DE102019115918A1

DE102019115918A1 - Getriebeeinrichtung für eine Achse eines Kraftwagens sowie Kraftwagen

Info

Publication number: DE102019115918A1
Application number: DE102019115918.0A
Authority: DE
Inventors: Claudiu Sav
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2019-06-12
Filing date: 2019-06-12
Publication date: 2020-12-17

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Getriebeeinrichtung (12) für einen Kraftwagen (1), mit einer Antriebswelle (13), mit einem Differentialgetriebe (16), welches ein von der Antriebswelle (13) antreibbares Eingangselement (17) und von dem Eingangselement (17) antreibbare Ausgangselemente (22, 23) aufweist, und mit drehfest mit den Ausgangselementen (22, 23) verbundenen Seitenwellen (24, 25), über welche jeweilige Fahrzeugräder (4) des Kraftwagens (1) antreibbar sind. Es sind Kopplungseinrichtungen (33, 38, 43) vorgesehen, über welche wahlweise das Differentialgetriebe (16) unter Umgehung der Seitenwellen (24, 25) oder die jeweiligen Seitenwellen (24, 25) unter Umgehung des Differentialgetriebes (16) von der Antriebswelle (13) antreibbar ist beziehungsweise sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Getriebeeinrichtung für eine Achse eines Kraftwagens, insbesondere eines Personenkraftwagens, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Kraftwagen, insbesondere einen Personenkraftwagen, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 10.
Die WO 01/04513 A1 offenbart ein Automatikgetriebe für Kraftfahrzeuge, mit mindestens sechs Gangstufen, einem Hauptradsatz und einem in Kraftflussrichtung vor dem Hauptradsatz angeordneten Vorschaltradsatz. Des Weiteren ist aus der DE 101 03 789 B4 ein Differentialgetriebe bekannt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Getriebeeinrichtung und einen Kraftwagen mit einer solchen Getriebeeinrichtung zu schaffen, sodass ein besonders vorteilhafter Betrieb auf besonders gewichts- und kostengünstige Weise realisiert werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäße durch eine Getriebeeinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch einen Kraftwagen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Getriebeeinrichtung für eine Achse eines vorzugsweise als Personenkraftwagen ausgebildeten Kraftwagens. Die Getriebeeinrichtung weist eine beispielsweise auch als Eingangswelle bezeichnete Antriebswelle und ein Differentialgetriebe auf, welches auch einfach als Differential bezeichnet wird. Das Differentialgetriebe kann beispielsweise als ein Kegelraddifferential oder als ein Stirnraddifferential ausgebildet sein. Dem Differentialgetriebe kommt insbesondere die hinlänglich aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannte Funktion zu, Drehmomente, welche von der Antriebswelle bereitgestellt werden, auf beispielsweise in Fahrzeugquerrichtung voneinander beabstandete und einfach auch als Räder bezeichnete Fahrzeugräder der Achse beziehungsweise des Kraftwagens zu übertragen und dabei beispielsweise insbesondere bei einer Kurvenfahrt des Kraftwagens unterschiedliche Drehzahlen der Fahrzeugräder zuzulassen, insbesondere derart, dass sich bei einer solchen Kurvenfahrt das kurvenäußere Rad mit einer höheren Drehzahl als das kurveninnere Rad dreht beziehungsweise drehen kann. Somit sind beispielsweise die Fahrzeugräder über das Differentialgetriebe von der Antriebswelle antreibbar. Insbesondere können die Fahrzeugräder während der Kurvenfahrt über das Differentialgetriebe von der Antriebswelle angetrieben werden.
Das Differentialgetriebe weist einen von der Antriebswelle antreibbares Eingangselement auf, welches beispielsweise als ein Differentialkorb ausgebildet sein kann. Das Eingangselement, insbesondere der Differentialkorb, ist beispielsweise ein Gehäuseelement des Differentialgetriebes ist. Das Eingangselement ist von der Antriebswelle antreibbar und dadurch beispielsweise um eine Drehachse relativ zu einem Gehäuse der Getriebeeinrichtung drehbar. Dabei ist beispielsweise das Eingangselement in dem Gehäuse angeordnet. Beispielsweise fällt die Drehachse, um welche das Eingangselement relativ zu dem Gehäuse drehbar ist, mit der Fahrzeugquerrichtung zusammen beziehungsweise die Drehachse verläuft parallel zur Fahrzeugquerrichtung.
Das Differentialgetriebe kann beispielsweise drehbar an dem Eingangselement, insbesondere an dem Differentialkorb, gelagerte Ausgleichsräder aufweisen, welche auch als Differentialräder oder Differentialradsatz bezeichnet werden. Beispielsweise ist das jeweilige Ausgleichsrad um eine Ausgleichsraddrehachse relativ zu dem Eingangselement, insbesondere relativ zu dem Differentialkorb und insbesondere relativ zu dem Gehäuse drehbar. Die zuvor genannte Drehachse verläuft beispielsweise senkrecht zu einer ersten Ebene, wobei die Ausgleichsraddrehachse beispielsweise senkrecht zu einer zweiten Ebene verläuft. Beispielsweise verlaufen die Ebenen senkrecht zueinander. Insbesondere ist es vorgesehen, dass die Ausgleichsraddrehachse eine den Ausgleichsrädern gemeinsame Ausgleichsraddrehachse ist, um welche die Ausgleichsräder relativ zu dem Eingangselement, insbesondere dem Differentialkorb, drehbar sind.
Das Differentialgetriebe umfasst außerdem von dem Eingangselement antreibbare Ausgangselemente, welche beispielsweise als Zahnräder ausgebildet sein können. Insbesondere ist es denkbar, dass die Ausgangselemente Zahnräder in Form von Abtriebsrädern sind, welche von den Ausgleichsrädern antreibbar sind. Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die Abtriebsräder mit den Ausgleichsrädern direkt kämmen. Mit anderen Worten ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Abtriebsräder mit den Ausgleichsrädern in direktem Eingriff stehen. Vorzugsweise sind die Ausgangselemente, insbesondere die Abtriebsräder, relativ zu dem Eingangselement, insbesondere zu dem Differentialkorb, drehbar. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Drehachse eine den Ausgangselementen, insbesondere den Abtriebsrädern, gemeinsame Drehachse ist, um welche die Ausgangselemente, insbesondere die Abtriebsräder, relativ zu dem Eingangselement, insbesondere dem Differentialkorb, sowie vorzugsweise relativ zu dem Gehäuse drehbar sind.
Die Getriebeeinrichtung umfasst darüber hinaus Seitenwellen, welche auch als Abtriebswellen bezeichnet werden. Beispielsweise ist die jeweilige Seitenwelle als eine jeweilige Gelenkwelle ausgebildet. Dabei sind die Seitenwellen, insbesondere permanent, drehfest mit den Ausgangselementen, insbesondere mit den Abtriebsrädern, verbunden. Somit ist beispielsweise eine der Seitenwellen, insbesondere permanent, drehfest mit einem der Ausgangselemente, insbesondere der Abtriebsräder, verbunden, wobei die andere Seitenwelle, insbesondere permanent, drehfest mit dem anderen Ausgangselement, insbesondere Abtriebsrad, verbunden ist. Somit können sich beispielsweise die Seitenwellen um die Drehachse relativ zu dem Gehäuse beziehungsweise relativ zu dem Eingangselement, insbesondere dem Differentialkorb, drehen. Dabei sind beispielsweise die Fahrzeugräder von den Seitenwellen antreibbar, sodass die Fahrzeugräder über die Seitenwellen von den Ausgangselementen antreibbar sind. Hierzu ist beispielsweise die eine Seitenwelle, insbesondere permanent, drehfest mit einem der Fahrzeugräder verbunden, und die andere Seitenwelle ist beispielsweise, insbesondere permanent, drehfest mit dem anderen Fahrzeugrad verbunden. Die Fahrzeugräder sind so genannte Bodenkontaktelemente, über welche das Kraftfahrzeug in Fahrzeughochrichtung nach unten an einem Boden abgestützt oder abstützbar ist. Wird das Kraftfahrzeug beispielsweise entlang des Bodens gefahren, während das Kraftfahrzeug in Fahrzeughochrichtung nach unten über die Fahrzeugräder an dem Boden abgestützt ist, sodass die Fahrzeugräder den Boden, insbesondere direkt, berühren, so rollen die Fahrzeugräder an dem Boden ab.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist unter dem Merkmal, dass beispielsweise zwei Bauelemente permanent drehfest miteinander verbunden sind, insbesondere zu verstehen, dass die Bauelemente stets, das heißt permanent, drehfest miteinander verbunden sind, sodass nicht etwa eine Schalteinrichtung vorgesehen ist, mittels welcher eine drehfeste Verbindung der Bauelemente wahlweise beziehungsweise reversibel und zerstörungsfrei sowie abwechselnd hergestellt und wieder aufgehoben werden könnte. Insbesondere ist es denkbar, dass die eine Seitenwelle, insbesondere permanent, drehfest mit einer ersten Radnabe verbunden ist, wobei beispielsweise die andere Seitenwelle, insbesondere permanent, drehfest mit einer zweiten Radnabe verbunden ist. Dabei ist beispielsweise das eine Fahrzeugrad, insbesondere permanent, drehfest mit der ersten Radnabe verbunden, und das andere Fahrzeugrad kann, insbesondere permanent, drehfest mit der zweiten Radnabe verbunden sein. Dabei ist es insbesondere denkbar, dass das jeweilige Fahrzeugrad reversibel lösbar mit der jeweiligen Radnabe verbunden ist.
Um nun einen besonders vorteilhaften und insbesondere einen besonders effizienten Betrieb auf besonders gewichts- und kostengünstige Weise realisieren zu können, weist die Getriebeeinrichtung erfindungsgemäß eine erste Kopplungseinrichtung, welche zwischen wenigstens einem ersten Kopplungszustand und wenigstens einem ersten Entkoppelzustand verstellbar ist. In dem ersten Kopplungszustand ist das Eingangselement über die erste Kopplungseinrichtung beziehungsweise mittels der ersten Kopplungseinrichtung unter Umgehung der Seitenwellen drehmomentübertragend mit der Antriebswelle gekoppelt und dadurch unter Umgehung der Seitenwellen über die erste Kopplungseinrichtung von der Antriebswelle antreibbar. Dies bedeutet, dass in dem ersten Kopplungszustand ein erster Drehmomentfluss, welcher von der Antriebswelle über die erste Kopplungseinrichtung zu dem Eingangselement und somit zu dem Differentialgetriebe verläuft, geschlossen ist, wobei ein von der Antriebswelle bereitgestelltes erstes Drehmoment entlang des ersten Drehmomentflusses von der Antriebswelle über die erste Kopplungseinrichtung auf das Eingangselement übertragbar ist beziehungsweise übertragen wird. Das erste Drehmoment fließt auf seinem Weg von der Antriebswelle zu dem Eingangselement über die erste Kopplungseinrichtung zu dem Eingangselement und umgeht dabei die Seitenwellen. Dies bedeutet, dass das erste Drehmoment auf seinem Weg von der Antriebswelle zu dem Eingangselement über die erste Kopplungseinrichtung nicht oder erst nach dem Eingangselement beziehungsweise dem Differentialgetriebe zu den Seitenwellen fließt. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt sind die Seitenwellen bezogen auf den ersten Drehmomentfluss stromab der Antriebswelle, stromab des Eingangselements und stromab des Differentialgetriebes angeordnet.
In dem ersten Entkoppelzustand ist eine über die erste Kopplungseinrichtung verlaufende, drehmomentübertragende Kopplung des Eingangselements mit der Antriebswelle aufgehoben. Somit ist in dem ersten Entkoppelzustand der erste Drehmomentfluss unterbrochen beziehungsweise geöffnet, sodass das Eingangselement nicht unter Umgehung der Seitenwellen über die erste Kopplungseinrichtung von der Antriebswelle angetrieben werden kann.
Die Getriebeeinrichtung umfasst außerdem eine zweite Kopplungseinrichtung, welche zwischen wenigstens einem zweiten Kopplungszustand und einem zweiten Entkoppelzustand verstellbar ist. In dem zweiten Kopplungszustand ist eine erste der Seitenwellen über die zweite Kopplungseinrichtung unter Umgehung des Differentialgetriebes und unter Umgehung der zweiten Seitenwelle drehmomentübertragend mit der Antriebswelle gekoppelt und dadurch unter Umgehung des Differentialgetriebes und unter Umgehung der zweiten Seitenwelle von der Antriebswelle über die zweite Kopplungseinrichtung antreibbar. Dies bedeutet, dass in dem zweiten Kopplungszustand ein zweiter Drehmomentfluss, welcher von der Antriebswelle über die zweite Kopplungseinrichtung zu der ersten Seitenwelle verläuft, geschlossen ist, wobei ein von der Antriebswelle bereitgestelltes zweites Drehmoment entlang des zweiten Drehmomentflusses von der Antriebswelle über die zweite Kopplungseinrichtung auf die erste Seitenwelle übertragbar ist beziehungsweise übertragen wird. Das zweite Drehmoment fließt auf seinem Weg von der Antriebswelle zu der ersten Seitenwelle über die zweite Kopplungseinrichtung zu der ersten Seitenwelle und umgeht dabei das Differentialgetriebe und die zweite Seitenwelle. Dies bedeutet, dass das zweite Drehmoment auf seinem Weg von der Antriebswelle zu der ersten Seitenwelle über die zweite Kopplungseinrichtung nicht oder erst nach der ersten Seitenwelle zu dem Differentialgetriebe und der zweiten Seitenwelle fließt. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt ist das Differentialgetriebe bezogen auf den zweiten Drehmomentfluss stromab der Antriebswelle und stromab der ersten Seitenwelle angeordnet, und die zweite Seitenwelle ist beispielsweise bezogen auf den zweiten Drehmomentfluss stromab der Antriebswelle und stromab der ersten Seitenwelle oder nicht in dem zweiten Drehmomentfluss, das heißt außerhalb des zweiten Drehmomentflusses angeordnet.
In dem zweiten Entkoppelzustand ist eine über die zweite Kopplungseinrichtung verlaufende, drehmomentübertragende Kopplung der ersten Seitenwelle mit der Antriebswelle aufgehoben. Somit ist in dem zweiten Entkoppelzustand der zweite Drehmomentfluss unterbrochen beziehungsweise geöffnet, sodass die erste Seitenwelle nicht unter Umgehung des Differentialgetriebes und der zweiten Seitenwelle über die zweite Kopplungseinrichtung von der Antriebswelle angetrieben werden kann.
Die Getriebeeinrichtung umfasst außerdem eine dritte Kopplungseinrichtung, welche zwischen wenigstens einem dritten Kopplungszustand und wenigstens einem dritten Entkoppelzustand verstellbar ist. In dem dritten Kopplungszustand ist die zweite Seitenwelle über die dritte Kopplungseinrichtung unter Umgehung des Differentialgetriebes und unter Umgehung der ersten Seitenwelle drehmomentübertragend mit der Antriebswelle gekoppelt und dadurch unter Umgehung des Differentialgetriebes und unter Umgehung der ersten Seitenwelle von der Antriebswelle über die dritte Kopplungseinrichtung antreibbar. Dies bedeutet, dass in dem dritten Kopplungszustand ein dritter Drehmomentfluss, welcher von der Antriebswelle über die dritte Kopplungseinrichtung zu der zweiten Seitenwelle verläuft, geschlossen ist, wobei ein von der Antriebswelle bereitgestelltes drittes Drehmoment entlang des dritten Drehmomentflusses von der Antriebswelle über die dritte Kopplungseinrichtung auf die zweite Seitenwelle übertragbar ist beziehungsweise übertragen wird. Das dritte Drehmoment fließt auf seinem Weg von der Antriebswelle zu der zweiten Seitenwelle über die dritte Kopplungseinrichtung zu der zweiten Seitenwelle und umgeht dabei das Differentialgetriebe und die erste Seitenwelle. Dies bedeutet, dass das dritte Drehmoment auf seinem Weg von der Antriebswelle zu der zweiten Seitenwelle über die dritte Kopplungseinrichtung nicht oder erst nach der zweiten Seitenwelle zu dem Differentialgetriebe und der ersten Seitenwelle fließt. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt ist das Differentialgetriebe bezogen auf den dritten Drehmomentfluss stromab der Antriebswelle und stromab der zweiten Seitenwelle angeordnet, und die erste Seitenwelle ist beispielsweise bezogen auf den dritten Drehmomentfluss stromab der Antriebswelle und stromab der zweiten Seitenwelle oder nicht in dem dritten Drehmomentfluss, das heißt außerhalb des dritten Drehmomentflusses angeordnet.
In dem dritten Entkoppelzustand ist eine über die dritte Kopplungseinrichtung verlaufende, drehmomentübertragende Kopplung der zweiten Seitenwelle mit der Antriebswelle aufgehoben. Somit ist in dem dritten Entkoppelzustand der dritte Drehmomentfluss unterbrochen beziehungsweise geöffnet, sodass die zweite Seitenwelle nicht unter Umgehung des Differentialgetriebes und der ersten Seitenwelle über die dritte Kopplungseinrichtung von der Antriebswelle angetrieben werden kann.
Insgesamt ist erkennbar, dass beispielsweise die erste Seitenwelle unter Umgehung des Differentialgetriebes und unter Umgehung der zweiten Seitenwelle über die zweite Kopplungseinrichtung von der Antriebswelle angetrieben werden kann. Hierzu befindet sich beispielsweise die zweite Kopplungseinrichtung in ihrem zweiten Kopplungszustand, während sich beispielsweise die erste Kopplungseinrichtung in ihrem ersten Entkoppelzustand befindet. Dabei kann vorgesehen sein, dass sich die dritte Kopplungseinrichtung in ihrem dritten Kopplungszustand oder in ihrem dritten Entkoppelzustand befindet, während sich die zweite Kopplungseinrichtung in ihrem zweiten Kopplungszustand befindet, und insbesondere während sich die erste Koppeleinrichtung in ihrem ersten Entkoppelzustand befindet.
Ferner kann die zweite Seitenwelle unter Umgehung des Differentialgetriebes und unter Umgehung der ersten Seitenwelle von der Antriebswelle über die dritte Kopplungseinrichtung angetrieben werden. Hierzu befindet sich beispielsweise die dritte Kopplungseinrichtung in ihrem dritten Kopplungszustand, während sich vorzugsweise die erste Kopplungseinrichtung in ihrem ersten Entkoppelzustand befindet. Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass sich die zweite Kopplungseinrichtung in ihrem zweiten Kopplungszustand befindet, während sich die dritte Kopplungseinrichtung in ihrem dritten Kopplungszustand befindet, oder die zweite Kopplungseinrichtung befindet sich in ihrem zweiten Entkoppelzustand, während sich die dritte Kopplungseinrichtung in ihrem dritten Kopplungszustand befindet.
Außerdem ist es denkbar, dass das Eingangselement und somit das Differentialgetriebe über die erste Kopplungseinrichtung von der Antriebswelle angetrieben werden beziehungsweise antreibbar sind, insbesondere unter Umgehung der Seitenwellen. Hierzu befindet sich beispielsweise die erste Kopplungseinrichtung in ihrem ersten Kopplungszustand, während sich die zweite Kopplungseinrichtung in ihrem zweiten Entkoppelzustand und die dritte Kopplungseinrichtung in ihrem dritten Entkoppelzustand befinden. Wird beispielsweise das Eingangselement über die erste Kopplungseinrichtung von der Antriebswelle angetrieben, während sich die erste Kopplungseinrichtung in ihrem ersten Kopplungszustand, sich die zweite Kopplungseinrichtung in ihrem zweiten Entkoppelzustand befindet und sich die dritte Kopplungseinrichtung sich in ihrem dritten Entkoppelzustand befindet, so sind beziehungsweise werden die Seitenwellen über das Differentialgetriebe und über die erste Kopplungseinrichtung von der Antriebswelle antreibbar beziehungsweise angetrieben. Ein Antreiben der Seitenwellen über die zweite und dritte Kopplungseinrichtung unterbleibt.
Um einen besonders vorteilhaften Betrieb realisieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die erste Kopplungseinrichtung und/oder die zweite Kopplungseinrichtung und/oder die dritte Kopplungseinrichtung als eine Reibkupplung, insbesondere als eine Lamellenkupplung, ausgebildet sind. Dadurch kann beispielsweise ein, insbesondere höchstens beziehungsweise maximal, von der jeweiligen Kopplungseinrichtung übertragbares und auch als Maximalmoment bezeichnetes Drehmoment bedarfsgerecht eingestellt werden, sodass beispielsweise auf besonders vorteilhafte, insbesondere auf besonders kosten- und bauraumgünstige Weise Torque Vectoring realisiert werden kann. Mit anderen Worten kann so das zum Antreiben der Seitenwellen vorgesehene und von der Antriebswelle bereitgestellte Drehmoment besonders bedarfsgerecht auf die Seitenwellen aufgeteilt werden, wobei die Aufteilung des Drehmoments insbesondere mittels der Kopplungseinrichtung bedarfsgerecht eingestellt, das heißt variiert werden kann.
Ein besonders vorteilhafter Antrieb kann realisiert werden, wenn die Getriebeeinrichtung eine erste Übersetzungseinrichtung aufweist, welche ein von der Antriebswelle antreibbares erstes Zahnrad, ein von dem ersten Zahnrad antreibbares zweites Zahnrad und die erste Kopplungseinrichtung aufweist. Beispielsweise kämmen das erste Zahnrad und das zweite Zahnrad direkt miteinander. Bezogen auf den ersten Drehmomentfluss ist beispielsweise die erste Kopplungseinrichtung stromab der Antriebswelle und stromauf des ersten Zahnrads und somit stromauf des zweiten Zahnrads und somit zwischen der Antriebswelle und dem ersten Zahnrad angeordnet, oder die erste Kopplungseinrichtung kann bezogen auf den ersten Drehmomentfluss stromab der Antriebswelle, stromab des ersten Zahnrads und stromab des zweiten Zahnrads und stromauf des Eingangselements angeordnet sein, sodass die erste Kopplungseinrichtung beispielsweise zwischen dem zweiten Zahnrad und dem Eingangselement angeordnet sein kann. Somit ist beispielsweise das Eingangselement über die erste Kopplungseinrichtung von dem zweiten Zahnrad antreibbar oder das erste Zahnrad ist über die erste Kopplungseinrichtung von der Antriebswelle antreibbar.
In dem ersten Kopplungszustand ist beispielsweise das zweite Zahnrad über die erste Kopplungseinrichtung drehmomentübertragend mit dem Eingangselement gekoppelt ist, wobei in dem ersten Entkoppelzustand das zweite Zahnrad von dem Eingangselement entkoppelt ist. Oder in dem ersten Kopplungszustand ist das erste Zahnrad über die erste Kopplungseinrichtung drehmomentübertragend mit der Antriebswelle gekoppelt, wobei in dem ersten Entkoppelzustand das erste Zahnrad von der Antriebswelle entkoppelt ist. Das zweite Zahnrad ist zusätzlich zu dem ersten Zahnrad vorgesehen. Die erste Kopplungseinrichtung ist beispielsweise als eine erste Kupplung ausgebildet beziehungsweise wird auch als erste Kupplung bezeichnet. Unter der oder einer jeweiligen, drehmomentübertragenden Kopplung von Bauelementen ist im Rahmen der Erfindung zu verstehen, dass Drehmomente zwischen den drehmomentübertragend miteinander gekoppelten Bauelemente übertragen werden können. Sind diese Bauelemente voneinander entkoppelt, so können keine Drehmomente zwischen diesen Bauelementen übertragen werden. Beispielsweise ist das erste Zahnrad, insbesondere permanent, drehfest mit der Antriebswelle verbunden, wobei in dem ersten Kopplungszustand das zweite Zahnrad mittels der ersten Kopplungseinrichtung drehfest mit dem Eingangselement verbunden sein kann. Ferner ist es denkbar, dass das zweite Zahnrad, insbesondere permanent, drehfest mit dem Eingangselement verbunden ist, wobei in dem ersten Kopplungszustand das erste Zahnrad mittels der ersten Kopplungseinrichtung drehfest mit der Antriebswelle verbunden sein kann.
In dem ersten Entkoppelzustand können beispielsweise keine Drehmomente über die erste Kopplungseinrichtung zwischen dem Eingangselement und der Antriebswelle übertragen werden. Wird somit beispielsweise in dem ersten Kopplungszustand die Antriebswelle angetrieben und somit gedreht, so wird dadurch das Eingangselement über die erste Kopplungseinrichtung von der Antriebswelle angetrieben und dadurch um die Drehachse relativ zu dem Gehäuse gedreht. Wird jedoch beispielsweise in dem ersten Entkoppelzustand die Antriebswelle angetrieben und somit gedreht, insbesondere relativ zu dem Gehäuse, so unterbleibt ein über die erste Kopplungseinrichtung bewirktes Antreiben des Eingangselements.
Die Getriebeeinrichtung umfasst ferner beispielsweise eine zweite Übersetzungseinrichtung, welche ein von der Antriebswelle antreibbares drittes Zahnrad, ein von dem dritten Zahnrad antreibbares viertes Zahnrad und die zweite Kopplungseinrichtung aufweist. Beispielsweise kämmen das dritte und vierte Zahnrad direkt miteinander. Bezogen auf den zweiten Drehmomentfluss ist beispielsweise die zweite Kopplungseinrichtung stromab der Antriebswelle und stromauf des dritten Zahnrads und somit stromauf des vierten Zahnrads und somit zwischen der Antriebswelle und dem dritten Zahnrad angeordnet, oder die zweite Kopplungseinrichtung kann bezogen auf den zweiten Drehmomentfluss stromab der Antriebswelle, stromab des dritten Zahnrads und stromab des vierten Zahnrads und stromauf der ersten Seitenwelle angeordnet sein, sodass die zweite Kopplungseinrichtung beispielsweise zwischen dem vierten Zahnrad und der ersten Seitenwelle angeordnet sein kann. Somit ist beispielsweise die zweite Seitenwelle über die zweite Kopplungseinrichtung von dem vierten Zahnrad antreibbar oder das dritte Zahnrad ist über die zweite Kopplungseinrichtung von der Antriebswelle antreibbar.
In dem zweiten Kopplungszustand ist beispielsweise das vierte Zahnrad über die zweite Kopplungseinrichtung drehmomentübertragend mit der ersten Seitenwelle gekoppelt, wobei in dem zweiten Entkoppelzustand das vierte Zahnrad von der ersten Seitenwelle entkoppelt ist. Oder in dem zweiten Kopplungszustand ist das dritte Zahnrad über die zweite Kopplungseinrichtung drehmomentübertragend mit der Antriebswelle gekoppelt, wobei in dem zweiten Entkoppelzustand das dritte Zahnrad von der Antriebswelle entkoppelt ist. Das vierte Zahnrad ist zusätzlich zu dem dritten Zahnrad vorgesehen. Die zweite Kopplungseinrichtung ist beispielsweise als eine zweite Kupplung ausgebildet beziehungsweise wird auch als zweite Kupplung bezeichnet.
Beispielsweise ist das dritte Zahnrad, insbesondere permanent, drehfest mit der Antriebswelle verbunden, wobei in dem zweiten Kopplungszustand das vierte Zahnrad mittels der zweiten Kopplungseinrichtung drehfest mit der ersten Seitenwelle verbunden sein kann. Ferner ist es denkbar, dass das vierte Zahnrad, insbesondere permanent, drehfest mit der ersten Seitenwelle verbunden ist, wobei in dem zweiten Kopplungszustand das dritte Zahnrad mittels der zweiten Kopplungseinrichtung drehfest mit der Antriebswelle verbunden sein kann. In dem zweiten Entkoppelzustand können beispielsweise keine Drehmomente über die zweite Kopplungseinrichtung zwischen der ersten Seitenwelle und der Antriebswelle übertragen werden. Wird somit beispielsweise in dem zweiten Kopplungszustand die Antriebswelle angetrieben und somit gedreht, so wird dadurch die erste Seitenwelle über die zweite Kopplungseinrichtung von der Antriebswelle angetrieben und dadurch um die Drehachse relativ zu dem Gehäuse gedreht. Wird jedoch beispielsweise in dem zweiten Entkoppelzustand die Antriebswelle angetrieben und somit gedreht, insbesondere relativ zu dem Gehäuse, so unterbleibt ein über die zweite Kopplungseinrichtung bewirktes Antreiben der ersten Seitenwelle.
Des Weiteren umfasst die Getriebeeinrichtung vorzugsweise eine dritte Übersetzungseinrichtung, welche ein von der Antriebswelle antreibbares fünftes Zahnrad, ein von dem fünften Zahnrad antreibbares sechstes Zahnrad und die dritte Kopplungseinrichtung aufweist. Beispielsweise kämmen das fünfte und sechste Zahnrad direkt miteinander. Bezogen auf den dritten Drehmomentfluss ist beispielsweise die dritte Kopplungseinrichtung stromab der Antriebswelle und stromauf des fünften Zahnrads und somit stromauf des sechsten Zahnrads und somit zwischen der Antriebswelle und dem fünften Zahnrad angeordnet, oder die dritte Kopplungseinrichtung kann bezogen auf den dritten Drehmomentfluss stromab der Antriebswelle, stromab des fünften Zahnrads und stromab des sechsten Zahnrads und stromauf der zweiten Seitenwelle angeordnet sein, sodass die dritte Kopplungseinrichtung beispielsweise zwischen dem sechsten Zahnrad und der zweiten Seitenwelle angeordnet sein kann. Somit ist beispielsweise die dritte Seitenwelle über die dritte Kopplungseinrichtung von dem sechsten Zahnrad antreibbar oder das fünfte Zahnrad ist über die dritte Kopplungseinrichtung von der Antriebswelle antreibbar.
In dem dritten Kopplungszustand ist beispielsweise das sechste Zahnrad über die dritte Kopplungseinrichtung drehmomentübertragend mit der zweiten Seitenwelle gekoppelt, wobei in dem dritten Entkoppelzustand das sechste Zahnrad von der zweiten Seitenwelle entkoppelt ist. Oder in dem dritten Kopplungszustand ist das fünfte Zahnrad über die dritte Kopplungseinrichtung drehmomentübertragend mit der Antriebswelle gekoppelt, wobei in dem dritten Entkoppelzustand das fünfte Zahnrad von der Antriebswelle entkoppelt ist. Das sechste Zahnrad ist zusätzlich zu dem fünften Zahnrad vorgesehen. Die dritte Kopplungseinrichtung ist beispielsweise als eine dritte Kupplung ausgebildet beziehungsweise wird auch als dritte Kupplung bezeichnet.
Beispielsweise ist das fünfte Zahnrad, insbesondere permanent, drehfest mit der Antriebswelle verbunden, wobei in dem dritten Kopplungszustand das sechste Zahnrad mittels der dritten Kopplungseinrichtung drehfest mit der zweiten Seitenwelle verbunden sein kann. Ferner ist es denkbar, dass das sechste Zahnrad, insbesondere permanent, drehfest mit der zweiten Seitenwelle verbunden ist, wobei in dem dritten Kopplungszustand das fünfte Zahnrad mittels der dritten Kopplungseinrichtung drehfest mit der Antriebswelle verbunden sein kann. In dem dritten Entkoppelzustand können beispielsweise keine Drehmomente über die dritte Kopplungseinrichtung zwischen der zweiten Seitenwelle und der Antriebswelle übertragen werden. Wird somit beispielsweise in dem dritten Kopplungszustand die Antriebswelle angetrieben und somit gedreht, so wird dadurch die zweite Seitenwelle über die dritte Kopplungseinrichtung von der Antriebswelle angetrieben und dadurch um die Drehachse relativ zu dem Gehäuse gedreht. Wird jedoch beispielsweise in dem dritten Entkoppelzustand die Antriebswelle angetrieben und somit gedreht, insbesondere relativ zu dem Gehäuse, so unterbleibt ein über die dritte Kopplungseinrichtung bewirktes Antreiben der zweiten Seitenwelle.
Insgesamt ist ferner erkennbar, dass sich ein besonders vorteilhafter Antrieb der Fahrzeugräder auf besonders bedarfsgerechte Weise realisieren lässt, sodass auf bauraum-, kosten- und gewichtsgünstige Weise ein vorteilhafter beziehungsweise effizienter Betrieb des Kraftwagens darstellbar ist. Des Weiteren ist erkennbar, dass die erfindungsgemäße Getriebeeinrichtung wenigstens oder genau drei Drehmomentpfade aufweist, über welche Drehmomente von der Antriebswelle auf die Seitenwellen beziehungsweise auf die Fahrzeugräder übertragen werden können. Ein erster der Drehmomentpfade ist beispielsweise der erste Drehmomentfluss und verläuft von der Antriebswelle über die erste Übersetzungseinrichtung und über das Differentialgetriebe und somit beispielsweise über das erste Zahnrad, das zweite Zahnrad, die erste Kopplungseinrichtung und das Differentialgetriebe zu den Seitenwellen. Somit kann beispielsweise das von der Antriebswelle bereitgestellte erste Drehmoment über den ersten Drehmomentpfad auf die Seitenwellen übertragen werden, wobei das erste Drehmoment mittels des Differentialgetriebes auf die Seitenwellen übertragen beziehungsweise verteilt wird. Bezogen auf den ersten Drehmomentpfad beziehungsweise bezogen auf einen Fluss des ersten Drehmoments durch den oder über den ersten Drehmomentpfad sind die Seitenwellen stromab des Differentialgetriebes angeordnet, sodass bei einem Antreiben der Seitenwellen beziehungsweise der Fahrzeugräder die Seitenwellen von dem Differentialgetriebe angetrieben werden.
Ein zweiter der Drehmomentpfade ist beispielsweise der zweite Drehmomentfluss und verläuft von der Antriebswelle über die zweite Übersetzungseinrichtung und somit über die zweite Kopplungseinrichtung auf die erste Seitenwelle. Somit kann das von der Antriebswelle bereitgestellte zweite Drehmoment über den zweiten Drehmomentpfad von der Antriebswelle auf die erste Seitenwelle übertragen werden. Der zweite Drehmomentpfad umgeht dabei das Differentialgetriebe insbesondere derart, dass bei einem Antreiben der ersten Seitenwelle über den zweiten Drehmomentpfad das Differentialgetriebe nicht angetrieben oder von der ersten Seitenwelle angetrieben wird, insbesondere ohne dass das Differentialgetriebe die erste Seitenwelle antreibt.
Der dritte Drehmomentpfad ist beispielsweise der dritte Drehmomentfluss und verläuft von der Antriebswelle über die dritte Übersetzungseinrichtung und somit über die dritte Kopplungseinrichtung auf die zweite Seitenwelle. Somit kann beispielsweise das von der Antriebswelle bereitgestellte dritte Drehmoment über den dritten Drehmomentpfad von der Antriebswelle auf die zweite Seitenwelle übertragen werden. Der dritte Drehmomentpfad umgeht beispielsweise das Differentialgetriebe, insbesondere in derart, dass bei einem Antreiben der zweiten Seitenwelle das Differentialgetriebe nicht angetrieben wird oder von der zweiten Seitenwelle angetrieben wird und nicht umgekehrt.
Wird beispielsweise die Antriebswelle angetrieben und dadurch in eine erste Drehrichtung gedreht, während sich die erste Kopplungseinrichtung in dem ersten Kopplungszustand, die zweite Kopplungseinrichtung in dem zweiten Entkoppelzustand und die dritte Kopplungseinrichtung in dem dritten Entkoppelzustand befindet, so wird dadurch beispielsweise das Eingangselement angetrieben und in eine zweite Drehrichtung gedreht, wobei insbesondere die Seitenwellen angetrieben und in die zweite Drehrichtung gedreht werden. Beispielsweise sind die erste Drehrichtung und die zweite Drehrichtung gleichsinnig oder gegensinnig.
Wird beispielsweise die Antriebswelle angetrieben und dabei in die erste Drehrichtung gedreht, während sich die zweite Kopplungseinrichtung in dem zweiten Kopplungszustand, die erste Kopplungseinrichtung in dem ersten Entkoppelzustand und die dritte Kopplungseinrichtung in dem dritten Entkoppelzustand befindet, so wird dadurch beispielsweise die erste Seitenwelle in die zweite Drehrichtung gedreht. Wird beispielsweise die Antriebswelle angetrieben und dadurch in die erste Drehrichtung gedreht, während sich die dritte Kopplungseinrichtung in dem dritten Kopplungszustand, die erste Kopplungseinrichtung in dem ersten Entkoppelzustand und die zweite Kopplungseinrichtung in dem zweiten Entkoppelzustand befindet, so wird dadurch beispielsweise die zweite Seitenwelle in die zweite Drehrichtung gedreht. Somit werden beispielsweise die Seitenwellen stets in dieselbe beziehungsweise in die zweite Drehrichtung gedreht, wenn sie über die jeweilige Kopplungseinrichtung von der Antriebswelle angetrieben werden. Insbesondere ist es denkbar, dass die Kopplungseinrichtungen einzeln beziehungsweise individuell und somit zumindest im Wesentlichen unabhängig voneinander geschaltet, das heißt verstellt beziehungsweise umgeschaltet werden können. Insbesondere können dadurch vorteilhafte Übersetzungsverhältnisse auf gewichts-, kosten- und bauraumgünstige Weise realisiert werden. Alternativ oder zusätzlich kann ein so genanntes Torque Vectoring, das heißt eine vorteilhafte Drehmomentverteilung realisiert beziehungsweise eingestellt werden. Unter der Drehmomentverteilung kann insbesondere verstanden werden, dass eine Aufteilung eines von der Antriebswelle bereitgestellten und zum Antreiben der Seitenwellen vorgesehenen Drehmoments auf die Seitenwellen bedarfsgerecht eingestellt beziehungsweise variiert werden kann.
Der Erfindung liegen insbesondere die folgenden Erkenntnisse zugrunde: Grundsätzlich ist es denkbar, für eine oder an einer Achse ein Getriebe mit wenigstens oder genau zwei schaltbaren Gängen beziehungsweise Übersetzungsverhältnissen vorzusehen. Dabei ist dann üblicherweise zusätzlich eine auch als Final Drive bezeichnete Endübersetzung vorgesehen. Hierzu kommen üblicherweise zwei Kupplungen zum Einsatz, wodurch beispielsweise Torque Vectoring realisiert werden kann. Hieraus resultieren jedoch die Nachteile, dass ein Planetenradsatz zum Einsatz kommen muss, um eine hinreichende Untersetzung, insbesondere ein hinreichend hohes Untersetzungs- beziehungsweise Übersetzungsverhältnis realisieren zu können. Die Verwendung eines Planetenradsatzes führt zu einem hohen Gewicht, zu einer hohen Komplexität und zu hohen Kosten, was nun durch die Erfindung vermieden werden kann. Außerdem muss das Differentialgetriebe dann üblicherweise als ein Sperrdifferential ausgebildet sein, was zu einer unerwünschten Verspannung der Achse beziehungsweise in der Achse führen kann.
Auch eine solche unerwünschte Verspannung der Achse kann durch die Erfindung vermieden werden. Hierzu ist es vorzugsweise vorgesehen, dass das Differentialgetriebe als ein offenes Differential, das heißt als ein offenes Differentialgetriebe ausgebildet ist, sodass vorzugsweise das Differentialgetriebe frei von einer Sperreinrichtung, das heißt frei von einer Differentialsperre ist. Dadurch können die Kosten, das Gewicht und der Bauraumbedarf besonders gering gehalten werden.
Um die Teileanzahl und somit die Kosten, Bauraumbedarf und das Gewicht besonders gering halten zu können, ist es bei einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass das erste Zahnrad und/oder das dritte Zahnrad und/oder das fünfte Zahnrad auf der Antriebswelle angeordnet ist beziehungsweise sind. Alternativ oder zusätzlich ist das erste Zahnrad und/oder das dritte Zahnrad und/oder das fünfte Zahnrad, insbesondere permanent, drehfest mit der Antriebswelle verbunden.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das erste Zahnrad direkt mit dem zweiten Zahnrad kämmt. Alternativ oder zusätzlich kämmt das dritte Zahnrad direkt mit dem vierten Zahnrad. Alternativ oder zusätzlich kämmt das fünfte Zahnrad direkt mit dem sechsten Zahnrad. Dadurch können die Teileanzahl und somit die Kosten, der Bauraumbedarf und das Gewicht in einem besonders geringen Rahmen gehalten werden. Gleichzeitig können besonders vorteilhafte Übersetzungsverhältnisse, insbesondere der Übersetzungseinrichtungen, geschaffen werden. Dadurch kann ein besonders effizienter und effektiver Betrieb des Kraftwagens gewährleistet werden.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass erste Zahnrad und/oder das zweite Zahnrad und/oder das dritte Zahnrad und/oder das vierte Zahnrad und/oder das fünfte Zahnrad und/oder das sechste Zahnrad als ein Stirnrad ausgebildet ist. Dadurch können die Kosten, der Bauraumbedarf und das Gewicht in einem besonders geringen Rahmen gehalten werden.
Als weiterhin besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn das Differentialgetriebe als ein Kegeldifferential, beziehungsweise Kegelraddifferential ausgebildet ist.
Um auf bauraumgünstige Weise einen besonders vorteilhaften und effizienten Betrieb des Kraftwagens realisieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die erste Übersetzungseinrichtung ein erstes Übersetzungsverhältnis, die zweite Übersetzungseinrichtung ein zweites Übersetzungsverhältnis und die dritte Übersetzungseinrichtung ein drittes Übersetzungsverhältnis aufweist. Wie allgemein üblich ist auch im Rahmen der Erfindung unter dem jeweiligen, beispielsweise mit i bezeichneten Übersetzungsverhältnis der Quotient aus Antriebsdrehzahl und Abtriebsdrehzahl zu verstehen, sodass sich beispielsweise das jeweilige Übersetzungsverhältnis i ergibt zu: $i = \frac{n_{A n t r i e b}}{n_{A b t r i e b}}$
Mit n_Antrieb ist dabei die beziehungsweise eine Antriebsdrehzahl bezeichnet, während mit n_Abtrieb eine beziehungsweise die Abtriebsdrehzahl bezeichnet ist. Wird beispielsweise der Differentialkorb über die erste Kopplungseinrichtung von der Antriebswelle angetrieben, derart, dass sich die Antriebswelle mit einer ersten Drehzahl und der Differentialkorb mit einer insbesondere von der ersten Drehzahl unterschiedlichen zweiten Drehzahl dreht, so ist die erste Drehzahl die zuvor genannte Antriebsdrehzahl und die zweite Drehzahl ist die zuvor genannte Abtriebsdrehzahl. Da der Differentialkorb von der Antriebswelle angetrieben wird, ist der Differentialkorb ein Abtrieb, während die Antriebswelle ein Antrieb ist. Wird beispielsweise die erste Seitenwelle über die zweite Kopplungseinrichtung von der Antriebswelle angetrieben, derart, dass sich die Antriebswelle mit der ersten Drehzahl und die erste Seitenwelle mit einer insbesondere von der ersten Drehzahl unterschiedlichen dritten Drehzahl dreht, so ist beispielsweise die erste Drehzahl die zuvor genannte Antriebsdrehzahl, und die dritte Drehzahl ist die zuvor genannte Abtriebsdrehzahl. Da die erste Seitenwelle von der Antriebswelle angetrieben wird, ist die erste Seitenwelle ein Abtrieb, während die Antriebswelle ein Antrieb ist. Wird dementsprechend beispielsweise die zweite Seitenwelle über die dritte Kopplungseinrichtung von der Antriebswelle angetrieben, derart, dass sich die Antriebswelle mit der ersten Drehzahl und die zweite Seitenwelle mit einer insbesondere von der ersten Drehzahl unterschiedlichen vierten Drehzahl dreht, so ist die erste Drehzahl die zuvor genannte Antriebsdrehzahl und die vierte Drehzahl ist die zuvor genannte Abtriebsdrehzahl. Da die zweite Seitenwelle von der Antriebswelle angetrieben wird, ist dann die zweite Seitenwelle ein Abtrieb, während die Antriebswelle ein Antrieb ist.
Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn der auch als absoluter Betrag, Absolutbetrag oder Absolutwert bezeichnete Betrag des ersten Übersetzungsverhältnisses und/oder der Betrag des zweiten Übersetzungsverhältnisses und/oder der Betrag des dritten Übersetzungsverhältnisses größer als 1 sind. Somit handelt es sich vorzugsweise bei dem jeweiligen, einfach auch als Übersetzung bezeichneten Übersetzungsverhältnis um eine Untersetzung, sodass das jeweilige Übersetzungsverhältnis ein Untersetzungsverhältnis ist. Das gegenüber 1 größere Übersetzungsverhältnis wird auch als Übersetzung beziehungsweise Untersetzung ins Langsame bezeichnet.
Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn der Betrag des ersten Übersetzungsverhältnisses kleiner als der Betrag des zweiten Übersetzungsverhältnisses und kleiner als der Betrag des dritten Übersetzungsverhältnisses ist. Dadurch können auf besonders bauraum- und gewichtsgünstige Weise unterschiedliche Übersetzungen beziehungsweise Untersetzungen realisiert werden. Da die Kopplungseinrichtung bedarfsgerecht zwischen den jeweiligen Kopplungszuständen und Entkoppelzuständen umgeschaltet werden können, können die Seitenwellen und somit die Räder besonders bedarfsgerecht mit dem jeweiligen Übersetzungsverhältnis angetrieben werden. In der Folge ist ein besonders effizienter und effektiver Betrieb des Kraftwagens auf bauraum- und kostengünstige Weise darstellbar.
Um dabei die Kosten besonders gering zu halten, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das zweite Übersetzungsverhältnis dem dritten Übersetzungsverhältnis entspricht.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft einen vorzugsweise als Personenkraftwagen ausgebildeten Kraftwagen. Der Kraftwagen weist wenigstens eine Achse auf, welche, insbesondere wenigstens oder genau, zwei in Fahrzeugquerrichtung voneinander beabstandete Fahrzeugräder umfasst. Außerdem umfasst die Achse, insbesondere wenigstens oder genau, eine Getriebeeinrichtung, gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung. Die Getriebeeinrichtung umfasst eine Antriebswelle und ein Differentialgetriebe. Das Differentialgetriebe weist ein von der Antriebswelle antreibbares und beispielsweise als ein Differentialkorb ausgebildetes Eingangselement auf. Außerdem kann das Differentialgetriebe gegebenenfalls drehbar an dem Differentialkorb gelagerte Ausgleichsräder aufweisen. Außerdem weist das Differentialgetriebe Ausgangselemente auf, welche beispielsweise von den Ausgleichsrädern antreibbare Abtriebsräder sein können. Außerdem umfasst die Getriebeeinrichtung drehfest mit den Ausgangselementen verbundene Seitenwellen, über welche die Fahrzeugräder antreibbar sind.
Um nun auf bauraum- und gewichtsgünstige Weise einen besonders effizienten und effektiven Betrieb des Kraftwagens realisieren zu können, ist es bei dem zweiten Aspekt der Erfindung vorgesehen, dass die Getriebeeinrichtung eine erste Kopplungseinrichtung aufweist, welche zwischen wenigstens einem ersten Kopplungszustand, in welchem das Eingangselement über die erste Kopplungseinrichtung unter Umgehung der Seitenwellen drehmomentübertragend mit der Antriebswelle gekoppelt und dadurch unter Umgehung der Seitenwellen über die erste Kopplungseinrichtung von der Antriebswelle antreibbar ist, und einem ersten Entkoppelzustand verstellbar ist, in welchem eine über die erste Kopplungseinrichtung verlaufende, drehmomentübertragende Kopplung des Eingangselements mit der Antriebswelle aufgehoben ist beziehungsweise unterbleibt.
Die Getriebeeinrichtung umfasst außerdem eine zweite Kopplungseinrichtung, welche zwischen wenigstens einem zweiten Kopplungszustand, in welchem eine erste der Seitenwellen über die zweite Kopplungseinrichtung unter Umgehung des Differentialgetriebes und unter Umgehung der zweiten Seitenwelle drehmomentübertragend mit der Antriebswelle gekoppelt und dadurch unter Umgehung des Differentialgetriebes und unter Umgehung der zweiten Seitenwelle von der Antriebswelle über die zweite Kopplungseinrichtung antreibbar ist, und einem zweiten Entkoppelzustand verstellbar ist, in welchem eine über die zweite Kopplungseinrichtung verlaufende, drehmomentübertragende Kopplung der ersten Seitenwelle mit der Antriebswelle aufgehoben ist beziehungsweise unterbleibt.
Die Getriebeeinrichtung umfasst außerdem eine dritte Kopplungseinrichtung, welche zwischen wenigstens einem dritten Kopplungszustand, in welchem die zweite Seitenwelle über die dritte Kopplungseinrichtung unter Umgehung des Differentialgetriebes und unter Umgehung der ersten Seitenwelle drehmomentübertragend mit der Antriebswelle gekoppelt und dadurch unter Umgehung des Differentialgetriebes und unter Umgehung der ersten Seitenwelle von der Antriebswelle über die dritte Kopplungseinrichtung antreibbar ist, und einem dritten Entkoppelzustand verstellbar ist, in welchem eine über die dritte Kopplungseinrichtung verlaufende, drehmomentübertragende Kopplung der zweiten Seitenwelle mit der Antriebswelle aufgehoben ist beziehungsweise unterbleib. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels mit dazugehöriger Zeichnung.
Dabei zeigt die einzige Figur eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen und vorzugsweise als Personenkraftwagen ausgebildeten Kraftwagens.
Die einzige Fig. zeigt in einer besonders schematischen Darstellung ausschnittsweise einen vorzugsweise als Personenkraftwagen ausgebildeten Kraftwagen 1. Der Kraftwagen 1 ist vorzugsweise als ein Hybridfahrzeug oder aber als ein Elektrofahrzeug, insbesondere als ein batterieelektrisches Fahrzeug (BEV), ausgebildet. Der Kraftwagen 1 weißt beziehungsweise wenigstens oder genau zwei in Fahrzeuglängsrichtung hintereinander beziehungsweise aufeinanderfolgend angeordnete Achsen auf, wobei in der Fig. die Fahrzeuglängsrichtung durch einen Doppelpfeil 2 veranschaulicht ist. Von diesen zwei Achsen ist in der Fig. eine mit 3 bezeichnete Achse des Kraftwagens 1 erkennbar. Die Achse 3 ist beispielsweise eine Vorderachse oder eine Hinterachse des Kraftwagens 1. Die Achse 3 weist genau zwei in Fahrzeugquerrichtung voneinander beabstandete und einfach auch als Räder bezeichnete Fahrzeugräder 4 auf. Die Fahrzeugräder 4 sind Bodenkontaktelemente, über welche der Kraftwagen 1 in Fahrzeughochrichtung nach unten direkt an einem Boden abstützbar oder abgestützt ist. Die Fahrzeugquerrichtung ist in der Fig. durch einen Doppelpfeil 5 veranschaulicht, während die Fahrzeughochrichtung in der Fig. durch einen Doppelpfeil 6 veranschaulicht ist. Wird der Kraftwagen 1 entlang des Bodens gefahren, während der Kraftwagen 1 in Fahrzeughochrichtung nach unten über die Fahrzeugräder 4 an dem Boden direkt abgestützt ist, so rollen die Fahrzeugräder 4 an dem Boden ab.
Der Kraftwagen 1 weist wenigstens oder genau einen Antriebsmotor 7 auf, mittels welchem die Fahrzeugräder 4 angetrieben werden können. Grundsätzlich ist es denkbar, dass der Antriebsmotor 7 eine Verbrennungskraftmaschine ist. Bei dem in der Fig. gezeigten Ausführungsbeispiel jedoch ist der Antriebsmotor 7 als eine elektrische Maschine ausgebildet, mittels welcher die Fahrzeugräder 4 und somit der Kraftwagen 1 insgesamt, insbesondere rein elektrisch angetrieben werden kann. Hierzu um fasst der Antriebsmotor 7 eine Abtriebswelle 8, über welche der Antriebsmotor 7 wenigstens ein einfach auch als Drehmoment bezeichnetes Antriebsdrehmoment zum Antreiben des Kraftwagens 1 beziehungsweise zum Antreiben der Fahrzeugräder 4 bereitstellen kann. Der Antriebsmotor 7 kann einen Stator 9 und einen Rotor 10 aufweisen, welcher von dem Stator 9 antreibbar und dadurch um einen Maschinendrehachse 11 relativ zu dem Stator 9 drehbar ist. Die Abtriebswelle 8 kann Bestandteil des Rotors 10 sein, sodass die Abtriebswelle 8 auch als Rotorwelle bezeichnet werden kann.
Die Achse 3 weist, wenigstens oder genau, eine Getriebeeinrichtung 12 auf, über welche die Fahrzeugräder 4 von der Abtriebswelle 8 und somit von dem Antriebsmotor 7 angetrieben werden können. Hierzu umfasst die Getriebeeinrichtung 12 eine auch als Eingangswelle bezeichnete Antriebswelle 13, welche beispielsweise um eine erste Drehachse 14 relativ zu einem in der Fig. nicht dargestellten Gehäuse der Getriebeeinrichtung 12 drehbar ist. Beispielsweise ist die Antriebswelle 13 zumindest teilweise in dem Gehäuse aufgenommen. Beispielsweise verläuft die Drehachse 14 in Fahrzeugquerrichtung beziehungsweise parallel zur Fahrzeugquerrichtung. Wie in der Fig. durch einen Pfeil 15 veranschaulicht ist, kann das von dem Antriebsmotor 7 über die Abtriebswelle 8 bereitgestellte Antriebsdrehmoment von der Abtriebswelle 8 auf die Antriebswelle 13 übertragen werden. Somit ist die Antriebswelle 13 von der Abtriebswelle 8 antreibbar und dadurch um die Drehachse 14, insbesondere relativ zu dem Gehäuse, drehbar. Insbesondere ist es denkbar, dass die Antriebswelle 13 drehmomentübertragend mit der Abtriebswelle 8 gekoppelt oder koppelbar ist. Beispielsweise ist die Antriebswelle 13, insbesondere permanent, drehfest mit der Abtriebswelle 8 verbunden oder verbindbar.
Die Getriebeeinrichtung 12 weist darüber hinaus ein Differentialgetriebe 16 auf, welches beispielsweise zumindest teilweise in dem zuvor genannten Gehäuse angeordnet sein kann. Das Differentialgetriebe 16 umfasst ein von der Antriebswelle 13 antreibbares Gehäuseelement in Form eines Differentialkorbs 17, welches ein Eingangselement des Differentialgetriebes 16 ist. Dies bedeutet, dass der Differentialkorb 17 von der Antriebswelle 13 antreibbar und dadurch beispielsweise um eine zweite Drehachse 18, insbesondere relativ zu dem Gehäuse, drehbar ist. die Drehachsen 14 und 18 sind beispielsweise voneinander beabstandet und verlaufen parallel zueinander. Insbesondere ist der Differentialkorb 17 zumindest teilweise in dem Gehäuse angeordnet und um die Drehachse 18 relativ zu dem Gehäuse drehbar.
Das Differentialgetriebe 16 wird einfach auch als Differential bezeichnet und ist bei dem in der Fig. gezeigten Ausführungsbeispiel als Kegelraddifferential ausgebildet. Hierzu umfasst das Differentialgetriebe 16 Ausgleichsräder 19 und 20, welche drehbar an dem Differentialkorb 17 gelagert sind. Die Ausgleichsräder 19 und 20 sind als Kegelräder ausgebildet. Die Ausgleichsräder 19 und 20 sind koaxial zueinander angeordnet, sodass die Ausgleichsräder 19 und 20 um eine den Ausgleichsrädern 19 und 20 gemeinsame dritte Drehachse 21 relativ zu dem Differentialkorb 17 sowie vorzugsweise relativ zu dem Gehäuse drehbar sind. Beispielsweise verläuft die Drehachse 18 senkrecht zu einer ersten Ebene, während die Drehachse 21 senkrecht zu einer zweiten Ebene verläuft. Dabei verlaufen die erste Ebene und die zweite Ebene beispielsweise senkrecht zueinander.
Das Differentialgetriebe 16 umfasst darüber hinaus Abtriebsräder 22 und 23, welche ebenfalls als Kegelräder ausgebildet sind. Dabei kämmt das Abtriebsrad 22 gleichzeitig mit den Ausgleichsrädern 19 und 20, und das Abtriebsrad 23 kämmt gleichzeitig mit den Ausgleichsrädern 19 und 20. Die Abtriebsräder 22 und 23 werden auch als Seitenräder bezeichnet und sind um die den Abtriebsrädern 22 und 23 gemeinsame Drehachse 18 relativ zu dem Gehäuse sowie vorzugsweise relativ zu dem Differentialkorb 17 drehbar. Insgesamt ist erkennbar, dass die Abtriebsräder 22 und 23 über die Ausgleichsräder 19 und 20 von dem Differentialkorb 17 antreibbar und dadurch um die Drehachse 18 relativ zu dem Gehäuse drehbar sind. Die Abtriebsräder 22 und 23 sind Ausgangselemente des Differentialgetriebes 16, dessen Ausgangselemente von dem Eingangselement (Differentialkorb 17) antreibbar sind.
Die Getriebeeinrichtung 12 umfasst darüber hinaus Seitenwellen 24 und 25, welche drehfest mit den Abtriebsräder 22 und 23 verbunden sind. Dies bedeutet, dass die dem Abtriebsrad 22 zugeordnete Seitenwelle 24, insbesondere permanent, drehfest mit dem Abtriebsrad 22 verbunden ist, und die dem Abtriebsrad 23 zugeordnete Seitenwelle 25 ist, insbesondere permanent, drehfest mit dem Abtriebsrad 23 verbunden. Dabei ist ein erstes der Fahrzeugräder 4 von der Seitenwelle 24 antreibbar, und das zweite Fahrzeugrad 4 ist von der Seitenwelle 25 antreibbar. Das erste Fahrzeugrad ist das bezogen auf die Bildebene der Fig. linke Fahrzeugrad, während das zweite Fahrzeugrad das bezogen auf die Bildebene rechte Fahrzeugrad ist. Beispielsweise ist das erste Fahrzeugrad drehfest mit der Seitenwelle 24 verbunden und das zweite Fahrzeugrad ist drehfest mit der Seitenwelle 25 verbunden. Insgesamt ist erkennbar, dass somit die Fahrzeugräder 4 über die Seitenwellen 24 und 25 und über das Differentialgetriebe 16 von der Antriebswelle 13 und somit von der Abtriebswelle 8 beziehungsweise von dem Antriebsmotor 7 angetrieben werden können, wodurch der Kraftwagen 1 insgesamt antreibbar ist beziehungsweise angetrieben wird.
Wie aus dem allgemeinen Stand der Technik bereits hinlänglich bekannt ist, ist das Differentialgetriebe 16 beispielsweise dazu vorgesehen und dazu ausgebildet, das auf die Antriebswelle 13 übertragene Antriebsdrehmoment, welches beispielsweise von der Antriebswelle 13 auf den Differentialkorb 17 übertragen wird, wodurch der Differentialkorb 17 angetrieben und somit um die Drehachse 18 relativ zu dem Gehäuse gedreht wird, auf die Seitenwellen 24 und 25 zu übertragen. In der Fig. sind durch Pfeile 26 und 27 jeweilige Drehmomente veranschaulicht, welche von den Seitenwellen 24 und 25 auf die Fahrzeugräder 4 übertragen werden beziehungsweise übertragbar sind, wodurch die Fahrzeugräder 4 angetrieben werden beziehungsweise antreibbar sind. dabei resultiert beispielsweise das jeweilige, durch den jeweiligen Pfeil 26 beziehungsweise 27 veranschaulichte Drehmoment, welches beispielsweise auf die jeweilige Seitenwelle 24 beziehungsweise 25 wirkt und somit von der jeweiligen Seitenwelle 24 beziehungsweise 25 auf das jeweilige Fahrzeugrad 4 übertragen wird, aus dem von dem Antriebsmotor 7 bereitgestellten und beispielsweise auf die Antriebswelle 13 übertragenen Antriebsdrehmoment.
Um nun auf besonders kosten- und gewichtsgünstige Weise einen besonders vorteilhaften und insbesondere effizienten und effektiven Betrieb des Kraftwagens 1 realisieren zu können, weist die Getriebeeinrichtung 12, insbesondere wenigstens oder genau, drei Übersetzungseinrichtungen 28, 29 und 30 auf. Die Übersetzungseinrichtung 28 wird auch als erste Übersetzungseinrichtung bezeichnet und umfasst ein von der Antriebswelle 13 antreibbares erstes Zahnrad 31, welches vorliegend auf der Antriebswelle 13 angeordnet und, insbesondere permanent, drehfest mit der Antriebswelle 13 verbunden ist. Die erste Übersetzungseinrichtung 28 umfasst ferner ein von dem ersten Zahnrad 31 antreibbares zweite Zahnrad 32, welches vorliegend direkt mit dem Zahnrad 31 kämmt. Dies bedeutet, dass die Zahnräder 31 und 32 in direktem Eingriff miteinander stehen. Die erste Übersetzungseinrichtung 28 umfasst darüber hinaus eine erste Kopplungseinrichtung 33, welche beispielsweise als eine erste Trennkupplung, insbesondere als eine erste Reib- beziehungsweise Lamellenkupplung, ausgebildet ist. Die auch als erste Kupplung bezeichnete erste Kopplungseinrichtung 33 umfasst ein erstes Kopplungselement 34 und ein zweites Kopplungselement 35. Dabei ist das Kopplungselement 34, insbesondere permanent, drehfest mit dem Zahnrad 32 verbunden, und das zweite Kopplungselement 35 ist, insbesondere permanent, drehfest mit dem Differentialkorb 17 verbunden.
Die Kopplungseinrichtung 33 ist zwischen wenigstens einem ersten Kopplungszustand und einem ersten Entkoppelzustand verstellbar beziehungsweise umschaltbar. In dem ersten Kopplungszustand sind die Kopplungselement 34 und 35 drehfest miteinander verbunden, sodass in dem ersten Kopplungszustand der Differentialkorb 17 über die Kopplungseinrichtung 33 drehmomentübertragend mit dem Zahnrad 32 verbunden ist. Insbesondere ist in dem ersten Kopplungszustand der Differentialkorb 17 über die Kopplungseinrichtung 33 drehfest mit dem Zahnrad 32 verbunden. In dem ersten Entkoppelzustand jedoch sind die Kopplungselemente 34 und 35 voneinander entkoppelt, sodass in dem ersten Entkoppelzustand der Differentialkorb 17 von dem Zahnrad 32 entkoppelt. Ist. Wird somit beispielsweise in dem ersten Kopplungszustand das Zahnrad 32 von dem Zahnrad 31 angetrieben und dadurch um die Drehachse 18 relativ zu dem Gehäuse gedreht, so wird dadurch der Differentialkorb 17 von dem Zahnrad 32 angetrieben und somit um die Drehachse 18 relativ zu dem Gehäuse gedreht. Wird jedoch beispielsweise in dem ersten Entkoppelzustand das Zahnrad 32 von dem Zahnrad 31 angetrieben und somit um die Drehachse 18 relativ zu dem Gehäuse gedreht, so wird das Zahnrad 32 relativ zu dem Differentialkorb 17 gedreht und ein durch das Zahnrad 32 bewirktes Antreiben des Differentialkorbs 17 unterbleibt.
Die Übersetzungseinrichtung 29 wird auch als zweite Übersetzungseinrichtung bezeichnet und umfasst ein von der Antriebswelle 13 antreibbares drittes Zahnrad 36. Bei dem in der Fig. gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Zahnrad 36 auf der Antriebswelle 13 angeordnet und, insbesondere permanent drehfest, mit der Antriebswelle 13 verbunden. Die zweite Übersetzungseinrichtung 29 weist darüber hinaus ein von dem dritten Zahnrad 36 antreibbares viertes Zahnrad 37 auf. Die Zahnräder 36 und 37 können beispielsweise direkt miteinander kämmen. Mit anderen Worten stehen die Zahnräder 36 und 37 in direktem Eingriff miteinander. Des Weiteren weist die zweite Übersetzungseinrichtung 29 eine zweite Kopplungseinrichtung 38 auf, welche vorliegend als eine zweite Trennkupplung beziehungsweise eine zweite Reib- beziehungsweise Lamellenkupplung ausgebildet ist. Die Kopplungseinrichtung 38 wird auch als zweite Kupplung bezeichnet und umfasst ein, insbesondere permanent, drehfest mit dem Zahnrad 37 verbundenes drittes Kupplungselement 39. Außerdem umfasst die Kopplungseinrichtung 38 ein viertes Kupplungselement 49, welches, insbesondere permanent, drehfest mit der ersten Seitenwelle 24 verbunden ist. Die zweite Kopplungseinrichtung 38 ist zwischen wenigstens einem zweiten Kopplungszustand und einem zweiten Entkoppelzustand verstellbar beziehungsweise umschaltbar. In dem zweiten Kopplungszustand sind die Kupplungselemente 39 und 40 drehfest miteinander verbunden, sodass in dem zweiten Kopplungszustand das vierte Zahnrad 37 über die Kopplungseinrichtung 38 drehmomentübertragend, insbesondere drehfest, mit der ersten Seitenwelle 24 verbunden ist. Insbesondere ist in dem zweiten Kopplungszustand das Zahnrad 37 über die Kopplungseinrichtung 38 drehfest mit der Seitenwelle 24 verbunden. Somit ist in dem zweiten Kopplungszustand die Seitenwelle 24 über die Kopplungseinrichtung 38 von der Antriebswelle 13 unter Umgehung des Differentialgetriebes 16 antreibbar, da beispielsweise ein Drehmoment auf seinem Weg von der Antriebswelle 13 über die Kopplungseinrichtung 38 zu der beziehungsweise auf die Seitenwelle 24 das Differentialgetriebe 16 umgeht und somit nicht über das Differentialgetriebe 16 fließt.
Die Übersetzungseinrichtung 30 wird auch als dritte Übersetzungseinrichtung bezeichnet und weist ein von der Antriebswelle 13 antreibbares fünftes Zahnrad 41 auf. Bei dem in der Fig. gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Zahnrad 41 auf der Antriebswelle 13 angeordnet und, insbesondere permanent, drehfest mit der Antriebswelle 13 verbunden.
Die Übersetzungseinrichtung 30 weist darüber hinaus ein sechstes Zahnrad 42 auf, welches von dem Zahnrad 41 antreibbar ist. insbesondere kämmen die Zahnräder 41 und 42 direkt miteinander. Mit anderen Worten stehen die Zahnräder 41 und 42 in direktem Eingriff miteinander. Die dritte Übersetzungseinrichtung 30 weist eine dritte Kopplungseinrichtung 43 auf, welche beispielsweise auch als dritte Kupplung bezeichnet wird. Beispielsweise ist die dritte Kopplungseinrichtung 43 als eine Trennbeziehungsweise Reibkupplung, insbesondere als eine Lamellenkupplung, ausgebildet. Die Kopplungseinrichtung 43 umfasst ein fünftes Kupplungselement 44, welches, insbesondere permanent, drehfest mit dem Zahnrad 42 verbunden ist. Außerdem umfasst die Kopplungseinrichtung 43 ein sechstes Kupplungselement 45, welches, insbesondere permanent, drehfest mit der Seitenwelle 25 verbunden ist. Über die zweite Kopplungseinrichtung 38 ist die Seitenwelle 24 von dem Zahnrad 37 antreibbar. Über die dritte Kopplungseinrichtung 43 ist die Seitenwelle 25 von dem sechsten Zahnrad 42 antreibbar. Dabei ist die dritte Kopplungseinrichtung 43 zwischen wenigstens einem dritten Kopplungszustand und einem dritten Entkoppelzustand verstellbar beziehungsweise umschaltbar. In dem dritten Kopplungszustand sind die Kupplungselemente 44 und 45 drehfest miteinander verbunden, sodass beispielsweise in dem dritten Kopplungszustand das sechste Zahnrad 42 über die Kopplungseinrichtung 43 drehmomentübertragend mit der Seitenwelle 25 verbunden beziehungsweise gekoppelt ist. Insbesondere ist in dem dritten Kopplungszustand das Zahnrad 42 über die Kopplungseinrichtung 43 drehfest mit der Seitenwelle 25 verbunden. In dem dritten Entkoppelzustand jedoch ist das sechste Zahnrad 42 von der Seitenwelle 52 entkoppelt.
Befindet sich die Kopplungseinrichtung 38 in dem zweiten Kopplungszustand, so wird dann, wenn die Antriebswelle 13 und somit das Zahnrad 36 angetrieben und somit um die Drehachse 14 relativ zu dem Gehäuse gedreht werden, sodass das Zahnrad 36 angetrieben und um die Drehachse 18 relativ zu dem Gehäuse gedreht wird, die Seitenwelle 24 angetrieben und somit um die Drehachse 18 relativ zu dem Gehäuse gedreht wird. Befindet sich jedoch die Kopplungseinrichtung 38 in dem zweiten Entkoppelzustand, so wird die Seitenwelle 24 auch dann nicht von dem Zahnrad 37 angetrieben, wenn das Zahnrad 37 angetrieben und dabei um die Drehachse 18 relativ zu dem Gehäuse gedreht wird.
Befindet sich die Kopplungseinrichtung 43 in dem dritten Kopplungszustand, während die Antriebswelle 13 und somit das Zahnrad 41 angetrieben und somit um die Drehachse 14 relativ zu dem Gehäuse gedreht werden, sodass dadurch das Zahnrad 42 angetrieben und somit um die Drehachse 18 relativ zu dem Gehäuse gedreht wird, so wird die Seitenwelle 25 über die Kopplungseinrichtung 43 angetrieben und somit um die Drehachse 18 relativ zu dem Gehäuse gedreht. Befindet sich jedoch die Kopplungseinrichtung 43 in ihrem dritten Entkoppelzustand, so wird die Seitenwelle 25 auch dann nicht von dem Zahnrad 42 angetrieben, wenn das Zahnrad 42 angetrieben und somit um die Drehachse 18 relativ zu dem Gehäuse gedreht wird. Insbesondere ist es denkbar, dass die Kopplungseinrichtungen 33, 38 und 43 einzeln beziehungsweise unabhängig voneinander zwischen den Kopplungszuständen und den Entkoppelzuständen umschaltbar sind. Somit kann sich beispielsweise eine der Kopplungseinrichtungen 33, 38 und 43 in ihrem Kopplungszustand befinden, während die anderen beiden Kopplungseinrichtungen sich in ihren jeweiligen Kopplungszuständen befinden. Ferner ist es denkbar, dass sich zwei der Kopplungseinrichtungen 33, 38 und 43 gleichzeitig in ihren Kopplungszuständen befinden, während sich die dritte Kopplungseinrichtung in ihrem Entkoppelzustand befindet. Somit ist es insbesondere denkbar, dass sich die Kopplungseinrichtung 33 in ihrem ersten Kopplungszustand befindet, während sich die Kopplungseinrichtungen 38 und 43 in ihren Entkoppelzuständen befinden. Ferner ist es denkbar, dass sich die Kopplungseinrichtungen 38 und 43 in ihren Kopplungszuständen befinden, während sich die Kopplungseinrichtung 33 in ihrem ersten Entkoppelzustand befindet. Beispielsweise sind die Zahnräder 36, 37, 31, 32, 41 und 42 als Stirnräder ausgebildet.
Die Übersetzungseinrichtung 28 weist beispielsweise, insbesondere wenigstens oder genau, eine erste Übersetzungsstufe auf, welche vorliegend durch die Zahnräder 31 und 32 gebildet ist. Insbesondere ist die erste Übersetzungsstufe eine erste Getriebestufe beziehungsweise eine erste Zahnradstufe und vorliegend beispielsweise eine erste Stirnradstufe. Die zweite Übersetzungseinrichtung 29 weist beispielsweise, insbesondere wenigstens oder genau, eine zweite Übersetzungsstufe auf, welche vorliegend beispielsweise durch die Zahnräder 36 und 37 gebildet ist. Die zweite Übersetzungsstufe ist beispielsweise eine zweite Getriebestufe, insbesondere eine zweite Zahnradstufe und vorliegend eine zweite Stirnradstufe. Ferner ist es denkbar, dass die dritte Übersetzungseinrichtung 30, insbesondere wenigstens oder genau, eine dritte Übersetzungsstufe aufweist, welche vorliegend durch die Zahnräder 41 und 42 gebildet ist. Beispielsweise ist die dritte Übersetzungsstufe eine dritte Zahnradstufe, insbesondere eine dritte Getriebestufe beziehungsweise eine dritte Stirnradstufe. Die erste Übersetzungseinrichtung 28 weist beispielsweise ein erstes Übersetzungsverhältnis auf, welches auch mit i₁ bezeichnet wird. die zweite Übersetzungseinrichtung 29 weist eine zweite Übersetzungsstufe auf, welche auch mit i₂ bezeichnet wird. Die dritte Übersetzungsstufe weist ein drittes Übersetzungsverhältnis auf, welches auch mit i₃ bezeichnet wird. Dabei ist vorzugsweise folgendes vorgesehen: $i_{2} = i_{3}$
$i_{1} < i_{2}$
$i_{1} < i_{3}$
$| i_{1} | > 1$
$| i_{2} | > 1$
$| i_{3} | > 1$
Das jeweilige Übersetzungsverhältnis ist somit eine Übersetzung beziehungsweise Untersetzung ins Langsame.
Als weiterhin besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn das Differentialgetriebe 16 ein offenes Differential und somit frei von einer Differentialsperre ist. Dadurch können die Teileanzahl, das Gewicht, die Kosten und der Bauraumbedarf in einem besonders geringen Rahmen gehalten werden. Gleichzeitig können die Fahrzeugräder 4 besonders bedarfsgerecht mit den jeweiligen Übersetzungsverhältnissen von dem Antriebsmotor 7 angetrieben werden. Insbesondere ermöglicht es die Getriebeeinrichtung 12, einen direkten Gang mit einer hohen Übersetzung zu realisieren, ohne dass hierzu ein weiterer, zusätzlicher Untersetzungsantrieb erforderlich ist. Außerdem können Bauelemente, die zur Realisierung des Gangs mit der Untersetzung genutzt werden, ebenfalls genutzt werden, um eine Aufteilung eines von der Antriebswelle 13 bereitgestellten Drehmoments auf die Seitenwellen 24 und 25 und somit auf die Fahrzeugräder 4 einzustellen, das heißt zu variieren, sodass auf bauraum-, gewichts- und kostengünstige Weise ein so genanntes Torque Vectoring (Drehmomentverteilung) realisiert werden kann. Da das Differentialgetriebe 16 als ein offenes Differential ausgestaltet sein kann, kann eine übermäßige Verspannung der Achse 3 vermieden werden, und während eines normalen Betriebszustands kann ein effizienter Betrieb des Differentialgetriebes 16 und somit des Kraftwagens 1 insgesamt dargestellt werden. Außerdem ermöglicht es die Getriebeeinrichtung 12, eine Bremsfunktion auf einfache Weise darzustellen.
Bei dem in der Fig. gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Kopplungseinrichtung 33 bezogen auf einen ersten Drehmomentfluss von der Antriebswelle 13 zu dem Differentialkorb 17 zwischen dem Zahnrad 32 und dem Differentialkorb 17 angeordnet. Alternativ dazu ist es denkbar, dass die erste Kopplungseinrichtung 33 bezogen auf den ersten Drehmomentfluss zwischen der Antriebswelle 13 und dem ersten Zahnrad 31 angeordnet ist. Außerdem ist bei dem in der Fig. gezeigten Ausführungsbeispiel die Kopplungseinrichtung 38 bezogen auf einen zweiten Drehmomentfluss von der Antriebswelle 13 zu der ersten Seitenwelle 24 zwischen dem Zahnrad 37 und der ersten Seitenwelle 24 angeordnet. Alternativ dazu ist es denkbar, dass die zweite Kopplungseinrichtung 38 bezogen auf den zweiten Drehmomentfluss zwischen der Antriebswelle 13 und dem Zahnrad 36 angeordnet ist. Des Weiteren ist bei dem in der Fig. gezeigten Ausführungsbeispiel die Kopplungseinrichtung 43 bezogen auf einen dritten Drehmomentfluss von der Antriebswelle 13 zu der zweiten Seitenwelle 25 zwischen dem Zahnrad 42 und der zweiten Seitenwelle 25 angeordnet. Alternativ dazu ist es denkbar, dass die dritte Kopplungseinrichtung 43 bezogen auf den zweiten Drehmomentfluss zwischen der Antriebswelle 13 und dem Zahnrad 41 angeordnet ist. Darüber hinaus ist bei der in der Fig. gezeigten Ausführungsform das Differentialgetriebe 16 als ein Kegelraddifferential ausgebildet, welches auch als Kegeldifferential bezeichnet wird. Selbstverständlich kann das Differentialgetriebe 16 als ein anderes Differential und dabei beispielsweise als ein Stirnraddifferential ausgebildet sein. Dann sind beispielsweise die Ausgleichsräder 19 und 20 und die Abtriebsräder 22 und 23 (Ausgangselemente) nicht als Kegelräder, sondern als Stirnräder ausgebildet.
Bezugszeichenliste

1: Kraftwagen
2: Doppelpfeil
3: Achse
4: Fahrzeugrad
5: Doppelpfeil
6: Doppelpfeil
7: Antriebsmotor
8: Abtriebswelle
9: Stator
10: Rotor
11: Maschinendrehachse
12: Getriebeeinrichtung
13: Antriebswelle
14: Drehachse
15: Pfeil
16: Differentialgetriebe
17: Differentialkorb
18: Drehachse
19: Ausgleichsrad
20: Ausgleichsrad
21: Drehachse
22: Abtriebsrad
23: Abtriebsrad
24: Seitenwelle
25: Seitenwelle
26: Pfeil
27: Pfeil
28: Übersetzungseinrichtung
29: Übersetzungseinrichtung
30: Übersetzungseinrichtung
31: Zahnrad
32: Zahnrad
33: Kopplungseinrichtung
34: Kupplungselement
35: Kupplungselement
36: Zahnrad
37: Zahnrad
38: Kopplungseinrichtung
39: Kupplungselement
40: Kupplungselement
41: Zahnrad
42: Zahnrad
43: Kopplungseinrichtung
44: Kupplungselement
45: Kupplungselement

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 0104513 A1 [0002]
DE 10103789 B4 [0002]

Claims

Getriebeeinrichtung (12) für eine Achse (3) eines Kraftwagens (1), mit einer Antriebswelle (13), mit einem Differentialgetriebe (16), welches wenigstens ein von der Antriebswelle (13) antreibbares Eingangselement (17) und von dem Eingangselement (17) antreibbare Ausgangselemente (22, 23) aufweist, und mit drehfest mit den Ausgangselementen (22, 23) verbundenen Seitenwellen (24, 25), über welche jeweilige Fahrzeugräder (4) des Kraftwagens (1) antreibbar sind, gekennzeichnet durch: - eine erste Kopplungseinrichtung (33), welche zwischen wenigstens einem ersten Kopplungszustand, in welchem das Eingangselement (17) über die erste Kopplungseinrichtung (33) unter Umgehung der Seitenwellen (24, 25) drehmomentübertragend mit der Antriebswelle (13) gekoppelt und dadurch unter Umgehung der Seitenwellen (24, 25) über die erste Kopplungseinrichtung (33) von der Antriebswelle (13) antreibbar ist, und einem ersten Entkoppelzustand verstellbar ist, in welchem eine über die erste Kopplungseinrichtung (33) verlaufende, drehmomentübertragende Kopplung des Eingangselements (7) mit der Antriebswelle (13) aufgehoben ist, - eine zweite Kopplungseinrichtung (38), welche zwischen wenigstens einem zweiten Kopplungszustand, in welchem eine erste der Seitenwellen (24, 25) über die zweite Kopplungseinrichtung (38) unter Umgehung des Differentialgetriebes (16) und unter Umgehung der zweiten Seitenwelle (25) drehmomentübertragend mit der Antriebswelle (13) gekoppelt und dadurch unter Umgehung des Differentialgetriebes (16) und unter Umgehung der zweiten Seitenwelle (25) von der Antriebswelle (13) über die zweite Kopplungseinrichtung (38) antreibbar ist, und einem zweiten Entkoppelzustand verstellbar ist, in welchem eine über die zweite Kopplungseinrichtung (38) verlaufende, drehmomentübertragende Kopplung der ersten Seitenwelle (24) mit der Antriebswelle (13) aufgehoben ist, und - eine dritte Kopplungseinrichtung (43), welche zwischen wenigstens einem dritten Kopplungszustand, in welchem die zweite Seitenwelle (25) über die dritte Kopplungseinrichtung (43) unter Umgehung des Differentialgetriebes (16) und unter Umgehung der ersten Seitenwelle (24) drehmomentübertragend mit der Antriebswelle (13) gekoppelt und dadurch unter Umgehung des Differentialgetriebes (16) und unter Umgehung der ersten Seitenwelle (24) von der Antriebswelle (13) über die dritte Kopplungseinrichtung (42) antreibbar ist, und einem dritten Entkoppelzustand verstellbar ist, in welchem eine über die dritte Kopplungseinrichtung (43) verlaufende, drehmomentübertragende Kopplung der zweiten Seitenwelle (25) mit der Antriebswelle (13) aufgehoben ist.
Getriebeeinrichtung (12) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kopplungseinrichtung (33) und/oder die zweite Kopplungseinrichtung (38) und/oder die dritte Kopplungseinrichtung (43) als eine Reibkupplung, insbesondere als eine Lamellenkupplung, ausgebildet ist.
Getriebeeinrichtung (12) nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch: - eine erste Übersetzungseinrichtung (28), welche ein von der Antriebswelle (13) antreibbares erstes Zahnrad (31), ein von dem ersten Zahnrad (31) antreibbares zweites Zahnrad (32) und die erste Kopplungseinrichtung (33) aufweist, über welche das Eingangselement (17) von dem zweiten Zahnrad (32) antreibbar ist, wobei in dem ersten Kopplungszustand das zweite Zahnrad (32) über die erste Kopplungseinrichtung (33) drehmomentübertragend mit dem Eingangselement (17) gekoppelt ist, und wobei in dem ersten Entkoppelzustand das zweite Zahnrad (32) von dem Eingangselement entkoppelt ist, - eine zweite Übersetzungseinrichtung (29), welche ein von der Antriebswelle (13) antreibbares drittes Zahnrad (36), ein von dem dritten Zahnrad (36) antreibbares viertes Zahnrad (37) und die zweite Kopplungseinrichtung (38) aufweist, über welche die erste der Seitenwelle (24) von dem vierten Zahnrad (37) antreibbar ist, wobei in dem zweiten Kopplungszustand das vierte Zahnrad (37) über die zweite Kopplungseinrichtung (38) drehmomentübertragend mit der ersten Seitenwelle (24) gekoppelt ist, und wobei in dem zweiten Entkoppelzustand das vierte Zahnrad (37) von der ersten Seitenwelle (24) entkoppelt ist, und - eine dritte Übersetzungseinrichtung (30), welche ein von der Antriebswelle (13) antreibbares fünftes Zahnrad (41), ein von dem fünften Zahnrad (41) antreibbares sechstes Zahnrad (42) und die dritte Kopplungseinrichtung (43) aufweist, über welche die zweite Seitenwelle (25) von dem sechsten Zahnrad (42) antreibbar ist, wobei in dem dritten Kopplungszustand das sechste Zahnrad (42) über die dritte Kopplungseinrichtung (43) drehmomentübertragend mit der zweiten Seitenwelle (25) gekoppelt ist, und wobei in dem dritten Entkoppelzustand das sechste Zahnrad (42) von der zweiten Seitenwelle (25) entkoppelt ist.
Getriebeeinrichtung (12) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Zahnrad (31) und/oder das dritte Zahnrad (36) und/oder das fünfte Zahnrad (41) auf der Antriebswelle (13) angeordnet und/oder drehfest mit der Antriebswelle (13) verbunden ist.
Getriebeeinrichtung (12) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass: - das erste Zahnrad (31) direkt mit dem zweiten Zahnrad (32) kämmt und/oder - das dritte Zahnrad (36) direkt mit dem vierten Zahnrad (37) kämmt und/oder - das fünfte Zahnrad (41) direkt mit dem sechsten Zahnrad (42) kämmt.
Getriebeeinrichtung (12) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass erste Zahnrad (31) und/oder das zweite Zahnrad (32) und/oder das dritte Zahnrad (36) und/oder das vierte Zahnrad (37) und/oder das fünfte Zahnrad (41) und/oder das sechste Zahnrad (42) als ein Stirnrad ausgebildet ist.
Getriebeeinrichtung (12) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Übersetzungseinrichtung (28) ein erstes Übersetzungsverhältnis, die zweite Übersetzungseinrichtung (29) ein zweites Übersetzungsverhältnis und die dritte Übersetzungseinrichtung (30) ein drittes Übersetzungsverhältnis aufweist.
Getriebeeinrichtung (12) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Betrag des ersten Übersetzungsverhältnisses und/oder der Betrag des zweiten Übersetzungsverhältnisses und/oder der Betrag des dritten Übersetzungsverhältnisses größer als 1 ist.
Getriebeeinrichtung (12) nach 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Betrag des ersten Übersetzungsverhältnisses kleiner als der Betrag des zweiten Übersetzungsverhältnisses und kleiner als der Betrag des dritten Übersetzungsverhältnisses ist.
Getriebeeinrichtung (12) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Übersetzungsverhältnis dem dritten Übersetzungsverhältnis entspricht.
Kraftwagen (1), mit wenigstens einer Achse (3), welche aufweist: - zwei in Fahrzeugquerrichtung (5) voneinander beabstandete Fahrzeugräder (4), und - eine Getriebeeinrichtung (12), mit: o einer Antriebswelle (13), o Ein Differentialgetriebe (16), welches wenigstens ein von der Antriebswelle (13) antreibbares Eingangselement (17) und von dem Eingangselement (17) antreibbare Ausgangselemente (22, 23) aufweist, und o drehfest mit den Ausgangselementen (22, 23) verbundene Seitenwellen (24, 25), über welche die Fahrzeugräder (4) des Kraftwagens (1) antreibbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeeinrichtung (12) aufweist: - eine erste Kopplungseinrichtung (33), welche zwischen wenigstens einem ersten Kopplungszustand, in welchem das Eingangselement (17) über die erste Kopplungseinrichtung (33) unter Umgehung der Seitenwellen (24, 25) drehmomentübertragend mit der Antriebswelle (13) gekoppelt und dadurch unter Umgehung der Seitenwellen (24, 25) über die erste Kopplungseinrichtung (33) von der Antriebswelle (13) antreibbar ist, und einem ersten Entkoppelzustand verstellbar ist, in welchem eine über die erste Kopplungseinrichtung (33) verlaufende, drehmomentübertragende Kopplung des Eingangselements (7) mit der Antriebswelle (13) aufgehoben ist, - eine zweite Kopplungseinrichtung (38), welche zwischen wenigstens einem zweiten Kopplungszustand, in welchem eine erste der Seitenwellen (24, 25) über die zweite Kopplungseinrichtung (38) unter Umgehung des Differentialgetriebes (16) und unter Umgehung der zweiten Seitenwelle (25) drehmomentübertragend mit der Antriebswelle (13) gekoppelt und dadurch unter Umgehung des Differentialgetriebes (16) und unter Umgehung der zweiten Seitenwelle (25) von der Antriebswelle (13) über die zweite Kopplungseinrichtung (38) antreibbar ist, und einem zweiten Entkoppelzustand verstellbar ist, in welchem eine über die zweite Kopplungseinrichtung (38) verlaufende, drehmomentübertragende Kopplung der ersten Seitenwelle (24) mit der Antriebswelle (13) aufgehoben ist, und - eine dritte Kopplungseinrichtung (43), welche zwischen wenigstens einem dritten Kopplungszustand, in welchem die zweite Seitenwelle (25) über die dritte Kopplungseinrichtung (43) unter Umgehung des Differentialgetriebes (16) und unter Umgehung der ersten Seitenwelle (24) drehmomentübertragend mit der Antriebswelle (13) gekoppelt und dadurch unter Umgehung des Differentialgetriebes (16) und unter Umgehung der ersten Seitenwelle (24) von der Antriebswelle (13) über die dritte Kopplungseinrichtung (42) antreibbar ist, und einem dritten Entkoppelzustand verstellbar ist, in welchem eine über die dritte Kopplungseinrichtung (43) verlaufende, drehmomentübertragende Kopplung der zweiten Seitenwelle (25) mit der Antriebswelle (13) aufgehoben ist.