutch or brake. Under a switching unit, which is designed as a "clutch" is to be understood in particular a switching unit which is arranged in a power flow between two Planetenradstufen and which is intended to rotate its two rotatably arranged coupling elements, which are independently rotatable in an open state, in a closed state rotatably connect with each other. Under a switching unit, which is designed as a "brake" is to be understood in particular a switching unit, which is operatively disposed between one of the planetary gear and a gear housing and which is intended to rotatable coupling element, which in an open state independently of the gear housing rotatable is to connect in a closed state with its rotatably connected to the transmission housing coupling member rotatably. By "non-rotatably connected" is meant in particular a connection in which a power flow over a complete revolution, averaged with an unchanged torque, an unchanged direction of rotation and / or an unchanged speed, is transmitted.
Unter einer Schalteinheit soll in diesem Zusammenhang insbesondere keine Kupplung verstanden werden, die einem durch die Planetenradstufen ausgebildeten Zahnradsatz vorgeschaltet oder nachgeschaltet ist. Unter einer „dem Zahnradsatz vorgeschalteten Kupplung“ soll insbesondere eine Kupplung verstanden werden, die in zumindest einem Getriebegang in einem Leistungsfluss zwischen einem Elektromotor und einer Eingangswelle angeordnet ist, wie beispielsweise eine Trennkupplung oder eine Anfahrkupplung. Unter einer „dem Zahnradsatz nachgeschalteten Kupplung“ soll insbesondere eine Kupplungseinheit verstanden werden, die in zumindest einem Getriebegang in einem Leistungsfluss zwischen dem Getriebeausgangselement und einem Achsantrieb angeordnet ist, wie beispielsweise eine Allradkupplung. Grundsätzlich kann eine Schaltbarkeit der Planetengetriebevorrichtung durch eine dem Zahnradsatz vorgeschaltete oder nachgeschaltete Kupplungseinheit erhöht werden.In this context, a switching unit should in particular not be understood as meaning a coupling which is connected upstream or downstream from a gear set formed by the planetary gear stages. A "clutch upstream clutch" is to be understood in particular a clutch which is arranged in at least one gear in a power flow between an electric motor and an input shaft, such as a separating clutch or a starting clutch. A "gearset downstream of the clutch" should be understood in particular a clutch unit which is arranged in at least one gear in a power flow between the transmission output member and a final drive, such as an all-wheel drive. In principle, a switchability of the planetary gear device can be increased by a gear unit upstream or downstream coupling unit.
Vorzugsweise ist ein Teil der Schalteinheiten formschlüssig ausgebildet. Dadurch kann ein Schleppverlust gering gehalten werden, sodass ein Leistungsverlust innerhalb der Planetengetriebevorrichtung vorteilhaft verringert werden kann. Unter einer „formschlüssig ausgebildeten Schalteinheit“ soll dabei insbesondere eine Schalteinheit verstanden werden, die zur Verbindung ihrer Kopplungselemente bzw. zur Anbindung ihres Kopplungselements eine Verzahnung und/oder Klauen aufweist, die zur Herstellung einer drehfesten Verbindung formschlüssig ineinandergreifen, wobei eine Übertragung eines Leistungsflusses in einem vollständig geschlossenen Zustand zumindest hauptsächlich durch einen Formschluss erfolgt. Die Schalteinheiten können grundsätzlich reibschlüssig oder formschlüssig ausgebildet sein. Unter einer „reibschlüssig ausgebildeten Schalteinheit“ soll dabei insbesondere eine Schalteinheit verstanden werden, die zur Verbindung ihrer Kopplungselemente bzw. zur Anbindung ihres Kopplungselements zumindest zwei Reibpartner aufweist, die zur Herstellung einer drehfesten Verbindung reibschlüssig aneinander anliegen, wobei eine Übertragung eines Leistungsflusses in einem vollständig geschlossenen Zustand zumindest hauptsächlich durch Reibung erfolgt. Eine reibschlüssig ausgebildete Kupplungseinheit ist vorzugsweise als eine Lamellenkupplungseinheit und eine reibschlüssig ausgebildete Bremseinheit ist vorzugsweise als eine Lamellenbremseinheit ausgebildet. Eine formschlüssig ausgebildete Kupplungseinheit ist vorzugsweise als eine Klauenkupplungseinheit und eine formschlüssig ausgebildete Bremseinheit ist vorzugsweise als eine Klauenbremseinheit ausgebildet. Eine formschlüssig ausgebildete Schalteinheit ist vorteilhaft über eine Schiebemuffe schaltbar. Dabei sind die formschlüssig ausgebildeten Schalteinheiten vorzugsweise ohne eine Synchronisierung ausgeführt, können grundsätzlich aber auch eine Synchronisierung aufweisen.Preferably, a part of the switching units is formed positively. Thereby, a drag loss can be kept low, so that a power loss within the planetary gear device can be advantageously reduced. A "form-fitting switching unit" is to be understood in particular a switching unit, which has a toothing and / or claws for connecting their coupling elements or for connecting their coupling element, which intermesh positively to produce a rotationally fixed connection, wherein a transmission of a power flow in a completely closed state, at least mainly by a positive connection. The switching units can in principle be formed frictionally or positively. A "frictionally engaged switching unit" should be understood to mean, in particular, a switching unit which has at least two friction partners for connecting its coupling elements or for connecting its coupling element, which frictionally abut each other to produce a rotationally fixed connection, wherein a transmission of a power flow in a completely closed Condition is at least mainly due to friction. A frictionally engaged coupling unit is preferably designed as a multi-disc clutch unit and a frictionally engaged brake unit is preferably designed as a multi-disc brake unit. A positively formed coupling unit is preferably as a dog clutch unit and a form-locking brake unit is preferably formed as a dog brake unit. A form-fitting trained switching unit is advantageous switchable via a sliding sleeve. The form-fitting trained switching units are preferably designed without synchronization, but in principle may also have a synchronization.
Vorzugsweise umfasst die Planetengetriebevorrichtung Aktuatoren zur automatisierten Schaltung der Schalteinheiten. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, zumindest einen Teil der Schalteinheiten zumindest teilweise selbstständig schaltend auszuführen. Eine selbstständig schaltende Kupplungseinheit bzw. Bremseinheit ist vorzugsweise als ein Freilauf ausgebildet. Zudem kann auch eine Ausgestaltung der Planetenradstufen mit Einfachplanetenradsätzen oder Doppelplanetenradsätzen von dem dargestellten Ausführungsbeispiel abweichen. In kinematisch äquivalenter Weise ist es beispielsweise möglich, einen Einfachplanetenradsatz durch einen Doppelplanetenradsatz zu ersetzen, wobei für eine kinematisch gleiche Wirkweise zusätzlich insbesondere eine Standübersetzung der Planetenradstufe anzupassen ist. Insbesondere bei einer Ausbildung mittels eines Doppelplanetenradsatzes kann grundsätzlich auch eine Anbindung von einem Sonnenrad und einem Planetenradträger, einem Hohlrad und einem Planetenradträger oder einem Sonnenrad und einem Hohlrad getauscht werden, wobei für eine kinematisch gleiche Wirkweise zusätzlich insbesondere eine Standübersetzung der Planetenradstufe angepasst werden muss.Preferably, the planetary gear device comprises actuators for the automated switching of the switching units. In principle, it is also possible to perform at least a part of the switching units at least partially independently switching. An independently switching coupling unit or braking unit is preferably designed as a freewheel. In addition, an embodiment of the planetary gear stages with simple planetary gear sets or double planetary gear sets can deviate from the illustrated embodiment. In kinematically equivalent manner, it is for example possible to replace a Einfachplanetenradsatz by a Doppelplanetenradsatz, wherein for a kinematically same mode of action additionally in particular a level translation of the planetary gear is to be adjusted. In particular, in a training by means of a Doppelplanetenradsatzes basically a connection of a sun gear and a planet, a ring gear and a planet carrier or a sun gear and a ring gear are exchanged, for a kinematically same mode of action additionally in particular a level translation of the planetary must be adjusted.
Weiter wird vorgeschlagen, dass das Hohlrad der zweiten Planetenradstufe drehfest mit dem Getriebegehäuse verbunden ist. Ferner wird vorgeschlagen, dass eine der beiden Schalteinheiten dazu vorgesehen ist, den Planetenradträger der ersten Planetenradstufe drehfest mit der Abtriebswelle zu verbinden.It is further proposed that the ring gear of the second planetary gear is rotatably connected to the transmission housing. It is also proposed that one of the two switching units is provided to non-rotatably connect the planet carrier of the first planetary gear with the output shaft.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass eine der Schalteinheiten als eine Bremse ausgebildet ist, die das Hohlrad der zweiten Planetenradstufe bremsbar mit dem Getriebegehäuse koppelt.Furthermore, it is proposed that one of the switching units is designed as a brake, which rotatably couples the ring gear of the second planetary gear with the transmission housing.
Zudem wird vorgeschlagen, dass der Planetenradträger der ersten Planetenradstufe permanent drehfest mit dem Sonnenrad der zweiten Planetenradstufe verbunden ist. Es wird weiter vorgeschlagen, dass eine der Schalteinheiten dazu vorgesehen ist, die zweite Planetenradstufe zu verblocken.In addition, it is proposed that the planet carrier of the first planetary gear is permanently connected rotationally fixed to the sun gear of the second planetary gear. It is further proposed that one of the switching units is provided to lock the second planetary gear.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass die zweite Schalteinheit als eine formschlüssige Schalteinheit ausgebildet ist, wodurch die Planetengetriebevorrichtung einen besonders hohen Wirkungsgrad erzielen kann.A further advantageous embodiment provides that the second switching unit is formed as a positive-locking switching unit, whereby the planetary gear device can achieve a particularly high efficiency.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass die Planetengetriebevorrichtung ein Achsgetriebe umfasst, wobei das Achsgetriebe seinerseits zumindest eine Seitenwelle umfasst, wobei das Achsgetriebe koaxial zu den beiden Planetenradstufen angeordnet ist. Besonders vorteilhaft sind dabei die Eingangswelle und/oder die Abtriebswelle als Hohlwelle ausgebildet, wobei die Seitenwelle die Eingangswelle und/oder die Abtriebswelle durchsetzt.A further advantageous development provides that the planetary gear device comprises an axle drive, wherein the axle drive in turn comprises at least one side shaft, wherein the axle drive is arranged coaxially to the two planetary gear. In this case, the input shaft and / or the output shaft are particularly advantageously designed as a hollow shaft, wherein the side shaft passes through the input shaft and / or the output shaft.
Die Begriffe „axial“ und „radial“ sind im Folgenden insbesondere auf die Hauptrotationsachse der Planetengetriebevorrichtung bezogen, sodass der Ausdruck „axial“ insbesondere eine Richtung bezeichnet, die parallel oder koaxial zu der Hauptrotationsachse verläuft. Ferner bezeichnet der Ausdruck „radial“ insbesondere eine Richtung, die senkrecht zu der Hauptrotationsachse verläuft. Unter einer „getriebeeingangsseitigen Anordnung“ soll insbesondere verstanden werden, dass das genannte Bauteil auf einer Seite des weiteren Bauteils angeordnet ist, welche der Eingangswelle und/oder dem Elektromotor zugewandt ist. Unter einer „getriebeausgangsseitigen Anordnung“ soll insbesondere verstanden werden, dass das genannte Bauteil auf einer Seite des weiteren Bauteils angeordnet ist, welche der Eingangswelle und/oder dem Elektromotor abgewandt ist, auch wenn das weitere Bauteil in axialer Richtung nach dem Getriebeausgangselement angeordnet ist, beispielsweise weil das Getriebeausgangselement zwischen zwei Planetenradstufen angeordnet ist.The terms "axial" and "radial" are hereinafter referred in particular to the main axis of rotation of the planetary gear device, so that the term "axially" in particular denotes a direction which is parallel or coaxial with the main axis of rotation. Further, the term "radial" refers particularly to a direction which is perpendicular to the main axis of rotation. A "transmission input-side arrangement" is to be understood in particular as meaning that the named component is arranged on one side of the further component, which faces the input shaft and / or the electric motor. A "gear output-side arrangement" is to be understood in particular that said component is arranged on one side of the further component, which faces away from the input shaft and / or the electric motor, even if the further component is arranged in the axial direction after the transmission output element, for example because the transmission output member is disposed between two planetary gear stages.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. In den Figuren sind vier Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Figuren, die Figurenbeschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Further advantages will become apparent from the following description of the figures. In the figures, four embodiments of the invention are shown. The figures, the description of the figures and the claims contain numerous features in combination.
Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into meaningful further combinations.
Dabei zeigen:
- 1 ein schematisch dargestelltes Getriebeschema einer Planetengetriebevorrichtung in einem ersten Ausführungsbeispiel,
- 2 ein Schaltschema für die Planetengetriebevorrichtung,
- 3 ein schematisch dargestelltes Getriebeschema einer alternativen Planetengetriebevorrichtung in einem zweiten Ausführungsbeispiel,
- 4 ein schematisch dargestelltes Getriebeschema einer alternativen Planetengetriebevorrichtung in einem dritten Ausführungsbeispiel und
- 5 ein schematisch dargestelltes Getriebeschema einer alternativen Planetengetriebevorrichtung in einem vierten Ausführungsbeispiel.
Showing: - 1 a schematically illustrated transmission diagram of a planetary gear device in a first embodiment,
- 2 a circuit diagram for the planetary gear device,
- 3 a schematically illustrated transmission diagram of an alternative planetary gear device in a second embodiment,
- 4 a schematically illustrated transmission diagram of an alternative planetary gear device in a third embodiment and
- 5 a schematically illustrated transmission diagram of an alternative planetary gear device in a fourth embodiment.
Die 1 zeigt ein schematisch dargestelltes Getriebeschema einer Planetengetriebevorrichtung für ein elektrisches Antriebssystem in einem ersten Ausführungsbeispiel. Die Planetengetriebevorrichtung ist für ein Elektrofahrzeug vorgesehen. Die Planetengetriebevorrichtung ist für eine nicht näher dargestellte Antriebsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs vorgesehen. Die Antriebsvorrichtung ist für einen elektromotorischen Antrieb des Kraftfahrzeugs vorgesehen. Das Kraftfahrzeug kann grundsätzlich als ein reines Elektrofahrzeug ausgebildet sein. Die Antriebsvorrichtung ist rein für den elektromotorischen Antrieb vorgesehen. Grundsätzlich ist es denkbar, dass die Antriebsvorrichtung mit einer zweiten Antriebsvorrichtung für einen verbrennungsmotorischen Antrieb kombiniert wird. Beispielsweise kann die vorgeschlagene Antriebsvorrichtung, die für den elektromotorischen Antrieb vorgesehen ist, auf eine erste Antriebsachse des Kraftfahrzeugs wirken, während die Antriebsvorrichtung, die für den verbrennungsmotorischen Antrieb vorgesehen ist, auf eine zweite Antriebsachse des Kraftfahrzeugs wirkt. Wird die vorgeschlagene Antriebsvorrichtung mit einer verbrennungsmotorischen Antriebsvorrichtung kombiniert, ist es auch denkbar, dass das Kraftfahrzeug ein zusätzliches Summier- und/oder Auswahlgetriebe aufweist, das den beiden Antriebsvorrichtungen nachgeschaltet ist und das dazu vorgesehen ist, beide Antriebsvorrichtungen an eine einzige Antriebsachse anzubinden. The 1 shows a schematically illustrated transmission diagram of a planetary gear device for an electric drive system in a first embodiment. The planetary gear device is provided for an electric vehicle. The planetary gear device is provided for a drive device, not shown, of a motor vehicle. The drive device is provided for an electric motor drive of the motor vehicle. The motor vehicle can basically be designed as a pure electric vehicle. The drive device is provided purely for the electric motor drive. In principle, it is conceivable that the drive device is combined with a second drive device for an internal combustion engine drive. For example, the proposed drive device, which is provided for the electric motor drive, act on a first drive axle of the motor vehicle, while the drive device, which is provided for the internal combustion engine drive, acts on a second drive axle of the motor vehicle. If the proposed drive device combined with an internal combustion engine drive device, it is also conceivable that the motor vehicle has an additional summing and / or selection gear, which is connected downstream of the two drive devices and which is intended to connect both drive devices to a single drive axle.
Die Antriebsvorrichtung umfasst einen nicht näher dargestellten Elektromotor, einen nicht näher dargestellten Achsantrieb und die zwischen dem Elektromotor und dem Achsantrieb angeordnete Planetengetriebevorrichtung. Der Elektromotor kann eine permanenterregte Synchronmaschine oder eine permanenterregte Asynchronmaschine sein. Die Planetengetriebevorrichtung ist konstruktiv zur Schaltung von zwei Vorwärtsgetriebegängen V1a, V2a vorgesehen. Die Planetengetriebevorrichtung ist konstruktiv zur Schaltung von genau zwei unterschiedlich übersetzten Vorwärtsgetriebegängen V1a, V2a vorgesehen.The drive device comprises an electric motor, not shown, a final drive, not shown, and arranged between the electric motor and the final drive planetary gear device. The electric motor may be a permanent-magnet synchronous machine or a permanent magnet asynchronous machine. The planetary gear device is constructive for shifting two forward gears V1a . v2a intended. The planetary gear device is constructive for switching exactly two differently translated forward gears V1a . v2a intended.
Die Planetengetriebevorrichtung weist zwei Planetenradstufen P1a, P2a auf. Die Planetengetriebevorrichtung weist genau zwei wirkungsmäßig miteinander verbundene Planetenradstufen P1a, P2a auf. Die Planetengetriebevorrichtung weist eine Hauptrotationsachse auf, zu der die erste Planetenradstufe P1a und die zweite Planetenradstufe P2a koaxial angeordnet sind. Die Planetenradstufen P1a, P2a weisen jeweils ein Sonnenrad P11a, P21a, ein Hohlrad P13a, P23a und einen Planetenradträger P12a, P22a auf. Die Planetengetriebevorrichtung ist konstruktiv dazu vorgesehen, genau zwei unterschiedlich übersetzte Vorwärtsgetriebegänge V1a, V2a zu schalten. Eine Anzahl der tatsächlich verwendeten Vorwärtsgetriebegänge V1a, V2a kann in Abhängigkeit von einer Betriebsstrategie eingeschränkt sein, beispielsweise elektronisch durch eine entsprechend programmierte Steuer- und Regeleinheit.The planetary gear device has two planetary gear stages P1a . P2a on. The planetary gear device has exactly two interactively connected planetary gear stages P1a . P2a on. The planetary gear device has a main axis of rotation, to which the first planetary gear P1a and the second planetary gear P2a are arranged coaxially. The planetary gear stages P1a . P2a each have a sun gear P11a . P21a , a ring gear P13a . P23A and a planet carrier P12a . P22a on. The planetary gear device is structurally designed to exactly two different translated forward gears V1a . v2a to switch. A number of the forward gears actually used V1a . v2a may be limited depending on an operating strategy, for example, electronically by a correspondingly programmed control unit.
Die Planetengetriebevorrichtung weist zwei Schalteinheiten S1a, S2a auf. Die Planetengetriebevorrichtung weist genau zwei Schalteinheiten S1a, S2a auf, die zur Schaltung der Vorwärtsgetriebegänge V1a, V2a vorgesehen sind. Die Planetengetriebevorrichtung weist ein Getriebegehäuse 10a auf, das die Planetenradstufen P1a, P2a und die Schalteinheiten S1a, S2a aufnimmt. Die Schalteinheiten S1a, S2a sind wirkungsmäßig innerhalb eines durch die Planetenradstufen P1a, P2a ausgebildeten Zahnradsatzes angeordnet, d.h. die Schalteinheiten S1a, S2a sind dazu vorgesehen, unterschiedliche Wirkverbindungen zwischen den Planetenradstufen P1a, P2a untereinander und dem Getriebegehäuse 10a herzustellen.The planetary gear device has two switching units S1a . S2a on. The planetary gear device has exactly two switching units S1a . S2a on, the to the shift of the forward gears V1a . v2a are provided. The planetary gear device has a transmission housing 10a on, the planetary gear stages P1a . P2a and the switching units S1a . S2a receives. The switching units S1a . S2a are effective within one of the planetary gear stages P1a . P2a trained gear set arranged, ie the switching units S1a . S2a are intended to different active connections between the planetary gear stages P1a . P2a between each other and the gearbox 10a manufacture.
Das in 2 dargestellte Schaltschema zeigt, wie durch Schließen der Schalteinheiten S1a, S2a die Vorwärtsgetriebegänge V1a, V2a geschaltet werden. Die Vorwärtsgetriebegänge V1a, V2a werden jeweils durch Schließen von einer der insgesamt zwei Schalteinheiten S1a, S2a geschaltet. Eine Lastschaltung zwischen den zwei Vorwärtsgetriebegängen V1a, V2a ist dabei insbesondere immer dann möglich, wenn in einem Schaltvorgang höchstens eine der Schalteinheiten S1a, S2a geschlossen wird und/oder höchstens eine der Schalteinheiten S1a, S2a geöffnet wird, d.h. wenn ein Leistungsfluss von einer der Schalteinheiten S1a, S2a an eine andere der Schalteinheiten S1a, S2a übergeben wird oder wenn ein Schaltzustand von lediglich einer der Schalteinheiten S1a, S2a verändert wird. Die zwei Vorwärtsgetriebegänge V1a, V2a sind untereinander vollständig lastschaltbar.This in 2 shown circuit diagram shows how by closing the switching units S1a . S2a the forward gears V1a . v2a be switched. The forward gears V1a . v2a each time by closing one of the two switching units S1a . S2a connected. A load circuit between the two forward gears V1a . v2a In this case, it is always possible in particular when, in a switching operation, at most one of the switching units S1a . S2a is closed and / or at most one of the switching units S1a . S2a is opened, ie when a power flow from one of the switching units S1a . S2a to another of the switching units S1a . S2a is passed or if a switching state of only one of the switching units S1a . S2a is changed. The two forward gears V1a . v2a are completely power-shiftable among each other.
Der erste Vorwärtsgetriebegang V1a ist als ein Kriech- und/oder Schwerlastgang ausgebildet. Der erste Vorwärtsgetriebegang V1a soll einen Anhängerbetrieb ermöglichen. Außerdem ist der erste Vorwärtsgetriebegang V1a für Kriechvorgänge vorgesehen, um den Elektromotor oder eine Leistungselektronik vor Überhitzung zu schützen. Der zweite Vorwärtsgetriebegang V2a soll für den normalen Betrieb verwendet werden. Vorzugsweise können die Vorwärtsgetriebegänge V1a, V2a abhängig von einer Drehrichtung des Elektromotors sowohl für Vorwärts- als auch für Rückwärtsfahrten verwendet werden.The first forward gear V1a is designed as a creep and / or heavy load gear. The first forward gear V1a should enable trailer operation. In addition, the first forward gear is V1a intended for creeping operations to protect the electric motor or power electronics from overheating. The second forward gear v2a should be used for normal operation. Preferably, the forward gears V1a . v2a be used depending on a direction of rotation of the electric motor for both forward and reverse.
Über die Planetengetriebevorrichtung ist der Elektromotor mit dem Achsantrieb des Kraftfahrzeugs verbunden. Mittels der Planetengetriebevorrichtung kann ein Übersetzungsverhältnis zwischen dem Elektromotor und dem Achsantrieb verändert werden. Die Planetengetriebevorrichtung weist eine Eingangswelle 11a auf. Die Eingangswelle 11a dient zur drehfesten Anbindung des Elektromotors. Die Eingangswelle 11a ist dazu vorgesehen, das von dem Elektromotor abgegebene Antriebsmoment in die Planetengetriebevorrichtung einzuleiten. Der Elektromotor umfasst einen Rotor, der in dem dargestellten Ausführungsbeispiel permanent drehfest mit der Eingangswelle 11a verbunden ist. Die Eingangswelle 11a kann unterschiedlich ausgebildet sein, wie beispielsweise als eine Welle oder als ein Flansch.About the planetary gear device, the electric motor is connected to the final drive of the motor vehicle. By means of the planetary gear device, a transmission ratio between the electric motor and the final drive can be changed. The planetary gear device has an input shaft 11a on. The input shaft 11a serves for non-rotatable connection of the electric motor. The input shaft 11a is intended to initiate the output from the electric motor drive torque in the planetary gear device. The electric motor comprises a rotor, which in the illustrated embodiment permanently rotatably connected to the input shaft 11a connected is. The input shaft 11a can be designed differently, such as a shaft or as a flange.
Weiter weist die Planetengetriebevorrichtung eine Abtriebswelle 12a auf. Die Abtriebswelle 12a dient zu einer drehfesten Anbindung des Achsantriebs. Die Abtriebswelle 12a ist dazu vorgesehen, ein Antriebsmoment aus der Planetengetriebevorrichtung auszuleiten. Der Achsantrieb weist ein Verteilergetriebe auf, dessen Eingang permanent drehfest mit der Abtriebswelle 12a verbunden ist. Der Abtriebswelle 12a können unterschiedliche Module nachgeschaltet werden, mittels deren das aus der Planetengetriebevorrichtung ausgeleitete Moment auf Antriebsräder verteilt werden kann, wie beispielsweise ein Allradantriebsmodul, das das Antriebsmoment auf zwei verschiedene Antriebsachsen verteilt. Die Abtriebswelle 12a kann unterschiedlich ausgebildet sein, wie beispielsweise als eine Welle, als ein Stirnrad oder als ein Ritzel. Insbesondere auch denkbar ist, dass die Abtriebswelle 12a permanent drehfest mit einer Achswelle und/oder einem Antriebsrad verbunden ist. Beispielsweise kann das Kraftfahrzeug zwei der Antriebsvorrichtungen aufweisen, die jeweils direkt auf ein Antriebsrad des Kraftfahrzeugs wirken.Furthermore, the planetary gear device has an output shaft 12a on. The output shaft 12a serves for a non-rotatable connection of the final drive. The output shaft 12a is intended to derive a drive torque from the planetary gear device. The final drive has a transfer case, whose input permanently rotatably connected to the output shaft 12a connected is. The output shaft 12a different modules can be connected downstream, by means of which the output from the planetary gear device torque can be distributed to drive wheels, such as an all-wheel drive module that distributes the drive torque to two different drive axles. The output shaft 12a may be formed differently, such as a shaft, a spur gear or a pinion. In particular, it is also conceivable that the output shaft 12a permanently rotatably connected to an axle shaft and / or a drive wheel. For example, the motor vehicle may have two of the drive devices, each of which acts directly on a drive wheel of the motor vehicle.
Die Eingangswelle 11a und die Abtriebswelle 12a sind koaxial zu der Hauptrotationsachse angeordnet. Die Eingangswelle 11a definiert eine dem Elektromotor zugewandte Seite. Für die Abtriebswelle 12a sind in axialer Richtung grundsätzlich unterschiedliche Anordnungen denkbar. In der dargestellten Planetengetriebevorrichtung sind die Planetenradstufen P1a, P2a zwischen der Eingangswelle 11a und der Abtriebswelle 12a angeordnet. Grundsätzlich ist eine Umordnung der Planetenradstufen P1a, P2a möglich, bei der die Abtriebswelle 12a zwischen zwei der Planetenradstufen P1a, P2a angeordnet ist. Die Planetenradstufen P1a, P2a sind in axialer Richtung hintereinander angeordnet. Zur Umgestaltung der Planetengetriebevorrichtung ist es möglich, eine Reihenfolge der Planetenradstufen P1a, P2a entlang der Hauptrotationsachse zu ändern. Die Planetengetriebevorrichtung weist zwei Ebenen auf, in denen die Planetenradstufen P1a, P2a angeordnet sind. Eine Nummerierung einer Ebene entspricht einer Reihenfolge der Ebenen, die im Folgenden auf die Eingangswelle 11a bezogen ist. Die erste Ebene weist einen kleineren Abstand zu der Eingangswelle 11a auf als die zweite Ebene.The input shaft 11a and the output shaft 12a are arranged coaxially with the main axis of rotation. The input shaft 11a defines a side facing the electric motor. For the output shaft 12a In principle, different arrangements are conceivable in the axial direction. In the illustrated planetary gear device, the planetary gear stages P1a . P2a between the input shaft 11a and the output shaft 12a arranged. Basically, a rearrangement of the planetary gear stages P1a . P2a possible at the output shaft 12a between two of the planetary gear stages P1a . P2a is arranged. The planetary gear stages P1a . P2a are arranged one behind the other in the axial direction. To redesign the planetary gear device, it is possible to have an order of the planetary gear stages P1a . P2a to change along the main axis of rotation. The planetary gear device has two levels in which the planetary gear stages P1a . P2a are arranged. A numbering of a level corresponds to an order of the levels, which are hereafter referred to the input shaft 11a is related. The first plane has a smaller distance to the input shaft 11a on as the second level.
Die erste Planetenradstufe P1a ist entlang der Hauptrotationsachse in der ersten Ebene angeordnet. Die erste Planetenradstufe P1a weist einen Einfachplanetenradsatz auf und umfasst das Sonnenrad P11a, das Hohlrad P13a und den Planetenradträger P12a. Der Planetenradträger P12a führt Planetenräder P14a auf einer Kreisbahn. Die Planetenräder P14a kämmen mit dem Sonnenrad P11a und mit dem Hohlrad P13a. Die Planetenräder P14a sind drehbar auf dem Planetenradträger P12a gelagert.The first planetary gear P1a is arranged along the main axis of rotation in the first plane. The first planetary gear P1a has a Einfachplanetenradsatz and includes the sun gear P11a , the ring gear P13a and the planet carrier P12a , The planet carrier P12a leads planetary gears P14a on a circular path. The planet wheels P14a comb with the sun wheel P11a and with the ring gear P13a , The planet wheels P14a are rotatable on the planet carrier P12a stored.
Die zweite Planetenradstufe P2a ist entlang der Hauptrotationsachse in der zweiten Ebene angeordnet. Die zweite Planetenradstufe P2a ist entlang der Hauptrotationsachse auf einer der Eingangswelle 11a abgewandten Seite der ersten Planetenradstufe P1a angeordnet. Die zweite Planetenradstufe P2a weist einen Einfachplanetenradsatz auf und umfasst das Sonnenrad P21a, das Hohlrad P23a und den Planetenradträger P22a. Der Planetenradträger P22a führt Planetenräder P24a auf einer Kreisbahn. Die Planetenräder P24a kämmen mit dem Sonnenrad P21a und mit dem Hohlrad P23a. Die Planetenräder P24a sind drehbar auf dem Planetenradträger P22a gelagert.The second planetary gear P2a is arranged along the main axis of rotation in the second plane. The second planetary gear P2a is along the main axis of rotation on one of the input shaft 11a opposite side of the first planetary gear P1a arranged. The second planetary gear P2a has a Einfachplanetenradsatz and includes the sun gear P21a , the ring gear P23A and the planet carrier P22a , The planet carrier P22a leads planetary gears P24a on a circular path. The planet wheels P24a comb with the sun wheel P21a and with the ring gear P23A , The planet wheels P24a are rotatable on the planet carrier P22a stored.
Die Eingangswelle 11a ist drehfest mit dem Sonnenrad P11a der ersten Planetenradstufe P1a verbunden. Die Eingangswelle 11a ist eingangsseitig an das Sonnenrad P11a angebunden. Die Eingangswelle 11a ist permanent drehfest mit dem Sonnenrad P11a der ersten Planetenradstufe P1a verbunden. Die Abtriebswelle 12a ist drehfest mit dem Planetenradträger P22a der zweiten Planetenradstufe P2a verbunden. Das Hohlrad P13a der ersten Planetenradstufe P1a ist drehfest mit dem Getriebegehäuse 10a verbunden. Das Hohlrad P23a der zweiten Planetenradstufe P2a ist drehfest mit dem Getriebegehäuse 10a verbunden. Zur Kopplung der Hohlräder P13a, P23a der beiden Planetenradstufen P1a, P2a an das Getriebegehäuse 10a weist die Planetengetriebevorrichtung zwei Getriebeelemente 13a, 14a auf. Die Getriebeelemente 13a, 14a sind dazu vorgesehen, Drehmomente an dem Getriebegehäuse 10a abzustützen. Das Getriebeelement 13a verbindet das Hohlrad P13a der ersten Planetenradstufe P1a permanent mit dem Getriebegehäuse 10a. Das Getriebeelement 14a verbindet das Hohlrad P23a der zweiten Planetenradstufe P2a permanent mit dem Getriebegehäuse 10a.The input shaft 11a is rotatable with the sun gear P11a the first planetary gear P1a connected. The input shaft 11a is input to the sun gear P11a tethered. The input shaft 11a is permanently rotatable with the sun gear P11a the first planetary gear P1a connected. The output shaft 12a is non-rotatable with the planet carrier P22a the second planetary gear P2a connected. The ring gear P13a the first planetary gear P1a is non-rotatable with the gearbox 10a connected. The ring gear P23A the second planetary gear P2a is non-rotatable with the gearbox 10a connected. For coupling the ring gears P13a . P23A the two planetary gear stages P1a . P2a to the gearbox 10a The planetary gear device has two transmission elements 13a . 14a on. The transmission elements 13a . 14a are intended torques on the transmission housing 10a support. The transmission element 13a connects the ring gear P13a the first planetary gear P1a permanently with the gearbox 10a , The transmission element 14a connects the ring gear P23A the second planetary gear P2a permanently with the gearbox 10a ,
Die Schalteinheiten S1a, S2a sind als Kupplungen ausgebildet. Die Schalteinheiten S1a, S2a sind in einem Leistungsfluss zwischen den zwei Planetenradstufen P1a, P2a angeordnet. Die zwei Schalteinheiten S1a, S2a sind zwischen den beiden Planetenradstufen P1a, P2a angeordnet. Die zwei Schalteinheiten S1a, S2a sind gut zugänglich angeordnet. Die Schalteinheiten S1a, S2a weisen jeweils zwei drehfest miteinander verbindbare Kopplungselemente S11a, S12a, S21a, S22a auf. Die Kopplungselemente S11a, S12a, S21a, S22a der Schalteinheiten S1a, S2a sind jeweils drehbar zueinander gelagert. Die Schalteinheiten S1a, S2a sind jeweils dazu vorgesehen, ihre drehbar zueinander gelagerten Kopplungselemente S11a, S12a, S21a, S22a drehfest miteinander zu verbinden. Jedes der drehbar gelagerten Kopplungselement S11a, S12a, S21a, S22a der Schalteinheiten S1a, S2a ist mit zumindest einem der Sonnenräder P11a, P21a, einem der Planetenradträger P12a, P22a und/oder einem der Hohlräder P13a, P23a permanent drehfest verbunden. Ferner wäre denkbar, dass die erste Schalteinheit S1a zur weiteren Verlustreduzierung als Klauenschalteinheit ausgeführt ist. Die Klauenschalteinheit kann sowohl mit oder ohne Synchronisiereinheit zur weiteren Verlustreduktion ausgeführt werden.The switching units S1a . S2a are designed as couplings. The switching units S1a . S2a are in a power flow between the two planetary gear stages P1a . P2a arranged. The two switching units S1a . S2a are between the two planetary gear stages P1a . P2a arranged. The two switching units S1a . S2a are arranged easily accessible. The switching units S1a . S2a each have two rotatably connected to each other coupling elements S11a . S12a . S21a . S22a on. The coupling elements S11a . S12a . S21a . S22a the switching units S1a . S2a are each rotatably mounted to each other. The switching units S1a . S2a are each provided to their rotatably mounted coupling elements S11a . S12a . S21a . S22a rotatably connect with each other. Each of the rotatably mounted coupling element S11a . S12a . S21a . S22a the switching units S1a . S2a is with at least one of the sun gears P11a . P21a , one of the planet carrier P12a . P22a and / or one of the ring gears P13a . P23A permanently connected non-rotatably. Furthermore, it would be conceivable that the first switching unit S1a for further loss reduction is designed as a claw switching unit. The claw switching unit can be executed both with or without synchronization unit for further loss reduction.
Die erste Schalteinheit S1a ist dazu vorgesehen, den Planetenradträger P12a der ersten Planetenradstufe P1a mit dem Planetenradträger P22a der zweiten Planetenradstufe P2a drehfest zu verbinden. Ferner ist die erste Schalteinheit S1a dazu vorgesehen, den Planetenradträger P12a der ersten Planetenradstufe P1a drehfest mit der Abtriebswelle 12a zu verbinden. Der Planetenradträger P12a der ersten Planetenradstufe P1a kann über die erste Schalteinheit S1a und den Planetenradträger P22a der zweiten Planetenradstufe P2a drehfest mit der Abtriebswelle 12a verbunden werden. Das erste Kopplungselement S11a der ersten Schalteinheit S1a ist dazu permanent drehfest mit dem Planetenradträger P12a der ersten Planetenradstufe P1a verbunden. Das zweite Kopplungselement S12a der ersten Schalteinheit S1a ist dazu permanent drehfest mit dem Planetenradträger P22a der zweiten Planetenradstufe P2a verbunden.The first switching unit S1a is intended to be the planet carrier P12a the first planetary gear P1a with the planet carrier P22a the second planetary gear P2a rotatably connect. Furthermore, the first switching unit S1a provided to the planet carrier P12a the first planetary gear P1a rotatably with the output shaft 12a connect to. The planet carrier P12a the first planetary gear P1a can over the first switching unit S1a and the planet carrier P22a the second planetary gear P2a rotatably with the output shaft 12a get connected. The first coupling element S11a the first switching unit S1a is permanently non-rotatable with the planet carrier P12a the first planetary gear P1a connected. The second coupling element S12a the first switching unit S1a is permanently non-rotatable with the planet carrier P22a the second planetary gear P2a connected.
Der Planetenradträger P12a der ersten Planetenradstufe P1a ist drehfest mit dem Sonnenrad P21a der zweiten Planetenradstufe P2a verbindbar. Die zweite Schalteinheit S2a ist dazu vorgesehen, den Planetenradträger P12a der ersten Planetenradstufe P1a drehfest mit dem Sonnenrad P21a der zweiten Planetenradstufe P2a zu verbinden. Das erste Kopplungselement S21a der zweiten Schalteinheit S2a ist dazu permanent drehfest mit dem Sonnenrad P21a der zweiten Planetenradstufe P2a verbunden. Das zweite Kopplungselement S22a der zweiten Schalteinheit S2a ist dazu permanent drehfest mit dem Planetenradträger P12a der ersten Planetenradstufe P1a verbunden. Das erste Kopplungselement S11a der ersten Schalteinheit S1a und das zweite Kopplungselement S22a der zweiten Schalteinheit S2a sind zusammen permanent drehfest mit dem Planetenradträger P12a der ersten Planetenradstufe P1a verbunden.The planet carrier P12a the first planetary gear P1a is rotatable with the sun gear P21a the second planetary gear P2a connectable. The second switching unit S2a is intended to be the planet carrier P12a the first planetary gear P1a rotatably with the sun gear P21a the second planetary gear P2a connect to. The first coupling element S21a the second switching unit S2a is permanently rotatable with the sun gear P21a the second planetary gear P2a connected. The second coupling element S22a the second switching unit S2a is permanently non-rotatable with the planet carrier P12a the first planetary gear P1a connected. The first coupling element S11a the first switching unit S1a and the second coupling element S22a the second switching unit S2a together are permanently non-rotatable with the planet carrier P12a the first planetary gear P1a connected.
In den 3 bis 5 sind drei weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleich bleibender Bauteile, Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung des Ausführungsbeispiels der 1 und 2 verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a in den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in den 1 und 2 durch die Buchstaben b bis d in den Bezugszeichen der Ausführungsbeispiele der 3 bis 5 ersetzt.In the 3 to 5 three further embodiments of the invention are shown. The following descriptions are essentially limited to the differences between the embodiments, with respect to the same components, features and functions on the description of the embodiment of 1 and 2 can be referenced. To distinguish the embodiments, the letter a in the reference numerals of the embodiment in the 1 and 2 by the letters b to d in the reference numerals of the embodiments of the 3 to 5 replaced.
Die 3 zeigt ein schematisch dargestelltes Getriebeschema einer Planetengetriebevorrichtung für ein elektrisches Antriebssystem in einem zweiten Ausführungsbeispiel. Die Planetengetriebevorrichtung ist konstruktiv zur Schaltung von zwei Vorwärtsgetriebegängen vorgesehen. Die Planetengetriebevorrichtung ist konstruktiv zur Schaltung von genau zwei unterschiedlich übersetzten Vorwärtsgetriebegängen vorgesehen.The 3 shows a schematically illustrated transmission diagram of a planetary gear device for an electric drive system in a second embodiment. The planetary gear device is designed to provide two forward gears. The planetary gear device is structurally provided for switching exactly two differently translated forward gears.
Die Planetengetriebevorrichtung weist zwei Planetenradstufen P1b, P2b auf. Die Planetengetriebevorrichtung weist genau zwei wirkungsmäßig miteinander verbundene Planetenradstufen P1b, P2b auf. Die Planetengetriebevorrichtung weist eine Hauptrotationsachse auf, zu der die erste Planetenradstufe P1b und die zweite Planetenradstufe P2b koaxial angeordnet sind. Die Planetenradstufen P1b, P2b weisen jeweils ein Sonnenrad P11b, P21b, ein Hohlrad P13b, P23b und einen Planetenradträger P12b, P22b auf. Die Planetenradträger P12b, P22b führen jeweils Planetenräder P14b, P24b auf einer Kreisbahn. Die Planetengetriebevorrichtung weist eine Eingangswelle 11b auf. Die Eingangswelle 11b dient zur drehfesten Anbindung des Elektromotors. Die Eingangswelle 11b ist permanent drehfest mit dem Sonnenrad P11b der ersten Planetenradstufe P1b verbunden. Weiter weist die Planetengetriebevorrichtung eine Abtriebswelle 12b auf. Die Abtriebswelle 12b dient zu einer drehfesten Anbindung des Achsantriebs. Die Abtriebswelle 12b ist drehfest mit dem Planetenradträger P22b der zweiten Planetenradstufe P2b verbunden. Die Eingangswelle 11b und die Abtriebswelle 12b sind koaxial zu der Hauptrotationsachse angeordnet.The planetary gear device has two planetary gear stages P1b . P2b on. The planetary gear device has exactly two interactively connected planetary gear stages P1b . P2b on. The planetary gear device has a main axis of rotation, to which the first planetary gear P1b and the second planetary gear P2b are arranged coaxially. The planetary gear stages P1b . P2b each have a sun gear P11b . P21b , a ring gear P13b . P23b and a planet carrier P12b . p22b on. The planet carrier P12b . p22b each lead planetary gears P14B . P24B on a circular path. The planetary gear device has an input shaft 11b on. The input shaft 11b serves for non-rotatable connection of the electric motor. The input shaft 11b is permanently rotatable with the sun gear P11b the first planetary gear P1b connected. Furthermore, the planetary gear device has an output shaft 12b on. The output shaft 12b serves for a non-rotatable connection of the final drive. The output shaft 12b is non-rotatable with the planet carrier p22b the second planetary gear P2b connected. The input shaft 11b and the output shaft 12b are arranged coaxially with the main axis of rotation.
Das Hohlrad P13b der ersten Planetenradstufe P1b ist drehfest mit einem Getriebegehäuse 10b verbunden. Zur Kopplung des Hohlrads P13b der ersten Planetenradstufe P1b an das Getriebegehäuse 10b weist die Planetengetriebevorrichtung ein Getriebeelement 13b auf. Das Getriebeelement 13b ist dazu vorgesehen, Drehmomente an dem Getriebegehäuse 10b abzustützen. Das Getriebeelement 13b verbindet das Hohlrad P13b der ersten Planetenradstufe P1b permanent mit dem Getriebegehäuse 10b.The ring gear P13b the first planetary gear P1b is non-rotatable with a gearbox housing 10b connected. For coupling the ring gear P13b the first planetary gear P1b to the gearbox 10b The planetary gear device has a transmission element 13b on. The transmission element 13b is intended torques on the transmission housing 10b support. The transmission element 13b connects the ring gear P13b the first planetary gear P1b permanently with the gearbox 10b ,
Zur Verbindung der Planetenradstufen P1b, P2b umfasst die Planetengetriebevorrichtung ein Getriebeelement 15b. Der Planetenradträger P12b der ersten Planetenradstufe P1b ist permanent drehfest mit dem Sonnenrad P21b der zweiten Planetenradstufe P2b verbunden. Das Getriebeelement 15b ist dazu vorgesehen, den Planetenradträger P12b der ersten Planetenradstufe P1b permanent drehfest mit dem Sonnenrad P21b der zweiten Planetenradstufe P2b zu verbinden. Das Getriebeelement 15b bildet eine Zwischenwelle zwischen dem Planetenradträger P12b der ersten Planetenradstufe P1b und dem Sonnenrad P21b der zweiten Planetenradstufe P2b aus.For connecting the planetary gear stages P1b . P2b includes the planetary gear device gear element 15b , The planet carrier P12b the first planetary gear P1b is permanently rotatable with the sun gear P21b the second planetary gear P2b connected. The transmission element 15b is intended to be the planet carrier P12b the first planetary gear P1b permanently rotatable with the sun gear P21b the second planetary gear P2b connect to. The transmission element 15b forms an intermediate shaft between the planet carrier P12b the first planetary gear P1b and the sun wheel P21b the second planetary gear P2b out.
Die Planetengetriebevorrichtung weist zwei Schalteinheiten S1b, S2b auf. Die Planetengetriebevorrichtung weist genau zwei Schalteinheiten S1b, S2b auf, die zur Schaltung der Vorwärtsgetriebegänge vorgesehen sind. Die Planetengetriebevorrichtung weist das Getriebegehäuse 10b auf, das die Planetenradstufen P1b, P2b und die Schalteinheiten S1b, S2b aufnimmt. Die Schalteinheiten S1b, S2b sind wirkungsmäßig innerhalb eines durch die Planetenradstufen P1b, P2b ausgebildeten Zahnradsatzes angeordnet, d.h. die Schalteinheiten S1b, S2b sind dazu vorgesehen, unterschiedliche Wirkverbindungen zwischen den Planetenradstufen P1b, P2b untereinander und dem Getriebegehäuse 10b herzustellen.The planetary gear device has two switching units S1b . S2b on. The planetary gear device has exactly two switching units S1b . S2b on, which are provided for switching the forward gears. The planetary gear device has the transmission housing 10b on, the planetary gear stages P1b . P2b and the switching units S1b . S2b receives. The switching units S1b . S2b are effective within one of the planetary gear stages P1b . P2b trained gear set arranged, ie the switching units S1b . S2b are intended to different active connections between the planetary gear stages P1b . P2b between each other and the gearbox 10b manufacture.
Die erste Schalteinheit S1b ist als eine Kupplung ausgebildet. Die erste Schalteinheit S1b ist in einem Leistungsfluss zwischen den zwei Planetenradstufen P1b, P2b angeordnet. Die erste Schalteinheit S1b weist zwei drehfest miteinander verbindbare Kopplungselemente S11b, S12b auf. Die Kopplungselemente S11b, S12b der ersten Schalteinheit S1b sind drehbar zueinander gelagert. Die erste Schalteinheit S1 ist dazu vorgesehen, ihre drehbar zueinander gelagerten Kopplungselemente S11b, S12b drehfest miteinander zu verbinden. Die zweite Schalteinheit S2b ist als eine Bremse ausgebildet. Die zweite Schalteinheit S2b weist ein drehbar gelagertes Kopplungselement S21b und ein gehäusefest angeordnetes Kopplungselement S22b auf. Die zweite Schalteinheit S2b ist dazu vorgesehen, ihr drehbar gelagertes Kopplungselement S21b drehfest mit dem Getriebegehäuse 10b zu verbinden. Das gehäusefest angeordnete Kopplungselement S22b der zweiten Schalteinheit S2b ist permanent drehfest mit dem Getriebegehäuse 10b verbunden. Das drehbar gelagerte Kopplungselement S21b der zweiten Schalteinheit S2b ist permanent drehfest mit dem Hohlrad P23b der zweiten Planetenradstufe P2b verbunden. Die als Bremse ausgebildete zweite Schalteinheit S2b koppelt das Hohlrad P23b der zweiten Planetenradstufe P2b bremsbar mit dem Getriebegehäuse 10b.The first switching unit S1b is designed as a clutch. The first switching unit S1b is in a power flow between the two planetary gear stages P1b . P2b arranged. The first switching unit S1b has two rotatably interconnectable coupling elements S11b . S12b on. The coupling elements S11b . S12b the first switching unit S1b are rotatably mounted to each other. The first switching unit S1 is intended to their rotatably mounted coupling elements S11b . S12b rotatably connect with each other. The second switching unit S2b is designed as a brake. The second switching unit S2b has a rotatably mounted coupling element S21b and a housing fixedly arranged coupling element S22b on. The second switching unit S2b is intended to her rotatably mounted coupling element S21b rotatably with the gear housing 10b connect to. The housing fixedly arranged coupling element S22b the second switching unit S2b is permanently rotatable with the gearbox 10b connected. The rotatably mounted coupling element S21b the second switching unit S2b is permanently rotatable with the ring gear P23b the second planetary gear P2b connected. The trained as a brake second switching unit S2b couples the ring gear P23b the second planetary gear P2b Braking with the gearbox 10b ,
Die erste Schalteinheit S1b ist dazu vorgesehen, den Planetenradträger P12b der ersten Planetenradstufe P1b mit dem Planetenradträger P22b der zweiten Planetenradstufe P2b drehfest zu verbinden. Ferner ist die erste Schalteinheit S1b dazu vorgesehen, den Planetenradträger P12b der ersten Planetenradstufe P1b drehfest mit der Abtriebswelle 12b zu verbinden. Die erste Schalteinheit S1b ist dazu vorgesehen, die zweite Planetenradstufe P2b zu verblocken. Die erste Schalteinheit S1b ist dazu vorgesehen, den Planetenradträger P12b der ersten Planetenradstufe P1b durch Verblocken der zweiten Planetenradstufe P2b drehfest mit der Abtriebswelle 12b zu verbinden. Das erste Kopplungselement S11b der ersten Schalteinheit S1b ist dazu permanent drehfest mit dem Planetenradträger P12b der ersten Planetenradstufe P1b verbunden. Das erste Kopplungselement S11b der ersten Schalteinheit S1b ist permanent drehfest mit dem Getriebeelement 15b verbunden. Das Getriebeelement 15b bildet eine Zwischenwelle zwischen dem Planetenradträger P12b der ersten Planetenradstufe P1b und dem Sonnenrad P21b der zweiten Planetenradstufe P2b und dem ersten Kopplungselement S11b der ersten Schalteinheit S1b aus. Das zweite Kopplungselement S12b der ersten Schalteinheit S1b ist permanent drehfest mit dem Planetenradträger P22b der zweiten Planetenradstufe P2b verbunden. Durch drehfestes Verbinden der beiden Kopplungselemente S11b, S12b der ersten Schalteinheit S1b werden das Sonnenrad P21b und der Planetenradträger P22b der zweiten Planetenradstufe P2b drehfest miteinander verbunden, wodurch die zweite Planetenradstufe P2b verblockt ist.The first switching unit S1b is intended to be the planet carrier P12b the first planetary gear P1b with the planet carrier p22b the second planetary gear P2b rotatably connect. Furthermore, the first switching unit S1b provided to the planet carrier P12b the first planetary gear P1b rotatably with the output shaft 12b connect to. The first switching unit S1b is intended to the second planetary gear P2b to block. The first switching unit S1b is intended to be the planet carrier P12b the first planetary gear P1b by blocking the second planetary gear P2b rotatably with the output shaft 12b connect to. The first coupling element S11b the first switching unit S1b is permanently non-rotatable with the planet carrier P12b the first planetary gear P1b connected. The first coupling element S11b the first switching unit S1b is permanently non-rotatable with the transmission element 15b connected. The transmission element 15b forms an intermediate shaft between the planet carrier P12b the first planetary gear P1b and the sun wheel P21b the second planetary gear P2b and the first coupling element S11b the first switching unit S1b out. The second coupling element S12b the first switching unit S1b is permanently rotatable with the planet carrier p22b the second planetary gear P2b connected. By non-rotatable connection of the two coupling elements S11b . S12b the first switching unit S1b become the sun wheel P21b and the planet carrier p22b the second planetary gear P2b rotatably connected to each other, whereby the second planetary gear P2b is blocked.
Die 4 zeigt ein schematisch dargestelltes Getriebeschema einer Planetengetriebevorrichtung für ein elektrisches Antriebssystem in einem dritten Ausführungsbeispiel. Die Planetengetriebevorrichtung ist konstruktiv zur Schaltung von zwei Vorwärtsgetriebegängen vorgesehen. Die Planetengetriebevorrichtung ist konstruktiv zur Schaltung von genau zwei unterschiedlich übersetzten Vorwärtsgetriebegängen vorgesehen.The 4 shows a schematically illustrated transmission diagram of a planetary gear device for an electric drive system in a third embodiment. The planetary gear device is designed to provide two forward gears. The planetary gear device is structurally provided for switching exactly two differently translated forward gears.
Die Planetengetriebevorrichtung weist zwei Planetenradstufen P1c, P2c auf. Die Planetengetriebevorrichtung weist genau zwei wirkungsmäßig miteinander verbundene Planetenradstufen P1c, P2c auf. Die Planetengetriebevorrichtung weist eine Hauptrotationsachse auf, zu der die erste Planetenradstufe P1c und die zweite Planetenradstufe P2c koaxial angeordnet sind. Die Planetenradstufen P1c, P2c weisen jeweils ein Sonnenrad P11c, P21c, ein Hohlrad P13c, P23c und einen Planetenradträger P12c, P22c auf. Die Planetenradträger P12c, P22c führen jeweils Planetenräder P14c, P24c auf einer Kreisbahn. Die Planetengetriebevorrichtung weist eine Eingangswelle 11c auf. Die Eingangswelle 11c dient zur drehfesten Anbindung des Elektromotors. Die Eingangswelle 11c ist permanent drehfest mit dem Sonnenrad P11c der ersten Planetenradstufe P1c verbunden. Weiter weist die Planetengetriebevorrichtung eine Abtriebswelle 12c auf. Die Abtriebswelle 12c dient zu einer drehfesten Anbindung des Achsantriebs. Die Abtriebswelle 12c ist drehfest mit dem Planetenradträger P22c der zweiten Planetenradstufe P2c verbunden. Die Eingangswelle 11c und die Abtriebswelle 12c sind koaxial zu der Hauptrotationsachse angeordnet.The planetary gear device has two planetary gear stages P1c . P2c on. The planetary gear device has exactly two interactively connected planetary gear stages P1c . P2c on. The planetary gear device has a main axis of rotation, to which the first planetary gear P1c and the second planetary gear P2c are arranged coaxially. The planetary gear stages P1c . P2c each have a sun gear P11c . P21C , a ring gear P13c . P23c and a planet carrier P12c . P22c on. The planet carrier P12c . P22c each lead planetary gears P14c . P24c on a circular path. The planetary gear device has an input shaft 11c on. The input shaft 11c serves for non-rotatable connection of the electric motor. The input shaft 11c is permanently rotatable with the sun gear P11c the first planetary gear P1c connected. Next, the Planetary gear device, an output shaft 12c on. The output shaft 12c serves for a non-rotatable connection of the final drive. The output shaft 12c is non-rotatable with the planet carrier P22c the second planetary gear P2c connected. The input shaft 11c and the output shaft 12c are arranged coaxially with the main axis of rotation.
Das Hohlrad P13c der ersten Planetenradstufe P1c ist drehfest mit einem Getriebegehäuse 10c verbunden. Zur Kopplung des Hohlrads P13c der ersten Planetenradstufe P1c an das Getriebegehäuse 10c weist die Planetengetriebevorrichtung ein Getriebeelement 13c auf. Das Getriebeelement 13c ist dazu vorgesehen, Drehmomente an dem Getriebegehäuse 10c abzustützen. Das Getriebeelement 13c verbindet das Hohlrad P13c der ersten Planetenradstufe P1c permanent mit dem Getriebegehäuse 10c.The ring gear P13c the first planetary gear P1c is non-rotatable with a gearbox housing 10c connected. For coupling the ring gear P13c the first planetary gear P1c to the gearbox 10c The planetary gear device has a transmission element 13c on. The transmission element 13c is intended torques on the transmission housing 10c support. The transmission element 13c connects the ring gear P13c the first planetary gear P1c permanently with the gearbox 10c ,
Zur Verbindung der Planetenradstufen P1c, P2c umfasst die Planetengetriebevorrichtung ein Getriebeelement 15c. Der Planetenradträger P12c der ersten Planetenradstufe P1c ist permanent drehfest mit dem Sonnenrad P21c der zweiten Planetenradstufe P2c verbunden. Das Getriebeelement 15c ist dazu vorgesehen, den Planetenradträger P12c der ersten Planetenradstufe P1c permanent drehfest mit dem Sonnenrad P21c der zweiten Planetenradstufe P2c zu verbinden. Das Getriebeelement 15c bildet eine Zwischenwelle zwischen dem Planetenradträger P12c der ersten Planetenradstufe P1c und dem Sonnenrad P21c der zweiten Planetenradstufe P2c aus.For connecting the planetary gear stages P1c . P2c For example, the planetary gear device includes a transmission element 15c , The planet carrier P12c the first planetary gear P1c is permanently rotatable with the sun gear P21C the second planetary gear P2c connected. The transmission element 15c is intended to be the planet carrier P12c the first planetary gear P1c permanently rotatable with the sun gear P21C the second planetary gear P2c connect to. The transmission element 15c forms an intermediate shaft between the planet carrier P12c the first planetary gear P1c and the sun wheel P21C the second planetary gear P2c out.
Die Planetengetriebevorrichtung weist zwei Schalteinheiten S1c, S2c auf. Die Planetengetriebevorrichtung weist genau zwei Schalteinheiten S1c, S2c auf, die zur Schaltung der Vorwärtsgetriebegänge vorgesehen sind. Die Planetengetriebevorrichtung weist das Getriebegehäuse 10c auf, das die Planetenradstufen P1c, P2c und die Schalteinheiten S1c, S2c aufnimmt. Die Schalteinheiten S1c, S2c sind wirkungsmäßig innerhalb eines durch die Planetenradstufen P1c, P2c ausgebildeten Zahnradsatzes angeordnet, d.h. die Schalteinheiten S1c, S2c sind dazu vorgesehen, unterschiedliche Wirkverbindungen zwischen den Planetenradstufen P1c, P2c untereinander und dem Getriebegehäuse 10c herzustellen.The planetary gear device has two switching units s1c . S 2 c on. The planetary gear device has exactly two switching units s1c . S 2 c on, which are provided for switching the forward gears. The planetary gear device has the transmission housing 10c on, the planetary gear stages P1c . P2c and the switching units s1c . S 2 c receives. The switching units s1c . S 2 c are effective within one of the planetary gear stages P1c . P2c trained gear set arranged, ie the switching units s1c . S 2 c are intended to different active connections between the planetary gear stages P1c . P2c between each other and the gearbox 10c manufacture.
Die erste Schalteinheit S1c ist als eine Kupplung ausgebildet. Die erste Schalteinheit S1c ist in einem Leistungsfluss zwischen den zwei Planetenradstufen P1c, P2c angeordnet. Die erste Schalteinheit S1c weist zwei drehfest miteinander verbindbare Kopplungselemente S11c, S12c auf. Die Kopplungselemente S11c, S12c der ersten Schalteinheit S1c sind drehbar zueinander gelagert. Die erste Schalteinheit S1 ist dazu vorgesehen, ihre drehbar zueinander gelagerten Kopplungselemente S11c, S12c drehfest miteinander zu verbinden. Die zweite Schalteinheit S2c ist als eine Bremse ausgebildet. Die zweite Schalteinheit S2c weist ein drehbar gelagertes Kopplungselement S21c und ein gehäusefest angeordnetes Kopplungselement S22c auf. Die zweite Schalteinheiten S2c ist dazu vorgesehen, ihr drehbar gelagertes Kopplungselement S21c drehfest mit dem Getriebegehäuse 10c zu verbinden. Das gehäusefest angeordnete Kopplungselement S22c der zweiten Schalteinheit S2c ist permanent drehfest mit dem Getriebegehäuse 10c verbunden. Das drehbar gelagerte Kopplungselement S21c der Schalteinheit S2c ist permanent drehfest mit dem Hohlrad P23c der zweiten Planetenradstufe P2c verbunden. Die als Bremse ausgebildete Schalteinheit S2c koppelt das Hohlrad P23c der zweiten Planetenradstufe P2c bremsbar mit dem Getriebegehäuse 10c.The first switching unit s1c is designed as a clutch. The first switching unit s1c is in a power flow between the two planetary gear stages P1c . P2c arranged. The first switching unit s1c has two rotatably interconnectable coupling elements S11c . S12c on. The coupling elements S11c . S12c the first switching unit s1c are rotatably mounted to each other. The first switching unit S1 is intended to their rotatably mounted coupling elements S11c . S12c rotatably connect with each other. The second switching unit S 2 c is designed as a brake. The second switching unit S 2 c has a rotatably mounted coupling element S21c and a housing fixedly arranged coupling element S22c on. The second switching units S 2 c is intended to her rotatably mounted coupling element S21c rotatably with the gear housing 10c connect to. The housing fixedly arranged coupling element S22c the second switching unit S 2 c is permanently rotatable with the gearbox 10c connected. The rotatably mounted coupling element S21c the switching unit S 2 c is permanently rotatable with the ring gear P23c the second planetary gear P2c connected. The trained as a brake switching unit S 2 c couples the ring gear P23c the second planetary gear P2c Braking with the gearbox 10c ,
Die erste Schalteinheit S1c ist dazu vorgesehen, den Planetenradträger P12c der ersten Planetenradstufe P1c mit dem Planetenradträger P22c der zweiten Planetenradstufe P2c drehfest zu verbinden. Ferner ist die Schalteinheit S1c dazu vorgesehen, den Planetenradträger P12c der ersten Planetenradstufe P1c drehfest mit der Abtriebswelle 12c zu verbinden. Die Schalteinheit S1c ist dazu vorgesehen, die zweite Planetenradstufe P2c zu verblocken. Die Schalteinheit S1c ist dazu vorgesehen, den Planetenradträger P12c der ersten Planetenradstufe P1c durch Verblocken der zweiten Planetenradstufe P2c drehfest mit der Abtriebswelle 12c zu verbinden. Das erste Kopplungselement S11c der ersten Schalteinheit S1c ist dazu permanent drehfest mit dem Planetenradträger P12c der ersten Planetenradstufe P1c verbunden. Das erste Kopplungselement S11c der ersten Schalteinheit S1c ist permanent drehfest mit dem Getriebeelement 15c verbunden. Das Getriebeelement 15c bildet eine Zwischenwelle zwischen dem Planetenradträger P12c der ersten Planetenradstufe P1c und dem Sonnenrad P21c der zweiten Planetenradstufe P2c und dem ersten Kopplungselement S11c der ersten Schalteinheit S1c aus. Das zweite Kopplungselement S12c der ersten Schalteinheit S1c ist permanent drehfest mit dem Hohlrad P23c der zweiten Planetenradstufe P2c verbunden. Durch drehfestes Verbinden der beiden Kopplungselemente S11c, S12c der ersten Schalteinheit S1c werden das Sonnenrad P21c und das Hohlrad P23c der zweiten Planetenradstufe P2c drehfest miteinander verbunden, wodurch die zweite Planetenradstufe P2c verblockt ist.The first switching unit s1c is intended to be the planet carrier P12c the first planetary gear P1c with the planet carrier P22c the second planetary gear P2c rotatably connect. Furthermore, the switching unit s1c provided to the planet carrier P12c the first planetary gear P1c rotatably with the output shaft 12c connect to. The switching unit s1c is intended to the second planetary gear P2c to block. The switching unit s1c is intended to be the planet carrier P12c the first planetary gear P1c by blocking the second planetary gear P2c rotatably with the output shaft 12c connect to. The first coupling element S11c the first switching unit s1c is permanently non-rotatable with the planet carrier P12c the first planetary gear P1c connected. The first coupling element S11c the first switching unit s1c is permanently non-rotatable with the transmission element 15c connected. The transmission element 15c forms an intermediate shaft between the planet carrier P12c the first planetary gear P1c and the sun wheel P21C the second planetary gear P2c and the first coupling element S11c the first switching unit s1c out. The second coupling element S12c the first switching unit s1c is permanently rotatable with the ring gear P23c the second planetary gear P2c connected. By non-rotatable connection of the two coupling elements S11c . S12c the first switching unit s1c become the sun wheel P21C and the ring gear P23c the second planetary gear P2c rotatably connected to each other, whereby the second planetary gear P2c is blocked.
Die 5 zeigt ein schematisch dargestelltes Getriebeschema einer Planetengetriebevorrichtung für ein elektrisches Antriebssystem in einem vierten Ausführungsbeispiel. Die Planetengetriebevorrichtung ist konstruktiv zur Schaltung von zwei Vorwärtsgetriebegängen vorgesehen. Die Planetengetriebevorrichtung ist konstruktiv zur Schaltung von genau zwei unterschiedlich übersetzten Vorwärtsgetriebegängen vorgesehen.The 5 shows a schematically illustrated transmission diagram of a planetary gear device for an electric drive system in a fourth embodiment. The planetary gear device is designed to provide two forward gears. The planetary gear device is structurally provided for switching exactly two differently translated forward gears.
Die Planetengetriebevorrichtung weist zwei Planetenradstufen P1d, P2d auf. Die Planetengetriebevorrichtung weist genau zwei wirkungsmäßig miteinander verbundene Planetenradstufen P1d, P2d auf. Die Planetengetriebevorrichtung weist eine Hauptrotationsachse auf, zu der die erste Planetenradstufe P1d und die zweite Planetenradstufe P2d koaxial angeordnet sind. Die Planetenradstufen P1d, P2d weisen jeweils ein Sonnenrad P11d, P21d, ein Hohlrad P13d, P23d und einen Planetenradträger P12d, P22d auf. Die Planetenradträger P12d, P22d führen jeweils Planetenräder P14d, P24d auf einer Kreisbahn. Die Planetengetriebevorrichtung weist eine Eingangswelle 11d auf. Die Eingangswelle 11d dient zur drehfesten Anbindung des Elektromotors. Die Eingangswelle 11d ist permanent drehfest mit dem Sonnenrad P11d der ersten Planetenradstufe P1d verbunden. Weiter weist die Planetengetriebevorrichtung ein Abtriebswelle 12d auf. Die Abtriebswelle 12d dient zu einer drehfesten Anbindung des Achsantriebs. Die Abtriebswelle 12d ist drehfest mit dem Planetenradträger P22d der zweiten Planetenradstufe P2d verbunden. Die Eingangswelle 11d und die Abtriebswelle 12d sind koaxial zu der Hauptrotationsachse angeordnet. The planetary gear device has two planetary gear stages P1d . P2d on. The planetary gear device has exactly two interactively connected planetary gear stages P1d . P2d on. The planetary gear device has a main axis of rotation, to which the first planetary gear P1d and the second planetary gear P2d are arranged coaxially. The planetary gear stages P1d . P2d each have a sun gear P11d . P21d , a ring gear P13d . P23d and a planet carrier P12d . P22d on. The planet carrier P12d . P22d each lead planetary gears P14d . P24d on a circular path. The planetary gear device has an input shaft 11d on. The input shaft 11d serves for non-rotatable connection of the electric motor. The input shaft 11d is permanently rotatable with the sun gear P11d the first planetary gear P1d connected. Further, the planetary gear device has an output shaft 12d on. The output shaft 12d serves for a non-rotatable connection of the final drive. The output shaft 12d is non-rotatable with the planet carrier P22d the second planetary gear P2d connected. The input shaft 11d and the output shaft 12d are arranged coaxially with the main axis of rotation.
Das Hohlrad P13d der ersten Planetenradstufe P1d ist drehfest mit einem Getriebegehäuse 10d verbunden. Zur Kopplung des Hohlrads P13d der ersten Planetenradstufe P1d an das Getriebegehäuse 10d weist die Planetengetriebevorrichtung ein Getriebeelement 13d, auf. Das Getriebeelement 13d ist dazu vorgesehen Drehmomente an dem Getriebegehäuse 10d abzustützen. Das Getriebeelement 13d verbindet das Hohlrad P13d der ersten Planetenradstufe P1d permanent mit dem Getriebegehäuse 10d.The ring gear P13d the first planetary gear P1d is non-rotatable with a gearbox housing 10d connected. For coupling the ring gear P13d the first planetary gear P1d to the gearbox 10d The planetary gear device has a transmission element 13d , on. The transmission element 13d is intended torques on the gear housing 10d support. The transmission element 13d connects the ring gear P13d the first planetary gear P1d permanently with the gearbox 10d ,
Zur Verbindung der Planetenradstufen P1d, P2d umfasst die Planetengetriebevorrichtung ein Getriebeelement 15d. Der Planetenradträger P12d der ersten Planetenradstufe P1d ist permanent drehfest mit dem Sonnenrad P21d der zweiten Planetenradstufe P2d verbunden. Das Getriebeelement 15d ist dazu vorgesehen, den Planetenradträger P12d der ersten Planetenradstufe P1d permanent drehfest mit dem Sonnenrad P21d der zweiten Planetenradstufe P2d zu verbinden. Das Getriebeelement 15d bildet eine Zwischenwelle zwischen dem Planetenradträger P12d der ersten Planetenradstufe P1d und dem Sonnenrad P21d der zweiten Planetenradstufe P2d aus.For connecting the planetary gear stages P1d . P2d For example, the planetary gear device includes a transmission element 15d , The planet carrier P12d the first planetary gear P1d is permanently rotatable with the sun gear P21d the second planetary gear P2d connected. The transmission element 15d is intended to be the planet carrier P12d the first planetary gear P1d permanently rotatable with the sun gear P21d the second planetary gear P2d connect to. The transmission element 15d forms an intermediate shaft between the planet carrier P12d the first planetary gear P1d and the sun wheel P21d the second planetary gear P2d out.
Die Planetengetriebevorrichtung weist zwei Schalteinheiten S1d, S2d auf. Die Planetengetriebevorrichtung weist genau zwei Schalteinheiten S1d, S2d auf, die zur Schaltung der Vorwärtsgetriebegänge vorgesehen sind. Die Planetengetriebevorrichtung weist das Getriebegehäuse 10d auf, das die Planetenradstufen P1d, P2d und die Schalteinheiten S1d, S2d aufnimmt. Die Schalteinheiten S1d, S2d sind wirkungsmäßig innerhalb eines durch die Planetenradstufen P1d, P2d ausgebildeten Zahnradsatzes angeordnet, d.h. die Schalteinheiten S1d, S2d sind dazu vorgesehen, unterschiedliche Wirkverbindungen zwischen den Planetenradstufen P1d, P2d untereinander und dem Getriebegehäuse 10d herzustellen.The planetary gear device has two switching units S 1 d . s2d on. The planetary gear device has exactly two switching units S 1 d . s2d on, which are provided for switching the forward gears. The planetary gear device has the transmission housing 10d on, the planetary gear stages P1d . P2d and the switching units S 1 d . s2d receives. The switching units S 1 d . s2d are effective within one of the planetary gear stages P1d . P2d trained gear set arranged, ie the switching units S 1 d . s2d are intended to different active connections between the planetary gear stages P1d . P2d between each other and the gearbox 10d manufacture.
Die erste Schalteinheit S1d ist als eine Kupplung ausgebildet. Die erste Schalteinheit S1d ist in einem Leistungsfluss zwischen den zwei Planetenradstufen P1d, P2d angeordnet. Die erste Schalteinheit S1d weist zwei drehfest miteinander verbindbare Kopplungselemente S11d, S12d auf. Die Kopplungselemente S11d, S12d der Schalteinheit S1d sind drehbar zueinander gelagert. Die erste Schalteinheit S1d ist dazu vorgesehen, ihre drehbar zueinander gelagerten Kopplungselemente S11d, S12d drehfest miteinander zu verbinden. Die zweite Schalteinheit S2d ist als eine Bremse ausgebildet. Die zweite Schalteinheit S2d weist ein drehbar gelagertes Kopplungselement S21d und ein gehäusefest angeordnetes Kopplungselement S22d auf. Die zweite Schalteinheiten S2d ist dazu vorgesehen, ihr drehbar gelagertes Kopplungselement S21d drehfest mit dem Getriebegehäuse 10d zu verbinden. Das gehäusefest angeordnete Kopplungselement S22d der zweiten Schalteinheit S2d ist permanent drehfest mit dem Getriebegehäuse 10d verbunden. Das drehbar gelagerte Kopplungselement S21d der Schalteinheit S2d ist permanent drehfest mit dem Hohlrad P23d der zweiten Planetenradstufe P2d verbunden. Die als Bremse ausgebildete Schalteinheit S2d koppelt das Hohlrad P23d der zweiten Planetenradstufe P2d bremsbar mit dem Getriebegehäuse 10d.The first switching unit S 1 d is designed as a clutch. The first switching unit S 1 d is in a power flow between the two planetary gear stages P1d . P2d arranged. The first switching unit S 1 d has two rotatably interconnectable coupling elements S11d . S12d on. The coupling elements S11d . S12d the switching unit S 1 d are rotatably mounted to each other. The first switching unit S 1 d is intended to their rotatably mounted coupling elements S11d . S12d rotatably connect with each other. The second switching unit s2d is designed as a brake. The second switching unit s2d has a rotatably mounted coupling element s21d and a housing fixedly arranged coupling element S22d on. The second switching units s2d is intended to her rotatably mounted coupling element s21d rotatably with the gear housing 10d connect to. The housing fixedly arranged coupling element S22d the second switching unit s2d is permanently rotatable with the gearbox 10d connected. The rotatably mounted coupling element s21d the switching unit s2d is permanently rotatable with the ring gear P23d the second planetary gear P2d connected. The trained as a brake switching unit s2d couples the ring gear P23d the second planetary gear P2d Braking with the gearbox 10d ,
Die erste Schalteinheit S1d ist dazu vorgesehen, den Planetenradträger P12d der ersten Planetenradstufe P1d mit dem Planetenradträger P22d der zweiten Planetenradstufe P2d drehfest zu verbinden. Ferner ist die erste Schalteinheit S1d dazu vorgesehen, den Planetenradträger P12d der ersten Planetenradstufe P1d drehfest mit der Abtriebswelle 12d zu verbinden. Die erste Schalteinheit S1d ist dazu vorgesehen, die zweite Planetenradstufe P2d zu verblocken. Die erste Schalteinheit S1d ist dazu vorgesehen, den Planetenradträger P12d der ersten Planetenradstufe P1d durch Verblocken der zweiten Planetenradstufe P2d drehfest mit der Abtriebswelle 12d zu verbinden. Die erste Schalteinheit S1d ist ausgangsseitig der zweiten Planetenradstufe P2d angeordnet. Das erste Kopplungselement S11d der ersten Schalteinheit S1d ist dazu permanent drehfest mit dem Planetenradträger P22d der zweiten Planetenradstufe P2d verbunden. Das erste Kopplungselement S11d der ersten Schalteinheit S1d ist permanent drehfest mit der Abtriebswelle 12d verbunden. Das zweite Kopplungselement S12d der ersten Schalteinheit S1d ist permanent drehfest mit dem Hohlrad P23d der zweiten Planetenradstufe P2d verbunden. Durch drehfestes Verbinden der beiden Kopplungselemente S11d, S12d der ersten Schalteinheit S1d werden der Planetenradträger P22d und das Hohlrad P23d der zweiten Planetenradstufe P2d drehfest miteinander verbunden, wodurch die zweite Planetenradstufe P2d verblockt ist.The first switching unit S 1 d is intended to be the planet carrier P12d the first planetary gear P1d with the planet carrier P22d the second planetary gear P2d rotatably connect. Furthermore, the first switching unit S 1 d provided to the planet carrier P12d the first planetary gear P1d rotatably with the output shaft 12d connect to. The first switching unit S 1 d is intended to the second planetary gear P2d to block. The first switching unit S 1 d is intended to be the planet carrier P12d the first planetary gear P1d by blocking the second planetary gear P2d rotatably with the output shaft 12d connect to. The first switching unit S 1 d is the output side of the second planetary gear P2d arranged. The first coupling element S11d the first switching unit S 1 d is permanently non-rotatable with the planet carrier P22d the second planetary gear P2d connected. The first coupling element S11d the first switching unit S 1 d is permanently rotatable with the output shaft 12d connected. The second coupling element S12d the first switching unit S 1 d is permanently rotatable with the ring gear P23d the second planetary gear P2d connected. By non-rotatable connection of the two coupling elements S11d . S12d the first switching unit S 1 d become the planet carrier P22d and the ring gear P23d the second planetary gear P2d rotatably connected to each other, whereby the second planetary gear P2d is blocked.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
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1010
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Getriebegehäusegearbox
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1111
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Eingangswelleinput shaft
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1212
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Abtriebswelleoutput shaft
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1313
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Getriebeelementgear element
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1414
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Getriebeelementgear element
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1515
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Getriebeelementgear element
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P1P1
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Planetenradstufeplanetary gear
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P11P11
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Sonnenradsun
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P12P12
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Planetenradträgerplanet
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P13P13
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Hohlradring gear
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P14P14
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Planetenräderplanetary gears
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P2P2
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Planetenradstufeplanetary gear
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P21P21
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Sonnenradsun
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P22P22
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Planetenradträgerplanet
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P23P23
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Hohlradring gear
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P24P24
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Planetenräderplanetary gears
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S1S1
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Schalteinheitswitching unit
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S11S11
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Kopplungselementcoupling element
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S12S12
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Kopplungselementcoupling element
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S2S2
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Schalteinheitswitching unit
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S21S21
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Kopplungselementcoupling element
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S22S22
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Kopplungselementcoupling element
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V1V1
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VorwärtsgetriebegangForward gear
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V2V2
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VorwärtsgetriebegangForward gear
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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DE 102013225519 A1 [0002]DE 102013225519 A1 [0002]