DE102016210583A1

DE102016210583A1 - Kraftfahrzeuggetriebe

Info

Publication number: DE102016210583A1
Application number: DE102016210583.3A
Authority: DE
Inventors: Martin Dressel
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2016-06-15
Filing date: 2016-06-15
Publication date: 2017-12-21
Anticipated expiration: 2036-06-16
Also published as: CN109312826A; DE102016210583B4; WO2017215703A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeuggetriebe (1) für ein Kraftfahrzeug mit mindestens zwei voneinander unabhängigen Antriebsmotoren, insbesondere für ein Kraftfahrzeug mit Hybridantrieb, welches mindestens eine erste Antriebswelle (2), eine erste Kupplung (7), über die ein erster Antriebsmotor (8) mit der ersten Antriebswelle verbindbar ist, eine zweite Kupplung (9), mit der ein zweiter Antriebsmotor (10) mit der ersten Antriebswelle (2) verbindbar ist, und einen Abtrieb (6) aufweist, wobei auf jeder der Zwischenwellen (4, 5) mindestens drei Zahnräder (41, 42, 43, 51, 52, 53) angeordnet sind, und wobei zumindest eine der Zwischenwellen (4, 5) schräg zu der ersten Antriebswelle (2) und/oder zu der jeweils anderen Zwischenwelle (4, 5) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeuggetriebe für ein Kraftfahrzeug mit mindestens zwei voneinander unabhängigen Antriebsmotoren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Aufgrund des begrenzten Bauraums in einem Kraftfahrzeug besteht seitens der Fahrzeughersteller ein großes Interesse daran, den vorhandenen Bauraum so effizient wie möglich zu nutzen. Parallel bestehen seitens der Fahrzeuginteressenten Wünsche nach einer hohen Effizienz des Antriebs sowie einem hohen Fahrkomfort, wozu zahlreiche Nebenaggregate, wie Klimakompressoren, Dämmungen, Bremskraftverstärker oder Lenkunterstützungen im Motorraum des Kraftfahrzeuges angeordnet werden müssen. Bei der Auslegung von Kraftfahrzeuggetrieben besteht der Wunsch nach einer immer feineren Gangabstufung, um den Verbrennungsmotor jeweils möglichst effizient betreiben zu können und somit den Verbrauch des Kraftfahrzeuges zu reduzieren. Dieser Wunsch nach einer höheren Gangzahl, welcher bei bekannten Kraftfahrzeuggetrieben zu immer länger bauenden Ausführungsformen führt, steht im Interessenskonflikt mit der möglichst effizienten Nutzung des Bauraums. Bei Fahrzeugen mit Hybridantrieb wird diese Situation durch den zusätzlichen Platzbedarf für den Elektromotor verschärft.
Aus der DE 100 21 025 A1 ist ein Getriebe für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges mit einem Verbrennungsmotor und einem Elektromotor bekannt, welches ein konventionelles Schaltgetriebe mit zwei Planetengetrieben für zwei Elektroantriebe verbindet, wobei zur Steigerung des Gesamtwirkungsgrades eine Überbrückung der Planetengetriebe vorgesehen ist. Nachteilig an dieser Lösung ist jedoch, dass ein solches Getriebe vergleichsweise viel Bauraum benötigt und somit nicht für Motorräume mit geringem Bauraum geeignet ist.
Aus der EP 2 161 154 A1 ist ein Kraftfahrzeuggetriebe mit einer Mehrzahl von Zahnradpaaren bekannt, über die jeweils ein unterschiedliches Übersetzungsverhältnis realisiert werden kann und über den das Antriebsmoment eines zweiten Antriebsmotors eingekoppelt werden kann. Auch dieses Kraftfahrzeuggetriebe weist eine vergleichsweise große Bauform auf.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein alternatives Kraftfahrzeuggetriebe für einen Antriebsstrang mit zwei unabhängigen Antriebsmotoren vorzuschlagen, welches sich insbesondere in axialer Richtung durch eine kompakte Bauform auszeichnet.
Die Aufgabe wird durch ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeuggetriebe für ein Kraftfahrzeug mit mindestens zwei voneinander unabhängigen Antriebsmotoren gelöst, welches mindestens eine erste Antriebswelle, eine erste Kupplung, über die ein erster Antriebsmotor mit der ersten Antriebswelle verbindbar ist, eine zweite Kupplung, mit der ein zweiter Antriebsmotor mit der ersten Antriebswelle verbindbar ist und mindestens zwei Zwischenwellen aufweist, wobei auf jeder der Zwischenwellen mindestens drei Zahnräder angeordnet sind. Das Kraftfahrzeuggetriebe weist einen Abtrieb auf, wobei zumindest eine der Zwischenwellen schräg zu der ersten Antriebswelle und/oder zu der jeweils anderen Zwischenwelle angeordnet ist. Dadurch wird ein zusätzlicher Freiheitsgrad bei der Auslegung des Getriebes gegenüber einem Getriebe mit parallelen Antriebswellen und Zwischenwellen erreicht, sodass eine einfachere Doppelbelegung der Zahnräder bei einer progressiven Abstufung der Gänge des Getriebes möglich ist. Durch die Doppelbelegung der Zahnräder kann eine in axialer Richtung des Getriebes vergleichsweise kurze Baulänge erreicht werden. Durch die schräg angeordnete Zwischenwelle variiert der Abstand zwischen der Antriebswelle und der Zwischenwelle, sodass eine progressive Abstimmung der Gänge leichter umgesetzt werden kann. Zudem können durch die schräge Anordnung mindestens einer Zwischenwelle Zwischenräume im Kraftfahrzeuggetriebe für andere Bauteile des Getriebes wie Synchronisationsringe, die Schaltaktorik, ein Rückwärtsgangritzel oder Ähnliches genutzt werden. Zudem kann durch den gewonnenen Bauraum der zweite Antriebsmotor, insbesondere ein Elektromotor, in das Kraftfahrzeuggetriebe integriert werden.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Verbesserungen und Weiterbildungen des im unabhängigen Anspruch angegebenen Kraftfahrzeuggetriebes möglich.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Kraftfahrzeuggetriebes ist vorgesehen, dass das Kraftfahrzeuggetriebe eine erste Antriebswelle, welche mit dem ersten Antriebsmotor verbunden ist, und eine zweite Antriebswelle, welche mit dem zweiten Antriebsmotor verbunden ist, aufweist. Dadurch ist eine einfache Ankupplung der beiden Antriebsmotoren an das Kraftfahrzeuggetriebe möglich.
Besonders bevorzugt ist dabei, wenn die erste Antriebswelle und die zweite Antriebswelle koaxial zueinander angeordnet sind. Dadurch ist eine besonders kompakte Bauform des Getriebes möglich, und zudem vereinfacht eine koaxiale Anordnung der beiden Antriebswellen eine Kraftübertragung auf die Zwischenwellen und/oder den Abtrieb. Besonders bevorzugt ist dabei, wenn die zweite Antriebswelle fluchtend in Verlängerung der ersten Antriebswelle angeordnet ist. Dadurch können der erste und der zweite Antriebsmotor auf einfache Art und Weise an beiden Seiten des Kraftfahrzeuggetriebes angeordnet werden, sodass eine einfache mechanische Anbindung der beiden Antriebsmotoren an das Kraftfahrzeuggetriebe möglich ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Kraftfahrzeuggetriebes ist vorgesehen, dass die zweite Antriebswelle ein Zahnrad aufweist, welches mit zumindest einem Zahnrad auf einer der Zwischenwellen in Eingriff steht oder gebracht werden kann. Dadurch ist eine direkte Kraftübertragung von dem zweiten Antriebsmotor auf eine der Zwischenwellen möglich, sodass der zweite Antriebsmotor den ersten Antriebsmotor, vorzugsweise in einer zeitlich begrenzten „Boost“-Funktion, unterstützen kann. Zudem kann auf diese Weise eine Kraftübertragung vom Abtrieb über eine der Zwischenwellen auf die zweite Antriebswelle erfolgen. Somit kann eine Rekuperation mittels des zweiten Antriebsmotors erfolgen und die kinetische Energie des Kraftfahrzeuges über das Getriebe und den zweiten Antriebsmotor zurückgewonnen werden. Besonders bevorzugt steht das Zahnrad auf der zweiten Antriebswelle mit jeweils einem Zahnrad auf einer der Zwischenwellen in Eingriff. Somit ist eine Boost-Funktion oder eine Rekuperation unabhängig von dem jeweils gewählten Gang möglich.
Alternativ oder zusätzlich ist mit Vorteil vorgesehen, dass die erste Antriebswelle und die zweite Antriebswelle über die zweite Kupplung miteinander verbindbar sind. Dadurch entsteht eine starre Verbindung zwischen den beiden Antriebsmotoren, sodass der zweite Antriebsmotor neben den beschriebenen vorteilhaften Funktionen des „Boost“-Betriebes und der Rekuperation auch zum Starten des ersten Antriebsmotors genutzt werden kann. Ist der erste Antriebsmotor als Verbrennungsmotor und der zweite Antriebsmotor als Elektromotor ausgebildet, so kann auf diese Art ein Start-Stopp-System für den Verbrennungsmotor realisiert werden. Zudem sind die Leistung des Elektromotors und der dazugehörigen Batterie in der Regel deutlich höher als die einer Starterbatterie eines Kraftfahrzeuges, sodass eine Lichtmaschine und die Starterbatterie wesentlich kleiner dimensioniert werden oder ganz entfallen können.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Kraftfahrzeuggetriebe eine dritte Antriebswelle aufweist, welche als Hohlwelle koaxial zur ersten Antriebswelle angeordnet ist. Somit kann ein dritter Antriebsmotor mechanisch mit dem Kraftfahrzeuggetriebe verbunden werden. Alternativ kann die dritte Antriebswelle auch mit dem ersten Antriebsmotor verbunden sein. Besonders bevorzugt ist dabei, wenn die erste Antriebswelle und die dritte Antriebswelle über eine Doppelkupplung mit dem ersten Antriebsmotor verbindbar sind. Dadurch können die Gänge des Kraftfahrzeuggetriebes alternierend zwischen der ersten und der dritten Antriebswelle angeordnet werden, wodurch besonders schnelle Gangwechsel und kurze Schaltzeiten möglich sind. Dabei ist eine im Wesentlichen auch während der Schaltvorgänge ununterbrochene Zugkraftübertragung möglich. So sind beispielsweise die „ungeraden“ Gänge, also der erste, dritte, fünfte, usw. Gang mit der ersten Antriebswelle verbunden und über die erste Kupplung schaltbar, und die „geraden“ Gänge, also der zweite, vierte, sechste, usw. Gang mit der dritten Antriebswelle verbunden und über eine dritte Kupplung schaltbar. Durch die vorgeschlagene Lösung ist ein besonders kompaktes Doppelkupplungsgetriebe für ein Kraftfahrzeug mit zwei Antriebsmotoren möglich, welches sich bei Kraftfahrzeugen mit Frontmotor sowohl quer zur Fahrtrichtung als auch längs zur Fahrtrichtung einbauen lässt. Somit kann das Getriebe sowohl für quer zur Fahrtrichtung als auch für längs zur Fahrtrichtung eingebaute Verbrennungsmotoren verwendet werden, sodass hier keine zusätzliche Getriebevarianten notwendig sind.
In einer vorteilhaften Weiterentwicklung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Zahnrad des Abtriebs sowohl mit einem Zahnrad der ersten Zwischenwelle als auch mit einem Zahnrad der zweiten Zwischenwelle in gemeinsamem Eingriff steht. Dadurch kann ein gemeinsamer Abtrieb für beide Zwischenwellen geschaffen werden, sodass auf zusätzliche Bauteile, insbesondere auf ein weiteres Zahnrad am Abtrieb, verzichtet werden kann. Besonders vorteilhaft ist dabei, wenn ein konusförmiges Zahnrad der ersten Zwischenwelle, insbesondere ein Beveloidrad, und ein Stirnrad der zweiten Zwischenwelle mit einem Stirnrad des Abtriebs in Eingriff stehen.
Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Abtrieb ein Differenzial zur Verteilung des Antriebsmoments auf die angetriebenen Räder des Kraftfahrzeuges aufweist. Dadurch kann auf einfache Art und Weise das Antriebsmoment auf die Antriebsräder verteilt werden. Besonders bevorzugt ist dabei, wenn ein Stirnrad des Differenzials auf einer Hohlwelle gelagert ist und eine der Abtriebswellen, welche das Differenzial mit jeweils einem Antriebsrad des Kraftfahrzeuges verbinden, durch diese Hohlwelle geführt ist.
Erfindungsgemäß wird ferner ein Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, welcher einen ersten Antriebsmotor, einen zweiten Antriebsmotor sowie ein Kraftfahrzeuggetriebe aufweist, wobei das Kraftfahrzeuggetriebe eine erste Antriebswelle, eine erste Kupplung, über die der erste Antriebsmotor mit der ersten Antriebswelle verbindbar ist, eine zweite Kupplung, mit der der zweite Antriebsmotor mit der ersten Antriebswelle verbindbar ist, mindestens zwei Zwischenwellen sowie einen Abtrieb umfasst, wobei zumindest eine der Zwischenwellen schräg zu der ersten Antriebswelle und/oder der jeweils anderen Zwischenwelle angeordnet ist und wobei der erste Antriebsmotor als Verbrennungsmotor und der zweite Antriebsmotor als Elektromotor ausgebildet ist. Somit lässt sich ein kompakter Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit Hybridantrieb darstellen.
Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Figuren näher erläutert. Es zeigen:
1 ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeuggetriebe in Form eines 6-Gang Schaltgetriebes;
2 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes in Form eines 6-Gang Schaltgetriebes;
3 ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug in Form eines 8-Gang-Doppelkupplungsgetriebes;
4 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes in Form eines 8-Gang-Doppelkupplungsgetriebes.
1 zeigt eine erste schematisierte und abgewickelte Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes 1. Das Kraftfahrzeuggetriebe 1 ist als Schaltgetriebe für einen Antriebsstrang eines Hybrid-Fahrzeuges mit einem ersten Antriebsmotor 8 und einem zweiten Antriebsmotor 10 ausgebildet. Der erste Antriebsmotor 8 ist vorzugsweise als Verbrennungsmotor 15 ausgebildet. Der zweite Antriebsmotor 10 ist vorzugsweise als Elektromotor 16 ausgebildet. Der erste Antriebsmotor 8 ist über eine erste Kupplung 7 mit einer ersten Antriebswelle 2 des Kraftfahrzeuggetriebes 1 verbindbar. Auf der ersten Antriebswelle 2 sind in drei Verzahnungsebenen I–III jeweils ein drehfest mit der ersten Antriebswelle 2 verbundenes Zahnrad 21, 22, 23 angeordnet. Der zweite Antriebsmotor 10 weist eine zweite Antriebswelle 3 auf, welche über eine zweite Kupplung 9 mit der ersten Antriebswelle 2 des Kraftfahrzeuggetriebes 1 verbindbar ist. Dabei ist die zweite Antriebswelle 3 koaxial und fluchtend in Verlängerung der ersten Antriebswelle 2 angeordnet, um eine Kupplung der beiden Antriebswellen 2 und 3 zu erleichtern. Das Kraftfahrzeuggetriebe 1 weist ferner eine erste Zwischenwelle 4 auf, welche in Bezug auf die beiden Antriebswellen 2, 3 schräg angeordnet ist. Auf der ersten Zwischenwelle 4 sind mehrere Zahnräder 41, 42, 43, 45 angeordnet. Die Zahnräder 41, 42, 43 und 45 sind als konusförmige Zahnräder ausgebildet, um die Schrägstellung der ersten Zwischenwelle 4 in Hinblick auf die Antriebswellen 2 und 3 zu kompensieren und somit einen Eingriff mit den Zahnrädern 21, 22 und 23 auf der ersten Antriebswelle 2 zu erleichtern. Dabei sind die mit den als Festräder ausgebildeten Zahnrädern 21, 22, 23 der ersten Antriebswelle 2 in Eingriff stehenden Zahnräder 41, 42, 43 in den Verzahnungsebenen I bis III als Losräder ausgebildet. Das in einer Abtriebsverzahnungsebene V angeordnete Zahnrad 45 ist als Festrad ausgebildet und steht mit einem Stirnrad 61 eines Abtriebs 6 des Kraftfahrzeuggetriebes 1 in Eingriff. Dabei ist das Zahnrad 45 vorzugsweise als Beveloidrad ausgebildet, um eine Schrägstellung der ersten Zwischenwelle 4 zum Abtrieb 6 zu ermöglichen. Alternativ zu einem Beveloidrad kann das Zahnrad 45 auch als ein anderes, konusförmiges Zahnrad ausgebildet sein.
Das Kraftfahrzeuggetriebe 1 weist ferner eine zweite Zwischenwelle 5 auf, welche parallel zu den Antriebswellen 2, 3 angeordnet ist, und auf der eine Mehrzahl von Zahnrädern 51, 52, 53, 55 angeordnet sind. Die Zahnräder 51, 52 und 53, welche mit den als Festräder ausgebildeten Zahnrädern 21, 22 und 23 der ersten Antriebswelle 2 in Eingriff stehen, sind als Losräder ausgebildet. Das Zahnrad 55 in der Verzahnungsebene V steht ebenfalls mit dem Stirnrad 61 des Abtriebs 6 in Eingriff und ist als Festrad ausgebildet.
Das in 1 dargestellte Kraftfahrzeuggetriebe 1 weist sechs Gänge auf, welche in den Verzahnungsebenen I–III angeordnet sind. Dabei weist das Kraftfahrzeuggetriebe 1 eine progressive Gangabstufung auf, wobei die Gänge vorzugsweise alternierend zwischen der ersten Zwischenwelle 4 und der zweiten Zwischenwelle 5 aufgeteilt sind. Die Zahnräder 21, 22, und 23 der ersten Antriebswelle 2 sind doppelt belegt, sodass mit nur drei Zahnrädern auf der ersten Antriebswelle 2 sechs Gänge dargestellt werden können. So sind der erste, dritte und fünfte Gang über die Zahnräder 41, 42 und 43 der ersten Zwischenwelle 4 ausgebildet, während der zweite, vierte und sechste Gang über die Zahnräder 51, 52 und 53 der zweiten Zwischenwelle 5 ausgebildet sind. Um axialen Bauraum zu sparen, sind sämtliche Zahnräder 21, 22 und 23 der ersten Antriebswelle 2 doppelt belegt. Dies ist möglich, da der Abstand zwischen der ersten Antriebswelle 2 und der ersten Zwischenwelle 4 in axialer Richtung durch die Schrägstellung der ersten Zwischenwelle 4 variiert. Die schräge Anordnung der ersten Zwischenwelle 4 ermöglicht hier einen zusätzlichen Freiheitsgrad bei der Getriebeauslegung gegenüber Kraftfahrzeuggetrieben 1, bei denen sämtliche Wellen 2, 4, 5 parallel angeordnet sind. Somit ist es für den Konstrukteur bei der Auslegung des Kraftfahrzeuggetriebes 1 wesentlich einfacher, eine progressive Gangabstufung bei einer Doppelbelegung der Zahnräder 21, 22, 23 auf der ersten Antriebswelle 2 zu realisieren. Alternativ ist es möglich, dass einzelne Zahnräder 21, 22 oder 23 auf der ersten Antriebswelle 2 nur einfach belegt werden, und jeweils nur entweder mit einem Zahnrad auf der ersten Zwischenwelle 4 oder einem Zahnrad auf der zweiten Zwischenwelle 5 in Eingriff stehen. Dadurch reduziert sich die Anzahl der möglichen Gänge jedoch. Durch die zweite Kupplung 9 zwischen der ersten Antriebswelle 2 und der zweiten Antriebswelle 3 ist es möglich, in allen Gängen 21, 22 und 23 der ersten Antriebswelle 2 mit dem zweiten Antriebsmotor 10 zu fahren, eine Unterstützung (Boost) des ersten Antriebsmotors 8 zu erhalten, einen Rekuperationsbetrieb durchzuführen sowie weitere Vorteile eines Hybrid-Antriebes zu realisieren. Darüber hinaus kann auf diese Art und Weise der zweite Antriebsmotor 10 zum Starten des ersten Antriebsmotors 8 genutzt werden und/oder ein Start-Stopp-System des ersten Antriebsmotors 8 realisiert werden.
Der Abtrieb 6 umfasst ein Differenzial 11, über welches das Drehmoment des Kraftfahrzeuggetriebes 1 auf eine erste Abtriebswelle 62 und eine zweite Abtriebswelle 63 des Differenzials 11 verteilt werden kann, und somit insbesondere auf die Antriebsräder oder Antriebsachse des Kraftfahrzeuges verteilt werden kann. Alternativ können bei einem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebe 1 auch beide Zwischenwellen 4, 5 schräg zu der ersten Antriebswelle 2 und zum Abtrieb 6 angeordnet werden.
In 2 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes 1 mit sechs Gängen dargestellt. Bei im Wesentlichen gleichem Aufbau wie das in 1 dargestellte Kraftfahrzeuggetriebe 1, weist die zweite Antriebswelle 3 ein Zahnrad 31 auf, welches drehfest mit der zweiten Antriebswelle 3 verbunden ist. Die erste Zwischenwelle 4 und die zweite Zwischenwelle 5 weisen jeweils in einer zusätzlichen Verzahnungsebene VI ein weiteres Zahnrad 46, 56 auf, welche mit dem Zahnrad 31 auf der zweiten Zwischenwelle 5 in Eingriff stehen. Dabei sorgt die zusätzliche Verzahnungsebene VI, welche das drehfest mit der zweiten Antriebswelle 3 verbundene Zahnrad 31 sowie die Losräder 46 und 56 auf den beiden Zwischenwellen 4 und 5 umfasst, für eine Anbindung des zweiten Antriebsmotors 10 an die beiden Zwischenwellen 4 und 5. Eine solche Anordnung erlaubt nun eine Unterstützung des ersten Antriebsmotors 8 in jedem Gang. Zudem kann auf diese Art auch in jedem Gang eine Rekuperation durchgeführt werden.
3 zeigt eine weitere schematisierte und abgewickelte Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes 1. Das Kraftfahrzeuggetriebe 1 ist als Doppelkupplungsgetriebe 14 ausgebildet und weist eine erste Antriebswelle 2 auf, auf der zwei Zahnräder 21, 22 drehfest angeordnet sind. Koaxial zu der ersten Antriebswelle 2 ist eine dritte Antriebswelle 12 angeordnet, welche als Hohlwelle 13 ausgebildet ist. Dabei ist die erste Antriebswelle 2 durch die Hohlwelle 13 geführt. Auf der dritten Antriebswelle 12 sind drehfest zwei weitere Zahnräder 121, 122 angeordnet. Das Doppelkupplungsgetriebe 14 weist eine erste Kupplung 7 und eine dritte Kupplung 17 auf, wobei der erste Antriebsmotor 8 über die erste Kupplung 7 mit der ersten Antriebswelle 2 verbindbar ist. Über die dritte Kupplung 17 ist der erste Antriebsmotor 8 mit der dritten Antriebswelle 12 verbindbar, wodurch ein schneller Wechsel zwischen den Antriebswellen 2, 12 möglich ist. Das Kraftfahrzeuggetriebe 1 weist ferner eine erste Zwischenwelle 4 auf, welche in Bezug auf die Antriebswellen 2, 12 schräg angeordnet ist. Auf der ersten Zwischenwelle 4 sind mehrere Zahnräder 41, 42, 43, 44, 45 angeordnet. Die Zahnräder 41, 42, 43, 44 und 45 auf der ersten Zwischenwelle 4 sind als konusförmige Zahnräder ausgebildet, um einen Eingriff der Verzahnungen der Zahnräder 41, 42, 43, 44 mit den Zahnrädern 21, 22, 121, 122 der Antriebswellen 2 und 12 sowie des Zahnrads 45 mit dem Zahnrad 61 des Abtriebs 6 zu erleichtern. Dabei sind die mit den als Festräder ausgebildeten Zahnrädern 21, 22, 121, 122 der ersten oder dritten Antriebswelle 2, 12 in Eingriff stehenden Zahnräder 41, 42, 43, 44 in den Verzahnungsebenen I bis IV als Losräder ausgebildet. Das in einer Abtriebsverzahnungsebene V angeordnete Zahnrad 45 ist als Festrad ausgebildet und steht mit einem Stirnrad 61 eines Abtriebs 6 des Kraftfahrzeuggetriebes 1 in Eingriff. Das Zahnrad 45 ist dabei vorzugsweise als Beveloidrad ausgebildet, um eine Schrägstellung der ersten Zwischenwelle 4 zum Abtrieb 6 zu ermöglichen.
Das Kraftfahrzeuggetriebe 1 weist ferner eine zweite Zwischenwelle 5 auf, welche parallel zu den Antriebswellen 2, 12 angeordnet ist, und auf der eine Mehrzahl von Zahnrädern 51, 52, 53, 54, 55 angeordnet ist. Die Zahnräder 51, 52, 53 und 54, welche mit den als Festräder ausgebildeten Zahnrädern 21, 22, 121, 122 der Antriebswellen 2 und 12 in Eingriff stehen, sind als Losräder ausgebildet. Das Zahnrad 55 in der Verzahnungsebene V steht ebenfalls mit dem Stirnrad 61 des Abtriebs 6 in Eingriff und ist als Festrad ausgebildet. Das in 1 dargestellte Kraftfahrzeuggetriebe 1 weist acht Gänge auf, welche in den Verzahnungsebenen I–IV angeordnet sind. Dabei weist das Kraftfahrzeuggetriebe 1 eine progressive Gangabstufung auf, wobei die Gänge jeweils alternierend zwischen der ersten Antriebswelle 2 und der dritten Antriebswelle 12 aufgeteilt sind. Die Zahnräder 21, 22, 121 und 122 der ersten bzw. dritten Antriebswelle 2, 12 sind jeweils doppelt belegt, sodass mit nur vier Zahnrädern der Antriebswellen 2, 12 acht Gänge dargestellt werden können. So sind der erste, dritte, fünfte und siebte Gang über die Zahnräder 21, 22 der ersten Antriebswelle 2 ausgebildet, während der zweite, vierte, sechste und achte Gang über die Zahnräder 121, 122 der dritten Antriebswelle 12 ausgebildet sind. Um axialen Bauraum zu sparen, sind sämtliche Zahnräder 21, 22, 121, 122 der Antriebswellen 2 und 12 doppelt belegt. Dies ist möglich, da der Abstand zwischen den Antriebswellen 2 und 12 und der ersten Zwischenwelle 4 in axialer Richtung durch die Schrägstellung der ersten Zwischenwelle 4 variiert. Die schräge Anordnung der ersten Zwischenwelle 4 ermöglicht hier einen zusätzlichen Freiheitsgrad bei der Getriebeauslegung gegenüber Kraftfahrzeuggetrieben 1, bei denen sämtliche Wellen 2, 4, 5, 12 parallel angeordnet sind. Somit ist es für den Konstrukteur bei der Auslegung des Kraftfahrzeuggetriebes 1 wesentlich einfacher, eine progressive Gangabstufung bei einer Doppelbelegung der Zahnräder 21, 22, 121, 122 auf den Antriebswellen 2 und 12 zu realisieren.
In 4 ist eine alternative Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes 1 dargestellt. Das Kraftfahrzeuggetriebe 1 ist dabei ebenfalls als Achtgang-Doppelkupplungsgetriebe dargestellt. Bei im Wesentlichen gleichem Aufbau wie das in 3 dargestellte Kraftfahrzeuggetriebe 1, weist die zweite Antriebswelle 3 ein Zahnrad 31 auf, welches drehfest mit der zweiten Antriebswelle 3 verbunden ist. Die erste Zwischenwelle 4 und die zweite Zwischenwelle 5 weisen jeweils in einer zusätzlichen Verzahnungsebene VI ein weiteres Zahnrad 46, 56 auf, welche mit dem Zahnrad 31 auf der zweiten Antriebswelle 3 in Eingriff stehen. Dabei sorgt die zusätzliche Verzahnungsebene VI, welche das drehfest mit der zweiten Antriebswelle 3 verbundene Zahnrad 31 sowie die Losräder 46 und 56 auf den beiden Zwischenwellen 4 und 5 umfasst, für eine Anbindung des zweiten Antriebsmotors 10 an die beiden Zwischenwellen 4 und 5. Eine solche Anordnung erlaubt nun eine Unterstützung des ersten Antriebsmotors 8 in jedem Gang. Zudem kann auf diese Art auch in jedem Gang eine Rekuperation durchgeführt werden.
Ausgehend von den in 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispielen können auch Kraftfahrzeuggetriebe 1, insbesondere Doppelkupplungsgetriebe 14, mit mehr oder weniger als acht Gängen realisiert werden. Zwar sind für zusätzliche Gänge weitere Verzahnungsebenen oder Zwischenwellen notwendig, jedoch lässt sich der Aufbau leicht auf Kraftfahrzeuggetriebe 1 mit vier bis zwölf Gängen übertragen. Dabei kann es vorkommen, dass ein oder zwei Zahnradpositionen auf den Zwischenwellen 4, 5 fehlen. Dieser Bauraum kann nutzbringend für eine Synchronisation des Kraftfahrzeuggetriebes 1 oder einen Rückwärtsgang genutzt werden.
Bezugszeichenliste

1: Kraftfahrzeuggetriebe
2: erste Antriebswelle
3: zweite Antriebswelle
4: erste Zwischenwelle
5: zweite Zwischenwelle
6: Abtrieb
7: erste Kupplung
8: erster Antriebsmotor
9: zweite Kupplung
10: zweiter Antriebsmotor
11: Differenzial
12: dritte Antriebswelle
13: Hohlwelle
14: Doppelkupplungsgetriebe
15: Verbrennungsmotor
16: Elektromotor
17: dritte Kupplung
21: erstes Zahnrad der ersten Antriebwelle
22: zweites Zahnrad der ersten Antriebswelle
23: drittes Zahnrad der ersten Antriebswelle
31: erstes Zahnrad der zweiten Antriebswelle
41: erstes Zahnrad der ersten Zwischenwelle
42: zweites Zahnrad der ersten Zwischenwelle
43: drittes Zahnrad der ersten Zwischenwelle
44: viertes Zahnrad der ersten Zwischenwelle
45: Beveloidrad der ersten Zwischenwelle
46: fünftes Zahnrad der ersten Zwischenwelle
51: erstes Zahnrad der zweiten Zwischenwelle
52: zweites Zahnrad der zweiten Zwischenwelle
53: drittes Zahnrad der zweiten Zwischenwelle
54: viertes Zahnrad der zweiten Zwischenwelle
55: Stirnrad der zweiten Zwischenwelle
56: fünftes Zahnrad der zweiten Zwischenwelle
61: Stirnrad des Abtriebs
62: erste Abtriebswelle des Differenzials
63: zweite Abtriebswelle des Differenzials
121: erstes Zahnrad der dritten Antriebswelle
122: zweites Zahnrad der dritten Antriebswelle
I: erste Verzahnungsebene
II: zweite Verzahnungsebene
III: dritte Verzahnungsebene
IV: vierte Verzahnungsebene
V: Abtriebsverzahnungsebene
VI: fünfte Verzahnungsebene

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10021025 A1 [0003]
EP 2161154 A1 [0004]

Claims

Kraftfahrzeuggetriebe (1) für ein Kraftfahrzeug mit mindestens zwei voneinander unabhängigen Antriebsmotoren, insbesondere ein Hybrid-Fahrzeug, umfassend: – eine erste Antriebswelle (2), – eine erste Kupplung (7), über die ein erster Antriebsmotor (8) mit der ersten Antriebswelle (2) verbindbar ist, – eine zweite Kupplung (9), mit der ein zweiter Antriebsmotor (10) mit der ersten Antriebswelle (2) verbindbar ist, – mindestens zwei Zwischenwellen (4, 5), sowie – einen Abtrieb (6), wobei – auf jeder der Zwischenwellen (4, 5) mindestens drei Zahnräder (41, 42, 43, 45, 51, 52, 53, 45) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass – zumindest eine der Zwischenwellen (4, 5) schräg zu der ersten Antriebswelle (2) und/oder zu der jeweils anderen Zwischenwelle (4, 5) angeordnet ist.
Kraftfahrzeuggetriebe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeuggetriebe (1) eine erste Antriebswelle (2) aufweist, welche mit dem ersten Antriebsmotor (8) verbunden ist, und eine zweite Antriebswelle (3) aufweist, die mit dem zweiten Antriebsmotor (10) verbunden ist.
Kraftfahrzeuggetriebe (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Antriebswelle (2) und die zweite Antriebswelle (3) koaxial zueinander angeordnet sind.
Kraftfahrzeuggetriebe (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Antriebswelle (3) fluchtend in Verlängerung der ersten Antriebswelle (2) angeordnet ist.
Kraftfahrzeuggetriebe (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Antriebswelle (3) ein Zahnrad (31) aufweist, welches mit zumindest einem Zahnrad (46, 56) auf einer der Zwischenwellen (4, 5), vorzugsweise jeweils einem Zahnrad (46, 56) auf einer der Zwischenwellen (4, 5) in Eingriff steht oder gebracht werden kann.
Kraftfahrzeuggetriebe (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Antriebswelle (2) und die zweite Antriebswelle (3) über die zweite Kupplung (9) miteinander verbindbar sind.
Kraftfahrzeuggetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeuggetriebe (1) ein dritte Antriebswelle (12) aufweist, welche als Hohlwelle (13) koaxial zur ersten Antriebswelle (2) angeordnet ist.
Kraftfahrzeuggetriebe (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Antriebswelle (2) und die dritte Antriebswelle (12) über ein Doppelkupplungsgetriebe (14) mit dem ersten Antriebsmotor (8) verbindbar sind.
Kraftfahrzeuggetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zahnrad (61) des Abtriebs (6) mit einem Zahnrad (45) der ersten Zwischenwellen (4) und mit einem Zahnrad (55) der zweiten Zwischenwelle (5) in gemeinsamem Eingriff steht oder gebracht werden kann.
Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen ersten Antriebsmotor (8) und einen zweiten Antriebsmotor (10) sowie ein Kraftfahrzeuggetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Antriebsmotor (8) ein Verbrennungsmotor ist und der zweite Antriebsmotor (10) ein Elektromotor ist.