DE102010031747B4 - drive unit - Google Patents

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Abstract

Antriebseinheit (1) mit einem Elektromotor (2), mit einem Differenzial (3) für zwei Abtriebswellen (4, 5) und mit einem im Leistungsfluss zwischen dem Elektromotor (2) und dem Differenzial (3) angeordneten ersten Planetentrieb (6), wobei der Leistungsfluss zwischen dem Elektromotor (2) und dem Differenzial (3) mittels wenigstens einer ersten Kupplung (18) wahlweise über eine erste getriebliche Verbindung oder eine zweite getriebliche Verbindung schaltbar ist, und wobei in der ersten getrieblichen Verbindung ein zweiter Planetentrieb (20) im Leistungsfluss zwischen dem Elektromotor (2) und einem dritten Planetentrieb (30) angeordnet ist, wobei der zweite Planetentrieb (20) mit dem dritten Planetentrieb (30) wirkverbunden und der dritte Planetentrieb (30) über wenigstens eine zweite Kupplung (21) mit einer Summenwelle (15) des Differenzials (3) gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kupplung (21) eine Freilaufkupplung ist.Drive unit (1) with an electric motor (2), with a differential (3) for two output shafts (4, 5) and with a first planetary drive (6) arranged in the power flow between the electric motor (2) and the differential (3), wherein the power flow between the electric motor (2) and the differential (3) can be switched by means of at least one first clutch (18) optionally via a first gear connection or a second gear connection, and a second planetary drive (20) in the first gear connection Power flow is arranged between the electric motor (2) and a third planetary drive (30), the second planetary drive (20) being operatively connected to the third planetary drive (30) and the third planetary drive (30) via at least one second clutch (21) with a sum shaft (15) of the differential (3) is coupled, characterized in that the second clutch (21) is an overrunning clutch.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit mit wenigstens einem Elektromotor, mit einem Differenzial für zwei Abtriebswellen und mit einem im Leistungsfluss zwischen dem Elektromotor und dem Differenzial angeordneten ersten Planetentrieb.The invention relates to a drive unit with at least one electric motor, with a differential for two output shafts and with a first planetary drive arranged in the power flow between the electric motor and the differential.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

DE 198 41 159 A1 zeigt eine Antriebseinheit mit einem Elektromotor und mit einem Differenzial. Mit dem Differenzial sind Drehmomente und Drehzahlen auf zwei durch den Elektromotor angetriebene Abtriebswellen verteilbar. Ein Planetentrieb ist zwischen die als Rotorwelle bezeichnete Antriebswelle und das Differenzial geschaltet, so dass die Leistung vom Elektromotor zum Differenzial über den Planetentrieb fließt. Dazu ist die Antriebswelle endseitig mit einer Verzahnung versehen. Die Verzahnung ist an einem Sonnenrad des Planetentriebs ausgebildet. Das Sonnenrad steht im Eingriff mit Planetenrädern des Planetentriebs. Die Planetenräder stützen sich gegen eine Verzahnung eines Hohlrads ab. Die Verzahnung des Hohlrads ist ortsfest und nicht um die Antriebsrotationsachse der Sonne bzw. der Rotorwelle des Elektromotors drehbar am Gehäuse der Antriebseinheit abgestützt. Die Planetenräder sind auf Planetenbolzen gelagert. Die Planetenbolzen sitzen in einem Planetenträger, der gleichzeitig Differenzialkorb eines koaxial zu dem Antriebsmotor angeordneten Differenzials ist. Die Planetenräder laufen auf einer Kreisbahn mit radialem Abstand zur Antriebsrotationsachse um die Antriebsrotationsachse um. DE 198 41 159 A1 shows a drive unit with an electric motor and with a differential. With the differential torques and speeds can be distributed to two driven by the electric motor output shafts. A planetary drive is connected between the drive shaft, referred to as the rotor shaft, and the differential, so that the power from the electric motor to the differential flows via the planetary drive. For this purpose, the drive shaft is provided at the end with a toothing. The toothing is formed on a sun gear of the planetary drive. The sun gear is engaged with planetary gears of the planetary drive. The planet gears are supported against a toothing of a ring gear. The toothing of the ring gear is stationary and not rotatably supported around the drive rotation axis of the sun or the rotor shaft of the electric motor on the housing of the drive unit. The planet gears are mounted on planet pins. The planet pins are seated in a planetary carrier which is at the same time a differential cage of a differential arranged coaxially with the drive motor. The planet gears run around the drive rotation axis on a circular path with a radial distance to the drive rotation axis.

Das Differenzial ist ein klassisches Kegelraddifferenzial, Der Differenzialkorb ist die Summenwelle des Differenzials, an der die höchsten Drehmomente anliegen, die im Differenzial auf zwei als Abtriebswellen bezeichnete Differenzwellen verteilt werden. Alternativ werden über die Abtriebswellen ins Differenzial eingebrachte Drehmomente an der Summenwelle wieder zusammengeführt. Der Differenzialkorb ist relativ zu der Rotorwelle um die Antriebsrotationsachse und konzentrisch zu den Rotationsachsen der Abtriebswellen drehbar und dazu relativ zu dem Gehäuse ortsfest in dem Gehäuse gelagert. In dem Differenzialkorb sind Ausgleichskegelräder drehbar gelagert und stehen mit Achswellenrädern im Eingriff. Die Achswellenräder sind drehmomentfest mit den Abtriebswellen verbunden.The differential is a classic bevel gear differential. The differential cage is the sum shaft of the differential, at which the highest torques are applied, which are distributed in the differential to two differential shafts called output shafts. Alternatively, torques introduced into the differential via the output shafts are brought together again on the sum shaft. The differential cage is rotatable relative to the rotor shaft about the drive rotation axis and concentric with the axes of rotation of the output shafts and relative to the housing mounted stationary in the housing. Compensating bevel gears are rotatably mounted in the differential cage and engage with axle-shaft gears. The axle-shaft gears are torque-resistant connected to the output shafts.

Zum Antrieb der Abtriebswellen wird das Sonnenrad mittels der Antriebswelle in Drehung um die Antriebsrotationsachse versetzt. Damit werden die mit dem Sonnenrad im Eingriff stehenden Planetenräder angetrieben. Die Planetenräder wälzen und stützen sich im Zahneingriff mit der Verzahnung des Hohlrades an dem Hohlrad ab, so dass der Planetenträger, also der Korb des Differenzials, in Bewegung versetzt wird, wobei durch das Differenzial in bekannter Weise Drehmomente bzw. Drehzahlen auf die Abtriebswellen aufgeteilt werden.To drive the output shafts, the sun gear is rotated by means of the drive shaft in rotation about the drive rotation axis. This drives the planet gears meshing with the sun gear. The planetary gears roll and are based in tooth engagement with the teeth of the ring gear on the ring gear, so that the planet carrier, so the basket of the differential, is set in motion, being divided by the differential in a known manner torques or speeds to the output shafts ,

Durch die Auslegung des Planetengetriebes, also Festlegung von Anzahl der Zähne der Elemente Sonne, Planeten und Hohlrad des Planetentriebs, kann in der beschrieben Antriebseinheit nur eine Über- bzw. Untersetzung geschaffen werden.Due to the design of the planetary gear, so setting of the number of teeth of the sun elements, planets and ring gear of the planetary gear, only one over- or reduction can be created in the drive unit described.

US 4 430 908 A zeigt eine Antriebseinheit mit einem Elektromotor und mit einem Differenzial für zwei durch den Elektromotor angetriebenen Abtriebswellen. Ein erster Planetentrieb ist im Leistungsfluss zwischen dem Elektromotor und dem Differenzial angeordnet. Der Leistungsfluss zwischen dem Elektromotor und dem Differenzial ist mittels einer Kupplung wahlweise über eine erste getriebliche Verbindung oder eine zweite getriebliche Verbindung schaltbar. Die erste getriebliche Verbindung ist ein zweiter Planetentrieb, welcher im Leistungsfluss zwischen dem Elektromotor und einem dritten Planetentrieb angeordnet ist. Der zweite Planetentrieb ist mit dem dritten Planetentrieb wirkverbunden und der dritte Planetentrieb ist über wenigstens eine weitere Kupplung mit einer Summenwelle des Differenzials gekoppelt. Die Planetensätze beanspruchen relativ wenig Bauraum und können beispielsweise in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht werden. US 4 430 908 A shows a drive unit with an electric motor and with a differential for two driven by the electric motor output shafts. A first planetary gear is arranged in the power flow between the electric motor and the differential. The power flow between the electric motor and the differential can be selectively switched by means of a clutch via a first geared connection or a second geared connection. The first geared connection is a second planetary gear, which is arranged in the power flow between the electric motor and a third planetary gear. The second planetary gear is operatively connected to the third planetary gear and the third planetary gear is coupled via at least one further clutch with a sum of the differential shaft. The planetary gear sets require relatively little space and can be accommodated for example in a common housing.

Unter Leistungsfluss ist die Übertragung von Drehmomenten und Drehzahlen vom Elektromotor zum Differenzial und vom Differenzial zum Elektromotor über die jeweilige geschaltetete getriebliche Verbindung mit Unter- oder Übersetzungen zu verstehen.Under power flow is the transmission of torque and speed from the electric motor to the differential and from the differential to the electric motor via the respective connected geared connection with under or translations to understand.

Beschreibung der ErfindungDescription of the invention

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine kompakte und kostengünstig herzustellende Antriebseinheit mit variablen Unter- bzw. Übersetzungen zu schaffen.The object of the invention is to provide a compact and inexpensive to produce drive unit with variable under or translations.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung nach Patentanspruch 1. Weiterbildungen der Vorrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved by a device according to claim 1. Further developments of the device are the subject of the dependent claims.

Erfindungsgemäß ist die zweite Kupplung eine Freilaufkupplung.According to the invention, the second clutch is an overrunning clutch.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass in der zweiten getrieblichen Verbindung der Elektromotor und der erste Planetentrieb über die ein- und ausrückbare erste Kupplung miteinander und der erste Planetentrieb mit der Summenwelle gekoppelt ist.An embodiment of the invention provides that in the second geared connection of the electric motor and the first planetary gear via the engageable and disengageable first clutch with each other and the first planetary gear is coupled to the sum shaft.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der dritte Planetentrieb über wenigstens die zweite Kupplung mit einem Element des ersten Planetentriebs gekoppelt ist, wobei das Element mit der Summenwelle wirkverbunden ist. A further embodiment of the invention provides that the third planetary gear is coupled via at least the second clutch with an element of the first planetary gear, wherein the element is operatively connected to the sum shaft.

Das Element ist vorzugsweise ein erster Planetenträger des Planetentriebs, an dem mit einem ersten Sonnenrad im Zahneingriff stehende erste Planetenräder des ersten Planetentriebs drehbar gelagert sind.The element is preferably a first planet carrier of the planetary drive, on which first planetary gears of the first planetary drive, which mesh with a first sun gear, are rotatably mounted.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Rotationsachsen eines erstes Sonnenrades, des ersten Planetentriebs, eines zweiten Sonnenrades des zweiten Planetentriebs, eines dritten Sonnenrades des dritten Planetentriebs, und die der Rotorwelle des Elektromotors sowie die Rotationsachse der Summenwelle parallel konzentrisch aufeinander liegen. Die vorgenannten Elemente sind also in axialer Folge koaxial aufeinander folgend angeordnet, so dass eine kompakte Antriebseinheit geschaffen ist.A further embodiment of the invention provides that the axes of rotation of a first sun gear, the first planetary gear, a second sun gear of the second planetary gear, a third sun gear of the third planetary gear, and the rotor shaft of the electric motor and the axis of rotation of the sum shaft are parallel to each other concentrically. The aforementioned elements are thus arranged coaxially successively in axial sequence, so that a compact drive unit is provided.

Die koaxiale Anordnung macht es möglich, dass der erste Planetentrieb und der zweite Planetentrieb sowie der dritte Planetentrieb ein gemeinsames Hohlrad mit einer gemeinsamen Anzahl an Zähnen für die Planetentriebe aufweist, welches mit den Planetenrädern der Planetentriebe im Zahneingriff steht. Alternativ weisen die einzelnen Planetentriebe jeder für sich ein separates Hohlrad oder zwei Planetentriebe zusammen ein Hohlrad auf, wobei die Anzahl der Zähne von Hohlrad zu Hohlrad gleich oder unterschiedlich sein kann. Die Herstellkosten sind gering. Das Getriebe kann kompakt ausgebildet werden. Die Antriebseinheit kann zum Beispiel eine Gehäusehälfte aufweisen, an der die Innenverzahnung des Hohlrades ausgebildet ist und die an eine Gehäusehälfte für den Elektromotor angeflanscht werden kann.The coaxial arrangement makes it possible for the first planetary gear and the second planetary gear and the third planetary gear to have a common ring gear with a common number of teeth for the planet gears, which meshes with the planet gears of the planet gears. Alternatively, the individual planetary gears each have a separate ring gear or two planetary gears together a ring gear, wherein the number of teeth from ring gear to ring gear may be the same or different. The manufacturing costs are low. The transmission can be made compact. The drive unit may for example have a housing half, on which the internal toothing of the ring gear is formed and which can be flanged to a housing half for the electric motor.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht zugleich oder alternativ zu vorgenannter Ausgestaltung vor, dass die ersten Planetenräder des ersten Planetentriebs jeweils die gleiche Anzahl an Zähnen aufweisen wie jeweils die zweiten Planetenräder des zweiten Planetentriebs. Zugleich oder alternativ dazu ist mit einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das erste Sonnenrad des ersten Planetentriebs die gleiche Anzahl an Zähnen aufweist wie jeweils das zweite Sonnenrad des zweiten Planetentriebs. Der dritte Planetentrieb weist andere Sonnen- und/oder Planetenräder auf, als die anderen beiden Planetentriebe. Der erste und der dritte Planetentrieb können demnach als vollständig identische Baugruppen ausgebildet werden. Mit einer derartigen Ausgestaltung ist die Anzahl der Bauteile der Antriebseinheit gering gehalten. Die Kosten für die Herstellung sind aufgrund doppelter Stückzahlen und einfacher Lagerhaltung niedrig.An embodiment of the invention provides at the same time or alternatively to the aforementioned embodiment that the first planetary gears of the first planetary gear each have the same number of teeth as in each case the second planetary gears of the second planetary gear. At the same time or alternatively, with a further embodiment of the invention, it is provided that the first sun gear of the first planetary drive has the same number of teeth as in each case the second sun gear of the second planetary drive. The third planetary gear has other sun and / or planet gears, as the other two planetary gears. The first and third planetary gear can therefore be designed as completely identical assemblies. With such a configuration, the number of components of the drive unit is kept low. The cost of manufacturing is low due to double the number of pieces and easy storage.

Ein Element des ersten Planetentriebs ist mit der Rotorwelle des Elektromotors verbindbar und wieder trennbar. Zwischen der Rotorwelle und dem ersten Planetentrieb ist dazu eine ein- und ausrückbare erste Kupplung angeordnet, über die eine direkte wiederholt trennbare Verbindung zwischen der Rotorwelle und beispielsweise dem Sonnenrad oder einer mit dem Sonnenrad konzentrischen Welle herstellbar ist. Eine derartige Kupplung ist eine Trockenkupplung oder eine Nasskupplung, die hydraulisch oder mechanisch ein- und ausrückbar ist. Der erste Planetentrieb ist durch eine erste Sonne, durch erste Planetenräder, das erste Hohlrad und durch den ersten Planetenträger gebildet. Die ersten Planetenräder sind um die eigene Rotationsachse drehbar mit radialem Abstand zur Rotationsachse des Sonnenrades auf Planetenbolzen gelagert. Die Planetenbolzen sind an dem ersten Planetenträger gehalten. Erstes Sonnenrad und Planetenräder stehen miteinander im Zahneingriff. Die ersten Planetenräder stehen mit dem ersten Hohlrad im Zahneingriff. Der Planetenträger ist mit der Summenwelle, vorzugsweise dem Gehäuse des Differenzials, gekoppelt.An element of the first planetary drive can be connected to the rotor shaft of the electric motor and separated again. Between the rotor shaft and the first planetary gear to a engageable and disengageable first clutch is arranged, via which a direct repeatedly separable connection between the rotor shaft and, for example, the sun gear or concentric with the sun gear shaft can be produced. Such a coupling is a dry clutch or a wet clutch, which is hydraulically or mechanically engaged and disengaged. The first planetary drive is formed by a first sun, by first planet gears, the first ring gear and by the first planet carrier. The first planetary gears are rotatably mounted about their own axis of rotation at a radial distance from the axis of rotation of the sun gear on planet pins. The planet pins are held on the first planet carrier. First sun gear and planet gears mesh with each other. The first planet gears mesh with the first ring gear. The planet carrier is coupled to the sum shaft, preferably the differential case.

Durch Ein- und Ausrücken der ersten Kupplung können mit der Antriebseinheit mindestens zwei Betriebsarten gefahren, dass heißt mindestens zwei Gänge geschaltet werden. Ein erster Gang kann durch eine permanente oder trennbare Verbindung zwischen der Rotorwelle und dem zweiten Planetentrieb und über diesen und den dritten Planetentrieb zur Summenwelle geschaltet werden. In diesem Falle wird die erste Kupplung ausgerückt und die Verbindung zwischen der Rotorwelle und dem ersten Planetentrieb getrennt.By engaging and disengaging the first clutch can be driven with the drive unit at least two modes, that is, at least two gears are switched. A first gear can be switched to the sum shaft by a permanent or separable connection between the rotor shaft and the second planetary gear and via this and the third planetary gear. In this case, the first clutch is disengaged and disconnected the connection between the rotor shaft and the first planetary gear.

Die Über- oder Untersetzung der Drehzahlen und Momente kann durch die Auslegung der Anzahl der Zähne der Elemente Sonnenrad, Planetenräder und Hohlrad des zweiten und dritten Planetentriebs vorgenommen werden. So ist vorgesehen, dass das zweite Sonnenrad mit der Rotorwelle direkt oder über eine Welle, alternativ auch über eine Kupplung, wirkverbunden ist.The transmission or reduction of the speeds and moments can be made by the design of the number of teeth of the elements sun gear, planetary gears and ring gear of the second and third planetary gear. It is thus provided that the second sun gear is operatively connected to the rotor shaft directly or via a shaft, alternatively also via a clutch.

Das zweite Sonnenrad kämmt mit zweiten Planetenrädern, die mit radialem Abstand zur Rotationsachse dem zweiten Sonnenrad bzw. der Rotorwelle drehbar an einem zweiten Planetenträger gelagert sind. Außerdem kämmen die zweiten Planetenräder mit dem zweiten Hohlrad. Der konzentrisch zur Rotationsachse des zweiten Sonnenrades angeordnete zweite Planetenträger ist entweder direkt, über eine Welle oder über eine Kupplung mit einem dritten Sonnenrad wirkverbunden.The second sun gear meshes with second planet gears, which are mounted at a radial distance from the axis of rotation of the second sun gear and the rotor shaft rotatably mounted on a second planetary carrier. In addition, the second planet gears mesh with the second ring gear. The second planet carrier arranged concentrically with the axis of rotation of the second sun gear is operatively connected either directly, via a shaft or via a clutch to a third sun gear.

Das dritte Sonnenrad kämmt mit dritten Planetenrädern des dritten Planetentriebs, die auch mit der Verzahnung des dritten Hohlrades im Zahneingriff stehen. Die dritten Planetenräder sind mit radialem Abstand zur Rotationsachse des dritten Sonnenrades an einem dritten Planetenträger gelagert. Der dritte Planetenträger ist konzentrisch zur Rotationsachse des dritten Sonnenrades angeordnet und über die zweite Kupplung, die erfindungsgemäß als Freilaufkupplung ausgebildet ist, mit dem ersten Planetenträger des ersten Planetentriebs im ersten Gang verbunden.The third sun gear meshes with third planet gears of the third planetary gear, which are also in mesh with the teeth of the third ring gear. The third planetary gears are with radial distance to the axis of rotation of the third sun gear mounted on a third planet carrier. The third planet carrier is arranged concentrically to the axis of rotation of the third sun gear and connected via the second clutch, which is designed according to the invention as an overrunning clutch, with the first planet carrier of the first planetary gear in first gear.

Ein zweiter Gang kann durch Einrücken der Kupplung über die zweite getriebliche Verbindung zwischen der Rotorwelle und dem Differenzial über den ersten Planetentrieb hergestellt werden. Die Freilaufkupplung läuft frei, so dass die drehfeste Verbindung zwischen dem dritten Planetenträger und dem ersten Planetenträger aufgehoben ist.A second gear may be made by engaging the clutch via the second geared connection between the rotor shaft and the differential via the first planetary gear. The one-way clutch runs free, so that the rotationally fixed connection between the third planet carrier and the first planet carrier is canceled.

Mit einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit sind beispielsweise wahlweise Standübersetzungen von i = –4,5 (die Anzahl der Zähne des Hohlrads z = 129 und die des Sonnenrades z = 29) für den ersten und zweiten Planetentrieb realisierbar. Der dritte Planetentrieb weist eine Standübersetzung von i = –1,5 (z. B. Anzahl der Zähne des Hohlrades z = 129 und die des Sonnenrades z = 87) auf, wobei eine Standübersetzung das Verhältnis der Zähnezahlen des Hohlrades zu denen der Sonne bei stehendem Steg ist. Wenn diese Planetentriebe im ersten Gang miteinander gekoppelt sind, ergibt sich damit bei festen Hohlrädern eine Gesamtübersetzung von 14 durch die erste getriebliche Verbindung und im zweiten Gang eine von i = –4,5 für die zweite getriebliche Verbindung.With a drive unit according to the invention, for example, stand ratios of i = -4.5 (the number of teeth of the ring gear z = 129 and that of the sun gear z = 29) can be realized for the first and second planetary drives. The third planetary gear has a stand ratio of i = -1.5 (eg number of teeth of the ring gear z = 129 and that of the sun gear z = 87), wherein a stand ratio of the ratio of the number of teeth of the ring gear to those of the sun at standing bridge is. If these planetary gears are coupled together in first gear, this results in fixed ring gears a total ratio of 14 through the first gear connection and in second gear one of i = -4.5 for the second geared connection.

Die Freilaufkupplung ist die der Fachwelt bekannte Überholkupplung, die zwei relativ zueinander um eine gemeinsame Rotationsachse drehbar angeordnete Elemente miteinander drehmomentfest koppelt oder wieder entkoppelt, wenn sich Drehzahlen oder Drehmomente ändern.The overrunning clutch is known in the art overrunning clutch, the two rotatable relative to each other about a common axis of rotation arranged elements together torque coupled or decoupled again when changing speeds or torques.

Beschreibung der ZeichnungenDescription of the drawings

Die Erfindung ist nachfolgend mit den 1, 2 und 3 anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. 2 zeigt den Leistungsfluss über die erste getriebliche Verbindung der in 1 gezeigten Antriebseinheit im ersten Gang. 3 zeigt den Leistungsfluss über die zweite getriebliche Verbindung der in 1 gezeigten Antriebseinheit im zweiten Gang.The invention is below with the 1 . 2 and three explained in more detail with reference to an embodiment. 2 shows the power flow over the first geared connection of the in 1 shown drive unit in first gear. three shows the power flow over the second geared connection of the in 1 shown drive unit in second gear.

1 zeigt ein Schaltschema einer Antriebseinheit 1 mit wenigstens einem Elektromotor 2, mit einem Differenzial 3 für zwei Abtriebswellen 4 und 5 und mit einem im Leistungsfluss zwischen dem Elektromotor 2 und dem Differenzial 3 angeordneten ersten Planetentrieb 6. Das Differenzial 3 ist von einer Antriebswelle 7, welche mit der Rotorwelle 7a des Elektromotors 2 verbunden ist, über den ersten Planetentrieb 6 um eine Antriebsrotationsachse 8 der Antriebswelle 7 antreibbar. 1 shows a circuit diagram of a drive unit 1 with at least one electric motor 2 , with a differential three for two output shafts 4 and 5 and with one in the power flow between the electric motor 2 and the differential three arranged first planetary drive 6 , The differential three is from a drive shaft 7 , which with the rotor shaft 7a of the electric motor 2 is connected, about the first planetary drive 6 about a drive rotation axis 8th the drive shaft 7 drivable.

In dem ersten Planetentrieb 6 stehen ein konzentrisch zur Rotationsachse 8 angeordnetes erstes Sonnenrad 9, mit Abstand zur Rotationsachse angeordnete erste Planetenräder 10 und ein konzentrisch zur Rotationsachse 8 angeordnetes erstes Hohlrad 11 miteinander im Zahneingriff. Die ersten Planetenräder 10 sind um die eigene Rotationsachse 12 drehbar an einem um die Rotationsachse 8 relativ zur Antriebswelle 7 drehbaren ersten Planetenträger 13 auf Planetenbolzen 14 gelagert.In the first planetary drive 6 are concentric with the axis of rotation 8th arranged first sun gear 9 , First planetary gears arranged at a distance from the axis of rotation 10 and concentric with the axis of rotation 8th arranged first ring gear 11 with each other in tooth engagement. The first planet wheels 10 are about their own axis of rotation 12 rotatable at one about the axis of rotation 8th relative to the drive shaft 7 rotatable first planet carrier 13 on planet pins 14 stored.

Ein zweites Sonnenrad 23 eines zweiten Planetentriebs 20 ist mit der Rotorwelle 7a direkt, alternativ mit einem Schaft oder einer Verbindungswelle drehfest verbunden. Das zweite Sonnenrad 23 kämmt mit zweiten Planetenrädern 24, die mit radialem Abstand zur Rotationsachse 8 des zweiten Sonnenrades 23 bzw. der Rotorwelle 7a drehbar an einem zweiten Planetenträger 25 gelagert sind. Außerdem kämmen die zweiten Planetenräder 24 mit dem zweiten Hohlrad 26. Der konzentrisch zur Rotationsachse 8 des zweiten Sonnenrades 23 angeordnete zweite Planetenträger 25 ist entweder direkt, über eine Welle oder über eine Kupplung mit einem dritten Sonnenrad 27 wirkverbunden.A second sun wheel 23 a second planetary drive 20 is with the rotor shaft 7a directly, alternatively rotatably connected to a shaft or a connecting shaft. The second sun wheel 23 meshes with second planetary gears 24 at a radial distance from the axis of rotation 8th of the second sun wheel 23 or the rotor shaft 7a rotatable on a second planetary carrier 25 are stored. In addition, the second planetary gears mesh 24 with the second ring gear 26 , The concentric to the rotation axis 8th of the second sun wheel 23 arranged second planet carrier 25 is either direct, via a shaft or via a clutch with a third sun gear 27 operatively connected.

Das dritte Sonnenrad 27 kämmt mit dritten Planetenrädern 28 des dritten Planetentriebs 30, die auch mit der Verzahnung des dritten Hohlrades 29 im Zahneingriff stehen. Die dritten Planetenräder 28 sind mit radialem Abstand zur Rotationsachse 8 des dritten Sonnenrades 27 an einem dritten Planetenträger 19 gelagert. Der dritte Planetenträger 19 ist konzentrisch zur Rotationsachse 8 des dritten Sonnenrades 27 angeordnet und über eine koaxial zum dritten Sonnenrad 27 angeordnete zweite Kupplung 21, die als Freilaufkupplung ausgebildet ist, mit dem ersten Planetenträger 13, der relativ zum dritten Planetenträger 19 um die Rotationsachse 8 drehbar ist, koppelbar wirkverbunden.The third sun wheel 27 meshes with third planetary gears 28 of the third planetary drive 30 that also with the teeth of the third ring gear 29 in mesh. The third planet wheels 28 are at a radial distance to the rotation axis 8th of the third sun wheel 27 at a third planet carrier 19 stored. The third planet carrier 19 is concentric with the axis of rotation 8th of the third sun wheel 27 arranged and coaxial with the third sun gear 27 arranged second clutch 21 , which is designed as an overrunning clutch, with the first planet carrier 13 that is relative to the third planet carrier 19 around the axis of rotation 8th is rotatable, coupled operatively connected.

Das Differenzial 3 ist ein klassisches Kegelraddifferenzial mit Ausgleichskegelrädern 16, die in dem als Summenwelle ausgeführten Differenzialkorb drehbar gelagert sind, mit Achswellenkegelrädern 17, die mit den Ausgleichkegelrädern 16 kämmen und die mit den Abtriebswellen 4 bzw. 5 drehbar verbunden sind. Das Differenzial kann alternativ ein Planetentrieb mit Stirnrädern sein, bei dem die Summenwelle das Gehäuse/ein Planetenträger ist, an dem oder in dem die Planetenräder drehbar gelagert sind.The differential three is a classic bevel gear differential with differential bevel gears 16 which are rotatably mounted in the differential cage constructed as a sum shaft, with Achswellenkegelrädern 17 that with the differential bevel gears 16 comb and those with the output shafts 4 respectively. 5 are rotatably connected. The differential may alternatively be a planetary gear with spur gears, in which the sum shaft is the housing / a planetary carrier on which or in which the planet gears are rotatably mounted.

Eine erste Kupplung 18 ist koaxial zum Elektromotor 2 zwischen der Rotorwelle 7a und der Antriebswelle 7 und somit dem Sonnenrad 9 angeordnet, so dass eine drehmomentfeste Verbindung zwischen der Rotorwelle 7a und dem Sonnenrad 9 wiederholt ein- und ausrückbar ist. Elektromotor 2, Kupplung 18 und Differenzial 3 (Rotationsachsen der Achswellenkegelräder 17) sind koaxial zueinander angeordnet.A first clutch 18 is coaxial with the electric motor 2 between the rotor shaft 7a and the drive shaft 7 and thus the sun wheel 9 arranged so that a torque-fixed connection between the rotor shaft 7a and the sun wheel 9 repeatedly engaged and disengaged. electric motor 2 , Clutch 18 and differential three (Rotary axes of the Achswellenkegelräder 17 ) are arranged coaxially with each other.

Die Hohlräder 11, 26 und 29 sind drehfest an einem nicht dargestellten Gehäuse der Antriebseinheit 1 gehalten.The ring gears 11 . 26 and 29 are non-rotatably on a housing, not shown, of the drive unit 1 held.

2: Die erste getriebliche Verbindung eines ersten Ganges zwischen dem Elektromotor 2 und der Summenwelle 15 ist durch den zweiten Planetentrieb 20, den dritten Planetentrieb 30, die zweite Kupplung 21 und durch den ersten Planetenträger 13 gebildet. Der Leistungsfluss ist durch Verlaufspfeile symbolisiert. Die erste Kupplung 18 ist offen und die Verbindung zwischen der Rotorwelle 7a und der Antriebswelle 7 ist getrennt. Die zweite Kupplung 21 ist gesperrt und somit eine drehfeste Verbindung zwischen dem dritten Planetenträger 19 und dem ersten Planetenträger 13 hergestellt. Die Rotorwelle 7a treibt das zweite Sonnenrad 23 an. Das zweite Sonnenrad 23 setzt die zweiten Planetenräder 24 in Bewegung, die sich an der Verzahnung des zweiten Hohlrades 26 abstützen. Die Planetenräder 24 treiben den zweiten Planetenträger 25 und damit das dritte Sonnenrad 27 an. Das dritte Sonnenrad 27 setzt die dritten Planetenräder 28 in Bewegung, die sich an der Verzahnung des dritten Hohlrades 29 abstützen. Die Planetenräder 28 treiben den dritten Planetenträger 19 und damit über die zweite Kupplung 21 den ersten Planetenträger 13 an. Der erste Planetenträger 13 ist drehfest mit der Summenwelle 15, also mit dem Gehäuse des Differenzials 3, gekoppelt. 2 : The first geared connection of a first gear between the electric motor 2 and the sum wave 15 is through the second planetary drive 20 , the third planetary drive 30 , the second clutch 21 and by the first planet carrier 13 educated. The power flow is symbolized by progress arrows. The first clutch 18 is open and the connection between the rotor shaft 7a and the drive shaft 7 is disconnected. The second clutch 21 is locked and thus a rotationally fixed connection between the third planet carrier 19 and the first planet carrier 13 produced. The rotor shaft 7a drives the second sun wheel 23 at. The second sun wheel 23 sets the second planet wheels 24 in motion, based on the teeth of the second ring gear 26 support. The planet wheels 24 drive the second planetary carrier 25 and with it the third sun wheel 27 at. The third sun wheel 27 sets the third planet wheels 28 in motion, based on the teeth of the third ring gear 29 support. The planet wheels 28 drive the third planet carrier 19 and thus on the second clutch 21 the first planet carrier 13 at. The first planet carrier 13 is non-rotatable with the sum shaft 15 So with the case of the differential three , coupled.

3: Die zweite getriebliche Verbindung eines zweiten Ganges zwischen dem Elektromotor 2 und der Summenwelle 15 ist durch den ersten Planetentrieb 6 über den ersten Planetenträger 13 gebildet. Der Leistungsfluss ist durch Verlaufspfeile symbolisiert. Die erste Kupplung 18 ist eingerückt und die Verbindung zwischen der Rotorwelle 7a und der Antriebswelle 7 ist hergestellt. Die zweite Kupplung 21 überholt frei und hebt somit eine drehfeste Verbindung zwischen dem dritten Planetenträger 19 und dem ersten Planetenträger 13 auf. Die Rotorwelle 7a treibt über die Antriebswelle 7 das erste Sonnenrad 9 an. Das erste Sonnenrad 9 setzt die ersten Planetenräder 10 in Bewegung, die sich an der Verzahnung des ersten Hohlrades 11 abstützen. Die Planetenräder 10 treiben den ersten Planetenträger 13 und damit die Summenwelle 15 an. three : The second gear connection of a second gear between the electric motor 2 and the sum wave 15 is through the first planetary drive 6 over the first planet carrier 13 educated. The power flow is symbolized by progress arrows. The first clutch 18 is engaged and the connection between the rotor shaft 7a and the drive shaft 7 is made. The second clutch 21 overtakes freely and thus raises a non-rotatable connection between the third planet carrier 19 and the first planet carrier 13 on. The rotor shaft 7a drives over the drive shaft 7 the first sun wheel 9 at. The first sun wheel 9 sets the first planet wheels 10 in motion, based on the teeth of the first ring gear 11 support. The planet wheels 10 drive the first planet carrier 13 and thus the sum wave 15 at.

Claims (8)

Antriebseinheit (1) mit einem Elektromotor (2), mit einem Differenzial (3) für zwei Abtriebswellen (4, 5) und mit einem im Leistungsfluss zwischen dem Elektromotor (2) und dem Differenzial (3) angeordneten ersten Planetentrieb (6), wobei der Leistungsfluss zwischen dem Elektromotor (2) und dem Differenzial (3) mittels wenigstens einer ersten Kupplung (18) wahlweise über eine erste getriebliche Verbindung oder eine zweite getriebliche Verbindung schaltbar ist, und wobei in der ersten getrieblichen Verbindung ein zweiter Planetentrieb (20) im Leistungsfluss zwischen dem Elektromotor (2) und einem dritten Planetentrieb (30) angeordnet ist, wobei der zweite Planetentrieb (20) mit dem dritten Planetentrieb (30) wirkverbunden und der dritte Planetentrieb (30) über wenigstens eine zweite Kupplung (21) mit einer Summenwelle (15) des Differenzials (3) gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kupplung (21) eine Freilaufkupplung ist.Drive unit ( 1 ) with an electric motor ( 2 ), with a differential ( three ) for two output shafts ( 4 . 5 ) and with a in the power flow between the electric motor ( 2 ) and the differential ( three ) arranged first planetary gear ( 6 ), wherein the power flow between the electric motor ( 2 ) and the differential ( three ) by means of at least one first clutch ( 18 ) is selectively switchable via a first geared connection or a second geared connection, and wherein in the first geared connection a second planetary drive ( 20 ) in the power flow between the electric motor ( 2 ) and a third planetary drive ( 30 ), wherein the second planetary drive ( 20 ) with the third planetary drive ( 30 ) and the third planetary drive ( 30 ) via at least one second clutch ( 21 ) with a sum wave ( 15 ) of the differential ( three ), characterized in that the second clutch ( 21 ) is a one-way clutch. Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten getrieblichen Verbindung der Elektromotor (2) und der erste Planetentrieb (6) über die ein- und ausrückbare erste Kupplung (18) miteinander und der erste Planetentrieb (6) mit der Summenwelle (15) gekoppelt ist.Drive unit according to claim 1, characterized in that in the second geared connection of the electric motor ( 2 ) and the first planetary drive ( 6 ) via the engageable and disengageable first clutch ( 18 ) and the first planetary drive ( 6 ) with the sum wave ( 15 ) is coupled. Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Planetentrieb (30) wenigstens über die zweite Kupplung (21) mit einem Element des ersten Planetentriebs (6) gekoppelt ist, wobei das Element mit der Summenwelle (15) wirkverbunden ist.Drive unit according to Claim 1, characterized in that the third planetary drive ( 30 ) at least via the second clutch ( 21 ) with an element of the first planetary drive ( 6 ), wherein the element with the sum wave ( 15 ) is operatively connected. Antriebseinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Element ein erster Planetenträger (13) ist, an dem mit einem ersten Sonnenrad (9) im Zahneingriff stehende erste Planetenräder (10) des ersten Planetentriebs (6) drehbar gelagert sind.Drive unit according to claim 3, characterized in that the element is a first planet carrier ( 13 ) at which with a first sun gear ( 9 ) meshing first planetary gears ( 10 ) of the first planetary drive ( 6 ) are rotatably mounted. Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationsachsen (8) eines erstes Sonnenrades (9), des ersten Planetentriebs (6), welches mit ersten Planetenrädern (10) im Zahneingriff steht, und eines zweiten Sonnenrades (23) des zweiten Planetentriebs (20), welches mit zweiten Planetenrädern (24) im Zahneingriff steht, eines dritten Sonnenrades (27), welches mit dritten Planetenrädern (28) im Zahneingriff steht, einer Rotorwelle (7a) des Elektromotors (2) sowie die Rotationsachse (8) der Summenwelle (15) parallel konzentrisch aufeinander liegen.Drive unit according to claim 1, characterized in that the axes of rotation ( 8th ) of a first sun gear ( 9 ), the first planetary drive ( 6 ), which with first planetary gears ( 10 ) is in meshing engagement, and a second sun gear ( 23 ) of the second planetary drive ( 20 ), which with second planetary gears ( 24 ) meshing with a third sun gear ( 27 ), which with third planetary gears ( 28 ) in meshing engagement, a rotor shaft ( 7a ) of the electric motor ( 2 ) as well as the axis of rotation ( 8th ) of the sum wave ( 15 ) are parallel to each other concentrically. Antriebseinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Planetentrieb (6) und der zweite Planetentrieb (20) sowie der dritte Planetentrieb (30) Hohlräder (11, 26, 29) aufweisen, welche jeweils mit den Planetenrädern (10, 24, 28) der jeweiligen Planetentriebe (6, 20, 30) im Zahneingriff stehen, wobei die Anzahl der Zähne von Hohlrad (11, 26, 29) zu Hohlrad (11, 26, 29) gleich ist.Drive unit according to claim 5, characterized in that the first planetary drive ( 6 ) and the second planetary drive ( 20 ) as well as the third planetary drive ( 30 ) Ring gears ( 11 . 26 . 29 ), which in each case with the planetary gears ( 10 . 24 . 28 ) of the respective planetary drives ( 6 . 20 . 30 ) are in meshing engagement, wherein the number of teeth of ring gear ( 11 . 26 . 29 ) to ring gear ( 11 . 26 . 29 ) is equal to. Antriebseinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Planetenräder (10) des ersten Planetentriebs (6) jeweils die gleiche Anzahl an Zähnen aufweisen wie jeweils die zweiten Planetenräder (24) des zweiten Planetentriebs (20).Drive unit according to claim 5, characterized in that the first planetary gears ( 10 ) of the first planetary drive ( 6 ) each have the same number of teeth as in each case the second planet gears ( 24 ) of the second planetary drive ( 20 ). Antriebseinheit nach Anspruch 5, 6 oder 7 dadurch gekennzeichnet, dass das erste Sonnenrad (9) des ersten Planetentriebs (6) die gleiche Anzahl an Zähnen aufweist wie das zweite Sonnenrad (24) des zweiten Planetentriebs (20).Drive unit according to claim 5, 6 or 7, characterized in that the first sun gear ( 9 ) of the first planetary drive ( 6 ) has the same number of teeth as the second sun gear ( 24 ) of the second planetary drive ( 20 ).
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