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Title:
MODULAR DRIVE ASSEMBLY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/161920
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a modular drive assembly for driving a drive axle of a motor vehicle, comprising: an input shaft (10); a power splitting unit (1) for driving a first and second output shaft (7, 8), wherein the power splitting unit has a drive (4) for transmitting a rotational movement and a module interface; a first transmission module (2) having a first input part (20) that can be drivingly connected to the input shaft (10) and an output part (5) that can be connected to the drive (4); and a second transmission module (3) having a second input part (30) that can be drivingly connected to the input shaft (10) and an output part (5) that can be connected to the drive (4); wherein either the first transmission module (2) or the second transmission module (3) is connected to the module interface, wherein the first transmission module (2) has a fixed transmission ratio between the input shaft (10) and the drive (4), and wherein the second transmission module (3) has a variable transmission ratio between the input shaft (10) and the drive (4).

Inventors:
HAUPT, Jan (Im Käulchen 21, Kürten, 51515, DE)
Application Number:
EP2018/054563
Publication Date:
August 29, 2019
Filing Date:
February 23, 2018
Export Citation:
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Assignee:
GKN AUTOMOTIVE LTD. (Ipsley House, Ipsley Church Lane, Redditch Worcestershire B98 0AJ, B98 0AJ, GB)
International Classes:
B60K17/02; B60K17/04; B60K17/16; F16H1/02; F16H1/06; F16H1/28
Domestic Patent References:
WO2012007030A12012-01-19
WO2017157479A12017-09-21
WO2004068000A12004-08-12
WO2015149875A12015-10-08
WO2017157479A12017-09-21
Foreign References:
US20140135169A12014-05-15
Attorney, Agent or Firm:
NEUMANN MÜLLER OBERWALLENEY & PARTNER PATENTANWÄLTE (Overstolzenstr. 2a, Köln, 50677, DE)
Download PDF:
Claims:
Ipsley House Be/- (2018000386) Ipsley Church Lane Q17022WO00 Redditch, Worcestershire B98 0AJ

United Kingdom

Modulare Antriebsanordnung

Ansprüche

1. Modulare Antriebsanordnung zum Antreiben einer Antriebsachse eines Kraft fahrzeugs, umfassend:

eine Eingangswelle (10),

eine Leistungsverzweigungseinheit (1 ) zum Antreiben einer ersten Ausgangs welle (7) und einer zweiten Ausgangswelle (8), wobei die Leistungsverzwei gungseinheit einen Antrieb (4) zum Übertragen einer Drehbewegung und eine Modulschnittstelle aufweist,

ein erstes Übersetzungsmodul (2), wobei das erste Übersetzungsmodul ein mit der Eingangswelle (10) antriebsverbindbares erstes Eingangsteil (20) aufweist, und wobei das erste Übersetzungsmodul ein mit dem Antrieb (4) verbindbares Ausgangsteil (5) aufweist,

ein zweites Übersetzungsmodul (3), wobei das zweite Übersetzungsmodul ein mit der Eingangswelle (10) antriebsverbindbares zweites Eingangsteil (30) auf weist, und wobei das zweite Übersetzungsmodul ein mit dem Antrieb (4) ver bindbares Ausgangsteil (5) aufweist,

wobei entweder das erste Übersetzungsmodul (2) mit der Modulschnittstelle verbunden ist, oder das zweite Übersetzungsmodul (3) mit der Modulschnitt stelle verbunden ist,

wobei das erste Übersetzungsmodul (2) ein festes Übersetzungsverhältnis zwi schen der Eingangswelle (10) und dem Antrieb (4) aufweist, und

wobei das zweite Übersetzungsmodul (3) ein variables Übersetzungsverhältnis zwischen der Eingangswelle (10) und dem Antrieb (4) aufweist.

2. Modulare Antriebsanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (4) eine Zwischenwelle (6) aufweist, wobei die Zwischenwelle von dem Ausgangsteil (5) des ersten Übersetzungsmoduls (2) oder des zweiten Übersetzungsmoduls (3) drehend angetrieben ist.

3. Modulare Antriebsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenwelle (6) als Hohlwelle ausgeführt ist und als Modulschnittstelle eine Steckverbindung (22) zum drehfesten Verbinden mit dem Ausgangsteil (5) des ersten Übersetzungsmoduls oder des zweiten Übersetzungsmoduls auf weist.

4. Modulare Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch ge kennzeichnet, dass die Leistungsverzweigungseinheit (1 ) als eine Doppelkupp lungseinheit (16) oder als Differential ausgeführt ist, wobei ein Kupplungskorb (15) der Doppelkupplungseinheit oder ein Differentialkorb des Differentials von der Zwischenwelle (6) drehend angetrieben ist.

5. Modulare Antriebsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein von der Doppelkupplungseinheit auf die erste Ausgangswelle (7) übertrag bares erstes Drehmoment und ein von der Doppelkupplungseinheit auf die zweite Ausgangswelle (8) übertragbares zweites Drehmoment unabhängig voneinander variabel einstellbar sind.

6. Modulare Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Übersetzungsmodul (2) und das zweite Übersetzungsmodul (3) jeweils ein Modulgehäuse (41 ) aufweisen, wo bei das jeweilige Eingangsteil an dem jeweiligen Modulgehäuse drehbar gela gert ist.

7. Modulare Antriebsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Modulgehäuse (31 ) des ersten Übersetzungsmoduls (2) und des zweiten Übersetzungsmoduls (3) jeweils ein Lager (12) zur drehbaren Lagerung der Eingangswelle (10) aufweisen.

8. Modulare Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Modulschnittstelle eine Lagerung aufweist, wobei das mit der Modulschnittstelle verbundene erste Übersetzungsmodul (2) oder zweite Übersetzungsmodul (3) zwischen dem jeweiligen Eingangsteil und dem jeweiligen Ausgangsteil drehbar durch die Lagerung gelagert ist.

9. Modulare Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingangsteil (20) des ersten Übersetzungs moduls (2) als Zahnrad ausgeführt ist.

10. Modulare Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweiten Übersetzungsmodul (3) zwei Über setzungsstufen mit unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen aufweist.

1 1. Modulare Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingangsteil (30) des zweiten Überset zungsmoduls (3) als Hohlrad (42) eines Planetengetriebes ausgeführt ist, wo bei das Hohlrad eine Außenverzahnung aufweist.

12. Modulare Antriebsanordnung nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Planetenträger (44) des Planetengetriebes fest mit dem Ausgangsteil (5) des zweiten Übersetzungsmoduls (3) verbunden ist.

13. Modulare Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zentralrad (45) des Planetengetriebes drehbar an dem Modulgehäuse (41 ) gelagert ist, wobei eine erste Kupplung (36) dazu vor gesehen ist, eine Drehmomentübertragung von dem Zentralrad auf das Modul gehäuse wahlweise zuzulassen oder zu trennen.

14. Modulare Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Kupplung (37) dazu vorgesehen ist, eine Drehmomentübertragung von dem Hohlrad (42) auf das Zentralrad (45) oder auf den Planetenträger (44) wahlweise zuzulassen oder zu trennen.

15. Modulare Antriebsanordnung nach den Ansprüchen 10, 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Übersetzungsstufe die erste Kupplung (36) das Zentralrad (45) drehtest mit dem Modulgehäuse (41 ) verbindet und die zweite Kupplung (37) das Hohlrad (42) von dem Zentralrad (45) oder Planeten träger (44) trennt, wobei in der zweiten Übersetzungsstufe die erste Kupplung (36) das Zentralrad (45) von dem Modulgehäuse (41 ) trennt und die zweite Kupplung (37) das Hohlrad (42) drehfest mit dem Zentralrad (45) oder mit dem Planetenträger (44) verbindet.

Description:
Modulare Antriebsanordnung

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine modulare Antriebsanordnung zum Antreiben einer An triebsachse eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs mit Elektroan- trieb. Ein Elektroantrieb kann als alleiniger Antrieb für ein Kraftfahrzeug dienen oder zusätzlich zu einem Verbrennungsmotor vorgesehen sein, wobei der Elektroantrieb und der Verbrennungsmotor jeweils für sich, oder gemeinsam überlagert das Kraft fahrzeug antreiben können. Derartige Antriebskonzepte werden auch als„Hybridan trieb" bezeichnet.

Üblicherweise umfasst ein Elektroantrieb einen Elektromotor sowie ein nachgelagertes Untersetzungsgetriebe, das eine Drehbewegung vom Schnellen ins Langsame über setzt. Vom Untersetzungsgetriebe wird das Drehmoment auf den Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs übertragen. Hierfür teilt ein dem Untersetzungsgetriebe im Drehmo- mentfluss nachgelagertes Differentialgetriebe das eingeleitete Drehmoment auf zwei Ausgangswellen zum Antreiben der Fahrzeugräder auf. Die beiden Ausgangswellen des Differentialgetriebes haben untereinander eine ausgleichende Wirkung, das heißt dreht eine der beiden Ausgangswellen schneller, so dreht die andere Ausgangswelle entsprechend langsamer, und umgekehrt.

Elektrische Achssysteme müssen aufgrund der maximal zulässigen Drehzahl des Elektromotors und der angewandten Übersetzung bei hohen Fahrgeschwindigkeiten abgekoppelt werden. Elektroantriebe mit Mehrganggetriebe mit Kupplungsschaltung benötigen einen erheblichen baulichen Aufwand für die Kupplungen und die Aktuato- rik. Mehrganggetriebe mit Synchronisiereinheit erfordern hohe Schaltkräfte, was hohe Anforderungen an den Aktuator stellt. Aus der WO 2015/149875 A1 ist beispielsweise ein Verfahren zum Steuern einer Ak- tuierungsanordnung für eine Kupplung bekannt, das ein komfortables oder schnelles Schalten und eine Kompensation von Lageveränderungen durch veränderliche Tole ranzlagen der Einzelteile und Verschleiß während der Lebensdauer ermöglicht.

Aus der WO 2017/157479 A1 ist ein Elektroantrieb bekannt, mit dem eine gezielt steu erbare Drehmomentverteilung auf die beiden Achswellen ermöglicht wird und der gleichzeitig einfach und kompakt aufgebaut ist. Elektrische Achssysteme müssen auf grund der maximal zulässigen Drehzahl des Elektromotors und der angewandten Übersetzung bei hohen Fahrgeschwindigkeiten abgekoppelt werden. Der Elektroan trieb zum Antreiben einer Antriebsachse eines Kraftfahrzeugs umfasst eine elektrische Maschine mit einer als Hohlwelle ausgebildeten Motorwelle, eine Getriebeeinheit mit einer Getriebewelle, die von der Motorwelle drehend antreibbar ist, eine Doppelkupp lungseinheit mit einem von der Getriebewelle drehend antreibbaren Kupplungskorb, einem ersten Lamellenpaket und einer ersten Kupplungsnabe zum Antreiben einer ersten Ausgangswelle, sowie einem zweiten Lamellenpaket und einer zweiten Kupp lungsnabe zum Antreiben einer zweiten Ausgangswelle, wobei eine der beiden Aus gangswellen sich durch die Hohlwelle der elektrischen Maschine hindurch erstreckt. Ein erster Aktuator beaufschlagt das erste Lamellenpaket und ein zweiter Aktuator das zweite Lamellenpaket; wobei der erste Aktuator und der zweite Aktuator unabhängig voneinander mittels einer Steuereinheit steuerbar sind, so dass ein vom ersten Lamel lenpaket auf die erste Kupplungsnabe übertragbares erstes Drehmoment und ein vom zweiten Lamellenpaket auf die zweite Kupplungsnabe übertragbares zweite Drehmo ment unabhängig voneinander variabel einstellbar sind. Ein Vorteil des Elektroantriebs besteht darin, dass mittels der Doppelkupplungsanordnung eine variable Drehmo mentverteilung auf die beiden Ausgangswellen ermöglicht wird. Ein Differentialge triebe zur Drehmomentverteilung auf die beiden Ausgangswellen ist nicht erforderlich.

Es besteht also eine breite Vielfalt an unterschiedlichen Getriebetypen, welche je nach Bedarf und Anwendung zum Einsatz kommen können. Der Aufwand für die Bereitstel lung entsprechend unterschiedlicher Antriebsanordnungen ist sowohl während der Entwicklungsphase, wie auch bei der Fertigung erheblich. Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Antriebsanordnung zum Antreiben ei ner Antriebsachse eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs mit Elekt roantrieb bereitzustellen, die geeignet ist den Aufwand für die Bereitstellung unter schiedlicher Antriebsanordnungen zu verringern.

Die Aufgabe wird durch eine modulare Antriebsanordnung gemäß Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen und vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Die modulare Antriebsanordnung dient zum Antreiben einer Antriebsachse eines Kraft fahrzeugs, insbesondere als alleiniger Antrieb dieser Antriebsachse, beispielsweise durch einen Elektroantrieb. Mindestens eine weitere Antriebsachse des Kraftfahrzeugs kann von einer weiteren Antriebseinheit mit separater Antriebsquelle, beispielsweise einem Verbrennungsmotor angetrieben werden. Eine mechanische Antriebsverbin- düng zwischen den beiden Antriebssystemen ist nicht explizit vorgesehen, wird aber auch nicht grundsätzlich ausgeschlossen.

Die erfindungsgemäße modulare Antriebsanordnung umfasst eine Eingangswelle und eine Leistungsverzweigungseinheit zum Antreiben einer ersten Ausgangswelle und ei- ner zweiten Ausgangswelle, wobei die Leistungsverzweigungseinheit einen Antrieb zum Übertragen einer Drehbewegung und eine Modulschnittstelle aufweist. Des Wei teren umfasst die erfindungsgemäße modulare Antriebsanordnung ein erstes Überset zungsmodul, wobei das erste Übersetzungsmodul ein mit der Eingangswelle antriebs verbindbares erstes Eingangsteil aufweist, und wobei das erste Übersetzungsmodul ein mit dem Antrieb verbindbares Ausgangsteil aufweist, sowie ein zweites Überset zungsmodul, wobei das zweite Übersetzungsmodul ein mit der Eingangswelle an triebsverbindbares zweites Eingangsteil aufweist, und wobei das zweite Überset zungsmodul ein mit dem Antrieb verbindbares Ausgangsteil aufweist. Erfindungsge mäß ist vorgesehen, dass entweder das erste Übersetzungsmodul mit der Modul- Schnittstelle verbunden ist, oder das zweite Übersetzungsmodul mit der Modulschnitt stelle verbunden ist, wobei das erste Übersetzungsmodul ein festes Übersetzungsver hältnis zwischen der Eingangswelle und dem Antrieb aufweist und wobei das zweite Übersetzungsmodul ein variables Übersetzungsverhältnis zwischen der Eingangs welle und dem Antrieb aufweist. Bevorzugt weist das zweite Übersetzungsmodul zwei schaltbare Übersetzungsstufen mit unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen auf. Die Anzahl der verschiedenen Übersetzungsmodule ist nicht auf zwei begrenzt. Vor zugsweise sind weitere Übersetzungsmodule mit anderen Übersetzungsverhältnissen und/oder mit mehr als zwei schaltbaren Übersetzungsstufen vorgesehen. Die Begriffe Übersetzungsmodul und modulare Antriebsanordnung sind im Sinne der Erfindung so zu verstehen, dass die erfindungsgemäße modulare Antriebsanordnung einen Anteil an Bauteilen umfasst, die unverändert bleiben und mit verschiedenen Übersetzungs modulen zu der Antriebsordnung verbindbar sind. Dieser unveränderte Anteil umfasst die Leistungsverzweigungseinheit und vorzugsweise die Eingangswelle. Die Ein gangswelle könnte auch den Übersetzungsmodulen zugerechnet werden. Das verbun dene Übersetzungsmodul kann wieder getrennt und durch ein anderes Übersetzungs- modul ersetzt werden. Je nachdem, welches der Übersetzungsmodule verwendet wird, erhält die Antriebsanordnung eine bestimmte Funktionalität, nämlich unterschied liche Übersetzungsverhältnisse bzw. Übersetzungsstufen. Sofern der Begriff Überset zungsmodule allgemein verwendet wird, so sind darunter mindestens das erste Über setzungsmodul und das zweite Übersetzungsmodul zu verstehen, sowie gegebenen- falls weitere Übersetzungsmodule. Nur mit einem der Übersetzungsmodule ist die An triebsanordnung funktionsfähig. Die Grenze zwischen den modular austauschbaren Bauteilen und den unveränderlichen Bauteilen wird im Sinne der Erfindung als Modul schnittstelle bezeichnet. Eine wesentliche Funktion der Modulschnittstelle besteht da rin, einen Leistungspfad zwischen den modular austauschbaren Bauteilen und den unveränderlichen Bauteilen zu schließen.

Ein Vorteil der erfindungsgemäßen modularen Antriebsanordnung besteht darin, dass eine Vereinheitlichung der Konstruktion und Nutzung von Gleichteilen zwischen ver schiedenen Getriebevarianten ermöglicht wird, was den Aufwand hinsichtlich der Ent wicklung und Produktion verringert. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Antriebsanordnung ist vorgesehen, dass der Antrieb eine Zwischenwelle aufweist, wobei die Zwischenwelle von dem Aus gangsteil des ersten Übersetzungsmoduls oder des zweiten Übersetzungsmoduls dre hend angetrieben ist. Die Zwischenwelle bildet somit einen Teil der Modulschnittstelle. Insbesondere ist die Zwischenwelle als Hohlwelle ausgeführt und weist als Modul schnittstelle eine Steckverbindung zum drehfesten Verbinden mit dem Ausgangsteil des ersten Übersetzungsmoduls oder des zweiten Übersetzungsmoduls auf.

Die Leistungsverzweigungseinheit kann beispielsweise als Differential ausgeführt sein, wobei ein Differentialkorb des Differentials von der Zwischenwelle drehend an getrieben ist. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Antriebsanord nung ist vorgesehen, dass die Leistungsverzweigungseinheit als eine Doppelkupp lungseinheit ausgeführt ist, wobei ein Kupplungskorb der Doppelkupplungseinheit von der Zwischenwelle drehend angetrieben ist. Vorzugsweise sind ein von der Doppel- kupplungseinheit auf die erste Ausgangswelle übertragbares erstes Drehmoment und ein von der Doppelkupplungseinheit auf die zweite Ausgangswelle übertragbares zwei tes Drehmoment unabhängig voneinander variabel einstellbar.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Antriebsanordnung ist vor- gesehen, dass das erste Übersetzungsmodul und das zweite Übersetzungsmodul je weils ein Modulgehäuse aufweisen, wobei das jeweilige Eingangsteil an dem jeweili gen Modulgehäuse drehbar gelagert ist. Bevorzugt weisen die Modulgehäuse des ers ten Übersetzungsmoduls und des zweiten Übersetzungsmoduls jeweils ein Lager zur drehbaren Lagerung der Eingangswelle auf.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Antriebsanordnung ist vor gesehen, dass die Modulschnittstelle eine Lagerung aufweist, wobei das mit der Mo dulschnittstelle verbundene erste Übersetzungsmodul oder zweite Übersetzungsmo dul zwischen dem jeweiligen Eingangsteil und dem jeweiligen Ausgangsteil drehbar durch die Lagerung gelagert ist.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Antriebsanordnung ist vor gesehen, dass das erste Eingangsteil des ersten Übersetzungsmoduls als Zahnrad ausgeführt ist. Dadurch wird ein festes Übersetzungsverhältnis realisiert. Die Ein gangswelle und das erste Eingangsteil wirken insbesondere als Untersetzungsge triebe zusammen, das eine Drehbewegung vom Schnellen ins Langsame übersetzt. Somit dreht das erste Eingangsteil langsamer als die Eingangswelle. Das Drehzahl- Verhältnis kann beispielsweise zwischen 6,0 und 10,0 liegen, vorzugsweise 8,6, wobei andere Werte nicht ausgeschlossen sind.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Antriebsanordnung ist vor gesehen, dass das zweiten Übersetzungsmodul zwei Übersetzungsstufen mit unter- schiedlichen Übersetzungsverhältnissen aufweist. Insbesondere ist das Eingangsteil des zweiten Übersetzungsmoduls als Hohlrad eines Planetengetriebes ausgeführt, wobei das Hohlrad eine Außenverzahnung aufweist. Bevorzugt ist ein Planetenträger des Planetengetriebes fest mit dem Ausgangsteil des zweiten Übersetzungsmoduls verbunden. Weiterhin bevorzugt ist ein Zentralrad des Planetengetriebes drehbar an dem Modulgehäuse gelagert, wobei eine erste Kupplung dazu vorgesehen ist, eine Drehmomentübertragung von dem Zentralrad auf das Modulgehäuse wahlweise zuzu lassen oder zu trennen. Weiterhin bevorzugt ist eine zweite Kupplung dazu vorgese hen, eine Drehmomentübertragung von dem Hohlrad auf das Zentralrad oder auf den Planetenträger wahlweise zuzulassen oder zu trennen. Dadurch wird eine besonders bevorzugte Ausführungsform der modularen Antriebsanordnung realisiert, wobei in der ersten Übersetzungsstufe die erste Kupplung das Zentralrad drehfest mit dem Modul gehäuse verbindet und die zweite Kupplung das Hohlrad von dem Zentralrad oder Planetenträger trennt, wobei in der zweiten Übersetzungsstufe die erste Kupplung das Zentralrad von dem Modulgehäuse trennt und die zweite Kupplung das Hohlrad dreh- fest mit dem Zentralrad oder mit dem Planetenträger verbindet.

Nach einer weiteren Ausführungsform kann das Gehäuse der Leistungsverzweigungs einheit mehrere Gehäuseteile umfassen, die miteinander verbindbar beziehungsweise verbunden sind. Eine Fügeebene von zwei Gehäuseteilen kann insbesondere in einem axialen Überdeckungsbereich mit dem Antriebsteil beziehungsweise einem hiermit an triebsverbundenen Eingangsteil der Leistungsverzweigungseinheit liegen. Das Ein gangsteil der Leistungsverzweigungseinheit kann beispielsweise ein Kupplungskorb oder ein Differentialkorb sein. Besonders günstig zu Montagezwecken ist eine Ausge staltung von zwei Gehäuseteilen derart, dass ein erstes Gehäuseteil ein erstes Lager für das Antriebsteil und ein erstes Lager für das Eingangsteil der Leistungsverzwei gungseinheit aufnimmt und, dass in dem zweiten Gehäuseteil ein zweites Lager für das Antriebsteil und ein zweites Lager für das Eingangsteil der Leistungsverzwei gungseinheit aufgenommen sind. Das dem ersten beziehungsweise zweiten Überset zungsmodul verbindbare Gehäuseteil kann ferner eine Lagerung für die Eingangswelle der Antriebsanordnung und/oder für eine Ausgangswelle des mit der Modulschnitt stelle verbundenen ersten oder zweiten Übersetzungsmoduls aufweisen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Die Ausführungen sind lediglich beispiel haft und schränken den allgemeinen Erfindungsgedanken nicht ein. Es zeigen Figur 1 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen modularen Antriebsanordnung zum Antreiben einer Antriebsachse eines Kraftfahrzeugs, mit einer Leistungsverzwei gungseinheit ohne Übersetzungsmodul;

Figur 2 die Ausführungsform gemäß Figur 1 mit einem ersten Übersetzungsmodul;

Figur 3 die Ausführungsform gemäß Figur 1 mit einem zweiten Übersetzungsmodul.

In der Figur 1 ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen modularen An triebsanordnung zum Antreiben einer Antriebsachse eines Kraftfahrzeugs in einer Schnittdarstellung gezeigt. Eine Leistungsverzweigungseinheit 1 ist ohne Überset zungsmodul dargestellt, um die nicht modularen, also austauschbaren Bauteile der Ausführungsform zu erläutern.

In der Figur 2 ist die Ausführungsform der erfindungsgemäßen modularen Antriebsan ordnung zum Antreiben einer Antriebsachse eines Kraftfahrzeugs in einer weiteren Schnittdarstellung gezeigt. Die Leistungsverzweigungseinheit 1 ist hier mit einem ers ten Übersetzungsmodul 2 dargestellt. In der Figur 3 ist die Ausführungsform der erfindungsgemäßen modularen Antriebsan ordnung zum Antreiben einer Antriebsachse eines Kraftfahrzeugs in einer weiteren Schnittdarstellung gezeigt. Eine Leistungsverzweigungseinheit 1 ist mit einem zweiten Übersetzungsmodul 3 dargestellt, welches das erste Übersetzungsmodul 2 gemäß Fi gur 2 ersetzt.

Das erste Übersetzungsmodul 2 und das zweite Übersetzungsmodul 3 sind aus tauschbar. Die Leistungsverzweigungseinheit 1 ist in allen Darstellungen identisch. Die modulare Antriebsanordnung wird zunächst mit Bezug auf die Figuren 1 , 2 und 3 ge meinsam beschrieben. Auf die Einzelheiten der Unterschiede der austauschbaren Übersetzungsmodule 2, 3 wird anschließend mit Bezug auf die Figuren 2 und 3 näher eingegangen.

Die modulare Antriebsanordnung zum Antreiben einer Antriebsachse eines Kraftfahr zeugs umfasst eine Eingangswelle 10, die an einem Gehäuse 9 der Leistungsverzwei gungseinheit 1 mittels eines Lagers 1 1 drehbar gelagert ist, das beispielsweise in Form eines Kugellagers gestaltet sein kann. Die Eingangswelle 10 ist weiterhin durch ein Lager 12 in einem Modulgehäuse 31 gelagert, das beispielsweise in Form eines Rol lenlagers gestaltet sein kann. Grundsätzlich kann die Eingangswelle 10 auch aus schließlich an dem Gehäuse 9 oder an dem Modulgehäuse 31 gelagert sein, wobei insbesondere in dem zweiten Fall die Eingangswelle 10 den Übersetzungsmodulen 2, 3 zuzurechnen ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel bildet die Eingangswelle 10 einen Teil der Leistungsverzweigungseinheit 1 . Die Leistungsverzweigungseinheit dient zum Antreiben einer ersten Ausgangswelle 7 und einer zweiten Ausgangswelle 8. Die Leistungsverzweigungseinheit 1 weist einen Antrieb 4 zum Übertragen bzw. zum Einleiten einer Drehbewegung auf. Der Antrieb 4, der auch als Antriebsteil be zeichnet werden kann, ist hier eine als Hohlwelle ausgebildete Zwischenwelle 6 mit einem Ritzel 14. Die Zwischenwelle 6 ist an dem Gehäuse 9 drehbar gelagert. Das Ritzel 14 überträgt eine Drehbewegung der Zwischenwelle 6 auf einen Kupplungskorb 15 einer Doppelkupplungseinheit 16. Die erfindungsgemäße modulare Antriebsanordnung ist ausgestaltet, um eine An triebsachse eines Kraftfahrzeugs, insbesondere als alleiniger Antrieb dieser An triebsachse anzutreiben, beispielsweise durch einen nicht dargestellten Elektroantrieb. Eine weitere Antriebsachse des Kraftfahrzeugs kann von einer weiteren Antriebsein- heit mit separater Antriebsquelle, beispielsweise einem Verbrennungsmotor angetrie ben werden. Es muss keine mechanische Antriebsverbindung zwischen den beiden Antriebssystemen vorgesehen sein.

Die beispielsweise elektrische Maschine treibt die Eingangswelle 10 drehend an. Die Drehbewegung der Eingangswelle 10 wird über eines der im Leistungspfad nachgela gerten Übersetzungsmodule 2, 3, auf die später näher eingegangen wird, und die Zwi schenwelle 6 auf die Doppelkupplungseinheit 16 übertragen. Die die Zwischenwelle 6 und die Doppelkupplungseinheit 16 wirken als Untersetzungsgetriebe zusammen, das eine Drehbewegung vom Schnellen ins Langsame übersetzt. Somit dreht ein Kupp- lungskorb 15 der Doppelkupplungseinheit 16 langsamer als die Zwischenwelle 6. Die Doppelkupplungseinheit 16 teilt das eingeleitete Drehmoment auf die beiden Seiten wellen 7, 8 auf, die zum Antreiben eines jeweils zugehörigen Fahrzeugrads dienen. Die Zwischenwelle 6 ist als Hohlwelle gestaltet und mittels Lager 17, 18 in dem Ge häuse 9 um eine Drehachse A drehbar gelagert. Das Ritzel 14 ist drehfest mit der Zwischenwelle 6 verbunden, insbesondere einteilig mit dieser gestaltet. Das Ritzel 14 kämmt mit einem Ringrad 19 zum Antreiben der Doppelkupplungseinheit 16. Das Ringrad 19 ist fest mit dem Kupplungskorb 15 der Doppelkupplungseinheit 16 verbun den und kann beispielsweise einteilig mit diesem ausgestaltet sein, wobei andere Ver bindungen wie eine stoffschlüssige Verbindung mittels Schweißen und/oder eine kraft- schlüssige Verbindung mittels Schrauben ebenfalls möglich sind.

Die Doppelkupplungseinheit 16 weist neben dem von der Zwischenwelle 6 drehend antreibbaren Kupplungskorb 15 zwei Kupplungsnaben 23, 24 als Kupplungsausgangs teile, auf die über jeweils ein Lamellenpaket 25, 26 Drehmoment von dem Kupplungs- korb 15 auf die jeweilige Kupplungsnabe 23, 24 übertragbar ist. Die Lamellenpakete 25, 26 umfassen jeweils mit dem Kupplungskorb 15 drehfest und axial bewegliche Außenlamellen sowie mit der Kupplungsnabe 23, 24 drehfest und axial bewegliche Innenlamellen, die axial abwechselnd angeordnet sind. Die beiden Kupplungen sind hinsichtlich ihres Aufbaus, insbesondere ihrer geometrischen Abmessungen wie Na benaußendurchmesser, Nabeninnendurchmesser, Durchmesser der Außen- und In nenlamellen, gleich gestaltet. Die erste Kupplungsnabe 23 ist mit der ersten Ausgangs welle 7 antriebsmäßig verbunden und die zweite Kupplungsnabe 24 mit der zweiten Ausgangswelle 8. Der Kupplungskorb 15 umfasst einen Mantelabschnitt 31 , der auch als Hülsen- oder Zylinderabschnitt bezeichnet werden kann, sowie zwei mit dem Man telabschnitt verbundene und diesen seitlich begrenzende Deckelabschnitte 32, 33. Ge mäß der hier vorliegenden Ausführungsform ist der Kupplungskorb dreiteilig aufge baut, wobei die der Mantelabschnitt 31 sowie die Deckelabschnitte 32, 33 als separate Bauteile hergestellt sind und nachträglich fest miteinander verbunden sind, insbeson dere mittels Schweißen. Insofern können der Mantelabschnitt 31 auch als Mantelteil und die Deckelabschnitte 32, 33 auch als Deckelteile bezeichnet werden. Die Deckel abschnitte 32, 33 haben jeweils einen einstückig angeformten Hülsenansatz 34, 35 zur Aufnahme eines jeweils zugehörigen Kupplungslagers (nicht dargestellt), mit denen der Kupplungskorb im Gehäuse 9 drehbar gelagert ist.

Jede der beiden Kupplungen ist von einem zugehörigen Aktuator 47, 49 individuell betätigbar. Dazu können zwei Aktuatoren 47, 49 unabhängig voneinander mittels einer Steuereinheit (nicht dargestellt) steuerbar sein, so dass ein vom ersten Lamellenpaket 25 auf die erste Kupplungsnabe 23 übertragbares erstes Drehmoment und ein vom zweiten Lamellenpaket 26 auf die zweite Kupplungsnabe 24 übertragbares zweite Drehmoment unabhängig voneinander variabel einstellbar sind. Es ist erkennbar, dass die beiden Aktuatoren 47, 49 vorliegend als hydraulische Aktuatoren gestaltet sind, ohne hierauf eingeschränkt zu sein. Es sind ebenso elektromotorische oder elektro- magnetische Aktuatoren einsetzbar. Der erste Aktuator 47 zum Betätigen der ersten Kupplung (23, 25) ist im ersten Gehäuseteil 38 aufgenommen, beziehungsweise ab gestützt. Der gegenüberliegende zweite Aktuator 48 zum Betätigen der zweiten Kupp lung (24, 26) ist im zweiten Gehäuseteil 39 aufgenommen, beziehungsweise abge stützt. Jeder Aktuator 47, 49 umfasst einen Ringkolben, der im jeweiligen Gehäuseteil hydraulisch beweglich einsitzt, sowie einen Kraftübertragungsmechanismus, der eine Verschiebebewegung des Ringkolbens auf das zugehörige Lamellenpaket 25, 26 überträgt, um dieses zu beaufschlagen. Die erste Kupplungsnabe 23 ist mit der ersten Ausgangswelle 7 drehtest verbunden, die eingeleitetes Drehmoment über ein Gleichlaufgelenk auf eine erste Seitenwelle (nicht dargestellt) übertragen kann. Die zweite Kupplungsnabe 24 ist mit der zweiten Ausgangswelle 8 drehtest verbunden. Die beiden Kupplungsnaben 23, 24 sind axial gegeneinander und gegenüber dem Kupplungskorb 15 abgestützt. Die Kupplungsna ben 23, 24 sind mittels Lagern 48, 50 gegenüber dem Kupplungskorb 15 um eine Drehachse B drehbar gelagert. Hierfür haben die Kupplungsnaben 23, 24 jeweils einen nach axial außen abstehenden Hülsenansatz. Zwischen einer Außenfläche des Hül senansatzes und einer Innenfläche des jeweiligen Deckelteils 32, 33 sitzt jeweils eines der Lager 48, 50 ein.

Erfindungsgemäß weist die Leistungsverzweigungseinheit 1 eine Modulschnittstelle auf, welche zur Verbindung mit einem der Übersetzungsmodule 2, 3 dient. Dazu zählt insbesondere eine Innenverzahnung 22 in der Hohlwelle 6 des Antriebs 4, über welche eine Drehbewegung von dem jeweiligen Übersetzungsmodul 2, 3 auf den Antrieb 4 übertragbar ist. Des Weiteren sind ein Lager 27 zur Aufnahme einer Welle 28 des jeweiligen Übersetzungsmoduls 2, 3, sowie entsprechende Gehäuseanschlussstellen des Gehäuses 9 vorgesehen. Erfindungsgemäß ist entweder das erste Übersetzungs modul 2 mit der Modulschnittstelle verbunden, oder das zweite Übersetzungsmodul 3, wobei das erste Übersetzungsmodul 2 ein festes Übersetzungsverhältnis zwischen der Eingangswelle 10 und dem Antriebsteil 4 aufweist, während das zweite Übersetzungs modul 3 ein variables Übersetzungsverhältnis zwischen der Eingangswelle 10 und dem Antriebsteil 4 aufweist. Das erste Übersetzungsmodul 2 weist ein mit der Antriebs welle 10 antriebsverbindbares erstes Eingangsteil 20 und ein mit dem Antrieb 4 ver bindbares Ausgangsteil 5 auf. Das zweite Übersetzungsmodul 3 weist ein mit der An triebswelle 10 antriebsverbindbares zweites Eingangsteil 30 und ein mit dem Antrieb 4 verbindbares Ausgangsteil 5 auf. Die Ausgangsteile 5 des ersten Übersetzungsmo duls 2 und des zweiten Übersetzungsmoduls 3 sind hinsichtlich ihrer Verbindungs struktur identisch und bilden jeweils mit der Innenverzahnung 22 der Zwischenwelle 6 eine drehfeste Steckverzahnung.

Das Gehäuse 9 der Leistungsverzweigungseinheit 1 umfasst vorliegend zwei Gehäu seteile 38, 39, die miteinander verbunden sind. Es ist erkennbar, dass eine Fügeebene der Gehäuseteile 38, 39 senkrecht zu den Drehachsen A, B verläuft und in einem axi alen Überdeckungsbereich mit der Verzahnung 14 des Antriebsteils 4 beziehungs weise der hiermit kämmenden Verzahnung 19 des Kupplungskorbs 15 angeordnet ist. Im ersten Gehäuseteil 38 ist das erste Lager 17, und im zweiten Gehäuseteil 39 ist das zweite Lager 18 aufgenommen, mit denen das Antriebsteil 4 um die Drehachse A im Gehäuse 9 drehbar gelagert ist. Ferner umfasst das erste Gehäuseteil 38 einen Lagersitz zur Aufnahme eines ersten Lagers (nicht dargestellt) für den ersten Hülsen ansatz 34, und das zweite Gehäuseteil 39 umfasst einen Lagersitz zur Aufnahme eines zweiten Lagers (nicht dargestellt) für den zweiten Hülsenansatz 35. Mit den beiden Lagern ist der Kupplungskorb 15 in dem Gehäuse 9 um die Drehachse B drehbar ge lagert. Es ist ferner erkennbar, dass das erste Gehäuseteil 38 die Lagerung 1 1 für die Eingangswelle 10 und eine Lagerung 27 für eine Ausgangswelle des mit der Modul schnittstelle zu verbindenden ersten oder zweiten Übersetzungsmoduls 2, 3 umfasst. Das erste Übersetzungsmodul 2 und das zweite Übersetzungsmodul 3 werden nach folgend mit Bezug auf die Figuren 2 und 3 beschrieben. Das erste Übersetzungsmodul 2 und das zweite Übersetzungsmodul 3 weisen jeweils ein Modulgehäuse 41 auf, wo bei das jeweilige Eingangsteil 20, 30 an dem jeweiligen Modulgehäuse 41 drehbar gelagert ist. Des Weiteren weisen die Modulgehäuse 41 des ersten Übersetzungsmo- duls 2 und des zweiten Übersetzungsmoduls 3 jeweils ein Lager 12 zur drehbaren Lagerung der Eingangswelle 10 auf. Das Lager 27 der Modulschnittstelle nimmt das jeweils mit der Modulschnittstelle verbundene erste Übersetzungsmodul 2 oder zweite Übersetzungsmodul 3 zwischen dem jeweiligen Eingangsteil 20, 30 und dem jeweili gen Ausgangsteil 5 drehbar auf.

Das erste Übersetzungsmodul 2 wird nachfolgend mit Bezug auf die Figur 2 beschrie ben. Das erste Übersetzungsmodul 2 weist eine Getriebewelle 28 auf, die mittels eines Lagers 29 in dem Modulgehäuse 41 und mittels des Lagers 27 in dem Gehäuse 9 um die Drehachse A drehbar gelagert ist. Das Eingangsteil 20 des ersten Übersetzungs- moduls 2 ist als festes Zahnrad, insbesondere einstückig mit der Getriebewelle 28 ausgeführt. Eine Verzahnung der Eingangswelle 10 steht zur Übertragung einer Dreh bewegung mit einer Verzahnung des ersten Eingangsteils 20 in Eingriff. Die die Ein- gangswelle 10 und das erste Eingangsteil 20 wirken als Untersetzungsgetriebe zu sammen, das eine Drehbewegung vom Schnellen ins Langsame übersetzt. Somit dreht die Getriebewelle 28 langsamer als die Eingangswelle 10. Das Drehzahlverhält nis beträgt beispielsweise 8,6.

An einem dem Eingangsteil 20 fernen Ende weist die Getriebewelle 28 als Ausgangs teil 5 einen Außenverzahnungsabschnitt auf, wobei die Verzahnung insbesondere ein stückig mit der Getriebewelle 28 ausgeführt ist. Der Außenverzahnungsabschnitt ist in die als Hohlwelle ausgeführte Zwischenwelle 6 eingesteckt und bildet so eine ver zahnte Steckverbindung zur Übertragung einer Drehbewegung von der Getriebewelle 28 auf die Zwischenwelle 6.

Das zweite Übersetzungsmodul 3 wird nachfolgend mit Bezug auf die Figur 3 beschrie ben. Das zweite Übersetzungsmodul 3 weist insbesondere zwei Übersetzungsstufen mit unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen auf. Das zweite Eingangsteil 30 des zweiten Übersetzungsmoduls 3 ist dazu als Hohlrad 42 eines Planetengetriebes aus geführt. Das Hohlrad 42 ist mittels eines Lagers 43 in dem Modulgehäuse 41 und mit tels des Lagers 27 in dem Gehäuse 9 um die Drehachse A drehbar gelagert. Das Hohlrad 42 weist eine Außenverzahnung auf, die mit der Verzahnung der Eingangs welle 10 zur Übertragung einer Drehbewegung in Eingriff steht. Die die Eingangswelle 10 und das Hohlrad 42 wirken als Untersetzungsgetriebe zusammen, das eine Dreh bewegung vom Schnellen ins Langsame übersetzt. Somit dreht das Hohlrad 42 lang samer als die Eingangswelle 10. Das Drehzahlverhältnis beträgt beispielsweise 8,6. Vorzugsweise sind das erste und zweite Übersetzungsmodul 2, 3 so gestaltet, dass das Drehzahlverhältnis des ersten Übersetzungsmoduls 2 identisch ist mit einem Drehzahlverhältnis des zweiten Übersetzungsmoduls 3.

An einem Planetenträger 44 des Planetengetriebes sind Planetenräder 46 drehbar ge lagert, deren Verzahnung sowohl mit einer Innenverzahnung des Hohlrads 42, als auch mit einer Außenverzahnung eines Zentralrads 45 kämmen. Die Verzahnungen der Planetenräder 46 mit dem Hohlrad 42 und mit dem Zentralrad 45 sind vorzugs weise als Schrägverzahnungen ausgeführt. Der Planetenträger 44 des Planetengetrie bes ist fest mit dem Ausgangsteil 5 des zweiten Übersetzungsmoduls 3 verbunden. Das Ausgangsteil 5 weist einen Außenverzahnungsabschnitt auf, wobei der Außen verzahnungsabschnitt in die als Hohlwelle ausgeführte Zwischenwelle 6 eingesteckt ist und so eine verzahnte Steckverbindung zur Übertragung einer Drehbewegung von dem Planetenträger 44 auf die Zwischenwelle 6 bildet. Das Zentralrad 45 des Plane- tengetriebes ist drehbar an dem Modulgehäuse 41 gelagert, wobei eine erste Kupp lung 36 dazu vorgesehen ist, eine Drehmomentübertragung von dem Zentralrad 45 auf das Modulgehäuse 41 wahlweise zuzulassen oder zu trennen. Eine zweite Kupp lung 37 ist dazu vorgesehen, eine Drehmomentübertragung von dem Hohlrad 42 auf das Zentralrad 45 wahlweise zuzulassen oder zu trennen.

Die erste Übersetzungsstufe ist realisiert, indem die erste Kupplung 36 das Zentralrad 45 drehfest mit dem Modulgehäuse 41 verbindet, während die zweite Kupplung 37 das Hohlrad 42 von dem Zentralrad 45 trennt. Die Drehbewegung des Hohlrads 42 wird somit über die um das Zentralrad 45 umlaufenden Planetenräder 46 auf den Planeten- träger 44 übertragen. Das Planetengetriebe wirkt als Untersetzungsgetriebe, das eine Drehbewegung vom Schnellen ins Langsame übersetzt. Somit dreht der Planetenträ ger 44 langsamer als das Hohlrad 42. Das Drehzahlverhältnis beträgt vorzugsweise 1 ,55. Das resultierende Übersetzungsverhältnis, das durch das zweite Übersetzungs modul 3 in der ersten Übersetzungsstufe erreicht wird, beträgt somit etwa 13,4.

Für die zweite Übersetzungsstufe trennt die erste Kupplung 36 das Zentralrad 45 von dem Modulgehäuse 41 , während die zweite Kupplung 37 das Hohlrad 42 drehfest mit dem Zentralrad 45 verbindet. Dadurch wird das Planetengetriebe blockiert. Mit dem frei drehbaren Zentralrad 45 wird so die Drehbewegung des Hohlrads 42 über die Pla- netenräder 46, die nicht um das Zentralrad 45 umlaufen können, auf den Planetenträ ger 44 übertragen. Die Drehzahlen des Hohlrads 42 und des Planetenträgers 44 sind somit identisch. Alternativ wäre es mit dem gleichen Ergebnis denkbar, das Hohlrad 42 direkt durch eine Kupplung mit dem Planetenträger 44 zu verbinden. Bezugszeichenliste

1 Leistungsverzweigungseinheit

2 Erstes Übersetzungsmodul

3 Zweites Übersetzungsmodul

4 Antrieb

5 Ausgangsteil

6 Zwischenwelle

7 Erste Ausgangswelle

8 Zweite Ausgangswelle

9 Gehäuse

10 Eingangswelle

1 1 Lager

12 Lager

14 Ritzel

15 Kupplungskorb

16 Doppelkupplungseinheit

17 Lager

18 Lager

19 Ringrad

20 Erstes Eingangsteil, Zahnrad 22 Innenverzahnung, Steckverbindung

23 Kupplungsnabe

24 Kupplungsnabe

25 Lamellenpaket

26 Lamellenpaket

27 Lager

28 Welle

29 Mantelabschnitt 30 zweites Eingangsteil

31 Mantelabschnitt

32 Deckelabschnitt

33 Deckelabschnitt

34 Hülsenansatz

35 Hülsenansatz

36 erste Kupplung

37 zweite Kupplung

38 erstes Gehäuseteil

39 zweites Gehäuseteil

41 Modulgehäuse

42 Hohlrad

43 Lager

44 Planetenträger

45 Zentral rad

46 Planetenräder

47 erster Aktuator

48 Lager

49 zweiter Aktuator

50 Lager

A, B Drehachsen