DE102016015267A1 - Getriebeeinheit, insbesondere für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

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gear
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transmission unit
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Tobias Schilder
Klaus Riedl
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Getriebeeinheit (10), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem ersten Planetengetriebe (12), mit einem zweiten Planetengetriebe (14), mit einem dritten Planetengetriebe (16) und mit einem vierten Planetengetriebe (18), welche jeweils ein Sonnenrad (20, 28, 36, 44) als erstes Getriebeelement, ein Hohlrad (22, 30, 38, 46) als zweites Getriebeelement und einen Planetenträger (24, 32, 40, 48) als drittes Getriebeelement aufweisen, mit einem mit einem der Getriebeelemente (12, 14, 16, 18) drehfest verbundenen Antrieb (52), über welchen von einer von der Getriebeeinheit (10) unterschiedlichen Antriebseinheit bereitgestellte Drehmomente in die Getriebeeinheit (10) einleitbar sind, mit einem mit einem der Getriebeelemente (12, 14, 16, 18) drehfest verbundenen Abtrieb (56), über welchen Drehmomente von der Getriebeeinheit (10) bereitstellbar sind, wobei das Sonnenrad (20) des ersten Planetengetriebes (12) drehfest mit dem Sonnenrad (28) des zweiten Planetengetriebes (14) verbunden ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Getriebeeinheit, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
  • Eine solche Getriebeeinheit, insbesondere für ein Kraftfahrzeug wie beispielsweise einen Kraftwagen, ist bereits der DE 10 2008 005 626 A1 als bekannt zu entnehmen. Die Getriebeeinheit ist dabei beispielsweise als Kraftfahrzeuggetriebeeinheit ausgebildet und umfasst ein erstes Planetengetriebe, ein zweites Planetengetriebe, ein drittes Planetengetriebe und wenigstens ein viertes Planetengetriebe, wobei das jeweilige Planetengetriebe auch als Planetenradsatz, Radsatz oder Planetenradgetriebe bezeichnet wird. Die Planetengetriebe weisen jeweils ein Sonnenrad als erstes Getriebeelement, ein Hohlrad als zweites Getriebeelement und einen Planetenträger als drittes Getriebeelement auf. Der Planetenträger wird üblicherweise auch als Steg bezeichnet. An dem Planetenträger ist üblicherweise wenigstens ein Planetenrad drehbar gelagert, wobei das Planetenrad mit dem jeweiligen Hohlrad und mit dem jeweiligen Sonnenrad kämmt.
  • Die Getriebeeinheit weist ferner einen mit einem der Getriebeelemente drehfest verbundenen Antrieb auf, über welchen Drehmomente, welche von einer von der Getriebeeinheit unterschiedlichen, bezüglich der Getriebeeinheit externen Antriebseinheit bereitgestellt werden, in die Getriebeeinheit einleitbar sind. Das drehfest mit dem Antrieb verbundene Getriebeelement wird somit bezogen auf die Getriebeelemente als erstes Getriebeelement mit den bereitgestellten Drehmomenten über den Antrieb beaufschlagt, wodurch die bereitgestellten Drehmomente von außen in die Getriebeeinheit eingeleitet werden.
  • Außerdem weist die Getriebeeinheit einen mit einem der Getriebeelemente drehfest verbundenen Abtrieb auf, über welchen Drehmomente von der Getriebeeinheit bereitstellbar sind. Dadurch können die von der Getriebeeinheit bereitgestellten Drehmomente über den Abtrieb aus der Getriebeeinheit ausgeleitet und an die Umgebung der Getriebeeinheit übertragen werden. Dabei ist das mit dem Abtrieb drehfest verbundene Getriebeelement das bezogen auf die Getriebeelemente der Getriebeeinheit letzte Getriebeelement vor dem Abrieb. Mit anderen Worten ist das mit dem Abtrieb drehfest verbundene Getriebeelement in einem Drehmomentenfluss von dem Antrieb zu dem Abtrieb das letzte der Getriebeelemente. Außerdem ist es vorgesehen, dass das Sonnenrad des ersten Planetengetriebes drehfest mit dem Sonnenrad des zweiten Planetengetriebes verbunden ist, so dass beispielsweise die Sonnenräder des ersten Planetengetriebes und des zweiten Planetengetriebes gemeinsam beziehungsweise mit derselben Drehzahl um eine gemeinsame Drehachse umlaufen beziehungsweise sich um die Drehachse drehen.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Getriebeeinheit der eingangs genannten Art zu verbessern.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Getriebeeinheit mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
  • Um eine Getriebeeinheit der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art zu verbessern, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Antrieb drehfest mit dem Hohlrad des ersten Planetengetriebes verbunden ist. Mit anderen Worten ist das drehfest mit dem Antrieb verbundene Getriebeelement das Hohlrad des ersten Planetengetriebes. Des Weiteren ist erfindungsgemäß wenigstens ein dem ersten Planetengetriebe zugeordnetes Verblockungselement zum Verblocken von zwei der drei Getriebeelemente des ersten Getriebeelements vorgesehen. Unter dem Verblocken der Getriebeelemente ist zu verstehen, dass die mittels des Verblockungselements miteinander verblockten Getriebeelemente gemeinsam beziehungsweise mit derselben Drehzahl um eine gemeinsame Drehachse umlaufen beziehungsweise sich um die gemeinsame Drehachse drehen, so dass eine Relativdrehung zwischen den mittels des Verblockungselements miteinander verblockten Getriebeelementen vermieden ist. Mit anderen Worten laufen die mittels des Verblockungselements miteinander verblockten Getriebeelemente in ihrem miteinander verblockten Zustand als Block um die gemeinsame Drehachse um.
  • Das Verblockungselement ist dabei vorzugsweise ein Verblockungsschaltelement, welches zwischen wenigstens einem die zwei der drei Getriebeelemente des ersten Planetengetriebes miteinander verblockenden Sperr- oder Koppelzustand, insbesondere wenigstens einer Koppelstellung, und wenigstens einem die Verblockung der zwei der drei Getriebeelemente des ersten Planetengetriebes aufhebenden Freigabe- oder Entkoppelzustand, insbesondere wenigstens einer Entkoppelstellung, umschaltbar beziehungsweise verstellbar oder bewegbar ist. Ist die Verblockung der Getriebeelemente aufgehoben, so können sich diese beispielsweise relativ zueinander, insbesondere um die Drehachse, drehen.
  • Außerdem ist erfindungsgemäß wenigstens ein Schaltelement vorgesehen, mittels welchem der Planetenträger des ersten Planetengetriebes mit einem der Getriebeelemente der übrigen Planetengetriebe drehfest verbindbar ist. Dabei ist vorzugsweise das Schaltelement zwischen einem Koppelzustand beziehungsweise einer Koppelstellung und einem Entkoppelzustand beziehungsweise Entkoppelstellung umschaltbar beziehungsweise verstellbar. In dem Koppelzustand ist der Planetenträger des ersten Planetengetriebes, insbesondere über das Schaltelement, mit dem einen Getriebeelement der übrigen Planetengetriebe drehfest verbunden, so dass dann beispielsweise der Planetenträger des ersten Planetengetriebes und das eine Getriebeelement gemeinsam beziehungsweise mit derselben Drehzahl, insbesondere um die Drehachse, umlaufen. Im Entkoppelzustand ist der Planetenträger des ersten Planetengetriebes von dem einen Getriebeelement entkoppelt, so dass beispielsweise der Planetenträger des ersten Planetengetriebes nicht mit dem einen Getriebeelement gekoppelt und somit relativ zu dem einen Getriebeelement, insbesondere um die Drehachse, drehbar ist.
  • Die erfindungsgemäße Getriebeeinheit ermöglicht es im Vergleich zum Stand der Technik insbesondere durch eine einfache Ergänzung wenigstens eines Schaltelements weitere Gänge der Getriebeeinheit zu realisieren beziehungsweise zur Verfügung zu stellen, so dass beispielsweise unterschiedliche Bauvarianten der Getriebeeinheit auf besonders einfache und kostengünstige Weise geschaffen werden können. So kann beispielsweise eine 6-Gang-Hybridversion oder eine konventionelle Version mit sechs Gängen, insbesondere Vorwärtsgängen, oder eine konventionelle Version neun Gängen, insbesondere Vorwärtsgängen, mit vielen Gleichteilen und somit kostengünstig erzeugt werden. Unter der Hybridversion ist zu versehen, dass die Hybridversion wenigstens eine elektrische Maschine aufweist. Unter der konventionellen Version ist zu verstehen, dass die konventionelle Version keine elektrische Maschine aufweist. Die 6-Gang-Hybridversion weist beispielsweise genau sechs, insbesondere fest beziehungsweise mechanische, Vorwärtsgänge sowie - wie im Folgenden noch genau erläutert wird - wenigstens eine elektrische Maschine auf. Die konventionelle Version mit den neun beziehungsweise sechs Gängen weist beispielsweise genau neun beziehungsweise sechs Vorwärtsgänge auf.
  • Ferner kann die zuvor genannte elektrische Maschine besonders vorteilhaft und einfach in die Getriebeeinheit integriert werden, so dass sich beispielsweise die Getriebeeinheit besonders einfach als elektrisches stufenloses Getriebe mit einer elektrisch stufenlos einstellbaren Übersetzung zu schaffen ist. Ein solches elektrisches stufenloses Getriebe wird üblicherweise auch als EVT-Getriebe (EVT - electric continuously variable transmission) bezeichnet. Ferner ist es möglich, sogenannte elektrische Gänge (E-Gänge) darzustellen. Außerdem ist es möglich, durch Drehzahlen beziehungsweise Drehmomente bewirkte Bauteilbelastungen der Getriebeeinheit gering zu halten beziehungsweise in vorteilhafte Betriebsbereiche zu verschieben, so dass eine besonders vorteilhafte und insbesondere gewichtsgünstige und verlustarme Konstruktion der Getriebeeinheit darstellbar ist. Ferner wurde gefunden, dass sich besonders hohe Wirkungsgrade von einzelnen Gängen beziehungsweise Bereichen in zyklusrelevanten Betriebspunkten mittels der erfindungsgemäßen Getriebeeinheit realisieren lassen. Außerdem kann eine besonders hohe Schaltflexibilität zur Umschaltung zwischen den Gängen beziehungsweise Bereichen realisiert werden, so dass beispielsweise wichtige Schaltungen als Lastschaltungen ausgeführt werden können. Durch eine geschickte Wahl von Schaltungskombinationen können ferner anstelle von Verluste verursachenden Lamellenschaltelementen neuartige Klauenschaltelemente und somit formschlüssige Schaltelemente verwendet werden, wodurch ein besonders verlustarmer Betrieb der Getriebeeinheit realisierbar ist. Ferner können beispielsweise die auch als Radsätze bezeichneten Planetengetriebe besonders vorteilhaft gestapelt werden, so dass sich der insbesondere axiale Bauraumbedarf der Getriebeeinheit besonders gering halten lässt.
  • In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Planetenträger des ersten Planetengetriebes mittels des Schaltelements drehfest mit dem Hohlrad des zweiten Planetengetriebes oder mit dem Sonnenrad des dritten Planetengetriebes oder mit dem Sonnenrad des vierten Planetengetriebes verbindbar, wodurch auf besonders einfache Weise unterschiedliche Varianten beziehungsweise Versionen der Getriebeeinheit dargestellt werden können.
  • Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der Abtrieb drehfest mit dem Planetenträger des dritten Planetengetriebes verbunden oder verbindbar ist.
  • Hierdurch kann der Bauraumbedarf der Getriebeeinheit besonders gering gehalten werden.
  • Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Planetenträger des zweiten Planetengetriebes drehfest mit einem Gehäuse der Getriebeeinheit verbunden oder verbindbar, wobei die Planetengetriebe in dem Gehäuse angeordnet sind. Das Gehäuse wird auch als Getriebegehäuse bezeichnet, wobei zumindest ein Teil der Getriebeelemente relativ zu dem Gehäuse, insbesondere um die Drehachse, drehbar sind.
  • In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Planetenträger des vierten Planetengetriebes drehfest mit dem Abtrieb verbunden oder verbindbar.
  • Ein besonders vorteilhafter Betrieb kann realisiert werden, wenn eine Bremseinrichtung vorgesehen ist, mittels welcher das Hohlrad des dritten Planetengetriebes gegen das Gehäuse der Getriebeeinheit abbremsbar ist. Unter diesem Abbremsen ist zu verstehen, dass beispielsweise das Hohlrad des dritten Planetengetriebes in seiner Drehzahl mittels der Bremseinrichtung abgebremst beziehungsweise reduziert werden kann. Ferner kann unter dem Abbremsen verstanden werden, dass das Hohlrad des dritten Planetengetriebes mittels der Bremseinrichtung an dem Gehäuse festgelegt und somit gegen eine Relativdrehung zu dem Gehäuse gesichert wird. Ferner ist es bei dieser Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass der Planetenträger des dritten Planetengetriebes drehfest mit dem Abtrieb verbunden oder verbindbar ist. Außerdem ist das Sonnenrad des dritten Planetengetriebes mittels des Schaltelements drehfest mit dem Planetenträger des ersten Planetengetriebes verbindbar.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist eine Bremseinrichtung vorgesehen, mittels welcher der Planetenträger des zweiten Planetengetriebes gegen das Gehäuse der Getriebeeinheit abbremsbar ist. Ferner ist dabei das Hohlrad des zweiten Planetengetriebes mittels des Schaltelements drehfest mit dem Planetenträger des ersten Planetengetriebes verbindbar.
  • Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der Antrieb drehfest mit dem Planetenträger des vierten Planetenradgetriebes verbindbar ist, wobei das Sonnenrad des vierten Planetengetriebes mittels des Schaltelements drehfest mit dem Planetenträger des ersten Planetengetriebes verbindbar ist.
  • Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist eine Bremseinrichtung vorgesehen, mittels welcher das Hohlrad des dritten Planetengetriebes gegen das Gehäuse der Getriebeeinheit abbremsbar ist.
  • Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass der Planetenträger des dritten Planetengetriebes drehfest mit dem Abtrieb verbindbar ist, wobei das Sonnenrad des dritten Planetengetriebes mittels des Schaltelements drehfest mit dem Planetenträger des ersten Planetengetriebes verbindbar ist.
  • Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Sonnenrad des dritten Planetengetriebes mittels Schaltelements mit dem Planetenträger des ersten Planetenträgers verbindbar, wobei der Planetenträger des dritten Planetengetriebes drehfest mit dem Abtrieb verbunden oder verbindbar ist.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Planetenträger des vierten Planetengetriebes drehfest mit dem Antrieb verbunden oder verbindbar.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Hohlrad des vierten Planetengetriebes drehfest mit dem Abtrieb verbindbar, wobei das Sonnenrad des vierten Planetengetriebes mittels des Schaltelements drehfest mit dem Planetenträger des ersten Planetengetriebes verbindbar ist.
  • Als weiterhin besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn das Hohlrad des vierten Planetengetriebes drehfest mit dem Abtrieb verbunden oder verbindbar ist, wobei das Sonnenrad des vierten Planetengetriebes mittels des Schaltelements drehfest mit dem Planetenträger des ersten Planetengetriebes verbindbar ist.
  • Schließlich hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn wenigstens eine elektrische Maschine vorgesehen ist, die an das Sonnenrad des ersten Planetengetriebes und an das Sonnenrad des zweiten Planetengetriebes angebunden ist.
  • Unter der jeweiligen Verbindbarkeit ist zu verstehen, dass beispielsweise ein Schaltelement beziehungsweise ein Kopplungselement vorgesehen ist, mittels welchem ein jeweiliges der Getriebeelemente mit einem jeweiligen anderen der Getriebeelemente verbindbar ist. Dabei ist das Kopplungselement beispielsweise zwischen wenigstens einer Koppelstellung beziehungsweise wenigstens einem Koppelzustand zum drehfesten Verbinden der jeweiligen Getriebeelemente und wenigstens einer Entkoppelstellung beziehungsweise wenigstens einem Entkoppelzustand verstellbar, insbesondere bewegbar, in der beziehungsweise dem die in der Koppelstellung über das Koppelelement drehfest miteinander verbundenen Getriebeelemente voneinander entkoppelt sind. Unter dieser Entkopplung ist insbesondere zu verstehen, dass die Getriebeelemente relativ zueinander drehbar sind, insbesondere um die genannte Drehachse. In der Koppelstellung sind die über das Kopplungselement (Schaltelement) miteinander drehfest verbundenen Getriebeelemente drehfest miteinander verbunden und drehen sich somit beispielsweise mit derselben Drehzahl um die Drehachse.
  • Durch den Einsatz der elektrischen Maschine ist eine Hybridisierung der Getriebeeinheit darstellbar, so dass sich besonders vorteilhafte Funktionen der Getriebeeinheit realisieren lassen. Insbesondere ist eine besonders vorteilhafte Übersetzungsbildung möglich, wodurch auf die elektrische Maschine wirkende Belastungen besonders gering gehalten werden können. Dadurch kann die elektrische Maschine hinsichtlich ihrer Abmessungen und hinsichtlich ihres Gewichts besonders klein und leicht ausgestaltet werden, so dass das Gewicht, der Bauraumbedarf und die Kosten der Getriebeeinheit insgesamt besonders gering gehalten werden können. Ferner kann die Drehmasse der elektrischen Maschine gering gehalten werden, wobei sich das geringe Gewicht und die geringe Drehmasse der elektrischen Maschine positiv auf den Energieverbrauch, insbesondere den Kraftstoffverbrauch, ausübt.
  • Vorzugsweise kommt die erfindungsgemäße Getriebeeinheit in einem Automatikgetriebe zum Einsatz, welches beispielsweise als Wandler-Automatikgetriebe ausgebildet ist und somit einen hydrodynamischen Drehmomentwandler aufweist. Bei einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der Planetenträger des zweiten Planetengetriebes drehfest mit dem Gehäuse der Getriebeeinheit verbunden oder verbindbar ist, wobei ferner vorzugsweise vorgesehen ist, dass das Hohlrad des zweiten Planetengetriebes mittels des Schaltelements drehfest mit dem Planetenträger des ersten Planetengetriebes verbindbar ist.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform kann eine Bremseinrichtung vorgesehen sein, mittels welcher das Sonnenrad des ersten Planetengetriebes und somit das Sonnenrad des zweiten Getriebes gegen das Gehäuse der Getriebeeinheit abbremsbar sind. Hierdurch kann beispielsweise die elektrische Maschine unterstützt werden. Ferner kann dadurch eine konventionelle Erweiterung geschaffen werden, um beispielsweise die zuvor genannten neun Vorwärtsgänge der Getriebeeinheit realisieren zu können.
  • Ferner ist es denkbar, dass eine Bremseinrichtung vorgesehen ist, mittels welcher das Hohlrad des zweiten Planetengetriebes gegen das Gehäuse der Getriebeeinheit abbremsbar ist. Auch hierdurch kann eine Unterstützung der elektrischen Maschine geschaffen oder eine konventionelle Erweiterung realisiert werden, um dadurch die zuvor genannten neun Vorwärtsgänge der Getriebeeinheit realisieren zu können.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
  • Die Zeichnung zeigt in:
    • 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Getriebeeinheit gemäß einer ersten Ausführungsform, wobei die Getriebeeinheit eine elektrische Maschine aufweist;
    • 2 eine schematische Darstellung der Getriebeeinheit gemäß einer zweiten Ausführungsform, wobei bei der zweiten Ausführungsform genau neun Vorwärtsgänge der Getriebeeinheit realisierbar sind;
    • 3 eine schematische Darstellung der Getriebeeinheit gemäß einer dritten Ausführungsform, wobei bei der dritten Ausführungsform genau sechs mechanische Vorwärtsgänge der Getriebeeinheit realisierbar sind;
    • 4 eine schematische Darstellung der Getriebeeinheit gemäß einer vierten Ausführungsform;
    • 5 eine schematische Darstellung der Getriebeeinheit gemäß einer fünften Ausführungsform;
    • 6 eine schematische Darstellung der Getriebeeinheit gemäß einer sechsten Ausführungsform;
    • 7 eine schematische Darstellung der Getriebeeinheit gemäß einer siebten Ausführungsform; und
    • 8 eine schematische Darstellung der Getriebeeinheit gemäß einer achten Ausführungsform.
  • In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichem Bezugszeichen versehen.
  • 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine erste Ausführungsform einer im Ganzen mit 10 bezeichneten Getriebeeinheit, insbesondere für ein Kraftfahrzeug wie beispielsweise einen als Personenkraftwagen ausgebildeten Kraftwagen. Beispielsweise kommt die Getriebeeinheit 10 in einem Automatikgetriebe zum Einsatz beziehungsweise bildet ein solches Automatikgetriebe, welches insbesondere als Wandler-Automatikgetriebe ausgebildet sein und somit einen hydrodynamischen Drehmomentwandler umfassen kann. Insbesondere kommt die Getriebeeinheit 10 in einem Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs zum Einsatz, welches mittels des Antriebsstrangs antreibbar ist. Dabei umfasst der Antriebsstrang die Getriebeeinheit 10 und wenigstens einen beispielsweise als Verbrennungsmotor oder aber als Elektromotor ausgebildeten Antriebsmotor, welcher Drehmomente zum Antreiben des Kraftfahrzeugs, insbesondere von Rädern des Kraftfahrzeugs, bereitstellen kann. Hierzu umfasst der von der Getriebeeinheit 10 unterschiedliche, zusätzlich zu der Getriebeeinheit 10 zum Einsatz kommende und bezüglich der Getriebeeinheit 10 externe Antriebsmotor beispielsweise wenigstens eine Abtriebswelle, über welche der Antriebsmotor die Drehmomente bereitstellen kann. Somit ist der Antriebsmotor eine Antriebseinheit, mittels welcher das Kraftfahrzeug, insbesondere die Räder des Kraftfahrzeugs, über die Getriebeeinheit 10 angetrieben werden kann beziehungsweise können. Wie im Folgenden noch genau erläutert wird, werden beispielsweise die von dem Antriebsmotor bereitgestellten Drehmomente in die Getriebeeinheit 10 eingeleitet und gegebenenfalls mittels der Getriebeeinheit 10 übersetzt beziehungsweise umgewandelt und wieder bereitgestellt.
  • Die Getriebeeinheit 10 weist ein erstes Planetengetriebe 12, ein zweites Planetengetriebe 14, ein drittes Planetengetriebe 16 und ein viertes Planetengetriebe 18 auf. Die Planetengetriebe 12, 14, 16 und 18 werden auch als Planetenradgetriebe, Planetenradsätze oder Radsätze bezeichnet und sind bei der ersten Ausführungsform entlang einer auch als Drehachse bezeichneten Hauptrotationsachse und somit in axialer Richtung der Getriebeeinheit 10 aufeinanderfolgend beziehungsweise hintereinander angeordnet. Das erste Planetengetriebe 12 weist ein erstes Sonnenrad 20, ein erstes Hohlrad 22 und einen ersten Planetenträger 24 auf. Ferner weist das erste Planetengetriebe 12 wenigstens ein erstes Planetenrad 26 auf, welches drehbar an dem Planetenträger 24 gelagert ist und mit dem Sonnenrad 20 und mit dem Hohlrad 22 kämmt. Dementsprechend weist das zweite Planetengetriebe 14 ein zweites Sonnenrad 28, ein zweites Hohlrad 30 und einen zweiten Planetenträger 32 auf. Ferner weist das zweite Planetengetriebe 14 wenigstens ein zweites Planetenrad 34 auf, welches drehbar an dem Planetenträger 32 gelagert ist und mit dem Sonnenrad 28 und mit dem Hohlrad 30 kämmt.
  • Auch das dritte Planetengetriebe 16 weist ein drittes Sonnenrad 36, ein drittes Hohlrad 38, einen dritten Planetenträger 40 und wenigstens ein drittes Planetenrad 42 auf, welches drehbar an dem korrespondierenden Planetenträger 40 gelagert ist und mit dem Sonnenrad 36 und mit dem Hohlrad 38 kämmt. Schließlich weist das vierte Planetengetriebe 18 ein viertes Sonnenrad 44, ein viertes Hohlrad 46, einen vierten Planetenträger 48 und wenigstens ein viertes Planetenrad 50 auf, welches drehbar an dem korrespondierenden Planetenträger 48 gelagert ist und mit dem Sonnenrad 44 und mit dem Hohlrad 46 kämmt.
  • Die Sonnenräder 20, 28, 36 und 44, die Hohlräder 22, 30, 38 und 46 und die Planetenträger 24, 32, 40 und 48 sind jeweilige Getriebeelemente der jeweiligen Planetengetriebe 12, 14, 16 und 18, wobei zumindest ein Teil der Getriebeelemente um die Hauptrotationsachse drehbar ist. Bei der in 1 veranschaulichten ersten Ausführungsform sind alle Getriebeelemente um die Hauptrotationsachse drehbar. Dabei weist die Getriebeeinheit 10 ein in 1 besonders schematisch und ausschnittsweise dargestelltes Gehäuse 11 auf, in welchem die Getriebeelemente aufgenommen sind. Zumindest der genannte Teil der Getriebeelemente ist um die Hauptrotationsachse (Drehachse) relativ zu dem Gehäuse 11 drehbar.
  • Die Getriebeeinheit 10 weist einen Antrieb 52 auf, über welchen die zuvor genannten, von dem Antriebsmotor bereitgestellten und in 1 durch einen Pfeil 54 veranschaulichten Drehmomente in die Getriebeeinheit 10 einleitbar sind. Außerdem weist die Getriebeeinheit 10 einen Abtrieb 56 auf, über welchen die Getriebeeinheit 10 die zuvor genannten und in 1 durch einen Pfeil 58 veranschaulichten Drehmomente zum Antreiben des Kraftfahrzeugs, insbesondere der Räder des Kraftfahrzeugs, bereitstellen kann. Somit kann die Getriebeeinheit 10 die von ihm bereitgestellten Drehmomente über den Abtrieb 56 bereitstellen, so dass beispielsweise ein von der Getriebeeinheit 10 unterschiedliches, beispielsweise als Welle ausgebildetes Bauelement des Antriebsstrangs über den Abtrieb 56 von der Getriebeeinheit 10 antreibbar ist beziehungsweise mit dem Abtrieb 56 drehfest verbunden werden kann. Dabei sind beispielsweise auch der Antrieb 52 und der Abtrieb 56 um die Hauptrotationsachse, insbesondere relativ zu dem Gehäuse 11, drehbar. Dabei umfasst der Antrieb 52 beispielsweise eine Eingangswelle, welche von der zuvor genannten Abtriebswelle des Antriebsmotors antreibbar ist. Alternativ oder zusätzlich umfasst der Abtrieb 56 beispielsweise eine Ausgangswelle, über welche die Getriebeeinheit 10 die genannten Drehmomente bereitstellen kann.
  • Außerdem ist es bei der Getriebeeinheit 10 vorgesehen, dass das erste Sonnenrad 20 des ersten Planetengetriebes 12 drehfest mit dem zweiten Sonnenrad 28 des zweiten Planetengetriebes 14 verbunden ist. Hierzu sind die Sonnenräder 20 und 28 beispielsweise mit einer gemeinsamen Welle drehfest verbunden und insbesondere auf der Welle angeordnet.
  • Um nun beispielsweise unterschiedliche Bauvarianten beziehungsweise Versionen der Getriebeeinheit 10 auf besonders einfache, kostengünstige und gewichtsgünstige Weise realisieren zu können, ist der Antrieb 52 drehfest mit dem ersten Hohlrad 22 des ersten Planetengetriebes 12 verbunden. Bezogen auf die Getriebeelemente der Getriebeeinheit 10 und bezogen auf einen Drehmomentenfluss von dem Antrieb 52 zu dem Abtrieb 56 ist somit das erste Hohlrad 22 das erste der Getriebeelemente, in welches die von dem Antriebsmotor bereitgestellten und insbesondere auf den Antrieb 52 übertragenen Drehmomente, insbesondere zuerst, eingeleitet werden.
  • Außerdem weist die Getriebeeinheit 10 wenigstens ein Verblockungselement 60 auf, welches auch als Verblockungsschaltelement bezeichnet wird. Mittels des Verblockungselements 60 sind zwei der drei Getriebeelemente des ersten Planetengetriebes 12 miteinander verblockbar. Bei diesen zwei mittels des Verblockungselements 60 miteinander verblockbaren Getriebeelementen des ersten Planetengetriebes 12 handelt es sich bei der ersten Ausführungsform um den ersten Planetenträger 24 und das erste Hohlrad 22. Dabei ist das Verblockungselement 60 beispielsweise zwischen wenigstens einer Koppelstellung beziehungsweise einem Koppelzustand und wenigstens einer Entkoppelstellung beziehungsweise einem Entkoppelzustand verstell- beziehungsweise umschaltbar insbesondere bewegbar. In der Koppelstellung ist der Planetenträger 24 über das Verblockungselement 60 mit dem Hohlrad 22, insbesondere formschlüssig, verblockt und dadurch drehfest verbunden, so dass dann der Planetenträger 24 und das Hohlrad 22 gemeinsam beziehungsweise mit derselben Drehzahl um die Hauptrotationsachse (Drehachse) umlaufen. Mit anderen Worten bilden der Planetenträger 24 und das Hohlrad 22 in der Koppelstellung des Verblockungselements 60 einen Block, welcher um die Hauptrotationsachse, insbesondere relativ zu dem Gehäuse 11, umläuft beziehungsweise um die Hauptrotationsachse relativ zu dem Gehäuse 11 dreht. In der Entkoppelstellung jedoch gibt das Verblockungselement 60 die Verblockung des Planetenträgers 24 mit dem Hohlrad 22 frei beziehungsweise die Verblockung ist aufgehoben, so dass sich dann beispielsweise der Planetenträger 24 das Hohlrad 22, insbesondere um die Hauptrotationsachse, relativ zueinander drehen können. Diese Verstellbarkeit beziehungsweise Umschaltbarkeit des Verblockungselements 60 kann ohne weiteres auf andere Verblockungselemente und/oder Schaltelemente der Getriebeeinheit 10 übertragen werden und umgekehrt. Insbesondere können die vorigen und folgenden Ausführungen zum Verblockungselement 60 ohne weiteres auch auf andere Verblockungselemente und/oder Schaltelemente der Getriebeeinheit 10 übertragen werden und umgekehrt. Dabei ist es denkbar, dass das Verblockungselement 60 als formschlüssiges Verblockungselement beziehungsweise als formschlüssiges Schaltelement, insbesondere als Klaue beziehungsweise Klauenkupplung, ausgebildet ist, so dass der Planetenträger 24 in der Koppelstellung des Verblockungselements 60 über dieses formschlüssig mit dem Hohlrad 22 gekoppelt und dadurch verblockt ist. Dann laufen der Planetenträger 24 und das Hohlrad 22 als Block, insbesondere um die Hauptrotationsachse, relativ zu dem Gehäuse 11 um.
  • Des Weiteren weist die Getriebeeinheit 10 ein von dem Verblockungselement 60 unterschiedliches, zusätzlich zum Verblockungselement 60 vorgesehenes Schaltelement 62 auf, mittels welchem der Planetenträger 24 des Planetengetriebes 12 mit einem der Getriebeelemente der übrigen Planetengetriebe 14, 16 und 18 drehfest verbindbar ist. Bei diesem einen Getriebeelement, mit welchem der Planetenträger 24 mittels des Schaltelements 62 drehfest verbindbar ist, handelt es sich bei der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform um das vierte Sonnenrad 44 des vierten Planetengetriebes 18. Wie bereits zuvor im Zusammenhang mit dem Verblockungselement 60 beschrieben, ist beispielsweise das Schaltelement 62 zwischen wenigstens einer Koppelstellung beziehungsweise Koppelzustand und wenigstens einer Entkoppelstellung beziehungsweise Entkoppelzustand umschaltbar beziehungsweise verstellbar. In der Koppelstellung des Schaltelements 62 ist der Planetenträger 24 über das Schaltelement 62, insbesondere formschlüssig, drehfest mit dem Sonnenrad 44 verbunden, sodass beispielsweise der Planetenträger 24 und das Sonnenrad 44 gemeinsam beziehungsweise mit derselben Drehzahl um die Hauptrotationsachse, insbesondere relativ zu dem Gehäuse 11, umlaufen beziehungsweise sich um die Hauptrotationsachse relativ zu dem Gehäuse 11 drehen. In der Entkoppelstellung des Schaltelements 62 ist der Planetenträger 24 von dem Sonnenrad 44 entkoppelt beziehungsweise nicht über das Schaltelement 62 mit dem Sonnenrad 44 gekoppelt. Darunter ist zu verstehen, dass - wenn sich das Schaltelement 62 in seiner Entkoppelstellung befindet - sich der Planetenträger 24, insbesondere um die Hauptrotationsachse, relativ zu dem Sonnenrad 44 drehen kann beziehungsweise umgekehrt. Dabei ist beispielsweise das Schaltelement 62 als formschlüssiges Schaltelement, insbesondere als Klaue, Klauenkupplung oder Schaltklaue, ausgebildet, sodass der Planetenträger 24 in der Koppelstellung des Schaltelements 62 über dieses formschlüssig mit dem Sonnenrad 44 drehfest verbunden ist. Des Weiteren umfasst die Getriebeeinheit 10 bei der ersten Ausführungsform eine erste Bremseinrichtung 64.
  • Die folgenden und vorherigen Ausführungen zur Bremseinrichtung 64 können auch auf etwaig vorgesehene, andere und/oder weitere Bremseinrichtungen der Getriebeeinheit 10 übertragen werden und umgekehrt. Die Bremseinrichtung 64 wird dabei auch als Bremse bezeichnet. Mittels der Bremseinrichtung 64 ist der zweite Planetenträger 32 des zweiten Planetengetriebes 14 gegen das Gehäuse 11, insbesondere reib- beziehungsweise kraftschlüssig, abbremsbar. Unter diesem Abbremsen ist zu verstehen, dass der Planetenträger 32 hinsichtlich seiner Drehzahl beziehungsweise Drehgeschwindigkeit, mit der sich der Planetenträger 32 um die Hauptrotationsachse relativ zu dem Gehäuse 11 dreht, reduziert beziehungsweise abgebremst werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann unter dem Abbremsen verstanden werden, dass der Planetenträger 32 mittels der Bremseinrichtung 64 an dem Gehäuse 11 festgelegt beziehungsweise gesichert wird, wodurch der Planetenträger 32 gegen eine Relativdrehung zu dem Gehäuse 11 gesichert wird. Dieses Abbremsen beziehungsweise Sichern des Planetenträgers 32 erfolgt beispielsweise mittels der Bremseinrichtung 64 reib- beziehungsweise kraftschlüssig, sodass die Bremseinrichtung 64 beispielsweise als Reibbremse, insbesondere als Lamellenbremse oder Lamellenkupplung, ausgebildet ist.
  • Des Weiteren weist die Getriebeeinheit 10 eine zweite Bremseinrichtung 66 auf, welche dem dritten Hohlrad 38 des dritten Planetengetriebes 16 zugeordnet ist. Somit ist das dritte Hohlrad 38 des dritten Planetengetriebes 16 mittels der zweiten Bremseinrichtung 66 gegen das Gehäuse 11, insbesondere reib- beziehungsweise kraftschlüssig, abbremsbar.
  • Bei der ersten Ausführungsform ist die Getriebeeinheit 10 als Hybridversion, insbesondere als 6-Gang-Hybridversion, ausgebildet, wobei die Getriebeeinheit 10 wenigstens eine elektrische Maschine 68 aufweist. Bei der in 1 veranschaulichten ersten Ausführungsform ist die elektrische Maschine 68 an die Sonnenräder 20 und 28, insbesondere an die genannte Welle, mit der die Sonnenräder 20 und 28 drehfest verbunden sind, angebunden. Unter dieser Anbindung ist zu verstehen, dass beispielsweise von der elektrischen Maschine 68 bereitgestellte Drehmomente bezogen auf die Getriebeelemente zuerst in die Sonnenräder 20 und 28 eingeleitet werden. Dabei ist die elektrische Maschine 68 beispielsweise in einem Motorbetrieb und somit als Elektromotor betreibbar, wobei die elektrische Maschine 68 in dem Motorbetrieb Drehmomente bereitstellt, mittels welchen beispielsweise die Sonnenräder 20 und 28 angetrieben werden können. Alternativ oder zusätzlich ist die elektrische Maschine 68 beispielsweise in einem Generatorbetrieb und somit als Generator betreibbar. In dem Generatorbetrieb wird die elektrische Maschine 68 von Drehmomenten angetrieben, die von den Sonnenrädern 20 und 28, insbesondere über die genannte Welle, bereitgestellt und in die elektrische Maschine 68 eingeleitet werden.
  • Die elektrische Maschine 68 umfasst beispielsweise einen Stator und einen Rotor, welcher um eine Rotationsachse relativ zu dem Stator drehbar ist. Dabei fällt beispielsweise die Rotationsachse, um die der Rotor relativ zu dem Stator drehbar ist, mit der Hauptrotationsachse zusammen. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Rotor der elektrischen Maschine 68 drehfest mit den Sonnenrädern 20 und 28, insbesondere mit der Welle, mit der die Sonnenräder 20 und 28 drehfest verbunden sind, verbunden ist. Grundsätzlich kann die elektrische Maschine 68 beziehungsweise eine elektrische Maschine an jede Getriebewelle gekoppelt werden, wodurch sich diverse Eigenschaften realisieren lassen. Insbesondere ist durch die Anbindung der elektrischen Maschine 68 an eine Welle der Getriebeeinheit 10, insbesondere an die Sonnenräder 20 und 28, die Realisierung eines elektrischen stufenlosen Getriebes möglich, sodass die Getriebeeinheit 10 beispielsweise als EVT-Getriebe (EVT - electric continuously variable transmission) ausgebildet werden kann.
  • Ferner ist beispielsweise bei der ersten Ausführungsform vorgesehen, dass die Getriebeeinheit 10 sechs, insbesondere genau sechs, feste beziehungsweise mechanische, Vorwärtsgänge aufweist. Unter den festen beziehungsweise mechanischen Vorwärtsgängen ist beispielswese zu verstehen, dass die mechanischen Vorwärtsgänge durch die mechanischen Getriebeelemente gebildet sind und feste, durch die mechanischen Getriebeelemente gebildete beziehungsweise realisierbare Übersetzungen aufweisen. Insbesondere kann ein besonders verlustarmer und somit wirkungsgradgünstiger Betrieb realisiert werden, wobei sich eine besonders vorteilhafte Schaltflexibilität realisieren lässt. Ferner sind beispielsweise besonders große Gangsprünge darstellbar, sodass starke Mehrfachschaltungen vermieden werden können.
  • Die Getriebeeinheit 10 umfasst ferner ein drittes Schaltelement 70, mittels welchem der Antrieb 52 beziehungsweise das Hohlrad 22 drehfest mit dem vierten Planetenträger 48 des vierten Planetengetriebes 18 verbindbar ist. Dabei ist beispielsweise das Schaltelement 70 zwischen wenigstens einer Entkoppelstellung und wenigstens einer Koppelstellung umschaltbar beziehungsweise verstellbar, wobei die vorherigen und folgenden Ausführungen zum Schaltelement 62 ohne weiteres auf das Schaltelement 70 übertragen werden können und umgekehrt. Somit sind beispielsweise in der Koppelstellung des Schaltelements 70 der Planetenträger 48 und das Hohlrad 22, insbesondere formschlüssig, drehfest miteinander verbunden, sodass sie sich nicht relativ zueinander drehen können. In der Entkoppelstellung gibt das Schaltelement 70 die drehfeste Kopplung des Planetenträgers 48 mit dem Hohlrad 22 frei, sodass sich dann beispielsweise das Hohlrad 22, insbesondere um die Hauptrotationsachse, relativ zu dem Planetenträger 48 drehen kann beziehungsweise umgekehrt.
  • 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der Getriebeeinheit 10. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich insbesondere dadurch von der ersten Ausführungsform, dass beispielsweise anstelle der elektrischen Maschine 68 eine dritte Bremseinrichtung 72 vorgesehen ist, mittels welcher die Sonnenräder 20 und 28, insbesondere über die genannte Welle, gegen das Gehäuse 11 abbremsbar sind. Dabei sind die vorherigen und folgenden Ausführungen zur jeweiligen Bremseinrichtung 64 beziehungsweise 66 ohne weiteres auf die Bremseinrichtung 72 übertragbar und umgekehrt, sodass beispielsweise die Bremseinrichtung 72 als Reibbremse, insbesondere als Lamellenbremse oder Lamellenkupplung, ausgebildet ist.
  • Fiele bei der ersten Ausführungsform die elektrische Maschine 68 einfach weg, so wies die Getriebeeinheit genau sechs mechanische Vorwärtsgänge auf. Durch den Einsatz der Bremseinrichtung 72 können nun bei der zweiten Ausführungsform genau neun Vorwärtsgänge realisiert werden. Somit ist bei der zweiten Ausführungsform die Getriebeeinheit 10 beispielsweise als konventionelle Version mit neun Vorwärtsgängen, insbesondere mit genau Vorwärtsgängen, ausgebildet. Aus einer Zusammenschau von 1 und 2 ist besonders gut erkennbar, dass sich durch einfache und kostengünstige Variation der Getriebeeinheit 10, insbesondere von Schaltelementen und/oder Verblockungselementen und/oder Bremseinrichtungen der Getriebeeinheit 10, unterschiedliche Bauvarianten, insbesondere mit unterschiedlichen Anzahlen an Gängen, realisieren lassen. Durch Verwendung der elektrischen Maschine 68 bei der ersten Ausführungsform können beispielsweise, insbesondere zusätzlich zu den mechanischen Gängen, elektrische beziehungsweise virtuelle Gänge geschaffen werden, dass beispielsweise durch entsprechendes Einstellen einer jeweiligen Drehzahl des Rotors die jeweilige Übersetzung des jeweiligen mechanischen Gangs variiert werden kann.
  • Außerdem ist es bei der ersten und zweiten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass das zweite Hohlrad 30 des zweiten Planetengetriebes 14 drehfest mit den Sonnenrädern 36 und 44 verbunden ist, wobei die Sonnenräder 36 und 44 drehfest miteinander verbunden sind. Somit ist der Planetenträger 24 über das Schaltelement 62 drehfest mit den Sonnenrädern 36 und 44 sowie drehfest mit dem Hohlrad 30 verbindbar. Des Weiteren ist der dritte Planetenträger 40 des dritten Planetengetriebes 16 drehfest mit dem Hohlrad 46 verbunden, sodass beispielsweise der Planetenträger 40 drehfest mit dem Abtrieb 56 verbunden ist.
  • 3 zeigt eine dritte Ausführungsform der Getriebeeinheit 10. Die dritte Ausführungsform unterscheidet sich insbesondere dadurch von der ersten Ausführungsform, dass bei der dritten Ausführungsform die elektrische Maschine 68 im Vergleich zur ersten Ausführungsform ersatzlos wegfällt. Während beispielsweise durch den Einsatz der elektrischen Maschine 68 bei der ersten Ausführungsform eine mittels der elektrischen Maschine 68 und somit elektrisch kontinuierlich einstellbare beziehungsweise verstellbare Übersetzung realisierbar ist, ist dies bei der dritten Ausführungsform nicht mehr möglich, sodass beispielsweise die Getriebeeinheit 10 gemäß der dritten Ausführungsform sechs, insbesondere genau sechs, mechanische Vorwärtsgänge und keine virtuellen Gänge aufweist. Während die zweite Ausführungsform eine konventionelle Version mit genau neun mechanischen Vorwärtsgängen ist, ist die dritte Ausführungsform eine konventionelle Version mit genau sechs mechanischen Vorwärtsgängen.
  • 4 und 5 zeigen am Beispiel der Hybridversion zwei unterschiedliche Verblockungsvarianten. Bei der ersten Ausführungsform ist das Verblockungselement 60 für die Verblockung des Planetenträgers 24 mit dem Hohlrad 22 des ersten Planetengetriebes 12 veranschaulicht. Bei einer in 4 veranschaulichten vierten Ausführungsform, welche einer ersten der Verblockungsvarianten entspricht, handelt es sich bei den mittels des Verblockungselements 60 miteinander verblockbaren Getriebeelementen des ersten Planetengetriebes 12 um den Planetenträger 24 und das Sonnenrad 20. Da die Sonnenräder 20 und 28 drehfest miteinander verbunden sind, kann der Planetenträger 24 über das Verblockungselement 60 mit den Sonnenrädern 20 und 28 verblockt werden, sodass dann in der Koppelstellung des Verblockungselements 60 die Sonnenräder 20 und 28 und der Planetenträger 24 als Block um die Hauptrotationsachse, insbesondere relativ zu dem Gehäuse, umlaufen. Bei einer in 5 gezeigten fünften Ausführungsform, welche der zweiten Verblockungsvariante entspricht, handelt es sich bei den zwei mittels des Verblockungselements 60 miteinander verblockbaren Getriebeelementen des ersten Planetengetriebes 12 um das Hohlrad 22 und das Sonnenrad 20. Da - wie bereits bezüglich der vierten Ausführungsform ausgeführt - die Sonnenräder 20 und 28 drehfest miteinander verbunden sind, kann bei der fünften Ausführungsform das Hohlrad 22 über das Verblockungselement 60 sowohl mit dem Sonnenrad 20 als auch mit dem Sonnenrad 28 verblockt werden, sodass dann in der Koppelstellung des Verblockungselements 60 die Sonnenräder 20 und 28 und das Hohlrad 22 als Block um die Hauptrotationsachse, insbesondere relativ zu dem Gehäuse, umlaufen.
  • Die in 4 und 5 am Beispiel der Hybridversion, insbesondere der 6-Gang-Hybridversion, gezeigte Verblockung kann ohne weiteres auf die in 3 gezeigte dritte Ausführungsform übertragen werden, bei der die Getriebeeinheit 10 als konventionelle Version mit sechs, insbesondere mit genau sechs, Vorwärtsgängen ausgebildet ist. Ferner können die in 4 und 5 am Beispiels der Hybridversion beschriebenen Verblockungsvarianten ohne weiteres auch auf die zweite Ausführungsform übertragen werden, bei der die Getriebeeinheit 10 als konventionelle Version mit neun, insbesondere mit genau neun, Vorwärtsgängen ausgebildet ist. Um beispielsweise die in 4 gezeigte erste Verblockungsvariante bei der konventionellen Version mit neun Vorwärtsgängen zu realisieren, kommt beispielsweise anstelle der elektrischen Maschine 68 die Bremseinrichtung 72 zum Einsatz. Um beispielsweise bei der konventionellen Version mit neun Vorwärtsgängen die in 5 veranschaulichte Verblockungsvariante umzusetzen, kommt beispielsweise anstelle der elektrischen Maschine 68 einfach die Bremseinrichtung 72 zum Einsatz. Ferner kann beispielsweise die in 4 beziehungsweise in 5 gezeigte elektrische Maschine 68 ersatzlos entfallen, um dadurch die jeweilige Verblockungsvariante auf die jeweils konventionelle Version mit den sechs Vorwärtsgängen zu übertragen.
  • 6 zeigt eine sechste Ausführungsform der Getriebeeinheit 10. Insbesondere ist in 6 eine erste Umbaumöglichkeit, insbesondere eine erste örtliche Umbaumöglichkeit, der Getriebeeinheit 10 veranschaulicht. Die Umbaumöglichkeit ist eine gestapelte Variante, welche besonders gut für einen Quereinbau geeignet ist, bei dem die Hauptrotationsachse quer beziehungsweise senkrecht zur Fahrzeuglängsrichtung verläuft. Insbesondere kann der axiale Bauraumbedarf der Getriebeeinheit 10 gemäß der sechsten Ausführungsform besonders gering gehalten werden. Bei der sechsten Ausführungsform ist es beispielsweise vorgesehen, dass das erste Planetengetriebe 12, das Verblockungselement 60, das Schaltelement 62 und die Bremseinrichtung 64 in radialer Richtung nach außen hin, insbesondere zumindest teilweise oder zumindest überwiegend oder vollständig, durch die elektrische Maschine 68 überdeckt sind, sodass die elektrische Maschine 68 das Planetengetriebe 12, das Verblockungselement 60, das Schaltelement 62 und die Bremseinrichtung 64, insbesondere außenumfangsseitig beziehungsweise in radialer Richtung nach außen hin, umschließt beziehungsweise umgibt. Ferner sind beispielsweise das zweite Planetengetriebe 14 und das dritte Planetengetriebe 16 nicht in axialer Richtung hintereinander beziehungsweise aufeinanderfolgend angeordnet, sondern die Planetengetriebe 14 und 16 sind gestapelt angeordnet und ineinander verschachtelt, wobei beispielsweise das dritte Planetengetriebe 16 das zweite Planetengetriebe 14 in radialer Richtung nach außen hin umgibt beziehungsweise umschließt.
  • Die in 6 veranschaulichte sechste Ausführungsform beziehungsweise erste Umbaumöglichkeit kann ohne weiteres auch auf die konventionelle Version mit den sechs Vorwärtsgängen übertragen werden, wobei dann beispielsweise im Vergleich zur sechsten Ausführungsform die elektrische Maschine 68 einfach ersatzlos wegfällt. Ferner ist beispielsweise eine solche örtliche Umbaumöglichkeit denkbar, bei welcher - insbesondere ausgehend von der in 6 veranschaulichten ersten Umbaumöglichkeit - bei der konventionellen Version mit sechs Vorwärtsgängen das erste Planetengetriebe 12 in axialer Richtung nach dem vierten Planetengetriebe 18 angeordnet wird, sodass dann bei einer zweiten, insbesondere örtlichen, Umbaumöglichkeit die Planetengetriebe 14 und 16 gestapelt sind und das vierte Planetengetriebe 18 in axialer Richtung zwischen dem ersten Planetengetriebe 12 und den gestapelten Planetengetrieben 14 und 16 angeordnet ist.
  • Ausgehend von der zweiten Umbaumöglichkeit ist es dann denkbar, bei einer dritten, insbesondere örtlichen, Umbaumöglichkeit den Abtrieb 56 in axialer Richtung vor den gestapelten Planetengetrieben 14 und 16 anzuordnen, sodass dann die gestapelten Planetengetriebe 14 und 16 in axialer Richtung zwischen dem vierten Planetengetriebe 18 und dem Abtrieb 56 angeordnet sind. Ferner ist es ausgehend von der zweiten Umbaumöglichkeit bei einer vierten, insbesondere örtlichen, Umbaumöglichkeit beispielsweise möglich, nicht die Planetengetriebe 14 und 16, sondern die Planetengetriebe 14 und 18 zu stapeln, sodass dann beispielsweise die gestapelten Planetengetriebe 14 und 18 in axialer Richtung zwischen dem dritten Planetengetriebe 16 und dem ersten Planetengetriebe 12 angeordnet sind, wobei das dritte Planetengetriebe 16 in axialer Richtung zwischen dem Abtrieb 56 und den gestapelten Planetengetrieben 14 und 18 angeordnet ist und wobei die gestapelten Planetengetriebe 14 und 18 und das Planetengetriebe 16 in axialer Richtung zwischen dem Abtrieb 56 und dem Planetengetriebe 12 angeordnet sind. Alternativ dazu ist es beispielsweise bei einer fünften, insbesondere örtlichen, Umbaumöglichkeit denkbar, das Planetengetriebe 14 mit dem Planetengetriebe 16 zu stapeln und in axialer Richtung zwischen dem Abtrieb 56 und dem ersten Planetengetriebe 12 anzuordnen, wobei dann beispielsweise das Planetengetriebe 18 das Planetengetriebe 12 in radialer Richtung nach außen umgibt beziehungsweise umschließt. Hierdurch kann der axiale Bauraumbedarf besonders gering gehalten werden.
  • In 7 und 8 sind strukturelle Umbaumöglichkeiten dargestellt. Beispielsweise ausgehend von der in 3 gezeigten dritten Ausführungsform ist es möglich, die Bremseinrichtung 66 in eine Gehäuseanbindung 74 und ein Schaltelement 76 umzubauen, was beispielsweise bei einer in 7 gezeigten siebten Ausführungsform vorgesehen ist. Die vorherigen und folgenden Ausführungen zum jeweiligen Schalelement 62 beziehungsweise 70 können ohne weiteres auf das Schaltelement 76 übertragen werden und umgekehrt. Dabei ist es denkbar, dass das jeweilige Schaltelement 62, 70 beziehungsweise 76 als Kupplung, insbesondere als Klauenkupplung, ausgebildet ist. Mittels der Gehäuseanbindung 74 ist das dritte Hohlrad 38 des dritten Planetengetriebes 16 drehfest mit dem Gehäuse 11 verbunden und somit an dem Gehäuse 11 gesichert, sodass Relativdrehungen zwischen dem Hohlrad 38 und dem Gehäuse 11 vermieden sind. Mittels des Schaltelements 76 ist beispielsweise das Sonnenrad 36 des Planetengetriebes 16 drehfest mit dem Hohlrad 30 des Planetengetriebes 14 verbindbar, wobei das Schaltelement 76 - wie zuvor in Bezug auf das Schaltelement 62 beziehungsweise 70 beschrieben - zwischen wenigstens einer Koppelstellung und wenigstens einer Entkoppelstellung verstellbar beziehungsweise umschaltbar ist. Somit ist beispielsweise in der Koppelstellung des Schaltelements 76 das Sonnenrad 36 über das Schaltelement 76, insbesondere formschlüssig, mit dem Hohlrad 30 drehfest verbunden. In der Entkoppelstellung des Schaltelements 76 gibt das Schaltelement 76 die drehfeste Verbindung zwischen dem Sonnenrad 36 und dem Hohlrad 30 frei, sodass sich dann beispielsweise das Hohlrad 30 relativ zu dem Sonnenrad 36, insbesondere um die Hauptrotationsachse, drehen kann beziehungsweise umgekehrt.
  • Bei einer in 8 gezeigten achten Ausführungsform sind die Gehäuseanbindung 74 und das Schaltelement 76 vorgesehen, wobei sich die achte Ausführungsform insbesondere dadurch von der siebten Ausführungsform unterscheidet, dass bei der achten Ausführungsform mittels des Schaltelements 76 der Planetenträger 40 des dritten Planetengetriebes 16 drehfest mit dem Hohlrad 46 des vierten Planetengetriebes 18 verbindbar ist. Dieser Umbau der beispielsweise als Lamellenbremse beziehungsweise als Lamellenkupplung ausgebildeten Bremseinrichtung 66 in die Gehäuseanbindung 74 und das beispielsweise als formschlüssige Kupplung, insbesondere als Klauenkupplung, ausgebildete Schaltelement 76 kann beispielsweise dann vorteilhaft sein, wenn das Schaltelement 76 geschickter als die Bremseinrichtung 66 integrierbar ist.
  • Ferner ist es bei einer in den Fig. nicht veranschaulichten Ausführungsform denkbar, die Bremseinrichtung 64, welche beispielsweise als Lamellenbremse beziehungsweise Lamellenkupplung ausgebildet ist, in eine Gehäuseanbindung und ein vorzugsweise formschlüssiges Schaltelement umzubauen. Dabei ist dann beispielsweise das Hohlrad 34 des zweiten Planetengetriebes 14 an dem Gehäuse 11 festgelegt beziehungsweise drehfest mit dem Gehäuse verbunden, wobei das Hohlrad 30 des Planetengetriebes 14 über das Schaltelement drehfest mit den Sonnenrädern 36 und 44 verbindbar ist. Dadurch können beispielsweise auf die Schaltelemente wirkende Belastungen eingestellt werden.
  • Außerdem ist es beispielsweise denkbar, dass beispielsweise als Kupplung, insbesondere als Klauenkupplung, ausgebildete Schaltelement 70, welches bei der ersten Ausführungsform dem vierten Planetengetriebe 18 zugeordnet ist, zu verlegen. Das Schaltelement 70 kann dann beispielsweise anstelle des Planetenträgers 48 das Hohlrad 46 bedarfsweise mit dem Planetenträger 40 beziehungsweise dem Abtrieb 56 drehfest verbinden oder das Sonnenrad 44 bedarfsweise mit dem Sonnenrad 36 verbinden oder aber das vierte Planetengetriebe 18 lastlos schalten, insbesondere indem dann das Schaltelement 70 geöffnet, das heißt in die Entkoppelstellung bewegt wird. Mit anderen Worten, bei der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform ist das Schaltelement 70 dem Planetenträger 48 zugeordnet. Alternativ dazu ist es möglich, das Schaltelement 70 dem Sonnenrad 44 oder dem Hohlrad 46 zuzuordnen, um dadurch mittels des Schaltelements 70 das Sonnenrad 44 bedarfsweise mit dem Sonnenrad 36 beziehungsweise das Hohlrad 46 bedarfsweise mit dem Abtrieb 56 beziehungsweise mit dem Planetenträger 40 zu verbinden.
  • Insbesondere sind durch den Einsatz der elektrischen Maschine 68 ein so genannter Boost-Betrieb sowie eine Rekuperation in allen Gängen darstellbar. Wird beispielsweise die elektrische Maschine 68, insbesondere ihr Rotor, auf eine Drehzahl von 0 gebracht beziehungsweise geregelt, ergeben sich beispielsweise drei weitere Festgänge, da die elektrische Maschine 68 beispielsweise als virtuelle Bremse fungiert. Durch die Integration der elektrischen Maschine 68 kann gegebenenfalls auf Bremsen, insbesondere Reibbremsen beziehungsweise Reibelemente, verzichtet werden.
  • Bei der Getriebeeinheit 10 können insbesondere die Vorteile realisiert werden, dass durch den Einsatz der vier Planetengetriebe 12, 14, 16, 18 und fünf Schaltelementen mindestens sechs Gänge mit einer Spreizung von größer als 11 darstellbar sind, wobei besonders kostengünstige Einfach-Planetenradsätze verwendet werden können. Ferner können besonders gute Verzahnungswirkungsgrade realisiert werden. Außerdem können redundante Gänge dargestellt werden, sodass eine besonders hohe Schaltflexibilität darstellbar ist. Insbesondere ist es möglich, die Getriebeeinheit 10 mit nur zwei offenen Schaltelementen zu betreiben. Ferner ist es denkbar, die jeweilige Bremse als Klauenbremse, insbesondere mit einer Synchronisierung, umzusetzen. Ferner ist es denkbar, anstelle der Bremseinrichtung 66 ein Freilauf, gegebenenfalls in Kombination mit einem Lamellenschaltelement, einzusetzen. Ferner können die Planetengetriebe 12, 14, 16 und 18 besonders gut gestapelt werden, um dadurch den insbesondere axialen Bauraumbedarf der Getriebeeinheit 10 besonders gering halten zu können. Dadurch kann die Getriebeeinheit 10 auch besonders vorteilhaft für einen Quereinbau verwendet werden. Außerdem weist die Getriebeeinheit 10 eine gute Möglichkeit auf, die elektrische Maschine 68 zu integrieren, wodurch gegebenenfalls Reibelemente entfallen können. Insbesondere ist es möglich, die elektrische Maschine 68 an die Sonnenräder 20 und 28 anzubinden sowie gegebenenfalls das Planetengetriebe 12 in die elektrische Maschine 68 zu integrieren, wie auch das Verblockungselement 60 und das Schaltelement 62, wodurch Bauraumvorteile geschaffen werden können. Eine etwaige Anordnung des Verblockungselements 60 über beziehungsweise in radialer Richtung außerhalb des Schaltelements 62 kann einen weiteren Bauraumvorteil schaffen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102008005626 A1 [0002]

Claims (17)

  1. Getriebeeinheit (10), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Gehäuse (11) mit einem ersten Planetengetriebe (12), mit einem zweiten Planetengetriebe (14), mit einem dritten Planetengetriebe (16) und mit einem vierten Planetengetriebe (18), welche jeweils ein Sonnenrad (20, 28, 36, 44) als erstes Getriebeelement, ein Hohlrad (22, 30, 38, 46) als zweites Getriebeelement und einen Planetenträger (24, 32, 40, 48) als drittes Getriebeelement aufweisen, mit einem mit einem der Getriebeelemente (12, 14, 16, 18) drehfest verbundenen Antrieb (52), über welchen von einer von der Getriebeeinheit (10) unterschiedlichen Antriebseinheit bereitgestellte Drehmomente in die Getriebeeinheit (10) einleitbar sind, mit einem mit einem der Getriebeelemente (12, 14, 16, 18) drehfest verbundenen Abtrieb (56), über welchen Drehmomente von der Getriebeeinheit (10) bereitstellbar sind, wobei das Sonnenrad (20) des ersten Planetengetriebes (12) drehfest mit dem Sonnenrad (28) des zweiten Planetengetriebes (14) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass: - der Antrieb (52) drehfest mit dem Hohlrad (22) des ersten Planetengetriebes (12) verbunden ist; - wenigstens ein dem ersten Planetengetriebe (12) zugeordnetes Verblockungselement (60) zum Verblocken von zwei der drei Getriebeelemente des ersten Planetengetriebes (12) vorgesehen ist; und - wenigstens ein Schaltelement (62) vorgesehen ist, mittels welchem der Planetenträger (24) des ersten Planetengetriebes (12) mit einem der Getriebeelemente der übrigen Planetengetriebe (14, 16, 18) drehfest verbindbar ist.
  2. Getriebeeinheit (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad (30) des zweiten Planetengetriebes (14), das Sonnenrad (36) des dritten Planetengetriebes (16) und das Sonnenrad (46) des vierten Planetengetriebes (18) drehfest verbunden sind.
  3. Getriebeeinheit (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenträger (24) des ersten Planetengetriebes (12) mittels des Schaltelements (62) drehfest mit dem Hohlrad (30) des zweiten Planetengetriebes (14) verbindbar ist.
  4. Getriebeeinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abtrieb (56) drehfest mit dem Planetenträger (40) des dritten Planetengetriebes (16) verbunden oder verbindbar ist.
  5. Getriebeeinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenträger (32) des zweiten Planetengetriebes (14) drehfest mit einem Gehäuse (11) der Getriebeeinheit (10) verbunden oder verbindbar ist.
  6. Getriebeeinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenträger (48) des vierten Planetengetriebes (18) drehfest mit dem Antrieb (52) verbunden oder verbindbar ist.
  7. Getriebeeinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Bremseinrichtung (66) vorgesehen ist, mittels welcher das Hohlrad (38) des dritten Planetengetriebes (16) gegen ein Gehäuse (11) abbremsbar ist.
  8. Getriebeeinheit (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass: - der Planetenträger (40) des dritten Planetengetriebes (16) drehfest mit dem Abtrieb (56) verbunden oder verbindbar ist; und - das Sonnenrad (36) des dritten Planetengetriebes (16) mittels des Schaltelements (62) drehfest mit dem Planetenträger (24) des ersten Planetengetriebes (12) verbindbar ist.
  9. Getriebeeinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass: - eine erste Bremseinrichtung (64) vorgesehen ist, mittels welcher der Planetenträger (32) des zweiten Planetengetriebes (14) gegen das Gehäuse (11) abbremsbar ist; und - das Hohlrad (30) des zweiten Planetengetriebes (14) mittels des Schaltelements (62) drehfest mit dem Planetenträger (24) des ersten Planetengetriebes (12) verbindbar ist.
  10. Getriebeeinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass: - der Antrieb (52) drehfest mit dem Planetenträger (48) des vierten Planetenradgetriebes (18) verbindbar ist; und - das Sonnenrad (44) des vierten Planetengetriebes (18) mittels des Schaltelements (62) drehfest mit dem Planetenträger (24) des ersten Planetengetriebes (12) verbindbar ist.
  11. Getriebeeinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine dritte Bremseinrichtung (72) vorgesehen ist, mittels welcher das Sonnenrad (20) des ersten Planetengetriebes (12) und das Sonnenrad (28) des zweiten Planetengetriebes (14) gegen das Gehäuse (11) abbremsbar sind.
  12. Getriebeeinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass: - der Planetenträger (40) des dritten Planetengetriebes (16) drehfest mit dem Abtrieb (56) verbindbar ist; und - das Sonnenrad (36) des dritten Planetengetriebes (16) mittels des Schaltelements (62) drehfest mit dem Planetenträger (24) des ersten Planetengetriebes (12) verbindbar ist.
  13. Getriebeeinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass: - das Sonnenrad (36) des dritten Planetengetriebes (16) mittels des Schaltelements (62) drehfest mit dem Planetenträger (24) des ersten Planetengetriebes (12) verbindbar ist; und - der Planetenträger (40) des dritten Planetengetriebes (16) drehfest mit dem Abtrieb (56) verbunden oder verbindbar ist.
  14. Getriebeeinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenträger (48) des vierten Planetengetriebes (18) drehfest mit dem Antrieb (56) verbunden oder verbindbar ist.
  15. Getriebeeinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass: - das Hohlrad (46) des vierten Planetengetriebes (18) drehfest mit dem Abtrieb (56) verbindbar ist; und - das Sonnenrad (44) des vierten Planetengetriebes (18) mittels des Schaltelements (62) drehfest mit dem Planetenträger (24) des ersten Planetengetriebes (12) verbindbar ist.
  16. Getriebeeinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass: - das Hohlrad (46) des vierten Planetengetriebes (18) drehfest mit dem Abtrieb (56) verbunden oder verbindbar ist; und - das Sonnenrad (44) des vierten Planetengetriebes (18) mittels des Schaltelements (62) drehfest mit dem Planetenträger (24) des ersten Planetengetriebes (12) verbindbar ist.
  17. Getriebeeinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine elektrische Maschine (68) vorgesehen ist, welche an das Sonnenrad (20) des ersten Planetengetriebes (12) und das Sonnenrad (28) des zweiten Planetengetriebes (14) angebunden ist.
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