DE102016002567A1 - Drive device, in particular for an electric vehicle - Google Patents

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Abstract

Erfindungsgemäß wird eine Antriebsvorrichtung vorgeschlagen, insbesondere für ein Elektrofahrzeug, mit zumindest einem Elektromotor (10a–c), mit zumindest einem Elektromotor (10a–c), mit zumindest einem Achsantrieb (11a–c) und mit einem zwischen dem Elektromotor (10a–c) und dem Achsantrieb (11a–c) angeordneten, zumindest konstruktiv zur Schaltung von drei Vorwärtsgetriebegängen (V1a–c, V2a–c, V3a–c) vorgesehenen Mehrstufengetriebe (12a–c), das genau drei wirkungsmäßig miteinander verbundene Planetenradstufen (P1a–c, P2a–c, P3a–c) mit Sonnenrädern (P11a–c, P21a–c, P31a–c), Hohlrädern (P13a–c, P23a–c, P33a–c) und Planetenradträgern (P12a–c, P22a–c, P32a–c), drei Schalteinheiten (S1a–c, S2a–c, S3a–c) mit jeweils zwei drehfest miteinander verbindbaren Kopplungselementen (S11a–c, S12a–c, S21a–c, S22a–c, S31a–c, S32a–c), ein Getriebeeingangselement (13a–c) zur drehfesten Anbindung des Elektromotors (10a–c) und ein Getriebeausgangselement (14a–c) zur drehfesten Anbindung des Achsantriebs (11a–c) aufweist, wobei das Getriebeeingangselement (13a–c) permanent drehfest mit dem Sonnenrad (P21a–c) der zweiten Planetenradstufe (P2a–c) verbunden ist, das Getriebeausgangselement (14a–c) permanent drehfest zumindest mit dem Planetenradträger (P32a–c) der dritten Planetenradstufe (P3a–c) verbunden ist und die dritte Schalteinheit (S3a–c) dazu vorgesehen ist, die dritte Planetenradstufe (P3a–c) zu verblocken.According to the invention, a drive device is proposed, in particular for an electric vehicle, with at least one electric motor (10a-c), with at least one electric motor (10a-c), with at least one final drive (11a-c) and with one between the electric motor (10a-c ) and the final drive (11a-c), at least structurally designed for the switching of three forward gears (V1a-c, V2a-c, V3a-c) provided multi-stage transmission (12a-c), the exactly three operatively interconnected Planetenradstufen (P1a-c , P2a-c, P3a-c) with sun gears (P11a-c, P21a-c, P31a-c), ring gears (P13a-c, P23a-c, P33a-c) and planet carrier (P12a-c, P22a-c, P32a-c), three switching units (S1a-c, S2a-c, S3a-c) each having two rotatably connectable coupling elements (S11a-c, S12a-c, S21a-c, S22a-c, S31a-c, S32a c), a transmission input element (13a-c) for the rotationally fixed connection of the electric motor (10a-c) and a gear iebausausselement (14a-c) for the rotationally fixed connection of the final drive (11a-c), wherein the transmission input member (13a-c) permanently non-rotatably connected to the sun gear (P21a-c) of the second planetary gear (P2a-c), the transmission output member ( 14a-c) permanently non-rotatably connected at least to the planet carrier (P32a-c) of the third planetary gear (P3a-c) and the third switching unit (S3a-c) is provided to lock the third planetary gear (P3a-c).

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Elektrofahrzeug oder ein Kraftfahrzeug mit zumindest einer rein elektrisch angetriebenen Antriebsachse.The invention relates to a drive device for a motor vehicle, in particular an electric vehicle or a motor vehicle with at least one purely electrically driven drive axle.

Aus der WO 2012/010340 A1 ist bereits eine Antriebsvorrichtung für ein Elektrofahrzeug, bekannt, die einen Elektromotor, einen Achsantrieb und ein zwischen dem Elektromotor und dem Achsantrieb angeordnetes Mehrstufengetriebe aufweist.From the WO 2012/010340 A1 is already a drive device for an electric vehicle, known, which has an electric motor, a final drive and arranged between the electric motor and the final drive multi-speed transmission.

Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine weiterentwickelte Antriebsvorrichtung für ein Elektrofahrzeug bereitzustellen. Sie wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The invention is in particular the object of providing a further developed drive device for an electric vehicle. It is achieved according to the invention by the features of claim 1. Further embodiments emerge from the subclaims.

Erfindungsgemäß wird eine Antriebsvorrichtung vorgeschlagen, insbesondere für ein Elektrofahrzeug, mit zumindest einem Elektromotor, mit zumindest einem Achsantrieb und mit einem zwischen dem Elektromotor und dem Achsantrieb angeordneten, zumindest konstruktiv zur Schaltung von drei Vorwärtsgetriebegängen vorgesehenen Mehrstufengetriebe, das genau drei wirkungsmäßig miteinander verbundene Planetenradstufen mit Sonnenrädern, Hohlrädern und Planetenradträgern, drei Schalteinheiten mit jeweils zwei drehfest miteinander verbindbaren Kopplungselementen, ein Getriebeeingangselement zur drehfesten Anbindung des Elektromotors und ein Getriebeausgangselement zur drehfesten Anbindung des Achsantriebs aufweist, wobei das Getriebeeingangselement permanent drehfest mit dem Sonnenrad der zweiten Planetenradstufe verbunden ist, das Getriebeausgangselement permanent drehfest zumindest mit dem Planetenradträger der dritten Planetenradstufe verbunden ist und die dritte Schalteinheit dazu vorgesehen ist, die dritte Planetenradstufe zu verblocken.According to the invention, a drive device is proposed, in particular for an electric vehicle, with at least one electric motor, with at least one final drive and with a arranged between the electric motor and the final drive, at least structurally intended for the switching of three forward gears multi-speed transmission, exactly three operatively interconnected Planetenradstufen with sun gears , Ring gears and planet carrier, three switching units each having two rotatably interconnectable coupling elements, a transmission input element for non-rotatable connection of the electric motor and a transmission output member for rotationally fixed connection of the final drive, wherein the transmission input element permanently rotatably connected to the sun gear of the second planetary gear, the transmission output element permanently rotatably at least connected to the planet carrier of the third planetary gear and the third switching unit to vorg it is to lock the third planetary gear.

Durch eine solche Ausgestaltung kann eine kompakte Antriebsvorrichtung für ein Elektrofahrzeug bereitgestellt werden, die eine vorteilhafte Anbindung des Elektromotors an den Achsantrieb ermöglicht. Durch das Mehrstufengetriebe können unterschiedliche Vorwärtsgetriebegänge bereitgestellt werden, durch die ein von dem Elektromotor abgegebenes Antriebsmoment vorteilhaft umgesetzt werden kann. Auf eine Schaltbarkeit von Rückwärtsgetriebegängen kann verzichtet werden, indem der Elektromotor für eine Drehrichtungsumkehr vorgesehen ist. Bauteilbelastungen können in dem vorgeschlagenen Mehrstufengetriebe durch dessen Grundstruktur zumindest teilweise gesenkt werden, wodurch insbesondere ein Leichtbau vereinfacht werden kann. Durch die unterschiedlich übersetzten Vorwärtsgetriebegänge kann der Elektromotor auch bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten mit einem hohen Wirkungsgrad betrieben werden. Bei niedrigen Geschwindigkeiten kann ein Drehmoment des Elektromotors vorteilhaft umgesetzt werden. Übersetzungsverhältnisse der Vorwärtsgetriebegänge und/oder des Achsantriebs können zumindest teilweise an eine Ausgestaltung des Elektrofahrzeugs angepasst werden. Es kann eine flexible Antriebsvorrichtung bereitgestellt werden.By such a configuration, a compact drive device for an electric vehicle can be provided, which allows an advantageous connection of the electric motor to the final drive. Through the multi-speed transmission, different forward gears can be provided, by which a given by the electric motor drive torque can be implemented advantageously. A switchability of reverse gears can be dispensed with by the electric motor is provided for a reversal of direction. Component loads can be at least partially reduced in the proposed multi-speed transmission by the basic structure, which in particular a lightweight construction can be simplified. Due to the differently translated forward gears, the electric motor can be operated with high efficiency even at high vehicle speeds. At low speeds, a torque of the electric motor can be implemented advantageously. Transmission ratios of the forward gears and / or the final drive can be at least partially adapted to a configuration of the electric vehicle. There may be provided a flexible drive device.

Unter einer „Antriebsvorrichtung mit zumindest einem Elektromotor, mit zumindest einem Achsantrieb und einem zwischen dem Elektromotor und dem Achsantrieb angeordneten Mehrstufengetriebe” soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Antriebsvorrichtung verstanden werden, die lediglich Elektromotoren zur Erzeugung eines Antriebsmoments aufweist. Insbesondere soll darunter eine von einer Brennkraftmaschine unabhängige Antriebsvorrichtung verstanden werden. Unter einem „Mehrstufengetriebe” soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein zwischen dem Elektromotor und dem Achsantrieb angeordnetes Getriebe zur Schaltung der unterschiedlich übersetzten Vorwärtsgetriebegänge verstanden werden. Unter einer „Planetenradstufe” soll weiter insbesondere eine Zahnradstufe verstanden werden, die durch einen Zahneingriff zwischen einem Sonnenrad und einem von einem Planetenradträger geführten Planetenrad und/oder einen Zahneingriff zwischen einem von einem Planetenradträger geführten Planetenrad und einem Hohlrad definiert ist. Grundsätzlich können die Planetenradstufen zumindest teilweise einstückig ausgeführt werden. Insbesondere ist es denkbar, dass zwei der Planetenradstufen ein gemeinsames Hohlrad und getrennte Sonnenräder oder ein gemeinsames Sonnenrad und getrennte Hohlräder aufweisen. Unter einem „Achsantrieb” soll insbesondere eine Wirkverbindung zwischen dem Getriebeausgangselement des Mehrstufengetriebes und zumindest einem Antriebsrad des Kraftfahrzeugs verstanden werden. Der Achsantrieb kann für eine permanente drehfeste Verbindung zwischen dem Getriebeausgangselement und dem Antriebsrad vorgesehen sein. Alternativ kann der Achsantrieb auch ein Differentialgetriebe aufweisen, das dazu vorgesehen ist, zwei Antriebsräder parallel an das Getriebeausgangselement anzubinden.A "drive device with at least one electric motor, with at least one final drive and a multi-step transmission arranged between the electric motor and the final drive" is to be understood in this context in particular as a drive device which has only electric motors for generating a drive torque. In particular, it should be understood to mean a drive device independent of an internal combustion engine. In this context, a "multistage transmission" is to be understood as meaning, in particular, a transmission arranged between the electric motor and the final drive for shifting the differently translated forward gears. A "planetary gear stage" is to be understood in particular a gear stage, which is defined by a tooth engagement between a sun gear and a guided by a planet carrier planetary gear and / or meshing between a guided by a planet carrier planetary gear and a ring gear. In principle, the planetary gear stages can be made at least partially in one piece. In particular, it is conceivable that two of the planetary gear have a common ring gear and separate sun gears or a common sun gear and separate ring gears. An "axle drive" is to be understood in particular an operative connection between the transmission output element of the multi-speed transmission and at least one drive wheel of the motor vehicle. The final drive can be provided for a permanent rotationally fixed connection between the transmission output element and the drive wheel. Alternatively, the final drive can also have a differential gear which is provided to connect two drive wheels in parallel to the transmission output element.

Die Planetenradstufen sind im Folgenden mit „erste Planetenradstufe”, „zweite Planetenradstufe” und „dritte Planetenradstufe” bezeichnet. Die Bezeichnungen „erste”, „zweite” und „dritte” Planetenradstufe sind insbesondere zur Festlegung einer axialen Anordnung vorgesehen, wobei eine axiale Reihenfolge der Planetenradstufen von der Nummerierung abweichen kann. Grundsätzlich ist eine geänderte Anordnung der Planetenradstufen und/oder eine gestapelte Anordnung, bei der die Planetenradstufen zumindest teilweise radial ineinander geschachtelt sind, denkbar. Insbesondere durch eine räumliche Umordnung der Schalteinheiten, durch eine geänderte Anordnung von Getriebeelementen und/oder durch Vertauschung der Sonnenräder, Planetenräder und/oder Hohlräder sind verschiedene kinematisch äquivalente Getriebestrukturen realisierbar. Unter „kinematisch äquivalenten Getriebestrukturen” sollen dabei Getriebestrukturen verstanden werden, welche eine gleiche Anzahl von Schalteinheiten sowie identische Schaltschemata zur Schaltung der Vorwärtsgetriebegänge und der Rückwärtsgetriebegänge aufweisen.The planetary gear stages are hereinafter referred to as "first planetary gear stage", "second planetary gear stage" and "third planetary gear stage". The terms "first", "second" and "third" Planetenradstufe are particularly intended to define an axial arrangement, wherein an axial order of the planetary gear stages may differ from the numbering. In principle, a modified arrangement of the planetary gear stages and / or a stacked arrangement in which the planetary gear stages are at least partially nested radially in one another is conceivable. In particular by a spatial rearrangement of the switching units, by a modified arrangement of transmission elements and / or by interchanging the sun gears, planet gears and / or ring gears are different kinematically equivalent transmission structures feasible. By "kinematically equivalent transmission structures" gear structures are to be understood, which have an equal number of switching units and identical circuit diagrams for switching the forward gears and the reverse gears.

Unter einer „Schalteinheit” soll weiter insbesondere eine Einheit mit genau zwei relativ zueinander drehbaren Kopplungselementen, die zur drehfesten Verbindung miteinander vorgesehen sind, verstanden werden. Eine Schalteinheit kann wahlweise als Kupplung oder Bremse ausgebildet werden. Unter einer Schalteinheit, die als „Kupplung” ausgebildet ist, soll insbesondere eine Schalteinheit verstanden werden, die in einem Leistungsfluss zwischen zwei der Planetenradstufen angeordnet ist und die dazu vorgesehen ist, ihre zwei drehbar angeordneten Kopplungselemente, die in einem geöffneten Zustand unabhängig voneinander verdrehbar sind, in einem geschlossenen Zustand drehfest miteinander zu verbinden. Unter einer Schalteinheit, die als „Bremse” ausgebildet ist, soll insbesondere eine Schalteinheit verstanden werden, die wirkungsmäßig zwischen einer der Planetenradstufen und einem Getriebegehäuse angeordnet ist und die dazu vorgesehen ist, ihr drehbares Kopplungselement, das in einem geöffneten Zustand unabhängig von dem Getriebegehäuse verdrehbar ist, in einem geschlossenen Zustand mit ihrem drehfest mit dem Getriebegehäuse verbundenen Kopplungselement drehfest zu verbinden. Unter „drehfest verbunden” soll insbesondere eine Verbindung verstanden werden, bei der ein Leistungsfluss über eine vollständige Umdrehung gemittelt mit einem unveränderten Drehmoment, einer unveränderten Drehrichtung und/oder einer unveränderten Drehzahl übertragen wird.In particular, a "switching unit" is to be understood as meaning a unit having exactly two coupling elements that are rotatable relative to one another and that are provided for the rotationally fixed connection with one another. A switching unit can optionally be designed as a clutch or brake. Under a switching unit, which is designed as a "clutch" is to be understood in particular a switching unit which is arranged in a power flow between two of the planetary gear and which is provided, its two rotatably arranged coupling elements which are independently rotatable in an open state to connect in a closed state rotatably with each other. Under a switching unit, which is designed as a "brake" is to be understood in particular a switching unit, which is operatively disposed between one of the planetary gear and a gear housing and which is intended to rotatable coupling element, which in an open state independently of the gear housing rotatable is to connect in a closed state with its rotatably connected to the transmission housing coupling member rotatably. By "non-rotatably connected" is meant in particular a connection in which a power flow over a complete revolution averaged with an unchanged torque, an unchanged direction of rotation and / or an unchanged speed is transmitted.

Unter einer Schalteinheit soll in diesem Zusammenhang insbesondere keine Kupplung verstanden werden, die einem durch die Planetenradstufen ausgebildeten Zahnradsatz vorgeschaltet oder nachgeschaltet ist. Unter einer „dem Zahnradsatz vorgeschalteten Kupplung” soll insbesondere eine Kupplung verstanden werden, die in zumindest einem Getriebegang in einem Leistungsfluss zwischen dem Elektromotor und dem Getriebeeingangselement angeordnet ist, wie beispielsweise eine Trennkupplung oder eine Anfahrkupplung. Unter einer „dem Zahnradsatz nachgeschalteten Kupplung” soll insbesondere eine Kupplung verstanden werden, die in zumindest einem Getriebegang in einem Leistungsfluss zwischen dem Getriebeausgangselement und einem Achsantrieb angeordnet ist, wie beispielsweise eine Allradkupplung. Grundsätzlich kann eine Schaltbarkeit des Mehrstufengetriebes durch eine dem Zahnradsatz vorgeschaltete oder nachgeschaltete Kupplungseinheit erhöht werden. Unter einem „Getriebeeingangselement” soll dabei insbesondere ein Getriebeelement, das zumindest konstruktiv zur drehfesten Anbindung eines Rotors des Elektromotors vorgesehen ist, verstanden werden. Unter einem „Getriebeausgangselement” soll insbesondere ein Getriebeelement, das zumindest konstruktiv zur drehfesten Anbindung eines Achsantriebs vorgesehen ist, verstanden werden. Unter einem „Getriebeelement” soll insbesondere eine Ausgestaltung verstanden werden, die zur permanenten drehfesten Verbindung zwischen den Sonnenrädern, Planetenradträgern, Hohlrädern und/oder Kopplungselementen vorgesehen ist.In this context, a switching unit should in particular not be understood as meaning a coupling which is connected upstream or downstream from a gear set formed by the planetary gear stages. A "gearset preceding the clutch" is to be understood in particular a clutch which is arranged in at least one gear in a power flow between the electric motor and the transmission input member, such as a clutch or a starting clutch. A "clutch following the gear set" is to be understood in particular a clutch which is arranged in at least one gear in a power flow between the transmission output element and a final drive, such as an all-wheel drive. In principle, a switchability of the multistage transmission can be increased by a clutch unit upstream or downstream of the gear unit. In this context, a "transmission input element" is to be understood as meaning, in particular, a transmission element which is provided, at least structurally, for the rotationally fixed connection of a rotor of the electric motor. A "transmission output element" is to be understood, in particular, as a transmission element which is provided, at least structurally, for the non-rotatable connection of a final drive. A "transmission element" is to be understood in particular an embodiment which is provided for permanent non-rotatable connection between the sun gears, planetary carriers, ring gears and / or coupling elements.

Unter „zumindest konstruktiv” soll insbesondere verstanden werden, dass konstruktiv eine entsprechende Ausgestaltung vorgesehen ist, in einem eventuellen Ausführungsbeispiel aber von einer funktionellen Nutzung der konstruktiven Ausgestaltung abgesehen werden kann. Unter „konstruktiv zur Schaltung eines Getriebegangs vorgesehen” soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass mittels der Schalteinheiten und Planetenradstufen mechanisch ein entsprechender Getriebegang grundsätzlich bildbar ist, unabhängig davon, ob im Rahmen einer Schaltstrategie auf die Schaltung des Getriebegangs verzichtet wird oder nicht. Beispielsweise können in einer Ausgestaltung die Schalteinheiten konstruktiv zur Schaltung von mehr Vorwärtsgetriebegängen vorgesehen sein, als es sinnvoll sein kann, sie im Rahmen einer Betriebsstrategie für das Mehrstufengetriebe zu schalten.By "at least constructive" is to be understood in particular that a corresponding design is provided structurally, but in a possible embodiment of a functional use of the structural design can be dispensed with. In this context, "constructively provided for shifting a transmission gear" is to be understood in particular as meaning that by means of the shifting units and planetary gear stages a corresponding gear train can be formed in principle, irrespective of whether the transmission gear shift is dispensed with or not in the context of a shifting strategy. For example, in one embodiment, the switching units may be structurally provided for switching more forward gears, as it may be useful to switch them as part of an operating strategy for the multi-speed transmission.

Unter dem „Verblocken einer Planetenradstufe” soll insbesondere verstanden werden, dass das Sonnenrad, der Planetenradträger und das Hohlrad einer einzelnen Planetenradstufe drehfest miteinander verbunden sind, wodurch sie in einem solchen Betriebszustand stets eine gleiche Drehzahl und eine gleiche Drehrichtung aufweisen.By "blocking a planetary gear" is to be understood in particular that the sun gear, the planet carrier and the ring gear of a single planetary gear rotatably connected to each other, whereby they always have the same speed and a same direction of rotation in such an operating condition.

Unter einer „Schalteinheit zum Verblocken einer Planetenradstufe” soll eine einzelne Schalteinheit mit zwei Kopplungselementen verstanden werden, die jeweils mit dem Sonnenrad, dem Planetenradträger oder dem Hohlrad der entsprechenden Planetenradstufe permanent drehfest verbunden sind, wodurch mittels Schließen dieser einen Schalteinheit die entsprechende Planetenradstufe verblockt werden kann. Grundsätzlich kann die einzelne Kupplungseinheit zum Verblocken der Planetenradstufe auch durch zwei hintereinander geschaltete Kupplungseinheiten ersetzt werden.A "switching unit for blocking a planetary gear" is to be understood a single switching unit with two coupling elements, which are permanently connected to the sun gear, the planet or the ring gear of the corresponding planetary gear permanently rotatably, whereby the corresponding planetary gear can be blocked by closing this one switching unit , In principle, the individual coupling unit for blocking the planetary gear can also be replaced by two coupling units connected in series.

Vorzugsweise ist ein Teil der Schalteinheiten formschlüssig ausgebildet. Dadurch kann ein Schleppverlust gering gehalten werden, wodurch ein Leistungsverlust innerhalb des Mehrstufengetriebes vorteilhaft verringert werden kann. Insbesondere ist es möglich, zwei der drei Schalteinheiten formschlüssig auszubilden. Unter einer „formschlüssig ausgebildeten Schalteinheit” soll dabei insbesondere eine Schalteinheit verstanden werden, die zur Verbindung ihrer Kopplungselemente bzw. zur Anbindung ihres Kopplungselements eine Verzahnung und/oder Klauen aufweist, die zur Herstellung einer drehfesten Verbindung formschlüssig ineinandergreifen, wobei eine Übertragung eines Leistungsflusses in einem vollständig geschlossenen Zustand zumindest hauptsächlich durch einen Formschluss erfolgt. Die Schalteinheiten können grundsätzlich reibschlüssig oder formschlüssig ausgebildet sein. Unter einer „reibschlüssig ausgebildeten Schalteinheit” soll dabei insbesondere eine Schalteinheit verstanden werden, die zur Verbindung ihrer Kopplungselemente bzw. zur Anbindung ihres Kopplungselements zumindest zwei Reibpartner aufweist, die zur Herstellung einer drehfesten Verbindung reibschlüssig aneinander anliegen, wobei eine Übertragung eines Leistungsflusses in einem vollständig geschlossenen Zustand zumindest hauptsächlich durch Reibung erfolgt. Eine reibschlüssig ausgebildete Kupplungseinheit ist vorzugsweise als eine Lamellenkupplungseinheit und eine reibschlüssig ausgebildete Bremseinheit ist vorzugsweise als eine Lamellenbremseinheit ausgebildet. Eine formschlüssig ausgebildete Kupplungseinheit ist vorzugsweise als eine Klauenkupplungseinheit und eine formschlüssig ausgebildete Bremseinheit ist vorzugsweise als eine Klauenbremseinheit ausgebildet. Eine formschlüssig ausgebildete Schalteinheit ist vorteilhaft über eine Schiebemuffe schaltbar. Dabei sind die formschlüssig ausgebildeten Schalteinheiten vorzugsweise ohne eine reibschlüssige Synchronisierung ausgeführt, können grundsätzlich aber auch eine reibschlüssige Synchronisierung aufweisen.Preferably, a part of the switching units is formed positively. As a result, a drag loss can be kept low, creating a Power loss within the multi-speed transmission can be advantageously reduced. In particular, it is possible to form two of the three switching units in a form-fitting manner. A "form-fitting switching unit" is to be understood in particular a switching unit, which has a toothing and / or claws for connecting their coupling elements or for connecting their coupling element, which intermesh positively to produce a rotationally fixed connection, wherein a transmission of a power flow in a completely closed state, at least mainly by a positive connection. The switching units can in principle be formed frictionally or positively. A "frictionally engaged switching unit" should be understood to mean, in particular, a switching unit which has at least two friction partners for connecting its coupling elements or for connecting its coupling element, which frictionally engage one another to produce a rotationally fixed connection, wherein a transmission of a power flow in a completely closed one Condition is at least mainly due to friction. A frictionally engaged coupling unit is preferably designed as a multi-disc clutch unit and a frictionally engaged brake unit is preferably designed as a multi-disc brake unit. A positively formed coupling unit is preferably as a dog clutch unit and a form-locking brake unit is preferably formed as a dog brake unit. A form-fitting trained switching unit is advantageously switchable via a sliding sleeve. The form-fitting trained switching units are preferably carried out without a frictional synchronization, but in principle may also have a frictional synchronization.

Vorzugsweise umfasst das Mehrstufengetriebe Aktuatoren zur automatisierten Schaltung der Schalteinheiten. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, zumindest einen Teil der Schalteinheiten zumindest teilweise selbstständig schaltend auszuführen. Eine selbstständig schaltende Kupplungseinheit bzw. Bremseinheit ist vorzugsweise als ein Freilauf ausgebildet. Zudem kann auch eine Ausgestaltung der Planetenradstufen mit Einfachplanetenradsätzen oder Doppelplanetenradsätzen von den dargestellten Ausführungsbeispielen abweichen. In kinematisch äquivalenter Weise ist es beispielsweise möglich, einen Einfachplanetenradsatz durch einen Doppelplanetenradsatz zu ersetzen, wobei für eine kinematisch gleiche Wirkweise zusätzlich insbesondere eine Standübersetzung der Planetenradstufe angepasst werden muss. Insbesondere bei einer Ausbildung mittels eines Doppelplanetenradsatzes kann grundsätzlich auch eine Anbindung von einem Sonnenrad und einem Planetenradträger, einem Hohlrad und einem Planetenradträger oder einem Sonnenrad und einem Hohlrad getauscht werden, wobei für eine kinematisch gleiche Wirkweise zusätzlich insbesondere eine Standübersetzung der Planetenradstufe angepasst werden muss.The multistage transmission preferably comprises actuators for the automated switching of the switching units. In principle, it is also possible to perform at least a part of the switching units at least partially independently switching. An independently switching coupling unit or braking unit is preferably designed as a freewheel. In addition, an embodiment of the planetary gear stages with simple planetary gearsets or double planetary gear sets can deviate from the illustrated embodiments. In kinematically equivalent manner, it is for example possible to replace a Einfachplanetenradsatz by a Doppelplanetenradsatz, in addition to a kinematically same mode of action in particular a stationary translation of the planetary gear must be adjusted. In particular, in a training by means of a Doppelplanetenradsatzes basically a connection of a sun gear and a planet, a ring gear and a planet carrier or a sun gear and a ring gear are exchanged, for a kinematically same mode of action additionally in particular a level translation of the planetary must be adjusted.

Die Begriffe „axial” und „radial” sind im Folgenden insbesondere auf die Hauptrotationsachse des Mehrstufengetriebes bezogen, so dass der Ausdruck „axial” insbesondere eine Richtung bezeichnet, die parallel oder koaxial zu der Hauptrotationsachse verläuft. Ferner bezeichnet der Ausdruck „radial” insbesondere eine Richtung, die senkrecht zu der Hauptrotationsachse verläuft. Unter einer „getriebeeingangsseitigen Anordnung” soll insbesondere verstanden werden, dass das genannte Bauteil auf einer Seite des weiteren Bauteils angeordnet ist, welche dem Getriebeeingangselement und/oder dem Elektromotor zugewandt ist. Unter einer „getriebeausgangsseitigen Anordnung” soll insbesondere verstanden werden, dass das genannte Bauteil auf einer Seite des weiteren Bauteils angeordnet ist, welche dem Getriebeeingangselement und/oder dem Elektromotor abgewandt ist, auch wenn das weitere Bauteil in axialer Richtung nach dem Getriebeausgangselement angeordnet ist, beispielsweise weil das Getriebeausgangselement zwischen zwei Planetenradstufen angeordnet ist.The terms "axial" and "radial" are hereinafter referred in particular to the main axis of rotation of the multi-speed transmission, so that the term "axially" in particular denotes a direction which is parallel or coaxial with the main axis of rotation. Further, the term "radial" refers particularly to a direction which is perpendicular to the main axis of rotation. A "transmission input-side arrangement" is to be understood in particular as meaning that the named component is arranged on one side of the further component, which faces the transmission input element and / or the electric motor. A "gear output-side arrangement" is to be understood in particular that the said component is arranged on one side of the further component, which faces away from the transmission input element and / or the electric motor, even if the further component is arranged in the axial direction after the transmission output element, for example because the transmission output member is disposed between two planetary gear stages.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. In den Figuren sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele sind die Bezugszeichen der folgenden Figurenbeschreibung durch die Buchstaben a bis c ergänzt. Bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, soll grundsätzlich auf die Beschreibung und/oder die Zeichnungen des ersten Ausführungsbeispiels mit dem Buchstaben a verwiesen werden. Die Beschreibungen der weiteren Ausführungsbeispiele beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen. Die Figuren, die Figurenbeschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.Further advantages will become apparent from the following description of the figures. In the figures, several embodiments of the invention are shown. To distinguish the embodiments, the reference numerals of the following description of the figures are supplemented by the letters a to c. With respect to like-named components, in particular with regard to components having the same reference numerals, reference should be made in principle to the description and / or the drawings of the first embodiment with the letter a. The descriptions of the further embodiments are essentially limited to the differences between the embodiments. The figures, the description of the figures and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into meaningful further combinations.

Dabei zeigen:Showing:

1 ein Kraftfahrzeug mit einer Antriebsvorrichtung, die einen Elektromotor und ein Mehrstufengetriebe aufweist, 1 a motor vehicle having a drive device which has an electric motor and a multistage transmission,

2 ein Getriebeschema des Mehrstufengetriebes, 2 a transmission diagram of the multi-speed transmission,

3 ein Schaltschema für das Mehrstufengetriebe aus 2, 3 a circuit diagram for the multi-speed transmission 2 .

4 ein Getriebeschema mit Planetenradstufen in einer geänderten Anordnung, und 4 a transmission scheme with planetary gear stages in a modified arrangement, and

5 ein Getriebeschema mit Planetenradstufen, die teilweise gestapelt sind. 5 a transmission scheme with planetary gear, which are partially stacked.

1 zeigt ein Kraftfahrzeug mit einer Antriebsvorrichtung. Die Antriebsvorrichtung ist für einen elektromotorischen Antrieb des Kraftfahrzeugs vorgesehen. Das Kraftfahrzeug kann als ein reines Elektrofahrzeug ausgebildet sein. Die Antriebsvorrichtung ist lediglich für den elektromotorischen Antrieb vorgesehen. Grundsätzlich ist es denkbar, dass die Antriebsvorrichtung mit einer zweiten Antriebsvorrichtung für einen verbrennungsmotorischen Antrieb kombiniert wird. Beispielsweise kann die vorgeschlagene Antriebsvorrichtung, die für den elektromotorischen Antrieb vorgesehen ist, auf eine erste Antriebsachse des Kraftfahrzeugs wirken, während die Antriebsvorrichtung, die für den verbrennungsmotorischen Antrieb vorgesehen ist, auf eine zweite Antriebsachse des Kraftfahrzeugs wirkt. Wird die vorgeschlagene Antriebsvorrichtung mit einer verbrennungsmotorischen Antriebsvorrichtung kombiniert, ist es auch denkbar, dass das Kraftfahrzeug ein zusätzliches Summier- und/oder Auswahlgetriebe aufweist, das den beiden Antriebsvorrichtungen nachgeschaltet ist und das dazu vorgesehen ist, beide Antriebsvorrichtungen an eine einzige Antriebsachse anzubinden. 1 shows a motor vehicle with a drive device. The drive device is provided for an electric motor drive of the motor vehicle. The motor vehicle can be designed as a pure electric vehicle. The drive device is provided only for the electric motor drive. In principle, it is conceivable that the drive device is combined with a second drive device for an internal combustion engine drive. For example, the proposed drive device, which is provided for the electric motor drive, act on a first drive axle of the motor vehicle, while the drive device, which is provided for the internal combustion engine drive, acts on a second drive axle of the motor vehicle. If the proposed drive device combined with an internal combustion engine drive device, it is also conceivable that the motor vehicle has an additional summing and / or selection gear, which is connected downstream of the two drive devices and which is intended to connect both drive devices to a single drive axle.

Die Antriebsvorrichtung umfasst einen Elektromotor 10a, einen Achsantrieb 11a und ein zwischen dem Elektromotor 10a und dem Achsantrieb 11a angeordnetes Mehrstufengetriebe 12a (vgl. 2). Der Elektromotor 10a kann eine permanenterregte Synchronmaschine oder eine permanenterregte Asynchronmaschine sein. Das Mehrstufengetriebe 12a ist zumindest konstruktiv zur Schaltung von drei unterschiedlich übersetzten Vorwärtsgetriebegängen V1a, V2a, V3a vorgesehen. Das Mehrstufengetriebe 12a weist genau drei Planetenradstufen P1a, P2a, P3a auf. Das Mehrstufengetriebe 12a weist eine Hauptrotationsachse auf, zu der die erste Planetenradstufe P1a, die zweite Planetenradstufe P2a und die dritte Planetenradstufe P3a koaxial angeordnet sind. Das Mehrstufengetriebe 12a ist konstruktiv dazu vorgesehen, genau drei unterschiedlich übersetzte Vorwärtsgetriebegänge V1a, V2a, V3a zu schalten. Eine Anzahl der tatsächlich verwendeten Vorwärtsgetriebegänge V1a, V2a, V3a kann in Abhängigkeit von einer Betriebsstrategie eingeschränkt sein, beispielsweise elektronisch durch eine entsprechend programmierte Steuer- und Regeleinheit.The drive device comprises an electric motor 10a , an axle drive 11a and one between the electric motor 10a and the final drive 11a arranged multistage transmission 12a (see. 2 ). The electric motor 10a may be a permanent magnet synchronous machine or a permanent magnet asynchronous machine. The multistage transmission 12a is at least constructively provided for the circuit of three different translated forward gears V1a, V2a, V3a. The multistage transmission 12a has exactly three planetary gear stages P1a, P2a, P3a. The multistage transmission 12a has a main axis of rotation, to which the first planetary gear P1a, the second planetary gear P2a and the third planetary gear P3a are arranged coaxially. The multistage transmission 12a is structurally designed to switch exactly three different gear ratios forward translated gears V1a, V2a, V3a. A number of the forward gears V1a, V2a, V3a actually used may be limited depending on an operating strategy, for example electronically by a suitably programmed control unit.

Grundsätzlich ist auch eine Antriebsvorrichtung denkbar, bei der das Mehrstufengetriebe 12a mit einer Antriebseinheit in Form eines Verbrennungsmotors kombiniert ist. Der Verbrennungsmotor ersetzt dann entweder den Elektromotor 12a als Antriebseinheit oder der Verbrennungsmotor wird zusammen mit dem Elektromotor 12a als Antriebseinheit eingesetzt.In principle, a drive device is conceivable in which the multi-speed transmission 12a is combined with a drive unit in the form of an internal combustion engine. The internal combustion engine then either replaces the electric motor 12a as a drive unit or the internal combustion engine is together with the electric motor 12a used as a drive unit.

Das Mehrstufengetriebe 12a weist genau drei Schalteinheiten S1a, S2a, S3a auf, die zur Schaltung der Vorwärtsgetriebegänge V1a, V2a, V3a vorgesehen sind. Das Mehrstufengetriebe 12a weist ein Getriebegehäuse 15a auf, das die Planetenradstufen P1a, P2a, P3a und die Schalteinheiten S1a, S2a, S3a aufnimmt. Die Schalteinheiten S1a, S2a, S3a sind wirkungsmäßig innerhalb eines durch die Planetenradstufen P1a, P2a, P3a ausgebildeten Zahnradsatzes angeordnet, d. h. die Schalteinheiten S1a, S2a, S3a sind dazu vorgesehen, unterschiedliche Wirkverbindungen zwischen den Planetenradstufen P1a, P2a, P3a untereinander und/oder zwischen den Planetenradstufen P1a, P2a, P3a und dem Getriebegehäuse 15a herzustellen.The multistage transmission 12a has exactly three switching units S1a, S2a, S3a, which are provided for switching the forward gears V1a, V2a, V3a. The multistage transmission 12a has a transmission housing 15a on which receives the planetary gear P1a, P2a, P3a and the switching units S1a, S2a, S3a. The switching units S1a, S2a, S3a are operatively arranged within a through the planetary gear P1a, P2a, P3a gear set, ie the switching units S1a, S2a, S3a are provided to different operative connections between the planetary gear P1a, P2a, P3a with each other and / or between the planetary gear P1a, P2a, P3a and the transmission housing 15a manufacture.

Das in 3 dargestellte Schaltschema zeigt, wie durch Schließen der Schalteinheiten S1a, S2a, S3a die Vorwärtsgetriebegänge V1a, V2a, V3a geschaltet werden. Die Vorwärtsgetriebegänge V1a, V2a, V3a werden jeweils durch Schließen von einer der insgesamt drei Schalteinheiten S1a, S2a, S3a geschaltet. Jede der Schalteinheiten S1a, S2a, S3a ist genau einem der Vorwärtsgetriebegänge V1a, V2a, V3a zugeordnet. Eine Lastschaltung zwischen zwei der Vorwärtsgetriebegänge V1a, V2a, V3a ist dabei insbesondere immer dann möglich, wenn in einem Schaltvorgang höchstens eine der Schalteinheiten S1a, S2a, S3a geschlossen wird und/oder höchstens eine der Schalteinheiten S1a, S2a, S3a geöffnet wird, d. h. wenn ein Leistungsfluss von einer der Schalteinheiten S1a, S2a, S3a an eine andere der Schalteinheiten S1a, S2a, S3a übergeben wird oder wenn ein Schaltzustand von lediglich einer der Schalteinheiten S1a, S2a, S3a verändert wird. Die drei Vorwärtsgetriebegänge V1a, V2a, V3a sind untereinander grundsätzlich vollständig lastschaltbar.This in 3 Schematic diagram shows how the forward gears V1a, V2a, V3a are switched by closing the switching units S1a, S2a, S3a. The forward gears V1a, V2a, V3a are each switched by closing one of the three switching units S1a, S2a, S3a. Each of the switching units S1a, S2a, S3a is associated with exactly one of the forward gears V1a, V2a, V3a. A load circuit between two of the forward gears V1a, V2a, V3a is in particular always possible if in a switching operation at most one of the switching units S1a, S2a, S3a is closed and / or at most one of the switching units S1a, S2a, S3a is opened, ie if a power flow is supplied from one of the switching units S1a, S2a, S3a to another of the switching units S1a, S2a, S3a or when a switching state of only one of the switching units S1a, S2a, S3a is changed. The three forward gears V1a, V2a, V3a are basically completely power-shiftable with each other.

Das Mehrstufengetriebe 12a verbindet den Elektromotor 10a mit dem Achsantrieb 11a des Kraftfahrzeugs. Mittels des Mehrstufengetriebes 12a kann ein Übersetzungsverhältnis zwischen dem Elektromotor 10a und dem Achsantrieb 11a verändert werden. Das Mehrstufengetriebe 12a weist ein Getriebeeingangselement 13a auf, das dazu vorgesehen ist, das von dem Elektromotor 10a abgegebene Antriebsmoment in das Mehrstufengetriebe 12a einzuleiten. Der Elektromotor 10a umfasst einen Rotor, der in dem dargestellten Ausführungsbeispiel permanent drehfest mit dem Getriebeeingangselement 13a verbunden ist. Das Getriebeeingangselement 13a kann unterschiedlich ausgebildet sein, wie beispielsweise als eine Welle oder als ein Flansch.The multistage transmission 12a connects the electric motor 10a with the final drive 11a of the motor vehicle. By means of the multi-speed gearbox 12a can be a gear ratio between the electric motor 10a and the final drive 11a to be changed. The multistage transmission 12a has a transmission input element 13a on, which is intended to that of the electric motor 10a delivered torque in the multi-speed transmission 12a initiate. The electric motor 10a comprises a rotor which in the illustrated embodiment permanently rotatably with the transmission input member 13a connected is. The transmission input element 13a can be designed differently, such as a shaft or as a flange.

Weiter weist das Mehrstufengetriebe 12a ein Getriebeausgangselement 14a auf, das dazu vorgesehen ist, ein Antriebsmoment aus dem Mehrstufengetriebe 12a auszuleiten. Der Achsantrieb 11a weist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein Differentialgetriebe auf, dessen Eingang permanent drehfest mit dem Getriebeausgangselement 14a verbunden ist. Der Achsantrieb 11a ist dazu vorgesehen, das von dem Elektromotor 10a bereitgestellte Antriebsmoment auf die zwei Antriebsräder der Antriebsachse zu verteilen. Alternativ ist es auch denkbar, dass das Getriebeausgangselement 14a permanent drehfest mit einer Achswelle und/oder einem der Antriebsräder verbunden ist. Beispielsweise kann das Kraftfahrzeug zwei der Antriebsvorrichtungen aufweisen, die jeweils direkt auf ein Antriebsrad des Kraftfahrzeugs wirken. Zusätzlich kann zwischen dem Getriebeausgangselement 14a und dem Achsantrieb 11a zumindest ein weiteres Modul angeordnet sein, wie beispielsweise ein Allradantriebsmodul, das das Antriebsmoment auf zwei verschiedene Antriebsachsen verteilt. Das Getriebeausgangselement 14a kann unterschiedlich ausgebildet sein, wie beispielsweise als eine Welle, als ein Stirnrad oder als ein Ritzel.Next has the multi-speed transmission 12a a transmission output element 14a on, that too is provided, a drive torque from the multi-speed transmission 12a auszuleiten. The final drive 11a has in the illustrated embodiment, a differential gear, the input permanently rotatably connected to the transmission output element 14a connected is. The final drive 11a is intended to that of the electric motor 10a provided drive torque to distribute the two drive wheels of the drive axle. Alternatively, it is also conceivable that the transmission output element 14a permanently rotatably connected to an axle shaft and / or one of the drive wheels. For example, the motor vehicle may have two of the drive devices, each of which acts directly on a drive wheel of the motor vehicle. In addition, between the transmission output member 14a and the final drive 11a at least one further module may be arranged, such as an all-wheel drive module that distributes the drive torque to two different drive axles. The transmission output element 14a may be formed differently, such as a shaft, a spur gear or a pinion.

Das Getriebeeingangselement 13a und das Getriebeausgangselement 14a sind koaxial zu der Hauptrotationsachse angeordnet. Das Getriebeeingangselement 13a ist auf einer dem Elektromotor 10a zugewandten Seite des Mehrstufengetriebes 12a angeordnet. Für das Getriebeausgangselement 14a sind in axialer Richtung grundsätzlich unterschiedliche Anordnungen denkbar. In dem dargestellten Mehrstufengetriebe 12a sind die Planetenradstufen P1a, P2a, P3a zwischen dem Getriebeeingangselement 13a und dem Getriebeausgangselement 14a angeordnet. Grundsätzlich ist eine Umordnung der Planetenradstufen P1a, P2a, P3a möglich, bei der das Getriebeausgangselement 14a zwischen zwei der Planetenradstufen P1a, P2a, P3a angeordnet ist. Die Planetenradstufen P1a, P2a, P3a sind in axialer Richtung hintereinander angeordnet. Zur Umgestaltung des Mehrstufengetriebes 12a ist es möglich, eine Reihenfolge der Planetenradstufen P1a, P2a, P3a entlang der Hauptrotationsachse zu ändern. Das Mehrstufengetriebe 12a weist drei Ebenen auf, in denen die Planetenradstufen P1a, P2a, P3a angeordnet sind. Eine Nummerierung der Ebene entspricht einer Reihenfolge der Ebenen, die im Folgenden auf das Getriebeeingangselement 13a bezogen ist. Die erste Ebene weist einen kleineren Abstand zu dem Elektromotor 10a auf als die dritte Ebene.The transmission input element 13a and the transmission output member 14a are arranged coaxially with the main axis of rotation. The transmission input element 13a is on one of the electric motor 10a facing side of the multi-speed transmission 12a arranged. For the transmission output element 14a In principle, different arrangements are conceivable in the axial direction. In the illustrated multistage transmission 12a are the planetary gear P1a, P2a, P3a between the transmission input element 13a and the transmission output member 14a arranged. In principle, a rearrangement of the planetary gear P1a, P2a, P3a is possible, in which the transmission output element 14a is arranged between two of the planetary gear P1a, P2a, P3a. The planetary gear P1a, P2a, P3a are arranged one behind the other in the axial direction. To redesign the multi-speed gearbox 12a For example, it is possible to change an order of the planetary gear stages P1a, P2a, P3a along the main rotation axis. The multistage transmission 12a has three levels in which the planetary gear P1a, P2a, P3a are arranged. A numbering of the level corresponds to an order of the levels, which in the following apply to the transmission input element 13a is related. The first level has a smaller distance to the electric motor 10a on as the third level.

Die erste Planetenradstufe P1a ist entlang der Hauptrotationsachse in der ersten Ebene angeordnet. Die erste Planetenradstufe P1a weist einen Einfachplanetenradsatz auf und umfasst ein Sonnenrad P11a, ein Hohlrad P13a und einen Planetenradträger P12a. Der Planetenradträger P12a führt Planetenräder P14a auf einer Kreisbahn. Die Planetenräder P14a kämmen mit dem Sonnenrad P11a und mit dem Hohlrad P13a. Die Planetenräder P14a sind drehbar auf dem Planetenradträger P12a gelagert.The first planetary gear P1a is arranged along the main rotation axis in the first plane. The first planetary gear P1a has a simple planetary gearset and includes a sun gear P11a, a ring gear P13a and a planet carrier P12a. The planet carrier P12a leads planetary gears P14a on a circular path. The planet gears P14a mesh with the sun gear P11a and with the ring gear P13a. The planetary gears P14a are rotatably supported on the planet carrier P12a.

Die zweite Planetenradstufe P2a ist entlang der Hauptrotationsachse in der zweiten Ebene angeordnet. Die zweite Planetenradstufe P2a ist entlang der Hauptrotationsachse auf einer dem Getriebeeingangselement 13a abgewandten Seite der ersten Planetenradstufe P1a angeordnet. Die zweite Planetenradstufe P2a weist einen Einfachplanetenradsatz auf und umfasst ein Sonnenrad P21a, ein Hohlrad P23a und einen Planetenradträger P22a. Der Planetenradträger P22a führt Planetenräder P24a auf einer Kreisbahn. Die Planetenräder P24a kämmen mit dem Sonnenrad P21a und mit dem Hohlrad P23a. Die Planetenräder P24a sind drehbar auf dem Planetenradträger P22a gelagert.The second planetary gear P2a is disposed along the main rotation axis in the second plane. The second planetary gear P2a is along the main axis of rotation on a transmission input member 13a arranged opposite side of the first planetary gear P1a. The second planetary gear P2a has a simple planetary gearset and includes a sun gear P21a, a ring gear P23a, and a planet carrier P22a. The planet P22a leads planetary gears P24a on a circular path. The planet gears P24a mesh with the sun gear P21a and with the ring gear P23a. The planetary gears P24a are rotatably supported on the planet carrier P22a.

Die dritte Planetenradstufe P3a ist entlang der Hauptrotationsachse in der dritten Ebene angeordnet. Die dritte Planetenradstufe P3a ist entlang der Hauptrotationsachse auf einer dem Getriebeeingangselement 13a abgewandten Seite der zweiten Planetenradstufe P2a angeordnet. Die dritte Planetenradstufe P3a weist einen Einfachplanetenradsatz auf und umfasst ein Sonnenrad P31a, ein Hohlrad P33a und einen Planetenradträger P32a. Der Planetenradträger P32a führt Planetenräder P34a auf einer Kreisbahn. Die Planetenräder P34a kämmen mit dem Sonnenrad P31a und mit dem Hohlrad P33a. Die Planetenräder P34a sind drehbar auf dem Planetenradträger P32a gelagert.The third planetary gear P3a is arranged along the main rotation axis in the third plane. The third planetary gear P3a is along the main axis of rotation on a transmission input member 13a opposite side of the second planetary gear P2a arranged. The third planetary gear P3a has a Einfachplanetenradsatz and includes a sun gear P31a, a ring gear P33a and a planet P32a. The planet carrier P32a leads planetary gears P34a on a circular path. The planet gears P34a mesh with the sun gear P31a and with the ring gear P33a. The planetary gears P34a are rotatably supported on the planet carrier P32a.

Zwei der Schalteinheiten S1a, S2a, S3a sind als Bremsen ausgebildet. Die als Bremsen ausgebildeten Schalteinheiten S1a, S2a weisen jeweils ein drehbar gelagertes Kopplungselement S11a, S21a und ein gehäusefest angeordnetes Kopplungselement S12a, S22a auf. Die Schalteinheiten S1a, S2a sind jeweils dazu vorgesehen, ihr drehbar gelagertes Kopplungselement S11a, S21a drehfest mit dem Getriebegehäuse 15a zu verbinden. Jedes der drehbar gelagerten Kopplungselemente S11a, S21a der Schalteinheiten S1a, S2a ist mit zumindest einem der Sonnenräder P11a, P21a, P31a, einem der Planetenradträger P12a, P22a, P32a und/oder einem der Hohlräder P13a, P23a, P33a permanent drehfest verbunden. Die gehäusefest angeordneten Kopplungselemente S12a, S22a der Schalteinheiten S1a, S2a sind permanent drehfest mit dem Getriebegehäuse 15a verbunden.Two of the switching units S1a, S2a, S3a are designed as brakes. The switching units S1a, S2a designed as brakes each have a rotatably mounted coupling element S11a, S21a and a coupling element S12a, S22a arranged fixed to the housing. The switching units S1a, S2a are each provided to rotatably support their rotatably mounted coupling element S11a, S21a rotationally fixed to the transmission housing 15a connect to. Each of the rotatably mounted coupling elements S11a, S21a of the switching units S1a, S2a is permanently non-rotatably connected to at least one of the sun gears P11a, P21a, P31a, one of the planetary carrier P12a, P22a, P32a and / or one of the ring gears P13a, P23a, P33a. The housing-fixedly arranged coupling elements S12a, S22a of the switching units S1a, S2a are permanently non-rotatable with the transmission housing 15a connected.

Die verbleibende Schalteinheit S3a ist als Kupplung ausgebildet. Die als Kupplung ausgebildete Schalteinheit S3a weist ein erstes drehbar gelagertes Kopplungselement S31a und ein zweites drehbar gelagertes Kopplungselement S32a auf. Die Schalteinheit S3a ist dazu vorgesehen, ihre beiden Kopplungselemente S31a, S32a drehfest miteinander zu verbinden. Jedes der Kopplungselemente S31a, S32a der Schalteinheit S3a ist mit zumindest einem der Sonnenräder P11a, P21a, P31a, einem der Planetenradträger P12a, P22a, P32a und/oder einem der Hohlräder P13a, P23a, P33a permanent drehfest verbunden.The remaining switching unit S3a is designed as a clutch. The switching unit S3a designed as a coupling has a first rotatably mounted coupling element S31a and a second rotatably mounted coupling element S32a. The switching unit S3a is provided to connect their two coupling elements S31a, S32a rotationally fixed to each other. Each of the coupling elements S31a, S32a of the switching unit S3a is permanently rotatably connected to at least one of the sun gears P11a, P21a, P31a, one of the planet P12a, P22a, P32a and / or one of the ring gears P13a, P23a, P33a.

Zur Verbindung der Planetenradstufen P1a, P2a, P3a untereinander und mit den Kopplungselementen S11a, S12a, S21a, S22a, S31a, S32a umfasst das Mehrstufengetriebe 12a eine Mehrzahl von Getriebeelementen 16a, 17a, 18a, 19a. Die vier Getriebeelemente 16a, 17a, 18a, 19a sind dazu vorgesehen, Drehmomente und/oder Drehbewegungen innerhalb des durch die Planetenradstufen P1a, P2a, P3a ausgebildeten Zahnradsatzes abzustützen und/oder zu übertragen. Jedes der Getriebeelemente 16a, 17a, 18a, 19a verbindet zumindest zwei der Sonnenräder P11a, P21a, P31a, Planetenradträger P12a, P22a, P32a, Hohlräder P13a, P23a, P33a und/oder Kopplungselemente S11a, S12a, S21a, S22a, S31a, S32a permanent drehfest miteinander oder stützt zumindest eines der Sonnenräder P11a, P21a, P31a, Planetenradträger P12a, P22a, P32a und/oder Hohlräder P13a, P23a, P33a permanent gegen das Getriebegehäuse 15a ab.To connect the planetary gear P1a, P2a, P3a with each other and with the coupling elements S11a, S12a, S21a, S22a, S31a, S32a includes the multi-stage transmission 12a a plurality of transmission elements 16a . 17a . 18a . 19a , The four gear elements 16a . 17a . 18a . 19a are intended to support and / or transmit torques and / or rotational movements within the gear set formed by the planetary gear sets P1a, P2a, P3a. Each of the transmission elements 16a . 17a . 18a . 19a connects at least two of the sun gears P11a, P21a, P31a, planetary gear P12a, P22a, P32a, ring gears P13a, P23a, P33a and / or coupling elements S11a, S12a, S21a, S22a, S31a, S32a permanent rotation with each other or supports at least one of the sun gears P11a, P21a, P31a, planet P12a, P22a, P32a and / or ring gears P13a, P23a, P33a permanently against the transmission housing 15a from.

Das Getriebeeingangselement 13a bildet eine Getriebeeingangswelle aus, die das Getriebeeingangselement 13a und das Sonnenrad P21a der zweiten Planetenradstufe P2a permanent drehfest miteinander verbindet. Das Getriebeeingangselement 13a ist eingangsseitig an das Sonnenrad P21a angebunden.The transmission input element 13a forms a transmission input shaft, which is the transmission input element 13a and the sun gear P21a of the second planetary gear P2a permanently rotatably connected to each other. The transmission input element 13a is connected on the input side to the sun P21a.

Das Getriebeausgangselement 14a bildet eine Getriebeausgangswelle aus, die das Getriebeausgangselement 14a und den Planetenradträger P32a der dritten Planetenradstufe P3a permanent drehfest miteinander verbindet. Die durch das Getriebeausgangselement 14a ausgebildete Getriebeausgangswelle durchsetzt das Sonnenrad P31a der dritten Planetenradstufe P3a und ist für die Anbindung des Planetenradträgers P32a zwischen der zweiten Planetenradstufe P2a und der dritten Planetenradstufe P3a radial nach außen geführt.The transmission output element 14a forms a transmission output shaft, which is the transmission output element 14a and the planet carrier P32a of the third planetary gear P3a permanently rotatably connected to each other. The through the transmission output element 14a formed transmission output shaft passes through the sun gear P31a of the third planetary gear P3a and is guided for the connection of the planet carrier P32a between the second planetary gear P2a and the third planetary gear P3a radially outward.

Das Getriebeelement 16a bildet eine Zwischenwelle aus, die das erste Kopplungselement S11a der ersten Schalteinheit S1a, den Planetenradträger P22a der zweiten Planetenradstufe P2a und das Hohlrad P33a der dritten Planetenradstufe P3a permanent drehfest miteinander verbindet. Die durch das Getriebeelement 16a ausgebildete Zwischenwelle durchsetzt die Planetenradstufe P1a. Zwischen der ersten Planetenradstufe P1a und der zweiten Planetenradstufe P2a sowie der zweiten Planetenradstufe P2a und der dritten Planetenradstufe P3a ist das Getriebeelement 16a jeweils radial nach außen geführt. Die durch das Getriebeelement 16a ausgebildete Zwischenwelle begrenzt den Zahnradsatz getriebeeingangsseitig.The transmission element 16a forms an intermediate shaft which permanently rotatably connects the first coupling element S11a of the first switching unit S1a, the planet P22a of the second planetary gear P2a and the ring gear P33a of the third planetary gear P3a. The through the transmission element 16a Trained intermediate shaft passes through the planetary gear P1a. Between the first planetary gear P1a and the second planetary gear P2a and the second planetary gear P2a and the third planetary gear P3a is the transmission element 16a each guided radially outward. The through the transmission element 16a trained intermediate shaft limits the gear set transmission input side.

Das Getriebeelement 17a bildet eine Zwischenwelle aus, die das Sonnenrad P31a der dritten Planetenradstufe P3a, das zweite Kopplungselement S32a der dritten Schalteinheit S3a, das erste Kopplungselement S21a der zweiten Schalteinheit S2a und das Hohlrad P23a der zweiten Planetenradstufe P2a permanent drehfest miteinander verbindet. Die durch das Getriebeelement 17a ausgebildete Zwischenwelle umschließt die Planetenradstufen P2a, P3a. Sie begrenzt den Zahnradsatz ausgangsseitig.The transmission element 17a forms an intermediate shaft which connects the sun gear P31a of the third planetary gear P3a, the second coupling element S32a of the third switching unit S3a, the first coupling element S21a of the second switching unit S2a and the ring gear P23a of the second planetary gear P2a permanent rotation with each other. The through the transmission element 17a formed intermediate shaft encloses the Planetenradstufen P2a, P3a. It limits the gear set on the output side.

Das Getriebeelement 18a bildet eine Zwischenwelle aus, die das Sonnenrad P11a der ersten Planetenradstufe P1a und das Hohlrad P23a der zweiten Planetenradstufe P2a permanent drehfest miteinander verbindet. Das Getriebeelement 18a ist zwischen den Planetenradstufen P1a, P2a radial nach außen geführt.The transmission element 18a forms an intermediate shaft which permanently rotatably connects the sun gear P11a of the first planetary gear P1a and the ring gear P23a of the second planetary gear P2a. The transmission element 18a is guided radially outward between the planetary gear P1a, P2a.

Das Getriebeelement 19a bildet eine Anbindung aus, die den Planetenradträger P22a der zweiten Planetenradstufe P2a und das Getriebegehäuse 15a permanent drehfest miteinander verbindet. Der Planetenradträger P22a ist dadurch gehäusefest angeordnet.The transmission element 19a forms a connection that the planet carrier P22a the second planetary gear P2a and the transmission housing 15a permanently rotatably connected with each other. The planet carrier P22a is thereby fixed to the housing.

Die erste Schalteinheit S1a ist in axialer Richtung getriebeeingangsseitig der ersten Planetenradstufe P1a angeordnet. Die zweite Schalteinheit S2a ist axial in Höhe der ersten Planetenradstufe P1a angeordnet. Die dritte Schalteinheit 53a ist axial getriebeausgangsseitig der dritten Planetenradstufe P3a angeordnet. Grundsätzlich ist auch eine andere räumliche Anordnung der Schalteinheiten S1a, S2a, S3a möglich.The first switching unit S1a is arranged in the axial direction on the transmission input side of the first planetary gear P1a. The second switching unit S2a is arranged axially at the level of the first planetary gear P1a. The third switching unit 53a is arranged axially gear output side of the third planetary gear P3a. In principle, another spatial arrangement of the switching units S1a, S2a, S3a is possible.

Die erste Schalteinheit S1a ist dazu vorgesehen, den Planetenradträger P22a der zweiten Planetenradstufe P2a und das Hohlrad P33a der dritten Planetenradstufe P3a gehäusefest anzuordnen. Die zweite Schalteinheit S2a ist dazu vorgesehen, das Hohlrad P23a der zweiten Planetenradstufe P2a und das Sonnenrad P31a der dritten Planetenradstufe P3a gehäusefest anzuordnen. Die dritte Schalteinheit S3a ist dazu vorgesehen, das Sonnenrad P31a der dritten Planetenradstufe P3a und den Planetenradträger P32a der dritten Planetenradstufe P3a drehfest miteinander zu verbinden. Ist die dritte Schalteinheit S3a geschlossen, sind das Sonnenrad P31a und der Planetenradträger P32a der dritten Planetenradstufe P3a drehfest miteinander verbunden. Die dritte Planetenradstufe P3a ist dadurch verblockt. Alternativ kann die dritte Schalteinheit S3a auch dazu vorgesehen sein, das Sonnenrad P31a und das Hohlrad P33a der dritten Planetenradstufe P3a oder den Planetenradträger P32a und das Hohlrad P33a der dritten Planetenradstufe P3a permanent drehfest miteinander zu verbinden.The first switching unit S1a is provided to arrange the planet carrier P22a of the second planetary gear P2a and the ring gear P33a of the third planetary gear P3a fixed to the housing. The second switching unit S2a is provided to arrange the ring gear P23a of the second planetary gear P2a and the sun gear P31a of the third planetary gear P3a fixed to the housing. The third switching unit S3a is provided to non-rotatably connect the sun gear P31a of the third planetary gear P3a and the planet carrier P32a of the third planetary gear P3a. If the third switching unit S3a is closed, the sun gear P31a and the planet carrier P32a of the third planetary gear P3a are connected to each other in a rotationally fixed manner. The third planetary gear P3a is thereby blocked. Alternatively, the third shift unit S3a may also be provided to the sun gear P31a and the ring gear P33a of the third planetary gear P3a or the planet P32a and the ring gear P33a of third planetary gear P3a permanently rotatably connected to each other.

Sämtliche Schalteinheiten S1a, S2a, S3a sind außenliegend ausgeführt, d. h. eine Betätigungsmittelversorgung der Schalteinheiten S1a, S2a, S3a ist ohne Durchführung von Betriebsmittelleitungen durch ein drehbar gelagertes Bauteil realisierbar. Keine der Schalteinheiten S1a, S2a, S3a ist innenliegend ausgeführt, d. h. erfordert eine Betriebsmitteldurchführung durch ein drehbar gelagertes Bauteil. Sämtliche Schalteinheiten S1a, S2a, S3a sind hydraulisch betätigt.All switching units S1a, S2a, S3a are outboard, d. H. An actuating means supply of the switching units S1a, S2a, S3a can be realized without carrying out operating medium lines by a rotatably mounted component. None of the switching units S1a, S2a, S3a is internal, d. H. requires a resource bushing through a rotatably mounted component. All switching units S1a, S2a, S3a are hydraulically actuated.

In der beschriebenen Ausgestaltung weist der Achsantrieb 11a das Differentialgetriebe auf, dessen Abtriebe koaxial zu der Hauptrotationsachse des Mehrstufengetriebes 12a angeordnet sind (vgl. 1). In der beschriebenen Ausgestaltung umfasst der Achsantrieb 11a zudem zwei Achswellen zum Antrieb der Antriebsräder einer Antriebsachse. In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Achsantrieb 11a eine Hauptrotationsachse auf, die koaxial zu der Hauptrotationsachse des Mehrstufengetriebes 12a angeordnet ist. Vorzugsweise durchsetzt eine der Achswellen zumindest das Getriebeeingangselement 13a und den Elektromotor 10a. Insbesondere ist es möglich, den Achsantrieb 11a zumindest teilweise in das Mehrstufengetriebe 12a zu integrieren. Eine Schachtelung des Mehrstufengetriebes 12a und des Achsantriebs 11a hängt insbesondere von einer Position des Differentialgetriebes entlang der Hauptrotationsachse des Mehrstufengetriebes 12a ab. Ist das Differentialgetriebe zwischen dem Getriebeeingangselement 13a und dem Getriebeausgangselement 14a angeordnet, durchsetzt eine der Achswellen das Getriebeeingangselement 13a und den Elektromotor 10a, während die andere Achswelle das Getriebeausgangselement 14a durchsetzt. Ist das Differentialgetriebe des Achsantriebs 11a getriebeausgangsseitig angeordnet, durchsetzt vorzugsweise eine der Achswellen das Getriebeausgangselement 14a, das Getriebeeingangselement 13a und den Elektromotor 10a. Auch in einer Ausgestaltung, in der der Achsantrieb 11a für eine direkte Anbindung von lediglich einem Antriebsrad vorgesehen ist, ist es denkbar, das Getriebeausgangselement 14a in Form einer Innenwelle durch das Getriebeeingangselement 13a und den Elektromotor 10a hindurchzuführen, wodurch der Elektromotor 10a zwischen dem Antriebsrad und dem Mehrstufengetriebe 12a angeordnet ist.In the described embodiment, the final drive 11a the differential gear, the outputs coaxial with the main axis of rotation of the multi-speed transmission 12a are arranged (see. 1 ). In the described embodiment, the final drive comprises 11a In addition, two axle shafts for driving the drive wheels of a drive axle. In an advantageous embodiment, the final drive 11a a main axis of rotation, which is coaxial with the main axis of rotation of the multi-speed transmission 12a is arranged. Preferably, one of the axle shafts passes through at least the transmission input element 13a and the electric motor 10a , In particular, it is possible, the final drive 11a at least partially in the multi-speed transmission 12a to integrate. A nesting of the multi-speed gearbox 12a and the final drive 11a depends in particular on a position of the differential gear along the main axis of rotation of the multi-speed transmission 12a from. Is the differential between the transmission input element 13a and the transmission output member 14a arranged, one of the axle shafts passes through the transmission input member 13a and the electric motor 10a while the other axle shaft the transmission output element 14a interspersed. Is the differential gear of the final drive 11a arranged gear output side, preferably one of the axle shafts passes through the transmission output element 14a , the transmission input element 13a and the electric motor 10a , Also in an embodiment in which the final drive 11a is intended for a direct connection of only one drive wheel, it is conceivable, the transmission output element 14a in the form of an inner shaft through the transmission input member 13a and the electric motor 10a pass through, causing the electric motor 10a between the drive wheel and the multistage transmission 12a is arranged.

4 zeigt als zweites Ausführungsbeispiel ein Getriebeschema eines Mehrstufengetriebes 12b für eine Antriebsvorrichtung mit einem Elektromotor und einem Achsantrieb. Das Mehrstufengetriebe 12b ist zumindest konstruktiv zur Schaltung von drei Vorwärtsgetriebegängen vorgesehen. Das Getriebeschema gleicht strukturell dem des ersten Ausführungsbeispiels. 4 shows as a second embodiment, a transmission diagram of a multi-speed transmission 12b for a drive device with an electric motor and a final drive. The multistage transmission 12b is at least constructively provided for the circuit of three forward gears. The transmission scheme is structurally similar to that of the first embodiment.

Das Mehrstufengetriebe 12b umfasst ein Getriebeeingangselement 13b zur drehfesten Anbindung des Elektromotors und ein Getriebeausgangselement 14b zur drehfesten Anbindung des Achsantriebs. Zudem umfasst das Mehrstufengetriebe 12b einen Zahnradsatz mit einer ersten Planetenradstufe P1b, einer zweiten Planetenradstufe P2b und einer dritten Planetenradstufe P3b, die jeweils ein Sonnenrad P11b, P21b, P31b, ein Hohlrad P13b, P23b, P33b und einen Planetenradträger P12b, P22b, P32b, welcher Planetenräder P14b, P24b, P34b in einer Kreisbahn um das entsprechende Sonnenrad P11b, P21b, P31b führt, aufweisen. Weiter umfasst das Mehrstufengetriebe 12b drei Schalteinheiten S1b, S2b, S3b, die jeweils zwei Kopplungselemente S11b, S12b, S21b, S22b, S31b, S32b aufweisen. Zur Übertragung von Leistungsflüssen zwischen den Planetenradstufen P1b, P2b, P3b und/oder zur Abstützung gegen ein Getriebegehäuse 15b umfasst das Mehrstufengetriebe 12b eine Mehrzahl von Getriebeelementen 16b, 17b, 18b, 19b.The multistage transmission 12b includes a transmission input member 13b for non-rotatable connection of the electric motor and a transmission output element 14b for non-rotatable connection of the final drive. In addition, the multi-step transmission includes 12b a gear set comprising a first planetary gear set P1b, a second planetary gear set P2b and a third planetary gear set P3b, each comprising a sun gear P11b, P21b, P31b, a ring gear P13b, P23b, P33b and a planet carrier P12b, P22b, P32b, which planet gears P14b, P24b, P34b in a circular path around the corresponding sun P11b, P21b, P31b leads, have. Further includes the multi-speed transmission 12b three switching units S1b, S2b, S3b, each having two coupling elements S11b, S12b, S21b, S22b, S31b, S32b. For transmitting power flows between the planetary gear P1b, P2b, P3b and / or for support against a transmission housing 15b includes the multi-step transmission 12b a plurality of transmission elements 16b . 17b . 18b . 19b ,

Das Mehrstufengetriebe 12b unterscheidet sich insbesondere in einer Anordnung der Planetenradstufen P1b, P2b, P3b von dem des ersten Ausführungsbeispiel. Das Mehrstufengetriebe 12b weist drei Ebenen auf, in denen die Planetenradstufen P1b, P2b, P3b angeordnet sind. Die zweite Planetenradstufe P2b ist in der ersten Ebene angeordnet. Die erste Planetenradstufe P1b ist in der zweiten Eben angeordnet. Die dritte Planetenradstufe P3b ist in der dritten Ebene angeordnet. Die erste Planetenradstufe P1b ist in axialer Richtung zwischen der zweiten Planetenradstufe P2b und der dritten Planetenradstufe P3b angeordnet. Durch die Umordnung der Planetenradstufen P1b, P2b ergibt sich eine geänderte Anordnung der Getriebeelemente 16b, 17b, 18b, 19b. Die erste Schalteinheit S1b ist getriebeeingangsseitig der zweiten Planetenradstufe P2b angeordnet. Die Schalteinheit S2b ist axial in Höhe der zweiten Planetenradstufe P2b angeordnet.The multistage transmission 12b differs in particular in an arrangement of the planetary gear P1b, P2b, P3b of that of the first embodiment. The multistage transmission 12b has three levels in which the planetary gear P1b, P2b, P3b are arranged. The second planetary gear P2b is arranged in the first plane. The first planetary gear P1b is disposed in the second plane. The third planetary gear P3b is arranged in the third plane. The first planetary gear P1b is arranged in the axial direction between the second planetary gear P2b and the third planetary gear P3b. The rearrangement of the planetary gear P1b, P2b results in a modified arrangement of the transmission elements 16b . 17b . 18b . 19b , The first switching unit S1b is arranged on the input side of the second planetary gear P2b. The switching unit S2b is arranged axially in the amount of the second planetary gear P2b.

5 zeigt als drittes Ausführungsbeispiel ein Getriebeschema eines Mehrstufengetriebes 12c für eine Antriebsvorrichtung mit einem Elektromotor und einem Achsantrieb. Das Mehrstufengetriebe 12c ist zumindest konstruktiv zur Schaltung von drei Vorwärtsgetriebegängen vorgesehen. Das Getriebeschema gleicht strukturell dem des ersten Ausführungsbeispiels. 5 shows as a third embodiment, a transmission diagram of a multi-speed transmission 12c for a drive device with an electric motor and a final drive. The multistage transmission 12c is at least constructively provided for the circuit of three forward gears. The transmission scheme is structurally similar to that of the first embodiment.

Das Mehrstufengetriebe 12c umfasst ein Getriebeeingangselement 13c zur drehfesten Anbindung des Elektromotors und ein Getriebeausgangselement 14c zur drehfesten Anbindung des Achsantriebs. Zudem umfasst das Mehrstufengetriebe 12c einen Zahnradsatz mit einer ersten Planetenradstufe P1c, einer zweiten Planetenradstufe P2c und einer dritten Planetenradstufe P3c, die jeweils ein Sonnenrad P11c, P21c, P31c, ein Hohlrad P13c, P23c, P33c und einen Planetenradträger P12c, P22c, P32c, welcher Planetenräder P14c, P24c, P34c in einer Kreisbahn um das entsprechende Sonnenrad P11c, P21c, P31c führt, aufweisen. Weiter umfasst das Mehrstufengetriebe 12c drei Schalteinheiten S1c, S2c, S3c, die jeweils zwei Kopplungselemente S11c, S12c, S21c, S22c, S31c, S32c aufweisen. Zur Übertragung von Leistungsflüssen zwischen den Planetenradstufen P1c, P2c, P3c und/oder zur Abstützung gegen ein Getriebegehäuse 15c umfasst das Mehrstufengetriebe 12c eine Mehrzahl von Getriebeelementen 16c, 17c, 18c, 19c.The multistage transmission 12c includes a transmission input member 13c for non-rotatable connection of the electric motor and a transmission output element 14c for non-rotatable connection of the final drive. In addition, the multi-step transmission includes 12c a gear set with a first planetary gear P1c, a second planetary gear P2c and a third planetary gear P3c, each a sun gear P11c, P21c, P31c, a ring gear P13c, P23c, P33c and a planet P12c, P22c, P32c, which planet gears P14c, P24c, P34c in a circular orbit around the corresponding sun gear P11c, P21c, P31c leads. Further includes the multi-speed transmission 12c three switching units S1c, S2c, S3c each having two coupling elements S11c, S12c, S21c, S22c, S31c, S32c. For transmitting power flows between the planetary gear P1c, P2c, P3c and / or for support against a transmission housing 15c includes the multi-step transmission 12c a plurality of transmission elements 16c . 17c . 18c . 19c ,

Das Mehrstufengetriebe 12c unterscheidet sich insbesondere in einer Anordnung der Planetenradstufen P1c, P2c, P3c von dem des ersten Ausführungsbeispiels. Im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel sind die erste Planetenradstufe P1c und die dritte Planetenradstufe P3c gestapelt angeordnet. Das Mehrstufengetriebe 12c weist zwei Ebenen auf, in denen die Planetenradstufen P1c, P2c, P3c angeordnet sind. Die zweite Planetenradstufe P2c ist in der ersten Ebene angeordnet. Die erste Planetenradstufe P1c und die dritte Planetenradstufe P3c sind in der zweiten Ebene angeordnet. Die erste Planetenradstufe P1c ist radial innerhalb der dritten Planetenradstufe P3c angeordnet. Die erste Schalteinheit S1c ist in axialer Richtung getriebeeingangsseitig der zweiten Planetenradstufe P2c angeordnet. Die zweite Schalteinheit S2c und die dritte Schalteinheit S3c sind in axialer Richtung zwischen der ersten Ebene, in der die zweite Planetenradstufe P2c angeordnet ist, und der zweiten Ebene, in der die Planetenradstufen P1c, P3c angeordnet sind, angeordnet.The multistage transmission 12c differs in particular in an arrangement of the planetary gear P1c, P2c, P3c of that of the first embodiment. In contrast to the first embodiment, the first planetary gear P1c and the third planetary gear P3c are arranged stacked. The multistage transmission 12c has two planes in which the planetary gear P1c, P2c, P3c are arranged. The second planetary gear P2c is arranged in the first plane. The first planetary gear P1c and the third planetary gear P3c are arranged in the second plane. The first planetary gear P1c is disposed radially inside the third planetary gear P3c. The first switching unit S1c is arranged in the axial direction on the transmission input side of the second planetary gear P2c. The second switching unit S2c and the third switching unit S3c are arranged in the axial direction between the first plane in which the second planetary gear P2c is disposed and the second plane in which the planetary gear P1c, P3c are arranged.

Es hat sich gezeigt, dass jeweils die erste Schalteinheit S1a, S1b, S1c besonders vorteilhafter Weise als formschlüssige Schalteinheit ausgebildet ist. Durch die Ausbildung als der ersten Schalteinheit S1a, S1b, S1c als formschlüssige Schalteinheit zeigt sich, dass ein Wirkungsgrad der Antriebsvorrichtung erhöht werden kann, wobei insgesamt immer noch ein akzeptabler Schaltkomfort erreicht werden kann. Weiterhin kann der Wirkungsgrad der Antriebsvorrichtung dadurch weiter erhöht werden, dass jeweils die dritte Schalteinheit S3a, S3b, S3c als formschlüssige Schalteinheit ausgebildet ist. Auch hiermit kann noch ein akzeptabler Schaltkomfort erreicht werden. Nach eingehender Untersuchung aller Vor- und Nachteile erweist es sich als besonders vorteilhaft, jeweils sowohl die erste Schalteinheit S1a, S1b, S1c als auch die dritte Schalteinheit S3a, S3b, S3c als formschlüssige Schalteinheit auszubilden und jeweils die zweite Schalteinheit S2a, S2b, S2c als reibschlüssige Schalteinheit auszubilden.It has been found that in each case the first switching unit S1a, S1b, S1c is formed in a particularly advantageous manner as a form-locking switching unit. The design as the first switching unit S1a, S1b, S1c as a form-locking switching unit shows that an efficiency of the drive device can be increased, wherein overall an acceptable shifting comfort can still be achieved. Furthermore, the efficiency of the drive device can be further increased by the fact that in each case the third switching unit S3a, S3b, S3c is designed as a form-locking switching unit. Also hereby an acceptable shifting comfort can still be achieved. After thorough investigation of all advantages and disadvantages, it proves to be particularly advantageous to each form both the first switching unit S1a, S1b, S1c and the third switching unit S3a, S3b, S3c as a form-locking switching unit and in each case the second switching unit S2a, S2b, S2c as form frictional switching unit.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Elektromotorelectric motor
1111
Achsantriebfinal drive
1212
MehrstufengetriebeMulti-speed transmission
1313
GetriebeeingangselementTransmission input member
1414
GetriebeausgangselementTransmission output member
1515
Getriebegehäusegearbox
1616
Getriebeelementgear element
1717
Getriebeelementgear element
1818
Getriebeelementgear element
1919
Getriebeelementgear element
P1P1
Planetenradstufeplanetary gear
P11P11
Sonnenradsun
P12P12
Planetenradträgerplanet
P13P13
Hohlradring gear
P14P14
Planetenräderplanetary gears
P2P2
Planetenradstufeplanetary gear
P21P21
Sonnenradsun
P22P22
PlanetenradtägerPlanetenradtäger
P23P23
Hohlradring gear
P24P24
Planetenräderplanetary gears
P3P3
PlanetenrastufePlanetenrastufe
P31P31
Sonnenradsun
P32P32
Planetenradträgerplanet
P33P33
Hohlradring gear
P34P34
Planetenräderplanetary gears
S1S1
Schalteinheitswitching unit
S11S11
Kopplungselementcoupling element
S12S12
Kopplungselementcoupling element
S2S2
Schalteinheitswitching unit
S21S21
Kopplungselementcoupling element
S22S22
Kopplungselementcoupling element
S3S3
Schalteinheitswitching unit
S31S31
Kopplungselementcoupling element
S32S32
Kopplungselementcoupling element
V1V1
VorwärtsgetriebegangForward gear
V2V2
VorwärtsgetriebegangForward gear
V3V3
VorwärtsgetriebegangForward gear

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  • WO 2012/010340 A1 [0002] WO 2012/010340 A1 [0002]

Claims (13)

Antriebsvorrichtung mit zumindest einer Antriebseinheit, mit zumindest einem Achsantrieb (11a–c) und mit einem zwischen der Antriebseinheit und dem Achsantrieb (11a–c) angeordneten, zumindest konstruktiv zur Schaltung von drei Vorwärtsgetriebegängen (V1a-c, V2a–c, V3a–c) vorgesehenen Mehrstufengetriebe (12a–c), das genau drei wirkungsmäßig miteinander verbundene Planetenradstufen (P1a–c, P2a–c, P3a–c) mit Sonnenrädern (P11a–c, P21a–c, P31a–c), Hohlrädern (P13a–c, P23a–c, P33a–c) und Planetenradträgern (P12a–c, P22a–c, P32a–c), drei Schalteinheiten (S1a–c, S2a–c, S3a–c) mit jeweils zwei drehfest miteinander verbindbaren Kopplungselementen (S11a–c, S12a–c, S21a–c, S22a–c, S31a–c, S32a–c), ein Getriebeeingangselement (13a–c) zur drehfesten Anbindung der Antriebseinheit und ein Getriebeausgangselement (14a–c) zur drehfesten Anbindung des Achsantriebs (11a–c) aufweist, wobei das Getriebeeingangselement (13a–c) permanent drehfest mit dem Sonnenrad (P21a–c) der zweiten Planetenradstufe (P2a–c) verbunden ist, das Getriebeausgangselement (14a–c) permanent drehfest zumindest mit dem Planetenradträger (P32a–c) der dritten Planetenradstufe (P3a–c) verbunden ist und die dritte Schalteinheit (S3a–c) dazu vorgesehen ist, die dritte Planetenradstufe (P3a–c) zu verblocken.Drive device with at least one drive unit, with at least one final drive ( 11a -C) and with one between the drive unit and the final drive ( 11a C) arranged at least structurally for the transmission of three forward gears (V1a-c, V2a-c, V3a-c) provided multi-stage transmission ( 12a C) which has exactly three interactively interconnected planetary gear stages (P1a-c, P2a-c, P3a-c) with sun gears (P11a-c, P21a-c, P31a-c), ring gears (P13a-c, P23a-c, P33a-c) and planet carrier (P12a-c, P22a-c, P32a-c), three switching units (S1a-c, S2a-c, S3a-c) with two rotatably interconnectable coupling elements (S11a-c, S12a-c , S21a-c, S22a-c, S31a-c, S32a-c), a transmission input element ( 13a -C) for the rotationally fixed connection of the drive unit and a transmission output element ( 14a C) for rotationally fixed connection of the final drive (11a-c), wherein the transmission input element ( 13a C) permanently rotatably connected to the sun gear (P21a-c) of the second planetary gear (P2a-c), the transmission output element ( 14a C) permanently rotatably at least with the planet carrier (P32a-c) of the third planetary gear (P3a-c) is connected and the third switching unit (S3a-c) is provided to lock the third planetary gear (P3a-c). Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit einen Elektromotor (10a–c) aufweist.Drive device according to claim 1, characterized in that the drive unit is an electric motor ( 10a -C). Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Schalteinheit (S3a–c) als eine formschlüssige Schalteinheit ausgebildet ist.Drive device according to claim 1 or 2, characterized in that the third switching unit (S3a-c) is designed as a positive-locking switching unit. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenradträger (P22a–c) der zweiten Planetenradstufe (P2a–c) und das Hohlrad (P33a–c) der dritten Planetenradstufe (P3a–c) permanent drehfest miteinander verbunden sind.Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the planet carrier (P22a-c) of the second planetary gear (P2a-c) and the ring gear (P33a-c) of the third planetary gear (P3a-c) are permanently connected to each other in a rotationally fixed manner. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sonnenrad (P11a–c) der ersten Planetenradstufe (P1a–c) und das Hohlrad (P23a–c) der zweiten Planetenradstufe (P2a–c) permanent drehfest miteinander verbunden sind.Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the sun gear (P11a-c) of the first planetary gear (P1a-c) and the ring gear (P23a-c) of the second planetary gear (P2a-c) are permanently connected to each other in a rotationally fixed manner. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenradträger (P12a–c) der ersten Planetenradstufe (P1a–c) gehäusefest angeordnet ist.Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the planet carrier (P12a-c) of the first planetary gear (P1a-c) is fixed to the housing. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schalteinheit (S1a–c) dazu vorgesehen ist, den Planetenradträger (P22a–c) der zweiten Planetenradstufe (P2a–c) und das Hohlrad (P33a–c) der dritten Planetenradstufe (P3a–c) gehäusefest anzuordnen.Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the first switching unit (S1a-c) is provided to the planet carrier (P22a-c) of the second planetary gear (P2a-c) and the ring gear (P33a-c) of the third planetary gear stage ( P3a-c) fixed to the housing. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schalteinheit (S1a–c) als eine formschlüssige Schalteinheit ausgebildet ist.Drive device according to claim 7, characterized in that the first switching unit (S1a-c) is designed as a positive-locking switching unit. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schalteinheit (S2a–c) dazu vorgesehen ist, das Hohlrad (P23a–c) der zweiten Planetenradstufe (P2a–c) und das Sonnenrad (P31a–c) der dritten Planetenradstufe (P3a–c) gehäusefest anzuordnen.Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the second switching unit (S2a-c) is provided to the ring gear (P23a-c) of the second planetary gear (P2a-c) and the sun gear (P31a-c) of the third planetary gear stage ( P3a-c) fixed to the housing. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schalteinheit (S2a–c) als eine reibschlüssige Schalteinheit ausgebildet ist.Drive device according to claim 9, characterized in that the second switching unit (S2a-c) is designed as a frictional switching unit. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Planetenradstufe (P1c) und die dritte Planetenradstufe (P3c) gestapelt angeordnet sind.Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the first planetary gear (P1c) and the third planetary gear (P3c) are arranged stacked. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass jede der Schalteinheiten (S1a–c, S2a–c, S3a–c) genau einem der Vorwärtsgetriebegänge (V1a, V2a, V3a) zugeordnet ist.Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that each of the switching units (S1a-c, S2a-c, S3a-c) is associated with exactly one of the forward gears (V1a, V2a, V3a). Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Achsantrieb (11a) zumindest eine Achswelle aufweist, die das Getriebeeingangselement (13a), das Getriebeausgangselement (14a) und/oder den Elektromotor (10a) durchsetzt.Drive device according to one of claims 2 to 12, characterized in that the final drive ( 11a ) has at least one axle, which the transmission input element ( 13a ), the transmission output element ( 14a ) and / or the electric motor ( 10a ) interspersed.
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