Antriebsanordnung eines Hybridfahrzeugs Beschreibung

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung eines Hybridfahrzeugs, das einen als Tretantrieb oder als Verbrennungsmotor ausgebildeten Primärantrieb und einen als Elektromaschine ausgebildeten Sekundärantrieb aufweist, mit einer koaxialen Anordnung eines Abtriebsrades des Primärantriebs, der Elektromaschine, eines gemeinsamen Antriebslaufrades, und eines als einfaches Planetengetriebe ausgebildeten Überlagerungsgetriebes, über welches das Abtriebsrad des Primäran- triebs und der Rotor der Elektromaschine mit dem Antriebslaufrad in Triebverbindung stehen.

Hintergrund der Erfindung Leichte Hybridfahrzeuge mit insgesamt zwei oder drei Laufrädern und einem einzigen Antriebslaufrad, wie z.B. ein Elektrofahrrad oder ein Hybrid-Kabinenroller, können als Primärantrieb einen über eine mit Tretkurbeln versehene Tretkurbelwelle durch Muskelkraft betätigbaren Tretantrieb oder einen mit flüssigem oder gasförmigen Kraftstoff betreibbaren Verbrennungsmotor aufweisen. Der Sekun- därantrieb ist dagegen üblicherweise ein Elektroantrieb und wird durch mindestens einen Elektromotor gebildet, der aus einem elektrischen Energiespeicher versorgt wird. Wenn der Antrieb des Hybridfahrzeugs, wie es hier vorgesehen ist, über ein gemeinsames Antriebslaufrad erfolgen soll, müssen die Antriebsmomente des Primärantriebs und des Sekundärantriebs in geeigneter Weise zusammengeführt werden. Dies ist aber besonders schwierig, da die beiden Antriebsarten unterschiedliche Betriebsdrehzahlbereiche und Drehzahl-Drehmoment-Verläufe aufweisen. Von Hybrid-Fahrrädern, die auch als Elektrofahrräder bezeichnet werden können, ist bekannt, dass die Antriebsmomente des Tretantriebs und des Elektroantriebs über Freilaufkupplungen und/oder über ein vorzugsweise als einfaches Planeten- getriebe ausgebildetes Überlagerungsgetriebe entweder im Bereich der Tretkurbelwelle oder im Bereich der Achswelle des Antriebslaufrades zusammengeführt werden können.

In der US 6 296 072 B1 ist eine Antriebsanordnung eines Elektrofahrrads beschrieben, die einen Elektromotor, ein Untersetzungsgetriebe und zwei Freilaufkupplungen umfasst, welche koaxial über der Tretkurbelwelle angeordnet sind. Der Rotor des Elektromotors und die Nabe des mindestens einen Antriebskettenrades eines mit dem Antriebslaufrad in Triebverbindung stehenden Kettentriebs sind jeweils drehbar auf der Tretkurbelwelle gelagert. Die Tretkurbelwelle ist über die erste Freilaufkupplung mit der Nabe des Antriebskettenrades koppelbar. Der Rotor des Elektromotors ist über das aus zwei hintereinander geschalteten einfachen Planetengetrieben gebildete Untersetzungsgetriebe und die diesem nachgeschaltete zweite Freilaufkupplung mit der Nabe des Kettenrades koppelbar. Somit erfolgt der Antrieb des Elektrofahrrads jeweils durch den an der Nabe des Kettenrades stärkeren Antrieb, den Tretantrieb oder den Elektroantrieb. Ein wirklicher Hybridantrieb, bei dem der Antrieb des Elektrofahrrads gleichzeitig durch den Tretantrieb und den Elektroantrieb erfolgt, ist damit jedoch praktisch nicht möglich.

Aus der DE 10 2009 045 447 A1 sind zwei Ausführungen einer weiteren Antriebs- anordnung eines Elektrofahrrads bekannt, die jeweils eine Elektromaschine und ein als einfaches Planetengetriebe ausgebildetes Überlagerungsgetriebe umfassen, welche koaxial über der Tretkurbelwelle angeordnet sind. Bei der ersten Variante der Antriebsanordnung ist das erste Eingangselement des Überlagerungsgetriebes durch den Planetenträger gebildet, der drehfest mit der Tretkurbelwelle verbunden ist. Das zweite Eingangselement des Überlagerungsgetriebes wird durch das Sonnenrad gebildet, das drehfest mit dem Rotor der Elektromaschine verbunden ist. Das Ausgangselement des Überlagerungsgetriebes ist durch das Hohlrad gebildet, auf dem ein Antriebskettenrad eines mit dem Antriebslaufrad des Elektrofahrrads in Triebverbindung stehenden Kettentriebs befestigt ist. Bei der zweiten Variante der Antriebsanordnung ist das erste Eingangselement des Überlagerungsgetriebes durch das Sonnenrad gebildet, das drehfest mit der Tretkur- beiwelle verbunden ist. Der Rotor der Elektromaschine steht über ein als Planetengetriebe ausgebildetes Untersetzungsgetriebe mit dem nun das zweite Eingangselement bildenden Planetenträger des Überlagerungsgetriebes in Triebverbindung. Das Ausgangselement des Überlagerungsgetriebes ist wiederum durch das Hohlrad gebildet, auf dem das Antriebskettenrad des Kettentriebs befestigt ist. In den beiden Ausführungsformen dieser Antriebsanordnung sind ein reiner Tretantrieb, ein reiner Elektroantrieb und ein Hybridantrieb möglich. Zur Abstützung des von dem Tretantrieb eingeleiteten Antriebsmomentes bei kraftloser Elektromaschine sind der Rotor und damit das Sonnenrad über eine Freilaufkupplung gehäusefest arretierbar. Im Elektrofahrbetrieb muss das von der Elektromaschine eingeleitete Antriebsmoment dagegen mit Muskelkraft an der Tretkurbelwelle abgestützt werden.

Schließlich ist aus der EP 0 500 821 B1 eine Antriebsanordnung eines Elektrofahrrads bekannt, welche die Abtriebsnabe eines als Tretantrieb ausgebildeten Pri- märantriebs, das Abtriebsrad eines als Elektromaschine ausgebildeten Sekundärantriebs und ein als einfaches Planetengetriebe ausgebildetes Überlagerungsgetriebe umfasst, welche koaxial über der Achswelle des Antriebslaufrades angeordnet sind. Das erste Eingangselement des Überlagerungsgetriebes wird durch das Hohlrad gebildet, das drehfest mit der mehrere Kettenräder tragenden Abtriebsna- be eines mit der Tretkurbelwelle in Triebverbindung stehenden Kettentriebs verbunden ist. Das zweite Eingangselement des Überlagerungsgetriebes wird durch das Sonnenrad gebildet, das drehfest mit dem Abtriebsrad eines mit dem Rotor des Elektromotors in Triebverbindung stehenden und hoch übersetzten Zahnriementriebs verbunden ist. Das Ausgangselement des Überlagerungsgetriebes wird durch den Planetenträger gebildet, der einerseits mit der drehbar in einem Rahmen des Hybridfahrzeugs gelagerten Achswelle und andererseits mit dem Antriebslaufrad des Hybridfahrzeugs verbunden ist. Die Abtriebsnabe des Primäran- triebs und das Abtriebsrad des Sekundärantriebs sind jeweils drehbar auf der Achswelle gelagert. Bei dieser bekannten Antriebsanordnung sind ein reiner Tretantrieb, ein reiner Elektroantrieb und ein Hybridantrieb möglich. Für den reinen Tretantrieb und den reinen Elektroantrieb ist zur Abstützung des Antriebsmomen- tes in dem Überlagerungsgetriebe jedoch ein Haltemoment durch den jeweils anderen Antrieb erforderlich. Zudem ist der Wirkungsgrad des Elektroantriebs aufgrund der Übertragungsverluste des Zahnriementriebs relativ niedrig.

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsanordnung eines Hybridfahrzeugs vorzuschlagen, mit einer koaxialen Anordnung des Abtriebsrades eines Primärantriebs, einer Elektromaschine, eines gemeinsamen Antriebslaufrades und eines als einfaches Planetengetriebe ausgebildeten Überlagerungsgetriebes, über welches das Abtriebsrad des Primärantriebs und der Rotor der Elektromaschine mit dem Antriebs lauf rad in Triebverbindung stehen, die einfach und kompakt aufgebaut ist sowie gegenüber den bekannten Antriebsanordnungen verbesserte Betriebseigenschaften aufweist. Zusammenfassung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine Antriebsanordnung eines Hybridfahrzeugs, bei der ein Abtriebsrad eines Primärantriebs, eine Elektromaschine, ein gemeinsames Antriebslaufrad und ein als einfaches Planetengetriebe ausgebildetes Überlagerungsgetriebe, über welches das Abtriebsrad des Primärantriebs und der Rotor der Elektromaschine mit dem Antriebslaufrad in Triebverbindung stehen, mit einfachem und kompaktem Aufbau sowie guten Betriebseigenschaften herstellbar ist, wenn das Abtriebslaufrad des Primärantriebs und das Antriebslaufrad an axial entgegengesetzten Enden einer Achse und die Elektro- maschine und das Überlagerungsgetriebe axial dazwischen angeordnet sind. Die Erfindung geht daher aus von einer Antriebsanordnung eines Hybridfahrzeugs, das einen als Tretantrieb oder als Verbrennungsmotor ausgebildeten Primärantrieb und einen als Elektromaschine ausgebildeten Sekundärantrieb aufweist. Derartige Antriebsanordnungen sind in unterschiedlichen Ausführungen mit einer ko- axialen Anordnung eines Abtriebsrades des Primärantriebs, der Elektromaschine, eines gemeinsamen Antriebslaufrades und eines als einfaches Planetengetriebe ausgebildeten Überlagerungsgetriebes bekannt, wobei das Abtriebsrad des Primärantriebs und der Rotor der Elektromaschine über das Überlagerungsgetriebe mit dem Antriebslaufrad in Triebverbindung stehen. Durch die axiale Anordnung der Elektromaschine und des Überlagerungsgetriebes zwischen dem Abtriebsrad des Primärantriebs und dem Antriebslaufrad erfolgt der Kraftfluss in der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung weitgehend in einer axialen Richtung von der Eingangsseite, an der das Abtriebsrad des Primärantriebs angeordnet ist, zu der Ausgangsseite, an der das Antriebs lauf rad angeordnet ist. Demzufolge ergibt sich ein relativ einfacher und kompakter Aufbau der Antriebseinrichtung, deren Auslegung in vielfältiger Weise, unter anderem durch die Anpassung der Elektromaschine und des Überlagerungsgetriebes, an die Betriebseigenschaften des Primärantriebs angepasst werden kann. Das als Planetengetriebe ausgebildete Überlagerungsgetriebe ist bevorzugt derart ausgeführt, dass das Sonnenrad das erste Eingangselement des Überlagerungsgetriebes bildet und drehfest mit der Achswelle verbunden ist, dass das Hohlrad das zweite Eingangselement des Überlagerungsgetriebes bildet und drehfest mit dem Rotor der Elektromaschine verbunden ist oder mit diesem in Triebverbindung steht, und dass der Planetenträger das Ausgangselement des Überlagerungsgetriebes bildet und drehfest mit dem Antriebslaufrad verbunden ist oder mit diesem in Triebverbindung steht.

Diese Ausführungsform berücksichtigt, dass der Betriebsdrehzahlbereich des als Tretantrieb oder als Verbrennungsmotor ausgebildeten Primärantriebs kleiner als derjenige der Elektromaschine ist, so dass die Drehzahl und das Drehmoment an dem Ausgangselement des Überlagerungsgetriebes durch eine entsprechende Ansteuerung der Elektromaschine in einem großen Bereich steuerbar ist.

Dies gilt besonders dann, wenn die Elektromaschine in beiden Drehrichtungen als Motor und als Generator betreibbar ist, da die Drehzahl an dem Ausgangselement des Überlagerungsgetriebes dann bis auf Null reduzierbar und die Drehrichtung umkehrbar ist. Somit ist dann ein Abbremsen des Hybridfahrzeugs bis zum Stillstand ohne die Betätigung einer Betriebsbremse und ein Anfahren in beide Fahrtrichtungen möglich.

Das Überlagerungsgetriebe kann jedoch auch derart ausgeführt sein, dass das Sonnenrad das erste Eingangselement des Überlagerungsgetriebes bildet und drehfest mit der Achswelle verbunden ist, dass der Planetenträger das zweite Eingangselement des Überlagerungsgetriebes bildet und drehfest mit dem Rotor der Elektromaschine verbunden ist oder mit diesem in Triebverbindung steht, und dass das Hohlrad das Ausgangselement des Überlagerungsgetriebes bildet und drehfest mit dem Antriebslaufrad verbunden ist oder mit diesem in Triebverbindung steht. Da in diesem Fall eine Drehrichtungsumkehr an dem Ausgangselement des Überlagerungsgetriebes gegenüber dem ersten Eingangselement schon durch eine geringere Drehzahl an dem zweiten Eingangselement erreichbar ist, kann in diesem Fall eine nur in einer einzigen Drehrichtung als Motor und als Generator betreibbare Elektromaschine verwendet werden.

Zur Reduzierung der Ausgangsdrehzahl der Antriebsanordnung und zur Erhöhung des an dem Antriebslaufrad anliegenden Drehmomentes kann vorgesehen sein, dass zwischen dem Ausgangselement des Überlagerungsgetriebes und dem Antriebslaufrad ein erstes Untersetzungsgetriebe angeordnet ist, das als ein einfaches Planetengetriebe ausgebildet und innerhalb des Gehäuses koaxial über der Achswelle und axial zwischen dem Überlagerungsgetriebe und dem Antriebslauf- rad angeordnet ist. Das als Planetengetriebe ausgebildete erste Untersetzungsgetriebe kann derart ausgeführt sein, dass das Sonnenrad das Eingangselement des ersten Untersetzungsgetriebes bildet und drehfest mit dem Ausgangselement des Überlagerungsgetriebes verbunden ist, dass das Hohlrad das Ausgangselement des ersten Un- tersetzungsgetriebes bildet und drehfest mit dem Antriebslaufrad verbunden ist, und dass der Planetenträger das Stützelement des ersten Untersetzungsgetriebes bildet und drehfest in dem Gehäuse arretiert ist. Diese Ausführungsform des ersten Untersetzungsgetriebes ist allerdings mit einer Drehrichtungsumkehr zwischen dem Eingangselement und dem Ausgangselement verbunden, die bei der Ausle- gung und Anordnung des Primärantriebs und der Elektromaschine berücksichtigt werden muss.

Wenn eine Drehrichtungsumkehr in dem ersten Untersetzungsgetriebe vermieden werden soll, ist vorgesehen, dass das Sonnenrad des Planetengetriebes das Ein- gangselement des ersten Untersetzungsgetriebes bildet und drehfest mit dem Ausgangselement des Überlagerungsgetriebes verbunden ist, dass der Planetenträger des Planetengetriebes das Ausgangselement des ersten Untersetzungsgetriebes bildet und drehfest mit dem Antriebslaufrad verbunden ist, und dass das Hohlrad des Planetengetriebes das Stützelement des ersten Untersetzungsgetrie- bes bildet und drehfest in dem Gehäuse arretiert ist.

Unabhängig davon, ob dem Überlagerungsgetriebe ein Untersetzungsgetriebe nachgeschaltet ist oder nicht, kann vorgesehen sein, dass zwischen dem Rotor der Elektromaschine und dem zweiten Eingangselement des Überlagerungsgetriebes ein zweites Untersetzungsgetriebe angeordnet ist, das als ein einfaches Planetengetriebe ausgebildet und innerhalb des Gehäuses koaxial über der Achswelle und axial zwischen der Elektromaschine und dem Überlagerungsgetriebe angeordnet ist. Durch dieses zweite Untersetzungsgetriebe wird die an dem Rotor der Elektromaschine anliegende Drehzahl reduziert und das Drehmoment entsprechend er- höht. Hierdurch kann die Elektromaschine als ein relativ drehmomentschwacher Schnellläufer und somit entsprechend kompakt sowie leicht ausgebildet sein. Zudem können hierdurch, insbesondere wenn es sich bei dem Primärantrieb um ei- nen Tretantrieb handelt, die unterschiedlich hohen Betriebsdrehzahlen des Primärantriebs und des Sekundärantriebs aneinander angeglichen werden, was zu geringeren Wälzverlusten innerhalb des Überlagerungsgetriebes führt. Das als Planetengetriebe ausgebildete zweite Untersetzungsgetriebe ist derart ausgeführt, dass das Sonnenrad das Eingangselement des zweiten Untersetzungsgetriebes bildet und drehfest mit dem Rotor der Elektromaschine verbunden ist, dass der Planetenträger das Ausgangselement des zweiten Untersetzungsgetriebes bildet und drehfest mit dem zweiten Eingangselement des Überlagerungs- getriebes verbunden ist, und dass das Hohlrad das Stützelement des zweiten Untersetzungsgetriebes bildet und drehfest in dem Gehäuse arretiert ist.

Zur Erzielung kompakter Abmessungen der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung ist vorteilhaft ein Rotorträger vorgesehen, der drehbar auf der Achswelle gelagert ist, und an dem der Rotor der Elektromaschine sowie das zweite Eingangselement des Überlagerungsgetriebes oder das Eingangselement des zweiten Untersetzungsgetriebes befestigt sind.

Für denselben Zweck, insbesondere der Vermeidung einer innerhalb des Gehäu- ses angeordneten und ein Lager der Achswelle aufnehmenden Gehäuserippe, ist auch vorgesehen, dass mindestens eine der Lagerungen der Achswelle in dem Gehäuse durch eine drehbare Lagerung des Stützelementes des ersten Untersetzungsgetriebes oder des Stützelementes des zweiten Untersetzungsgetriebes auf der Achswelle gebildet ist. Die Übertragung der betreffenden Lagerkräfte von der Achswelle in das Gehäuse erfolgt dann über das ohnehin vorhandene, an dem Gehäuse befestigte Stützelement.

Wie schon zuvor erwähnt wurde, ist die Elektromaschine bevorzugt in beiden Drehrichtungen als Motor und als Generator betreibbar ausgebildet, da hierdurch ein großer Steuerungsbereich der an dem Ausgangselement des Überlagerungsgetriebes und damit an dem Antriebslaufrad wirksamen Drehzahl, Drehrichtung und des Drehmomentes erzielt wird. Um das Austreten von Schmiermitteln und das Eindringen von Schmutz und Wasser zu vermeiden, kann der Innenraum des Gehäuses durch ein zwischen dem Gehäuse und dem Antriebslaufrad oder einem an diesem befestigten Bauteil an- geordnetes Dichtelement abgedichtet sein.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnung an vier Aus- führungsbeispielen weiter erläutert. Darin zeigt

Fig. 1 eine erste Ausführung der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung in einem Axialschnitt, Fig. 2 die Antriebsanordnung gemäß Fig. 1 in einem vergrößerten Ausschnitt,

Fig. 3 die erste Ausführung der Antriebsanordnung nach den Figuren 1 und 2 in einer schematischen Darstellung, eine zweite Ausführung der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung einer schematischen Darstellung,

Fig. 5 eine dritte Ausführung der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung in einer schematischen Darstellung, und

Fig. 6 eine vierte Ausführung der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung in einer schematischen Darstellung.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen

Eine in der schematischen Darstellung der Fig. 3 abgebildete erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antriebsanordnung 1.1 eines Hybridfahrzeugs weist eine koaxiale Anordnung eines Abtriebsrades 2 eines Primärantriebs, einer Elektromaschine 3, eines Überlagerungsgetriebes 4, eines Untersetzungsgetriebes 5 und eines gemeinsamen Antriebslaufrades auf. Die Elektromaschine 3 besteht aus einem gehäusefest angeordneten Stator 6 und einem drehbaren Rotor 7. Das Überlagerungsgetriebe 4 ist als ein einfaches Planetengetriebe 8 mit einem Sonnenrad 9, einem mehrere Planetenräder 10 tragenden Planetenträger 1 1 und einem Hohlrad 12 ausgebildet. Das Sonnenrad 9 des Planetengetriebes 8 bildet das erste Eingangselement 13 des Überlagerungsgetriebes 4 und ist drehfest mit dem Abtriebsrad 2 des Primärantriebs verbunden. Das Hohlrad 12 des Planeten- getriebes 8 bildet das zweite Eingangselement 14 des Überlagerungsgetriebes 4 und ist drehfest mit dem Rotor 7 der Elektromaschine 3 verbunden. Der Planetenträger 1 1 des Planetengetriebes 8 bildet das Ausgangselement 15 des Überlagerungsgetriebes 4 und ist drehfest mit dem Eingangselement 21 des nachgeschalteten Untersetzungsgetriebes 5 verbunden.

Das Untersetzungsgetriebe 5 ist ebenfalls als ein einfaches Planetengetriebe 16 mit einem Sonnenrad 17, einem mehrere Planetenräder 18 tragenden Planetenträger 19 und einem Hohlrad 20 ausgebildet. Das Sonnenrad 17 dieses Planetengetriebes 16 bildet das Eingangselement 21 des Untersetzungsgetriebes 5 und ist drehfest mit dem Ausgangselement 15 des vorgeschalteten Überlagerungsgetriebes 4 verbunden. Das Hohlrad 20 dieses Planetengetriebes 16 bildet das Ausgangselement 22 des Untersetzungsgetriebes 5 und ist drehfest mit dem in Fig. 3 nicht näher dargestellten Antriebs lauf rad verbunden. Der Planetenträger 19 dieses Planetengetriebes 16 bildet das Stützelement 23 des Untersetzungsgetriebes 5 und ist gehäusefest arretiert.

In dem Überlagerungsgetriebe 4 werden die Drehmomente und Drehzahlen des Primärantriebs und des durch die Elektromaschine 3 gebildeten Sekundärantriebs zusammengeführt, wobei die zwischen dem Abtriebsrad 2 des Primärantriebs und dem Ausgangselement 15 des Überlagerungsgetriebes 14 wirksame Übersetzung durch die Ansteuerung der Elektromaschine 3 stufenlos einstellbar ist. So kann mit einer entsprechenden Ansteuerung der Elektromaschine 3 das Hybridfahrzeug ohne die Betätigung einer Betriebsbremse bis zum Stillstand abgebremst und mit hohem Drehmoment in beide Fahrtrichtungen angefahren werden. Zu diesem Zweck ist die Elektromaschine 3 vorteilhaft in beiden Drehrichtungen jeweils als Motor und als Generator betreibbar (Vier-Quadranten-Betrieb).

Durch das nachgeordnete Untersetzungsgetriebe 5 wird die an dem Ausgangselement 15 des Überlagerungsgetriebes 4 anliegende Drehzahl reduziert und das Drehmoment entsprechend erhöht. Zudem erfolgt in dem Untersetzungsgetriebe 5 eine Umkehrung der Drehrichtung.

Aufgrund der direkten Überlagerung der Drehzahlen des Primärantriebs und der Elektromaschine 3 in dem Überlagerungsgetriebe 4 ist die beschriebene Antriebsanordnung 1.1 für einen Primärantrieb geeignet, dessen an dem Abtriebsrad 2 anliegende Drehzahl in etwa in derselben Größenordnung wie diejenige der Elekt- romaschine 3 liegt, was z.B. für einen Verbrennungsmotor zutrifft. Dieser Antriebsmotor ist in dem Hybridfahrzeug zweckmäßig so angeordnet, dass das Abtriebsrad 2 des Primärantriebs entgegen der Drehrichtung des Antriebslaufrades bei Vorwärtsfahrt angetrieben wird. Die bei entsprechender Drehrichtung des Rotors 7 der Elektromaschine 3 ebenfalls entgegengesetzte Drehrichtung des Aus- gangselementes 15 des Überlagerungsgetriebes 4 wird dann in dem nachgeschalteten Untersetzungsgetriebe 5 in die richtige Drehrichtung umgekehrt.

Eine bevorzugte konstruktive Ausführung der vorbeschriebenen Antriebsanordnung 1.1 nach Fig. 3 ist in dem Axialschnitt von Fig. 1 und in dem vergrößerten Ausschnitt von Fig. 2 abgebildet. Bei dieser Antriebsanordnung 1.1 ist eine zentrale Achswelle 24 vorhanden, die drehbar in einem an dem Fahrzeugrahmen des Hybridfahrzeugs befestigten zylindrischen Gehäuse 25 gelagert ist. An dem ein- gangsseitigen Ende 26 der Achswelle 24 ist das Abtriebsrad 2 des Primärantriebs drehfest angeordnet. Vorliegend ist das Abtriebsrad 2 beispielhaft als das Ketten- rad 27 eines Kettentriebs 28 ausgebildet und durch eine Keilwellenverzahnung und eine Überwurfmutter auf der Achswelle 24 befestigt. An dem gegenüberliegenden ausgangsseitigen Ende 29 der Achswelle 24 ist das Antriebslaufrad 30 des Hybridfahrzeugs drehbar gelagert. Das Antriebs lauf rad 30 ist vorliegend als ein mit einem luftgefüllten Reifen 31 versehenes Scheibenrad ausgeführt, dessen Nabe 32 über mehrere umfangsseitig verteilt angeordnete Rip- pen 33 versteift und über zwei Kugellager 34 drehbar auf der Achswelle 24 gelagert ist.

Innerhalb des Gehäuses 25 sind die Elektromaschine 3, das Überlagerungsgetriebe 4, und zumindest teilweise auch das Untersetzungsgetriebe 5 angeordnet. Der Stator 6 der Elektromaschine 3 ist über einen Befestigungsflansch 35 an einer eingangsseitigen Stirnwand 36 des Gehäuses 25 befestigt. Ein Rotorträger 37 ist über zwei Kugellager 38 drehbar auf der Achswelle 24 gelagert und trägt einerseits den Rotor 7 der Elektromaschine 3 und andererseits das Hohlrad 12 des axial benachbarten, vorliegend das Überlagerungsgetriebe 4 bildenden Planetengetrie- bes 8. Das Sonnenrad 9 des Überlagerungsgetriebes 4 ist drehfest auf der Achswelle 24 angeordnet. Der Planetenträger 1 1 des Überlagerungsgetriebes 4 ist über ein Nadellager 39 drehbar auf der Achswelle 24 gelagert und drehfest mit dem Sonnenrad 17 des axial benachbarten, vorliegend das nachgeschaltete Untersetzungsgetriebe 5 bildenden Planetengetriebes 16 verbunden.

Der eingangsseitige Teil 40 des Planetenträgers 19 des Untersetzungsgetriebes 5 ist drehfest an einer ausgangseitigen Stirnwand 41 des Gehäuses 25 befestigt, wogegen der ausgangsseitige Teil 42 dieses Planetenträgers 19 über ein Kugellager 43 drehbar auf der Achswelle gelagert ist. Zusammen mit einem an der ein- gangsseitigen Stirnwand 36 des Gehäuses 25 angeordneten Kugellager 44 bildet diese Kugellager 43, 44 somit die Lagerung der Achswelle 24 in dem Gehäuse 25. Das Hohlrad 20 des Untersetzungsgetriebes 5 ist drehfest an einem Abtriebsflansch 45 angeordnet, der seitlich an dem Abtriebs lauf rad 30 befestigt ist. Zur Abdichtung des durch das Gehäuse 25 und das Abtriebs lauf rad 30 eingeschlossenen Innenraums 46 ist ein vorliegend beispielhaft als ein Radialdichtring 48 ausgebildetes Dichtelement 47 vorgesehen. Dieser Radialdichtring 48 ist zwi- sehen einem an dem radialen Außenrand der ausgangsseitigen Stirnwand 41 des Gehäuses 25 angeordneten, radial hervorstehenden Ringsteg 49 und der zylindrischen Außenwand des sich axial erstreckenden Abtriebsflansches 45 angeordnet. Eine in der schematischen Darstellung von Fig. 4 abgebildete zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antriebsanordnung 1.2 eines Hybridfahrzeugs unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform nach den Figuren 1 bis 3 nur durch eine geänderte Ausbildung des dem Überlagerungsgetriebe 4 nachgeschalteten Untersetzungsgetriebes 5'. Das Untersetzungsgetriebe 5' ist ebenfalls als ein einfaches Planetengetriebe 16 mit einem Sonnenrad 17, einem mehrere Planetenräder 18 tragenden Planetenträger 19 und einem Hohlrad 20 ausgebildet. Ebenso bildet das Sonnenrad 17 dieses Planetengetriebes 16 das Eingangselement 21 des Untersetzungsgetriebes 5' und ist drehfest mit dem Ausgangselement 15 des vorgeschalteten Überlagerungsgetriebes 4 verbunden. Nunmehr bildet aber der Planetenträger 19 dieses Planetengetriebes 16 das Ausgangselement 22' des Untersetzungsgetriebes 5'. Demzufolge dient nun das Hohlrad 20 als Stützelement 23' des Untersetzungsgetriebes 5', welches daher gehäusefest arretiert ist. Die Drehrichtung des das Ausgangselement 22' bildenden Planetenträgers 19 entspricht somit der Drehrichtung des das Eingangselement 21 bildenden Sonnenra- des 17. Aufgrund vergleichbar großer Übersetzungen des jeweiligen Untersetzungsgetriebes 5, 5' entspricht die Funktionsweise der zweiten Ausführung der Antriebsanordnung 1.2 nach Fig. 4 bis auf die nun entfallende Drehrichtungsumkehr derjenigen der ersten Ausführungsvariante der Antriebsanordnung 1.1 nach Fig. 1 bis Fig. 3.

Eine in der schematischen Darstellung der Fig. 5 abgebildete dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antriebsanordnung 1.3 eines Hybridfahrzeugs unterscheidet sich von den beiden vorbeschriebenen Ausführungen nach den Figuren 1 bis 4 dadurch, dass zwischen dem Rotor 7 der Elektromaschine 3 und dem zweiten Eingangselement 14 des Überlagerungsgetriebes 4 ein Untersetzungsgetriebe 50 angeordnet ist, und dass auf ein dem Überlagerungsgetriebe 4 nachgeschaltetes Untersetzungsgetriebe 5, 5' verzichtet wird. Das Untersetzungsgetriebe 50 ist als ein einfaches Planetengetriebe 51 mit einem Sonnenrad 52, einem mehrere Planetenräder 53 tragenden Planetenträger 54 und einem Hohlrad 55 ausgebildet. Das Sonnenrad 52 dieses Planetengetriebes 51 bildet das Eingangselement 56 des Untersetzungsgetriebes 50 und ist drehfest mit dem Rotor 7 der Elektromaschine 3 verbunden. Der Planetenträger 54 dieses Planetengetriebes 51 bildet das Ausgangselement 57 des Untersetzungsgetriebes 50 und ist drehfest mit dem Eingangselement 14 des nachgeschalteten Überlagerungsgetriebes 4 verbunden. Das Hohlrad 55 dieses Planetengetriebes 51 bildet das Stützelement 58 des Untersetzungsgetriebes 50 und ist gehäusefest arretiert.

Das nachgeschaltete Überlagerungsgetriebe 4 ist wie zuvor beschrieben aufgebaut, wobei das Sonnenrad 9 das drehfest mit dem Abtriebsrad 2 des Primärantriebs verbundene erste Eingangselement 13, das Hohlrad 12 das drehfest mit dem Ausgangselement 57 des vorgeschalteten Untersetzungsgetriebes 50 verbundene zweite Eingangselement 14, und der Planetenträger 1 1 das drehfest mit dem in Fig. 5 nicht näher dargestellten Antriebslaufrad verbundene Ausgangselement 15 bildet. In dem Untersetzungsgetriebe 50 wird die an dem Rotor 7 der Elektromaschine 3 anliegende Drehzahl reduziert und das Drehmoment entsprechend erhöht, bevor diese in dem nachgeschalteten Überlagerungsgetriebe 4 mit der an dem Abtriebsrad 2 des Primärantriebs anliegenden Drehzahl und dem betreffenden Drehmoment zusammengeführt werden. Die zwischen dem Abtriebsrad 2 des Primäran- triebs und dem Ausgangselement 15 des Überlagerungsgetriebes 4 wirksame Übersetzung kann wiederum durch eine entsprechende Ansteuerung der Elektromaschine 3 stufenlos eingestellt werden, auch wenn dies an der Elektromaschine 3 nun größere Drehzahländerungen erfordert. Aufgrund der in dem Überlagerungsgetriebe 4 erfolgenden Überlagerung der Drehzahl des Primärantriebs mit der in dem Untersetzungsgetriebe 50 reduzierten Drehzahl der Elektromaschine 3 ist die beschriebene Antriebsanordnung 1.3 be- sonders für einen Primärantrieb geeignet, dessen an dem Abtriebsrad 2 anliegende Drehzahl deutlich niedriger ist als diejenige der Elektromaschine 3. Dies trifft z.B. für einen Tretantrieb zu, bei dem das Antriebsmoment über eine mit Tretkurbeln versehene Tretkurbelwelle durch Muskelkraft erzeugt und die dabei erzeugte Antriebsdrehzahl vergleichsweise niedrig ist.

Eine in der schematischen Darstellung von Fig. 6 abgebildete vierte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antriebsanordnung 1.4 eines Hybridfahrzeugs unterscheidet sich von der dritten Ausführungsvariante nach Fig. 5 nur durch eine geänderte Ausbildung des nachgeschalteten Überlagerungsgetriebes 4'. Das Ü- berlagerungsgetriebe 4' ist ebenfalls als ein einfaches Planetengetriebe 8 mit einem Sonnenrad 9, einem mehrere Planetenräder 10 tragenden Planetenträger 1 1 und einem Hohlrad 12 ausgebildet. Ebenso bildet das Sonnenrad 9 des Planetengetriebes 8 das erste Eingangselement 13 des Überlagerungsgetriebes 4' und ist drehfest mit dem Abtriebsrad 2 des Primärantriebs verbunden. Nunmehr bildet aber der Planetenträger 1 1 des Planetengetriebes 8 das zweite Eingangselement 14' des Überlagerungsgetriebes 4' und ist drehfest mit dem Ausgangselement 57 des vorgeschalteten Untersetzungsgetriebes 51 verbunden. Demzufolge bildet nun das Hohlrad 12 des Planetengetriebes 8 das Ausgangselement 15' des Überlage- rungsgetriebes 4', das drehfest mit dem in Fig. 6 nicht näher dargestellten Antriebslaufrad verbunden ist.

Gegenüber der dritten Ausführungsform nach Fig. 5 ist mit der vorliegenden Ausführungsform der Antriebsanordnung 1.4 gemäß Fig. 6 ein Anhalten und ein Rück- wärts-Anfahren des Hybridfahrzeugs ohne eine Drehrichtungsumkehr an der Elektromaschine 3 möglich, so dass nunmehr eine in einer einzigen Drehrichtung als Motor und als Generator betreibbare Elektromaschine 3 ausreichend ist. Bezugszeichenliste

1.1 Erste Antriebsanordnung

1.2 Zweite Antriebsanordnung

1.3 Dritte Antriebsanordnung

1.4 Vierte Antriebsanordnung

2 Abtriebsrad

3 Elektromaschine

4 Überlagerungsgetriebe

4' Überlagerungsgetriebe

5 Erstes Untersetzungsgetriebe

5' Erstes Untersetzungsgetriebe

6 Stator

7 Rotor

8 Planetengetriebe

9 Sonnenrad von 8

10 Planetenrad von 8

1 1 Planetenträger von 8

12 Hohlrad von 8

13 Erstes Eingangselement von 4, 4

14 Zweites Eingangselement von 4

14' Zweites Eingangselement von 4'

15 Ausgangselement von 4

15' Ausgangselement von 4'

16 Planetengetriebe

17 Sonnenrad von 16

18 Planetenrad von 6

19 Planetenträger von 16

20 Hohlrad von 16

21 Eingangselement von 5, 5'

22 Ausgangselement von 5 22' Ausgangselement von 5'

23 Stützelement von 5

23' Stützelement von 5'

24 Achswelle

25 Gehäuse

26 Eingangsseitiges Ende der Achswelle

27 Kettenrad

28 Kettentrieb

29 Ausgangsseitiges Ende der Achswelle 30 Antriebslaufrad

31 Reifen

32 Nabe des Antriebs lauf rads

33 Rippe des Antriebslaufrads

34 Kugellager

35 Befestigungsflansch

36 Eingangsseitige Stirnwand des Gehäuses

37 Rotorträger

38 Kugellager

39 Nadellager

40 Eingangsseitiger Teil von 19

41 Ausgangsseitige Stirnwand von 25

42 Ausgangsseitiger Teil von 19

43 Kugellager

44 Kugellager

45 Abtriebsflansch

46 Innenraum

47 Dichtelement

48 Radialdichtring

49 Ringsteg

50 Zweites Untersetzungsgetriebe

51 Planetengetriebe

52 Sonnenrad von 51 Planetenrad von 51 Planetenträger von 51 Hohlrad von 51

Eingangselement von 50 Ausgangselement von 50 Stützelement von 50