DE102015217196A1 - Getriebeanordnung für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Getriebeanordnung für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen Verbrennungsmotor (1) und einen Elektromotor (2) sowie ein dazwischen angeordnetes Planetengetriebe (3), wobei das Planetengetriebe (3) eine erste Welle (4) zur zumindest mittelbaren Koppelung mit dem Verbrennungsmotor (1), eine zweite und dritte Welle (5, 6) zur zumindest mittelbaren Kopplung mit dem Elektromotor (2), eine vierte Welle (7) zur zumindest mittelbaren stationären Festlegung an einem Gehäuse (9) und eine fünfte Welle (8) zur zumindest mittelbaren Koppelung mit einer Abtriebswelle (10) aufweist. Erfindungsgemäß sind alle fünf Wellen (4–8) mit einem einzigen Stufenplanetensatz (11) getrieblich verbunden.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Getriebeanordnung für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen Verbrennungsmotor und einen Elektromotor sowie ein dazwischen angeordnetes Planetengetriebe.
  • Gebiet der Erfindung
  • Zur Reduzierung der CO2-Emissionen gewinnen Hybridantriebe für Kraftfahrzeuge immer stärkere Bedeutung. In der Regel wird ein konventioneller Antriebsstrang mit einem Verbrennungsmotor und einem Getriebe verwendet, der um einen Elektromotor erweitert ist.
  • Aus der DE 10 2013 216 554 A1 geht eine Getriebeanordnung für ein Kraftfahrzeug mit zwei Antriebsaggregaten, nämlich einer Verbrennungskraftmaschine und einer elektrische Maschine hervor. Die Getriebeanordnung umfasst ein Getriebegehäuse, eine mit der Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine koppelbare Motoreingangswelle, eine mit dem Rotor der elektrischen Maschine koppelbare Elektromaschineneingangswelle und eine mit Antriebsrädern des Kraftfahrzeugs koppelbare Abtriebswelle sowie ein reduziertes Planetengetriebe mit fünf Wellen. Eine erste Eingangswelle des Planetengetriebes ist über eine erste Kupplung mit der Elektromaschineneingangswelle gekoppelt. Eine zweite Eingangswelle des Planetengetriebes ist über eine zweite Kupplung mit der Elektromaschineneingangswelle gekoppelt. Eine dritte Eingangswelle des Planetengetriebes ist über eine Hauptkupplung mit der Motoreingangswelle gekoppelt. Ferner ist eine Abstützwelle des Planetengetriebes über eine erste Bremse mit dem Getriebegehäuse gekoppelt und eine Ausgangswelle des Planetengetriebes mit der Abtriebswelle verbunden. Die relativ komplexe Konstruktion des reduzierten Planetengetriebes aufgrund der Vielzahl an Planetenräder, die zum einen miteinander und zum anderen mit weiteren Wellen kämmen, erhöht die Fertigungszeit und erschwert die Montage des reduzierten Planetengetriebes.
  • Aufgabenstellung
  • Daher besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Getriebeanordnung der zuvor genannten Art weiterzuentwickeln und insbesondere die Konstruktion des Planetengetriebes zu vereinfachen, um die Fertigungs- und Montagezeit der gesamten Getriebeanordnung zu verringern.
  • Erfindungsgemäße Lösung
  • Erfindungsgemäß umfasst das Planetengetriebe eine erste Welle zur zumindest mittelbaren Koppelung mit dem Verbrennungsmotor, eine zweite und dritte Welle zur zumindest mittelbaren Kopplung mit dem Elektromotor, eine vierte Welle zur zumindest mittelbaren stationären Festlegung an einem Gehäuse und eine fünfte Welle zur zumindest mittelbaren Koppelung mit einer Abtriebswelle, wobei alle fünf Wellen mit einem einzigen Stufenplanetensatz getrieblich verbunden sind. Der Stufenplanetensatz weist dabei vorzugsweise mindestens drei identische Stufenplaneten auf, wobei der jeweilige Stufenplanet einen jeweiligen ersten und zweiten Verzahnungsbereich aufweist. Der jeweilige Verzahnungsbereich kämmt dabei mit jeweils zwei Wellen. Ferner ist die fünfte Welle als Planetenträger ausgebildet, wobei der Stufenplanetensatz drehbeweglich daran gelagert ist. Unter einer zumindest mittelbaren Koppelung ist zu verstehen, dass mindestens ein weiteres Element funktional zwischen den beiden zu koppelnden Elementen angeordnet ist.
  • Vorzugsweise ist die erste Welle als Sonne ausgebildet und kämmt mit dem Stufenplanetensatz. Des Weiteren bevorzugt ist die zweite Welle als Sonne ausgebildet und kämmt mit dem Stufenplanetensatz. Ferner bevorzugt ist die dritte Welle als Hohlrad ausgebildet und kämmt mit dem Stufenplanetensatz. Besonders bevorzugt ist die vierte Welle als Hohlrad ausgebildet und kämmt mit dem Stufenplanetensatz. Weiterhin bevorzugt ist die vierte Welle vorzugsweise über eine schaltbare Kupplung mit dem Gehäuse koppelbar.
  • Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass die zweite und dritte Welle über ein Multi-Schaltelement mit dem Elektromotor koppelbar sind. Ferner ist die erste Welle vorzugsweise über eine schaltbare Kupplung mit einer Antriebswelle koppelbar.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnung
  • Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung zwei bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen
  • 1 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Getriebeanordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, und
  • 2 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Getriebeanordnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
  • Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
  • Gemäß den 1 und 2 weist eine erfindungsgemäße Getriebeanordnung für ein – hier nicht dargestelltes – Kraftfahrzeug einen Verbrennungsmotor 1 und einen Elektromotor 2 auf, wobei zwischen dem Verbrennungsmotor 1 und dem Elektromotor 2 ein Planetengetriebe 3 angeordnet ist. Der Elektromotor 2 umfasst einen stationär festgelegten Stator 18, sowie einen drehbeweglichen Rotor 19, der mit einer Antriebswelle 16 des Elektromotors 2 zusammenwirkt. Das Planetengetriebe 3 ist dazu vorgesehen, den Verbrennungsmotor 1 mit dem Elektromotor 2 zu koppeln und die Antriebsleistung des Verbrennungsmotors 1 und/oder des Elektromotors 2 auf eine Abtriebswelle 10 zu übertragen. Die Abtriebswelle 10 ist zumindest mittelbar mit einer – hier nicht dargestellten – Antriebsachse des Kraftfahrzeugs verbunden. Mithin ist die Getriebeanordnung insbesondere für ein Hybridfahrzeug der eingangs genannten Art vorgesehen.
  • Das Planetengetriebe 3 umfasst fünf Wellen 4–8 und einen einzigen Stufenplanentensatz 11, wodurch eine besonders einfache Montage des Planetengetriebes 3 realisiert ist. Der Stufenplanetensatz 11 weist zwei Verzahnungsbereiche 17a, 17b auf, wobei ein erster Verzahnungsbereich 17a einen kleineren Durchmesser aufweist als ein zweiter Verzahnungsbereich 17b. Eine erste Welle 4 ist als Sonne ausgebildet und über eine schaltbare Kupplung 14a mit einer Antriebswelle 13 gekoppelt, wobei über die Antriebswelle 13 die Antriebsleistung vom Verbrennungsmotor 1 in das Planetengetriebe 3 gespeist wird. Ferner weist das Planetengetriebe 3 eine zweite und dritte Welle 5, 6 auf, wobei die zweite Welle 5 als Sonne ausgebildet ist, und wobei die dritte Welle 6 als Hohlrad ausgebildet ist. Darüber hinaus ist eine vierte Welle 7 über eine schaltbare Kupplung 14b stationär an dem Gehäuse 9 des Planetengetriebes 3 festlegbar. Eine fünfte Welle 8 ist als Planetenträger ausgebildet und verbindet das Planetengetriebe 3 mit der Abtriebswelle 10. Dazu ist der Stufenplanetensatz 11 drehbeweglich an der fünften Welle 8 gelagert. Die zweite und dritte Welle 5, 6 sind über ein Multi-Schaltelement 12 mit dem Elektromotor 2 koppelbar. Das Multi-Schaltelement 12 vereint im Wesentlichen drei unterschiedliche Funktionen. Zum einen die Funktion einer ersten Kupplung 15a, mit der eine drehmomentübertragende Verbindung zwischen der dritten Welle 6 und der Antriebswelle 16 des Elektromotors 2 geöffnet und geschlossen wird. Zum anderen die Funktion einer zweiten Kupplung 15b, mit der eine drehmomentübertragende Verbindung zwischen der zweiten Welle 5 und der Antriebswelle 16 des Elektromotors 2 geschlossen und geöffnet wird, sowie die Funktion einer dritten Kupplung 15c, mit der die Antriebswelle 16 des Elektromotors 2 an dem Gehäuse 9 des Planetengetriebes 3 festgelegt wird. Die einzelnen Schaltstellungen des Multi-Schaltelements 12 sind sequentiell und somit nacheinander ansteuerbar.
  • Gemäß 1 kämmt der erste Verzahnungsbereich 17a des Stufenplanetensatzes 11 radial zwischen der ersten Welle 4 und der vierten Welle 7. Dementsprechend kämmt der zweite Verzahnungsbereich 17b des Stufenplanetensatzes 11 radial zwischen der zweiten Welle 5 und der dritten Welle 6. Nach 2 kämmt der zweite Verzahnungsbereich 17b des Stufenplanetensatzes 11 radial zwischen der ersten Welle 4 und der vierten Welle 7. Dementsprechend kämmt der erste Verzahnungsbereich 17a des Stufenplanetensatzes 11 radial zwischen der zweiten Welle 5 und der dritten Welle 6.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Verbrennungsmotor
    2
    Elektromotor
    3
    Planetengetriebe
    4
    erste Welle
    5
    zweite Welle
    6
    dritte Welle
    7
    vierte Welle
    8
    fünfte Welle
    9
    Gehäuse
    10
    Abtriebswelle
    11
    Stufenplanetensatz
    12
    Multi-Schaltelement
    13
    Antriebswelle
    14a, 14b
    Kupplung
    15a, 15b
    Kupplung
    16
    Antriebswelle
    17a, 17b
    Verzahnungsbereich
    18
    Stator
    19
    Rotor
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102013216554 A1 [0003]

Claims (9)

  1. Getriebeanordnung für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen Verbrennungsmotor (1) und einen Elektromotor (2) sowie ein dazwischen angeordnetes Planetengetriebe (3), wobei das Planetengetriebe (3) eine erste Welle (4) zur zumindest mittelbaren Koppelung mit dem Verbrennungsmotor (1), eine zweite und dritte Welle (5, 6) zur zumindest mittelbaren Kopplung mit dem Elektromotor (2), eine vierte Welle (7) zur zumindest mittelbaren stationären Festlegung an einem Gehäuse (9) und eine fünfte Welle (8) zur zumindest mittelbaren Koppelung mit einer Abtriebswelle (10) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass alle fünf Wellen (4–8) mit einem einzigen Stufenplanetensatz (11) getrieblich verbunden sind.
  2. Getriebeanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Welle (4) als Sonne ausgebildet ist und mit dem Stufenplanetensatz (11) kämmt.
  3. Getriebeanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Welle (5) als Sonne ausgebildet ist und mit dem Stufenplanetensatz (11) kämmt.
  4. Getriebeanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Welle (6) als Hohlrad ausgebildet ist und mit dem Stufenplanetensatz (11) kämmt.
  5. Getriebeanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vierte Welle (7) als Hohlrad ausgebildet ist und mit dem Stufenplanetensatz (11) kämmt.
  6. Getriebeanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die fünfte Welle (8) als Planetenträger ausgebildet ist und den Stufenplanetensatz (11) drehbeweglich lagert.
  7. Getriebeanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite und dritte Welle (5, 6) über ein Multi-Schaltelement (12) mit dem Elektromotor (2) koppelbar sind.
  8. Getriebeanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Welle (4) mit einer Antriebswelle (13) koppelbar ist.
  9. Kraftfahrzeug mit einer Getriebeanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017111041B3 (de) * 2017-05-22 2018-11-08 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug
EP3681018B1 (de) * 2019-01-08 2022-03-23 Hamilton Sundstrand Corporation Systeme zum trennen von elektrischen maschinen

Citations (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013216554A1 (de) 2013-08-21 2015-02-26 Volkswagen Aktiengesellschaft Getriebeanordnung für ein Kraftfahrzeug

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