DE102018000195A1

DE102018000195A1 - Getriebeeinrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen

Info

Publication number: DE102018000195A1
Application number: DE102018000195.5A
Authority: DE
Inventors: Tobias Schilder; Klaus Riedl; Jörg Müller; Rico Resch; Martin Stöcker
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2018-01-12
Filing date: 2018-01-12
Publication date: 2019-07-18
Anticipated expiration: 2038-01-13
Also published as: CN111684177B; CN111684177A; DE102018000195B4; WO2019137799A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Getriebeeinrichtung (10) für ein Kraftfahrzeug, mit einem Gehäuse (12), und mit einem Planetengetriebe (14), welches aufweist:- einen ersten Planetenradsatz (16), welcher ein erstes Sonnenrad (18), einen ersten Planetenträger (20) und ein erstes Hohlrad (22) aufweist;- einen zweiten Planetenradsatz (26), welcher ein zweites Sonnenrad (28), einen zweiten Planetenträger (30) und ein drehfest mit dem ersten Planetenträger (20) verbundenes zweites Hohlrad (32) aufweist;- eine Antriebswelle (36), über welche Drehmomente in das Planetengetriebe (14) einleitbar sind;- ein erstes Schaltelement (42), über welches die Antriebswelle (36) mit dem ersten Hohlrad (22) drehfest koppelbar ist;- ein zweites Schaltelement (54), über welches die Antriebswelle (36) drehfest mit dem ersten Sonnenrad (18) koppelbar ist; und- eine drehfest mit dem zweiten Planetenträger (30) verbundene erste Abtriebswelle (44), über welche Drehmomente von dem Planetengetriebe (14) bereitstellbar sind; sowie- ein drittes Schaltelement (56), mittels welchem das erste Sonnenrad (18) drehfest mit dem zweiten Sonnenrad (28) verbindbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Getriebeeinrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Eine solche Getriebeeinrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, ist beispielsweise bereits der EP 1 416 193 A2 als bekannt zu entnehmen. Die Getriebeeinrichtung weist ein Gehäuse und ein Planetengetriebe auf, welches einen in dem Gehäuse aufgenommenen ersten Planetenradsatz und einen in dem Gehäuse aufgenommenen zweiten Planetenradsatz umfasst. Der erste Planetenradsatz weist ein erstes Sonnenrad, einen ersten Planetenträger und ein erstes Hohlrad auf. Der zweite Planetenradsatz weist ein zweites Sonnenrad, einen zweiten Planetenträger und ein drehfest mit dem ersten Planetenträger verbundenes zweites Hohlrad auf. Das Planetengetriebe umfasst ferner eine Antriebswelle, über welche Drehmomente in das Planetengetriebe einleitbar sind. Die Antriebswelle wird auch als Eingangswelle bezeichnet. Das Planetengetriebe umfasst ferner ein erstes Schaltelement, über welches die Antriebswelle mit dem ersten Hohlrad drehfest koppelbar beziehungsweise verbindbar ist. Das Planetengetriebe umfasst ferner ein zweites Schaltelement, über welches die Antriebswelle mit dem ersten Sonnenrad drehfest koppelbar beziehungsweise verbindbar ist. Außerdem umfasst das Planetengetriebe eine drehfest mit dem zweiten Planetenträger verbundene erste Abtriebswelle, über welche Drehmomente von dem Planetengetriebe bereitstellbar beziehungsweise aus dem Planetengetriebe ausleitbar sind.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Getriebeeinrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass eine besonders vorteilhafte Fahrbarkeit realisierbar ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Getriebeeinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
Um eine Getriebeeinrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass eine besonders vorteilhafte Fahrbarkeit der Getriebeeinrichtung beziehungsweise des Kraftfahrzeugs realisierbar ist, ist erfindungsgemäß eine elektrische Maschine vorgesehen, mittels welcher Drehmomente bereitstellbar sind, welche über das zweite Sonnenrad in das Planetengetriebe einleitbar sind. Dies bedeutet, dass das zweite Sonnenrad mittels der elektrischen Maschine, insbesondere mittels eines Rotors der elektrischen Maschine, antreibbar ist, sodass beispielsweise die elektrische Maschine, insbesondere ihr Rotor, zumindest mittelbar, insbesondere direkt, mit dem zweiten Sonnenrad koppelbar oder vorzugsweise gekoppelt ist. Das erste Sonnenrad, der erste Planetenträger, das erste Hohlrad, das zweite Sonnenrad, der zweite Planetenträger und das zweite Hohlrad sind beispielsweise jeweilige Komponenten des Planetengetriebes beziehungsweise werden auch als Komponenten des Planetengetriebes bezeichnet. Bezogen auf einen Drehmomentenfluss von der elektrischen Maschine zu dem und insbesondere in das Planetengetriebe ist vorzugsweise das zweite Sonnenrad bezogen auf die Komponenten die erste Komponente, auf die die von der elektrischen Maschine, insbesondere über ihren Rotor, bereitgestellten und entlang des Drehmomentenflusses von der elektrischen Maschine zu dem und insbesondere in das Planetengetriebe verlaufenden beziehungsweise geleiteten Drehmomente übertragen werden, sodass insbesondere dann, wenn das Planetengetriebe mittels der elektrischen Maschine, insbesondere mittels des Rotors des elektrischen Maschine, angetrieben wird, die von der elektrischen Maschine bereitgestellten Drehmomente bezogen auf die Komponenten des Planetengetriebes zuerst auf das zweite Sonnenrad und gegebenenfalls erst danach auf die von dem zweiten Sonnenrad unterschiedlichen, anderen Komponenten oder auf zumindest eine der anderen Komponenten übertragen werden beziehungsweise wirken. Das Planetengetriebe wird dabei beispielsweise derart von der elektrischen Maschine angetrieben, dass die von der elektrischen Maschine bereitgestellten Drehmomente in das Planetengetriebe eingeleitet werden. Mittels der elektrischen Maschine ist beispielsweise wenigstens ein Rad des Kraftfahrzeugs antreibbar. Insbesondere sind beispielsweise mehrere Räder des Kraftfahrzeugs mittels der elektrischen Maschine antreibbar. Somit kann beispielsweise das Kraftfahrzeug mittels der elektrischen Maschine elektrisch angetrieben werden.
Ferner ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Getriebeeinrichtung, insbesondere das Planetengetriebe, ein drittes Schaltelement aufweist, mittels welchem das erste Sonnenrad drehfest mit dem zweiten Sonnenrad verbindbar ist. Die Komponenten, das Gehäuse, die auch als Eingangswelle bezeichnete Antriebswelle sowie die auch als Ausgangswelle bezeichnete erste Abtriebswelle sind beispielsweise jeweilige Bauelemente der Getriebeeinrichtung beziehungsweise werden auch als Bauelemente bezeichnet. Die Komponenten, die erste Abtriebswelle und die Antriebswelle sind beispielsweise jeweilige Bauteile der Getriebeeinrichtung beziehungsweise werden auch als Bauteile bezeichnet. Das jeweilige Bauteil ist beispielsweise insbesondere dann um eine beispielsweise auch als Hauptdrehachse bezeichnete Drehachse relativ zu dem Gehäuse drehbar, wenn das jeweilige Bauteil nicht drehfest mit dem Gehäuse verbunden, das heißt nicht drehfest an dem Gehäuse festgelegt ist. Ferner ist es denkbar, dass beispielsweise jeweils wenigstens zwei der Bauelemente relativ zueinander insbesondere um die Hauptdrehachse drehbar sind, wenn die jeweiligen zwei Bauelemente nicht drehfest miteinander verbunden sind.
Unter dem Merkmal, dass der erste Planetenträger drehfest mit dem zweiten Hohlrad verbunden ist, kann insbesondere verstanden werden, dass der ersten Planetenträger permanent drehfest mit dem zweiten Hohlrad verbunden ist. Unter der beziehungsweise einer solchen permanent drehfesten Verbindung zwischen wenigstens zwei der Bauelemente und vorliegend beispielsweise zwischen dem ersten Planetenträger und dem zweiten Hohlrad kann insbesondere verstanden werden, dass die permanent drehfest miteinander verbundenen Bauelemente stets beziehungsweise dauerhaft, das heißt permanent drehfest miteinander verbunden sind, sodass nicht etwa ein Schaltelement vorgesehen ist, mittels welchem die permanent drehfeste Verbindung zwischen den Bauelementen abwechselnd aufgehoben oder hergestellt werden könnte, sondern die permanent drehfeste Verbindung ist stets vorgesehen. Im Gegensatz dazu ermöglicht es das jeweilige Schaltelement, die jeweilige drehfeste Kopplung beziehungsweise Verbindung wahlweise und reversibel, das heißt zerstörungsfrei, mehrmals aufeinanderfolgend abwechselnd herzustellen und wieder zu lösen, sodass die drehfeste Verbindung beziehungsweise die drehfeste Kopplung bedarfsgerecht hergestellt oder gelöst werden kann.
Das erste Schaltelement ist dabei beispielsweise zwischen einem ersten Verbindungszustand und einem ersten Freigabezustand umschaltbar. Der erste Verbindungszustand korrespondiert beispielsweise mit wenigstens einer ersten Verbindungsstellung, wobei der erste Freigabezustand beispielsweise mit wenigstens einer Freigabestellung korrespondiert. Dabei ist das erste Schaltelement beispielsweise, insbesondere relativ zu dem Gehäuse und/oder translatorisch, zwischen der ersten Verbindungsstellung und der ersten Freigabestellung bewegbar. In dem ersten Verbindungszustand ist die Antriebswelle mittels des ersten Schaltelements drehfest mit dem ersten Hohlrad gekoppelt, sodass sich die Antriebswelle insbesondere auch dann nicht, insbesondere um die Hauptdrehachse, relativ zu dem ersten Hohlrad drehen kann, wenn das Planetengetriebe angetrieben wird, das heißt wenn Drehmomente über die Antriebswelle und/oder über das zweite Sonnenrad in das Planetengetriebe eingeleitet werden. In dem ersten Freigabezustand jedoch gibt das erste Schaltelement die Antriebswelle für eine Drehung relativ zu dem ersten Hohlrad, insbesondere um die Hauptdrehachse, frei, sodass sich die Antriebswelle insbesondere dann relativ zu dem Hohlrad, insbesondere um die Hauptdrehachse, dreht beziehungsweise drehen kann, wenn das Planetengetriebe angetrieben wird.
Demzufolge ist beispielsweise das zweite Schaltelement zwischen einem zweiten Verbindungszustand und einem zweiten Freigabezustand umschaltbar. Der zweite Verbindungszustand korrespondiert beispielsweise mit wenigstens einer zweiten Verbindungsstellung, wobei der zweite Freigabezustand beispielsweise mit wenigstens einer zweiten Freigabestellung korrespondiert. Dabei ist beispielsweise das zweite Schaltelement, insbesondere relativ zu dem Gehäuse und/oder translatorisch, zwischen dem zweiten Verbindungszustand und dem zweiten Freigabezustand bewegbar. In dem zweiten Verbindungszustand ist die Antriebswelle mittels des zweiten Schaltelements drehfest mit dem ersten Sonnenrad gekoppelt beziehungsweise verbunden, sodass sich die Antriebswelle insbesondere auch dann nicht, insbesondere um die Hauptdrehachse, relativ zu dem ersten Sonnenrad drehen kann, wenn das Planetengetriebe angetrieben wird. In dem zweiten Freigabezustand gibt jedoch das zweite Schaltelement die Antriebswelle für eine Drehung, insbesondere um die Hauptdrehachse, relativ zu dem ersten Sonnenrad frei, sodass sich die Antriebswelle insbesondere dann, insbesondere um die Hauptdrehachse, relativ zu dem ersten Sonnenrad dreht beziehungsweise drehen kann, wenn das Planetengetriebe angetrieben wird.
Unter dem Merkmal, dass der zweite Planetenträger drehfest mit der ersten Abtriebswelle verbunden ist, kann insbesondere verstanden werden, dass der zweite Planetenträger permanent drehfest mit der ersten Abtriebswelle verbunden ist.
Die jeweiligen Drehmomente, welche über die Antriebswelle beziehungsweise das zweite Sonnenrad in das Planetengetriebe eingeleitet werden können, werden auch als Antriebsdrehmomente oder Antriebsmomente bezeichnet. Die Drehmomente, welche von dem Planetengetriebe über die erste Abtriebswelle bereitgestellt werden können, werden auch als Abtriebsmomente oder Abtriebsdrehmomente bezeichnet. Beispielsweise weist das Planetengetriebe, insbesondere in wenigstens einem Zustand, insbesondere Schaltzustand, eine Übersetzung auf, welche beispielsweise betragsmäßig von 1 unterschiedlich ist. Hierdurch wird beispielsweise das jeweilige Antriebsmoment in ein jeweiliges, von dem jeweiligen Antriebsmoment unterschiedliches Abtriebsmoment umgewandelt. Mit anderen Worten weist beispielsweise das jeweilige Antriebsmoment einen ersten Wert auf, wobei dadurch, dass das jeweilige Antriebsmoment mittels der Übersetzung beziehungsweise mittels des Planetengetriebes umgewandelt wird, das jeweilige Abtriebsmoment, welches aus dem jeweiligen Antriebsmoment resultiert, beispielsweise einen von dem ersten Wert unterschiedlichen zweiten Wert aufweist. Das Planetengetriebe kann dabei das jeweilige Abtriebsmoment über die erste Abtriebswelle bereitstellen.
Insbesondere ist es vorgesehen, dass die elektrische Maschine den Rotor und einen Stator aufweist, wobei der Rotor von dem Stator antreibbar und dadurch um eine Maschinendrehachse der elektrischen Maschine relativ zu dem Stator drehbar ist. Die Maschinendrehachse verläuft beispielsweise parallel zur Hauptdrehachse, wobei die Maschinendrehachse mit der Hauptdrehachse zusammenfallen kann. Dabei ist es beispielsweise vorgesehen, dass der Rotor zumindest mittelbar, insbesondere direkt, permanent drehfest mit dem zweiten Sonnenrad verbunden ist.
Das dritte Schaltelement ist beispielsweise zwischen einem dritten Verbindungszustand und einem dritten Freigabezustand umschaltbar. Der dritte Verbindungszustand korrespondiert beispielsweise mit wenigstens einer dritten Verbindungsstellung, wobei der dritte Freigabezustand beispielsweise mit wenigstens einer dritten Freigabestellung korrespondiert. Dabei ist das dritte Schaltelement beispielsweise, insbesondere relativ zu dem Gehäuse und/oder translatorisch, zwischen dem dritten Verbindungszustand und dem dritten Freigabezustand bewegbar. In dem dritten Verbindungszustand ist das erste Sonnenrad mittels des dritten Schaltelements drehfest mit dem zweiten Sonnenrad verbunden, sodass sich das erste Sonnenrad insbesondere auch dann nicht relativ zu dem zweiten Sonnenrad, insbesondere um die Hauptdrehachse, dreht beziehungsweise drehen kann, wenn das Planetengetriebe angetrieben wird. In dem dritten Freigabezustand jedoch gibt das dritte Schaltelement das erste Sonnenrad für eine Drehung, insbesondere um die Hauptdrehachse, relativ zu dem zweiten Sonnenrad frei, sodass sich beispielsweise insbesondere dann das erste Sonnenrad, insbesondere um die Hauptdrehachse, relativ zu dem zweiten Sonnenrad dreht beziehungsweise drehen kann, wenn das Planetengetriebe angetrieben wird.
Bei der erfindungsgemäßen Getriebeeinrichtung ist es möglich, auf besonders kompakte und effiziente Weise mehrere, insbesondere schaltbare, Gänge zu realisieren, sodass eine besonders vorteilhafte Fahrbarkeit realisiert werden kann. Insbesondere können beispielsweise sechs Gänge, insbesondere Hybridgänge, geschaffen werden, insbesondere mit einer Spreizung von beispielsweise 5,8. Alternativ oder zusätzlich können drei elektrische beziehungsweise virtuelle Gänge geschaffen werden. Außerdem ist es möglich, die Getriebeeinrichtung, insbesondere das Planetengetriebe, als stufenloses Getriebe mit einer elektrisch variablen Übersetzung, das heißt als EVT-Getriebe, zu betreiben, um beispielsweise das EVT-Getriebe als Anfahr-EVT-Getriebe zu realisieren, über welches das Kraftfahrzeug, insbesondere mittels der elektrischen Maschine, besonders vorteilhaft angefahren werden kann. Des Weiteren ist es möglich, dass die Planetenradsätze als Einfach-Planetenradsätze ausgebildet sind, wodurch die Komplexität und die Kosten der Getriebeeinrichtung in einem besonders geringen Rahmen gehalten werden können.
Um beispielsweise eine besonders vorteilhafte Schaltbarkeit und in der Folge eine besonders vorteilhafte Fahrbarkeit realisieren zu können, ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung ein viertes Schaltelement vorgesehen, mittels welchem das erste Hohlrad drehfest mit dem Gehäuse verbindbar ist. Dabei ist das vierte Schaltelement beispielsweise zwischen einem vierten Verbindungszustand und einem vierten Freigabezustand umschaltbar. Der vierte Verbindungszustand korrespondiert beispielsweise mit wenigstens einer vierten Verbindungsstellung, wobei beispielsweise der vierte Freigabezustand mit wenigstens einer vierten Freigabestellung korrespondiert. Dabei kann beispielsweise das vierte Schaltelement zwischen der vierten Verbindungsstellung und der vierten Freigabestellung, insbesondere relativ zu dem Gehäuse und/oder translatorisch, bewegt werden. In dem vierten Verbindungszustand ist das erste Hohlrad mittels des vierten Schaltelements drehfest mit dem Gehäuse verbunden und somit drehfest an dem Gehäuse festgelegt, sodass sich das erste Hohlrad insbesondere auch dann nicht relativ zu dem Gehäuse, insbesondere um die Hauptdrehachse, dreht beziehungsweise drehen kann, wenn das Planetengetriebe angetrieben wird. In dem vierten Freigabezustand jedoch gibt das vierte Schaltelement das erste Hohlrad für eine Drehung relativ zu dem Gehäuse, insbesondere um die Hauptdrehachse, frei, sodass sich beispielsweise das erste Hohlrad insbesondere dann, insbesondere um die Hauptdrehachse, relativ zu dem Gehäuse dreht beziehungsweise drehen kann, wenn das Planetengetriebe angetrieben wird.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das Planetengetriebe eine zweite Abtriebswelle aufweist, über welche beispielsweise das Planetengetriebe Drehmomente, insbesondere Abtriebsdrehmomente, bereitstellen kann. Des Weiteren umfasst die Getriebeeinrichtung eine Übersetzungsstufe, über welche die erste Abtriebswelle mit der zweiten Abtriebswelle gekoppelt oder koppelbar ist. Unter dem Merkmal, dass die erste Abtriebswelle über die Übersetzungsstufe mit der zweiten Abtriebswelle gekoppelt ist, kann insbesondere verstanden werden, dass die erste Abtriebswelle über die Übersetzungsstufe permanent beziehungsweise permanent drehfest mit der zweiten Abtriebswelle gekoppelt ist. Unter der permanenten beziehungsweise permanent drehfesten Kopplung vorliegend der ersten Abtriebswelle mit der zweiten Abtriebswelle über die Übersetzungsstufe ist insbesondere zu verstehen, dass die Abtriebswellen über die Übersetzungsstufe permanent miteinander gekoppelt sind, sodass beispielsweise ein Drehmomentenfluss von einer der Abtriebswellen auf die andere Abtriebswelle über die Übersetzungsstufe stets geschlossen ist. Wird somit beispielsweise eine der Abtriebswellen angetrieben, so wird stets über die Übersetzungsstufe die jeweils andere Abtriebswelle ebenfalls angetrieben. Somit ist nicht etwa ein Schaltelement vorgesehen, mittels welchem die über die Übersetzungsstufe realisierte Kopplung der Abtriebswellen mehrmals aufeinanderfolgend hergestellt und wieder gelöst werden könnte, sondern die über die Übersetzungsstufe realisierte Kopplung der Abtriebswellen ist dabei permanent beziehungsweise stets vorgesehen.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass ein dritter Planetenradsatz vorgesehen ist, welcher ein drittes Sonnenrad, einen dritten Planetenträger und ein drittes Hohlrad aufweist. Das dritte Hohlrad ist dabei drehfest mit dem zweiten Planetenträger verbunden oder verbindbar. Durch die Verwendung des dritten Planetenradsatzes können auf bauraum- und gewichtsgünstige Weise wenigstens eine oder mehrere vorteilhafte Übersetzungen geschaffen werden, sodass sich eine besonders vorteilhafte Fahrbarkeit darstellen lässt. Im Rahmen der Erfindung ist es vorzugsweise vorgesehen, dass der dritte Planetenradsatz kein Bestandteil des Planetengetriebes ist, sodass der dritte Planetenradsatz beispielsweise eine von dem Planetengetriebe unterschiedliche und bezüglich des Planetengetriebes externe Baueinheit ist, wobei der dritte Planetenradsatz in dem Gehäuse aufgenommen sein kann. Dabei ist es vorgesehen, dass der dritte Planetenradsatz von dem Planetengetriebe über den zweiten Planetenträger angetrieben werden kann, sodass das Planetengetriebe beispielsweise über den zweiten Planetenträger Drehmomente bereitstellen kann, die zu dem und insbesondere auf den dritten Planetenradsatz und dabei insbesondere zu dem beziehungsweise auf das dritte Hohlrad übertragen werden können.
Um eine besonders vorteilhafte Fahrbarkeit zu realisieren, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der dritte Planetenträger drehfest mit dem zweiten Hohlrad verbunden oder verbindbar ist.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das dritte Sonnenrad drehfest mit dem Gehäuse verbunden oder verbindbar ist. Hierdurch kann beispielsweise auf besonders bauraumgünstige Weise eine besonders vorteilhafte Übersetzung oder mehrere besonders vorteilhafte Übersetzungen dargestellt werden.
Als weiterhin besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn ein insbesondere als Zahnrad ausgebildetes Abtriebsrad vorgesehen ist, über welches beispielsweise die Getriebeeinrichtung Drehmomente zum Antreiben wenigstens eines Rads oder mehrerer Räder des Kraftfahrzeugs bereitstellen kann. Hierzu ist das Abtriebsrad beispielsweise drehfest mit wenigstens einer der Abtriebswellen verbunden. Um dabei den Bauraumbedarf, insbesondere in axialer Richtung der Getriebeeinrichtung, besonders gering halten zu können, ist es weiterhin erfindungsgemäß vorgesehen, dass in axialer Richtung der Getriebeeinrichtung der dritte Planetenradsatz auf das Abtriebsrad, der erste Planetenradsatz auf den dritten Planetenradsatz und der zweite Planetenradsatz auf den ersten Planetenradsatz folgt. Mit anderen Worten ist es vorzugsweise vorgesehen, dass das Abtriebsrad und die Planetenradsätze in axialer Richtung der Getriebeeinrichtung in der folgenden Reihenfolge nacheinander beziehungsweise aufeinanderfolgend angeordnet sind: Abtriebsrad, dritter Planetenradsatz, erster Planetenradsatz, zweiter Planetenradsatz. Dabei fällt die axiale Richtung der Getriebeeinrichtung beispielsweise mit der Hauptdrehachse zusammen. Insbesondere ist es dabei vorgesehen, dass die drei Planetenradsätze koaxial zueinander und dabei aufeinanderfolgend angeordnet sind. Des Weiteren ist es vorgesehen, dass die elektrische Maschine den ersten Planetenradsatz und/oder den zweiten Planetenradsatz jeweils zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, umgibt. Mit anderen Worten ist es beispielsweise vorgesehen, dass der erste Planetenradsatz und/oder der zweite Planetenradsatz, insbesondere in axialer Richtung der Getriebeeinrichtung, zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, in der elektrischen Maschine aufgenommen sind. Somit sind beispielsweise der erste Planetenradsatz und/oder der zweite Planetenradsatz jeweils zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, in radialer Richtung der Getriebeeinrichtung nach außen hin durch die elektrische Maschine überdeckt. Die radiale Richtung verläuft dabei senkrecht zur axialen Richtung.
Bei einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der dritte Planetenradsatz an genau ein Schaltelement angebunden, welches ein fünftes Schaltelement ist beziehungsweise auch als fünftes Schaltelement bezeichnet wird. Das fünfte Schaltelement ist zur Abkopplung des dritten Planetenradsatzes von einem von einer Antriebsmaschine zu einem Achsgetriebe verlaufenden Drehmomentenfluss ausgebildet. Bei der Antriebsmaschine handelt es sich beispielsweise um die elektrische Maschine oder um eine zusätzlich zu der elektrischen Maschine vorgesehene Antriebsmaschine, welche beispielsweise als weitere elektrische Maschine oder aber als Verbrennungskraftmaschine ausgebildet ist. Die jeweilige Antriebsmaschine kann Drehmomente bereitstellen, welche beispielsweise über das Planetengetriebe und/oder den dritten Planetenradsatz auf das Achsgetriebe, das Bestandteil der Getriebeeinrichtung sein kann, übertragen werden können. Die von der Antriebsmaschine bereitgestellten Drehmomente werden dabei entlang des zuvor genannten Drehmomentenflusses von der jeweiligen Antriebsmaschine auf das Achsgetriebe übertragen.
Das fünfte Schaltelement ist dabei beispielsweise zwischen einem fünften Verbindungszustand und einem fünften Freigabezustand umschaltbar. Der fünfte Verbindungszustand korrespondiert beispielsweise mit wenigstens einer fünften Verbindungsstellung, wobei der fünfte Freigabezustand mit wenigstens einer fünften Freigabestellung korrespondiert. Dabei kann beispielsweise das fünfte Schaltelement, insbesondere relativ zu dem Gehäuse und/oder translatorisch, zwischen der fünften Verbindungsstellung und der fünften Freigabestellung bewegt werden. In dem fünften Verbindungszustand ist der dritte Planetenradsatz mittels des fünften Schaltelements an den Drehmomentenfluss von der Antriebsmaschine zu dem Achsgetriebe gekoppelt, sodass beispielsweise der dritte Planetenradsatz über das fünfte Schaltelement in den Drehmomentenfluss von der Antriebsmaschine zu dem Achsgetriebe eingebunden beziehungsweise integriert ist. In dem fünften Freigabezustand jedoch ist der dritte Planetenradsatz mittels des fünften Schaltelements von dem Drehmomentenfluss von der Antriebsmaschine zum Achsgetriebe abgekoppelt, sodass die von der Antriebsmaschine bereitgestellten Drehmomente, welche entlang des Drehmomentenflusses von der Antriebsmaschine auf das Achsgetriebe übertragen werden, nicht über den dritten Planetenradsatz geleitet werden.
Unter dem Merkmal, dass die erste Abtriebswelle über die Übersetzungsstufe mit der zweiten Abtriebswelle koppelbar ist, kann insbesondere verstanden werden, dass ein sechstes Schaltelement vorgesehen ist, welches beispielsweise zwischen einem sechsten Verbindungszustand und einem sechsten Freigabezustand umschaltbar ist. Der sechste Verbindungszustand korrespondiert beispielsweise mit wenigstens einer sechsten Verbindungsstellung, wobei der sechsten Freigabezustand beispielsweise mit wenigstens einer sechsten Freigabestellung korrespondiert. Dabei kann beispielsweise das sechste Schaltelement, insbesondere translatorisch und/oder relativ zu dem Gehäuse, zwischen der sechsten Verbindungsstellung und der v Freigabestellung bewegt werden. In dem sechsten Verbindungszustand ist die erste Abtriebswelle mittels des sechsten Schaltelements über die Übersetzungsstufe mit der zweiten Abtriebswelle gekoppelt, sodass ein Drehmomentenfluss von einer der Abtriebswelle über die Übersetzungsstufe und über das sechste Schaltelement geschlossen ist. Wird somit eine der Abtriebswellen angetrieben, so wird auch die jeweils andere Abtriebswelle über die Übersetzungsstufe und das sechste Schaltelement von der einen Abtriebswelle angetrieben. In dem sechsten Freigabezustand jedoch sind die Abtriebswellen mittels des sechsten Schaltelements voneinander entkoppelt, sodass beispielsweise der Drehmomentenfluss von jeweils einer der Abtriebswellen über die Übersetzungsstufe zu der jeweils anderen Abtriebswelle durch das sechste Schaltelement unterbrochen ist. Wird somit beispielsweise dann eine der Abtriebswellen angetrieben, so wird die jeweils andere Abtriebswelle von der einen Abtriebswelle nicht angetrieben und umgekehrt.
Unter dem Merkmal, dass das dritte Hohlrad drehfest mit dem zweiten Planetenträger verbunden ist, kann insbesondere verstanden werden, dass das dritte Hohlrad permanent drehfest mit dem zweiten Planetenträger verbunden ist. Somit sind die vorigen und folgenden Ausführungen zu den Bauteilen und Bauelementen und ihrer jeweiligen drehfesten Kopplung beziehungsweise Verbindung auch auf den dritten Planetenradsatz, insbesondere das dritte Sonnenrad, den dritten Planetenträger und das dritte Hohlrad, übertragbar und umgekehrt.
Unter dem Merkmal, dass das dritte Hohlrad drehfest mit dem zweiten Planetenträger verbindbar ist, kann insbesondere verstanden werden, dass ein siebtes Schaltelement vorgesehen ist. Das siebte Schaltelement ist beispielsweise zwischen einem siebten Verbindungszustand und einem siebten Freigabezustand umschaltbar. Der siebte Verbindungszustand korrespondiert beispielsweise mit wenigstens einer siebten Verbindungsstellung, wobei der siebte Freigabezustand beispielsweise mit wenigstens einer v Freigabestellung korrespondiert. Dabei kann das siebte Schaltelement beispielsweise, insbesondere relativ zu dem Gehäuse und/oder translatorisch, zwischen der siebten Verbindungsstellung und der siebten Freigabestellung bewegt werden. In dem siebten Verbindungszustand ist das dritte Hohlrad mittels des siebten Schaltelements drehfest mit dem zweiten Planetenträger verbunden, sodass sich der zweite Planetenträger insbesondere auch dann nicht, insbesondere um die Hauptdrehachse, relativ zu dem dritten Hohlrad dreht beziehungsweise drehen kann, wenn das Planetengetriebe angetrieben wird. Wird beispielsweise das Planetengetriebe angetrieben, so wird beispielsweise das dritte Hohlrad von dem zweiten Planetenträger angetrieben. In dem siebten Freigabezustand jedoch gibt das siebte Schaltelement das dritte Hohlrad für eine Drehung relativ zu dem zweiten Planetenträger, insbesondere um die Hauptdrehachse, frei, sodass sich beispielsweise der zweite Planetenträger insbesondere dann relativ zu dem dritten Hohlrad, insbesondere um die Hauptdrehachse, dreht, wenn das Planetengetriebe angetrieben wird.
Unter dem Merkmal, dass der dritte Planetenträger drehfest mit dem zweiten Hohlrad verbunden ist, kann insbesondere verstanden werden, dass der dritte Planetenträger permanent drehfest mit dem zweiten Hohlrad verbunden ist. Unter dem Merkmal, dass der dritte Planetenträger drehfest mit dem zweiten Hohlrad verbindbar ist, kann insbesondere verstanden werden, dass ein achtes Schaltelement vorgesehen ist. Das achte Schaltelement ist beispielsweise zwischen einem achten Verbindungszustand und einem achten Freigabezustand umschaltbar. Der achte Verbindungszustand korrespondiert beispielsweise mit wenigstens einer achten Verbindungsstellung, wobei der achte Freigabezustand beispielsweise mit wenigstens einer achten Freigabestellung korrespondiert. Dabei kann beispielsweise das achte Schaltelement, insbesondere translatorisch und/oder relativ zu dem Gehäuse, zwischen der achten Verbindungsstellung und der achten Freigabestellung bewegt werden. In dem achten Verbindungszustand ist der dritte Planetenträger mittels des achten Schaltelements drehfest mit dem zweiten Hohlrad verbunden, sodass sich der dritte Planetenträger insbesondere auch dann nicht relativ zu dem zweiten Hohlrad, insbesondere um die Hauptdrehachse, dreht beziehungsweise drehen kann, wenn das Planetengetriebe angetrieben wird. In dem achten Freigabezustand jedoch gibt das achte Schaltelement den dritten Planetenträger für eine Drehung, insbesondere um die Hauptdrehachse, relativ zu dem zweiten Hohlrad frei, sodass sich beispielsweise insbesondere dann der dritte Planetenträger, insbesondere um die Hauptdrehachse, relativ zu dem zweiten Hohlrad dreht beziehungsweise drehen kann, wenn das Planetengetriebe angetrieben wird.
Unter dem Merkmal, dass das dritte Sonnenrad drehfest mit dem Gehäuse verbunden und somit drehfest an dem Gehäuse festgelegt ist, ist insbesondere zu verstehen, dass das dritte Sonnenrad permanent drehfest mit dem Gehäuse verbunden ist. Unter dem Merkmal, dass das dritte Sonnenrad drehfest mit dem Gehäuse verbindbar ist, kann insbesondere verstanden werden, dass ein neuntes Schaltelement vorgesehen ist, welches beispielsweise zwischen einem neunten Verbindungszustand und einem neunten Freigabezustand umschaltbar ist. Der neunte Verbindungszustand korrespondiert beispielsweise mit wenigstens einer neunten Verbindungsstellung, wobei der neunte Freigabezustand beispielsweise mit wenigstens einer neunten Freigabestellung korrespondiert. Das neunte Schaltelement kann dabei beispielsweise, insbesondere translatorisch und/oder relativ zu dem Gehäuse, zwischen der neunten Verbindungsstellung und der neunten Freigabestellung bewegt werden. In dem neunten Verbindungszustand ist beispielsweise das dritte Sonnenrad mittels des neunten Schaltelements drehfest mit dem Gehäuse verbunden, sodass sich das dritte Sonnenrad insbesondere auch dann nicht relativ zu dem Gehäuse, insbesondere um die Hauptdrehachse, dreht beziehungsweise drehen kann, wenn der dritte Planetenträger angetrieben wird, das heißt wenn Drehmomente in den dritten Planetenträger eingeleitet werden. In dem neunten Freigabezustand jedoch gibt das neunte Schaltelement das dritte Sonnenrad für eine Drehung relativ zu dem Gehäuse, insbesondere um die Hauptdrehachse, frei, sodass sich das dritte Sonnenrad, insbesondere um die Hauptdrehachse, insbesondere dann relativ zu dem Gehäuse dreht beziehungsweise drehen kann, wenn der dritte Planetenradsatz angetrieben wird.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist der dritte Planetenradsatz die Übersetzungsstufe, sodass auf bauraumgünstige Weise eine besonders vorteilhafte Schaltbarkeit und somit Fahrbarkeit dargestellt werden können.
Schließlich hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die erste Abtriebswelle permanent mit einem beziehungsweise dem Achsgetriebe der Getriebeeinrichtung gekoppelt ist. Das Achsgetriebe ist beispielsweise einer Achse des Kraftfahrzeugs zugeordnet, wobei die Achse wenigstens zwei in Fahrzeugquerrichtung voneinander beabstandete Räder aufweist. Die Räder sind über das Achsgetriebe und über das Planetengetriebe von der elektrischen Maschine beziehungsweise von zumindest einer der Antriebsmaschinen oder von den Antriebsmaschinen antreibbar. Das Achsgetriebe ist dabei ein Differentialgetriebe, welches auch als Differential bezeichnet wird. Das Achsgetriebe ist beispielsweise als Kegelraddifferential ausgebildet. Das Achsgetriebe, insbesondere dessen Funktion, ist aus dem allgemeinen Stand der Technik bereits hinlänglich bekannt. Insbesondere kommt dem Achsgetriebe zumindest die Funktion zu, bei einer Kurvenfahrt des Kraftfahrzeugs einen Drehzahlausgleich zwischen den Rädern der Achse zuzulassen, sodass sich beispielsweise das kurvenäußere Rad mit einer höheren Drehzahl als das kurveninnere Rad drehen kann.
Die erfindungsgemäße Getriebeeinrichtung kann insbesondere als Mehrstufengetriebe auf Basis der gekoppelten Planetenradsätze ausgeführt werden, wobei die Verlustleistung besonders gering gehalten werden kann. Insbesondere können beispielsweise sechs Vorwärtsgänge realisiert werden, welche verbrennungsmotorische Vorwärtsgänge sind, da beispielsweise das Kraftfahrzeug über die sechs verbrennungsmotorischen Vorwärtsgänge mittels der Verbrennungskraftmaschine angetrieben und dabei vorwärts gefahren werden kann. Außerdem lassen sich beispielsweise drei elektrische Gänge sowie diverse stufenlose Fahrbereiche darstellen, sodass eine besonders vorteilhafte Fahrbarkeit auf bauraumgünstige Weise darstellbar ist. Des Weiteren kann eine große Spreizung erreicht werden. Hierzu kommen beispielsweise lediglich zwei oder drei Einfach-Planetenradsätze sowie beispielsweise fünf Schaltelemente zum Einsatz.
Insbesondere ist es denkbar, dass zumindest eines der Schaltelemente oder mindestens zwei der Schaltelemente als formschlüssiges Schaltelement und dabei insbesondere als Klaue beziehungsweise Klauenkupplung ausgebildet ist, um eine besonders wirkungsgradgünstige drehfeste Verbindung zu realisieren. Das jeweilige formschlüssige Schaltelement kann dabei mit oder ohne Synchronisiereinheit ausgestattet sein, um eine weitere Verlustreduktion zu realisieren. Insbesondere lassen sich außerdem die folgenden Vorteile mittels der erfindungsgemäßen Getriebeeinrichtung realisieren:

- hohe Verzahnungswirkungsgrade
- koaxiale Anordnung
- elektrische Maschine mit integriertem Radsatz
- eine Schaltlogik, aufgrund derer mindestens zwei der Schaltelemente als formschlüssige Schaltelemente ausgebildet werden können
- weitere Klauenschaltelemente beziehungsweise formschlüssige Schaltelemente durch Einsatz der elektrischen Maschine möglich
- das Achsgetriebe kann vorne angeordnet werden
- die inneren Schaltelemente sind sehr gut zugänglich
- Drehmomentbelastungen der Schaltelemente sind sehr gering
- Planetendifferenzdrehzahlen sind sehr gering

Insbesondere kann die Getriebeeinrichtung als Hybridgetriebe ausgebildet sein, da beispielsweise das Kraftfahrzeug über die elektrische Maschine sowie alternativ oder zusätzlich über die Verbrennungskraftmaschine angetrieben werden kann. Mit anderen Worten kann die erfindungsgemäße Getriebeeinrichtung besonders vorteilhaft für einen Hybridantriebsstrang verwendet werden, welcher die elektrische Maschine und die Verbrennungskraftmaschine aufweist, sodass das Kraftfahrzeug über die Getriebeeinrichtung mittels der elektrischen Maschine und mittels der Verbrennungskraftmaschine angetrieben werden kann.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Zeichnung zeigt in:

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

In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine im Ganzen mit 10 bezeichnete Getriebeeinrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen wie beispielsweise einen Personenkraftwagen. Die Getriebeeinrichtung 10 umfasst ein in 1 besonders schematisch dargestelltes Gehäuse 12 und ein Planetengetriebe 14. Das Planetengetriebe 14 umfasst einen in dem Gehäuse 12 angeordneten ersten Planetenradsatz 16, welcher ein erstes Sonnenrad 18, einen ersten Planetenträger 20 und ein erstes Hohlrad 22 aufweist. Außerdem weist der erste Planetenradsatz 16 wenigstens ein erstes Planetenrad 24 auf, welches drehbar an dem ersten Planetenträger 20 gelagert ist und einerseits mit dem Sonnenrad 18 und andererseits mit dem Hohlrad 22 kämmt. Das Planetengetriebe 14 umfasst ferner einen in dem Gehäuse 12 aufgenommenen zweiten Planetenradsatz 26, welcher ein zweites Sonnenrad 28, einen zweiten Planetenträger 30 und ein zweites Hohlrad 32 aufweist. Außerdem weist der zweite Planetenradsatz 26 wenigstens ein zweites Planetenrad 34 auf, welches drehbar an dem zweiten Planetenträger 30 gelagert ist und einerseits mit dem Sonnenrad 28 und andererseits mit dem Hohlrad 32 kämmt.
Das Planetengetriebe 14 weist darüber hinaus eine auch als Eingangswelle bezeichnete Antriebswelle 36 auf, über welche auch als Antriebsmomente oder Antriebsdrehmomente bezeichnete Drehmomente in das Planetengetriebe 14 eingeleitet werden können. Insbesondere können über die Antriebswelle 36 erste Drehmomente in das Planetengetriebe 14 eingeleitet werden, wobei die ersten Drehmomente auch als erste Antriebsmomente oder erste Antriebsdrehmomente bezeichnet werden. Dabei veranschaulicht in 1 ein Pfeil 38 eines der ersten Antriebsmomente. Das jeweilige erste Antriebsmoment wird beispielsweise von einer ersten Antriebsmaschine 40 bereitgestellt, welche insbesondere als Verbrennungskraftmaschine ausgebildet ist. In vollständig hergestelltem Zustand des Kraftfahrzeugs weist dieses beispielsweise einen Antriebsstrang auf, mittels welchem das Kraftfahrzeug antreibbar ist. Der Antriebsstrang umfasst dabei die Getriebeeinrichtung 10 und die Antriebsmaschine 40, wobei die Antriebsmaschine 40 Bestandteil der Getriebeeinrichtung 10 sein kann.
Das Planetengetriebe 14 weist ein erstes Schaltelement 42 auf, über welches beziehungsweise mittels welchem die Antriebswelle 36 mit dem ersten Hohlrad 22 drehfest koppelbar beziehungsweise verbindbar ist. Des Weiteren umfasst das Planetengetriebe 14 eine erste Abtriebswelle 44, welche drehfest mit dem zweiten Planetenträger 30 verbunden ist. Über die erste Abtriebswelle 44 kann das Planetengetriebe 14 beispielsweise Drehmomente bereitstellen, wobei die Drehmomente, welche das Planetengetriebe 14 über die erste Abtriebswelle 44 bereitstellen kann, auch als Abtriebsmomente oder Abtriebsdrehmomente bezeichnet werden. Außerdem ist der erste Planetenträger 20 drehfest mit dem zweiten Hohlrad 32 verbunden.
Um nun eine besonders vorteilhafte Fahrbarkeit realisieren zu können, umfasst die Getriebeeinrichtung 10 eine elektrische Maschine 46, welche beispielsweise einen Stator 48 und einen Rotor 50 aufweist. Der Rotor 50 ist von dem Stator 48 antreibbar und dadurch um eine auch als Maschinendrehachse bezeichnete Drehachse 52 relativ zu dem Stator 48 drehbar. Mittels der elektrischen Maschine 46 sind beispielsweise zweite Drehmomente bereitstellbar, welche auch als zweite Antriebsmomente oder zweite Antriebsdrehmomente bezeichnet werden. Die zweiten Antriebsmomente sind über das zweite Sonnenrad 28 in das Planetengetriebe 14 einleitbar. Dabei ist es vorgesehen, dass die elektrische Maschine 46, insbesondere ihr Rotor 50, zumindest mittelbar an das Sonnenrad 28 angebunden, das heißt drehfest mit dem Sonnenrad 28 verbunden ist. 1 zeigt eine erste Ausführungsform der Getriebeeinrichtung 10. Bei der ersten Ausführungsform ist die elektrische Maschine 46, insbesondere der Rotor 50, unmittelbar an das Sonnenrad 28 angebunden, wobei der Rotor 50 permanent drehfest mit dem Sonnenrad 28 verbunden ist. Die elektrische Maschine 46 kann somit über den Rotor 50 die zweiten Antriebsmomente bereitstellen, welche über das Sonnenrad 28 in das Planetengetriebe 14 eingeleitet werden beziehungsweise eingeleitet werden können.
Drüber hinaus umfasst das Planetengetriebe 14 ein zweites Schaltelement 54, über welches die Antriebswelle 36 drehfest mit dem ersten Sonnenrad 18 verbindbar beziehungsweise koppelbar ist. Des Weiteren ist ein drittes Schaltelement 56 vorgesehen, mittels welchem das erste Sonnenrad 18 drehfest mit dem zweiten Sonnenrad 28 verbindbar ist. Das Planetengetriebe 14 umfasst ferner ein viertes Schaltelement 58, mittels welchem das erste Hohlrad 22 drehfest mit dem Gehäuse 12 verbindbar, das heißt drehfest an dem Gehäuse 12 festlegbar ist.
Des Weiteren weist das Planetengetriebe 14 eine zweite Abtriebswelle 60 auf, über welche das Planetengetriebe 14 zweite Drehmomente, welche auch als zweite Abtriebsmomente oder Abtriebsdrehmomente bezeichnet werden, bereitstellen kann. Dabei umfasst die Getriebeeinrichtung 10 eine Übersetzungsstufe 62, über welche die erste Abtriebswelle 44 mit der zweiten Abtriebswelle 60 koppelbar oder vorliegend gekoppelt ist. Bei der ersten Ausführungsform ist die Übersetzungsstufe 62 als dritter Planetenradsatz 64 ausgebildet, welcher ein drittes Sonnenrad 66, einen dritten Planetenträger 68 und ein drittes Hohlrad 70 aufweist. Außerdem weist der dritte Planetenradsatz 64 wenigstens ein drittes Planetenrad 72 auf, welches drehbar an dem Planetenträger 68 gelagert ist und einerseits mit dem Sonnenrad 66 und andererseits mit dem Hohlrad 70 kämmt. Das dritte Hohlrad 70 ist dabei drehfest mit dem zweiten Planetenträger 30 verbunden. Insbesondere ist es vorgesehen, dass das dritte Hohlrad 70 und der Planetenträger 30, insbesondere permanent, drehfest mit der Abtriebswelle 44 verbunden sind, sodass das Hohlrad 70 über die Abtriebswelle 44 drehfest mit dem Planetenträger 30 verbunden ist beziehungsweise umgekehrt. Der jeweilige Planetenträger 20, 30 beziehungsweise 68 wird auch als Steg bezeichnet. Ferner ist es vorgesehen, dass der dritte Planetenträger 68 drehfest mit dem zweiten Hohlrad 32 verbunden ist. Das dritte Sonnenrad 66 ist dabei drehfest mit dem Gehäuse 12 verbindbar. Hierzu ist ein fünftes Schaltelement 74 vorgesehen, mittels welchem das Sonnenrad 66 drehfest mit dem Gehäuse 12 verbindbar, das heißt drehfest an dem Gehäuse 12 festlegbar ist.
Des Weiteren ist ein als Zahnrad ausgebildetes Abtriebsrad 76 vorgesehen, über welches beispielsweise die Getriebeeinrichtung 10 Drehmomente zum Antreiben wenigstens eines Rades oder mehrerer Räder des Kraftfahrzeugs bereitstellen kann. Das Abtriebsrad 76 ist dabei beispielsweise drehfest mit dem Hohlrad 70 und/oder mit der Abtriebswelle 44 verbunden. Ist das Abtriebsrad 76 beispielsweise drehfest mit der Abtriebswelle 44 verbunden, so ist das Abtriebsrad 76, insbesondere über die Abtriebswelle 44, drehfest mit dem Planetenträger 30 verbunden.
Die Planetenradsätze 16, 26 und 64 sind als Einfach-Planetenradsätze ausgebildet und dabei in axialer Richtung der Getriebeeinrichtung 10 hintereinander beziehungsweise aufeinanderfolgend angeordnet sowie beispielsweise koaxial zueinander angeordnet. Bei der ersten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die Planetenradsätze 16, 26 und 64 und das Abtriebsrad 76 in der folgenden Reihenfolge in axialer Richtung aufeinanderfolgend beziehungsweise nacheinander angeordnet sind: Abtriebsrad 76, dritter Planetenradsatz 64, erster Planetenradsatz 16, zweiter Planetenradsatz 26. Dabei umgibt die elektrische Maschine 46 den ersten Planetenradsatz 16 und/oder den zweiten Planetenradsatz 26 jeweils zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig. Dies bedeutet, dass der Planetenradsatz 16 und/oder der Planetenradsatz 26 in radialer Richtung der Getriebeeinrichtung 10 nach außen hin jeweils zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, durch die elektrische Maschine 46 überdeckt ist. Dabei veranschaulicht in 1 ein Pfeil 77 ein Drehmoment, welches von dem Abtriebsrad 76 und somit beispielsweise von der Abtriebswelle 44 über das Abtriebsrad 76 bereitgestellt werden kann, sodass beispielsweise mittels des durch den Pfeil 77 veranschaulichten Drehmoments wenigstens ein Rad oder mehrere Räder des Kraftfahrzeugs angetrieben werden kann beziehungsweise können.
2 zeigt eine zweite Ausführungsform der Getriebeeinrichtung 10. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich insbesondere dadurch von der ersten Ausführungsform, dass das Schaltelement 74 entfällt, wobei das Sonnenrad 66 permanent drehfest mit dem Gehäuse 12 verbunden, das heißt permanent drehfest an dem Gehäuse 12 festgelegt ist. Außerdem ist ein fünftes Schaltelement 78 vorgesehen, mittels welchem das Hohlrad 70 drehfest mit dem Planetenträger 30 beziehungsweise mit der Abtriebswelle 44 verbindbar ist.
3 veranschaulicht eine dritte Ausführungsform der Getriebeeinrichtung 10. Die dritte Ausführungsform unterscheidet sich insbesondere dadurch von der zweiten Ausführungsform, dass das fünfte Schaltelement 80 anders angeordnet ist. Dabei ist das Hohlrad 70 permanent drehfest mit der Abtriebswelle 44 beziehungsweise mit dem Planetenträger 30 verbunden, wobei das Hohlrad 70 - wie bei der ersten Ausführungsform - permanent drehfest mit dem Abtriebsrad 76 verbunden ist. Das fünfte Schaltelement 80 ist derart angeordnet, dass mittels des fünften Schaltelementes 80 der Planetenträger 68 des dritten Planetenradsatzes 64 drehfest mit dem Hohlrad 32 des zweiten Planetenradsatzes 26 verbindbar ist.
Generell ist der dritte Planetenradsatz 64 an das fünfte Schaltelement 74,78,80 derart angebunden, dass mittels des fünften Schaltelementes 74,78,80 der dritte Planetenradsatz 64 von einem von einer Antriebsmaschine wie beispielsweise der elektrischen Maschine 46 oder der Antriebsmaschine 40 zu einem Achsgetriebe 82 ( 1 bis 4) verlaufenden Drehmomentenfluss abgekoppelt werden kann.
4 veranschaulicht schließlich eine vierte Ausführungsform der Getriebeeinrichtung 10. Bei der vierten Ausführungsform umfasst die Getriebeeinrichtung 10 das Achsgetriebe 82, welches beispielsweise einer Achse des Antriebsstrangs und somit des Kraftfahrzeugs zugeordnet ist. Die Achse umfasst beispielsweise wenigstens zwei in Fahrzeugquerrichtung voneinander beabstandete Räder, welche über die Getriebeeinrichtung 10 beziehungsweise mittels dieser angetrieben werden können. Insbesondere können die Räder über das Achsgetriebe 82 von der elektrischen Maschine 46 und von der Antriebsmaschine 40 angetrieben werden. Dabei veranschaulichen in 4 Pfeile 77 Drehmomente, welche von dem Achsgetriebe 82 bereitgestellt und auf die Räder übertragen werden können, sodass die Räder mittels der durch die Pfeile 77 veranschaulichten Drehmomente angetrieben werden können.
Die vierte Ausführungsform unterscheidet sich insbesondere dadurch von der ersten, zweiten und dritten Ausführungsform, dass die Übersetzungsstufe 62 nicht etwa als Planetenradsatz ausgebildet ist, sondern die Übersetzungsstufe 62 umfasst beispielsweise wenigstens zwei Zahnradpaare 84 und 86. Die Zahnradpaare 84 und 86 sind dabei in getrennten Zahnradebenen nebeneinander, d.h. axial versetzt, angeordnet. Im Gegensatz dazu sind Zahnradpaarungen, die innerhalb der Planetenradsätze 16, 26 auftreten, jeweils innerhalb einer einzigen Zahnradebene des jeweiligen Planetenradsatzes 16,26 angeordnet. Zahnradpaarungen innerhalb der Planetenradsätze 16,26 sind nicht axial versetzt.
Das Zahnradpaar 84 umfasst ein erstes Zahnrad 88, welches permanent drehfest mit der Abtriebswelle 44 und über diese mit dem Planetenträger 30 verbunden ist. Somit kann das Zahnrad 88 von dem Planetengetriebe 14 über die Abtriebswelle 44 und den Planetenträger 30 angetrieben werden. Ferner umfasst das Zahnradpaar 84 ein Zahnrad 90, welches beispielsweise mit dem Zahnrad 88 kämmt und so eine erste Übersetzung mit dem Zahnrad 88 bildet. Die Zahnräder 88 und 90 sind beispielsweise als Stirnräder ausgebildet. Dabei ist beispielsweise das Zahnrad 88 das Abtriebsrad 76 beziehungsweise umgekehrt, sodass das Zahnrad 88 ein Abtriebsrad ist.
Das Zahnradpaar 86 umfasst ein drittes Zahnrad 92 und ein mit diesem kämmendes viertes Zahnrad 94, wobei das Zahnrad 92 drehfest mit der zweiten Abtriebswelle 60 verbunden oder vorliegend verbindbar ist. Hierzu ist ein sechstes Schaltelement 81 vorgesehen, das hier derart angeordnet ist, dass damit das Zahnrad 92 drehfest mit der Abtriebswelle 60 und über diese mit dem Planetenträger 20 des ersten Planetenradsatzes 16 und dem Hohlrad 32 des zweiten Planetenradsatzes 26 verbindbar ist. Kann somit das Zahnrad 88 von der ersten Abtriebswelle 44 angetrieben werden, so kann das Zahnrad 92 von der zweiten Abtriebswelle 60 angetrieben werden.
Das Zahnrad 94 kämmt mit dem Zahnrad 92 und bildet somit beispielsweise eine zweite Übersetzung mit dem Zahnrad 92. Beispielsweise sind die Zahnräder 92 und 94 als jeweilige Stirnräder ausgebildet. Die Zahnräder 90 und 94 sind im gezeigten Ausführungsbeispiel drehfest mit einer insbesondere als Vorgelegewelle oder Zwischenwelle ausgebildeten Welle 96 verbunden oder verbindbar, wobei beispielsweise mit der Welle 96 ein weiteres Zahnrad in Form eines Ritzels 98 drehfest verbindbar oder verbunden ist. Dabei ist das Achsgetriebe 82 über das Ritzel 98 von der Welle 96 antreibbar. Hierzu umfasst beispielsweise das Achsgetriebe 82 ein Zahnrad in Form eines Tellerrads 100, welches mit dem Ritzel 98 kämmt.
Alternativ kann bei dieser Ausführungsform das sechste Schaltelement 81 auch derart angeordnet sein, dass damit das vierte Zahnrad 94, welches in dieser nicht dargestellten Alternative als Losrad auf der Welle 96 angeordnet ist, drehfest mit der Welle 96 verbunden werden kann. In dieser nicht dargestellten Alternative ist dann das Zahnrad 92 permanent drehfest mit der Abtriebswelle 60 und über diese mit dem Planetenträger 20 des ersten Planetenradsatzes 16 und dem Hohlrad 32 des zweiten Planetenradsatzes 26 verbunden.
Insbesondere ist es vorgesehen, dass die Zahnräder 90 und 94 sowie das Ritzel 98 permanent drehfest mit der Welle 96 verbunden sind. Ferner kämmt das Ritzel 98 permanent mit dem Tellerrad 100. Somit ist das Achsgetriebe 82 über das Tellerrad 100 und das Ritzel 98 permanent mit der Welle 96 gekoppelt. Auch die Zahnräder 92 und 94 kämmen beispielsweise permanent, sodass die Zahnräder 92 und 94 permanent gekoppelt sind. Ferner ist es insbesondere vorgesehen, dass die Zahnräder 88 und 90 permanent kämmen, wobei das Zahnrad 88 permanent drehfest mit der Abtriebswelle 44 verbunden ist. Hierdurch ist die Welle 96 über die Zahnräder 88 und 90 permanent mit der Abtriebswelle 44 gekoppelt. In der Folge ist das Achsgetriebe 82 permanent mit der ersten Abtriebswelle 44 gekoppelt. Auf diese Weise kann das Achsgetriebe 82 über das Tellerrad 100 und das Ritzel 98 von der Abtriebswelle 44 beziehungsweise von der Abtriebswelle 60 angetrieben werden, sodass eine besonders vorteilhafte Fahrbarkeit darstellbar ist. Die genannten Übersetzungen unterscheiden sich insbesondere voneinander, wobei wenigstens eine der Übersetzungen oder beide Übersetzungen einen betragsmäßig von 1 unterschiedlichen Wert aufweisen.
Bezugszeichenliste

10: Getriebeeinrichtung
12: Gehäuse
14: Planetengetriebe
16: erster Planetenradsatz
18: erstes Sonnenrad
20: erster Planetenträger
22: erstes Hohlrad
24: erstes Planetenrad
26: zweiter Planetenradsatz
28: zweites Sonnenrad
30: zweiter Planetenträger
32: zweites Hohlrad
34: zweites Planetenrad
36: Antriebswelle
38: Pfeil
40: Antriebsmaschine
42: Schaltelement
44: erste Abtriebswelle
46: elektrische Maschine
48: Stator
50: Rotor
52: Drehachse
54: Schaltelemente
56: Schaltelement
58: Schaltelement
60: zweite Abtriebswelle
62: Übersetzungsstufe
64: dritter Planetenradsatz
66: drittes Sonnenrad
68: dritter Planetenträger
70: drittes Hohlrad
72: drittes Planetenrad
74: Schaltelement
76: Abtriebsrad
77: Pfeil
78: Schaltelement
80: Schaltelement
81: Schaltelement
82: Achsgetriebe
84: Zahnradpaar
86: Zahnradpaar
88: Zahnrad
90: Zahnrad
92: Zahnrad
94: Zahnrad
96: Welle
98: Ritzel
100: Tellerrad

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1416193 A2 [0002]

Claims

Getriebeeinrichtung (10) für ein Kraftfahrzeug, mit einem Gehäuse (12), und mit einem Planetengetriebe (14), welches aufweist: - einen in dem Gehäuse (12) aufgenommenen ersten Planetenradsatz (16), welcher ein erstes Sonnenrad (18), einen ersten Planetenträger (20) und ein erstes Hohlrad (22) aufweist; - einen in dem Gehäuse (12) aufgenommenen zweiten Planetenradsatz (26), welcher ein zweites Sonnenrad (28), einen zweiten Planetenträger (30) und ein drehfest mit dem ersten Planetenträger (20) verbundenes zweites Hohlrad (32) aufweist; - eine Antriebswelle (36), über welche Drehmomente in das Planetengetriebe (14) einleitbar sind; - ein erstes Schaltelement (42), über welches die Antriebswelle (36) mit dem ersten Hohlrad (22) drehfest koppelbar ist; - ein zweites Schaltelement (54), über welches die Antriebswelle (36) drehfest mit dem ersten Sonnenrad (18) koppelbar ist; und - eine drehfest mit dem zweiten Planetenträger (30) verbundene erste Abtriebswelle (44), über welche Drehmomente von dem Planetengetriebe (14) bereitstellbar sind; gekennzeichnet durch: - eine elektrische Maschine (46), mittels welcher Drehmomente bereitstellbar sind, welche über das zweite Sonnenrad (28) in das Planetengetriebe (14) einleitbar sind; und - ein drittes Schaltelement (56), mittels welchem das erste Sonnenrad (18) drehfest mit dem zweiten Sonnenrad (28) verbindbar ist.
Getriebeeinrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein viertes Schaltelement (58) vorgesehen ist, mittels welchem das erste Hohlrad (22) drehfest mit dem Gehäuse (12) verbindbar ist.
Getriebeeinrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Abtriebswelle (60) des Planetengetriebes (14) und eine Übersetzungsstufe (62) vorgesehen sind, über welche die erste Abtriebswelle (44) mit der zweiten Abtriebswelle (60) gekoppelt oder koppelbar ist.
Getriebeeinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein dritter Planetenradsatz (64) vorgesehen ist, welcher ein drittes Sonnenrad (66), einen dritten Planetenträger (68) und ein drittes Hohlrad (70) aufweist, welches drehfest mit dem zweiten Planetenträger (30) verbunden oder verbindbar ist.
Getriebeeinrichtung (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Planetenträger (68) drehfest mit dem zweiten Hohlrad (32) verbunden oder verbindbar ist.
Getriebeeinrichtung (10) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Sonnenrad (66) drehfest mit dem Gehäuse (12) verbunden oder verbindbar ist.
Getriebeeinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abtriebsrad (76) vorgesehen ist, wobei in axialer Richtung der Getriebeeinrichtung (10) der dritte Planetenradsatz (64) auf das Abtriebsrad (76), der erste Planetenradsatz (16) auf den dritten Planetenradsatz (64) und der zweite Planetenradsatz (26) auf den ersten Planetenradsatz (16) folgt, und wobei die elektrische Maschine (46) den ersten Planetenradsatz (16) und/oder den zweiten Planetenradsatz (26) zumindest teilweise umgibt.
Getriebeeinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 7 in dessen Rückbezug auf Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Planetenradsatz (64) die Übersetzungsstufe (62) ist.
Getriebeeinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Planetenradsatz (64) an ein als fünftes Schaltelement ausgebildetes Schaltelement (74, 78, 80) angebunden ist, welches zur Abkopplung des dritten Planetenradsatzes (64) von einem von einer Antriebsmaschine (40, 46) zu einem Achsgetriebe (82) verlaufenden Drehmomentenfluss ausgebildet ist.
Getriebeeinrichtung (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Übersetzungsstufe 62 wenigstens zwei Zahnradpaare 84 und 86 umfasst, welche in getrennten Zahnradebenen und axial versetzt angeordnet sind.
Getriebeeinrichtung (10) nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Abtriebswelle (44) permanent mit einem Achsgetriebe (82) der Getriebeeinrichtung (10) gekoppelt ist.