DE102019201639A1

DE102019201639A1 - Getriebeeinrichtung für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102019201639A1
Application number: DE102019201639.1A
Authority: DE
Inventors: Carsten Trautmann
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2019-02-08
Filing date: 2019-02-08
Publication date: 2020-08-13
Anticipated expiration: 2039-02-09
Also published as: WO2020160808A1; DE102019201639B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Getriebeeinrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug, die eine mit einer Antriebseinrichtung des Kraftfahrzeugs wirkverbindbare Eingangswelle (2) sowie eine erste Ausgangswelle (3) und eine zweite Ausgangswelle (4) aufweist und über ein Planetenraddifferentialgetriebe (7) verfügt, über das die Eingangswelle (2) mit zumindest einer der Ausgangswellen (3,4) gekoppelt ist, wobei das Planetenraddifferentialgetriebe ein Hohlrad (8), ein Sonnenrad (9) und einen Planetenträger (10) aufweist, wobei an dem Planetenträger (10) wenigstens ein Planetenrad (11) drehbar gelagert ist, das sowohl mit dem Hohlrad (8) als auch dem Sonnenrad (9) kämmt. Dabei ist vorgesehen, dass das Hohlrad (8) mit der Eingangswelle (2) und der ersten Ausgangswelle (3) und der Planetenträger (10) mit der zweiten Ausgangswelle (4) drehfest gekoppelt ist, wobei die erste Ausgangswelle (3) parallel beabstandet zu der Drehachse angeordnet und das Sonnenrad (9) mit einer elektrischen Maschine (12) drehfest gekoppelt oder drehfest koppelbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Getriebeeinrichtung für ein Kraftfahrzeug, die eine mit einer Antriebseinrichtung des Kraftfahrzeugs wirkverbindbare Eingangswelle sowie eine erste Ausgangswelle und eine zweite Ausgangswelle aufweist und über ein Planetenraddifferentialgetriebe verfügt, über das die Eingangswelle mit zumindest einer der Ausgangswellen gekoppelt ist, wobei das Planetenraddifferentialgetriebe ein Hohlrad, ein Sonnenrad und einen Planetenträger aufweist, die koaxial zueinander mit einer gemeinsamen Drehachse angeordnet sind, wobei an dem Planetenträger wenigstens ein Planetenrad drehbar gelagert ist, das sowohl mit dem Hohlrad als auch dem Sonnenrad kämmt.
Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift DE 10 2013 214 773 A1 bekannt. Diese beschreibt eine Hybridantriebseinheit eines Allradfahrzeugs, mit einem Verbrennungsmotor, mindestens einer elektrischen Maschine und einem Getriebe, wobei der Verbrennungsmotor an eine Eingangswelle des Getriebes gekoppelt ist, wobei eine Ausgangswelle des Getriebes an eine erste antreibbare Achse des Allradfahrzeugs gekoppelt ist, und wobei eine erste elektrische Maschine abhängig von der Schaltstellung von Schaltelementen entweder ausschließlich an eine Zwischenwelle des Getriebes und damit über das Getriebe an die erste antreibbare Achse des Allradfahrzeugs oder zusätzlich hierzu beziehungsweise alternativ hierzu an eine zweite antreibbare Achse des Allradfahrzeugs gekoppelt ist.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Getriebeeinrichtung für ein Kraftfahrzeug vorzuschlagen, welche gegenüber bekannten Getriebeeinrichtungen Vorteile aufweist, insbesondere trotz äußerst kompakter Bauform eine „Torque Vectoring“-Funktionalität zwischen den beiden Ausgangswellen realisiert.
Dies wird erfindungsgemäß mit einer Getriebeeinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass das Hohlrad mit der Eingangswelle und der ersten Ausgangswelle und der Planetenträger mit der zweiten Ausgangswelle drehfest gekoppelt ist, wobei die erste Ausgangswelle parallel beabstandet zu der Drehachse angeordnet und das Sonnenrad mit einer elektrischen Maschine drehfest gekoppelt oder drehfest koppelbar ist.
Die Getriebeeinrichtung dient dem Übertragen eines Drehmoments beziehungsweise Antriebsdrehmoments zwischen der Antriebseinrichtung des Kraftfahrzeugs einerseits sowie wenigstens einer Radachse des Kraftfahrzeugs andererseits. Über die Getriebeeinrichtung ist insoweit die wenigstens eine Radachse mit der Antriebseinrichtung wirkverbunden beziehungsweise zumindest wirkverbindbar. Die wenigstens eine Radachse liegt entsprechend als angetriebene Radachse vor. Sie kann insbesondere als Vorderradachse oder als Hinterradachse des Kraftfahrzeugs ausgestaltet sein.
Beispielsweise ist über die Getriebeeinrichtung lediglich eine einzige Radachse des Kraftfahrzeugs antreibbar. In diesem Fall dient die Getriebeeinrichtung insbesondere dem Aufteilen des von der Antriebseinrichtung bereitgestellten Antriebsdrehmoments auf unterschiedliche Teilachsen dieser Radachse, wobei über jede der Teilachsen wenigstens ein Rad des Kraftfahrzeugs antriebstechnisch mit der Getriebeeinrichtung und entsprechend der Antriebseinrichtung gekoppelt oder zumindest koppelbar ist. Die Getriebeeinrichtung dient insoweit als Achsdifferentialgetriebe. Alternativ kann es vorgesehen sein, dass über die Getriebeeinrichtung mehrere Radachsen antriebstechnisch an die Antriebseinrichtung angeschlossen sind. In diesem Fall dient die Getriebeeinrichtung als Mittendifferentialgetriebe der Aufteilung des Antriebsdrehmoments auf die unterschiedlichen Radachsen. Die Radachsen liegen beispielsweise als Vorderradachse sowie als Hinterradachse vor.
Die Getriebeeinrichtung weist die Eingangswelle sowie die erste Ausgangswelle und die zweite Ausgangswelle auf. Die Eingangswelle der Getriebeeinrichtung ist an die Antriebseinrichtung des Kraftfahrzeugs antriebstechnisch angeschlossen, vorzugsweise über ein Gangwechselgetriebe und/oder eine Kupplung, insbesondere eine Anfahrkupplung. Mittels des Gangwechselgetriebes kann eine aus mehreren Übersetzungen ausgewählte Übersetzung zwischen der Antriebseinrichtung und der Eingangswelle der Getriebeeinrichtung eingestellt werden. Die Kupplung ist bevorzugt als Schaltkupplung und besonders bevorzugt als Anfahrkupplung ausgestaltet. Mithilfe der Kupplung kann insoweit die Wirkverbindung zwischen der Antriebseinrichtung der Eingangswelle der Getriebeeinrichtung wahlweise hergestellt oder unterbrochen werden.
Es kann vorgesehen sein, dass die erste Ausgangswelle mit einer ersten Teilwelle der Radachse, insbesondere über ein erstes Getriebe, und die zweite Ausgangswelle mit einer zweiten Teilwelle der Radachse, insbesondere über ein zweites Getriebe, wirkverbindbar oder wirkverbunden ist. Besonders bevorzugt ist die erste Ausgangswelle permanent und/oder starr mit der zweiten Teilwelle gekoppelt. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die erste Ausgangswelle mit einer ersten Radachse, insbesondere über das erste Getriebe, und die zweite Ausgangswelle mit einer zweiten Radachse, insbesondere über das zweite Getriebe, wirkverbindbar oder wirkverbunden ist. Wiederum ist bevorzugt die erste Ausgangswelle permanent und/oder starr mit der ersten Radachse und die zweite Ausgangswelle permanent und/oder starr mit der zweiten Radachse gekoppelt. Das erste Getriebe und das zweite Getriebe können jeweils als Kegelradgetriebe ausgestaltet sein, sodass die Drehachsen der beiden Teilwellen beziehungsweise der beiden Radachsen jeweils gegenüber den Drehachsen der Ausgangswellen angewinkelt sind, also einen Winkel mit ihnen einschließen, der größer als 0° und kleiner als 180° ist.
Die Antriebseinrichtung verfügt über zumindest ein Antriebsaggregat, welches beispielsweise als Brennkraftmaschine oder als elektrische Maschine ausgestaltet ist. Selbstverständlich kann die Antriebsrichtung auch als Hybridantriebseinrichtung vorliegen und insoweit mehrere Antriebsaggregate aufweisen, welche bevorzugt unterschiedlichen Typs sind. In diesem Fall liegt eines der Antriebsaggregate beispielsweise als Brennkraftmaschine und ein anderes der Antriebsaggregate als elektrische Maschine vor. Verfügt die Antriebseinrichtung über mehrere Antriebsaggregate, so ist sie bevorzugt derart ausgestaltet, dass die Antriebsaggregate zumindest zeitweise das auf das Antreiben des Kraftfahrzeugs gerichtete Antriebsdrehmoment gemeinsam bereitstellen.
Die Eingangswelle der Getriebeeinrichtung ist über das Planetenraddifferentialgetriebe, welches als Planetengetriebe vorliegt, mit der wenigstens einen der Ausgangswellen gekoppelt, insbesondere permanent. Vorzugsweise ist die Eingangswelle über das Planetenraddifferentialgetriebe mit der zweiten Ausgangswelle gekoppelt. Über das Planetenraddifferentialgetriebe ist bevorzugt eine drehmomentaufteilende Kopplung der Wellen realisiert, sodass das an der Eingangswelle bereitgestellte Antriebsdrehmoment mithilfe des Planetenraddifferentialgetriebes auf die erste Ausgangswelle und die zweite Ausgangswelle aufgeteilt werden kann beziehungsweise aufgeteilt wird. Das Planetenraddifferentialgetriebe ist ein Getriebe, welches mehrere miteinander kämmende Stirnräder aufweist. Ganz allgemein arbeitet das Planetenraddifferentialgetriebe als Ausgleichsgetriebe.
Das Planetenraddifferentialgetriebe weist den Planetenträger auf, an welchem das wenigstens eine Planetenrad drehbar gelagert ist. Das Planetenrad kämmt sowohl mit dem Hohlrad als auch mit dem Sonnenrad des Planetenraddifferentialgetriebes. Die Getriebeeinrichtung weist vorzugsweise mehrere Planetenräder auf. Falls im Rahmen dieser Beschreibung von dem Planetenrad die Rede ist, so sind die Ausführungen stets auf das mindestens eine Planetenrad bezogen, sofern nicht auf das Gegenteil hingewiesen wird.
Es ist vorgesehen, dass das Hohlrad des Planetenraddifferentialgetriebes sowohl mit der Eingangswelle als auch der ersten Ausgangswelle drehfest gekoppelt ist. Beispielsweise sind hierzu die Eingangswelle und die erste Ausgangswelle über eine gemeinsame Welle mit dem Hohlrad verbunden oder die Eingangswelle ist unmittelbar mit der ersten Ausgangswelle gekoppelt, vorzugsweise starr. Der Planetenträger ist hingegen mit der zweiten Ausgangswelle drehfest gekoppelt. Das Sonnenrad schließlich ist antriebstechnisch mit der elektrischen Maschine drehfest gekoppelt oder mit ihr zumindest koppelbar, beispielsweise mittels einer Schaltkupplungsanordnung, die antriebstechnisch zwischen dem Sonnenrad und der elektrischen Maschine angeordnet ist.
Ist die elektrische Maschine mit dem Sonnenrad antriebstechnisch gekoppelt, so kann mithilfe der elektrischen Maschine eine Drehmomentaufteilung des an der Eingangswelle anliegenden Antriebsdrehmoments auf die erste Ausgangswelle und die zweite Ausgangswelle vorgenommen werden. Die elektrische Maschine ermöglicht insoweit ein sogenanntes „Torque Vectoring“. Gleichzeitig ist die Getriebeeinrichtung sehr kompakt ausgestaltet. Hierzu ist die erste Ausgangswelle parallel beabstandet zu der Drehachse des Hohlrads, des Sonnenrads und des Planetenträgers angeordnet.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass auf der ersten Ausgangswelle ein erstes Zahnrad drehfest angeordnet ist, das mit einem zweiten Zahnrad der Eingangswelle und/oder mit einem mit dem Hohlrad drehfest gekoppelten dritten Zahnrad kämmt. Die Zahnräder liegen bevorzugt als Stirnräder vor. Es kann vorgesehen sein, dass das erste Zahnrad mit dem zweiten Zahnrad kämmt und von dem dritten Zahnrad beabstandet ist, wobei das zweite Zahnrad mit dem dritten Zahnrad kämmt. Alternativ kann es vorgesehen sein, dass das erste Zahnrad mit dem dritten Zahnrad kämmt und von dem zweiten Zahnrad beabstandet ist, wobei wiederum das zweite Zahnrad mit dem dritten Zahnrad kämmt.
Es kann insoweit vorgesehen sein, eines der Zahnräder lediglich mittelbar über ein anderes der Zahnräder anzutreiben. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das erste Zahnrad sowohl mit dem zweiten Zahnrad als auch dem dritten Zahnrad kämmt, sodass das zweite Zahnrad und das dritte Zahnrad unmittelbar von dem ersten Zahnrad angetrieben werden. Bevorzugt ist jedoch die Ausgestaltung, gemäß welcher das dritte Zahnrad lediglich mittelbar über das zweite Zahnrad von dem ersten Zahnrad angetrieben wird, wobei sowohl das erste Zahnrad als auch das dritte Zahnrad mit dem zweiten Zahnrad kämmen. Dies ermöglicht eine besonders kompakte Ausgestaltung der Getriebeeinrichtung, insbesondere bei einer koaxialen Anordnung der elektrischen Maschine zu der ersten Ausgangswelle.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Planetenträger über wenigstens eine Getriebestufe mit der zweiten Ausgangswelle drehfest gekoppelt ist. Die Getriebestufe ist vorzugsweise als Stirnradgetriebestufe ausgebildet, sodass mittels der Getriebestufe ein Achsversatz zwischen der Drehachse des Planetenträgers und der zweiten Ausgangswelle realisiert ist. Beispielsweise können bei einer derartigen Ausgestaltung die erste Ausgangswelle und die zweite Ausgangswelle koaxial zueinander angeordnet sein. Bevorzugt ist zudem die Eingangswelle radial beabstandet von der ersten Ausgangswelle und/oder der zweiten Ausgangswelle angeordnet. Hierdurch wird eine besonders kompakte Ausführungsform der Getriebeeinrichtung realisiert.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Sonnenrad über eine Schaltkupplungsanordnung an die elektrische Maschine antriebstechnisch angeschlossen ist. Hierdurch wird eine besonders günstige Integration der elektrischen Maschine in die Getriebeeinrichtung erzielt. Mittels der Schaltkupplungsanordnung ist die elektrische Maschine wahlweise mit dem Sonnenrad koppelbar. Bei einer ersten Schalteinstellung der Schaltkupplungsanordnung ist insoweit die elektrische Maschine mit dem Sonnenrad gekoppelt, vorzugsweise starr beziehungsweise drehfest. Bei einer zweiten Schalteinstellung der Schaltkupplungsanordnung ist hingegen die elektrische Maschine von dem Sonnenrad entkoppelt. Ist die elektrische Maschine mit dem Sonnenrad antriebstechnisch gekoppelt, so kann mithilfe der elektrischen Maschine eine Drehmomentaufteilung des an der Eingangswelle anliegenden Antriebsdrehmoments auf die erste Ausgangswelle und die zweite Ausgangswelle vorgenommen werden.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Sonnenrad über ein Verstärkungsplanetengetriebe an die elektrische Maschine antriebstechnisch angeschlossen ist. Das Verstärkungsplanetengetriebe dient der platzsparenden Realisierung einer Übersetzung zwischen der elektrischen Maschine und dem Sonnenrad beziehungsweise der Schaltkupplungsanordnung. Besonders bevorzugt ist das Verstärkungsplanetengetriebe antriebstechnisch zwischen der elektrischen Maschine und der Schaltkupplungsanordnung angeordnet. Es kann zudem vorgesehen sein, eine Stirnradgetriebestufe mit dem Verstärkungsplanetengetriebe in Reihe zu schalten. Hierbei kann beispielsweise die elektrische Maschine über das Verstärkungsplanetengetriebe und die Stirnradgetriebestufe an das Sonnenrad beziehungsweise die Schaltkupplungsanordnung antriebtechnisch angeschlossen sein. Hierdurch wird bei geringem Bauraumbedarf eine hohe Übersetzung erzielt. Dies gilt insbesondere bei einer koaxialen Anordnung des Verstärkungsplanetengetriebes zu der ersten Ausgangswelle.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die elektrische Maschine mit einer Verbindungswelle drehfest verbunden ist, die koaxial zu einer mit dem Sonnenrad drehfest gekoppelten Zwischenwelle angeordnet ist. Die Verbindungswelle stellt beispielsweise eine Antriebswelle der Schaltkupplungsanordnung dar. Die Verbindungswelle ist starr mit der elektrischen Maschine gekoppelt. Vorzugsweise ist sie mit der Zwischenwelle und/oder dem Sonnenrad des Planetenraddifferentialgetriebes gekoppelt oder koppelbar, insbesondere mithilfe der Schaltkupplungsanordnung.
Beispielsweise ist es vorgesehen, dass bei der ersten Schalteinstellung der Schaltkupplungsanordnung die Verbindungswelle mit dem Sonnenrad und/oder der Zwischenwelle gekoppelt ist, insbesondere starr. Bei einer zweiten Schalteinstellung der Schaltkupplungsanordnung, welche optional ist, ist hingegen die Verbindungswelle von dem Sonnenrad entkoppelt, sodass die elektrische Maschine nicht mit dem Sonnenrad antriebstechnisch verbunden ist. Zusätzlich kann es in einer (optionalen) dritten Schalteinstellung der Schaltkupplungsanordnung vorgesehen sein, dass die Verbindungswelle drehfest mit dem Hohlrad gekoppelt ist.
Mithilfe der Schaltkupplungsanordnung kann insoweit die elektrische Maschine wahlweise mit der Zwischenwelle oder dem Sonnenrad verbunden werden. In der ersten Schalteinstellung kann also mithilfe der elektrischen Maschine die „Torque Vectoring“-Funktionalität realisiert sein, wohingegen in der dritten Schalteinstellung die elektrische Maschine unmittelbar mit der Eingangswelle und der ersten Ausgangswelle gekoppelt ist, vorzugsweise starr. Die beschriebene Ausgestaltung der Getriebeeinrichtung ermöglicht einen besonders flexiblen Betrieb. Die Verbindungswelle ist zur kompakten Ausgestaltung der Getriebeeinrichtung koaxial zu der Zwischenwelle angeordnet, welche mit dem Sonnenrad drehfest gekoppelt ist.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Verbindungswelle bei einer Schalteinstellung der Schaltkupplungsanordnung starr mit dem Hohlrad und bei einer weiteren Schalteinstellung der Schaltkupplungsanordnung starr mit der Zwischenwelle verbunden ist. Die Schalteinstellung entspricht insoweit der vorstehend beschriebenen dritten Schalteinstellung und die weitere Schalteinstellung der ersten Schalteinstellung. Somit ist der bereits erwähnte flexible Betrieb der Getriebeeinrichtung möglich.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Verstärkungsplanetengetriebe ein stillstehendes Verstärkungsgetriebehohlrad, ein drehfest mit der elektrischen Maschine gekoppeltes Verstärkungsgetriebesonnenrad und einen drehfest mit der Verbindungswelle gekoppelten Verstärkungsgetriebeplanetenträger aufweist. An dem Verstärkungsgetriebeplanetenträger ist wenigstens ein Verstärkungsgetriebeplanetenrad drehbar gelagert, welches sowohl mit dem Verstärkungsgetriebehohlrad als auch dem Verstärkungsgetriebesonnenrad kämmt. Das Verstärkungsgetriebehohlrad ist stillstehend beziehungsweise ortsfest angeordnet, also beispielsweise bezüglich eines Getriebegehäuses der Getriebeeinrichtung festgesetzt. Das Verstärkungsgetriebesonnenrad ist hingegen mit der elektrischen Maschine drehfest gekoppelt und der Verstärkungsgetriebeplanetenträger mit der Verbindungswelle. Letzteres erfolgt vorzugsweise über die bereits erwähnte Stirnradgetriebestufe. Hierdurch wird ein besonders kompakter Aufbau der Getriebeeinrichtung umgesetzt.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die elektrische Maschine koaxial zu der ersten Ausgangswelle angeordnet ist. Bevorzugt ist die elektrische Maschine im Längsschnitt beziehungsweise in axialer Richtung gesehen auf der der Eingangswelle abgewandten Seite des Planetenraddifferentialgetriebes angeordnet. Besonders bevorzugt sind auf dieser Seite des Planetenraddifferentialgetriebes sowohl die elektrische Maschine als auch das Verstärkungsplanetengetriebe angeordnet. In radialer Richtung gesehen liegen die elektrische Maschine und/oder das Verstärkungsplanetengetriebe zumindest bereichsweise in Überdeckung mit dem Planetenraddifferentialgetriebe vor. Hierdurch und durch die koaxiale Anordnung der elektrischen Maschine zu der ersten Ausgangswelle wird eine besonders kompakte Ausgestaltung der Getriebeeinrichtung erzielt.
Schließlich kann im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass die elektrische Maschine und/oder das Verstärkungsplanetengetriebe in axialer Richtung bezüglich der Drehachse gesehen auf der der Eingangswelle abgewandten Seite des Planetenraddifferentialgetriebes angeordnet sind. Hierauf wurde bereits hingewiesen. Diese ermöglicht die besonders kompakte Ausgestaltung der Getriebeeinrichtung, insbesondere zusammen mit der koaxialen Anordnung der zweiten Ausgangswelle bezüglich der ersten Ausgangswelle.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt die einzige

Figur eine schematische Darstellung einer Getriebeeinrichtung für ein Kraftfahrzeug.

Die Figur zeigt eine schematische Längsschnittdarstellung einer Getriebeeinrichtung 1 für ein Kraftfahrzeug. Die Getriebeeinrichtung 1 verfügt über eine Eingangswelle 2, eine erste Ausgangswelle 3 sowie über eine zweite Ausgangswelle 4. Die Eingangswelle 2 ist an eine Antriebseinrichtung des Kraftfahrzeugs antriebstechnisch angeschlossen, vorzugsweise über ein Gangwechselgetriebe 5, von welchem hier lediglich andeutungsweise ein Getriebegehäuse 6 gezeigt ist.
Die Getriebeeinrichtung 1 verfügt weiterhin über ein Planetenraddifferentialgetriebe 7, über das die Eingangswelle 2 mit zumindest einer der Ausgangswellen 3 und 4 gekoppelt ist. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Eingangswelle 2 über das Planetenraddifferentialgetriebe 7 mit der zweiten Ausgangswelle 4 permanent gekoppelt. Das Planetenraddifferentialgetriebe 7 weist ein Hohlrad 8, ein Sonnenrad 9 sowie einen Planetenträger 10 auf. An dem Planetenträger 10 ist wenigstens ein Planetenrad 11 drehbar gelagert, das sowohl mit dem Hohlrad 8 als auch mit dem Sonnenrad 9 kämmt. Das Hohlrad 8 ist mit der Eingangswelle 2 und der ersten Ausgangswelle 3 drehfest gekoppelt, vorzugsweise permanent. Der Planetenträger ist hingegen mit der zweiten Ausgangswelle 4 drehfest gekoppelt, vorzugsweise ebenfalls permanent. Das Sonnenrad 9 ist schließlich mit einer elektrischen Maschine 12 drehfest gekoppelt oder drehfest koppelbar.
In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Sonnenrad 9 über eine Schaltkupplungsanordnung 13 antriebstechnisch an die elektrische Maschine 12 angeschlossen. Die Schaltkupplungsanordnung 13 weist eine Verbindungswelle 14 auf, die drehfest mit der elektrischen Maschine 12 gekoppelt ist. Die Verbindungswelle 14 ist mittels einer Schaltkupplung 15 der Schaltkupplungsanordnung 13 mit dem Sonnenrad 9 koppelbar, nämlich über eine Zwischenwelle 16, die mit dem Sonnenrad 9 drehfest gekoppelt ist. Die Zwischenwelle 16 ist vorzugsweise koaxial zu der Verbindungswelle 14 angeordnet. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Verbindungswelle 14 mithilfe der Schaltkupplung 15 zusätzlich mit dem Hohlrad 8 koppelbar, sodass schlussendlich die elektrische Maschine 12 über das Hohlrad 8 unmittelbar und starr mit der Eingangswelle 2 und der ersten Ausgangswelle 3 gekoppelt ist.
Die Verbindungswelle 14 ist insoweit in einer ersten Schalteinstellung der Schaltkupplungsanordnung 13 mit dem Sonnenrad 9 beziehungsweise der Zwischenwelle 16 gekoppelt und von dem Hohlrad 8 entkoppelt, in einer zweiten Schaltstellung von dem Sonnenrad 9 und dem Hohlrad 8 entkoppelt und in einer dritten Schalteinstellung mit dem Hohlrad 8 gekoppelt und von dem Sonnenrad 9 entkoppelt. Die Schaltkupplung 15 ist hierbei bevorzugt als formschlüssige Schaltkupplung ausgestaltet. Auch eine Ausführung als kraftschlüssige Kupplung kann jedoch - alternativ - realisiert sein.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die elektrische Maschine 12 antriebstechnisch über ein Verstärkungsplanetengetriebe 17 sowie eine Stirnradgetriebestufe 18 antriebstechnisch an die Verbindungswelle 14 angeschlossen. Hierdurch wird eine besonders platzsparende Anordnung der elektrischen Maschine 12 möglich, nämlich im Längsschnitt beziehungsweise in axialer Richtung gesehen auf der der Eingangswelle 2 abgewandten Seite des Planetenraddifferentialgetriebes 7, in axialer Überdeckung mit der ersten Ausgangswelle beziehungsweise koaxial auf der ersten Ausgangswelle 3.
Das Verstärkungsplanetengetriebe 17 verfügt über ein stillstehendes beziehungsweise ortsfestes Verstärkungsgetriebehohlrad 19 und einen drehfest mit der Verbindungswelle 14 gekoppelten Verstärkungsgetriebeplanetenträger 21. An dem Verstärkungsgetriebeplanetenträger 21 ist ein Verstärkungsgetriebeplanetenrad 22 drehbar gelagert. Das Verstärkungsgetriebeplanetenrad 22 kämmt sowohl mit dem Verstärkungsgetriebehohlrad 19 als auch dem Verstärkungsgetriebesonnenrad 20. Die Stirnradgetriebestufe 18 weist in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel Zahnräder 23, 24 und 25 auf, wobei das Zahnrad 23 mit dem Zahnrad 24 und das Zahnrad 24 mit dem Zahnrad 25 kämmt. Das Zahnrad 23 ist koaxial zu dem Verstärkungsgetriebeplanetenträger 21 angeordnet, insbesondere koaxial zu der elektrischen Maschine 12 und der ersten Ausgangswelle 3. Das Zahnrad 25 hingegen ist drehfest mit der Verbindungswelle 14 gekoppelt, insbesondere auf der Verbindungswelle 14 angeordnet. Insoweit liegt das Zahnrad 25 koaxial zu dem Sonnenrad 9 des Planetenraddifferentialgetriebes 7 vor.
Weiterhin ist erkennbar, dass auf der ersten Ausgangswelle 3 ein erstes Zahnrad 26 angeordnet ist, das mit einem zweiten Zahnrad 27 der Eingangswelle 2 kämmt. Die Zahnräder 26 und 27 sind vorzugsweise als Stirnräder ausgebildet, sodass mittels ihnen ein achsparalleler Versatz zwischen der Eingangswelle 2 und der ersten Ausgangswelle 3 realisiert ist. Zusätzlich zu den Zahnrädern 26 und 27 ist ein drittes Zahnrad 28 vorgesehen, welches mit dem Hohlrad 8 des Planetenraddifferentialgetriebes 7 drehfest gekoppelt ist und koaxial zu diesem vorliegt. Das dritte Zahnrad 28 kämmt mit dem ersten Zahnrad 26, ist jedoch von dem zweiten Zahnrad 27 beabstandet angeordnet. Das dritte Zahnrad 28 wird also lediglich mittelbar über das erste Zahnrad 26 von dem zweiten Zahnrad 27 angetrieben. Auch das dritte Zahnrad 28 liegt vorzugsweise als Stirnrad vor.
Vorzugsweise sind die Eingangswelle 2, die erste Ausgangswelle 3 und das Hohlrad 8 parallel beabstandet zueinander angeordnet. Dies ermöglicht die dargestellte koaxiale Anordnung der elektrischen Maschine 12 auf der ersten Ausgangswelle 3, die wiederum zu einer äußerst kompakten Ausgestaltung der Getriebeeinrichtung 1 führt. Weiterhin ist erkennbar, dass der Planetenträger 10 über eine Getriebestufe 29, insbesondere eine Stirnradgetriebestufe an die zweite Ausgangswelle 4 antriebstechnisch angeschlossen ist. Die Getriebestufe 29 liegt vorzugsweise auf der dem Planetenraddifferentialgetriebe 7 abgewandten Seite der Zahnräder 26, 27 und 28 vor.
Es ist erkennbar, dass die Eingangswelle 2 und die zweite Ausgangswelle 4 bereichsweise in das Getriebegehäuse 6 des Gangwechselgetriebes 5 hineinragen. Die Zahnräder 26, 27 und 28 sowie die Getriebestufe 29 sind jedoch vorzugsweise außerhalb des Getriebegehäuses 6 angeordnet. Die hier gezeigte koaxiale Anordnung der ersten Ausgangswelle 3 und der zweiten Ausgangswelle 4 sowie deren achsparallele Anordnung zu der Eingangswelle 2 ermöglicht die Verwendung eines herkömmlichen Gangwechselgetriebes 5, sodass keine Änderungen an dem Getriebegehäuse 6 notwendig sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102013214773 A1 [0002]

Claims

Getriebeeinrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug, die eine mit einer Antriebseinrichtung des Kraftfahrzeugs wirkverbindbare Eingangswelle (2) sowie eine erste Ausgangswelle (3) und eine zweite Ausgangswelle (4) aufweist und über ein Planetenraddifferentialgetriebe (7) verfügt, über das die Eingangswelle (2) mit zumindest einer der Ausgangswellen (3,4) gekoppelt ist, wobei das Planetenraddifferentialgetriebe ein Hohlrad (8), ein Sonnenrad (9) und einen Planetenträger (10) aufweist, wobei an dem Planetenträger (10) wenigstens ein Planetenrad (11) drehbar gelagert ist, das sowohl mit dem Hohlrad (8) als auch dem Sonnenrad (9) kämmt, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad (8) mit der Eingangswelle (2) und der ersten Ausgangswelle (3) und der Planetenträger (10) mit der zweiten Ausgangswelle (4) drehfest gekoppelt ist, wobei die erste Ausgangswelle (3) parallel beabstandet zu der Drehachse angeordnet und das Sonnenrad (9) mit einer elektrischen Maschine (12) drehfest gekoppelt oder drehfest koppelbar ist.
Getriebeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der ersten Ausgangswelle (3) ein erstes Zahnrad (26) drehfest angeordnet ist, das mit einem zweiten Zahnrad (27) der Eingangswelle (2) und/oder mit einem mit dem Hohlrad (8) drehfest gekoppelten dritten Zahnrad (28) kämmt.
Getriebeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenträger (10) über wenigstens eine Getriebestufe (29) mit der zweiten Ausgangswelle (4) drehfest gekoppelt ist.
Getriebeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sonnenrad (9) über eine Schaltkupplungsanordnung (13) an die elektrische Maschine (12) antriebstechnisch angeschlossen ist.
Getriebeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sonnenrad (9) über ein Verstärkungsplanetengetriebe (17) an die elektrische Maschine (12) antriebstechnisch angeschlossen ist.
Getriebeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (12) mit einer Verbindungswelle (14) drehfest verbunden ist, die koaxial zu einer mit dem Sonnenrad (9) drehfest gekoppelten Zwischenwelle (16) angeordnet ist.
Getriebeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungswelle (14) bei einer Schalteinstellung der Schaltkupplungsanordnung (13) starr mit dem Hohlrad (8) und bei einer weiteren Schalteinstellung der Schaltkupplungsanordnung (13) starr mit der Zwischenwelle (16) verbunden ist.
Getriebeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungsplanetengetriebe (17) ein stillstehendes Verstärkungsgetriebehohlrad (19), ein drehfest mit der elektrischen Maschine (12) gekoppeltes Verstärkungsgetriebesonnenrad (20) und einen drehfest mit der Verbindungswelle (14) gekoppelten Verstärkungsgetriebeplanetenträger (21) aufweist.
Getriebeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (12) koaxial zu der ersten Ausgangswelle (3) angeordnet ist.
Getriebeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (12) und/oder das Verstärkungsplanetengetriebe (17) in axialer Richtung bezüglich der Drehachse gesehen auf der der Eingangswelle (2) abgewandten Seite des Planetenraddifferentialgetriebes (7) angeordnet ist.