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DE102020108002A1 - Drive unit with a clutch integrated on a planet carrier; Four-wheel drive system as well as motor vehicle - Google Patents

Drive unit with a clutch integrated on a planet carrier; Four-wheel drive system as well as motor vehicle Download PDF

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DE102020108002A1
DE102020108002A1 DE102020108002.6A DE102020108002A DE102020108002A1 DE 102020108002 A1 DE102020108002 A1 DE 102020108002A1 DE 102020108002 A DE102020108002 A DE 102020108002A DE 102020108002 A1 DE102020108002 A1 DE 102020108002A1
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DE
Germany
Prior art keywords
clutch
drive unit
output shaft
planetary gear
planet carrier
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE102020108002.6A
Other languages
German (de)
Inventor
Torsten Pieper
Marcus HOPPE
Martin Vornehm
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority to DE102020108002.6A priority Critical patent/DE102020108002A1/en
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit (1) für einen hybriden oder rein elektrischen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges (25), mit einem Elektromotor (2), einem einer Rotorwelle (3) des Elektromotors (2) nachgeschalteten Planetengetriebe (4), einer mit einem Planetenträger (5) des Planetengetriebes (4) wirkverbundenen Kupplung (6) sowie einem mit dem Planetenträger (5) wirkverbundenen Abtrieb, wobei der Planetenträger (5) und ein Drehmomenteinleitungsbestandteil (7) der Kupplung (6) stoffeinteilig miteinander ausgebildet sind. Zudem betrifft die Erfindung ein Allradantriebssystem (16) mit dieser Antriebseinheit (1) sowie ein Kraftfahrzeug (25).

Figure DE102020108002A1_0000
The invention relates to a drive unit (1) for a hybrid or purely electric drive train of a motor vehicle (25), with an electric motor (2), a planetary gear (4) connected downstream of a rotor shaft (3) of the electric motor (2), one with a planet carrier ( 5) of the planetary gear (4) operatively connected clutch (6) and an output connected operatively to the planet carrier (5), the planet carrier (5) and a torque introduction component (7) of the clutch (6) being integrally formed with one another. The invention also relates to an all-wheel drive system (16) with this drive unit (1) and to a motor vehicle (25).
Figure DE102020108002A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit für einen hybriden oder einen rein elektrischen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, vorzugsweise einen Allradantriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, mit einem Elektromotor, einem einer Rotorwelle des Elektromotors nachgeschalteten Planetengetriebe, einer mit einem Planetenträger des Planetengetriebes wirkverbundenen Kupplung sowie einem mit dem Planetenträger wirkverbundenen Abtrieb.The invention relates to a drive unit for a hybrid or a purely electric drive train of a motor vehicle, preferably an all-wheel drive train of a motor vehicle, with an electric motor, a planetary gear connected downstream of a rotor shaft of the electric motor, a clutch that is operatively connected to a planet carrier of the planetary gear, and an output that is operatively connected to the planet carrier.

Der Anmelderin ist prinzipiell interner Stand der Technik bekannt, der noch nicht veröffentlicht wurde und ein gattungsgemäßes Antriebssystem offenbart. Dieses Antriebssystem weist eine Getriebestruktur mit einem Elektromotor auf, die an eine im Front-Längs-Verbau eingesetzte Verbrennungskraftmaschine angebunden ist. Bei diesen bekannten Antriebssystemen hat es sich jedoch herausgestellt, dass durch das Anordnen des Elektromotors, eines mit diesem gekoppelten Planetengetriebes sowie einer Kupplung der axiale Bauraum des Antriebssystems relativ groß ist. Dies führt dazu, dass diese Bestandteile bereits in den üblicherweise vorgesehenen Getriebetunnel des Kraftfahrzeuges hineinragen.In principle, the applicant is aware of internal prior art which has not yet been published and which discloses a drive system of the generic type. This drive system has a gear structure with an electric motor, which is connected to an internal combustion engine used in the front longitudinal shoring. In the case of these known drive systems, however, it has been found that the arrangement of the electric motor, a planetary gear coupled to it and a clutch mean that the axial installation space of the drive system is relatively large. This means that these components already protrude into the usually provided transmission tunnel of the motor vehicle.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine für einen Allradantrieb geeignete Antriebseinheit zur Verfügung zu stellen, die in ihrer axialen Erstreckung verkürzt ist.It is therefore the object of the present invention to provide a drive unit which is suitable for an all-wheel drive and which is shortened in its axial extent.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Planetenträger und ein Drehmomenteinleitungsbestandteil der Kupplung stoffeinteilig miteinander / stoffeinteilig in einem gemeinsamen Bauteil ausgebildet sind.According to the invention, this is achieved in that the planetary carrier and a torque introduction component of the clutch are formed in one piece with one another / in one piece in a common component.

Durch die Integration des Planetenträgers in den Drehmomenteinleitungsbestandteil der Kupplung wird der benötigte axiale Bauraum deutlich reduziert.By integrating the planetary carrier in the torque introduction component of the clutch, the required axial installation space is significantly reduced.

Weitergehende vorteilhafte Ausführungen sind mit den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.Further advantageous designs are claimed with the subclaims and explained in more detail below.

Demnach ist es auch von Vorteil, wenn der Drehmomenteinleitungsbestandteil als ein mehrere axial relativ zueinander verschiebbare Reibelemente drehfest aufnehmender Träger ausgebildet ist.Accordingly, it is also advantageous if the torque introduction component is designed as a carrier that receives a plurality of friction elements that can be displaced axially relative to one another in a rotationally fixed manner.

Die Kupplung ist vorzugsweise als eine Reibkupplung, weiter bevorzugt als Reiblamellenkupplung, realisiert. Dadurch ergibt sich neben einer möglichst kompakten axialen Bauweise auch eine möglichst kompakte radiale Bauweise. Somit ist es zweckmäßig, wenn der Drehmomenteinleitungsbestandteil als ein Außenlamellenträger der Reiblamellenkupplung ausgebildet ist.The clutch is preferably implemented as a friction clutch, more preferably as a friction disk clutch. In addition to the most compact possible axial design, this also results in the most compact possible radial design. It is therefore expedient if the torque introduction component is designed as an outer disk carrier of the friction disk clutch.

Der Aufbau der Antriebseinheit wird weiter vereinfacht, wenn das den Planetenträger und den Drehmomenteinleitungsbestandteil ausbildende Bauteil mittels eines einzigen Lagers radial abgestützt ist. Dadurch wird die Anzahl benötigter Lager weiter reduziert.The structure of the drive unit is further simplified if the component forming the planet carrier and the torque introduction component is supported radially by means of a single bearing. This further reduces the number of bearings required.

In diesem Zusammenhang ist es weiterhin zweckmäßig, wenn das den Planetenträger und den Drehmomenteinleitungsbestandteil ausbildende Bauteil zu einer den Reibelementen abgewandten axialen Seite einen axial vorspringenden Lagerungsbereich aufweist, an dem das Lager aufgenommen ist.In this context, it is also expedient if the component forming the planet carrier and the torque introduction component has an axially protruding bearing area on an axial side facing away from the friction elements, on which the bearing is accommodated.

Des Weiteren ist es prinzipiell vorteilhaft, wenn ein Sonnenrad des Planetengetriebes mit der Rotorwelle verbunden ist.Furthermore, it is advantageous in principle if a sun gear of the planetary gear is connected to the rotor shaft.

Demnach ist es auch zweckmäßig, wenn ein Hohlrad des Planetengetriebes mittels einer Bremseinrichtung gehäusefest abstützbar ist. In einer geschlossenen / aktivierten Stellung der Bremseinrichtung ist somit das Hohlrad gehäusefest abgestützt; in einer geöffneten / deaktivierten Stellung der Bremseinrichtung ist das Hohlrad frei relativ zu dem Gehäuse verdrehbar.Accordingly, it is also expedient if a ring gear of the planetary gear can be supported fixed to the housing by means of a braking device. In a closed / activated position of the braking device, the ring gear is thus supported fixed to the housing; In an open / deactivated position of the braking device, the ring gear is freely rotatable relative to the housing.

Sind die Kupplung sowie das Planetengetriebe in einem gemeinsamen, einen Nassraum ausbildenden Gehäuse untergebracht, werden sowohl die in Zahneingriff befindlichen Bestandteile des Planetengetriebes als auch die Reibelemente der Kupplung effektiv geschmiert sowie gekühlt.If the clutch and the planetary gear are housed in a common housing that forms a wet space, both the tooth-meshing components of the planetary gear and the friction elements of the clutch are effectively lubricated and cooled.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Allradantriebssystem für ein hybrides Kraftfahrzeug, mit einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit nach zumindest einer der zuvor beschriebenen Ausführungen, einer, zu einer Vorderachse führenden, ersten Abtriebswelle und einer, zu einer Hinterachse führenden, zweiten Abtriebswelle, wobei die erste Abtriebswelle mit dem Drehmomenteinleitungsbestandteil verbunden ist und die zweite Abtriebswelle mit einem Drehmomentausleitungsbestandteil der Kupplung verbunden ist.The invention further relates to an all-wheel drive system for a hybrid motor vehicle, with a drive unit according to the invention according to at least one of the embodiments described above, a first output shaft leading to a front axle and a second output shaft leading to a rear axle, the first output shaft having the torque introduction component and the second output shaft is connected to a torque diverting component of the clutch.

Ist der Elektromotor koaxial zu der ersten Abtriebswelle und/oder zu der zweiten Abtriebswelle angeordnet, wird eine kompakte Längsanordnung realisiert.If the electric motor is arranged coaxially to the first output shaft and / or to the second output shaft, a compact longitudinal arrangement is implemented.

In diesem Zusammenhang ist es weiterhin zweckmäßig, wenn die Rotorwelle hohl ausgebildet ist und von der ersten Abtriebswelle durchdrungen ist. Dadurch sind Elektromotor und erste Abtriebswelle platzsparend miteinander verschachtelt angeordnet.In this context, it is also expedient if the rotor shaft is designed to be hollow and is penetrated by the first output shaft. As a result, the electric motor and first output shaft are nested with one another in a space-saving manner.

Vorteilhaft ist es auch, wenn eine elektrische Kontaktierung des Elektromotors auf einer der Kupplung / dem Planetenträger gegenüberliegenden Motorseite (/ axialen Seite des Elektromotors) erfolgt. Auf diese Weise können vorhandene Kabel kürzer ausgeführt werden und gleichzeitig werden Interferenzen mit Teilen des Planetengetriebes vermieden.It is also advantageous if an electrical contact is made with the electric motor on one of the Coupling / the motor side opposite the planet carrier (/ axial side of the electric motor) takes place. In this way, existing cables can be made shorter and at the same time interference with parts of the planetary gear is avoided.

Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem Allradantriebssystem nach zumindest einer der zuvor beschriebenen Ausführungen, wobei eine mit der ersten Abtriebswelle koppelbare Verbrennungskraftmaschine entlang einer Fahrzeuglängsachse betrachtet zumindest teilweise vor der Vorderachse angeordnet ist.The invention further relates to a motor vehicle with an all-wheel drive system according to at least one of the embodiments described above, wherein an internal combustion engine that can be coupled to the first output shaft is arranged at least partially in front of the front axle when viewed along a longitudinal axis of the vehicle.

Mit anderen Worten ausgedrückt, ist somit erfindungsgemäß ein Planetenträger mit integrierter Allradkupplung für Hybridfahrzeuge umgesetzt. Das Planetengetriebe und die Allradkupplung werden so miteinander verschachtelt, dass ein möglichst geringer axialer Bauraumbedarf besteht. Dies wird dadurch ermöglicht, dass der Planetenträger des Planetengetriebes und das Drehmomenteinleitungsbauteil der Kupplung ein gemeinsames Bauteil sind.In other words, according to the invention, a planet carrier with an integrated all-wheel clutch for hybrid vehicles is implemented. The planetary gear and the all-wheel clutch are nested with one another in such a way that the axial space required is as small as possible. This is made possible by the fact that the planet carrier of the planetary gear and the torque introduction component of the clutch are a common component.

Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert.The invention will now be explained in more detail below with reference to figures.

Es zeigen:

  • 1 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen, nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umgesetzten Antriebseinheit, wie sie in einem teilweise dargestellten Kraftfahrzeug eingesetzt ist, wobei ein Elektromotor und dessen Ankopplung an ein Planetengetriebe sowie eine Kupplung gut zu erkennen sind,
  • 2 eine Längsschnittdarstellung eines detailliert veranschaulichten, das Planetengetriebe und die Kupplung aufweisenden Teils der erfindungsgemäßen Antriebseinheit nach 1,
  • 3 eine perspektivische Ansicht des in 2 in Längsrichtung geschnittenen Teils der Antriebseinheit, sowie
  • 4 eine Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuges, das die Antriebseinheit nach den 1 bis 3 aufweist.
Show it:
  • 1 a schematic view of a drive unit according to the invention, implemented according to a preferred exemplary embodiment, as used in a partially illustrated motor vehicle, an electric motor and its coupling to a planetary gear and a clutch being clearly visible,
  • 2 a longitudinal sectional view of a detailed illustrated, the planetary gear and the clutch having part of the drive unit according to the invention 1 ,
  • 3 a perspective view of the in 2 part of the drive unit cut in the longitudinal direction, as well as
  • 4th a schematic diagram of a motor vehicle according to the invention, which the drive unit according to the 1 until 3 having.

Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.The figures are merely of a schematic nature and are used exclusively for understanding the invention. The same elements are provided with the same reference symbols.

Mit 4 ist ein mit einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit 1 ausgestattetes Kraftfahrzeug 25 veranschaulicht. Das Kraftfahrzeug 25 ist als ein Allradfahrzeug realisiert. Das Kraftfahrzeug 25 weist demnach eine Vorderachse 17 und eine Hinterachse 19 auf, die über ein Allradantriebssystem 16 antreibbar sind.With 4th is a with a drive unit according to the invention 1 equipped motor vehicle 25th illustrated. The car 25th is implemented as a four-wheel drive vehicle. The car 25th therefore has a front axle 17th and a rear axle 19th on that via a four wheel drive system 16 are drivable.

Das Allradantriebssystem 16 weist eine (mit ihrer Ausgangswelle 27) parallel zu einer Fahrzeuglängsachse 23 angeordnete Verbrennungskraftmaschine 22 auf. Zur Umsetzung eines hybriden Antriebs sind ein bevorzugt als Antriebsmaschine eingesetzter, erster Elektromotor 2 sowie ein bevorzugt als Generator eingesetzter, zweiter Elektromotor 24 vorhanden. Die Ausgangswelle 27 der Verbrennungskraftmaschine 22 ist über eine Getriebeeinrichtung 28 mit beiden Elektromotoren 2, 24 sowie einem Abtrieb 41 koppelbar. Der Abtrieb 41 unterteilt sich wiederum in verschiedene Radantriebswellen 36a, 36b; 39a, 39b, wie nachfolgend näher beschrieben. In dieser Ausführung sind die beiden Elektromotoren 2, 24 (mit ihren Rotordrehachsen) achsparallel zueinander sowie zur Verbrennungskraftmaschine 22 angeordnet.The all-wheel drive system 16 has a (with its output shaft 27 ) parallel to a longitudinal axis of the vehicle 23 arranged internal combustion engine 22nd on. A first electric motor, which is preferably used as a drive machine, is used to implement a hybrid drive 2 and a second electric motor, which is preferably used as a generator 24 available. The output shaft 27 the internal combustion engine 22nd is via a gear mechanism 28 with both electric motors 2 , 24 as well as an output 41 connectable. The downforce 41 is in turn divided into different wheel drive shafts 36a , 36b ; 39a , 39b as described in more detail below. The two electric motors are in this version 2 , 24 (with their rotor axes of rotation) axially parallel to each other and to the internal combustion engine 22nd arranged.

Mit 1 ist das Allradantriebssystem 16 seitens einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit 1 detaillierter dargestellt. Die Antriebseinheit 1 weist den ersten Elektromotor 2, ein Planetengetriebe 4 und eine Kupplung 6 auf. Der nachfolgend der Kürze wegen schlicht als Elektromotor 2 bezeichnete erste Elektromotor 2 weist einen Rotor 29 auf, der drehfest mit einer Rotorwelle 3 verbunden ist. Ein Eingang des Planetengetriebes 4, hier in Form eines Sonnenrades 12, ist mit der Rotorwelle 3 verbunden, wohingegen ein Ausgang des Planetengetriebes 4, hier in Form eines Planetenträgers 5, mit einer Kupplung 6 weiter gekoppelt ist.With 1 is the all-wheel drive system 16 on the part of a drive unit according to the invention 1 shown in more detail. The drive unit 1 has the first electric motor 2 , a planetary gear 4th and a clutch 6th on. The following, for the sake of brevity, is simply an electric motor 2 designated first electric motor 2 has a rotor 29 on, the rotatably with a rotor shaft 3 connected is. One input of the planetary gear 4th , here in the form of a sun gear 12th , is with the rotor shaft 3 connected, whereas an output of the planetary gear 4th , here in the form of a planet carrier 5 , with a clutch 6th is further coupled.

Die Rotorwelle 3 ist in dieser Ausführung direkt mit dem Sonnenrad 12 (permanent) verbunden. Das Sonnenrad 12 befindet sich auf übliche Weise mit mehreren in Umfangsrichtung verteilt angeordneten Planetenrädern 30 des Planetengetriebes 4 in Zahneingriff. Die Planetenräder 30 befinden sich ebenfalls mit einem Hohlrad 13 in Zahneingriff. Die Planetenräder 30 sind auf einem Planetenträger 5 des Planetengetriebes 4 drehbar gelagert.The rotor shaft 3 is in this version directly with the sun gear 12th (permanently) connected. The sun gear 12th is located in the usual way with several planet gears distributed in the circumferential direction 30th of the planetary gear 4th in mesh. The planet gears 30th are also located with a ring gear 13th in mesh. The planet gears 30th are on a planet carrier 5 of the planetary gear 4th rotatably mounted.

Zur näheren Ausbildung des Planetengetriebes 4 und der Kupplung 6 sei auch auf die 2 und 3 verwiesen, die eine erfindungsgemäße stoffeinteilige Ausbildung des Planetenträgers 5 mit einem Drehmomenteinleitungsbestandteil 7 der Kupplung 6 zeigen. Demnach sind der Planetenträger 5 und der Drehmomenteinleitungsbestandteil 7 gemeinsam durch ein stoffeinteiliges Bauteil 9 ausgeformt.For more detailed training of the planetary gear 4th and the clutch 6th be on them too 2 and 3 referenced, which is a single-part construction of the planet carrier according to the invention 5 with a torque introduction component 7th the clutch 6th demonstrate. So are the planet carriers 5 and the torque introduction component 7th together through a one-piece component 9 shaped.

Wie etwa in 3 gut zu erkennen, weist dieses gemeinsame Bauteil 9 einen axial vorspringenden, hülsenförmigen Lagerungsbereich 26 auf, über den das Bauteil 9 relativ zu dem Hohlrad 13 und folglich indirekt zu einem das Hohlrad 13 aufnehmenden Gehäuse 11 drehbar gelagert ist. Das Gehäuse 11 ist in den 1, 2 und 4 schematisch dargestellt. Ein als Wälzlager realisiertes Lager 10 sitzt dabei radial zwischen dem Lagerungsbereich 26 und dem Hohlrad 13. Auch ist über diesen Lagerungsbereich 26 das Sonnenrad 12 gelagert, das radial innerhalb des Lagerungsbereiches 26 angeordnet ist.Like in 3 This common component is easy to see 9 an axially protruding, sleeve-shaped storage area 26th over which the component 9 relative to the ring gear 13th and consequently indirectly to a ring gear 13th receiving housing 11 is rotatably mounted. The case 11 is in the 1 , 2 and 4th shown schematically. A bearing implemented as a roller bearing 10 sits radially between the storage area 26th and the ring gear 13th . Also is about this storage area 26th the sun gear 12th stored, the radially within the storage area 26th is arranged.

Von dem Lagerungsbereich 26 geht das Bauteil 9 in einen radial nach außen verlaufenden Scheibenbereich 31 über. Dieser Scheibenbereich 31 ist wiederum mit mehreren bolzenartigen Lagerelementen 32 versehen, die jeweils zur Lagerung eines Planetenrades 30 dienen. Auf einer dem Lagerungsbereich 26 axial abgewandten Seite der Planetenräder 30 geht das Bauteil 19 unmittelbar in den als Träger umgesetzten Drehmomenteinleitungsbestandteil 7 über.From the storage area 26th goes the component 9 into a radially outwardly extending disk area 31 above. This disk area 31 is in turn with several bolt-like bearing elements 32 provided, each for mounting a planetary gear 30th to serve. On one of the storage areas 26th axially facing away from the planetary gears 30th goes the component 19th directly into the torque introduction component implemented as a carrier 7th above.

Hinsichtlich der Kupplung 6 ist zudem zu erkennen, dass diese als eine Reibkupplung, nämlich als eine Reiblamellenkupplung ausgebildet ist. Der Drehmomenteinleitungsbestandteil 7 bildet einen Außenlamellenträger dieser Kupplung 6. Folglich sind an dem Drehmomenteinleitungsbestandteil 7 mehrere, in axialer Richtung relativ zueinander verschiebbare, erste Reibelemente 8 drehfest aufgenommen. Drehmomenteinleitungsbestandteil 7 und erste Reibelemente 8 bilden zusammen einen ersten Kupplungsbestandteil 33a der Kupplung 6.Regarding the clutch 6th it can also be seen that this is designed as a friction clutch, namely as a friction disk clutch. The torque introduction component 7th forms an outer disk carrier of this clutch 6th . Consequently, are on the torque introduction component 7th a plurality of first friction elements which can be displaced relative to one another in the axial direction 8th recorded non-rotatably. Torque introduction component 7th and first friction elements 8th together form a first coupling component 33a the clutch 6th .

Ein zweiter Kupplungsbestandteil 33b der Kupplung 6 weist einen Drehmomentausleitungsbestandteil 21 auf, der hier in Form eines Innenlamellenträgers realisiert ist. An dem Drehmomentausleitungsbestandteil 21 sind mehrere, axial relativ zueinander verschiebbare, zweite Reibelemente 34 drehfest aufgenommen. Die Kupplung 6 ist auf übliche Weise zwischen einer geschlossenen Stellung, in der die Kupplungsbestandteile 33a, 33b drehfest miteinander verbunden sind, und einer geöffneten Stellung, in der die Kupplungsbestandteile 33a, 33b frei relativ zueinander verdrehbar sind, umschaltbar. Eine der Übersichtlichkeit halber nicht weiter dargestellte Betätigungseinheit der Kupplung 6 ist vorzugsweise ebenfalls in dem Gehäuse 11 untergebracht.A second coupling component 33b the clutch 6th has a torque diversion component 21 on, which is implemented here in the form of an inner disk carrier. At the torque diversion component 21 are several, axially displaceable relative to each other, second friction elements 34 recorded non-rotatably. The coupling 6th is in the usual way between a closed position in which the coupling components 33a , 33b are rotatably connected to each other, and an open position in which the coupling components 33a , 33b are freely rotatable relative to each other, switchable. An actuation unit of the clutch, not shown further for the sake of clarity 6th is preferably also in the housing 11 housed.

Des Weiteren sei darauf hingewiesen, dass bevorzugt zwischen dem Gehäuse 11 und dem Hohlrad 13 eine schematisch angedeutete Bremseinrichtung 14 (2) wirkend eingesetzt ist. Diese Bremseinrichtung 14 ist derart angeordnet, dass das Hohlrad 13 in einer geschlossenen / aktivierten Stellung der Bremseinrichtung 14 relativ zu dem Gehäuse 11 festgehalten ist und in einer geöffneten / deaktivierten Stellung der Bremseinrichtung 14 frei relativ zum Gehäuse 11 verdrehbar ist.It should also be noted that preferably between the housing 11 and the ring gear 13th a schematically indicated braking device 14th ( 2 ) is used effectively. This braking device 14th is arranged such that the ring gear 13th in a closed / activated position of the braking device 14th relative to the housing 11 is held and in an open / deactivated position of the braking device 14th free relative to the housing 11 is rotatable.

Zurückkommend auf die 1 und 4 sei schließlich noch auf die weitere Anbindung der erfindungsgemäßen Antriebseinheit 1 verwiesen. Die in dem Allradantriebssystem 16 integrierte Antriebseinheit 1 ist seitens des Bauteils 9, d. h. des Drehmomenteinleitungsbestandteils 7 bzw. des Planetenträgers 5, drehfest mit einer ersten Abtriebswelle 18 verbunden. Die erste Abtriebswelle 18 ist jene Abtriebswelle 18, die von dem Planetengetriebe 4 aus zur Vorderachse 17 verläuft. Dabei durchdringt die erste Abtriebswelle 18 die als Hohlwelle umgesetzte Rotorwelle 3 des Elektromotors 2 axial.Coming back to that 1 and 4th finally refer to the further connection of the drive unit according to the invention 1 referenced. The ones in the four-wheel drive system 16 integrated drive unit 1 is on the part of the component 9 , ie the torque introduction component 7th or the planet carrier 5 , non-rotatably with a first output shaft 18th tied together. The first output shaft 18th is that output shaft 18th by the planetary gear 4th out to the front axle 17th runs. The first output shaft penetrates here 18th the rotor shaft implemented as a hollow shaft 3 of the electric motor 2 axial.

Koaxial zu der ersten Abtriebswelle 18 und somit auch zu der Rotorwelle 3 ist eine zweite Abtriebswelle 20 angeordnet. Die zweite Abtriebswelle 20 ist jene Abtriebswelle 20, die von der Kupplung 6 aus zur Hinterachse 19 verläuft. Die zweite Abtriebswelle 20 ist mit dem Drehmomentausleitungsbestandteil 21 der Kupplung 6 permanent drehfest verbunden. Die zweite Abtriebswelle 20 weist weiter bevorzugt eine Kardanwelle auf oder ist direkt als diese Kardanwelle ausgebildet.Coaxial with the first output shaft 18th and thus also to the rotor shaft 3 is a second output shaft 20th arranged. The second output shaft 20th is that output shaft 20th that from the clutch 6th out to the rear axle 19th runs. The second output shaft 20th is with the torque diversion component 21 the clutch 6th permanently non-rotatably connected. The second output shaft 20th furthermore preferably has a cardan shaft or is designed directly as this cardan shaft.

Somit bildet die Kupplung 6 eine zwei Hinterradantriebswellen 36a, 36b der Hinterradachse 19 mit / von dem weiteren Antrieb an- bzw. abkoppelbare Einheit. Die zweite Abtriebswelle 20 ist auf typische Weise über ein Hinterraddifferenzial 35 mit den Hinterradantriebswellen 36a, 36b verbunden.Thus, the clutch forms 6th a two rear wheel drive shafts 36a , 36b the rear axle 19th with / from the further drive unit can be coupled or uncoupled. The second output shaft 20th is typically via a rear differential 35 with the rear wheel drive shafts 36a , 36b tied together.

Die erste Abtriebswelle 18, wie in 4 zu erkennen, geht über eine erste Getriebestufe 37 / Zahnradstufe in ein Vorderraddifferenzial 38 über bzw. ist mit diesem Vorderraddifferenzial 38 gekoppelt. Das Vorderraddifferenzial 38 ist dann weiter mit zwei Vorderradantriebswellen 39a, 39b verbunden. Somit ist der Planetenträger 5 mit dem Abtrieb 41 wirkverbunden.The first output shaft 18th , as in 4th to recognize goes through a first gear stage 37 / Gear stage in a front differential 38 over or is with this front differential 38 coupled. The front differential 38 then continues with two front wheel drive shafts 39a , 39b tied together. Thus is the planet carrier 5 with the downforce 41 effectively connected.

Über eine zweite Getriebestufe 40 / Zahnradstufe ist die erste Abtriebswelle 18 mit der Getriebeeinrichtung 28 verbunden. Abhängig von einem Schaltzustand der Getriebeeinrichtung 28 ist die erste Abtriebswelle 18 weiter mit dem zweiten Elektromotor 24 und/oder der Verbrennungskraftmaschine 22 drehmomentübertragend koppelbar, um die unterschiedlichen Betriebsmodi des hybriden Antriebs umsetzen zu können.Via a second gear stage 40 / Gear stage is the first output shaft 18th with the gear mechanism 28 tied together. Depending on a switching state of the transmission device 28 is the first output shaft 18th continue with the second electric motor 24 and / or the internal combustion engine 22nd Can be coupled to transmit torque in order to be able to implement the different operating modes of the hybrid drive.

Des Weiteren sei darauf hingewiesen, dass die Kupplung sowie das Planetengetriebe bevorzugt in einem gemeinsamen, durch das Gehäuse 11 umschlossenen Nassraum 15 untergebracht sind (2). Das Gehäuse 11 umhaust vorzugsweise auch den Elektromotor 2, der ebenfalls bevorzugt in dem Nassraum angeordnet ist, alternativ dazu auch in einem Trockenraum des Gehäuses 11 angeordnet sein kann.Furthermore, it should be pointed out that the clutch and the planetary gear are preferably in a common, through the housing 11 enclosed wet room 15th are housed ( 2 ). The case 11 Preferably also encloses the electric motor 2 , which is also preferably arranged in the wet room, alternatively also in a dry room of the housing 11 can be arranged.

Wie mit 4 ebenfalls zu erkennen, erfolgt eine elektrische Kontaktierung 42 des Traktionsmotors / Elektromotors 2 auf der dem Planetenträger 5 / der Kupplung 6 gegenüberliegenden Motorseite 43 in Richtung Vorderwagen. Auf diese Weise können vorhandene Kabel kürzer ausgeführt werden und gleichzeitig werden Interferenzen mit Teilen des Planetengetriebes 4 vermieden.How with 4th also recognizable, there is an electrical contact 42 of the traction motor / electric motor 2 on that of the planet carrier 5 / the clutch 6th opposite engine side 43 towards the front end. In this way, existing cables can be made shorter and at the same time there will be interference with parts of the planetary gear 4th avoided.

Mit anderen Worten ausgedrückt, besteht die erfinderische Lösung darin, dass das Planetengetriebe 4 und die Allradkupplung 6 so miteinander verschachtelt werden, dass ein möglichst geringer axialer Bauraumbedarf besteht. Dies wird dadurch gelöst, dass der Planetenträger 5 des Planetengetriebes 4 und das Drehmomenteinleitungsbauteil 7 der Kupplung 6 ein gemeinsames Bauteil 9 ist.In other words, the inventive solution is that the planetary gear 4th and the all-wheel drive clutch 6th are nested with one another in such a way that the axial space required is as small as possible. This is solved in that the planet carrier 5 of the planetary gear 4th and the torque introduction component 7th the clutch 6th a common component 9 is.

Vorteilhaft ist weiterhin, dass die so entstehende Baueinheit 9 eine gemeinsame Lagerung 10 besitzen kann, was bei separater Bauweise nicht der Fall wäre. Ein weiterer Vorteil dieser Bauweise ist, dass sich beide Bauelemente 4, 6 im selben Gehäuse befinden 11 können, da die Allrad-Kupplung 6 üblicherweise als nass-laufende Lamellenkupplung ausgeführt ist, und auch der Planetenradsatz 4 geschmiert ist. Durch die Integration der Allrad-Kupplung 6 und der Aktorik / Betätigungseinheit für Allrad-Kupplung und Abwurf (Bremseinrichtung 14) des Traktionsmotors 2 im Gehäuse 11 des Traktionsmotors 2 entsteht eine prüfbare Einheit.It is also advantageous that the structural unit thus created 9 a common storage 10 can own, which would not be the case with a separate construction. Another advantage of this design is that both components 4th , 6th 11 can be located in the same housing as the all-wheel drive clutch 6th is usually designed as a wet multi-plate clutch, and also the planetary gear set 4th is lubricated. Through the integration of the all-wheel clutch 6th and the actuator / actuation unit for all-wheel drive clutch and release (braking device 14th ) of the traction motor 2 in the housing 11 of the traction motor 2 a testable unit is created.

Der Rotor 29 des Traktionsmotors 2 ist mit dem Sonnenrad 12 des Planetenradsatzes 4 verbunden. Das Hohlrad 13 des Planetenradsatzes 4 ist in einer ersten Schaltstellung (der Bremseinrichtung 14) mit dem Gehäuse 11 verbunden, wodurch eine Übersetzung zwischen Sonnenrad 12 und Planetenträger 5 des Planetenradsatzes 4 vorliegt. In einer zweiten Schaltstellung (der Bremseinrichtung 14) kann das Hohlrad 13 frei drehen und das Sonnenrad 12 des Planetenradsatzes 4 steht, wodurch der „Abwurf“ des Traktionsmotors 4 realisiert wird.The rotor 29 of the traction motor 2 is with the sun gear 12th of the planetary gear set 4th tied together. The ring gear 13th of the planetary gear set 4th is in a first switching position (the braking device 14th ) with the housing 11 connected, creating a translation between sun gear 12th and planet carriers 5 of the planetary gear set 4th is present. In a second switching position (the braking device 14th ) can the ring gear 13th rotate freely and the sun gear 12th of the planetary gear set 4th stands, whereby the "shedding" of the traction motor 4th is realized.

Des Weiteren ist der Planetenträger 5 des Planetenradsatzes 4 mit dem Drehmomenteinleitungsbauteil 7 der Allrad-Kupplung 6 verbunden und auf der Sonnenwelle 12, 18 des Traktionsmotors 2 gelagert. Außerdem ist der Planetenträger 5 mit der Vorderachse 17 verbunden. Im vorliegenden Fall wird eine Welle 18 koaxial durch den Traktionsmotor 4 geführt, die über ein Getriebe 28 mit der Vorderachse 17 und dem Verbrennungsmotor 22 verbunden ist. Das Drehmomentausleitungsbauteil 21 der Allrad-Kupplung 6 ist über die Kardanwelle 20 mit der Hinterachse 19 verbunden. Furthermore is the planet carrier 5 of the planetary gear set 4th with the torque introduction component 7th the all-wheel clutch 6th connected and on the sun wave 12th , 18th of the traction motor 2 stored. In addition, the planet carrier is 5 with the front axle 17th tied together. In the present case there is a wave 18th coaxial by the traction motor 4th led that via a gearbox 28 with the front axle 17th and the internal combustion engine 22nd connected is. The torque diversion component 21 the all-wheel clutch 6th is about the cardan shaft 20th with the rear axle 19th tied together.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
AntriebseinheitDrive unit
22
erster Elektromotorfirst electric motor
33rd
RotorwelleRotor shaft
44th
PlanentengetriebePlanetary gear
55
PlanetenträgerPlanet carrier
66th
Kupplungcoupling
77th
DrehmomenteinleitungsbestandteilTorque introduction component
88th
erstes Reibelementfirst friction element
99
BauteilComponent
1010
Lagercamp
1111
Gehäusecasing
1212th
SonnenradSun gear
1313th
HohlradRing gear
1414th
BremseinrichtungBraking device
1515th
NassraumWet room
1616
AllradantriebssystemFour-wheel drive system
1717th
VorderachseFront axle
1818th
erste Abtriebswellefirst output shaft
1919th
HinterachseRear axle
2020th
zweite Abtriebswellesecond output shaft
2121
DrehmomentausleitungsbestandteilTorque diversion component
2222nd
VerbrennungskraftmaschineInternal combustion engine
2323
FahrzeuglängsachseVehicle longitudinal axis
2424
zweiter Elektromotorsecond electric motor
2525th
KraftfahrzeugMotor vehicle
2626th
LagerungsbereichStorage area
2727
AusgangswelleOutput shaft
2828
GetriebeeinrichtungTransmission device
2929
Rotorrotor
3030th
PlanetenradPlanetary gear
3131
ScheibenbereichPane area
3232
LagerelementBearing element
33a33a
erster Kupplungsbestandteilfirst coupling component
33b33b
zweiter Kupplungsbestandteilsecond coupling component
3434
zweites Reibelementsecond friction element
3535
HinterraddifferenzialRear differential
36a36a
erste Hinterradantriebswellefirst rear wheel drive shaft
36b36b
zweite Hinterradantriebswellesecond rear wheel drive shaft
3737
erste Getriebestufefirst gear stage
3838
VorderraddifferenzialFront differential
39a39a
erste Vorderradantriebswellefirst front wheel drive shaft
39b39b
zweite Vorderradantriebswellesecond front wheel drive shaft
4040
zweite Getriebestufesecond gear stage
4141
AbtriebDownforce
4242
elektrische Kontaktierungelectrical contacting
4343
MotorseiteEngine side

Claims (10)

Antriebseinheit (1) für einen hybriden oder rein elektrischen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges (25), mit einem Elektromotor (2), einem einer Rotorwelle (3) des Elektromotors (2) nachgeschalteten Planetengetriebe (4), einer mit einem Planetenträger (5) des Planetengetriebes (4) wirkverbundenen Kupplung (6) sowie einem mit dem Planetenträger (5) wirkverbundenen Abtrieb (41), dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenträger (5) und ein Drehmomenteinleitungsbestandteil (7) der Kupplung (6) stoffeinteilig miteinander ausgebildet sind.Drive unit (1) for a hybrid or purely electric drive train of a motor vehicle (25), with an electric motor (2), a planetary gear (4) connected downstream of a rotor shaft (3) of the electric motor (2), and one with a planet carrier (5) of the planetary gear (4) operatively connected clutch (6) and an output (41) operatively connected to the planet carrier (5), characterized in that the planet carrier (5) and a torque introduction component (7) of the clutch (6) are formed integrally with one another. Antriebseinheit (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehmomenteinleitungsbestandteil (7) als ein mehrere axial relativ zueinander verschiebbare Reibelemente (8) drehfest aufnehmender Träger ausgebildet ist.Drive unit (1) Claim 1 , characterized in that the torque introduction component (7) is designed as a carrier receiving a plurality of friction elements (8) axially displaceable relative to one another in a rotationally fixed manner. Antriebseinheit (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das den Planetenträger (5) und den Drehmomenteinleitungsbestandteil (7) ausbildende Bauteil (9) mittels eines einzigen Lagers (10) radial abgestützt ist.Drive unit (1) Claim 1 or 2 , characterized in that the component (9) forming the planet carrier (5) and the torque introduction component (7) is supported radially by means of a single bearing (10). Antriebseinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sonnenrad (12) des Planetengetriebes (4) mit der Rotorwelle (3) verbunden ist.Drive unit (1) according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that a sun gear (12) of the planetary gear (4) is connected to the rotor shaft (3). Antriebseinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hohlrad (13) des Planetengetriebes (4) mittels einer Bremseinrichtung (14) gehäuseseitig abstützbar ist.Drive unit (1) according to one of the Claims 1 until 4th , characterized in that a ring gear (13) of the planetary gear (4) can be supported on the housing side by means of a braking device (14). Antriebseinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (6) sowie das Planetengetriebe (4) in einem gemeinsamen, einen Nassraum (15) ausbildenden Gehäuse (11) untergebracht sind.Drive unit (1) according to one of the Claims 1 until 5 , characterized in that the clutch (6) and the planetary gear (4) are housed in a common housing (11) which forms a wet space (15). Allradantriebssystem (16) für ein hybrides Kraftfahrzeug (25), mit einer Antriebseinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, einer, zu einer Vorderachse (17) führenden, ersten Abtriebswelle (18) und einer, zu einer Hinterachse (19) führenden, zweiten Abtriebswelle (20), wobei die erste Abtriebswelle (18) mit dem Drehmomenteinleitungsbestandteil (7) verbunden ist und die zweite Abtriebswelle (20) mit einem Drehmomentausleitungsbestandteil (21) der Kupplung (6) verbunden ist.All-wheel drive system (16) for a hybrid motor vehicle (25), with a drive unit (1) according to one of the Claims 1 until 6th , a first output shaft (18) leading to a front axle (17) and a second output shaft (20) leading to a rear axle (19), the first output shaft (18) being connected to the torque introduction component (7) and the second output shaft (20) is connected to a torque diversion component (21) of the clutch (6). Allradantriebssystem (16) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (2) koaxial zu der ersten Abtriebswelle (18) und / oder zu der zweiten Abtriebswelle (20) angeordnet ist.Four-wheel drive system (16) Claim 7 , characterized in that the electric motor (2) is arranged coaxially to the first output shaft (18) and / or to the second output shaft (20). Allradantriebssystem (16) nach Anspruch 7 oder 8 dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrische Kontaktierung (42) des Elektromotors (2) auf einer der Kupplung (6) / dem Träger gegenüberliegenden Motorseite (43) erfolgt.Four-wheel drive system (16) Claim 7 or 8th characterized in that electrical contacting (42) of the electric motor (2) takes place on a motor side (43) opposite the coupling (6) / the carrier. Kraftfahrzeug (25) mit einem Allradantriebssystem (16) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei eine mit der ersten Abtriebswelle (18) koppelbare Verbrennungskraftmaschine (22) entlang einer Fahrzeuglängsachse (23) betrachtet zumindest teilweise vor der Vorderachse (17) angeordnet ist.Motor vehicle (25) with an all-wheel drive system (16) according to one of the Claims 7 until 9 wherein an internal combustion engine (22) that can be coupled to the first output shaft (18) is arranged at least partially in front of the front axle (17), viewed along a vehicle longitudinal axis (23).
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11679656B1 (en) * 2022-05-23 2023-06-20 Arvinmeritor Technology, Llc Electric drive unit and drive axle system

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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