DE102015222460A1

DE102015222460A1 - Switchable gear arrangement and drive train of a motor vehicle

Info

Publication number: DE102015222460A1
Application number: DE102015222460.0A
Authority: DE
Inventors: Sebastian Gorges; Alexander Lerch
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2015-11-13
Filing date: 2015-11-13
Publication date: 2017-05-18

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine schaltbare Getriebeanordnung (10) für ein Kraftfahrzeug, umfassend
– einen Planetensatz (14) mit einer ersten Welle (141), einer zweiten Welle (142) und einer dritten Welle (143), die ein Hohlrad (241), ein Sonnenrad (242) und einen Steg (243) mit einer Mehrzahl darauf gelagerter Planetenräder (244), die einerseits mit dem Hohlrad (241) und andererseits mit dem Sonnenrad (242) kämmen, tragen, und
– eine Zwischenwelle (20), die über ein Koppelelement mit der ersten Welle und über eine schaltbare Kupplung (18) mit der zweiten Welle gekoppelt ist,
wobei die zweite Welle (142) mittels einer Bremse (17) an einem Getriebegehäuse (21) festlegbar ist.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Zwischenwelle (20) über eine Vorgelegewelle (12) mit der ersten Welle (141) verbunden ist. The invention relates to a shiftable transmission arrangement (10) for a motor vehicle, comprising
- A planetary gear set (14) having a first shaft (141), a second shaft (142) and a third shaft (143) having a ring gear (241), a sun gear (242) and a web (243) with a plurality thereof mounted planetary gears (244), on the one hand with the ring gear (241) and on the other hand with the sun gear (242) mesh, wear, and
- An intermediate shaft (20) which is coupled via a coupling element with the first shaft and via a switchable coupling (18) with the second shaft,
wherein the second shaft (142) by means of a brake (17) on a transmission housing (21) can be fixed.
The invention is characterized in that the intermediate shaft (20) via a countershaft (12) with the first shaft (141) is connected.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine schaltbare Getriebeanordnung für ein Kraftfahrzeug, umfassend

– einen Planetensatz mit einer ersten Welle, einer zweiten Welle und einer dritten Welle, die ein Hohlrad, ein Sonnenrad und einen Steg mit einer Mehrzahl darauf gelagerter Planetenräder, die einerseits mit dem Hohlrad und andererseits mit dem Sonnenrad kämmen, tragen, und
– eine Zwischenwelle, die über ein Koppelelement mit der ersten Welle und über eine schaltbare Kupplung mit der zweiten Welle gekoppelt ist,

wobei die zweite Welle mittels einer Bremse an einem Getriebegehäuse festlegbar ist. The invention relates to a switchable transmission arrangement for a motor vehicle, comprising

A planetary gear set having a first shaft, a second shaft and a third shaft supporting a ring gear, a sun gear and a ridge having a plurality of planetary gears meshing therewith on the one hand with the ring gear and the other with the sun gear, and
An intermediate shaft which is coupled via a coupling element to the first shaft and via a switchable coupling to the second shaft,

wherein the second shaft can be fixed by means of a brake on a transmission housing.

Die Erfindung bezieht sich weiter auf einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, der eine derartige Getriebeanordnung aufweist. The invention further relates to a drive train for a motor vehicle having such a gear arrangement.

Derartige Getriebeanordnungen und Antriebsstränge sind bekannt aus der DE 10 2008 000 777 A1 . Such gear arrangements and drive trains are known from the DE 10 2008 000 777 A1 ,

Die zunehmende Elektrifizierung von Kraftfahrzeugsantrieben, die rein elektrisch oder als Hybridantriebe mit elektrischen und verbrennungsmotorischen Antriebspfaden ausgestaltet sein können, erfordert neue Getriebekonzepte. Insbesondere das breite Drehzahlspektrum, innerhalb dessen moderne Elektromotoren effizient einsetzbar sind, erlauben – wenigstens für die elektrischen Antriebspfade – den Einsatz kleinerer Getriebestrukturen mit geringeren Schaltmöglichkeiten, die beispielsweise auch als unmittelbare Achsantrieb konzipiert sein können. Aus der vorgenannten, gattungsbildenden Druckschrift ist ein schaltbares Längsdifferenzial für ein Kraftfahrzeug bekannt, welches zwischen einem Ein-Achs- und einem Zwei-Achs-Antrieb und innerhalb jedes dieser Antriebsmodi zwei Gänge zu schalten vermag. Die Getriebeanordnung umfasst einen Planetensatz in der üblichen Bauform mit drei Wellen, die ein Hohlrad, ein Sonnenrad und einen Steg tragen. Auf dem Steg ist eine Mehrzahl von Planetenrädern gelagert, die einerseits mit dem Hohlrad und andererseits mit dem Sonnenrad kämmen. Bei der bekannten Ausführungsform dient die Welle des Stegs als Eingangswelle, die innerhalb eines Kraftfahrzeug-Antriebsstrangs mit einem vorgelagerten Antrieb verbunden ist. Die Welle des Hohlrades dient als eine erste Ausgangswelle, die mit einem ersten Teil eines nachgelagerten Abtriebs, insbesondere mit einer ersten angetriebenen Achse verbunden ist. Als zweite Ausgangswelle dient eine Zwischenwelle, die einerseits mit einem weiteren Teil des nachgelagerten Abtriebs, insbesondere mit einer zweiten angetrieben Welle verbunden ist und die andererseits über jeweils eine schaltbare Kupplung mit der Welle des Hohlrades und der Welle des Sonnenrades gekoppelt ist. Die Welle des Sonnenrades ist zudem über eine schaltbare Bremse am Getriebegehäuse festlegbar. Das Schließen der Bremse führt zu einer Festlegung des Sonnenrades, sodass der Planetensatz als einfache Übersetzungsstufe wirkt, wobei das über den Steg eingeleitete Antriebsmoment je nach Schaltzustand der Verbindungskupplung zwischen Hohlradwelle und Zwischenwelle allein über die Hohlradwelle zur ersten angetrieben Achse oder zusätzlich über die Zwischenwelle zur zweiten angetriebenen Achse geleitet wird. In jedem dieser Schaltzustände ist die Verbindungskupplung zwischen der Zwischenwelle und der Sonnenradwelle geöffnet. Öffnen der Bremse und Schließen der Verbindungskupplung zwischen Zwischenwelle und Sonnenradwelle führt zu einer Änderung der Übersetzung, wobei das Antriebsmoment auch hier je nach Schaltstellung der Verbindungskupplung zwischen Hohlradwelle und Zwischenwelle auf eine oder beide angetriebenen Achsen übertragen werden kann. The increasing electrification of motor vehicle drives, which can be configured purely electrically or as hybrid drives with electric and internal combustion engine drive paths, requires new transmission concepts. In particular, the wide speed range, within which modern electric motors can be used efficiently, allow - at least for the electric drive paths - the use of smaller gear structures with lower switching capabilities that can be designed, for example, as a direct final drive. From the aforementioned, generic document a switchable longitudinal differential for a motor vehicle is known, which is able to switch between a single-axis and a two-axis drive and within each of these drive modes two gears. The gear assembly comprises a planetary gear set in the usual design with three shafts, which carry a ring gear, a sun gear and a bridge. On the bridge a plurality of planetary gears is mounted, which mesh on the one hand with the ring gear and on the other hand with the sun gear. In the known embodiment, the shaft of the web serves as an input shaft, which is connected within an automotive powertrain with an upstream drive. The shaft of the ring gear serves as a first output shaft, which is connected to a first part of a downstream output, in particular to a first driven axle. The second output shaft is an intermediate shaft which is connected on the one hand with a further part of the downstream output, in particular with a second driven shaft and the other via a respective switchable coupling with the shaft of the ring gear and the shaft of the sun gear is coupled. The shaft of the sun gear can also be fixed to the gearbox housing via a switchable brake. The closing of the brake leads to a determination of the sun gear, so that the planetary gearset acts as a simple gear ratio, wherein the introduced via the web drive torque depending on the switching state of the connecting coupling between Hohlradwelle and intermediate shaft alone on the ring gear shaft to the first driven axle or additionally via the intermediate shaft to the second driven axis is passed. In each of these switching states, the connection coupling between the intermediate shaft and the sun gear shaft is opened. Opening the brake and closing the connection coupling between intermediate shaft and sun gear shaft leads to a change in the ratio, wherein the drive torque can also be transmitted to one or both driven axles here depending on the switching position of the connecting coupling between ring gear shaft and intermediate shaft.

Als Getriebeanordnung für einen einfachen Achsantrieb ist die beschriebene Anordnung jedoch nicht geeignet. As a transmission arrangement for a simple final drive, however, the described arrangement is not suitable.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine für einen einfachen Achsantrieb geeignete, einfach und bauraumgünstig gestaltete Getriebeanordnung und einen entsprechenden Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug zur Verfügung zu stellen. It is the object of the present invention to provide a suitable for a simple final drive, simple and space-saving designed gear assembly and a corresponding drive train for a motor vehicle.

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass die Zwischenwelle über eine Vorgelegewelle mit der ersten Welle verbunden ist. This object is achieved in conjunction with the features of the preamble of claim 1, characterized in that the intermediate shaft is connected via a countershaft with the first shaft.

Die Aufgabe wird weiter mit den Merkmalen von Anspruch 10 gelöst, d.h. durch einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine erfindungsgemäße Getriebeanordnung, wobei die Vorgelegewelle mit einem der Getriebeanordnung vorgelagerten Antrieb und die dritte Welle mit einem der Getriebeanordnung nachgelagerten Abtrieb verbunden ist. The object is further achieved with the features of claim 10, i. by a drive train of a motor vehicle, comprising a gear arrangement according to the invention, wherein the countershaft is connected to one of the gear assembly upstream drive and the third shaft to a downstream of the gear assembly output.

Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche. Preferred embodiments are subject of the dependent claims.

Die wesentliche Maßnahme der Erfindung ist es, die aus dem Stand der Technik bekannte Verbindungskupplung zwischen der ersten Welle und der Zwischenwelle einzusparen und stattdessen eine Vorgelegewelle als Koppelelement zwischen der ersten Welle und der Zwischenwelle vorzusehen. Eine Vorgelegewelle ist bekanntermaßen eine parallel zu den beiden zu koppelnden Wellen verlaufende, zusätzliche Welle, die zwei Ritzel trägt, von denen eines mit einem korrespondierenden Ritzel der ersten zu koppelnden Welle und das andere mit einem korrespondierenden Ritzel der zweiten zu koppelnden Welle kämmt. Diese erfindungsgemäße, drehzahlkonstante Verbindung zwischen der ersten Welle des Planetensatzes und der Zwischenwelle reduziert die Anzahl der Eingangs- und Ausgangswellen der erfindungsgemäßen Getriebeanordnung auf jeweils eine, sodass ein einfacher Achsantrieb realisiert werden kann. The essential measure of the invention is to save the connection coupling known from the prior art between the first shaft and the intermediate shaft and instead to provide a countershaft as a coupling element between the first shaft and the intermediate shaft. A countershaft is known to be parallel to the two waves to be coupled extending, additional shaft bearing two pinions, one with a corresponding pinion of the first shaft to be coupled and the other with a corresponding pinion of the second to coupling shaft meshes. This invention, speed constant connection between the first shaft of the planetary gear set and the intermediate shaft reduces the number of input and output shafts of the transmission assembly according to the invention in each case one, so that a simple final drive can be realized.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die erste Welle das Hohlrad des Planetensatzes trägt, welches seinerseits eine Außenverzahnung aufweist, mit der es mit einem ersten Ritzel der Vorgelegewelle kämmt. Mit anderen Worten dient bei dieser bevorzugten Ausführungsform die Hohlradwelle als erste Welle, die eine entsprechende, erste Ritzelverbindung mit der Vorgelegewelle aufweist. Hierzu ist das Hohlrad als ein außenverzahntes Hohlrad ausgebildet und selbstverständlich drehbar gelagert. In a preferred embodiment it is provided that the first shaft carries the ring gear of the planetary gear set, which in turn has an external toothing, with which it meshes with a first pinion of the countershaft. In other words, in this preferred embodiment, the ring gear shaft serves as a first shaft having a corresponding first pinion connection with the countershaft. For this purpose, the ring gear is formed as an externally toothed ring gear and of course rotatably mounted.

Die Zwischenwelle weist bevorzugt ein eigenes Zwischenwellenritzel auf, welches mit einem zweiten Ritzel der Vorgelegewelle kämmt. Auf die konkrete Konfiguration von zweitem Vorgelegewellenritzel und Zwischenwellenritzel soll weiter unten im Kontext einer speziellen Ausführungsform noch näher eingegangen werden. The intermediate shaft preferably has its own intermediate shaft pinion, which meshes with a second pinion of the countershaft. The specific configuration of the second countershaft pinion and intermediate shaft pinion will be discussed below in the context of a specific embodiment.

Im Rahmen der vorgenannten Ausführungsform, bei der die Hohlradwelle als erste Welle dient, ist bevorzugt weiter vorgesehen, dass die zweite Welle das Sonnenrad des Planetensatzes und die dritte Welle den Steg des Planetensatzes trägt. Bei dieser Konfiguration bilden also die Vorgelegewelle einerseits und die Welle des Steges andererseits nach außen führende Wellen der Getriebeanordnung, an die An- bzw. Abtrieb angeschlossen werden können. Zwischenwelle, Hohlradwelle und Sonnenwelle dienen hingegen als interne Wellen der Getriebeanordnung ohne externe Anschlüsse. Eine derart konfigurierte Getriebeanordnung gestattet die bevorzugte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Antriebsstrangs, bei dem die Vorgelegewelle als Eingangswelle, an die der vorgelagerte Antrieb angeschlossen ist, und die Welle des Steges als Ausgangswelle, an die der nachgeschaltete Abtrieb angeschlossen ist, dienen. In the aforementioned embodiment, in which the Hohlradwelle serves as a first wave, it is preferably further provided that the second shaft carries the sun gear of the planetary gear set and the third wave the web of the planetary gear set. In this configuration, therefore, the countershaft on the one hand and the shaft of the web on the other hand form outwardly leading waves of the gear assembly, can be connected to the input and output. Intermediate shaft, ring gear shaft and sun shaft serve as internal shafts of the gear arrangement without external connections. Such a configured gear arrangement allows the preferred embodiment of a drive train according to the invention, in which the countershaft serve as an input shaft to which the upstream drive is connected, and the shaft of the web as an output shaft to which the downstream output is connected serve.

Es ergeben sich die nachfolgend erläuterten, zwei unterschiedlichen Momentenverläufe, die je nach Schaltkonfiguration realisierbar sind. In einem ersten Gang ist die Bremse geschlossen und die Kupplung geöffnet. Das über die Vorgelegewelle eingeleitete Moment wird über deren erstes Ritzel auf die erste Welle des Planetensatzes, insbesondere auf dessen Hohlradwelle geleitet. Die zweite Welle des Planetenrades, insbesondere dessen Sonnenradwelle, ist in dieser Schaltkonfiguration aufgrund der geschlossenen Bremse am Getriebegehäuse festgelegt, sodass der Planetensatz als einfache Übersetzungsstufe wirkt. Das Moment wird daher über die dritte Welle des Planetensatzes, insbesondere über dessen Steg, ausgeleitet und kann einem nachgeschalteten Abtrieb, beispielsweise einem herkömmlichen Differenzial, zugeführt werden. This results in the following explained, two different torque curves, which can be realized depending on the switching configuration. In a first gear, the brake is closed and the clutch is opened. The introduced via the countershaft torque is passed through the first pinion on the first shaft of the planetary gear set, in particular on the ring gear. The second shaft of the planetary gear, in particular its sun gear, is set in this shift configuration due to the closed brake on the transmission housing, so that the planetary gearset acts as a simple translation stage. The torque is therefore discharged via the third shaft of the planetary gearset, in particular via its web, and can be fed to a downstream output, for example a conventional differential.

In einem zweiten Gang ist die Bremse geöffnet und die Kupplung geschlossen. Das über die Vorgelegewelle eingeleitete Moment teilt sich auf und wird sowohl über das erste Vorgelegewelleritzel auf die erste Welle des Planetensatzes, insbesondere dessen Hohlradwelle, als auch über das zweite Vorgelegewelleritzel auf die Zwischenwelle geleitet. Von dort wird es über die geschlossene Kupplung auf die zweite Welle des Planetensatzes, insbesondere dessen Sonnenradwelle, geleitet, sodass beide Momentenanteile im Planetensatz wieder vereinigt und über dessen dritte Welle, insbesondere dessen Steg, ausgeleitet werden und einem nachgeschaltetem Abtrieb zugeleitet werden können. In a second gear, the brake is open and the clutch is closed. The introduced via the countershaft torque is divided and is passed both on the first countershaft countershaft on the first shaft of the planetary gear set, in particular the ring gear, as well as the second countershaft countershaft on the intermediate shaft. From there, it is passed via the closed clutch to the second shaft of the planetary gear set, in particular its sun gear shaft, so that both torque components in the planetary gear set are reunited and discharged via the third shaft, in particular its web, and can be fed to a downstream output.

Um den axialen Bauraum der erfindungsgemäßen Getriebeanordnung zu minimieren, ist bevorzugt vorgesehen, dass die Kupplung und die Bremse als koaxial zueinander angeordnete, radial ineinander liegende Lamellen-Schaltelemente einer Mehrfach-Koppeleinheit mit jeweils einem ersten Lamellensatz und einem mit diesem alternierend angeordneten zweiten Lamellensatz ausgebildet sind, wobei die zweite Welle drehfest mit einem Zentrallamellenträger verbunden ist, der sowohl den ersten Lamellensatz der Bremse als auch den ersten Lamellensatz der Kupplung trägt. Mit anderen Worten sind Kupplung und Bremse radial ineinander verschachtelt, was den axialen Bauraum im Vergleich zu einer axial benachbarten Anordnung der beiden Schaltelemente in etwa halbiert. Die durch die Lamellenbauform der Schaltelemente gewährleistete, reibschlüssige Momentenübertragung erlaubt ein Schalten unter Last und insbesondere ein sanftes Überblenden der Gänge, was bei geeignetem Kupplungs- bzw. Bremsen-Management zu einer zugkraftunterbrechungsfreien Schaltung führt. Voraussetzung für diese besonders bauraumgünstige Ausführungsform ist ein Zentrallamellenträger, der zwei Lamellensätze, nämlich einen Lamellensatz der Kupplung und einen Lamellensatz der Bremse, trägt, wobei einer dieser Lamellensätze nach radial außen und der andere nach radial innen gerichtet ist. In order to minimize the axial space of the gear assembly according to the invention, it is preferably provided that the clutch and the brake are arranged as coaxially arranged, radially interleaved slats switching elements of a multiple coupling unit, each with a first plate set and a second set of plates arranged alternately wherein the second shaft is non-rotatably connected to a central disk carrier, which carries both the first set of discs of the brake and the first plate set of the clutch. In other words, clutch and brake are nested radially in one another, which halves the axial space compared to an axially adjacent arrangement of the two switching elements. The frictional torque transmission ensured by the lamella design of the shift elements permits shifting under load and, in particular, gentle fading of the gears, which leads to a traction-free circuit when the clutch or brake management is suitable. A prerequisite for this particularly space-saving embodiment is a central disk carrier which carries two disk sets, namely a disk set of the clutch and a disk set of the brake, wherein one of these disk sets is directed radially outward and the other radially inward.

Bevorzugt ist die Kupplung radial innerhalb der Bremse angeordnet und der erste, d.h. der auf dem Zentrallamellenträger angeordnete Lamellensatz der Bremse enthält daher deren innenverzahnte und in einer korrespondierenden Außenverzahnung des Zentrallamellenträgers gelagerte Innenlamellen. Der erste, d.h. der auf den Innenlamellenträger angeordnete Lamellensatz der Kupplung hingegen enthält deren außenverzahnte und in einer korrespondierenden Innenverzahnung des Zentrallamellenträgers gelagerte Außenlamellen. Diese Anordnung mit radial außen angeordneter Bremse und radial innen angeordneter Kupplung ist sinnvoll, weil die Bremse im Gegensatz zur Kupplung das gesamte Antriebsmoment abstützen muss und daher eine größere Anpressfläche benötigt. Preferably, the clutch is arranged radially inside the brake and the first, that is arranged on the central disc carrier disc set of the brake therefore includes the internal toothed and mounted in a corresponding external toothing of the central disc carrier inner plates. The first, that is arranged on the inner disc carrier plate set of the clutch, however, contains the externally toothed and in a corresponding internal toothing of the Central disc carrier mounted outer plates. This arrangement with the brake arranged radially on the outside and the coupling arranged radially on the inside makes sense, because the brake, in contrast to the clutch, must support the entire drive torque and therefore requires a larger contact surface.

Dass bei dieser Konfiguration die innenverzahnten Innenlamellen der Kupplung in einer korrespondierenden Außenverzahnung der Zwischenwelle bzw. eines auf der Zwischenwelle angeordneten Innenlamellenträgers gelagert sein müssen, ist offensichtlich. Auch die außenverzahnten Außenlamellen der Bremse müssen in einer korrespondierenden Innenverzahnung eines entsprechenden Außenlamellenträgers gelagert sein. Da es sich um eine Bremse handelt, muss dieser Außenlamellenträger gehäusefest sein. Es ist möglich, die Gehäusewandung selbst entsprechend zu konturieren. Da es sich beim Getriebegehäuse jedoch typischerweise um ein mehrteiliges Gusseisenelement handelt, ist eine derartige Direktkonturierung, die mit hoher Präzision erfolgen muss, aufwendig und teuer. Bevorzugt ist daher vorgesehen, dass der deren außenverzahnte Außenlamellen enthaltende zweite Lamellensatz der Bremse an einer korrespondierend innenverzahnten Wandung eines topfartigen, gehäusefesten Lagerschildes gelagert ist. Der Lagerschild kann bevorzugt als einstückiges, am Getriebegehäuse festgelegtes Stahlblechteil ausgebildet werden. Solche Stahlblechteile lassen sich durch Stanz- und Umformprozesse kostengünstig mit hoher Präzision fertigen. That in this configuration, the internally toothed inner disks of the clutch must be mounted in a corresponding external toothing of the intermediate shaft or an inner disk carrier arranged on the intermediate shaft is obvious. The externally toothed outer disks of the brake must be mounted in a corresponding internal toothing of a corresponding outer disk carrier. Since this is a brake, this outer plate carrier must be fixed to the housing. It is possible to contour the housing itself accordingly. However, since the gear housing is typically a multi-piece cast iron element, such direct contouring, which must be done with high precision, is expensive and expensive. Preferably, it is therefore provided that the second set of discs containing the external toothed disks of the brake is mounted on a correspondingly internally toothed wall of a pot-type, housing-fixed end shield. The bearing plate can preferably be formed as a one-piece, fixed to the transmission housing sheet steel part. Such steel sheet parts can be manufactured inexpensively with high precision by stamping and forming processes.

Auch ist es möglich, weitere erforderliche Elemente in einen solchen Lagerschild zu integrieren. So kann bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass der Lagerschild im Zentrum seines Bodenbereichs einen hohlzylindrischen Nabenkörper aufweist, gegen dessen Außenwandung das Hohlrad und gegen dessen Innenwandung die Zwischenwelle gelagert ist. Die erforderliche, komplexe Formgebung eines solchen doppelseitig wirkenden Nabenkörpers kann durch bekannte Stahlblech-Umformtechniken problemlos hergestellt werden. Außenlamellenträger der Bremse, Lagerung des Hohlrades und Lagerung der Zwischenwelle werden somit in einem dreifach funktionalen Element, nämlich dem Lagerschild integriert, dessen erforderliche Festlegung am Gehäuse durch einfache Verbindungstechniken, beispielsweise durch Verschraubung und Verschweißung, gewährleistet werden kann. It is also possible to integrate further required elements in such a bearing plate. Thus, in a preferred embodiment of the invention may be provided that the end plate has a hollow cylindrical hub body in the center of its bottom portion, against the outer wall of the ring gear and against the inner wall of the intermediate shaft is mounted. The required, complex shape of such a double-acting hub body can be easily prepared by known steel sheet forming techniques. Outer disc carrier of the brake, bearing of the ring gear and storage of the intermediate shaft are thus integrated into a triple functional element, namely the bearing plate, the required fixing on the housing by simple connection techniques, for example by screwing and welding, can be guaranteed.

Konstruktiv problematisch erscheint beim Einsatz eines topfartigen Lagerschildes jedoch die Verbindung zwischen der Vorgelegewelle und der Zwischenwelle, da sich natürlich keine drehenden Elemente kreuzen dürfen. Bei einer besonders günstigen Ausführungsform ist daher vorgesehen, dass die Zwischenwelle axial zwischen dem Boden des Lagerschildes und der Mehrfach-Koppeleinheit ein Zwischenwellenritzel trägt, welches mit einem eine Ausnehmung des Lagerschildes durchgreifenden, zweiten Ritzel der Vorgelegewelle kämmt. Mit anderen Worten ist das Ritzel der Zwischenwelle innerhalb des Lagerschildes angeordnet. Die mit dem Getriebeäußeren verbundene bzw. verbindbare Vorgelegewelle liegt jedoch außerhalb des Lagerschildes. Da der Lagerschild der erfindungsgemäßen Anordnung aber ein gehäusefestes Element ist und das zweite Vorgelegewelleritzel das Zwischenwellenritzel nur punktuell berührt, ist es möglich, in einem räumlich sehr beschränkten Bereich den Lagerschild zu durchbrechen, um das zweite Vorgelegewelleritzel hinreichend weit in den vom Lagerschild umschlossenen Raum hineinreichen zu lassen, sodass es mit dem Zwischenwellenritzel kämmen kann, dabei aber die Festigkeit des Lagerschildes und die Führungspräzision der Außenlamellen der Bremse nicht zu beeinträchtigen. Constructively problematic appears when using a pot-like bearing plate, however, the connection between the countershaft and the intermediate shaft, since, of course, no rotating elements may cross. In a particularly favorable embodiment, it is therefore provided that the intermediate shaft axially between the bottom of the bearing plate and the multiple coupling unit carries an intermediate shaft pinion, which meshes with a recess of the bearing plate by cross, second pinion of the countershaft. In other words, the pinion of the intermediate shaft is disposed within the bearing plate. However, connected to the gear outer or connectable countershaft is outside the bearing plate. However, since the end shield of the arrangement according to the invention is a housing-fixed element and the second countershaft gearshaft touches the intermediate shaft pinion only selectively, it is possible to break through the bearing plate in a very limited area in order to extend the second countershaft sufficiently far in the space enclosed by the end shield so that it can mesh with the intermediate shaft pinion while not adversely affecting the strength of the end shield and the guiding precision of the outer disks of the brake.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden, speziellen Beschreibung und den Zeichnungen. Further features and advantages of the invention will become apparent from the following specific description and the drawings.

Es zeigen: Show it:

1 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Getriebeanordnung, 1 an embodiment of a transmission arrangement according to the invention,

2 die Getriebeanordnung von 1 in einem ersten Gang, 2 the gear arrangement of 1 in a first gear,

3 die Getriebeanordnung von 1 in einem zweiten Gang, 3 the gear arrangement of 1 in a second gear,

4 eine perspektivische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform eines Lagerschildes. 4 a perspective view of a preferred embodiment of a bearing plate.

Gleiche Bezugszeichen in den Figuren deuten auf gleiche oder analoge Elemente hin. Like reference numerals in the figures indicate like or analogous elements.

1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Getriebeanordnung 10, die sich insbesondere für den Einsatz innerhalb eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs eignet. Ganz besonders bevorzugt ist der Einsatz der erfindungsgemäßen Getriebeanordnung im Rahmen eines schaltbaren Zwei-Gang-Achsantriebs. Die Getriebeanordnung 10 weist eine als Eingangswelle wirkende Vorgelegewelle 12 auf, über welche im Montageendzustand das Eingangsmoment, gekennzeichnet durch den Pfeil E, eines nicht näher dargestellten Antriebsaggregats, insbesondere einer elektrischen Maschine eingeleitet wird. Die Vorgelegewelle 12 trägt eine erstes Vorgelegewellenritzel 121 und ein zweites Vorgelegewellenritzel 122. Das erste Vorgelegewellenritzel 121 dient der (wenigstens teilweisen) direkten Einleitung des Eingangsmomentes in einen Planetensatz 14, der gemäß üblicher Bauart drei Wellen aufweist, nämlich eine Hohlradwelle 141, welche ein außenverzahntes Hohlrad 241 trägt, eine Sonnenwelle 142, die ein Sonnenrad 242 trägt, und eine Stegwelle 143 die einen Steg 243 trägt, auf dem ein Satz Planetenräder 244 drehbar gelagert ist, wobei die Planetenräder 244 einerseits mit der Innenverzahnung des Hohlrades 241 und andererseits mit dem Sonnenrad 242 kämmen. Das erste Vorgelegewellenritzel 121 kämmt mit der Außenverzahnung des Außenverzahnten Hohlrades 241. Die Stegwelle 143 dient zugleich als Ausgangswelle, wie durch den Ausgangsmomenten-Pfeil A angedeutet. 1 shows a preferred embodiment of a transmission arrangement according to the invention 10 , which is particularly suitable for use within a drive train of a motor vehicle. Very particularly preferred is the use of the transmission assembly according to the invention in the context of a switchable two-speed final drive. The gear arrangement 10 has a countershaft acting as an input shaft 12 on, via which in the final assembly state, the input torque, indicated by the arrow E, a non-illustrated drive unit, in particular an electric machine is initiated. The countershaft 12 carries a first countershaft sprocket 121 and a second countershaft sprocket 122 , The first countershaft sprocket 121 serves the (at least partial) direct introduction of the input torque in a planetary gear set 14 , the usual type has three shafts, namely a Hohlradwelle 141 , which is an externally toothed ring gear 241 carries, a sun wave 142 a sun wheel 242 carries, and a bridge shaft 143 the one footbridge 243 carries on which a set of planet wheels 244 is rotatably mounted, wherein the planetary gears 244 on the one hand with the internal toothing of the ring gear 241 and on the other hand with the sun wheel 242 comb. The first countershaft sprocket 121 meshes with the external teeth of the externally toothed ring gear 241 , The bridge wave 143 also serves as an output shaft, as indicated by the output torque arrow A.

Weiter weist die Getriebeanordnung von 1 eine Mehrfachkoppeleinheit 16 auf. Diese umfasst eine Bremse 17 und eine Kupplung 18. Die Bremse 17 umfasst einen Bremsen-Außenlamellenträger 171, der über einen weiter unten noch näher zu beschreibenden Lagerschild 19 mit dem Getriebegehäuse 21 verbunden ist. Insbesondere kann der Bremsen-Außenlamellenträger 171 als ein speziell geformter Bereich des insgesamt einstückig ausgebildeten Lagerschildes 19 gestaltet sein. Der Bremsen-Außenlamellenträger 171 trägt einen Satz Bremsen-Außenlamellen 172, die alternierend mit einem Satz Bremsen-Innenlamellen 173 angeordnet sind. Die Bremsen-Innenlamellen 173 sind in einem Bremsen-Innenlamellenträger 174 gelagert. Next, the gear arrangement of 1 a multiple coupling unit 16 on. This includes a brake 17 and a clutch 18 , The brake 17 includes a brake outer disc carrier 171 , the one about a bearing plate to be described in more detail below 19 with the gearbox 21 connected is. In particular, the brake outer disc carrier can 171 as a specially shaped area of the overall integrally formed bearing plate 19 be designed. The brake outer disc carrier 171 carries a set of brake outer disks 172 that alternate with a set of brake inner disks 173 are arranged. The brake inner disks 173 are in a brake inner disc carrier 174 stored.

Die Kupplung 18 ist radial innerhalb der Bremse 17 angeordnet. Hierzu ist der Bremsen-Innenlamellenträger 174 zugleich als Kupplungs-Außenlamellenträger 181 ausgebildet und trägt einen Satz Kupplungs-Außenlamellen 182. Bremsen-Innenlamellenträger 174 und Kupplungs-Außenlamellenträger 181 sind somit als ein Zentrallamellenträger 174/181 ausgebildet, der drehfest mit der Sonnenwelle 142 des Planetensatzes 14 verbunden ist. Die Kupplungs-Außenlamellen 182 sind alternierend mit Kupplungs-Innenlamellen 183 angeordnet, die ihrerseits in einem Kupplungs-Innenlamellenträger 184 gelagert sind. Der Kupplungs-Innenlamellenträger 184 ist drehfest mit einer Zwischenwelle 20 verbunden, welche ein Zwischenwellenritzel 201 trägt, das seinerseits mit dem zweiten Vorgelegenwellenritzel 122 kämmt. The coupling 18 is radially inside the brake 17 arranged. For this purpose, the brake inner disc carrier 174 at the same time as a clutch outer disc carrier 181 trained and carries a set of clutch outer disks 182 , Brake inner disk carrier 174 and clutch outer disc carrier 181 are thus as a central lamella carrier 174 / 181 trained, the rotation with the sun's shaft 142 of the planetary gear set 14 connected is. The clutch outer disks 182 are alternating with clutch inner disks 183 arranged, in turn, in a clutch inner plate carrier 184 are stored. The clutch inner disc carrier 184 is non-rotatable with an intermediate shaft 20 connected, which is an intermediate shaft pinion 201 carries, in turn, with the second countershaft sprocket 122 combs.

Über nicht näher dargestellte Betätigungskolben lassen sich die Bremse 17 und die Kupplung 18 unabhängig voneinander betätigen. About not shown actuating piston can be the brake 17 and the clutch 18 operate independently of each other.

Der oben bereits erwähnte, gehäusefeste Lagerschild 19 erfüllt bei der dargestellten Ausführungsform mehrere Funktionen. Zum einen dient er mit seinem Gehäuseteil 191 als Basis des Bremsen-Außenlamellenträgers 171. Zum anderen weist er zusätzlich einen Nabenteil 192 auf, an dem sowohl eine Innen- als auch eine Außenlagerung ansetzen. Außen am Nabenteil 192 des Lagerschildes 19 ist die Hohlradwelle 141 des Planetensatzes 14 über ein Außenlager 26 gelagert. Innen am Nabenteil 192 des Lagerschildes 19 ist die Zwischenwelle 20 über ein Innenlager 28 gelagert. The above-mentioned, housing-fixed end shield 19 meets several functions in the illustrated embodiment. On the one hand, it serves with its housing part 191 as the basis of the brake outer disc carrier 171 , On the other hand, it also has a hub part 192 on which both an indoor and an outdoor storage begin. Outside at the hub part 192 of the end shield 19 is the ring gear shaft 141 of the planetary gear set 14 via an outdoor camp 26 stored. Inside the hub part 192 of the end shield 19 is the intermediate shaft 20 via an inner bearing 28 stored.

Aufgrund dieser Mehrfachfunktion des Lagerschildes ist das Zwischenwellenritzel 201 im Wesentlichen vollständig von dem Lagerschild umgriffen. Allerdings muss es, wie oben erläutert, auch mit dem zweiten Vorgelegewellenritzel 122 kämmen können. Daher weist ein Bereich des Lagerschildes 19 eine Ausnehmung 193 auf, durch welche das zweite Vorgelegewellenritzel 122 in den von dem Lagerschild 19 umgriffenen Raum eingreift und mit dem dort gelagerten Zwischenwellenritzel 201 kämmt. Due to this multiple function of the end shield is the intermediate shaft pinion 201 essentially completely encompassed by the bearing plate. However, it must, as explained above, also with the second countershaft pinion 122 can comb. Therefore, indicates an area of the bearing plate 19 a recess 193 on, through which the second countershaft pinion 122 in the from the end shield 19 engaged space engages and with the stored there intermediate shaft pinion 201 combs.

Die 2 und 3 dienen der Illustrierung der zwei Schaltkonstellationen, die mit der Getriebeanordnung von 1 realisierbar sind. The 2 and 3 are used to illustrate the two switching constellations, with the gear arrangement of 1 are feasible.

2 zeigt den Momentenfluss in einen ersten Gang, bei welchem die Bremse 17 geschlossen und die Kupplung 18 geöffnet ist. Wie durch die fett ausgezogene Linie dargestellt, fließt das über die Vorgelegewelle 12 eingeleitete Eingangsmoment über das erste Vorgelegewellenritzel 121 und die Außenverzahnung des Hohlrades 241 in den Planetensatz 14. Dessen Sonnenwelle 142 ist über die geschlossene Bremse 17 gegen das Gehäuse 21 abgestützt, wie durch die fett gestrichelte Linie in 2 angedeutet. Daher wirkt der Planetensatz 14 als einfache Übersetzungsstufe, sodass an seiner Stegwelle 143 das Ausgangsmoment bereitgestellt wird. 2 shows the flow of torque in a first gear, in which the brake 17 closed and the clutch 18 is open. As shown by the bold line, this flows over the countershaft 12 introduced input torque via the first countershaft pinion 121 and the external teeth of the ring gear 241 in the planetary set 14 , Its sun wave 142 is about the closed brake 17 against the case 21 supported as indicated by the bold dashed line in 2 indicated. Therefore, the planetary set acts 14 as a simple translation stage, so on its web shaft 143 the output torque is provided.

3 zeigt den Momentenfluss in einem zweiten Gang, in dem die Bremse 17 geöffnet und die Kupplung 18 geschlossen ist. Ein Teil des Eingangsmomentes fließt wie oben im Kontext von 2 beschrieben. Dieser Anteil ist in 3 als fett ausgezogene Linie dargestellt. Ein zweiter Momentenanteil, in 3 als fett strichpunktierte Linie dargestellt, fließt über das zweite Vorgelegewellenritzel 122 und das Zwischenwellenritzel 201 zur Zwischenwelle 20. Aufgrund der geschlossenen Kupplung 18 ist die Zwischenwelle 20 drehfest mit der Sonnenwelle 142 verbunden, sodass das der zweite Momentenanteil über das Sonnenrad 242 zum Steg 243 fließt, wo er sich mit dem ersten Momentenanteil vereinigt, sodass an der Stegwelle 143 das vereinigte Ausgangsmoment anliegt. 3 shows the moment flux in a second gear, in which the brake 17 opened and the clutch 18 closed is. Part of the input torque flows as above in the context of 2 described. This share is in 3 shown as a bold line. A second moment proportion, in 3 shown as bold dash-dotted line flows over the second countershaft pinion 122 and the intermediate shaft pinion 201 to the intermediate shaft 20 , Due to the closed clutch 18 is the intermediate shaft 20 rotatably with the sun shaft 142 connected, so that the second moment share on the sun 242 to the jetty 243 flows, where it combines with the first moment share, so at the bridge shaft 143 the combined output torque is applied.

4 zeigt eine perspektivische Darstellung einer besonders bevorzugten Ausführungsform eines Lagerschildes 19, nämlich als einstückiges Stahlblech-Umformteil. Gut erkennbar ist eine Innenverzahnung, die den Gehäusebereich 191 des Lagerschildes 19 seine Funktion als Bremsen-Außenlamellenträger 171 erfüllen lässt. 4 shows a perspective view of a particularly preferred embodiment of a bearing plate 19 , namely as a one-piece sheet steel forming part. Easily recognizable is an internal toothing, the housing area 191 of the end shield 19 its function as a brake outer disc carrier 171 can be fulfilled.

Natürlich stellen die in der speziellen Beschreibung diskutierten und in den Figuren gezeigten Ausführungsformen nur illustrative Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dar. Dem Fachmann ist im Lichte der hiesigen Offenbarung ein breites Spektrum an Variationsmöglichkeiten an die Hand gegeben. Of course, those discussed in the specific description and in the figures Embodiments shown are merely illustrative embodiments of the present invention. The skilled person in the light of the present disclosure a wide range of possible variations are given to the hand.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

10 10: Getriebeanordnung transmission assembly
12 12: Vorgelegewelle Countershaft
121 121: erstes Vorgelegenwellenritzel first countershaft sprocket
122 122: zweites Vorgelegewellenritzel second countershaft pinion
14 14: Planetensatz planetary set
141 141: Hohlradwelle von 14 Ring gear shaft of 14
241 241: Hohlrad ring gear
142 142: Sonnenwelle von 14 Sun wave of 14
242 242: Sonne Sun
143 143: Stegwelle von 14 Bridge shaft of 14
243 243: Steg web
244 244: Planetenrad planet
16 16: Mehrfach-Koppeleinheit Multiple coupling unit
17 17: Bremse brake
171 171: Bremsen-Außenlamellenträger Brake outer plate carrier
172 172: Bremsen-Außenlamelle Brake outer plate
173 173: Bremsen-Innenlamelle Brake inner plate
174 174: Bremsen-Innenlamellenträger, Zentrallamellenträger Brake inner disc carrier, central disc carrier
18 18: Kupplung clutch
181 181: Kupplungs-Außenlamellenträger, Zentrallamellenträger Clutch outer disc carrier, central disc carrier
182 182: Kupplungs-Außenlamelle Clutch outer plate
183 183: Kupplungs-Innenlamelle Clutch inner plate
184 184: Kupplungs-Innenlamellenträger Clutch inner disk carrier
19 19: Lagerschild end shield
191 191: Gehäuseteil von 19 Housing part of 19
192 192: Nabenteil von 19 Hub part of 19
193 193: Ausnehmung in 19 Recess in 19
20 20: Zwischenwelle intermediate shaft
201 201: Zwischenwellenritzel Intermediate shaft sprocket
21 21: Gehäuse casing
26 26: Außenlager external storage
28 28: Innenlager Bottom Bracket
E e: Eingangsmoment input torque
A A: Ausgangsmoment output torque

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102008000777 A1 [0003]

Claims

Switchable gear arrangement ( 10 ) for a motor vehicle, comprising - a planetary gear set ( 14 ) with a first wave ( 141 ), a second wave ( 142 ) and a third wave ( 143 ), which is a ring gear ( 241 ), a sun wheel ( 242 ) and a footbridge ( 243 ) with a plurality of planetary gears ( 244 ), on the one hand with the ring gear ( 241 ) and on the other hand with the sun gear ( 242 ) comb, carry, and - an intermediate wave ( 20 ), which via a coupling element with the first shaft and a switchable coupling ( 18 ) is coupled to the second shaft, wherein the second shaft ( 142 ) by means of a brake ( 17 ) to a transmission housing ( 21 ), characterized in that the intermediate shaft ( 20 ) via a countershaft ( 12 ) with the first wave ( 141 ) connected is.

Gear arrangement ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the first wave ( 141 ) the ring gear ( 241 ) of the planetary gear set ( 14 ), which has an outer toothing, with which it with a first pinion ( 121 ) of the countershaft ( 12 ) combs.

Gear arrangement ( 10 ) according to claim 2, characterized in that the second wave ( 142 ) the sun wheel ( 242 ) of the planetary gear set ( 14 ) and the third wave ( 143 ) the bridge ( 243 ) of the planetary gear set ( 14 ) wearing.

Gear arrangement ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling ( 18 ) and the brake ( 17 ) arranged as coaxially to one another, radially interleaved lamellar switching elements of a multiple coupling unit ( 16 ) each having a first set of fins ( 173 . 182 ) and an alternately arranged second plate set ( 172 . 183 ) are formed, wherein the second wave ( 142 ) rotatably with a central lamella carrier ( 174 / 181 ) connecting both the first set of slats ( 173 ) of the brake ( 17 ) as well as the first plate set ( 182 ) of the coupling ( 18 ) wearing.

Gear arrangement ( 10 ) according to claim 4, characterized in that the coupling ( 18 ) radially inside the brake ( 17 ) is arranged and the first plate set ( 173 ) of the brake ( 17 ) whose internally toothed and in a corresponding external toothing of the central disk carrier ( 174 / 181 ) mounted inner plates ( 173 ) and the first lamella set ( 182 ) of the coupling ( 18 ) whose externally toothed and in a corresponding internal toothing of the central disk carrier ( 174 ) mounted outer plates ( 182 ) contains.

Gear arrangement ( 10 ) according to one of claims 4 to 5, characterized in that the externally toothed outer plates ( 172 ), the second set of discs ( 17 ) on a correspondingly internally toothed wall of a cup-like, housing-fixed end shield ( 19 ) is stored.

Gear arrangement ( 10 ) according to claim 6, characterized in that the end shield ( 19 ) in the center of its bottom portion a hollow cylindrical hub body ( 192 ), against the outer wall of the Hohlradwelle ( 141 ) and against the inner wall of the intermediate shaft ( 20 ) is stored.

Gear arrangement ( 10 ) according to one of claims 6 to 7, characterized in that the intermediate shaft ( 20 ) axially between the bottom of the end shield ( 19 ) and the multiple coupling unit ( 16 ) an intermediate shaft pinion ( 201 ), which with a a recess ( 193 ) of the end shield ( 19 ), second pinion ( 122 ) of the countershaft ( 12 ) combs.

Gear arrangement ( 10 ) according to one of claims 6 to 8, characterized in that the end shield ( 19 ) as a one-piece, on the transmission housing ( 21 ) Fixed sheet steel part is formed.

Drive train for a motor vehicle, comprising a gear arrangement ( 10 ) according to one of the preceding claims, wherein the countershaft ( 12 ) with one of the gear arrangement ( 10 ) upstream drive and the third shaft ( 143 ) with one of the gear arrangement ( 10 ) Downstream output is connected.