DE102017223758A1 - Getriebeanordnung - Google Patents
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Abstract
(57) Die Erfindung betrifft Getriebeanordnung (1), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem ersten Getriebe (20), das dazu vorgesehen ist, mit einer ersten Antriebsmaschine (11), insbesondere mit einem Verbrennungsmotor, gekoppelt zu werden, und einem zweiten Getriebe (50), das dazu vorgesehen ist, mit einer zweiten Antriebsmaschine (12), insbesondere mit einem Elektromotor, gekoppelt zu werden, wobei das erste und das zweite Getriebe (20,50) zum Zusammenführen der Antriebsleistungen der Antriebsmaschinen (11,12) mit einer Getriebeausgangswelle (31) koppelbar sind, wobei die Getriebeausgangswelle (31) mit einem Differential gekoppelt ist und wobei das erste und das zweite Getriebe (20,50) zum Zusammenführen der Antriebsleistungen der Antriebsmaschinen (11,12) zusätzlich mittels einem gemeinsam genutzten Losrad (41) gekoppelt sind, das dazu ausgelegt ist, mittels einer Schaltkupplung (41) mit der Abtriebswelle (31) gekoppelt zu werden, wobei die Schaltkupplung (41) ferner dazu ausgelegt ist, das erste Getriebe (20) mit der Getriebeausgangswelle (31) zu koppeln.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Getriebeanordnung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem ersten Getriebe, das dazu vorgesehen ist, mit einer ersten Antriebsmaschine, insbesondere mit einem Verbrennungsmotor, gekoppelt zu werden, und einem zweiten Getriebe, das dazu vorgesehen ist, mit einer zweiten Antriebsmaschine, insbesondere mit einem Elektromotor, gekoppelt zu werden.
- Getriebeanordnungen der eingangs genannten Art sind vielfältig aus dem Stand der Technik bekannt geworden und stellen eine von vielen Möglichkeit dar, Getriebeanordnungen zu hybridisieren. Durch die Aufteilung der Getriebeanordnung in zwei separate Getriebe bzw. Getriebestränge werden möglichst wenige Komponenten mit dem Summendrehmoment, das sich aus der Summe der Drehmomente der ersten und der zweiten Antriebsmaschine ergibt, beaufschlagt. So zeigt die
DE 10 2011 117 853 A1 eine Getriebeanordnung mit zwei Antriebsmaschinen, deren Momenten- bzw. Leistungszusammenführung an der Getriebeausgangswelle erfolgt, wobei die Getriebeausgangwelle beiden Getrieben zugeordnet ist. Die Getriebeanordnung kann dadurch leichter gebaut werden. - Auch sind dem Stand der Technik Getriebeanordnungen bekannt geworden, die es erlauben, die Summendrehmomente beider Getriebe je nach Betriebsmodus auf unterschiedliche Komponenten aufzubringen. So offenbart die
DE 10 2014 210 042 A1 eine Getriebeanordnung, die in einem Betriebsmodus eine Getriebeausgangswelle mit dem Summendrehmoment beaufschlagt, während in einem weiteren Betriebsmodus stattdessen eine Komponente, insbesondere ein Losrad, mit dem Summendrehmoment beaufschlagt wird. DieDE 102015221780 A1 zeigt einen zusätzlich schaltbaren Summendrehmomentpunkt an dem Differential der Getriebeanordnung. In allen dargelegten Fällen können jedoch beide Getriebe nach Bedarf miteinander gekoppelt werden, was die Anzahl an schaltbaren Gängen erhöht. Zudem wird die Getriebeanordnung jeweils um eine Standladefunktion erweitert, sobald eine Kopplung zwischen beiden Getrieben und beiden Antriebsmotoren besteht. - Jedoch bleibt das Bedürfnis bestehen, jenen Stand der Technik hinsichtlich der axialen Baulänge zu verbessern, um den Package-Anforderungen, insbesondere den Package-Anforderungen in modernen Kraftfahrzeugen, gerecht zu werden.
- Gelöst wird die Aufgabe durch eine Getriebeanordnung nach Anspruch 1 mit einem ersten Getriebe, das dazu vorgesehen ist, mit einer ersten Antriebsmaschine, insbesondere mit einem Verbrennungsmotor, gekoppelt zu werden, und einem zweiten Getriebe, das dazu vorgesehen ist, mit einer zweiten Antriebsmaschine, insbesondere mit einem Elektromotor, gekoppelt zu werden, wobei das erste und das zweite Getriebe zum Zusammenführen der Antriebsleistungen der Antriebsmaschinen mit einer Getriebeausgangswelle koppelbar sind, wobei die Getriebeausgangswelle mit einem Differential gekoppelt ist und wobei das erste und das zweite Getriebe zum Zusammenführen der Antriebsleistungen der Antriebsmaschinen zusätzlich mittels einem gemeinsam genutzten Losrad gekoppelt sind, das dazu ausgelegt ist, mittels einer Schaltkupplung mit der Abtriebswelle gekoppelt zu werden, wobei die Schaltkupplung ferner dazu ausgelegt ist, das erste Getriebe mit der Getriebeausgangswelle zu koppeln.
- Sofern in der vorliegenden Schrift von gekoppelt oder koppeln die Rede ist, so ist damit der Pfad oder die Herstellung eines Pfads zur Leistungsübertragung zwischen wenigstens zwei Komponenten gemeint.
- Die Schaltkupplung ist derart ausgebildet, dass sie zumindest zwei Schaltstellungen einnehmen kann. So erfolgt in einer ersten Schaltstellung eine Kopplung des von beiden Getrieben gemeinsam genutzten Losrads und der Getriebeausgangswelle. In einer zweiten Schaltstellung erfolgt die Kopplung des ersten Getriebes und der Getriebeausgangswelle.
- Die Schaltkupplung kann als eine Synchronschaltkupplung oder als eine lastschaltfähige Reibkupplung ausgestaltet sein.
- Die Schaltkupplung ermöglicht die Einsparung einer zusätzlichen Schaltkupplung, die notwendig wäre, um das erste Getriebe mit der Getriebeausgangswelle zu koppeln. Durch die Doppelnutzung kann eine Schaltkupplung eingespart und so die Getriebeanordnung axial kürzer gebaut werden. Die Aufgabe ist hiermit vollständig gelöst.
- Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das von beiden gemeinsam genutzte Losrad eine vierte Gangstufe des ersten Getriebes ausbildet. Zugleich bildet das von beiden gemeinsam genutzte Losrad eine zweite Gangstufe des zweiten Getriebes aus.
- Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass das von beiden Getrieben gemeinsam genutzte Losrad mit einem dem zweiten Getriebe zugeordneten Losrad gekoppelt ist, wobei das dem zweiten Getriebe zugeordnete Losrad mittels einer Maschinenkupplung mit einer Maschinenwelle koppelbar ist, wobei die Maschinenwelle mit dem Elektromotor gekoppelt ist und wobei das von beiden Getrieben gemeinsam genutzte Losrad und das dem zweiten Getriebe zugeordnete Losrad eine Radebene ausbilden, die axial zwischen der Maschinenkupplung und der Schaltkupplung angeordnet ist. Durch diese Anordnung ergibt eine besonders axial und radial kompakte Baulänge der Getriebeanordnung.
- Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass ein dem ersten Getriebe zugeordnetes Festrad mit dem von beiden Getrieben gemeinsam genutzten Losrad gekoppelt ist. So wird zur Einrichtung einer Gangstufe des ersten Getriebes keine weitere Schaltkupplung benötigt.
- Nach einer Weiterbildung der Getriebeanordnung ist ein dritter Antriebsmotor, insbesondere ein Elektromotor über eine Zahnradanbindung mit dem ersten Getriebe gekoppelt ist, wobei die Zahnradanbindung des dritten Antriebsmotors an das erste Getriebe axial zur Maschinenschaltkupplung ausgerichtet ist. Die Zahnradanbindung kann als dem Getriebefachmann bekannten Riemengetriebe oder Zahnradstufe ausgebildet sein. Durch diese axiale Ausrichtung zur Maschinenschaltkupplung erfolgt eine günstige Anbindung, die die Getriebeanordnung axial kaum verlängert, da an dieser Position aufgrund der Maschinenschaltkupplung kein Gangrad im ersten Getriebe angeordnet werden kann.
- Ferner sieht eine vorteilhafte Ausgestaltung vor, dass das erste Getriebe als ein Doppelkupplungsgetriebe ausgebildet ist. Das Doppelkupplungsgetriebe wird bevorzugt automatisiert geschaltet.
- Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Zeichnungen genauer beschrieben. Es zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Getriebeanordnung. -
2 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Getriebeanordnung nach1 , wobei zusätzlich ein dritter Antriebsmotor an das erste Getriebe angebunden ist. -
3 eine schematische Darstellung einer weiteren erfindungsgemäßen Getriebeanordnung, wobei das erste Getriebe als Doppelkupplungsgetriebe ausgebildet ist. -
1 zeigt eine Getriebeanordnung1 mit einem ersten Getriebe20 und einem zweiten Getriebe50 . Mittels einer Anfahrkupplung21 kann eine Antriebsleistung von einer ersten Antriebsmaschine11 (nicht gezeigt), insbesondere von einem Verbrennungsmotor, in das erste Getriebe20 eingeleitet werden. Eine Eingangswelle22 ist an die Anfahrkupplung21 gekoppelt, sodass diese durch die Anfahrkupplung21 getrieben werden kann. An der Eingangswelle22 sind mehrere Festräder24 ,25 ,26 ,27 angeordnet, die jeweils mit Losrädern241 ,40 ,261 ,271 in Zahneingriff stehen. Die Losräder241 ,40 ,261 ,271 sind drehbar an einer Getriebeausgangswelle31 gelagert, wobei die Getriebeausgangswelle ein Abtriebszahnrad30 aufweist, welches in Zahneingriff mit einem Differential (nicht gezeigt) steht. Das Differential ist wiederum mit Abtrieb, also den Rädern des Kraftfahrzeugs verbunden, um diese anzutreiben. - Mittels Schaltkupplungen
23 ,40 ist eine drehfeste Koppelung der Losräder241 ,40 ,261 ,271 mit der Getriebeausgangswelle31 möglich, um eine erste, zweite, dritte und vierte Gangstufe1 ,2 ,3 ,4 im ersten Getriebe20 einzurichten. Eine Leistungsübertragung von der ersten Antriebsmaschine hin zur Anfahrkupplung21 , der Eingangswelle22 zur Getriebeausgangswelle31 bis hin zum Abtrieb ist so möglich. - Das zweite Getriebe
50 umfasst eine Maschinenwelle51 , die über eine Zahnradstufe121 mit einem zweiten Antriebsmotor12 , insbesondere einem Elektromotor, gekoppelt ist. An der Maschinenwelle51 ist ein Losrad54 angeordnet, das mit einem Festrad541 in Zahneingriff steht. Mittels einer Maschinenkupplung52 kann eine drehfeste Kopplung von dem Losrad54 und der Maschinenwelle51 eingerichtet werden, um eine erste Gangstufe im zweiten Getriebe50 einzurichten, sodass eine Antriebsleistung der zweiten Antriebsmaschine an die Maschinenwelle und hin zur Getriebeausgangswelle und somit zum Abtrieb übertragen werden kann. Das Festrad541 steht ausschließlich mit dem Losrad54 in Zahneingriff, sodass die Übersetzung dessen Gangstufe unabhängig von anderen Gangstufen gewählt werden kann. - Ferner ist an der Maschinenwelle
51 ein dem zweiten Getriebe zugeordnetes Losrad53 drehbar gelagert, welches ebenfalls mittels der Maschinenkupplung52 mit der Maschinenwelle51 und somit der zweiten Antriebsmaschine12 gekoppelt werden kann. Zudem steht das Losrad53 mit dem Losrad41 in Zahneingriff. Um eine Gangstufe im zweiten Getriebe einzurichten, welche das Losrad53 in den Leistungspfad hin zum Abtrieb einschließt, muss nun die Maschinenkupplung eine drehfeste Verbindung zwischen dem Losrad53 und der Maschinenwelle51 herstellen. Ferner muss das Losrad41 mittels der Schaltkupplung40 mit der Getriebeausgangswelle31 drehfest gekoppelt werden, um eine zweite Gangstufe im zweiten Getriebe50 einzurichten. - Die Schaltkupplung
40 koppelt also in einer ersten Schaltstellung das von beiden Getrieben gemeinsam genutzte Losrad41 mit der Getriebeausgangswelle. In einer zweiten Schaltstellung koppelt die Schaltkupplung40 das Losrad241 , welches dem ersten Getriebe20 zugeordnet ist, mit der Getriebeausgangswelle31 . - Das von beiden Getrieben gemeinsam genutzte Losrad
41 steht somit mit Zahnrädern in Zahneingriff, die dem ersten, als auch dem zweiten Getriebe 20,50 zugeordnet sind. Der Leistungssummenpunkt beider Antriebsmotoren liegt nun am von beiden Getrieben gemeinsam genutzten Losrad41 , sofern im ersten Getriebe die vierte Gangstufe und im zweiten Getriebe die zweite Gangstufe gefahren wird. In anderen Worten ausgedrückt sind das dem von beiden Getriebe gemeinsam genutzte Losrad41 und das dem ersten Getriebe zugeordnete Festrad25 miteinander gekoppelt. Zugleich ist das von beiden Getrieben gemeinsam genutzte Losrad41 mit dem dem zweiten Getriebe zugeordneten Losrad53 gekoppelt. - Wird im ersten Getriebe
20 die vierte Gangstufe getrieben, während im zweiten Getriebe50 die erste Gangstufe gefahren wird, liegt der Leistungssummenpunkt an der Getriebeausgangswelle31 . So ergeben sich eine Vielzahl von kombinierten, hybridisierten Gangstufen, je nach geschalteten Gangstufen im ersten und geschalteten Gangstufen im zweiten Getriebe20 ,50 . - Um die zweite Antriebsmaschine
12 generatorisch betreiben zu können, während das Kraftfahrzeug steht (Standladebetrieb), fließt Antriebsleistung von der ersten Antriebsmaschine über das von beiden Getrieben gemeinsam genutzte Losrad41 ins zweite Getriebe50 und letztendlich zum zweiten Antriebsmotor12 . Dabei ist das gemeinsam genutzte Losrad41 von der Getriebeausgangswelle31 entkoppelt und das dem zweiten Getriebe zugeordnete Losrad53 mittels der Maschinenkupplung52 mit der Maschinenwelle51 gekoppelt ist. - Die Losräder
241 ,40 ,261 ,271 , die Festräder24 ,25 ,26 ,27 und die Zahnradstufe121 nehmen in ihrer axialen Ausrichtung an den jeweiligen Wellen22 ,31 ,50 sechs RadebenenE1 ,E2 ,E3 ,E4 ,E5 ,E6 ein. - In der ersten Radebene
E1 ist das Festrad24 und das dem ersten Getriebe zugeordnete Losrad241 angeordnet. Die zweite RadebeneE2 umfasst die Zahnradstufe121 . In dieser Ebene ist zugleich auch noch die Schaltkupplung40 angeordnet. In der dritten RadebeneE3 ist das Festrad25 , das von beiden gemeinsam genutzte Losrad41 und das dem zweiten Getriebe zugeordnete Losrad53 angeordnet. Die vierte Radebene umfasst das Festrad543 und das Losrad54 . Die RadebeneE5 umfasst das Losrad261 und das Festrad26 . Die sechste Radebene umfasst das Festrad27 und das Losrad271 . - Die Radebene
E3 ist axial zwischen der Schaltkupplung40 bzw. der RadebeneE2 und der Maschinenschaltkupplung52 angeordnet. - Die in
2 gezeigte Getriebeanordnung gleicht der Getriebeanordnung aus1 und verweist entsprechend auf die gleichen Bezugszeichen. Zusätzlich weist die Getriebeanordnung der2 einen dritten Antriebsmotor13 auf, der als Elektromotor ausgebildet ist. Der dritte Antriebsmotor13 ist axial zur Maschinenkupplung52 ausgerichtet, um möglichst wenig zusätzlichen axialen Bauraum in Anspruch zu nehmen. Der Elektromotor13 ist über eine Zahnradanbindung131 an die Eingangswelle22 des ersten Getriebes20 angebunden, wobei die Zahnradanbindung131 als Zahnradstufe ausgebildet ist. - Der Elektromotor kann zur Unterstützung des ersten und/oder zweiten Antriebsmotors
11 ,12 der GetriebeanordnungAntriebsleistung hinzufügen oder als Generator genutzt werden. Bevorzugt fließt im generatorischen Betrieb Antriebsleistung von der ersten Antriebsmaschine hin zum dritten Antriebsmotor13 , um einen Akkumulator mit Energie zu speisen. -
3 zeigt eine Getriebeanordnung nach1 und2 und verweist daher auf die gleichen Bezugszeichen wie in1 und2 , mit dem Unterschied, dass das erste Getriebe20 als Doppelkupplungsgetriebe80 ausgebildet ist. Das Doppelkupplungsgetriebe80 weist zwei Eingangswellen221 ,222 auf, auf die sich die Festräder24 ,25 ,26 ,27 axial verteilen. Durch das Doppelkupplungsgetriebe ist eine lastschaltfähige Schaltung zwischen den Gangstufen im ersten Getriebe20 möglich, in dem die Kupplungen211 und212 überlappend eine Kopplung zur ersten Antriebsmaschine herstellen. - Das dem ersten Getriebe zugeordnete Festrad
25 und das dem von beiden Getrieben gemeinsam genutzte Losrad41 sind dabei der gleichen Eingangswelle221 zugeordnet, an dem auch die dritte Antriebsmaschine13 angebunden ist. - ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102011117853 A1 [0002]
- DE 102014210042 A1 [0003]
- DE 102015221780 A1 [0003]
Claims (5)
- Getriebeanordnung (1), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem ersten Getriebe (20), das dazu vorgesehen ist, mit einer ersten Antriebsmaschine (11), insbesondere mit einem Verbrennungsmotor, gekoppelt zu werden, und einem zweiten Getriebe (50), das dazu vorgesehen ist, mit einer zweiten Antriebsmaschine (12), insbesondere mit einem Elektromotor, gekoppelt zu werden, wobei das erste und das zweite Getriebe (20,50) zum Zusammenführen der Antriebsleistungen der Antriebsmaschinen (11,12) mit einer Getriebeausgangswelle (31) koppelbar sind, wobei die Getriebeausgangswelle (31) mit einem Differential gekoppelt ist und wobei das erste und das zweite Getriebe (20,50) zum Zusammenführen der Antriebsleistungen der Antriebsmaschinen (11,12) zusätzlich mittels einem gemeinsam genutzten Losrad (41) gekoppelt sind, das dazu ausgelegt ist, mittels einer Schaltkupplung (40) mit der Abtriebswelle (31) gekoppelt zu werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltkupplung (40) ferner dazu ausgelegt ist, das erste Getriebe (20) mit der Getriebeausgangswelle (31) zu koppeln.
- Getriebeanordnung nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das von beiden Getrieben gemeinsam genutzte Losrad (41) mit einem dem zweiten Getriebe zugeordneten Losrad (53) gekoppelt ist, wobei das dem zweiten Getriebe zugeordnete Losrad (53) mittels einer Maschinenkupplung (52) mit einer Maschinenwelle (51) koppelbar ist, wobei die Maschinenwelle (51) mit dem Elektromotor (12) gekoppelt ist und wobei das von beiden Getrieben gemeinsam genutzte Losrad (41) und das dem zweiten Getriebe zugeordnete Losrad (53) eine Radebene E3 ausbilden, die axial zwischen der Maschinenkupplung (52) und der Schaltkupplung (40) angeordnet ist. - Getriebeanordnung nach
Anspruch 1 oder2 , dadurch gekennzeichnet, dass ein dem ersten Getriebe zugeordnetes Festrad (25) mit dem von beiden Getrieben gemeinsam genutzten Losrad (41) gekoppelt ist. - Getriebeanordnung nach
Anspruch 2 oder3 , dadurch gekennzeichnet, dass ein dritter Antriebsmotor (13), insbesondere ein Elektromotor mit dem ersten Getriebe (20) gekoppelt ist, wobei eine Zahnradanbindung (131) des dritten Antriebsmotors (13) an das erste Getriebe (20) axial zur Maschinenschaltkupplung (52) ausgerichtet ist. - Getriebeanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Getriebe (20) als Doppelkupplungsgetriebe (80) ausgebildet ist.
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DE102017223758.9A DE102017223758A1 (de) | 2017-12-22 | 2017-12-22 | Getriebeanordnung |
Applications Claiming Priority (1)
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DE102017223758.9A DE102017223758A1 (de) | 2017-12-22 | 2017-12-22 | Getriebeanordnung |
Publications (1)
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DE102017223758A1 true DE102017223758A1 (de) | 2019-06-27 |
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ID=66768383
Family Applications (1)
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DE102017223758.9A Withdrawn DE102017223758A1 (de) | 2017-12-22 | 2017-12-22 | Getriebeanordnung |
Country Status (1)
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DE (1) | DE102017223758A1 (de) |
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- 2017-12-22 DE DE102017223758.9A patent/DE102017223758A1/de not_active Withdrawn
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