Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug, mit einer elektrischen Antriebsmaschine, die über eine Antriebswelle mit einer Getriebevorrichtung wirkverbunden ist, wobei die Getriebevorrichtung mindestens eine erste und zweite Planetenradstufe sowie eine Differentialstufe aufweist, wobei die erste Planeten radstufe einen ersten Planetenrad satz mit mehreren Planetenrädern aufweist, wobei die Planetenräder des ersten Pla netenradsatzes drehbar an einem ersten Planetenradträger angeordnet sind und mit einem ersten Sonnenrad sowie mit einem ersten Hohlrad im Zahneingriff stehen, wo bei die zweite Planetenradstufe einen zweiten Planetenradsatz mit mehreren Plane tenrädern aufweist, wobei die Planetenräder des zweiten Planetenradsatzes drehbar an einem zweiten Planetenradträger angeordnet sind und mit einem zweiten Sonnen rad sowie mit einem zweiten Hohlrad im Zahneingriff stehen, wobei die erste und die zweite Planetenradstufe mit einer Doppelkupplungsvorrichtung mit einer ersten und einer zweiten lastschaltbaren Kupplung wirkverbunden sind, wobei das erste Sonnen rad und das zweite Sonnenrad miteinander drehfest verbunden sind und die Antriebs welle mit den beiden Sonnenrädern wirkverbunden, insbesondere drehfest verbunden, ist.

Aus dem Stand der Technik sind bereits Antriebsvorrichtungen für Kraftfahrzeuge be kannt. Beispielsweise zeigt die DE 10 201 1 088 668 A1 eine Antriebsvorrichtung mit wenigstens einer elektrischen Antriebsmaschine, mit wenigstens einem ersten Plane tentrieb mit einer Schaltkupplung und mit einem Differenzial hervor. Eine Rotorwelle der Antriebsmaschine ist mit einer ersten Anschlusswelle des aus wenigstens drei An schlusswellen gebildeten Planetentriebs drehfest gekoppelt. Eine zweite Anschluss welle des ersten Planetentriebs ist mittels einer Schaltmuffe der Schaltkupplung ge gen ein Bauteil der Antriebsvorrichtung rotationsfest festlegbar. Eine dritte Anschluss welle des ersten Planetentriebs ist mit einer Summenwelle des Differenzials wirkver bunden. Die Schaltmuffe ist in formschlüssigen Eingriff entweder mit der zweiten An schlusswelle des ersten Planetentriebs oder in eine drehmomentenübertragende Wirkverbindung mit der Summenwelle des Differenzials verschiebbar. Auch offenbart die DE 10 2013 210 320 A1 ein Umlaufrädergetriebe zur Verzweigung der an einem Leistungseingang anliegenden Antriebsleistung auf einen ersten und auf einen zweiten Leistungsausgang. Dabei umfasst das Umlaufrädergetriebe eine erste Planetengetriebestufe die ein erstes Sonnenrad, einen ersten Planetensatz, einen ers ten Planetenradträger und ein erstes Hohlrad umfasst, und eine zweiten Planetenstufe die ein zweites Sonnenrad, einen zweiten Planetensatz, einen zweiten Planetenrad träger und ein zweites Hohlrad umfasst. Das erste Hohlrad fungiert als Leistungsein gang und das erste Sonnenrad ist mit dem zweiten Sonnenrad drehfest gekoppelt.

Der zweite Planetenradträger ist stationär festgelegt. Der erste Planetenradträger stellt den ersten Leistungsausgang dar und das zweite Hohlrad stellt den zweiten Leistungsausgang dar.

Die CN 109 099 131 A zeigt zwei Planetenradstufen, wobei deren Hohlräder jeweils über eine Bremse gestellfest gesetzt werden können und der eine Planetenradträger der einen Planetenradstufe mit dem Hohlrad der andere Planetenradstufe fest gekop pelt ist.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug wei- terzuentwickelt, wobei der Fokus auf einer möglichst einfachen Getriebestruktur mit vielen Gleichteilen und passender Übersetzungsaufteilung bzw. Spreizung liegt.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Anspruch 1 und 5 gelöst.

Die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug umfasst eine elektri sche Antriebsmaschine, die über eine Antriebswelle mit einer Getriebevorrichtung wirkverbunden ist.

Die Getriebevorrichtung weist mindestens eine erste und zweite Planetenradstufe so wie eine Differentialstufe auf, wobei die erste Planetenradstufe einen ersten Planeten radsatz mit mehreren Planetenrädern aufweist, wobei die Planetenräder des ersten Planetenradsatzes drehbar an einem ersten Planetenradträger angeordnet sind und mit einem ersten Sonnenrad sowie mit einem ersten Hohlrad im Zahneingriff stehen, wobei die zweite Planetenradstufe einen zweiten Planetenradsatz mit mehreren Pla netenrädern aufweist, wobei die Planetenräder des zweiten Planetenradsatzes dreh bar an einem zweiten Planetenradträger angeordnet sind und mit einem zweiten Son nenrad sowie mit einem zweiten Hohlradrad im Zahneingriff stehen, und wobei die erste und die zweite Planetenradstufe mit einer Doppelkupplungsvorrichtung mit einer ersten und einer zweiten lastschaltbaren Kupplung wirkverbunden sind.

Unter dem Begriff„wirkverbunden“ ist dabei zu verstehen, dass zwei Getriebeele mente zur Drehmomentübertragung direkt miteinander verbunden sein können, oder dass sich zwischen zwei Getriebeelementen zur Drehmomentübertragung noch wei tere Getriebeelemente befinden, beispielsweise eine Welle oder mehrere Wellen oder Zahnräder. Zwei miteinander im Zahneingriff stehende bzw. kämmende Zahnräder sind zur Übertragung eines Drehmoments und einer Drehzahl von dem einen Zahnrad auf das andere Zahnrad vorgesehen. Unter einem Zahnrad sind beispielsweise ein Sonnenrad, ein Hohlrad sowie ein Planetenrad eines Planetenradsatzes zu verstehen.

Unter einer Doppelkupplungsvorrichtung ist eine Vorrichtung mit zwei lastschaltbaren Kupplungen zu verstehen. Ferner ist unter dem Begriff„lastschaltbare Kupplung” eine Vorrichtung zu verstehen, die zumindest einen geöffneten und einen geschlossenen Zustand aufweist und unter Last zwischen den mindestens zwei Zuständen schaltbar ist. Im geöffneten Zustand überträgt die Kupplung kein Drehmoment.

In einer ersten Ausführung der Erfindung kann der erste Planetenradträger über die erste Kupplung ortsfest mit einem Gehäuse verbindbar sein und das erste Hohlrad über die zweite Kupplung ortsfest mit dem Gehäuse verbindbar sein. Zudem ist es da bei zweckmäßig, wenn der zweite Planetenradträger mit der Differentialstufe wirkver bunden ist.

Mit anderen Worten ausgedrückt, kann die Doppelkupplungsvorrichtung eingangssei tig ortsfest mit dem Gehäuse angeordnet sein und kann dabei wahlweise den ersten Planetenradträger bzw. das erste Hohlrad ortsfest mit dem Gehäuse verbinden. Aus gangsseitig ist der zweite Planetenradträger mit der Differentialstufe wirkverbunden, so dass das Drehmoment über den zweiten Planetenradträger auf die Differentialstufe übertragen wird. Alternativ kann in einer zweiten Ausführung der Erfindung der zweite Planetenradträ ger über die erste Kupplung mit der Differentialstufe wirkverbindbar sein und das zweite Hohlrad über die zweite Kupplung mit der Differentialstufe wirkverbindbar sein. Dabei kann vorzugsweise das erste Hohlrad ortsfest mit dem Gehäuse verbunden sein.

Mit anderen Worten ausgedrückt, kann die Doppelkupplungsvorrichtung ausgangssei tig angeordnet sein und dabei wahlweise den zweiten Planetenradträger oder das zweite Hohlrad mit der Differentialstufe wirkverbinden. Die Getriebevorrichtung stützt sich dabei ortsfest über das erste Hohlrad in dem Gehäuse ab.

Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und wer den nachfolgend näher erläutert.

Es ist von Vorteil, wenn die Verzahnung des ersten Sonnenrads identisch mit der Verzahnung des zweiten Sonnenrads ausgeführt ist, d.h. wenn das erste Sonnenrad dieselbe Verzahnung aufweist als die zweite Verzahnung. Dadurch können die beiden Sonnenräder identisch gefertigt werden, was die Fertigungskosten verringert.

Vorzugsweise kann somit die Antriebswelle mit dem ersten Sonnenrad und dem zwei ten Sonnenrad als integrales Bauteil einstückig ausgeführt werden, so dass die Mon tage der Getriebevorrichtung erleichtert werden kann.

In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform kann der erste Planetenradträger dreh fest mit dem zweiten Hohlrad verbunden sein.

Die erste und zweite Kupplung der Doppelkupplungsvorrichtung können vorzugsweise als Reibkupplung ausgebildet sein. Ferner können die beiden Kupplungen bevorzugt koaxial zueinander angeordnet sein. Insbesondere kann die jeweilige Kupplung von einem jeweiligen Aktuator betätigt werden, um ein Öffnen oder Schließen der jeweili gen Kupplung einzuleiten. Der Aktuator kann hydraulisch, elektromechanisch, elektro magnetisch oder beispielsweise auch pneumatisch betätigbar ausgeführt sein. Dabei ist es zweckmäßig, wenn ein Öffnen beider Kupplungen zugleich eine Leis tungsabschaltung realisieren kann. Ein Schließen der ersten Kupplung und ein Öffnen der zweiten Kupplung kann eine erste Getriebeübersetzung realisieren, wohingegen ein Schließen der zweiten Kupplung und ein Öffnen der ersten Kupplung eine zweite Getriebeübersetzung realisieren kann. Um einen weitestgehend zugkraftunterbre chungsfreien Schaltvorgang von der einen Kupplung zur anderen Kupplung zu ge währleisten, kann die eine Kupplung in einem zeitlichen Übergangsbereich, während sich die andere schließt, öffnen. Über den Schlupf in den Kupplungen, ausgebildet als Reibkupplungen, kann so eine drehmomentunterbrechungsfreie Umschaltung zwi schen zwei Getriebestufen stattfinden, welche als zugkraftunterbrechungsfreier Um schaltmodus zwischen zwei Getriebestufen vom Betreiber der Antriebsvorrichtung wahrgenommen werden kann, wodurch wiederum der Schaltkomfort für den Betreiber der Antriebvorrichtung gesteigert wird. Vorzugsweise ist die erste Getriebeüberset zung ungleich der zweiten Getriebeübersetzung. Beispielsweise kann die erste Getrie beübersetzung größer als die zweite Getriebeübersetzung sein. Alternativ kann die erste Getriebeübersetzung kleiner als die zweite Getriebeübersetzung sein.

Gemäß einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung kann die elektrische Antriebsma schine einen Stator und einen Rotor aufweisen, wobei der Rotor drehfest mit der An triebswelle verbunden ist. Die Antriebswelle kann dabei als Rotorwelle ausgebildet sein oder es besteht ein Achsversatz zwischen der Antriebs- und der Rotorwelle, wo bei eine Drehmomentübertragungsvorrichtung (Getriebe) zwischen beiden Wellen an geordnet ist.

Ferner kann die Differentialstufe bevorzugt als Stirnraddifferential ausgebildet sein, wobei die Differentialstufe dazu vorgesehen ist, eine Antriebsleistung der Antriebsma schine auf eine erste und zweite Abtriebswelle zu verteilen.

Die Antriebsmaschine kann koaxial oder achsparallel zur Differentialstufe angeordnet sein. Insbesondere kann die Antriebsmaschine und/oder die Antriebswelle achsparal lel zu den beiden Abtriebswellen angeordnet sein, wobei achsparallel bedeutet, dass ein Achsversatz zwischen Antriebswelle und Abtriebswellen vorhanden ist. Dadurch kann der axiale Bauraum der Antriebsvorrichtung reduziert werden. Wenn die Antriebswelle koaxial zu den beiden Abtriebswellen angeordnet ist, kann die Antriebswelle als Hohlwelle ausgebildet sein, wobei eine der beiden Abtriebswellen axial durch die Antriebswelle geführt ist. Vorzugsweise sind die beiden Abtriebswellen dabei auf einer gemeinsamen Antriebsachse angeordnet.

Weiterhin ist es bevorzugt, wenn zwischen der Antriebswelle und der Getriebevorrich tung, insbesondere der ersten Planetenradstufe, ein zusätzliches Reduziergetriebe angeordnet ist. Alternativ kann das Reduziergetriebe auch zwischen der Getriebevor richtung, insbesondere der zweiten Planetenradstufe, und der Differentialstufe ange ordnet sein. Das zusätzliche Reduziergetriebe bietet dabei eine Möglichkeit, einfach den realisierbaren Übersetzungsverhältnisbereich zu vergrößern.

Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung anhand der Figu ren näher dargestellt. Die Figuren zeigen jeweils eine vereinfachte schematische Dar stellung zur Veranschaulichung des Aufbaus erfindungsgemäßer Antriebsvorrichtun gen. Es zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung in achsparalleler Bauweise, und

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung in achsparalleler Bauweise.

Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Ver ständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen ver sehen. Die Merkmale der einzelnen Ausführungsformen können untereinander ausge tauscht werden.

Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung 1 in achsparalleler Bauweise.

Die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung 1 für ein - hier nicht dargestelltes - Kraft fahrzeug weist eine - hier nicht dargestellte - elektrische Antriebsmaschine und eine Getriebevorrichtung 3 auf. Die elektrische Antriebsmaschine weist einen Stator sowie einen Rotor auf. Eine Antriebsleistung der elektrischen Antriebsmaschine wird über eine Antriebswelle 2, die zwischen der elektrischen Antriebsmaschine und der Getrie bevorrichtung 3 angeordnet und als Rotorwelle ausgebildet ist, in die Getriebevorrich tung 3 eingeleitet.

Die Getriebevorrichtung 3 umfasst eine erste und zweite Planetenradstufe 4, 5 sowie eine Differentialstufe 6. Die erste Planetenradstufe 4 weist einen ersten Planetenrad satz mit mehreren Planetenrädern 7a auf, welche drehbar an einem ersten Planeten radträger 8a angeordnet sind und mit einem ersten Sonnenrad 9a sowie mit einem ersten Hohlrad 10a im Zahneingriff stehen. Mithin kämmen die Planetenräder 7a des ersten Planetenradsatzes radial zwischen dem ersten Sonnenrad 9a und dem ersten Hohlrad 10a. Die Antriebswelle 2 ist drehfest mit dem ersten Sonnenrad 9a verbun den. Die zweite Planetenradstufe 5 weist einen zweiten Planetenradsatz mit mehreren Planetenrädern 7b auf, welche drehbar an einem zweiten Planetenradträger 8b ange ordnet sind und mit einem zweiten Sonnenrad 9b sowie mit einem zweiten Hohlrad 10b im Zahneingriff stehen. Mithin kämmen die Planetenräder 7b des zweiten Plane tenradsatzes radial zwischen dem zweiten Sonnenrad 9b und dem zweiten Hohlrad 10b. Die Antriebswelle 2 ist ebenfalls drehfest mit dem ersten Sonnenrad 9a verbun den.

Des Weiteren ist eine Doppelkupplungsvorrichtung 11 mit einer ersten Kupplung 12a und einer zweiten Kupplung 12b vorgesehen. Ein Schließen der ersten Kupplung 12a und ein Öffnen der zweiten Kupplung 12b realisiert eine erste Getriebeübersetzung, wobei ein Schließen der zweiten Kupplung 12b und ein Öffnen der ersten Kupplung 12a eine zweite Getriebeübersetzung realisiert. Die erste Getriebeübersetzung ist un gleich der zweiten Getriebeübersetzung. Durch ein Öffnen beider Kupplungen 12a,

12b wird eine Leistungsabschaltung realisiert. In der ersten Ausführungsform ist die Doppelkupplungsvorrichtung 11 eingangsseitig in der Getriebevorrichtung 3 angeord net, die erste Kupplung 12a ist drehfest (dauerhaft) mit dem ersten Planetenradträger 8a verbunden und die zweite Kupplung 12b ist drehfest mit dem ersten Hohlrad 10a verbunden. Ausgangsseitig ist in der ersten Ausführungsform zwischen der zweiten Planetenrad stufe 5 und der Differentialstufe 6, welche das Drehmoment auf zwei Abtriebswellen 13a, 13b verteilt, ein zusätzliches, als Stirnradstufe ausgebildetes Reduziergetriebe 14 zwischengeschaltet. Alternativ kann das Reduziergetriebe 14 jedoch auch eingangs seitig zwischen der elektrischen Antriebsmaschine und der Getriebevorrichtung 3 vor geschaltet sein.

Das Drehmoment der elektrischen Antriebsmaschine lässt die Antriebswelle 2 und das damit integral ausgebildete erste Sonnenrad 9a bzw. zweite Sonnenrad 9b rotieren. Wenn nun die erste Kupplung 12a geschlossen wird (erste Getriebeübersetzung), wird in der ersten Ausführungsform der erste Planetenradträger 8a und das mit diesem drehfest verbundene zweite Hohlrad 10b über die mit einem Gehäuse 15 ortsfest ver bundene Doppelkupplungsvorrichtung 11 stationär in dem Gehäuse 15 festgelegt. So mit wälzen die Planetenräder 7a der ersten Planetenradstufe 4, im Wesentlichen ohne Drehmoment zu übertragen, an dem ersten Sonnenrad 9a ab. Mit anderen Worten ausgedrückt, läuft die erste Planetenradstufe 4 bei der ersten Getriebeübersetzung im „Leerlauf“ und überträgt kein Drehmoment. Aufgrund des gestellfesten zweiten Hohl- rads 10b wälzen die Planetenräder 7b am zweiten Hohlrad 10b ab und drehen somit den zweiten Planetenradträger 8b richtungsgleich mit dem Sonnenrad 9b. Über den zweiten Planetenradträger 8b wird das aus der zweiten Planetenradstufe 5 austre tende Drehmoment über das Reduziergetriebe 14 in die Differentialstufe 6 eingeleitet und weiter an die Abtriebswellen 13a und 13b verteilt.

Die zweite Getriebeübersetzung (Schließen der zweiten Kupplung 12b) wandelt die erste Planetenradstufe 4 in ein Standgetriebe (Zweiwellengetriebe) mit einer Stand übersetzung, wobei das Eingangsdrehmoment über das erste Sonnenrad 9a eingelei tet und das Ausgangsdrehmoment über das mit dem ersten Planetenradträger 8a drehfest verbundene, zweite Hohlrad 10b ausgeleitet wird. Die Planetenräder 7a der ersten Planetenradstufe 4 wälzen dabei an dem bei Schließen der zweiten Kupplung 12b gehäusefesten, ersten Hohlrad 10a ab und drehen somit den ersten Planetenrad träger 8a und das zweite Hohlrad 10b, wodurch wiederum der zweite Planetenradträ ger 8b zu rotieren beginnt und das eingeleitete Drehmoment über das Reduzierge triebe 14 und die Differentialstufe 6 auf die Abtriebswellen 13a, 13b verteilt. Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung 1 in achsparalleler Bauweise. Es wird im Folgenden nur auf die Unterschiede zur in Fig. 1 dargestellten, ersten Ausführungsform eingegangen.

Im Gegensatz zur ersten Ausführungsform, ist in der zweiten Ausführungsform die Doppelkupplungsvorrichtung 1 1 ausgangsseitig zwischen der zweiten Planetenrad stufe 5 und dem Reduziergetriebe 14 angeordnet. Die erste Kupplung 12a verbindet dabei drehfest den zweiten Planetenradträger 8b mit dem Reduziergetriebe 14 und die zweite Kupplung 12b verbindet das zweite Flohlrad 10b und den damit drehfest verbundenen, ersten Planetenradträger 8a drehfest mit dem Reduziergetriebe 14, so dass das Drehmoment wahlweise über den zweiten Planetenradträger 8b (erste Ge triebeübersetzung) bzw. das zweite Flohlrad 10b (zweite Getriebeübersetzung) auf das Reduziergetriebe 14 und die Differentialstufe 6 übertragen und somit auf die Ab triebswellen 13a, 13b weitergeleitet werden kann. Des Weiteren ist in der zweiten Ausführungsform das erste Flohlrad 10a ortsfest in dem Gehäuse 15 abgestützt.

Wenn nun die erste Kupplung 12a geschlossen wird, wird der zweite Planetenradträ ger 8b, wie vorstehend beschrieben, drehfest mit dem Reduziergetriebe 14 verbun den. Das von der elektrischen Antriebsmaschine über die Antriebswelle 2 eingeleitete Drehmoment wird durch Abwälzen der Planetenräder 7a an dem gehäusefesten ers ten Flohlrad 10a über das erste Sonnenrad 9a auf den ersten Planetenradträger 8a und das zweite Flohlrad 10b übertragen und treibt somit den zweiten Planetenradträ ger 8b.

Bei der zweiten Getriebeübersetzung (Schließen der zweiten Kupplung 12b) wird das Drehmoment über das erste Sonnenrad 9a über die an dem gehäusefesten, ersten Flohlrad 10a abkämmenden Planetenräder 7a auf den ersten Planetenradträger 8a übertragen. Aufgrund der drehfesten Verbindung zwischen dem ersten Planetenrad träger 8a und dem zweiten Flohlrad 10b wird das Drehmoment über die geschlossene zweite Kupplung 12b auf das Reduziergetriebe 14 und die Differentialstufe 6 weiterge leitet, wo es schließlich auf die Abtriebswellen 13a, 13b verteilt wird.

Vorstehend wurden exemplarisch zwei Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung 1 beschrieben. Jedoch ist selbstverständlich, dass die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt wird, sondern vielmehr durch den in den Ansprü chen festgelegten Schutzbereich bestimmt wird.

So sind die Antriebsvorrichtungen gemäß den vorstehend beschriebenen Ausfüh- rungsformen achsparallel ausgeführt. Jedoch kann eine erfindungsgemäße Antriebs vorrichtung auch koaxial ausgeführt sein, d.h. die Antriebsmaschine ist koaxial zur Dif ferentialstufe angeordnet. Insbesondere können dabei die Abtriebswellen koaxial in einer als Hohlwelle ausgeführten Antriebswelle geführt sein. Auch ist in den vorstehend beschriebenen Antriebsvorrichtungen das Reduzierge triebe ausgangsseitig zwischen der zweiten Planetenradstufe und der Differentialstufe angeordnet. Alternativ kann das Reduziergetriebe jedoch auch eingangsseitig zwi schen der elektrischen Antriebsmaschine und der Getriebevorrichtung zwischenge schaltet sein oder weggelassen werden.

Bezuqszeichenliste

1 Antriebsvorrichtung

2 Antriebswelle

3 Getriebevorrichtung

4 erste Planetenradstufe

5 zweite Planetenradstufe

6 Differentialstufe

7a erstes Planetenrad/-räder

7b zweites Planetenrad/-räder

8a erster Planetenradträger

8b zweiter Planetenradträger

9a erstes Sonnenrad

9b zweites Sonnenrad

10a erstes Hohlrad

10b zweites Hohlrad

1 1 Doppelkupplungsvorrichtung

12a erste Kupplung

12b zweite Kupplung

13a, 13b Reduziergetriebe

14 Reduziergetriebe

15 Gehäuse