DE102020208264A1 - Getriebe für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

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DE102020208264A1
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spur gear
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English (en)
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Stefan Beck
Fabian Kutter
Matthias Horn
Michael Wechs
Johannes Kaltenbach
Thomas Martin
Max Bachmann
Martin Brehmer
Peter Ziemer
Oliver BAYER
Thomas Kroh
Juri Pawlakowitsch
Ingo Pfannkuchen
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    • B60K6/26—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the motors or the generators
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    • B60K2006/381—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the driveline clutches characterized by driveline brakes
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    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B60K2006/4816—Electric machine connected or connectable to gearbox internal shaft
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60K6/48—Parallel type
    • B60K2006/4825—Electric machine connected or connectable to gearbox input shaft
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B60K2006/4833—Step up or reduction gearing driving generator, e.g. to operate generator in most efficient speed range
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16H3/08—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts
    • F16H2003/0811—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts using unsynchronised clutches
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Getriebe (4), umfassend eine Elektromaschine (32), eine erste Eingangswelle (9), eine zweite Eingangswelle (10), eine erste Vorgelegewelle (11) und eine zweite Vorgelegewelle (12), wobei die zweite Eingangswelle (10) mit einem Rotor der Elektromaschine (32) in Verbindung steht. Um einen kompakten Aufbau des Getriebes (4) zu ermöglichen, kann die erste Vorgelegewelle (11) nur über eine erste Stirnradstufe (22) unmittelbar mit der ersten Eingangswelle (9) und nur mittels einer zweiten Stirnradstufe (21) unmittelbar mit der zweiten Eingangswelle (10) gekoppelt werden, während die zweite Vorgelegewelle (12) nur über eine dritte Stirnradstufe (20) unmittelbar mit der ersten Eingangswelle (9) und nur mittels einer vierten Stirnradstufe (23) unmittelbar mit der zweiten Eingangswelle (10) koppelbar ist. Ferner können Losräder (27, 28) der ersten Stirnradstufe (21) und der zweiten Stirnradstufe (22) drehfest miteinander in Verbindung gebracht werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Elektromaschine, eine erste Eingangswelle, eine zweite Eingangswelle, eine erste Vorgelegewelle und eine zweite Vorgelegewelle, wobei die Vorgelegewellen jeweils permanent mit einer Abtriebsseite gekoppelt sind, wobei die zweite Eingangswelle mit einem Rotor der Elektromaschine in Verbindung steht, wobei eine erste Stirnradstufe mit einem Festrad und einem hiermit kämmenden Losrad vorgesehen ist, von welchen das Festrad der ersten Stirnradstufe drehfest auf der ersten Eingangswelle platziert ist, während das Losrad der ersten Stirnradstufe drehbar auf der ersten Vorgelegewelle gelagert und über ein erstes Schaltelement an der ersten Vorgelegewelle festsetzbar ist, wobei eine zweite Stirnradstufe mit einem Festrad und einem hiermit kämmenden Losrad vorgesehen ist, von welchen das Festrad der zweiten Stirnradstufe drehfest auf der zweiten Eingangswelle platziert ist, während das Losrad der zweiten Stirnradstufe drehbar auf der ersten Vorgelegewelle gelagert und über ein zweiten Schaltelement an der ersten Vorgelegewelle festsetzbar ist, und wobei das Losrad der ersten Stirnradstufe und das Losrad der zweiten Stirnradstufe über ein drittes Schaltelement drehfest miteinander verbindbar sind. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Kraftfahrzeugantriebsstrang mit einem vorgenannten Getriebe.
  • Bei Kraftfahrzeugen sind mehrgängige Getriebe bekannt, bei welchen mehrere unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse als Gänge durch Betätigung entsprechender Schaltelemente geschaltet werden können, wobei dies vorzugsweise automatisch vollzogen wird. Das Getriebe wird dabei dazu genutzt, ein Zugkraftangebot einer Antriebsmaschine des Kraftfahrzeuges in Hinblick auf verschiedene Kriterien geeignet umzusetzen. Bei Getrieben für Hybridfahrzeuge wird ein vorgenanntes Getriebe häufig auch mit einer oder mehreren Elektromaschinen kombiniert, wobei die zumindest eine Elektromaschine dabei im Getriebe zur Darstellung verschiedener Betriebsmodi, wie einem rein elektrischen Fahren, auf unterschiedliche Weisen eingebunden werden kann.
  • Aus der DE 10 2011 005 561 A1 geht ein Getriebe hervor, welches eine erste Eingangswelle und eine zweite Eingangswelle aufweist, die koaxial zueinander liegen.
  • Die erste Eingangswelle kann über eine zwischenliegende Schaltkupplung mit einer vorgeschalteten Antriebsmaschine in Verbindung gebracht werden, bei welcher es sich um eine Verbrennungskraftmaschine handelt, während die zweite Eingangswelle drehfest mit einem Rotor einer koaxial hierzu liegenden Elektromaschine verbunden ist. Bei einer Variante der DE 10 2011 005 561 A1 sind zudem achsparallel zu den beiden Eingangswellen zwei Vorgelegewellen vorgesehen, die jeweils über je eine Stirnradstufe permanent mit einer gemeinsamen Abtriebsseite des Getriebes gekoppelt sind. Die einzelne Vorgelegewelle kann dabei mit jeder der Eingangswellen jeweils über eine von zwei zwischenliegenden Stirnradstufen gekoppelt werden, wozu ein zugehöriges Schaltelement zu betätigen ist. Bei zwei axial nebeneinanderliegenden Stirnradstufen können zudem die drehbar auf der einen Vorgelegewelle gelagerten Losräder drehfest miteinander verbunden werden, um eine Kraftflussführung von der einen Eingangswelle über die beiden Stirnradstufen auf die andere Eingangswelle und hiervon ausgehend über eine der weiteren Stirnradstufen auf die andere Vorgelegewelle zu verwirklichen.
  • Ausgehend vom vorstehend beschriebenen Stand der Technik ist es nun die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Getriebe zu schaffen, bei welchem bei einem kompakten Aufbau und einem niedrigen Herstellungsaufwand eine hohe Anzahl an Gängen schaltbar ist.
  • Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die hierauf folgenden, abhängigen Ansprüche geben jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder. Ein Kraftfahrzeugantriebsstrang, in welchem ein vorgenanntes Getriebe vorgesehen ist, ist ferner Gegenstand von Anspruch 15.
  • Gemäß der Erfindung umfasst ein Getriebe eine Elektromaschine, eine erste Eingangswelle, eine zweite Eingangswelle, eine erste Vorgelegewelle und eine zweite Vorgelegewelle. Dabei sind die Vorgelegewellen jeweils permanent mit einer Abtriebsseite gekoppelt, während die zweite Eingangswelle mit einem Rotor der Elektromaschine in Verbindung steht. Zudem ist eine erste Stirnradstufe mit einem Festrad und einem hiermit kämmenden Losrad vorgesehen, von welchen das Festrad der ersten Stirnradstufe drehfest auf der ersten Eingangswelle platziert ist, während das Losrad der ersten Stirnradstufe drehbar auf der ersten Vorgelegewelle gelagert ist und über ein erstes Schaltelement an der ersten Vorgelegewelle festgesetzt werden kann. Eine zweite Stirnradstufe weist ein Festrad und ein hiermit kämmendes Losrad auf, von welchen das Festrad der zweiten Stirnradstufe drehfest auf der zweiten Eingangswelle platziert ist, während das Losrad der zweiten Stirnradstufe drehbar auf der ersten Vorgelegewelle gelagert ist und über ein zweiten Schaltelement an der ersten Vorgelegewelle festgesetzt werden kann. Zudem können das Losrad der ersten Stirnradstufe und das Losrad der zweiten Stirnradstufe über ein drittes Schaltelement drehfest miteinander verbunden werden.
  • Unter einer „Welle“ ist im Sinne der Erfindung ein rotierbares Bauteil des Getriebes zu verstehen, über welches eine Kraftflussführung zwischen Komponenten ggf. bei gleichzeitiger Betätigung eines entsprechenden Schaltelements vorgenommen werden kann. Die jeweilige Welle kann die Komponenten dabei axial oder radial oder auch sowohl axial und radial miteinander verbinden. So kann die jeweilige Welle auch als Zwischenstück vorliegen, über welches eine jeweilige Komponente zum Beispiel radial angebunden wird.
  • Mit „axial“ ist im Sinne der Erfindung eine Orientierung in Richtung einer Längsmittelachse des Getriebes gemeint, parallel zu welcher auch Rotationsachsen von Wellen des Getriebes orientiert sind. Unter „radial“ ist dann eine Orientierung in Durchmesserrichtung einer jeweiligen Komponente des Getriebes, insbesondere einer jeweiligen Welle zu verstehen.
  • Das erfindungsgemäße Getriebe verfügt über eine erste Eingangswelle und eine zweite Eingangswelle, wobei die beiden Eingangswellen dabei bevorzugt koaxial zueinander liegen. Insbesondere sind die Eingangswellen dabei jeweils je einem Teilgetriebe des Getriebes zugeordnet, über welches eine Kraftflussführung ausgehend von der jeweils zugehörigen Eingangswelle zu einer der Vorgelegewellen und damit auch zu der hiermit permanent gekoppelten Abtriebsseite vorgenommen werden kann. Die Vorgelegewellen sind hierbei achsparallel zu den beiden Eingangswellen angeordnet, wobei die beiden Vorgelegewellen dabei bevorzugt auch achsparallel zueinander liegen. Die erste Vorgelegewelle kann dabei mit der ersten Eingangswelle über die erste Stirnradstufe durch Betätigung des ersten Schaltelements sowie mit der zweiten Eingangswelle über die zweite Stirnradstufe durch Betätigung des zweiten Schaltelements jeweils gekoppelt werden. Im Rahmen der Erfindung sind hierbei bevorzugt genau zwei Vorgelegewellen vorgesehen, wobei alternativ dazu aber auch ggf. noch eine oder mehrere weitere, achsparallele Vorgelegewellen vorgesehen sein können.
  • Die erste Stirnradstufe setzt sich aus einem Festrad und einem hiermit kämmenden Losrad zusammen, wobei das Festrad hierbei drehfest auf der ersten Eingangswelle angeordnet ist, wohingegen das Losrad der ersten Stirnradstufe drehbar auf der ersten Vorgelegewelle gelagert und durch Schließen des ersten Schaltelements an der ersten Vorgelegewelle festgesetzt werden kann. Dies hat dann zur Folge, dass die erste Eingangswelle und die erste Vorgelegewelle über die erste Stirnradstufe unmittelbar miteinander gekoppelt werden. Auch die zweite Stirnradstufe wird durch ein Festrad und ein hiermit kämmendes Losrad gebildet, von welchen das Festrad drehfest auf der zweiten Eingangswelle angeordnet ist, während das Losrad der zweiten Stirnradstufe drehbar auf der ersten Vorgelegewelle gelagert und durch Betätigen des zweiten Schaltelements an der ersten Vorgelegewelle festsetzbar ist. Somit hat ein Schließen des zweiten Schaltelements eine unmittelbare Koppelung der zweiten Eingangswelle und der ersten Vorgelegewelle über die zweite Stirnradstufe zur Folge.
  • Die Losräder der ersten Stirnradstufe und der zweiten Stirnradstufe können, neben einer jeweiligen Festsetzbarkeit an der ersten Vorgelegewelle, zudem auch drehfest miteinander verbunden werden, wodurch dann die Eingangswellen über die beiden Stirnradstufen miteinander gekoppelt sind. Dementsprechend kann von dem Teilgetriebe mit der einen Eingangswelle auf das Teilgetriebe mit der anderen Eingangswelle zugegriffen werden.
  • Die beiden Vorgelegewellen sind bei dem erfindungsgemäßen Getriebe permanent mit einer gemeinsamen Abtriebsseite gekoppelt. Bevorzugt ist über die Abtriebsseite des Getriebes dabei im Weiteren eine Koppelung mit einem achsparallel zu den Eingangswellen des Getriebes angeordneten Differentialgetriebe hergestellt. Dabei liegt die Abtriebsseite bevorzugt axial im Bereich von oder nahe an einer Anschlussstelle, an welcher im verbauten Zustand des Getriebes eine antriebsseitige Anbindung des Getriebes vorgenommen ist oder hergestellt werden kann. Prinzipiell kann die Abtriebsseite aber auch in einem Bereich zwischen axialen Enden des Getriebes platziert sein. Diese Art der Anordnung eignet sich besonders zur Anwendung in einem Kraftfahrzeug mit einem quer zur Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges ausgerichteten Antriebsstrang.
  • Alternativ dazu könnte die Abtriebsseite des Getriebes prinzipiell aber auch an einem entgegengesetzt zu einer Anschlussstelle liegenden, axialen Ende des Getriebes vorgesehen sein. Dabei sind ein Antrieb und ein Abtrieb des Getriebes insbesondere an einander entgegengesetzten axialen Enden des Getriebes platziert. Ein derartig gestaltetes Getriebe eignet sich dabei zur Anwendung in einem Kraftfahrzeug mit einem in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges ausgerichteten Antriebsstrang.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Getriebe ist eine Elektromaschine vorgesehen, deren Rotor mit der zweiten Eingangswelle in Verbindung steht. Die Anordnung einer Elektromaschine macht das erfindungsgemäße Getriebe für die Anwendung bei einem Hybrid- oder Elektrofahrzeug geeignet. Dabei ist dann ein Rotor der Elektromaschine unmittelbar oder mittelbar an der zweiten Eingangswelle angebunden. Die Elektromaschine kann dabei im Rahmen der Erfindung bevorzugt einerseits als Generator sowie andererseits als Elektromotor betrieben werden. Unter einer „Verbindung“ des Rotors der Elektromaschine mit der zweiten Eingangswelle ist im Sinne der Erfindung eine Koppelung zwischen diesen zu verstehen, so dass zwischen dem Rotor der Elektromaschine und der zweiten Eingangswelle eine gleichbleibende Drehzahlabhängigkeit vorherrscht. Im Rahmen einer Variante der Erfindung ist dabei bei dem Getriebe genau eine Elektromaschine vorgesehen.
  • Die Erfindung umfasst nun die technische Lehre, dass die erste Vorgelegewelle nur über die erste Stirnradstufe unmittelbar mit der ersten Eingangswelle und nur mittels der zweiten Stirnradstufe unmittelbar mit der zweiten Eingangswelle gekoppelt werden kann. Ferner ist eine dritte Stirnradstufe vorgesehen, die ein Festrad und ein Losrad aufweist und welcher ein viertes Schaltelement zugeordnet ist, welches bei Betätigung das Losrad der dritten Stirnradstufe festsetzt und dabei die erste Eingangswelle und die zweite Vorgelegewelle miteinander koppelt. Außerdem ist eine vierte Stirnradstufe vorgesehen, die ein Festrad und ein hiermit kämmendes Losrad aufweist und der ein fünftes Schaltelement zugeordnet ist, das bei Betätigung das Losrad der vierten Stirnradstufe festsetzt und dabei die zweite Eingangswelle und die zweite Vorgelegewelle miteinander koppelt. Dabei kann die zweite Vorgelegewelle nur über die dritte Stirnradstufe unmittelbar mit der ersten Eingangswelle und nur mittels der vierten Stirnradstufe unmittelbar mit der zweiten Eingangswelle gekoppelt werden.
  • Mit anderen Worten ist also die erste Stirnradstufe bei dem erfindungsgemäßen Getriebe die einzige Stirnradstufe, über welche die erste Vorgelegewelle und die erste Eingangswelle unmittelbar miteinander gekoppelt werden können. Bei der zweiten Stirnradstufe handelt es sich dann um die einzige Stirnradstufe, über die eine unmittelbare Koppelung der ersten Vorgelegewelle und der zweiten Eingangswelle realisiert werden kann. Zudem weist das erfindungsgemäße Getriebe noch eine dritte Stirnradstufe und eine vierte Stirnradstufe auf, von welchen die dritte Stirnradstufe die einzige Stirnradstufen ist, über welche die erste Eingangswelle unmittelbar mit der zweiten Vorgelegewelle gekoppelt werden kann. Dies wird dabei dadurch realisiert, dass ein Losrad der dritten Stirnradstufe durch Betätigen eines zugehörigen, vierten Schaltelements festgesetzt wird. In der Folge sind dann die erste Eingangswelle und die zweite Vorgelegewelle über die dritte Stirnradstufe miteinander gekoppelt. Die vierte Stirnradstufe ist hingegen die einzige Stirnradstufe, über welche eine unmittelbare Koppelung der zweiten Eingangswelle mit der zweiten Vorgelegewelle darstellbar ist. Dies wird dabei dadurch verwirklicht, indem ein Losrad der vierten Stirnradstufe durch Betätigen eines fünften Schaltelements festgesetzt wird, wodurch die vierte Stirnradstufe die zweite Eingangswelle und die zweite Vorgelegewelle unmittelbar miteinander koppelt.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Getriebe sind also zwischen den Eingangswellen und den Vorgelegewellen genau vier Stirnradstufen vorgesehen, von welchen die erste Stirnradstufe einer unmittelbaren Koppelung der ersten Eingangswelle mit der ersten Vorgelegewelle, die zweite Stirnradstufe einer unmittelbaren Koppelung der zweiten Eingangswelle mit der ersten Vorgelegewelle, die dritte Stirnradstufe einer unmittelbaren Koppelung der ersten Eingangswelle mit der zweiten Vorgelegewelle sowie die vierte Stirnradstufe einer unmittelbaren Koppelung der zweiten Eingangswelle mit der zweiten Vorgelegewelle dient. Dadurch kann ein Getriebe mit kompaktem Aufbau und niedrigem Herstellungsaufwand verwirklicht werden, bei welchem aufgrund der Koppelbarkeit der Losräder der ersten Stirnradstufe und der zweiten Stirnradstufe eine hohe Anzahl an Gängen darstellbar ist.
  • Unter einer „unmittelbaren Koppelbarkeit“ der jeweiligen Eingangswelle mit der jeweiligen Vorgelegewelle über die jeweilige Stirnradstufe ist im Sinne der Erfindung zu verstehen, dass die jeweilige Stirnradstufe bei Einbindung in den Kraftfluss direkt für die Übertragung einer Drehbewegung zwischen der jeweiligen Eingangswelle und der jeweiligen Vorgelegewelle sorgt, indem sowohl das auf der jeweiligen Eingangswelle vorgesehene Stirnrad der jeweiligen Stirnradstufe, als auch das auf der jeweiligen Vorgelegewelle vorgesehene Stirnrad der jeweiligen Stirnradstufe an der jeweiligen Welle festgesetzt ist.
  • Die vier, zwischen den Eingangswellen und den Vorgelegewellen vorgesehenen Stirnradstufen definieren unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse, wobei dabei bevorzugt über die dritte Stirnradstufe das höchste Übersetzungsverhältnis, über die zweite Stirnradstufe das zweithöchste Übersetzungsverhältnis, über die erste Stirnradstufe das dritthöchste Übersetzungsverhältnis und über die vierte Stirnradstufe das vierthöchste Übersetzungsverhältnis zwischen den Eingangswellen und den Vorgelegewellen realisiert werden kann.
  • Hingegen sind bei der DE 10 2011 005 561 A1 eine größere Anzahl an Stirnradstufen vorgesehen, was zum einen den Platzbedarf des Getriebes erhöht und außerdem den Herstellungsaufwand vergrößert.
  • Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung ist bei der dritten Stirnradstufe das Festrad drehfest auf der ersten Eingangswelle vorgesehen, während das Losrad der dritten Stirnradstufe drehbar auf der zweiten Vorgelegewelle gelagert ist und über das vierte Schaltelement an der zweiten Vorgelegewelle festgesetzt werden kann. In Weiterbildung dieser Ausführungsform ist das Festrad der dritten Stirnradstufe gleichzeitig auch das Festrad der ersten Stirnradstufe. Dies hat den Vorteil, dass somit das auf der ersten Eingangswelle angeordneten Festrad gleichzeitig durch die erste Stirnradstufe und auch die dritte Stirnradstufe genutzt wird, was den Herstellungsaufwand entsprechend reduziert, da ein ansonsten separat vorzusehendes Festrad eingespart werden kann. Außerdem sind die erste Stirnradstufe und die dritte Stirnradstufe dadurch axial in einer Radebene angeordnet, was einen kompakten Aufbau des Getriebes ermöglicht.
  • Alternativ dazu wäre es im Sinne der Erfindung aber auch denkbar, das Festrad der dritten Stirnradstufe drehfest auf der zweiten Vorgelegewelle zu platzieren, während das hiermit kämmende Losrad der dritten Stirnradstufe drehbar auf der ersten Eingangswelle angeordnet ist und dort durch Betätigen des vierten Schaltelements festgesetzt werden kann.
  • Gemäß einer weiteren alternativen oder auch ergänzenden Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung ist das Festrad der vierten Stirnradstufe drehfest auf der zweiten Eingangswelle angeordnet, während das Losrad der vierten Stirnradstufe drehbar auf der zweiten Vorgelegewelle gelagert ist und über das fünfte Schaltelement an der zweiten Vorgelegewelle festgesetzt werden kann. Hierbei wäre es alternativ dazu aber auch denkbar, das Festrad der vierten Stirnradstufe drehfest auf der zweiten Vorgelegewelle vorzusehen, wohingegen das Losrad der vierten Stirnradstufe drehbar auf der zweiten Eingangswelle platziert ist und dort über das fünfte Schaltelement festgesetzt werden kann.
  • In Weiterbildung der Erfindung ergibt sich dann ein erster Gang zwischen der ersten Eingangswelle und der Abtriebsseite durch Schließen des vierten Schaltelements unter Kraftflussführung über die dritte Stirnradstufe, während ein zweiter Gang zwischen der ersten Eingangswelle und der Abtriebsseite durch Betätigen des ersten Schaltelements unter Kraftflussführung über die erste Stirnradstufe geschaltet werden kann. Ferner kann ein dritter Gang zwischen der ersten Eingangswelle und der Abtriebsseite dadurch dargestellt werden, dass das dritte Schaltelement und das fünfte Schaltelement betätigt werden, wodurch eine Kraftflussführung über die erste Stirnradstufe, die zweite Stirnradstufe und die vierte Stirnradstufe stattfindet. Der dritte Gang ist also als Windungsgang konzipiert, in welchem der Kraftfluss von der ersten Eingangswelle über die erste Stirnradstufe und die zweite Stirnradstufe auf die zweite Eingangswelle und von dort ausgehend über die vierte Stirnradstufe auf die zweite Vorgelegewelle geführt wird. Der erste bis dritte Gang können dabei jeweils durch das Teilgetriebe des Getriebes genutzt werden, welchem die erste Eingangswelle zugeordnet ist.
  • Ein vierter Gang zwischen der zweiten Eingangswelle und der Abtriebsseite wird durch Schließen des dritten Schaltelements und des vierten Schaltelements unter Kraftflussführung über die zweite Stirnradstufe, die erste Stirnradstufe und die dritte Stirnradstufe geschaltet. Der vierte Gang ist dabei ebenfalls als Windungsgang ausgeführt, bei welchem der Kraftfluss ausgehend von der zweiten Eingangswelle über die zweite Stirnradstufe und die erste Stirnradstufe auf die erste Eingangswelle geführt und ausgehend hiervon dann über die dritte Stirnradstufe auf die zweite Vorgelegewelle und damit zur Abtriebsseite geleitet wird. Ferner ergibt sich ein fünfter Gang zwischen der zweiten Eingangswelle und der Abtriebsseite durch Betätigen des zweiten Schaltelements unter Kraftflussführung über die zweite Stirnradstufe, während ein sechster Gang zwischen der zweiten Eingangswelle und der Abtriebsseite durch Schließen des fünften Schaltelements unter Kraftflussführung über die vierte Stirnradstufe geschaltet werden kann. Somit sind mit dem vierten bis sechsten Gang auch drei Gänge vorhanden, welche durch das Teilgetriebe genutzt werden können, dem die zweite Eingangswelle zugeordnet ist. Da die Elektromaschine ständig mit der zweiten Eingangswelle gekoppelt ist, können diese Gänge dabei für einen Betrieb der Elektromaschine herangezogen werden.
  • Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung ist die Elektromaschine koaxial zu der zweiten Eingangswelle angeordnet, wobei der Rotor der Elektromaschine drehfest mit der zweiten Eingangswelle verbunden ist. Hierdurch kann ein radial kompakt bauendes Getriebe realisiert werden, indem auch die Elektromaschine koaxial zu der zweiten Eingangswelle und damit bevorzugt auch zu der ersten Eingangswelle angeordnet wird. Im Rahmen dieser Ausführungsform ist es dabei alternativ allerdings auch denkbar, dass der Rotor der koaxial angeordneten Elektromaschine über mindestens eine zwischenliegende Übersetzungsstufe mit der zweiten Eingangswelle gekoppelt ist, wobei es sich bei der mindestens einen Übersetzungsstufe dabei um mindestens eine Planetenstufe und/oder mindestens eine Stirnradstufe handeln kann.
  • Gemäß einer alternativen Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung ist die Elektromaschine achsversetzt zu der zweiten Eingangswelle platziert, wobei der Rotor der Elektromaschine drehfest mit einer Rotorwelle verbunden ist, die über eine Übersetzungsstufe mit der zweiten Eingangswelle gekoppelt ist. In diesem Fall ist also die Elektromaschine achsversetzt zu der zweiten Eingangswelle vorgesehen, wobei eine Koppelung der Elektromaschine mit der zweiten Eingangswelle über eine zwischenliegende Übersetzungsstufe hergestellt ist. Bei dieser Übersetzungsstufe kann es sich dabei um mindestens eine Stirnradstufe und/oder mindestens eine Planetenstufe oder auch um einen Zugmitteltrieb handeln.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist bei der Übersetzungsstufe, über welche die Elektromaschine mit der zweiten Eingangswelle gekoppelt ist, ein Stirnrad mit einem Festrad der Stirnradstufen gekoppelt, über welche die zweite Eingangswelle mit einer der Vorgelegewellen gekoppelt werden kann. In diesem Fall erfolgt also eine Anbindung der Elektromaschine an der zweiten Eingangswelle über ein Festrad, welches Teil einer der Stirnradstufen ist, über die die zweite Eingangswelle zudem mit einer der Vorgelegewellen gekoppelt werden kann. Dementsprechend kann dieses Festrad auch für die Einbindung der Elektromaschine genutzt werden, was den Herstellungsaufwand reduziert. Dabei kann die Koppelung des Stirnrades der Übersetzungsstufe mit dem Festrad der jeweiligen Stirnradstufe derartig ausgebildet sein, dass das Stirnrad und das Festrad miteinander im Zahneingriff stehen oder über mindestens ein zwischenliegendes Stirnrad miteinander gekoppelt sind.
  • Entsprechend einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die erste Eingangswelle permanent mit einer Bremseinrichtung gekoppelt, welche als reibschlüssige Bremse oder als weitere Elektromaschine vorliegt. In vorteilhafter Weise kann diese Bremseinrichtung dabei dazu herangezogen werden, ein Synchronisieren von Schaltelementen des Teilgetriebes zu unterstützen, dem die erste Eingangswelle zugeordnet ist. Dies wird dabei insbesondere dann vollzogen, wenn die entsprechenden Schaltelemente als unsynchronisierte Schaltelemente vorliegen. Im Falle einer Ausführung der Bremseinrichtung als weitere Elektromaschine besteht dabei im Rahmen der Erfindung zudem die Möglichkeit, durch einen Betrieb dieser weiteren Elektromaschine als Elektromotor gezielt ein zusätzliches Antriebsmoment einspeisen zu können. Außerdem kann im verbauten Zustand des Getriebes durch Koppelung der ersten Eingangswelle mit einer vorgeschalteten Antriebsmaschine und in einem generatorischen Betrieb der weiteren Elektromaschine auch ein Ladebetrieb durch Antrieb der weiteren Elektromaschine über die vorgeschaltete Antriebsmaschine verwirklicht werden. Ist die vorgeschaltete Antriebsmaschine zudem als Verbrennungskraftmaschine ausgeführt, so kann in einem elektromotorischen Betrieb der weiteren Elektromaschine auch gezielt ein Starten der vorgeschalteten Antriebsmaschine herbeigeführt werden.
  • Es ist eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung, dass die erste Eingangswelle dazu eingerichtet ist, das Getriebe mit einer Antriebsmaschine des Kraftfahrzeuges zu verbinden. In diesem Fall dient also die erste Eingangswelle im verbauten Zustand des Getriebes innerhalb eines Kraftfahrzeugantriebsstranges der Anbindung an eine vorgeschaltete Antriebsmaschine des Kraftfahrzeuges, wobei hierbei ggf. ein Torsionsschwingungsdämpfer zwischengeschaltet sein kann.
  • Alternativ dazu ist es einer Ausführungsform der Erfindung, dass die erste Eingangswelle über eine Schaltkupplung drehfest mit einer Antriebswelle verbunden werden kann, die dazu eingerichtet ist, das Getriebe mit einer Antriebsmaschine des Kraftfahrzeuges zu verbinden. Bei dieser Variante dient also die erste Eingangswelle nicht der Anbindung des Getriebes im verbauten Zustand an eine vorgeschaltete Antriebsmaschine, sondern diese Anbindung wird über eine Antriebswelle realisiert, welche mit der ersten Eingangswelle über eine zwischenliegende Schaltkupplung drehfest verbunden werden kann. Dadurch kann die vorgeschaltete Antriebsmaschine auch von der ersten Eingangswelle entkoppelt werden, so dass ggf. eine Synchronisation von Schaltelementen des Teilgetriebes vereinfacht ist, dem die erste Eingangswelle zugeordnet ist. Bei der Schaltkupplung handelt es sich hierbei bevorzugt um eine kraftschlüssige Kupplung und hierbei insbesondere um eine nass- oder trockenlaufende Reibkupplung. Dabei kommt eine Ausführung als Lamellenkupplung oder alternativ dazu auch als formschlüssige Schaltkupplung infrage.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist das einzelne Schaltelement als formschlüssiges Schaltelement, insbesondere als Klauenschaltelement oder als Sperrsynchronisation ausgeführt. Formschlüssige Schaltelemente haben prinzipiell den Vorteil, dass sie im geöffneten Zustand nur niedrige Schleppmomente aufweisen. Das einzelne Schaltelement könnte alternativ dazu aber auch als kraftschlüssige Schaltelement ausgeführt sein, beispielsweise als Lamellenschaltelement, wobei ein kraftschlüssiges Schaltelement in vorteilhafter Weise auch unter Last in einen betätigten Zustand überführt werden kann. Besonders bevorzugt sind das erste Schaltelement, das zweite Schaltelement, das dritte Schaltelement, das vierte Schaltelement und auch das fünfte Schaltelement jeweils als unsynchronisierte Klauenschaltelemente oder als Sperrsynchronisationen ausgeführt.
  • Entsprechend einer Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung ist die Abtriebsseite durch ein Abtriebsstirnrad gebildet, welches sowohl mit einem drehfest auf der ersten Vorgelegewelle angeordneten Stirnrad, als auch einem drehfest auf der zweiten Vorgelegewelle angeordneten Stirnrad im Zahneingriff steht. Hierdurch kann die permanente Koppelung der beiden Vorgelegewellen mit der Abtriebsseite zuverlässig realisiert werden, wobei dies axial kompakt bauend möglich ist, da die Zahneingriffe des Abtriebsstirnrades mit den beiden, auf den Vorgelegewellen angeordneten Stirnrädern in einer Radebene stattfinden. Besonders bevorzugt handelt es sich bei dem Abtriebsstirnrad dabei um ein Antriebstellerrad eines achsparallel liegenden Differentialgetriebes.
  • In Weiterbildung der Erfindung sind das vierte Schaltelement und das fünfte Schaltelement zu einer Schalteinrichtung zusammengefasst, bei welcher über eine Betätigungseinrichtung aus einer Neutralstellung heraus zum einen das vierte Schaltelement sowie zum anderen das fünfte Schaltelement in einen jeweils betätigten Zustand überführt werden kann. Hierdurch können das vierte Schaltelement und das fünfte Schaltelement über einen gemeinsamen Stellaktuator betätigt werden, was den Herstellungsaufwand weiter reduziert.
  • Im Rahmen der Erfindung kann dem Getriebe ein Anfahrelement vorgeschaltet sein, beispielsweise ein hydrodynamischer Drehmomentwandler oder eine Reibkupplung. Dieses Anfahrelement kann dann auch Bestandteil des Getriebes sein und dient der Gestaltung eines Anfahrvorgangs, indem es eine Schlupfdrehzahl zwischen einer als Verbrennungskraftmaschine ausgeführten Antriebsmaschine und der ersten Eingangswelle des Getriebes ermöglicht. Hierbei kann auch eines der Schaltelemente des Getriebes als ein solches Anfahrelement ausgebildet sein, indem es als Reibschaltelement vorliegt. Zudem kann auf jeder Welle des Getriebes prinzipiell ein Freilauf zum Getriebegehäuse oder zu einer anderen Welle angeordnet werden.
  • Das erfindungsgemäße Getriebe ist insbesondere Teil eines Kraftfahrzeugantriebsstranges für ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug und ist dann zwischen einer als Verbrennungskraftmaschine oder als Elektromaschine gestalteten Antriebsmaschine des Kraftfahrzeuges und weiteren, in Kraftflussrichtung zu Antriebsrädern des Kraftfahrzeuges folgenden Komponenten des Antriebsstranges angeordnet. Hierbei ist die erste Eingangswelle des Getriebes entweder permanent drehfest mit einer Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine gekoppelt oder über eine zwischenliegende Trennkupplung bzw. ein Anfahrelement mit dieser verbindbar, wobei zwischen Verbrennungskraftmaschine und Getriebe zudem ein Torsionsschwingungsdämpfer vorgesehen sein kann. Auch im Falle einer Ausführung der Antriebsmaschine als Elektromaschine kann eine direkte drehfeste Verbindung der ersten Eingangswelle mit einem Rotor dieser Elektromaschine vollzogen sein. Abtriebsseitig ist das Getriebe innerhalb des Kraftfahrzeugantriebsstranges dann bevorzugt mit einem Differentialgetriebe einer Antriebsachse des Kraftfahrzeuges gekoppelt, wobei hier allerdings auch eine Anbindung an ein Längsdifferential vorliegen kann, über welches eine Verteilung auf mehrere angetriebenen Achsen des Kraftfahrzeuges stattfindet. Das Differentialgetriebe bzw. das Längsdifferential kann dabei mit dem Getriebe in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein. Ebenso kann auch ein Torsionsschwingungsdämpfer mit in dieses Gehäuse integriert sein.
  • Dass zwei Bauelemente des Getriebes drehfest „verbunden“ bzw. „gekoppelt“ sind bzw. „miteinander in Verbindung stehen“, meint im Sinne der Erfindung eine permanente Koppelung dieser Bauelemente, so dass diese nicht unabhängig voneinander rotieren können. Insofern ist zwischen diesen Bauelementen, bei welchen es sich um Stirnräder der Stirnradstufen und/oder Wellen und/oder ein drehfestes Bauelement des Getriebes handeln kann, kein Schaltelement vorgesehen, sondern die entsprechenden Bauelemente sind starr miteinander gekoppelt.
  • Ist hingegen ein Schaltelement zwischen zwei Bauelementen vorgesehen, so sind diese Bauelemente nicht permanent drehfest miteinander gekoppelt, sondern eine drehfeste Koppelung wird erst durch Betätigen des zwischenliegenden Schaltelements vorgenommen. Dabei bedeutet eine Betätigung des Schaltelements im Sinne der Erfindung, dass das betreffende Schaltelement in einen geschlossenen Zustand überführt wird und in der Folge die hieran unmittelbar angekoppelten Bauelemente in ihren Drehbewegungen aneinander angleicht. Im Falle einer Ausgestaltung des betreffenden Schaltelements als formschlüssiges Schaltelement werden die hierüber unmittelbar drehfest miteinander verbundenen Bauelemente unter gleicher Drehzahl laufen, während im Falle eines kraftschlüssigen Schaltelements auch nach einem Betätigen desselbigen Drehzahlunterschiede zwischen den Bauelementen bestehen können. Dieser gewollte oder auch ungewollte Zustand wird im Rahmen der Erfindung dennoch als drehfeste Verbindung der jeweiligen Bauelemente über das Schaltelement bezeichnet.
  • Die Erfindung ist nicht auf die angegebene Kombination der Merkmale des Hauptanspruchs oder der hiervon abhängigen Ansprüche beschränkt. Es ergeben sich darüber hinaus Möglichkeiten, einzelne Merkmale, auch soweit sie aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung oder unmittelbar aus den Zeichnungen hervorgehen, miteinander zu kombinieren. Die Bezugnahme der Ansprüche auf die Zeichnungen durch Verwendung von Bezugszeichen soll den Schutzumfang der Ansprüche nicht beschränken.
  • Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung, die nachfolgend erläutert werden, sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt:
    • 1 eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugantriebsstranges;
    • 2 bis 13 jeweils eine schematische Darstellung je eines Teils des Kraftfahrzeugantriebsstranges aus 1 mit je einem Getriebe entsprechend jeweils einer Ausführungsform der Erfindung; und
    • 14 ein beispielhaftes Schaltschema der Getriebe aus den 2 bis 13.
  • 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugantriebsstranges 1 eines Kraftfahrzeuges, wobei in dem Kraftfahrzeugantriebsstrang 1 eine Verbrennungskraftmaschine 2 über einen zwischenliegenden Torsionsschwingungsdämpfer 3 mit einem Getriebe 4 verbunden ist. Dem Getriebe 4 ist abtriebsseitig ein Differentialgetriebe 5 nachgeschaltet, über welches eine Antriebsleistung auf Antriebsräder 6 und 7 einer Antriebsachse des Kraftfahrzeuges verteilt wird. Das Getriebe 4 und der Torsionsschwingungsdämpfer 3 sind dabei in einem gemeinsamen Getriebegehäuse 8 des Getriebes 4 zusammengefasst, in welches dann auch das Differentialgetriebe 5 integriert sein kann. Wie zudem in 1 zu erkennen ist, sind die Verbrennungskraftmaschine 2, der Torsionsschwingungsdämpfer 3, das Getriebe 4 und auch das Differentialgetriebe 5 quer zu einer Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges ausgerichtet.
  • Aus 2 geht eine schematische Darstellung des Getriebes 4 hervor, wobei dieses entsprechend einer ersten Ausführungsform der Erfindung ausgebildet ist. Dabei umfasst das Getriebe 4 eine erste Eingangswelle 9 und eine zweite Eingangswelle 10, die koaxial zueinander angeordnet sind. An der ersten Eingangswelle 9 ist dabei innerhalb des Kraftfahrzeugantriebsstranges 1 aus 1 eine drehfeste Verbindung mit dem vorgeschalteten Torsionsschwingungsdämpfer 3 hergestellt, wobei die erste Eingangswelle 9 als Vollwelle ausgeführt ist, die sich axial im Wesentlichen über die komplette Baulänge des Getriebes 4 erstreckt. Hingegen ist die zweite Eingangswelle 10 als Hohlwelle ausgestaltet, welche axial mit einem kurzen Abschnitt der ersten Eingangswelle 9 überdeckt und radial umliegend zu dieser angeordnet ist.
  • Neben den Eingangswellen 9 und 10 weist das Getriebe 4 aus 2 noch eine erste Vorgelegewelle 11, eine zweite Vorgelegewelle 12 und eine Rotorwelle 13 auf, die jeweils als Vollwellen ausgeführt sind und achsversetzt zu den Eingangswellen 9 und 10 und auch zueinander liegen. Die beiden Vorgelegewellen 11 und 12 sind vorliegend jeweils permanent mit einer gemeinsamen Abtriebsseite 14 des Getriebes 4 gekoppelt, wobei die einzelne Koppelung dabei über je eine Stirnradstufe 15 bzw. 16 verwirklicht ist. So ist auf der ersten Vorgelegewelle 11 ein Stirnrad 17 drehfest angeordnet, welches mit einem Abtriebsstirnrad in Form eines Antriebstellerades 18 des achsparallel liegenden Differentialgetriebes 5 im Zahneingriff steht und mit diesem die Stirnradstufe 15 bildet. Das Antriebstellerrad 18 kämmt zudem mit einem Stirnrad 19, welches drehfest auf der zweiten Vorgelegewelle 12 platziert ist und gemeinsam mit dem Antriebstellerrad 18 die Stirnradstufe 16 bildet.
  • Das Getriebe 4 umfasst zudem mehrere Stirnradstufen 20, 21, 22 und 23, wobei die erste Eingangswelle 9 dabei über die Stirnradstufe 20 unmittelbar mit der zweiten Vorgelegewelle 12 sowie über die Stirnradstufe 22 unmittelbar mit der ersten Vorgelegewelle 11 gekoppelt werden kann, während bei der zweiten Eingangswelle 10 eine unmittelbare Koppelung mit der ersten Vorgelegewelle 11 über die Stirnradstufe 21 sowie mit der zweiten Vorgelegewelle 12 über die Stirnradstufe 23 jeweils darstellbar ist. Insofern sind die Stirnradstufen 20 und 22 Teil eines Teilgetriebes des Getriebes 4, welchem die erste Eingangswelle 9 zugeordnet ist. Hingegen sind die Stirnradstufen 21 und 23 Teil eines anderen Teilgetriebes des Getriebes 4, dem die zweite Eingangswelle 10 zugeordnet ist.
  • Die Stirnradstufe 20 setzt sich aus einem Festrad 24 und einem Losrad 25 zusammen, die miteinander im Zahneingriff stehen und von denen das Festrad 24 drehfest auf der ersten Eingangswelle 9 platziert ist. Das Losrad 25 ist drehbar auf der zweiten Vorgelegewelle 12 gelagert und kann über ein Schaltelement A an der zweiten Vorgelegewelle 12 festgesetzt werden, so dass die Stirnradstufe 20 in der Folge die erste Eingangswelle 9 und die zweite Vorgelegewelle 12 miteinander koppelt.
  • Hingegen ist die Stirnradstufe 21 zwischen der zweiten Eingangswelle 10 und der ersten Vorgelegewelle 11 vorgesehen und wird durch ein Festrad 26 und ein Losrad 27 gebildet. Das Festrad 26 und das Losrad 27 kämmen dabei permanent miteinander, wobei das Festrad 26 drehfest auf der zweiten Eingangswelle 10 platziert ist, während das Losrad 27 drehbar auf der ersten Vorgelegewelle 11 gelagert ist und über ein Schaltelement B an der ersten Vorgelegewelle 11 festgesetzt werden kann. Dieses Festsetzen hat dann eine Koppelung der zweiten Eingangswelle 10 mit der ersten Vorgelegewelle 11 über die Stirnradstufe 21 zur Folge.
  • Außerdem kann das Losrad 27 der Stirnradstufe 21 noch über ein Schaltelement W drehfest mit einem axial benachbart liegenden Losrad 28 verbunden werden, welches Teil der Stirnradstufe 22 ist. Dabei ist das Losrad 28 der Stirnradstufe 22 ebenfalls drehbar auf der ersten Vorgelegewelle 11 gelagert und kämmt permanent mit dem Festrad 24, welches, wie bereits vorstehend beschrieben, drehfest auf der ersten Eingangswelle 9 angeordnet ist. Ein Schließen des Schaltelements W hat aufgrund der damit einhergehenden, drehfesten Verbindung der Losräder 27 und 28 eine Koppelung der beiden Eingangswellen 9 und 10 über die Stirnradstufen 21 und 22 zur Folge. Daneben kann aber über die Stirnradstufe 22 auch eine Koppelung der ersten Eingangswelle 9 mit der ersten Vorgelegewelle 11 erreicht werden, indem das Losrad 28 über ein Schaltelement C an der ersten Vorgelegewelle 11 festgesetzt wird. Das Festrad 24 steht gleichzeitig mit dem Losrad 25 und auch dem Losrad 28 im Zahneingriff und ist damit sowohl Teil der Stirnradstufe 20, als auch der Stirnradstufe 22.
  • Die Stirnradstufe 23 setzt sich aus einem Festrad 29 und einem hiermit permanent im Zahneingriff stehenden Losrad 30 zusammen, von welchen das Festrad 29 drehfest auf der zweiten Eingangswelle 10 angeordnet ist. Das Losrad 30 ist drehbar auf der zweiten Vorgelegewelle 12 gelagert und kann dort über ein Schaltelement D festgesetzt werden, so dass die Stirnradstufe 23 in der Folge die zweite Eingangswelle 10 und die zweite Vorgelegewelle 12 miteinander koppelt.
  • Die Schaltelemente A, B, C, D und W sind im vorliegenden Fall jeweils als formschlüssige Schaltelemente ausgeführt, wobei das einzelne Schaltelement A bzw. B bzw. C bzw. D bzw. W dabei als unsynchronisiertes Klauenschaltelement vorliegt. Zudem sind das Schaltelement A und das Schaltelement D zu einer Schalteinrichtung 31 zusammengefasst, über deren Betätigungseinrichtung aus einer Neutralstellung heraus zum einen das Schaltelement A sowie zum anderen das Schaltelement D in einen jeweils betätigten Zustand überführt werden kann. Hingegen sind die Schaltelemente B, C und W jeweils als Einzelschaltelemente ausgeführt.
  • Bei dem Getriebe 4 ist zudem eine Elektromaschine 32 vorgesehen, welche zum einen als Generator sowie zum anderen als Elektromotor betrieben werden kann. Ein - vorliegend nicht weiter dargestellter - Rotor dieser Elektromaschine 32 ist dabei drehfest mit der Rotorwelle 13 verbunden, die permanent mit der zweiten Eingangswelle 10 gekoppelt ist. Insofern ist auch der Rotor der Elektromaschine 32 ständig mit der zweiten Eingangswelle 10 gekoppelt. Die Koppelung der Rotorwelle 13 mit der zweiten Eingangswelle 10 ist dabei über eine zwischenliegende Übersetzungsstufe 33 verwirklicht, welche ein drehfest auf der Rotorwelle 13 angeordnetes Stirnrad 34 umfasst, das mit dem Festrad 29 der Stirnradstufe 23 gekoppelt ist. Dabei können das Stirnrad 34 und das Festrad 29 miteinander im Zahneingriff stehen oder über ein oder mehrere zwischenliegende Stirnräder miteinander gekoppelt sein. In der Folge wird das Festrad 29 der Stirnradstufe 23 für eine Einbindung der Elektromaschine 32 an der zweiten Eingangswelle 10 genutzt.
  • Außerdem ist noch ein Parksperrenrad 35 drehfest auf der zweiten Vorgelegewelle 12 vorgesehen, welches über eine - vorliegend nicht weiter dargestellte - Sperrvorrichtung an dem Getriebegehäuse 8 des Getriebes 4 festgesetzt werden kann, so dass letztendlich durch Festsetzen der zweiten Vorgelegewelle 12 und damit auch der Abtriebsseite 14 über die Stirnradstufe 16 ein Festsetzen des Abtriebs erreicht wird.
  • Axial folgen auf eine Verbindung der ersten Eingangswelle 9 innerhalb des Kraftfahrzeugantriebsstranges 1 mit dem Torsionsschwingungsdämpfer 3 zunächst die Stirnradstufen 15 und 16, wobei axial benachbart dazu dann zunächst die Stirnradstufen 20 und 22 in einer Radebene, dann die Stirnradstufe 21 und schließlich die Stirnradstufe 23 und die Übersetzungsstufe 33 in einer Radebene angeordnet sind. Während das Schaltelement C dabei axial zwischen der Stirnradstufe 15 und den Stirnradstufen 20 und 22 platziert ist, liegt das Schaltelement W axial zwischen den Stirnradstufen 20 und 22 und der Stirnradstufe 21. Die Schalteinrichtung 31 ist axial im Wesentlichen in einer Ebene mit der Stirnradstufe 21 angeordnet, während das Schaltelement B axial im Wesentlichen auf Höhe der Stirnradstufe 23 liegt.
  • Aus 3 geht eine schematische Darstellung eines Getriebes 4' hervor, welches entsprechend einer zweiten Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung ausgebildet ist und ebenfalls bei dem Kraftfahrzeugantriebsstrang 1 in 1 zur Anwendung kommen kann. Dabei entspricht dieses Getriebe 4' im Wesentlichen der vorhergehenden Variante nach 2, mit dem Unterschied, dass die Stirnradstufen 20 bis 23 nun axial in einer anderen Reihenfolge angeordnet sind. So folgt auf die beiden Stirnradstufen 15 und 16 axial zunächst die Stirnradstufe 23, dann die Stirnradstufe 21 und schließlich die Stirnradstufen 20 und 22 in einer Radebene. Im Vergleich zu der Variante nach 2 sind die Stirnradstufen 20 bis 23 und auch die Schaltelemente A bis D und W dementsprechend gespiegelt angeordnet. Infolge dieser Anordnung ist auch die zweite Eingangswelle 10 axial weiter in den Bereich der Anbindung der ersten Eingangswelle 9 an den vorgeschalteten Torsionsschwingungsdämpfer 3 gewandert. Als weiterer Unterschied liegt die Einbindung der Elektromaschine 32 über eine Übersetzungsstufe 33' nun axial im Wesentlichen auf Höhe der Stirnradstufen 15 und 16, wobei die Anbindung an der zweiten Eingangswelle 10 dabei über ein separates Stirnrad 36 vollzogen ist, welches in der Übersetzungsstufe 33' mit dem Stirnrad 34 gekoppelt ist. Auch hierbei kann diese Koppelung entweder durch einen Zahneingriff der Stirnräder 34 und 36 realisiert oder über ein oder mehrere zwischenliegende Stirnräder verwirklicht sein. Ansonsten entspricht die Ausführungsform nach 3 der Variante nach 2, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.
  • 4 zeigt eine schematische Ansicht eines Getriebes 4'' gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung, wie sie ebenfalls bei dem Kraftfahrzeugantriebsstrang 1 in 1 Anwendung finden kann. Dabei entspricht auch diese Ausführungsform im Wesentlichen der Variante nach 2, wobei im Unterschied dazu nun die erste Eingangswelle 9 innerhalb des Kraftfahrzeugantriebsstranges 1 nicht permanent drehfest mit dem Torsionsschwingungsdämpfer 3 verbunden ist, sondern eine drehfeste Verbindung mit dem Torsionsschwingungsdämpfer 3 über eine Antriebswelle 37 des Getriebes 4" verwirklicht ist, die als Vollwelle vorliegt und koaxial zu den Eingangswellen 9 und 10 platziert ist. Dabei kann die Antriebswelle 37 über eine zwischenliegende Schaltkupplung K0 drehfest mit der ersten Eingangswelle 9 verbunden werden, um entsprechend die vorgeschaltete Verbrennungskraftmaschine 2 über den zwischenliegenden Torsionsschwingungsdämpfer 3 mit der ersten Eingangswelle 9 zu verbinden. Die Schaltkupplung K0 ist dabei vorliegend als kraftschlüssige Schaltkupplung ausgeführt und liegt dabei als nass- oder trockenlaufende Reibkupplung vor. Ansonsten entspricht die Ausführungsform nach 4 der Variante nach 2, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.
  • Ferner geht aus 5 eine schematische Darstellung eines Getriebes 4''' entsprechend einer vierten Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung hervor, welches bei dem Kraftfahrzeugantriebsstrang 1 in 1 zur Anwendung kommen kann. Diese Ausgestaltungsmöglichkeit entspricht dabei weitestgehend der Variante nach 3, mit dem Unterschied, dass nun, wie schon bei der Variante nach 4, eine Antriebswelle 37 vorgesehen ist, die innerhalb des Kraftfahrzeugantriebsstranges 1 dann drehfest mit dem Torsionsschwingungsdämpfer 3 verbunden ist und über eine Schaltkupplung K0 drehfest mit der ersten Eingangswelle 9 in Verbindung gebracht werden kann. Die Schaltkupplung K0 ist dabei axial zwischen der als Vollwelle ausgeführten Antriebswelle 37 und der koaxial dazu liegenden ersten Eingangswelle 9 angeordnet und als kraftschlüssige Schaltkupplung ausgeführt. Besonders bevorzugt handelt es sich dabei bei der Schaltkupplung K0 um eine nass- oder trockenlaufende Reibkupplung. Im Übrigen entspricht die Ausgestaltungsmöglichkeit nach 5 sonst der Variante nach 3, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.
  • Zudem zeigt 6 eine schematische Ansicht eines Getriebes 4IV, welches gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung ausgebildet ist und ebenfalls bei dem Kraftfahrzeugantriebsstrang 1 in 1 Anwendung finden kann. Auch diese Ausführungsform entspricht weitestgehend der Variante nach 3, wobei als einziger Unterschied nun eine Koppelung der Rotorwelle 13 und damit auch der Elektromaschine 32 mit der zweiten Eingangswelle 10 über eine Übersetzungsstufe 33 vollzogen ist, bei welcher das Stirnrad 34 der Übersetzungsstufe 33 mit dem Festrad 29 der Stirnradstufe 23 gekoppelt ist, wie dies schon bei der Variante nach 2 vollzogen war. Insofern ist in diesem Fall ein separates Stirnrad auf der zweiten Eingangswelle 10 für die Anbindung der Elektromaschine 32 entfallen. Ansonsten entspricht die Ausführungsform nach 6 der Variante nach 3, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.
  • Des Weiteren geht aus 7 eine schematische Darstellung eines Getriebes 4V hervor, das entsprechend einer sechsten Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung verwirklicht ist und bei dem Kraftfahrzeugantriebsstrang 1 in 1 zur Anwendung kommen kann. Erneut entspricht diese Ausgestaltungsmöglichkeit dabei im Wesentlichen der Variante nach 3, mit dem Unterschied, dass eine Elektromaschine 32' in diesem Fall koaxial zu den Eingangswellen 9 und 10 platziert ist. Dabei ist ein Rotor 38 dieser Elektromaschine 32' drehfest mit der zweiten Eingangswelle 10 verbunden, während ein Stator 39 der Elektromaschine 32' am Getriebegehäuse 8 des Getriebes 4V festgesetzt ist. Die Elektromaschine 32' kann dabei zum einen als Generator sowie zum anderen als Elektromotor betrieben werden. Im Übrigen entspricht die Ausgestaltungsmöglichkeit nach 7 der Variante nach 3, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.
  • Ferner zeigt 8 eine schematische Ansicht eines Getriebes 4VI gemäß einer siebten Ausführungsform der Erfindung wie sie ebenfalls bei dem Kraftfahrzeugantriebsstrang 1 in 1 Anwendung finden kann. Diese Ausführungsform entspricht dabei im Wesentlichen der Variante nach 2, wobei im Unterschied dazu nun zusätzlich eine Bremseinrichtung 40 in Form einer Lamellenbremse 41 vorgesehen ist, die koaxial zu den Eingangswellen 9 und 10 angeordnet ist und drehfest mit der ersten Eingangswelle 9 in Verbindung steht. Bei Betätigung verbindet die Lamellenbremse 41 dabei die erste Eingangswelle 9 schlupfend mit dem Getriebegehäuse 8 und sorgt damit für ein Abbremsen der ersten Eingangswelle 9. Dabei ist die Bremseinrichtung 40 axial benachbart zu der Verbindung der ersten Eingangswelle 9 mit dem Torsionsschwingungsdämpfer 3 platziert. Ansonsten entspricht die Ausführungsform nach 8 der Variante nach 2, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.
  • Aus 9 geht eine schematische Darstellung eines Getriebes 4VII hervor, welches entsprechend einer achten Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung verwirklicht ist. Dabei kann das Getriebe 4VII ebenfalls bei dem Kraftfahrzeugantriebsstrang 1 in 1 zur Anwendung kommen und entspricht im Wesentlichen der Variante nach 3. Abweichend von der Variante nach 3 ist allerdings nun zusätzlich eine Bremseinrichtung 40 vorgesehen, welche als Lamellenbremse 41 ausgebildet ist. Die Bremse 41 ist dabei koaxial zu den beiden Eingangswellen 9 und 10 platziert und drehfest mit der ersten Eingangswelle 9 verbunden. Ein Schließen der Lamellenbremse 41 hat dabei ein Abbremsen der ersten Eingangswelle 9 zur Folge. Axial ist die Lamellenbremse 41 benachbart zu der Anbindung der ersten Eingangswelle 9 an den Torsionsschwingungsdämpfer 3 innerhalb des Kraftfahrzeugantriebsstranges 1 angeordnet. Im Übrigen entspricht die Ausführungsform nach 9 der Variante nach 3, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.
  • Ferner zeigt 10 eine schematische Ansicht eines Getriebes 4VIII gemäß einer neunten Ausführungsform der Erfindung, wie sie ebenfalls bei dem Kraftfahrzeugantriebsstrang 1 in 1 zur Anwendung kommen kann. Dabei entspricht diese Ausführungsform weitestgehend der Variante nach 4, mit dem einzigen Unterschied, dass die Schaltelemente A, B, C, D und W nun jeweils als Sperrsynchronisationen ausgeführt sind. Im Übrigen entspricht die Ausführungsform nach 10 der Variante nach 4, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.
  • Zudem geht aus 11 eine schematische Darstellung eines Getriebes 4IX hervor, welches entsprechend einer zehnten Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung ausgeführt ist und ebenfalls bei dem Kraftfahrzeugantriebsstrang 1 in 1 Anwendung finden kann. Hierbei entspricht das Getriebe 4IX im Wesentlichen der Variante nach 5, wobei im Unterschied dazu die Schaltelemente A, B, C, D und W, wie schon bei der vorhergehenden Variante nach 10, jeweils als Sperrsynchronisationen ausgestaltet sind. Ansonsten entspricht die Ausführungsform nach 11 der Variante nach 5, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.
  • 12 zeigt eine schematische Ansicht eines Getriebes 4X gemäß einer elften Ausführungsform der Erfindung. Auch dieses Getriebe 4X kann dabei bei dem Kraftfahrzeugantriebsstrang 1 aus 1 zur Anwendung kommen, wobei das Getriebe 4X hierbei weitestgehend der Variante nach 2 entspricht. Unterschiedlich ist dabei aber, dass zusätzlich eine Bremseinrichtung 40' vorgesehen ist, die als weitere Elektromaschine 42 ausgebildet ist. Dabei umfasst die Elektromaschine 42 einen Rotor 43 und einen Stator 44, von welchen der Stator 44 permanent am Getriebegehäuse 8 festgesetzt ist. Die Elektromaschine 42 ist koaxial zu den Eingangswellen 9 und 10 angeordnet, wobei der Rotor 43 dabei drehfest mit der ersten Eingangswelle 9 verbunden ist. In einem generatorischen Betrieb der Elektromaschine 42 kann hierdurch ein Abbremsen der ersten Eingangswelle 9 herbeigeführt werden. Gegebenenfalls wäre es hierbei aber auch denkbar, die Elektromaschine 42 als Elektromotor zu betreiben, um ein zusätzliches Antriebsmoment einspeisen zu können. Im Übrigen entspricht die Ausführungsform nach 12 der Variante nach 2, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.
  • Schließlich geht aus 13 eine schematische Darstellung eines Getriebes 4XI hervor, welches entsprechend einer zwölften Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung ausgebildet ist und ebenfalls bei dem Kraftfahrzeugantriebsstrang 1 in 1 Anwendung finden kann. Dabei entspricht diese Ausgestaltungsmöglichkeit im Wesentlichen der Variante nach 3, mit dem Unterschied, dass nun zusätzlich eine Bremseinrichtung 40' vorgesehen ist, die als Elektromaschine 42 vorliegt. Dabei umfasst die Elektromaschine 42 einen Rotor 43 und einen Stator 44, von welchen Letzterer permanent am Getriebegehäuse 8 festgesetzt ist. Die Elektromaschine 42 liegt koaxial zu den Eingangswellen 9 und 10, wobei der Rotor 43 der Elektromaschine 42 drehfest mit der ersten Eingangswelle 9 verbunden ist, um in einem generatorischen Betrieb ein Abbremsen der ersten Eingangswelle 9 zu bewirken. Es ist im Rahmen der Erfindung aber ggf. auch denkbar, die Elektromaschine 42 als Elektromotor zu betreiben, um ein zusätzliches Antriebsmoment einspeisen zu können. Ansonsten entspricht die Ausführungsform nach 13 der Variante nach 3, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.
  • In 14 ist ein beispielhaftes Schaltschema für die Getriebe 4 bis 4XI aus den 2 bis 13 tabellarisch dargestellt. Wie zu erkennen ist, können hierbei sechs unterschiedliche Gänge V1 bis V3 und E1 bis E3 geschaltet werden, wobei in den Spalten des Schaltschemas mit einem X jeweils gekennzeichnet ist, welches der Schaltelemente A, B, C, D und W jeweils geschlossen ist.
  • Wie in 14 zu erkennen ist, wird ein erster Gang V1 zwischen der ersten Eingangswelle 9 und der Abtriebsseite 14 durch Betätigen des Schaltelements A dargestellt, wodurch der Kraftfluss ausgehend von der ersten Eingangswelle 9 über die Stirnradstufe 20 auf die zweite Vorgelegewelle 12 geführt wird, von welcher ausgehend eine weitere Übertragung über die Stirnradstufe 16 zu der Abtriebsseite 14 erfolgt. Des Weiteren kann ein zweiter Gang V2 zwischen der ersten Eingangswelle 9 und der Abtriebsseite 14 dadurch geschaltet werden, dass das Schaltelement C in einen betätigten Zustand überführt wird. In der Folge wird die erste Eingangswelle 9 über die Stirnradstufe 22 mit der ersten Vorgelegewelle 11 gekoppelt, die ihrerseits über die Stirnradstufe 15 mit der Abtriebsseite 14 in Verbindung steht.
  • Ein dritter Gang V3 ergibt sich zwischen der ersten Eingangswelle 9 und der Abtriebsseite 14 durch Schließen der Schaltelemente W und D. Dabei erfolgt in dem dritten Gang V3 eine Kraftflussführung ausgehend von der ersten Eingangswelle 9 über die beiden Stirnradstufen 22 und 21 auf die zweite Eingangswelle 10, von welcher ausgehend dann eine weitere Kraftflussführung über die Stirnradstufe 23 auf die zweite Vorgelegewelle 12 und hiervon ausgehend über die Stirnradstufe 16 zu der Abtriebsseite 14 stattfindet. Insofern ist der dritte Gang V3 als Windungsgang konzipiert, in welchem die beiden Teilgetrieben des jeweiligen Getriebes miteinander gekoppelt sind.
  • Die Gänge V1 bis V3 können dabei jeweils über die im Kraftfahrzeugantriebsstrang 1 vorgeschaltete Verbrennungskraftmaschine 2 genutzt werden, welche entweder über den zwischenliegenden Torsionsschwingungsdämpfer 3 permanent mit der ersten Eingangswelle 9 gekoppelt ist oder aber über die Antriebswelle 37 und durch Betätigen Schaltkupplung K0 mit dieser gekoppelt werden kann.
  • Wie in 14 zu erkennen ist, kann zudem ein vierter Gang E1 zwischen der zweiten Eingangswelle 10 und der Abtriebsseite 14 dadurch geschaltet werden, dass die Schaltelemente W und A betätigt werden. Dadurch wird der Kraftfluss ausgehend von der zweiten Eingangswelle 10 über die Stirnradstufen 21 und 22 auf die erste Eingangswelle 9 geführt, von welcher ausgehend eine weitere Kraftflussführung über die Stirnradstufe 20 auf die zweite Vorgelegewelle 12 und von dieser ausgehend über die Stirnradstufe 16 zu der Abtriebsseite 14 erfolgt. Insofern ist auch der Gang E1 als Windungsgang konzipiert.
  • Zum Schalten eines fünften Ganges E2 zwischen der zweiten Eingangswelle 10 und der Abtriebsseite 14 ist dann das Schaltelement B zu betätigen, wodurch der Kraftfluss ausgehend von der zweiten Eingangswelle 10 über die Stirnradstufe 21 auf die erste Vorgelegewelle 11 geführt wird, die über die Stirnradstufe 15 mit der Abtriebsseite 14 in Verbindung steht. Schließlich ergibt sich noch ein sechster Gang E3 zwischen der zweiten Eingangswelle 10 und der Abtriebsseite 14 durch Schließen des Schaltelements D, wobei in dem sechsten Gang E3 eine Kraftflussführung ausgehend von der zweiten Eingangswelle 10 über die Stirnradstufe 23 auf die zweite Vorgelegewelle 12 und ausgehend von dieser über die Stirnradstufe 16 zu der Abtriebsseite 14 stattfindet.
  • Die Gänge E1 bis E3 können dabei jeweils durch die Elektromaschine 32 genutzt werden, die über die Übersetzungsstufe 33 bzw. 33' permanent mit der zweiten Eingangswelle 10 gekoppelt oder aber direkt an der zweiten Eingangswelle 10 angebunden ist.
  • Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltungen kann jeweils ein Getriebe mit kompaktem Aufbau und niedrigem Herstellungsaufwand bei geeigneter Einbindung einer Elektromaschine realisiert werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Kraftfahrzeugantriebsstrang
    2
    Verbrennungskraftmaschine
    3
    Torsionsschwingungsdämpfer
    4
    Getriebe
    4'
    Getriebe
    4''
    Getriebe
    4'''
    Getriebe
    4IV
    Getriebe
    4V
    Getriebe
    4VI
    Getriebe
    4VII
    Getriebe
    4VIII
    Getriebe
    4IX
    Getriebe
    4X
    Getriebe
    4XI
    Getriebe
    5
    Differentialgetriebe
    6
    Antriebsrad
    7
    Antriebsrad
    8
    Getriebegehäuse
    9
    erste Eingangswelle
    10
    zweite Eingangswelle
    11
    erste Vorgelegewelle
    12
    zweite Vorgelegewelle
    13
    Rotorwelle
    14
    Abtriebsseite
    15
    Stirnradstufe
    16
    Stirnradstufe
    17
    Stirnrad
    18
    Antriebstellerrad
    19
    Stirnrad
    20
    Stirnradstufe
    21
    Stirnradstufe
    22
    Stirnradstufe
    23
    Stirnradstufe
    24
    Festrad
    25
    Losrad
    26
    Festrad
    27
    Losrad
    28
    Losrad
    29
    Festrad
    30
    Losrad
    31
    Schalteinrichtung
    32
    Elektromaschine
    32'
    Elektromaschine
    33
    Übersetzungsstufe
    33'
    Übersetzungsstufe
    34
    Stirnrad
    35
    Parksperrenrad
    36
    Stirnrad
    37
    Antriebswelle
    38
    Rotor
    39
    Stator
    40
    Bremseinrichtung
    40'
    Bremseinrichtung
    41
    Lamellenbremse
    42
    Elektromaschine
    43
    Rotor
    44
    Stator
    A
    Schaltelement
    B
    Schaltelement
    C
    Schaltelement
    D
    Schaltelement
    W
    Schaltelement
    K0
    Schaltkupplung
    V1 bis V3
    Gänge
    E1 bis E3
    Gänge
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102011005561 A1 [0003, 0004, 0021]

Claims (15)

  1. Getriebe (4 bis 4XI) für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Elektromaschine (32; 32'), eine erste Eingangswelle (9), eine zweite Eingangswelle (10), eine erste Vorgelegewelle (11) und eine zweite Vorgelegewelle (12), wobei die Vorgelegewellen (11, 12) jeweils permanent mit einer Abtriebsseite (14) gekoppelt sind, wobei die zweite Eingangswelle (10) mit einem Rotor (38) der Elektromaschine (32; 32') in Verbindung steht, wobei eine erste Stirnradstufe (22) mit einem Festrad (24) und einem hiermit kämmenden Losrad (28) vorgesehen ist, von welchen das Festrad (24) der ersten Stirnradstufe (22) drehfest auf der ersten Eingangswelle (9) platziert ist, während das Losrad (28) der ersten Stirnradstufe (22) drehbar auf der ersten Vorgelegewelle (11) gelagert und über ein erstes Schaltelement (C) an der ersten Vorgelegewelle (11) festsetzbar ist, wobei eine zweite Stirnradstufe (21) mit einem Festrad (26) und einem hiermit kämmenden Losrad (27) vorgesehen ist, von welchen das Festrad (26) der zweiten Stirnradstufe (21) drehfest auf der zweiten Eingangswelle (10) platziert ist, während das Losrad (27) der zweiten Stirnradstufe (21) drehbar auf der ersten Vorgelegewelle (11) gelagert und über ein zweiten Schaltelement (B) an der ersten Vorgelegewelle (11) festsetzbar ist, und wobei das Losrad (28) der ersten Stirnradstufe (22) und das Losrad (27) der zweiten Stirnradstufe (21) über ein drittes Schaltelement (W) drehfest miteinander verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Vorgelegewelle (11) nur über die erste Stirnradstufe (22) unmittelbar mit der ersten Eingangswelle (9) und nur mittels der zweiten Stirnradstufe (21) unmittelbar mit der zweiten Eingangswelle (10) koppelbar ist, dass eine dritte Stirnradstufe (20) vorgesehen ist, die ein Festrad (24) und ein Losrad (25) aufweist und welcher ein viertes Schaltelement (A) zugeordnet ist, welches bei Betätigung das Losrad (25) der dritten Stirnradstufe (20) festsetzt und dabei die erste Eingangswelle (9) und die zweite Vorgelegewelle (12) miteinander koppelt, dass eine vierte Stirnradstufe (23) vorgesehen ist, die ein Festrad (29) und ein hiermit kämmendes Losrad (30) aufweist und der ein fünftes Schaltelement (D) zugeordnet ist, das bei Betätigung das Losrad (30) der vierten Stirnradstufe (23) festsetzt und dabei die zweite Eingangswelle (10) und die zweite Vorgelegewelle (12) miteinander koppelt, und dass die zweite Vorgelegewelle (12) nur über die dritte Stirnradstufe (20) unmittelbar mit der ersten Eingangswelle (9) und nur mittels der vierten Stirnradstufe (23) unmittelbar mit der zweiten Eingangswelle (10) koppelbar ist.
  2. Getriebe (4 bis 4XI) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Festrad (24) der dritten Stirnradstufe (20) drehfest auf der ersten Eingangswelle (9) angeordnet ist, während das Losrad (25) der dritten Stirnradstufe (20) drehbar auf der zweiten Vorgelegewelle (12) gelagert und über das vierte Schaltelement (A) an der zweiten Vorgelegewelle (12) festsetzbar ist.
  3. Getriebe (4 bis 4XI) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Festrad (24) der dritten Stirnradstufe (20) gleichzeitig auch das Festrad (24) der ersten Stirnradstufe (22) ist.
  4. Getriebe (4 bis 4XI) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Festrad (29) der vierten Stirnradstufe (23) drehfest auf der zweiten Eingangswelle (10) angeordnet ist, während das Losrad (30) der vierten Stirnradstufe (23) drehbar auf der zweiten Vorgelegewelle (12) gelagert und über das fünfte Schaltelement (D) an der zweiten Vorgelegewelle (12) festsetzbar ist.
  5. Getriebe (4 bis 4XI) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich - ein erster Gang (V1) zwischen der ersten Eingangswelle (9) und der Abtriebsseite (14) durch Schließen des vierten Schaltelements (A) unter Kraftflussführung über die dritte Stirnradstufe (20), - ein zweiter Gang (V2) zwischen der ersten Eingangswelle (9) und der Abtriebsseite (14) durch Betätigen des ersten Schaltelements (C) unter Kraftflussführung über die erste Stirnradstufe (22), - ein dritter Gang (V3) zwischen der ersten Eingangswelle (9) und der Abtriebsseite (14) durch Betätigen des dritten Schaltelements (W) und des fünften Schaltelements (D) unter Kraftflussführung über die erste Stirnradstufe (22), die zweite Stirnradstufe (21) und die vierte Stirnradstufe (23), - ein vierter Gang (E1) zwischen der zweiten Eingangswelle (10) und der Abtriebsseite (14) durch Schließen des dritten Schaltelements (W) und des vierten Schaltelements (A) unter Kraftflussführung über die zweite Stirnradstufe (21), die erste Stirnradstufe (22) und die dritte Stirnradstufe (20), - ein fünfter Gang (E2) zwischen der zweiten Eingangswelle (10) und der Abtriebsseite (14) durch Betätigen des zweiten Schaltelements (B) unter Kraftflussführung über die zweite Stirnradstufe (21), sowie - ein sechster Gang (E3) zwischen der zweiten Eingangswelle (10) und der Abtriebsseite (14) durch Schließen des fünften Schaltelements (D) unter Kraftflussführung über die vierte Stirnradstufe (23) ergibt.
  6. Getriebe (4V) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromaschine (32') koaxial zu der zweiten Eingangswelle (10) angeordnet ist, wobei der Rotor (38) der Elektromaschine (32') drehfest mit der zweiten Eingangswelle (10) verbunden ist.
  7. Getriebe (4 bis 4IV; 4VI bis 4XI) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromaschine (32) achsversetzt zu der zweiten Eingangswelle (10) platziert ist, wobei der Rotor der Elektromaschine (32) drehfest mit einer Rotorwelle (13) verbunden ist, die über eine Übersetzungsstufe (33; 33') mit der zweiten Eingangswelle (10) gekoppelt ist.
  8. Getriebe (4; 4''; 4IV; 4VI; 4VIII; 4X) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stirnrad (34) der Übersetzungsstufe (33) mit einem Festrad (29) einer der Stirnradstufen (23) gekoppelt ist, über welche die zweite Eingangswelle (10) mit einer der Vorgelegewellen (12) koppelbar ist.
  9. Getriebe (4VI; 4VII; 4X; 4XI) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Eingangswelle (9) permanent mit einer Bremseinrichtung (40; 40') gekoppelt ist, welche als reibschlüssige Bremse oder als weitere Elektromaschine (42) vorliegt.
  10. Getriebe (4; 4'; 4IV; 4V; 4VI; 4VII; 4X; 4XI) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Eingangswelle (9) dazu eingerichtet ist, das Getriebe (4; 4'; 4IV; 4V, 4VI; 4VII; 4X; 4XI) mit einer Antriebsmaschine des Kraftfahrzeuges zu verbinden.
  11. Getriebe (4''; 4'''; 4VIII; 4IX) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Eingangswelle (9) über eine Schaltkupplung (K0) drehfest mit einer Antriebswelle (37) verbindbar ist, die dazu eingerichtet ist, das Getriebe (4"; 4'''; 4VIII; 4IX) mit einer Antriebsmaschine des Kraftfahrzeuges zu verbinden.
  12. Getriebe (4 bis 4XI) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das einzelne Schaltelement (A, B, C, D, W) als formschlüssiges Schaltelement, insbesondere als Klauenschaltelement oder als Sperrsynchronisation ausgeführt ist.
  13. Getriebe (4 bis 4XI) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebsseite (14) durch ein Abtriebsstirnrad gebildet ist, welches sowohl mit einem drehfest auf der ersten Vorgelegewelle (11) angeordneten Stirnrad (17), als auch einem drehfest auf der zweiten Vorgelegewelle (12) angeordneten Stirnrad (19) im Zahneingriff steht.
  14. Getriebe (4 bis 4XI) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das vierte Schaltelement (A) und das fünfte Schaltelement (D) zu einer Schalteinrichtung (31) zusammengefasst sind, bei welcher über eine Betätigungseinrichtung aus einer Neutralstellung heraus zum einen das vierte Schaltelement (A) sowie zum anderen das fünfte Schaltelement (D) in einen jeweils betätigen Zustand überführbar ist.
  15. Kraftfahrzeugantriebsstrang (1) für ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug, umfassend ein Getriebe (4 bis 4XI) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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