DE102017214920B4

DE102017214920B4 - Motor vehicle transmission device with an electrical machine that can be coupled to the input shaft by means of different ratios

Info

Publication number: DE102017214920B4
Application number: DE102017214920.5A
Authority: DE
Inventors: Carsten Trautmann; Rolf Kronstorfer; Christian Meixner
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2017-08-25
Filing date: 2017-08-25
Publication date: 2020-12-10
Anticipated expiration: 2037-08-26
Also published as: DE102017214920A1

Abstract

Getriebeeinrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug (2), die eine mit einer ein Antriebsaggregat aufweisenden Antriebseinrichtung des Kraftfahrzeugs (2) wirkverbindbare Eingangswelle (6) sowie eine erste Ausgangswelle (7) und eine zweite Ausgangswelle (8) aufweist und über ein als Planetengetriebe ausgestaltetes Stirnraddifferentialgetriebe (15) verfügt, über das die Eingangswelle (6) mit der ersten Ausgangswelle (7) und der zweiten Ausgangswelle (8) gekoppelt ist, wobei das Stirnraddifferentialgetriebe (15) ein mit der ersten Ausgangswelle (7) gekoppeltes erstes Sonnenrad (16) und ein mit der zweiten Ausgangswelle (8) gekoppeltes zweites Sonnenrad (17) aufweist, wobei das erste Sonnenrad (16) mit einem an einem mit der Eingangswelle (6) gekoppelten Planetenradträger (18) drehbar gelagerten ersten Planetenrad (19) kämmt, das mit einem ebenfalls an dem Planetenradträger (18) drehbar gelagerten und mit dem zweiten Sonnenrad (17) kämmenden zweiten Planetenrad (20) kämmt, wobei eine elektrische Maschine (21) über ein Mehrstufengetriebe (29) mit der Eingangswelle (6) koppelbar ist, wobei das Mehrstufengetriebe (29) über eine Schalteinrichtung (22) an die Eingangswelle (6) angeschlossen ist, sodass die elektrische Maschine (21) mittels der Schalteinrichtung (22) mit der Eingangswelle (6) wirkverbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung (22) koaxial zu der Eingangswelle (6) und der elektrischen Maschine (21) angeordnet ist und ein erstes und ein zweites, jeweils über das Mehrstufengetriebe (29) mit der elektrischen Maschine (21) gekoppeltes Eingangszahnrad (26,27) sowie wenigstens ein mit der Eingangswelle (6) drehfest gekoppeltes Ausgangszahnrad (28) oder mehrere mit der Eingangswelle (6) drehfest gekoppelte Ausgangszahnräder (28,37) aufweist, wobei ein Koppelelement (23) der Schalteinrichtung (22) permanent mit dem wenigstens einen Ausgangszahnrad (28) oder wenigstens einem der mehreren Ausgangszahnräder (28,37) in Eingriff steht.Transmission device (1) for a motor vehicle (2), which has an input shaft (6) that can be operatively connected to a drive device of the motor vehicle (2) having a drive unit, as well as a first output shaft (7) and a second output shaft (8) and a planetary gear Spur gear differential gear (15), via which the input shaft (6) is coupled to the first output shaft (7) and the second output shaft (8), the spur gear differential gear (15) having a first sun gear (16) coupled to the first output shaft (7) and a second sun gear (17) coupled to the second output shaft (8), the first sun gear (16) meshing with a first planetary gear (19) rotatably mounted on a planetary gear carrier (18) coupled to the input shaft (6), which with a second planetary gear (20) which is also rotatably mounted on the planetary gear carrier (18) and meshes with the second sun gear (17) meshes, with an electrical The machine (21) can be coupled to the input shaft (6) via a multi-stage transmission (29), the multi-stage transmission (29) being connected to the input shaft (6) via a switching device (22) so that the electrical machine (21) is connected to the switching device (22) is operatively connectable to the input shaft (6), characterized in that the switching device (22) is arranged coaxially to the input shaft (6) and the electrical machine (21) and a first and a second, each via the multi-stage transmission (29 ) with the electrical machine (21) coupled input gear (26,27) and at least one output gear (28) rotatably coupled to the input shaft (6) or a plurality of output gears (28,37) rotatably coupled to the input shaft (6), wherein a The coupling element (23) of the switching device (22) is permanently in engagement with the at least one output gear (28) or at least one of the plurality of output gear (28, 37).

Description

Die Erfindung betrifft eine Getriebeeinrichtung für ein Kraftfahrzeug, die eine mit einer Antriebseinrichtung des Kraftfahrzeugs wirkverbindbare Eingangswelle sowie eine erste Ausgangswelle und eine zweite Ausgangswelle aufweist und die über ein als Planetengetriebe ausgestaltetes Stirnraddifferentialgetriebe verfügt, über das die Eingangswelle mit der ersten Ausgangswelle der zweiten Ausgangswelle gekoppelt ist, wobei das Stirnraddifferentialgetriebe ein mit der ersten Ausgangswelle gekoppeltes erstes Sonnenrad und ein mit der zweiten Ausgangswelle gekoppeltes zweites Sonnenrad aufweist, wobei das erste Sonnenrad mit einem an einem mit der Eingangswelle gekoppelten Planetenradträger drehbar gelagerten ersten Planetenrad kämmt, das mit einem ebenfalls an dem Planetenradträger drehbar gelagerten und mit dem zweiten Sonnenrad kämmenden zweiten Planetenrad kämmt, wobei eine elektrische Maschine über ein Mehrstufengetriebe mit der Eingangswelle koppelbar ist, wobei das Mehrstufengetriebe über eine Schalteinrichtung an die Eingangswelle angeschlossen ist, sodass die elektrische Maschine mittels der Schalteinrichtung mit der Eingangswelle wirkverbindbar ist.The invention relates to a transmission device for a motor vehicle which has an input shaft operatively connectable to a drive device of the motor vehicle and a first output shaft and a second output shaft and which has a spur gear differential gear designed as a planetary gear via which the input shaft is coupled to the first output shaft of the second output shaft , the spur gear differential having a first sun gear coupled to the first output shaft and a second sun gear coupled to the second output shaft, the first sun gear meshing with a first planet gear rotatably mounted on a planet gear carrier coupled to the input shaft, which is also rotatable with a planet gear carrier mounted and meshing with the second sun gear second planetary gear, wherein an electric machine can be coupled to the input shaft via a multi-stage transmission, the multi-stage transmission ü Is connected to the input shaft via a switching device, so that the electrical machine can be effectively connected to the input shaft by means of the switching device.

Die Getriebeeinrichtung dient beispielsweise dem Übertragen eines Drehmoments zwischen einer Antriebseinrichtung des Kraftfahrzeugs einerseits sowie einer Radachse des Fahrzeugs andererseits. Über die Getriebeeinrichtung ist die Radachse mit der Antriebseinrichtung wirkverbunden beziehungsweise zumindest wirkverbindbar. Die Radachse liegt entsprechend als angetriebene Radachse vor. Sie kann als Vorderradachse oder als Hinterradachse des Kraftfahrzeugs ausgestaltet sein. Die Getriebeeinrichtung weist die Eingangswelle sowie die erste Ausgangswelle und die zweite Ausgangswelle auf.The transmission device is used, for example, to transmit a torque between a drive device of the motor vehicle on the one hand and a wheel axle of the vehicle on the other. The wheel axle is operatively connected or at least operatively connected to the drive device via the transmission device. The wheel axle is accordingly in the form of a driven wheel axle. It can be designed as a front wheel axle or as a rear wheel axle of the motor vehicle. The transmission device has the input shaft and the first output shaft and the second output shaft.

Die Eingangswelle der Getriebeeinrichtung ist an die Antriebseinrichtung des Kraftfahrzeugs angeschlossen, vorzugsweise über ein Schaltgetriebe und/oder eine Kupplung, insbesondere eine Anfahrkupplung. Mittels des Schaltgetriebes kann eine aus mehreren Übersetzungen ausgewählte Übersetzung zwischen der Antriebseinrichtung und der Eingangswelle der Getriebeeinrichtung eingestellt werden. Die Kupplung ist bevorzugt als Schaltkupplung und besonders bevorzugt als Anfahrkupplung ausgestaltet. Mithilfe der Kupplung kann insoweit die Wirkverbindung zwischen der Antriebseinrichtung und der Eingangswelle der Getriebeeinrichtung wahlweise hergestellt oder unterbrochen werden.The input shaft of the transmission device is connected to the drive device of the motor vehicle, preferably via a gearbox and / or a clutch, in particular a starting clutch. A gear ratio selected from several gear ratios can be set between the drive device and the input shaft of the gear device by means of the gearbox. The clutch is preferably designed as a switching clutch and particularly preferably as a starting clutch. With the aid of the coupling, the operative connection between the drive device and the input shaft of the transmission device can be optionally established or interrupted.

Die Antriebseinrichtung verfügt über zumindest ein Antriebsaggregat, welches beispielsweise als Brennkraftmaschine oder als elektrische Maschine ausgestaltet ist. Selbstverständlich kann die Antriebseinrichtung auch als Hybridantriebseinrichtung vorliegen und insoweit mehrere Antriebsaggregate aufweisen, welche bevorzugt unterschiedlichen Typs sind. In diesem Fall liegt eins der Antriebsaggregate beispielsweise als Brennkraftmaschine oder ein anderes der Antriebsaggregate als elektrische Maschine vor. Verfügt die Antriebseinrichtung über mehrere Antriebsaggregate, so ist sie bevorzugt derart ausgestaltet, dass die Antriebsaggregate zumindest zeitweise ein auf das Antreiben des Kraftfahrzeugs gerichtetes Antriebsdrehmoment gemeinsam bereitstellen.The drive device has at least one drive unit, which is designed, for example, as an internal combustion engine or as an electrical machine. Of course, the drive device can also be in the form of a hybrid drive device and to that extent have a plurality of drive assemblies, which are preferably of different types. In this case, one of the drive units is, for example, an internal combustion engine or another of the drive units is an electrical machine. If the drive device has several drive units, it is preferably designed in such a way that the drive units jointly at least temporarily provide a drive torque aimed at driving the motor vehicle.

Die Eingangswelle der Getriebeeinrichtung ist über das Planetengetriebe sowohl mit der ersten Ausgangswelle als auch mit der zweiten Ausgangswelle gekoppelt, insbesondere permanent. Das Planetengetriebe stellt ein Stirnraddifferentialgetriebe dar, also insoweit ein Differentialgetriebe, welches mehrere miteinander kämmende Stirnräder aufweist. Ganz allgemein arbeitet das Stirnraddifferentialgetriebe als Differentialgetriebe beziehungsweise Ausgleichsgetriebe.The input shaft of the transmission device is coupled, in particular permanently, to both the first output shaft and the second output shaft via the planetary gear. The planetary gear represents a spur gear differential gear, that is to say in this respect a differential gear which has several spur gears that mesh with one another. In general, the spur gear differential works as a differential gear or differential gear.

Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift WO 2016/ 066 732 A1 bekannt. Diese betrifft eine Getriebeeinrichtung für ein Kraftfahrzeug, die eine mit einem Antriebsaggregat wirkverbindbare Eingangswelle sowie eine erste Ausgangswelle und eine zweite Ausgangswelle aufweist, wobei die erste Ausgangswelle über ein erstes Getriebe mit einer ersten Teilwelle einer Radachse und die zweite Ausgangswelle über ein zweites Getriebe mit einer zweiten Teilwelle der Radachse wirkverbunden oder wirkverbindbar ist.From the prior art, for example, is the document WO 2016/066732 A1 known. This relates to a transmission device for a motor vehicle that has an input shaft that can be operatively connected to a drive unit and a first output shaft and a second output shaft, the first output shaft via a first transmission with a first partial shaft of a wheel axle and the second output shaft via a second transmission with a second Part of the shaft of the wheel axle is operatively connected or operatively connectable.

Die Druckschrift DE 10 2012 220 970 A1 beschreibt einen Antriebsstrang für ein Fahrzeug zur Versorgung von angetriebenen Rädern mit einem Antriebsdrehmoment, mit einem Elektromotor zur Erzeugung eines Elektrodrehmoments, wobei der Elektromotor als ein Kleinspannungsmotor ausgebildet ist, und mit einem Elektromotorgetriebeabschnitt zur Übersetzung des Elektrodrehmoments und zur Einspeisung des Elektrodrehmoments in den Antriebsstrang, wobei der Elektromotorgetriebeabschnitt als ein Planetengetriebe ausgebildet ist, wobei der Elektromotorgetriebeabschnitt mindestens zwei Planetensätze, welche jeweils eine Planetenstufe bilden, und eine dritte Übersetzungsstufe aufweist.The pamphlet DE 10 2012 220 970 A1 describes a drive train for a vehicle for supplying driven wheels with a drive torque, with an electric motor for generating an electric torque, the electric motor being designed as an extra-low voltage motor, and with an electric motor gear section for translating the electric torque and for feeding the electric torque into the drive train, wherein the electric motor gear section is designed as a planetary gear, the electric motor gear section having at least two planetary sets, which each form a planetary stage, and a third transmission stage.

Weiterhin sind aus dem Stand der Technik die Druckschriften DE 10 2013 202 381 A1 und US 9 067 582 B2 bekannt.The publications are also from the prior art DE 10 2013 202 381 A1 and US 9 067 582 B2 known.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Getriebeeinrichtung vorzustellen, welche gegenüber bekannten Getriebeeinrichtungen Vorteile aufweist, wobei insbesondere eine elektrische Maschine flexibel und mit einem geringen Bauraum in die Getriebeeinrichtung eingebunden ist.The object of the invention is to present a transmission device which has advantages over known transmission devices, in particular an electrical machine being flexibly integrated into the transmission device with little installation space.

Dies wird erfindungsgemäß mit einer Getriebeeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Weiterbildungen der Getriebeeinrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche. Dabei ist vorgesehen, dass die Schalteinrichtung koaxial zu der Eingangswelle und der elektrischen Maschine angeordnet ist und ein erstes und ein zweites, jeweils über das Mehrstufengetriebe mit der elektrischen Maschine gekoppeltes Eingangszahnrad sowie wenigstens ein mit der Eingangswelle drehfest gekoppeltes Ausgangszahnrad oder mehrere mit der Eingangswelle drehfest gekoppelte Ausgangszahnräder aufweist, wobei ein Koppelelement der Schalteinrichtung permanent mit dem wenigstens einen Ausgangszahnrad oder wenigstens einem der mehreren Ausgangszahnräder in Eingriff steht.This is achieved according to the invention with a transmission device having the features of claim 1. Further developments of the transmission device are the subject of the subclaims. It is provided that the switching device is arranged coaxially to the input shaft and the electrical machine and a first and a second input gear, each coupled to the electrical machine via the multi-stage transmission, and at least one output gear or several output gear that is rotatably coupled to the input shaft Having output gears, wherein a coupling element of the switching device is permanently in engagement with the at least one output gear or at least one of the plurality of output gears.

Grundsätzlich ist vorgesehen, dass das Stirnraddifferentialgetriebe ein mit der ersten Ausgangswelle gekoppeltes erstes Sonnenrad und ein mit der zweiten Ausgangswelle gekoppeltes zweites Sonnenrad aufweist, wobei das erste Sonnenrad mit einem an einem mit der Eingangswelle gekoppelten Planetenradträger drehbar gelagerten ersten Planetenrad kämmt, das mit einem ebenfalls an dem Planetenradträger drehbar gelagerten und mit dem zweiten Sonnenrad kämmenden zweiten Planetenrad kämmt, wobei eine elektrische Maschine über ein Mehrstufengetriebe mit der Eingangswelle koppelbar ist.Basically, it is provided that the spur gear differential gear has a first sun gear coupled to the first output shaft and a second sun gear coupled to the second output shaft, the first sun gear meshing with a first planet gear rotatably mounted on a planet gear carrier coupled to the input shaft, which also meshes with a meshes with the planet gear carrier rotatably mounted and meshing with the second sun gear second planet gear, wherein an electrical machine can be coupled to the input shaft via a multi-stage transmission.

Das Stirnraddifferentialgetriebe weist zwei Sonnenräder, nämlich das erste Sonnenrad und das zweite Sonnenrad auf. Jedes der Sonnenräder ist mit einer der Ausgangswellen gekoppelt, nämlich vorzugsweise starr und/oder permanent. Dabei ist bevorzugt jedes der Sonnenräder von der jeweils anderen Ausgangswelle entkoppelt, also allenfalls über das Stirnraddifferentialgetriebe mit ihm verbunden, nicht jedoch drehfest. Insoweit ist also das erste Sonnenrad mit der ersten Ausgangswelle gekoppelt und von der zweiten Ausgangswelle entkoppelt. Umgekehrt ist das zweite Sonnenrad mit der zweiten Ausgangswelle gekoppelt und von der ersten Ausgangswelle entkoppelt.The spur gear differential has two sun gears, namely the first sun gear and the second sun gear. Each of the sun gears is coupled to one of the output shafts, namely preferably rigidly and / or permanently. In this case, each of the sun gears is preferably decoupled from the respective other output shaft, that is to say connected to it at most via the spur gear differential gear, but not non-rotatably. In this respect, the first sun gear is coupled to the first output shaft and decoupled from the second output shaft. Conversely, the second sun gear is coupled to the second output shaft and decoupled from the first output shaft.

Weiterhin verfügt das Stirnraddifferentialgetriebe über den Planetenradträger, an welchem das wenigstens eine erste Planetenrad sowie das wenigstens eine zweite Planetenrad drehbar gelagert sind. Die Getriebeeinrichtung kann genau ein erstes Planetenrad oder mehrere erste Planetenräder aufweisen. Analog hierzu kann die Getriebeeinrichtung über genau ein zweites Planetenrad oder mehrere zweite Planetenräder verfügen. Bevorzugt weist das Stirnraddifferentialgetriebe ebenso viele erste Planetenräder wie zweite Planetenräder und umgekehrt auf.Furthermore, the spur gear differential has the planetary gear carrier on which the at least one first planetary gear and the at least one second planetary gear are rotatably mounted. The transmission device can have exactly one first planetary gear or several first planetary gears. Analogously to this, the transmission device can have exactly one second planetary gear or several second planetary gears. The spur gear differential gear preferably has as many first planetary gears as there are second planetary gears and vice versa.

Das erste Planetenrad kämmt mit genau einem zweiten Planetenrad. Im Falle mehrerer erster Planetenräder kämmt jedes der ersten Planetenräder mit genau einem der zweiten Planetenräder. Jeweils eines der ersten Planetenräder ist insoweit mit jeweils einem der zweiten Planetenräder paarweise angeordnet. Die paarweise angeordneten Räder kämmen dabei miteinander. Vorzugsweise weisen das zweite Planetenrad und das erste Planetenrad unterschiedliche Zähnezahlen auf. Hierbei verfügen sie auch über denselben Modul, um das Miteinanderkämmen zu ermöglichen. Alternativ ist es selbstverständlich möglich, dass erste Planetenrad und das zweite Planetenrad mit derselben Zähnezahl auszugestalten.The first planet gear meshes with exactly one second planet gear. In the case of several first planet gears, each of the first planet gears meshes with exactly one of the second planet gears. In this respect, one of the first planet gears is arranged in pairs with one of the second planet gears. The wheels, which are arranged in pairs, mesh with one another. The second planetary gear and the first planetary gear preferably have different numbers of teeth. They also have the same module to enable combing with one another. Alternatively, it is of course possible for the first planetary gear and the second planetary gear to have the same number of teeth.

Das erste Planetenrad kämmt mit dem ersten Sonnenrad, vorzugsweise permanent, nicht jedoch mit dem zweiten Sonnenrad. Umgekehrt kämmt das zweite Planetenrad mit dem zweiten Sonnenrad, vorzugsweise permanent, nicht jedoch mit dem ersten Sonnenrad. Hierzu sind das erste Planetenrad und das zweite Planetenrad in Umfangsrichtung versetzt gegeneinander angeordnet, vorzugsweise befinden sie sich jedoch an derselben radialen Position bezogen auf eine Drehachse der ersten Ausgangswelle und/oder der zweiten Ausgangswelle.The first planet gear meshes with the first sun gear, preferably permanently, but not with the second sun gear. Conversely, the second planetary gear meshes with the second sun gear, preferably permanently, but not with the first sun gear. For this purpose, the first planetary gear and the second planetary gear are arranged offset from one another in the circumferential direction, but they are preferably located in the same radial position in relation to an axis of rotation of the first output shaft and / or the second output shaft.

Der Planetenradträger ist mit der Eingangswelle gekoppelt, vorzugsweise starr und/oder permanent. Schlussendlich ist also die Eingangswelle vorzugsweise permanent sowohl mit der ersten Ausgangswelle als auch der zweiten Ausgangswelle gekoppelt. Das erste Sonnenrad, das zweite Sonnenrad, das erste Planetenrad sowie das zweite Planetenrad sind bevorzugt jeweils als Stirnrad ausgestaltet. Die beiden Ausgangswellen sind beispielsweise koaxial zueinander angeordnet, wobei insbesondere die erste Ausgangswelle in der zweiten Ausgangswelle drehbar gelagert ist.The planet carrier is coupled to the input shaft, preferably rigidly and / or permanently. Ultimately, the input shaft is preferably permanently coupled to both the first output shaft and the second output shaft. The first sun gear, the second sun gear, the first planet gear and the second planet gear are preferably each configured as a spur gear. The two output shafts are arranged, for example, coaxially to one another, the first output shaft in particular being rotatably mounted in the second output shaft.

Es kann vorgesehen sein, dass die erste Ausgangswelle mit einer ersten Teilwelle der Radachse, insbesondere über ein erstes Getriebe, und die zweite Ausgangswelle mit einer zweiten Teilwelle der Radachse, insbesondere über ein zweites Getriebe, wirkverbindbar oder wirkverbunden ist. Bevorzugt ist die erste Ausgangswelle permanent und/oder starr mit der ersten Teilwelle und die zweite Ausgangswelle permanent und/oder starr mit der zweiten Teilwelle gekoppelt. Das erste Getriebe und das zweite Getriebe können jeweils als Tellerradgetriebe ausgestaltet sein, sodass die Drehachsen der beiden Teilwellen jeweils gegenüber den Drehachsen der Ausgangswellen angewinkelt sind, also einen Winkel mit ihnen einschließen, der größer als 0° und kleiner als 180° ist.It can be provided that the first output shaft is operatively connectable or operatively connected to a first partial shaft of the wheel axle, in particular via a first gear, and the second output shaft is operatively connected to a second partial shaft of the wheel axle, in particular via a second gear. The first output shaft is preferably permanently and / or rigidly coupled to the first partial shaft and the second output shaft is permanently and / or rigidly coupled to the second partial shaft. The first gear and the second gear can each be designed as a ring gear, so that the axes of rotation of the two partial shafts are angled with respect to the axes of rotation of the output shafts, that is, they enclose an angle that is greater than 0 ° and less than 180 °.

Der Getriebeeinrichtung ist die elektrische Maschine zugeordnet. Die elektrische Maschine dient der Bereitstellung eines zusätzlichen Drehmoments, welches dem an der Eingangswelle anliegenden Antriebsdrehmoment, welches von der Antriebsrichtung des Kraftfahrzeugs bereitgestellt wird, überlagert wird. Das von der elektrischen Maschine bereitgestellte Drehmoment kann positiv oder negativ sein. In ersterem Fall ist das Drehmoment auf eine Vergrößerung des Antriebsdrehmoments, im letzteren Fall auf eine Verringerung des Antriebsdrehmoments gerichtet. Beispielsweise wird die elektrische Maschine im ersten Fall als Elektromotor und im zweiten Fall als Generator betrieben.The electrical machine is assigned to the transmission device. The electrical machine is used to provide an additional Torque that is superimposed on the drive torque applied to the input shaft, which is provided by the drive direction of the motor vehicle. The torque provided by the electrical machine can be positive or negative. In the former case, the torque is aimed at increasing the drive torque, in the latter case it is aimed at reducing the drive torque. For example, the electric machine is operated as an electric motor in the first case and as a generator in the second case.

Die elektrische Maschine ist über das Mehrstufengetriebe mit der Eingangswelle koppelbar. Das bedeutet, dass zwischen der elektrischen Maschine und der Eingangswelle unterschiedliche Übersetzungen einstellbar sind, vorzugsweise mindestens oder genau zwei verschiedene Übersetzungen. Weiterhin ist die elektrische Maschine bevorzugt lediglich auf Wunsch mit der Eingangswelle koppelbar. Die elektrische Maschine kann insoweit zumindest zeitweise von der Eingangswelle entkoppelt sein, insbesondere vollständig. Das Mehrstufengetriebe muss lediglich das Einstellen unterschiedlicher Übersetzungen zwischen der elektrischen Maschine und der Eingangswelle ermöglichen. Es muss hierzu nicht als Gangwechselgetriebe ausgestaltet sein, auch wenn dies selbstverständlich der Fall sein kann. Das Mehrstufengetriebe kann insoweit auch ganz allgemein als Getriebe bezeichnet werden. Kennzeichnend für die Erfindung ist insoweit, dass die elektrische Maschine mit unterschiedlichen Übersetzungen mit der Eingangswelle koppelbar ist, also aus mehreren Übersetzungen eine ausgewählt und zwischen der elektrischen Maschine und der Eingangswelle eingestellt wird.The electric machine can be coupled to the input shaft via the multi-stage transmission. This means that different ratios can be set between the electrical machine and the input shaft, preferably at least or exactly two different ratios. Furthermore, the electrical machine can preferably only be coupled to the input shaft if desired. In this respect, the electrical machine can at least temporarily be decoupled from the input shaft, in particular completely. The multi-stage transmission only needs to enable different gear ratios to be set between the electrical machine and the input shaft. For this purpose it does not have to be designed as a gear change transmission, even if this can of course be the case. The multi-stage transmission can in this respect also be referred to quite generally as a transmission. A characteristic of the invention is that the electric machine can be coupled to the input shaft with different ratios, that is, one is selected from several ratios and set between the electric machine and the input shaft.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die elektrische Maschine in einer ersten Schaltstellung der Schalteinrichtung mit einer ersten Übersetzung und in einer zweiten Schaltstellung mit einer zweiten Übersetzung mit der Eingangswelle gekoppelt ist. In anderen Worten ist die Schalteinrichtung zwischen dem Mehrstufengetriebe und der Eingangswelle vorgesehen. Die Schalteinrichtung kann zum Einnehmen wenigstens der ersten Schaltstellung und der zweiten Schaltstellung angesteuert werden. Besonders bevorzugt ist zudem eine dritte Schaltstellung vorgesehen, in welcher das Mehrstufengetriebe und mithin die elektrische Maschine von der Eingangswelle vollständig entkoppelt ist. Liegt hingegen die Schalteinrichtung in der ersten Schaltstellung vor, so ist die elektrische Maschine mit der ersten Übersetzung an die Eingangswelle angebunden, wohingegen sie in der zweiten Schaltstellung mit der zweiten Übersetzung angebunden ist. Die beiden Übersetzungen sind hierbei voneinander verschieden.Another embodiment of the invention provides that the electrical machine is coupled to the input shaft in a first switching position of the switching device with a first gear ratio and in a second switching position with a second gear ratio. In other words, the switching device is provided between the multi-speed transmission and the input shaft. The switching device can be activated to assume at least the first switching position and the second switching position. In addition, a third shift position is particularly preferably provided, in which the multi-stage transmission and therefore the electrical machine are completely decoupled from the input shaft. If, on the other hand, the switching device is in the first switching position, the electric machine is connected to the input shaft with the first gear ratio, whereas it is connected to the second gear ratio in the second gear position. The two translations are different from each other.

Im Rahmen der Erfindung ist vorgesehen, dass die Schalteinrichtung ein erstes und ein zweites, jeweils über das Mehrstufengetriebe mit der elektrischen Maschine gekoppeltes Eingangszahnrad sowie wenigstens ein mit der Eingangswelle drehfest gekoppeltes Ausgangszahnrad oder mehrere mit der Eingangswelle drehfest gekoppelte Ausgangszahnräder aufweist, wobei ein Koppelelement der Schalteinrichtung permanent mit dem wenigstens einen Ausgangszahnrad oder wenigstens einem der mehreren Ausgangszahnräder in Eingriff steht. Die beiden Eingangszahnräder stehen mit der elektrischen Maschine in Wirkverbindung, vorzugsweise starr und/oder permanent.In the context of the invention it is provided that the switching device has a first and a second input gear, each coupled to the electric machine via the multi-speed transmission, as well as at least one output gear coupled to the input shaft in a rotationally fixed manner or several output gears coupled in a rotationally fixed manner to the input shaft, a coupling element of the switching device is permanently engaged with the at least one output gear or at least one of the plurality of output gears. The two input gears are in operative connection with the electrical machine, preferably rigidly and / or permanently.

Die Wirkverbindung zwischen den Eingangszahnrädern und der elektrischen Maschine liegt über das Mehrstufengetriebe vor, sodass bei gegebener Drehzahl der elektrischen Maschine das erste Eingangszahnrad eine erste Drehzahl und das zweite Eingangszahnrad eine zweite Drehzahl aufweisen, wobei die beiden Drehzahlen voneinander verschieden sind. Beispielsweise entspricht eine der Drehzahlen der Drehzahl der elektrischen Maschine. Das Ausgangszahnrad oder die mehreren Ausgangszahnräder sind hingegen mit der Eingangswelle gekoppelt, insbesondere starr und/oder permanent. Sind mehrere Ausgangszahnräder vorgesehen, so weisen diese bevorzugt dieselben Verzahnungsparameter auf beziehungsweise sind identisch ausgestaltet.The operative connection between the input gears and the electric machine is via the multi-stage transmission, so that at a given speed of the electric machine the first input gear has a first speed and the second input gear has a second speed, the two speeds being different from one another. For example, one of the speeds corresponds to the speed of the electrical machine. The output gear or the plurality of output gears, however, are coupled to the input shaft, in particular rigidly and / or permanently. If several output gears are provided, these preferably have the same toothing parameters or are configured identically.

Das Koppelelement der Schalteinrichtung dient dem wahlweisen Koppeln des Ausgangszahnrad beziehungsweise der mehreren Ausgangszahnräder einerseits mit wahlweise dem ersten Eingangszahnrad oder dem zweiten Eingangszahnrad. Entsprechend steht es permanent in Eingriff mit dem Ausgangszahnrad oder - falls mehrere Ausgangszahnräder vorgesehen sind - mit zumindest einem dieser Ausgangszahnräder. Das Koppelelement weist hierzu eine Verzahnung auf, welches mit dem Ausgangszahnrad beziehungsweise dem einen der Ausgangszahnräder kämmt.The coupling element of the switching device is used for the optional coupling of the output gear or the plurality of output gears on the one hand with either the first input gear or the second input gear. Accordingly, it is permanently in engagement with the output gear or - if several output gears are provided - with at least one of these output gears. For this purpose, the coupling element has a toothing which meshes with the output gear or one of the output gears.

Das Koppelelement ist in axialer Richtung verlagerbar, vorzugsweise mittels eines Aktuators, welcher grundsätzlich beliebig ausgestaltet sein kann. Beispielsweise liegt der Aktuator in Form eines elektrischen oder pneumatischen Aktuators vor. Eine derartige Ausgestaltung der Schalteinrichtung ermöglicht trotz ihrer konstruktiv einfachen Ausgestaltung ein zügiges Wechseln der zwischen der elektrischen Maschine und der Eingangswelle vorliegenden Übersetzung.The coupling element can be displaced in the axial direction, preferably by means of an actuator, which in principle can be configured as desired. For example, the actuator is in the form of an electrical or pneumatic actuator. Such a configuration of the switching device enables the transmission between the electrical machine and the input shaft to be rapidly changed despite its structurally simple configuration.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Koppelelement in der ersten Schaltstellung mit dem ersten Eingangszahnrad und in der zweiten Schaltstellung mit dem zweiten Eingangszahnrad in Eingriff steht, wobei es mit dem jeweils anderen Eingangszahnrad außer Eingriff steht. Das Koppelelement ist vorzugsweise derart ausgestaltet, dass es in jeder seiner Stellungen lediglich mit genau einem der Eingangszahnräder in Eingriff und mit dem jeweils anderen Eingangszahnrad außer Eingriff steht, um ein Blockieren des Mehrstufengetriebes zu verhindern.A further development of the invention provides that the coupling element in the first switching position with the first input gear and in the second switching position with the second input gear Is engaged, being disengaged from the other input gear. The coupling element is preferably designed in such a way that in each of its positions it is in engagement with precisely one of the input gearwheels and in disengagement with the other input gearwheel in order to prevent the multi-speed transmission from locking.

In der ersten Schaltstellung verbindet das Koppelelement das Ausgangszahnrad mit dem ersten Eingangszahnrad und in der zweiten Schaltstellung mit dem zweiten Eingangszahnrad, sodass eine entsprechende Übersetzung zwischen der elektrischen Maschine und der Eingangswelle vorliegt. Sofern im Rahmen dieser Beschreibung von dem Ausgangszahnrad die Rede ist, so kann stets das wenigstens eine Ausgangszahnrad oder alternativ das wenigstens eine der mehreren Ausgangszahnräder gemeint sein, sofern auf nichts anderes hingewiesen wird.In the first switching position the coupling element connects the output gear with the first input gear and in the second switching position with the second input gear, so that there is a corresponding translation between the electrical machine and the input shaft. If the output gear is mentioned in the context of this description, the at least one output gear or, alternatively, the at least one of the plurality of output gears can always be meant, unless otherwise indicated.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das erste Eingangszahnrad und das zweite Eingangszahnrad sowie das Ausgangszahnrad oder die Ausgangszahnräder als Stirnräder ausgebildet sind, oder dass das erste Eingangszahnrad und das Ausgangszahnrad als Stirnräder und das zweite Eingangszahnrad als Hohlrad ausgebildet sind, oder dass das erste Eingangszahnrad und das zweite Eingangszahnrad als Hohlräder und das Ausgangszahnrad als Stirnrad ausgebildet sind. Grundsätzlich sind insoweit verschiedene Konfigurationen der Schalteinrichtung realisierbar, die sich insbesondere hinsichtlich der Ausgestaltung der Zahnräder unterscheiden.A preferred embodiment of the invention provides that the first input gear and the second input gear and the output gear or the output gears are designed as spur gears, or that the first input gear and the output gear are designed as spur gears and the second input gear as a ring gear, or that the first Input gear and the second input gear are designed as ring gears and the output gear as a spur gear. In principle, different configurations of the switching device can be implemented in this respect, which differ in particular with regard to the design of the gearwheels.

Die verschiedenen Ausführungsformen weisen unterschiedliche Vorteile auf. So ist beispielsweise bei der Ausgestaltung aller Zahnräder als Stirnräder die Ausbildung eines Kupplungskäfigs möglich, in welchem die Zahnräder zumindest teilweise, insbesondere vollständig, angeordnet sind. Auch ist eine Realisierung der Schalteinrichtung mit geringem Bauraumbedarf realisierbar. Die Ausführungsformen, welche sowohl wenigstes ein Hohlrad als auch wenigstens ein Stirnrad aufweisen, können hingegen besonders einfach betätigt werden, weil ein direkter Zugriff auf das Koppelelement realisierbar ist.The various embodiments have different advantages. For example, when all of the gears are configured as spur gears, it is possible to form a coupling cage in which the gears are at least partially, in particular completely, arranged. The switching device can also be implemented with a small footprint. The embodiments which have both at least one ring gear and at least one spur gear, on the other hand, can be operated particularly easily because direct access to the coupling element can be realized.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Mehrstufengetriebe als Planetengetriebe ausgebildet ist, das ein Sonnenrad, ein Hohlrad und einen Planetenradträger aufweist, an dem wenigstens ein Planetenrad gelagert ist, das mit dem Sonnenrad und dem Hohlrad kämmt, wobei das Sonnenrad und das erste Eingangszahnrad mit der elektrischen Maschine sowie der Planetenradträger mit dem zweiten Eingangszahnrad gekoppelt sind. Das Planetengetriebe ist äußerst platzsparend realisierbar, beispielsweise ist es in axialer Richtung bezüglich einer Drehachse der Eingangswelle gesehen zwischen der elektrischen Maschine und der Schalteinrichtung angeordnet.A further development of the invention provides that the multi-speed transmission is designed as a planetary gear, which has a sun gear, a ring gear and a planet gear carrier on which at least one planet gear is mounted that meshes with the sun gear and the ring gear, the sun gear and the first input gear are coupled to the electrical machine and the planet carrier with the second input gear. The planetary gear can be implemented in an extremely space-saving manner, for example, viewed in the axial direction with respect to an axis of rotation of the input shaft, it is arranged between the electrical machine and the switching device.

Das Planetengetriebe weist den üblichen Aufbau mit Sonnenrad, Hohlrad und Planetenradträger auf. An letzterem ist das wenigstens eine Planetenrad gelagert, das mit dem Sonnenrad und dem Hohlrad kämmt. Es ist nun vorgesehen, dass das Sonnenrad des Planetenradgetriebes mit der elektrischen Maschine gekoppelt ist, vorzugsweise starr und/oder permanent. Zusätzlich ist das erste Eingangszahnrad mit der elektrischen Maschine gekoppelt, vorzugsweise ebenfalls starr und/oder permanent. Das erste Eingangszahnrad weist insoweit stets dieselbe Drehzahl auf wie die elektrische Maschine, wohingegen das zweite Eingangszahnrad über das Planetengetriebe an die elektrische Maschine angebunden ist und entsprechend eine Drehzahl aufweist, die sich von der Drehzahl der elektrischen Maschine unterscheidet. Hierzu ist das zweite Eingangszahnrad mit dem Planetenradträger gekoppelt, nämlich bevorzugt starr und/oder permanent.The planetary gear has the usual structure with a sun gear, ring gear and planet gear carrier. On the latter, the at least one planet gear is mounted, which meshes with the sun gear and the ring gear. It is now provided that the sun gear of the planetary gear is coupled to the electrical machine, preferably rigidly and / or permanently. In addition, the first input gear is coupled to the electrical machine, preferably likewise rigidly and / or permanently. The first input gear always has the same speed as the electric machine, whereas the second input gear is connected to the electric machine via the planetary gear and accordingly has a speed that differs from the speed of the electric machine. For this purpose, the second input gear is coupled to the planet carrier, namely preferably rigidly and / or permanently.

Im Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Planetenradträger einen in axialer Richtung das erste Eingangszahnrad und das zweite Eingangszahnrad jeweils zumindest bereichsweise übergreifenden Kupplungskäfig bildet, wobei das Koppelelement in axialer Richtung gesehen in dem Kupplungskäfig angeordnet ist. Hierauf wurde vorstehend bereits hingewiesen. Der Kupplungskäfig ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass er die beiden Eingangszahnräder und das Ausgangszahnrad in axialer Richtung gesehen vollständig übergreift und gegenüber einer Außenumgebung der Schalteinrichtung abschirmt. Entsprechend ist die Schalteinrichtung, insbesondere das Koppelelement, welches ebenfalls in dem Kupplungskäfig angeordnet ist, vor äußeren Einflüssen geschützt.Another preferred embodiment of the invention provides that the planetary gear carrier forms a coupling cage which in the axial direction overlaps the first input gear and the second input gear at least in certain areas, the coupling element being arranged in the coupling cage when viewed in the axial direction. This has already been pointed out above. The clutch cage is preferably designed in such a way that it completely overlaps the two input gearwheels and the output gearwheel, viewed in the axial direction, and shields it from an external environment of the switching device. Correspondingly, the switching device, in particular the coupling element, which is also arranged in the coupling cage, is protected from external influences.

Eine weitere Ausgestaltung der Findung sieht vor, dass das Koppelelement mittels eines an ihm angreifenden Betätigungselements verlagerbar ist, wobei das Betätigungselement verlagerbar an dem Kupplungskäfig gelagert ist, insbesondere eine Stirnwand des Kupplungskäfigs durchgreift. Das Betätigungselement greift beispielsweise derart an dem Koppelelement an, dass es das Betätigungselement und das Koppelelement gegeneinander drehbar, in axialer Richtung zueinander jedoch festgesetzt sind. Beispielsweise ist das Betätigungselement in axialer Richtung formschlüssig mit dem Koppelelement verbunden. Insbesondere greift es hierzu in eine entsprechende Ausnehmung des Koppelelements ein. Umgekehrt kann selbstverständlich das Betätigungselement eine entsprechende Ausnehmung aufweisen, in welche wiederum das Koppelelement eingreift.Another embodiment of the invention provides that the coupling element can be displaced by means of an actuating element engaging it, the actuating element being displaceably mounted on the coupling cage, in particular reaching through an end wall of the coupling cage. The actuating element engages the coupling element, for example, in such a way that the actuating element and the coupling element can be rotated relative to one another, but are fixed to one another in the axial direction. For example, the actuating element is positively connected to the coupling element in the axial direction. For this purpose, in particular, it engages in a corresponding recess in the coupling element. Conversely, the actuating element can of course have a corresponding recess have, in which the coupling element engages in turn.

Das Betätigungselement ist an dem Kupplungskäfig gelagert, nämlich in axialer Richtung verlagerbar. Beispielsweise durchgreift es hierbei eine Stirnwand des Kupplungskäfigs, welche - in axialer Richtung gesehen - auf der der elektrischen Maschine abgewandten Seite der Schalteinrichtung vorliegt. Die Ausgestaltung der Schalteinrichtung mit dem Kupplungskäfig hat wie bereits vorstehend erläutert den Vorteil, dass ein weitgehender Schutz der Schalteinrichtung vor Außeneinflüssen realisierbar ist.The actuating element is mounted on the coupling cage, namely displaceable in the axial direction. For example, it extends through an end wall of the coupling cage which - viewed in the axial direction - is present on the side of the switching device facing away from the electrical machine. As already explained above, the configuration of the switching device with the clutch cage has the advantage that extensive protection of the switching device from external influences can be implemented.

Eine bevorzugte weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Mehrstufengetriebe zwei Planetenradsätze aufweist, wobei ein erster der Planetenradsätze über das Sonnenrad, das Hohlrad und den Planetenradträger mit dem daran gelagerten Planetenrad und ein zweiter der Planetenradsätze über ein weiteres Sonnenrad, ein weiteres Hohlrad und einen weiteren Planetenradträger mit einem daran drehbar gelagerten und mit dem Sonnenrad und dem Hohlrad kämmenden weiteren Planetenrad verfügt. Jeder der Planetenradsätze ist insoweit auf übliche Art und Weise aufgebaut. Durch die Verwendung der beiden Planetenradsätze wird die Realisierung zweier jeweils von eins abweichender Übersetzungen zwischen der elektrischen Maschine und Eingangswelle möglich. Das bedeutet, dass die beiden Eingangszahnräder jeweils eine Drehzahl aufweisen, die von der Drehzahl der elektrischen Maschine verschieden ist, soweit diese von Null abweicht.A preferred further embodiment of the invention provides that the multi-speed transmission has two planetary gear sets, a first of the planetary gear sets via the sun gear, the ring gear and the planetary gear carrier with the planet gear mounted on it and a second of the planetary gear sets via a further sun gear, a further ring gear and a has further planetary gear with a rotatably mounted thereon and meshing with the sun gear and the ring gear further planetary gear. Each of the planetary gear sets is so far constructed in the usual way. By using the two planetary gear sets, it is possible to achieve two gear ratios that differ from one in each case between the electrical machine and input shaft. This means that the two input gears each have a speed that is different from the speed of the electrical machine, provided that it deviates from zero.

Schließlich kann im Rahmen einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen sein, dass das Hohlrad und das weitere Hohlrad als gemeinsames Hohlrad ausgestaltet sind, wobei das Sonnenrad mit der elektrischen Maschine, der Planetenradträger mit dem weiteren Sonnenrad sowie dem ersten Eingangszahnrad und der weitere Planetenradträger mit dem zweiten Eingangszahnrad gekoppelt ist. Das gemeinsame Hohlrad ist besonders bevorzugt ortsfest angeordnet, also beispielsweise mit einem Getriebegehäuse der Getriebeeinrichtung starr verbunden. Das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes ist mit der elektrischen Maschine gekoppelt, vorzugsweise starr und/oder permanent. Der Planetenradträger des ersten Planetenradsatzes es ist hingegen sowohl mit dem weiteren Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes und dem ersten Eingangszahnrad gekoppelt, vorzugsweise ebenfalls starr und/oder permanent. An dem weiteren Planetenradträger hingegen wird die zweite Drehzahl abgegriffen. Zu diesem Zweck ist er mit dem zweiten Eingangszahnrad gekoppelt, insbesondere starr und/oder permanent.Finally, within the scope of a further embodiment of the invention, it can be provided that the ring gear and the further ring gear are designed as a common ring gear, the sun gear with the electrical machine, the planet carrier with the further sun gear and the first input gear and the further planet carrier with the second Input gear is coupled. The common ring gear is particularly preferably arranged in a stationary manner, that is to say, for example, rigidly connected to a transmission housing of the transmission device. The sun gear of the first planetary gear set is coupled to the electric machine, preferably rigidly and / or permanently. The planet carrier of the first planetary gear set is, however, coupled to both the further sun gear of the second planetary gear set and the first input gear, preferably likewise rigidly and / or permanently. On the other hand, the second speed is tapped on the other planetary gear carrier. For this purpose, it is coupled to the second input gear, in particular rigidly and / or permanently.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigt:

1 eine schematische Darstellung einer Getriebeeinrichtung für ein Kraftfahrzeug in einer ersten Ausführungsform,
2 eine schematische Darstellung der Getriebeeinrichtung in einer zweiten Ausführungsform,
3 eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform der Getriebeeinrichtung, sowie
4 eine schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform der Getriebeeinrichtung.

The invention is explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments shown in the drawing. It shows:

1 a schematic representation of a transmission device for a motor vehicle in a first embodiment,
2 a schematic representation of the transmission device in a second embodiment,
3 a schematic representation of a third embodiment of the transmission device, and
4th a schematic representation of a fourth embodiment of the transmission device.

Die 1 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Getriebeeinrichtung 1, die beispielsweise als Bestandteil eines nicht im Detail dargestellten Kraftfahrzeugs 2 vorgesehen ist. Das Kraftfahrzeug 2 weist eine Radachse 3 mit einer ersten Teilwelle 4 und einer zweiten Teilwelle 5 auf. Die Radachse 3 beziehungsweise die Teilwellen 4 und 5 sind über die Getriebeeinrichtung 1 mittels einer Antriebseinrichtung des Kraftfahrzeugs 2 antreibbar. Die Antriebseinrichtung ist dabei mit einer Eingangswelle 6 der Getriebeeinrichtung 1 wirkverbunden oder zumindest wirkverbindbar. Die erste Teilwelle 4 ist an eine erste Ausgangswelle 7, die zweite Teilwelle 5 an eine zweite Ausgangswelle 8 der Getriebeeinrichtung 1 angeschlossen beziehungsweise mit der jeweiligen Ausgangswelle 7 beziehungsweise 8 wirkverbunden.The 1 shows a schematic representation of a first embodiment of a transmission device 1 , for example, as part of a motor vehicle not shown in detail 2 is provided. The car 2 has a wheel axle 3 with a first partial wave 4th and a second partial wave 5 on. The wheel axle 3 or the partial waves 4th and 5 are about the gear mechanism 1 by means of a drive device of the motor vehicle 2 drivable. The drive device is with an input shaft 6th the gear mechanism 1 operatively connected or at least operatively connectable. The first partial wave 4th is on a first output shaft 7th , the second partial wave 5 to a second output shaft 8th the gear mechanism 1 connected or with the respective output shaft 7th or 8 operatively connected.

Die Verbindung zwischen der ersten Teilwelle 4 und der ersten Ausgangswelle 7 ist über ein erstes Getriebe 9, die Wirkverbindung zwischen der zweiten Teilwelle 5 und der zweiten Ausgangswelle 8 über ein zweites Getriebe 10 hergestellt. Die Getriebe 9 und 10 können in Form von Winkelgetrieben vorliegen. Dabei sind sie vorzugsweise als Kegelradgetriebe ausgestaltet und verfügen insoweit über jeweils ein erstes Kegelrad 11 beziehungsweise 12 und ein zweites Kegelrad 13 beziehungsweise 14. Es kann gemäß der hier vorliegenden Ausführungsform der Getriebeeinrichtung 1 vorgesehen sein, dass die Teilwellen 4 und 5 beziehungsweise ihre Drehachsen in lateraler beziehungsweise radialer Richtung bezüglich der Drehachse gegeneinander versetzt sind. Die Teilwellen 4 und 5 können jedoch alternativ auch koaxial zueinander angeordnet sein, also zumindest in Draufsicht miteinander fluchten.The connection between the first partial wave 4th and the first output shaft 7th is about a first gear 9 , the operative connection between the second partial shaft 5 and the second output shaft 8th via a second transmission 10 manufactured. The transmission 9 and 10 can be in the form of angular gears. They are preferably designed as bevel gears and in this respect each have a first bevel gear 11 respectively 12th and a second bevel gear 13th respectively 14th . It can according to the present embodiment of the transmission device 1 be provided that the partial waves 4th and 5 or their axes of rotation are offset from one another in the lateral or radial direction with respect to the axis of rotation. The partial waves 4th and 5 can alternatively also be arranged coaxially to one another, that is to say aligned with one another at least in plan view.

Die Ausgangswellen 7 und 8 können gegenüber den Teilwellen 4 und 5 beziehungsweise der Radachse 3 angewinkelt sein, also unter einem Winkel von größer als 0° und kleiner als 180°, beispielsweise unter einem Winkel von 90°, zu diesen vorliegen. Die entsprechende Umlenkung wird mithilfe der Getriebe 9 und 10, die in Form der Winkelgetriebe vorliegen, realisiert. Selbstverständlich können die Getriebe 9 und 10 alternativ als Stirnradgetriebe ausgeführt sein. Beispielsweise sind hierbei die Ausgangswellen 7 und 8 parallel zu den Teilwellen 4 und 5 angeordnet.The output shafts 7th and 8th can compared to the partial waves 4th and 5 or the wheel axle 3 be angled, that is, at an angle of greater than 0 ° and less than 180 °, for example at an angle of 90 °, to these. The corresponding redirection is made using the gear 9 and 10 in the form of the Angular gear present, realized. Of course, the gearbox 9 and 10 alternatively be designed as a spur gear. For example, here are the output shafts 7th and 8th parallel to the partial waves 4th and 5 arranged.

Die Getriebeeinrichtung weist ein Stirnraddifferentialgetriebe 15 auf, über welches die erste Ausgangswelle 7 und die zweite Ausgangswelle 8 permanent mit der Eingangswelle 6 wirkverbunden beziehungsweise gekoppelt sind. Zu diesem Zweck ist das Stirnraddifferentialgetriebe 15 als Planetengetriebe ausgestaltet, sodass es ein erstes Sonnenrad 16, ein zweites Sonnenrad 17 sowie einen Planetenradträger 18 aufweist, an welchem ein erstes Planetenrad 19 und ein zweites Planetenrad 20 jeweils drehbar gelagert sind.The transmission device has a spur gear differential 15th on over which the first output shaft 7th and the second output shaft 8th permanently with the input shaft 6th are operatively connected or coupled. For this purpose is the spur gear differential 15th designed as a planetary gear, so that there is a first sun gear 16 , a second sun gear 17th as well as a planet carrier 18th has on which a first planet gear 19th and a second planet gear 20th are each rotatably mounted.

Hierbei ist der Planetenradträger 18 mit der Eingangswelle 6 der Getriebeeinrichtung 1 gekoppelt, insbesondere starr und/oder permanent. Das erste Sonnenrad 16 ist hingegen mit der ersten Ausgangswelle 7 und das zweite Sonnenrad 17 mit der zweiten Ausgangswelle 8 gekoppelt, jeweils bevorzugt starr und/oder permanent. Das erste Planetenrad 19 kämmt mit dem zweiten Planetenrad 20, nämlich vorzugsweise permanent. Das erste Planetenrad 19 kämmt zudem mit dem ersten Sonnenrad 16, nicht jedoch mit dem zweiten Sonnenrad 17. Das zweite Planetenrad 20 kämmt hingegen mit dem zweiten Sonnenrad 17, nicht jedoch mit dem ersten Sonnenrad 16.Here is the planet carrier 18th with the input shaft 6th the gear mechanism 1 coupled, in particular rigid and / or permanent. The first sun gear 16 however, is with the first output shaft 7th and the second sun gear 17th with the second output shaft 8th coupled, each preferably rigid and / or permanent. The first planetary gear 19th meshes with the second planet gear 20th , namely preferably permanently. The first planetary gear 19th also meshes with the first sun gear 16 but not with the second sun gear 17th . The second planetary gear 20th however, meshes with the second sun gear 17th but not with the first sun gear 16 .

Es ist deutlich zu erkennen, dass die beiden Ausgangswellen 7 und 8 sowie die Eingangswelle 6 koaxial zueinander angeordnet sind, also dieselbe Drehachse aufweisen. Dabei nimmt die zweite Ausgangswelle 8 die erste Ausgangswelle 7 zumindest bereichsweise auf. Besonders hervorzuheben ist zudem, dass das Stirnraddifferentialgetriebe 15 hohlradlos ausgestaltet ist, also nicht über ein Hohlrad verfügt.It can be clearly seen that the two output waves 7th and 8th as well as the input shaft 6th are arranged coaxially to one another, so have the same axis of rotation. This takes the second output shaft 8th the first output shaft 7th at least in areas. Particularly noteworthy is that the spur gear differential 15th Is designed without a ring gear, so does not have a ring gear.

Die Getriebeeinrichtung 1 verfügt über eine elektrische Maschine 21, die mittels einer Schalteinrichtung 22 mit der Eingangswelle 6 koppelbar ist. Hierzu verfügt die Schalteinrichtung 22 über ein Koppelelement 23, das gemäß dem Doppelpfeil 24, der an einem Betätigungselement 25 für das Koppelelement 23 angedeutet ist, verlagerbar ist. In der hier dargestellten Ausführungsform weist die Schalteinrichtung 22 ein erstes Eingangszahnrad 26, ein zweites Eingangszahnrad 27 sowie ein Ausgangszahnrad 28 auf. Das Koppelelement 23 ist nun derart ausgestaltet, dass es permanent mit dem Ausgangszahnrad 28 kämmt.The transmission device 1 has an electric machine 21st that by means of a switching device 22nd with the input shaft 6th can be coupled. The switching device has for this purpose 22nd via a coupling element 23 , according to the double arrow 24 attached to an actuator 25th for the coupling element 23 is indicated, is displaceable. In the embodiment shown here, the switching device 22nd a first input gear 26th , a second input gear 27 as well as an output gear 28 on. The coupling element 23 is now designed so that it is permanent with the output gear 28 combs.

In einer ersten Schaltstellung kämmt es zusätzlich mit dem ersten Eingangszahnrad 26, nicht jedoch mit dem zweiten Eingangszahnrad 27. In einer zweiten Schaltstellung kämmt es hingegen zusätzlich mit dem zweiten Eingangszahnrad 27, nicht jedoch mit dem ersten Eingangszahnrad 26. In einer dritten Schaltstellung kämmt es ausschließlich mit dem Ausgangszahnrad 28, nicht jedoch mit den beiden Eingangszahnrädern 26 und 27. Die beiden Eingangszahnräder 26 und 27 sind mit der elektrischen Maschine 21 gekoppelt, vorzugsweise starr und/oder permanent. Das Ausgangszahnrad 28 ist hingegen fest mit der Eingangswelle 6 gekoppelt, vorzugsweise ebenfalls starr und/oder permanent.In a first switching position, it also meshes with the first input gear 26th but not with the second input gear 27 . In a second switching position, however, it also meshes with the second input gear 27 but not with the first input gear 26th . In a third switch position, it meshes exclusively with the output gear 28 but not with the two input gears 26th and 27 . The two input gears 26th and 27 are with the electric machine 21st coupled, preferably rigid and / or permanent. The output gear 28 however, is fixed to the input shaft 6th coupled, preferably also rigid and / or permanent.

Die Verbindung zwischen der elektrischen Maschine 21 und der Schalteinrichtung 22 liegt über ein Mehrstufengetriebe 29 vor. Dieses weist eine Planetenradstufe 30 mit einem Sonnenrad 31, einem Planetenradträger 32 und einem Hohlrad 33 auf. An dem Planetenradträger 32 ist wenigstens ein Planetenrad 34 drehbar gelagert. Das Planetenrad 34 kämmt in der üblichen Weise mit dem Sonnenrad 31 und dem Planetenradträger 32. Letztere sind in der hier dargestellten Ausführungsform ortsfest angeordnet.The connection between the electrical machine 21st and the switching device 22nd is via a multi-speed transmission 29 in front. This has a planetary gear stage 30th with a sun gear 31 , a planet carrier 32 and a ring gear 33 on. On the planet carrier 32 is at least one planet gear 34 rotatably mounted. The planet gear 34 meshes with the sun gear in the usual way 31 and the planet carrier 32 . The latter are arranged stationary in the embodiment shown here.

Es ist erkennbar, dass das Sonnenrad 31 sowie das erste Eingangszahnrad 26 der Schalteinrichtung 22 mit der elektrischen Maschine 21 unmittelbar gekoppelt sind, vorzugsweise starr und/oder permanent. Sie weisen insoweit stets dieselbe Drehzahl auf wie die elektrische Maschine. Das zweite Eingangszahnrad 27 ist hingegen lediglich über die Planetenradstufe 30 mit der elektrischen Maschine 21 gekoppelt, sodass es bei laufender elektrischer Maschine 21 eine Drehzahl aufweist, die von der Drehzahl elektrischen Maschine 21 verschieden ist.It can be seen that the sun gear 31 as well as the first input gear 26th the switching device 22nd with the electric machine 21st are directly coupled, preferably rigid and / or permanent. In this respect, they always have the same speed as the electric machine. The second input gear 27 is only about the planetary gear stage 30th with the electric machine 21st coupled so that it is when the electrical machine is running 21st has a speed that is determined by the speed of the electric machine 21st is different.

Unter dem Mehrstufengetriebe 29 ist insoweit zunächst lediglich ein Getriebe zu verstehen, welches eine Eingangswelle und mehrere Ausgangswellen aufweist, wobei die beiden Ausgangswellen mit voneinander verschiedenen Übersetzungen mit der Eingangswelle gekoppelt sind. Eine dieser Übersetzungen kann hierbei - wie im vorliegenden Fall geht - auch gleich eins sein.Under the multi-speed transmission 29 in this respect, initially only a transmission is to be understood which has an input shaft and several output shafts, the two output shafts being coupled to the input shaft with mutually different ratios. One of these translations can here - as is possible in the present case - also be one.

Es wird deutlich, dass die beiden Eingangszahnräder 26 und 27 sowie das Ausgangszahnrad 28 jeweils als Stirnräder ausgebildet sind. Das Koppelelement 23 verfügt insoweit über eine Innenverzahnung, welche mit jedem der genannten Zahnräder 26, 27 und 28 kämmen kann. Die Ausgestaltung hat den Vorteil, dass das zweite Eingangszahnrad 27 über einen Kupplungskäfig 35 an den Planetenradträger 32 angebunden sein kann, wobei der Kupplungskäfig 35 in axialer Richtung gesehen die Eingangszahnräder 26 und 27 sowie das Ausgangszahnrad 28 aufnimmt und mithin gegenüber einer Außenumgebung der Getriebeeinrichtung 1 abschirmt. Insoweit ist eine gekapselte Ausführungsform realisiert. Weiterhin ist zu erkennen, dass das Betätigungselement 25 in axialer Richtung verlagerbar an dem Kupplungskäfig 35 gelagert ist, und hierbei eine Stirnwand 36 des Kupplungskäfigs 35 durchgreift.It can be seen that the two input gears 26th and 27 as well as the output gear 28 are each designed as spur gears. The coupling element 23 has in this respect an internal toothing, which with each of the mentioned gears 26th , 27 and 28 can comb. The configuration has the advantage that the second input gear 27 via a coupling cage 35 to the planet carrier 32 can be connected, the coupling cage 35 seen in the axial direction, the input gears 26th and 27 as well as the output gear 28 takes up and therefore with respect to an external environment of the transmission device 1 shields. To this extent an encapsulated embodiment is implemented. It can also be seen that the actuating element 25th displaceable in the axial direction on the coupling cage 35 is stored, and here an end wall 36 of the coupling cage 35 takes action.

Die 2 zeigt eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der Getriebeeinrichtung 1. Diese entspricht in weiten Teilen der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform, sodass nachfolgend lediglich auf die Unterschiede eingegangen werden. Diese liegen lediglich in der Ausgestaltung der Schalteinrichtung 22. Zusätzlich zu dem Ausgangszahnrad 28 ist nun ein weiteres Ausgangszahnrad 37 vorgesehen, welches beabstandet von ersterem angeordnet ist. Wiederum sind die Eingangszahnräder 26 und 27 sowie die Ausgangszahnräder 28 und 37 als Stirnräder ausgebildet. Das Koppelelement 23 weist zwei Teilelemente 38 und 39 auf, wobei das vorstehend bereits erwähnte Betätigungselement 25 an dem zweiten Teilelement 39 angreift. Die beiden Teilelemente 38 und 39 sind drehbar zueinander gelagert, jedoch in axialer Richtung zueinander festgesetzt.The 2 shows a schematic representation of a second embodiment of the transmission device 1 . This corresponds to a large extent to the first embodiment described above, so that only the differences will be discussed below. These are only in the design of the switching device 22nd . In addition to the output gear 28 is now another output gear 37 provided, which is spaced from the former. Again are the input gears 26th and 27 as well as the output gears 28 and 37 designed as spur gears. The coupling element 23 has two sub-elements 38 and 39 on, wherein the aforementioned actuator 25th on the second sub-element 39 attacks. The two sub-elements 38 and 39 are rotatably mounted to each other, but fixed to each other in the axial direction.

Es ist nun vorgesehen, dass in der ersten Schaltstellung der Schalteinrichtung 22 das erste Teilelement 38 sowohl mit dem ersten Eingangszahnrad 26 als auch dem Ausgangszahnrad 28 kämmt, wohingegen das zweite Teilelement 39 nur mit dem zweiten Eingangszahnrad 27, nicht jedoch mit dem Ausgangszahnrad 37 kämmt. In dem zweiten Schaltzustand soll hingegen das zweite Teilelement 39 sowohl mit dem zweiten Eingangszahnrad 27 als auch dem Ausgangszahnrad 37 kämmen, wohingegen das erste Teilelement 38 allenfalls mit dem Ausgangszahnrad 28, nicht jedoch mit dem ersten Eingangszahnrad 26 kämmt.It is now provided that in the first switching position of the switching device 22nd the first sub-element 38 both with the first input gear 26th as well as the output gear 28 combs, whereas the second sub-element 39 only with the second input gear 27 but not with the output gear 37 combs. In the second switching state, however, the second sub-element should 39 both with the second input gear 27 as well as the output gear 37 comb, whereas the first sub-element 38 at most with the output gear 28 but not with the first input gear 26th combs.

Die 3 zeigt eine dritte Ausführungsform der Getriebeeinrichtung. Auch diese unterscheidet sich lediglich hinsichtlich der Schalteinrichtung 22 von den vorhergegangenen, sodass wiederum nur auf die Unterschiede zu der ersten Ausführungsform eingegangen wird. Diese liegen darin, dass das zweite Eingangszahnrad 27 nicht als Stirnrad, sondern als Hohlrad ausgestaltet ist. Entsprechend verfügt das Koppelelement 23 sowohl über eine Innenverzahnung als auch über eine Außenverzahnung.The 3 shows a third embodiment of the transmission device. This also only differs with regard to the switching device 22nd from the previous ones, so that again only the differences from the first embodiment will be discussed. These lie in the fact that the second input gear 27 is designed not as a spur gear, but as a ring gear. The coupling element has accordingly 23 both via an internal toothing and an external toothing.

Die 4 zeigt eine vierte Ausführungsform der Getriebeeinrichtung 1 in schematische Darstellung. Erneut wird grundsätzlich auf die vorstehenden Ausführungen verwiesen und lediglich auf die Unterschiede zu der ersten Ausführungsform eingegangen. In der vierten Ausführungsform verfügt das Mehrstufengetriebe 29 zusätzlich zu der Planetenradstufe 30 über eine weitere Planetenradstufe 40. Diese weist wiederum ein weiteres Sonnenrad 41, einen weiteren Planetenradträger 42 und ein weiteres Hohlrad 43 auf. An dem weiteren Planetenradträger 42 ist ein weiteres Planetenrad 44 drehbar gelagert, das mit dem weiteren Sonnenrad 41 und dem weiteren Hohlrad 43 kämmt.The 4th shows a fourth embodiment of the transmission device 1 in schematic representation. Again, reference is made to the above statements and only the differences from the first embodiment are discussed. In the fourth embodiment, the multi-speed transmission 29 in addition to the planetary gear stage 30th via another planetary gear stage 40 . This in turn has another sun gear 41 , another planet carrier 42 and another ring gear 43 on. On the other planet carrier 42 is another planet gear 44 rotatably mounted that with the other sun gear 41 and the further ring gear 43 combs.

Das Hohlrad 33 und das Hohlrad 43 sind als gemeinsames Hohlrad ausgestaltet, welches ortsfest ist. Das Sonnenrad 31 ist mit der elektrischen Maschine, der Planetenradträger 42 mit dem weiteren Sonnenrad 41 und dem ersten Eingangszahnrad 26 und der weitere Planetenradträger 42 mit dem zweiten Eingangszahnrad 27 gekoppelt. Mit einer derartigen Ausgestaltung können an den beiden Eingangszahnrädern 26 und 27 Drehzahlen bereitgestellt werden, welche sich jeweils von der Drehzahl der elektrischen Maschine 21 unterscheiden.The ring gear 33 and the ring gear 43 are designed as a common ring gear, which is stationary. The sun gear 31 is with the electrical machine, the planetary gear carrier 42 with the other sun gear 41 and the first input gear 26th and the other planet carrier 42 with the second input gear 27 coupled. With such a configuration, the two input gears 26th and 27 Speeds are provided, each of which depends on the speed of the electrical machine 21st distinguish.

Auch die Schalteinrichtung 22 weist eine Ausgestaltung auf, welche von der derjenigen der ersten Ausführungsform abweicht. So sind die beiden Eingangszahnräder 26 und 27 als Hohlräder ausgeführt, wohingegen das Ausgangszahnrad 28 als Stirnrad vorliegt. Entsprechend verfügt auch hier das Koppelelement 23 sowohl über eine Innenverzahnung als auch über eine Außenverzahnung.Also the switching device 22nd has a configuration which differs from that of the first embodiment. So are the two input gears 26th and 27 designed as ring gears, whereas the output gear 28 is present as a spur gear. The coupling element also has a corresponding feature here 23 both via an internal toothing and an external toothing.

Die beschriebene Getriebeeinrichtung 1 weist insbesondere den Vorteil auf, dass das Stirnraddifferentialgetriebe 15 hohlradlos ausgestaltet ist und insoweit mit geringem axialen Bauraum realisierbar ist. Zudem ermöglicht die Schalteinrichtung 22 eine flexible Anbindung der elektrischen Maschine 21 an die Eingangswelle 6 mit unterschiedlichen Übersetzungen.The transmission device described 1 has the particular advantage that the spur gear differential 15th Is designed without ring gear and in this respect can be implemented with little axial installation space. In addition, the switching device enables 22nd a flexible connection of the electrical machine 21st to the input shaft 6th with different translations.

Claims

Transmission device (1) for a motor vehicle (2), which has an input shaft (6) that can be operatively connected to a drive device of the motor vehicle (2) having a drive unit, as well as a first output shaft (7) and a second output shaft (8) and a planetary gear Spur gear differential gear (15), via which the input shaft (6) is coupled to the first output shaft (7) and the second output shaft (8), the spur gear differential gear (15) having a first sun gear (16) coupled to the first output shaft (7) and a second sun gear (17) coupled to the second output shaft (8), the first sun gear (16) meshing with a first planetary gear (19) rotatably mounted on a planetary gear carrier (18) coupled to the input shaft (6), which with a second planetary gear (20), which is also rotatably mounted on the planetary gear carrier (18) and meshes with the second sun gear (17), meshes with one electric Machine (21) can be coupled to the input shaft (6) via a multi-stage transmission (29), the multi-stage transmission (29) being connected to the input shaft (6) via a switching device (22) so that the electrical machine (21) is connected to the input shaft (6) Shifting device (22) can be effectively connected to the input shaft (6), characterized in that the shifting device (22) is arranged coaxially to the input shaft (6) and the electrical machine (21) and a first and a second, each via the multi-stage transmission ( 29) has an input gear (26, 27) coupled to the electrical machine (21) and at least one output gear (28) rotatably coupled to the input shaft (6) or a plurality of output gears (28, 37) coupled to the input shaft (6) in a rotatably fixed manner, wherein a coupling element (23) of the switching device (22) is permanently in engagement with the at least one output gear (28) or at least one of the plurality of output gears (28, 37).

Gear device according to Claim 1 , characterized in that the electrical machine (21) is coupled to the input shaft (6) in a first switching position of the switching device (22) with a first ratio and in a second switching position with a second ratio.

Gear device according to Claim 2 , characterized in that the coupling element (23) in the first switching position with the first input gear (26) and in a second switching position with the second input gear (27) is in engagement, being disengaged from the other input gear (27, 26) stands.

Transmission device according to one of the preceding claims, characterized in that the first input gear (26) and the second input gear (27) as well as the output gear (28) or the output gears (28, 37) are designed as spur gears, or that the first input gear (26 ) and the output gear (28) are designed as spur gears and the second input gear (27) as a ring gear, or that the first input gear (26) and the second input gear (27) are designed as ring gears and the output gear (28) as a spur gear.

Gear device according to one of the preceding claims, characterized in that the multi-stage gear (29) is designed as a planetary gear which has a sun gear (31), a ring gear (33) and a planet gear carrier (32) on which at least one planet gear (34) is mounted which meshes with the sun gear (31) and the ring gear (33), wherein the sun gear (31) and the first input gear (26) with the electrical machine (21) and the planet carrier (32) with the second input gear (27) are coupled.

Gear device according to Claim 5 , characterized in that the planetary gear carrier (32) forms a coupling cage (35) which in the axial direction overlaps the first input gear (26) and the second input gear (27) in each case at least regionally, the coupling element (23) in the coupling cage as seen in the axial direction (35) is arranged.

Gear device according to Claim 6 , characterized in that the coupling element (23) is displaceable by means of an actuating element (25) engaging it, the actuating element (25) being displaceably mounted on the coupling cage (35), in particular reaching through an end wall (36) of the coupling cage (35) .

Gear device according to Claim 5 , characterized in that the multi-speed transmission (29) has two planetary gear sets (30,40), a first of the planetary gear sets (30,40) via the sun gear (31), the ring gear (33) and the planetary gear carrier (32) with the thereon mounted planet gear (34) and a second of the planetary gear sets (30,40) via a further sun gear (41), a further ring gear (43) and a further planet gear carrier (42) with a rotatably mounted on it and with the sun gear (41) and the Ring gear (43) meshing another planet gear (44) has.

Gear device according to Claim 8 , characterized in that the ring gear (33) and the further ring gear (43) are designed as a common ring gear, the sun gear (31) with the electrical machine (21), the planet carrier (32) with the further sun gear (41) and the first input gear (26) and the further planet carrier (42) is coupled to the second input gear (27).