DE102020208266A1 - Getriebe für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

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Johannes Kaltenbach
Fabian Kutter
Matthias Horn
Michael Wechs
Thomas Martin
Max Bachmann
Martin Brehmer
Peter Ziemer
Thomas Kroh
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Getriebe (4) für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Elektromaschine (18), eine erste Eingangswelle (10), eine zweite Eingangswelle (11) und eine Vorgelegewelle (12), die permanent mit einer Abtriebsseite (47) gekoppelt ist. Die erste Eingangswelle (10) und die zweite Eingangswelle (11) können jeweils über je mindestens eine zugeordnete Stirnradstufe (26 bis 30) mit der Vorgelegewelle (12) gekoppelt werden. Um einen kompakten Aufbau bei gleichzeitig geeigneter Einbindung der Elektromaschine (18) zu realisieren, ist ein Rotor der Elektromaschine (18) permanent mit einer Zwischenwelle (13) gekoppelt ist. Zudem sind eine erste Stirnradstufe (19) mit einem Festrad (21) und einem mit dem Festrad (21) kämmenden Losrad (22) sowie ein erstes Schaltelement (F) vorgesehen, wobei das erste Schaltelement (F) bei Betätigung das Losrad (22) der ersten Stirnradstufe (19) festsetzt und dadurch eine Koppelung der Zwischenwelle (13) und der zweiten Eingangswelle (11) über die erste Stirnradstufe (19) hervorruft. Des Weiteren sind eine zweite Stirnradstufe (20) mit einem Festrad (23) und einem mit dem Festrad (23) kämmenden Losrad (24) sowie ein zweites Schaltelement (G) vorgesehen, wobei das zweite Schaltelement (G) bei Betätigung das Losrad (24) der zweiten Stirnradstufe (20) festsetzt und dadurch eine Koppelung der Zwischenwelle (13) und der zweiten Eingangswelle (11) mittels der zweiten Stirnradstufe (20) bewirkt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Elektromaschine, eine erste Eingangswelle, eine zweite Eingangswelle und eine Vorgelegewelle, die permanent mit einer Abtriebsseite gekoppelt ist, wobei die erste Eingangswelle und die zweite Eingangswelle jeweils über je mindestens eine zugeordnete Stirnradstufe mit der Vorgelegewelle koppelbar 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 zumeist im Getriebe zur Darstellung verschiedener Betriebsmodi, wie einem rein elektrischen Fahren, auf unterschiedliche Weisen eingebunden werden kann.
  • Aus der FR 2 811 395 A1 geht ein Getriebe hervor, welches eine erste Eingangswelle und eine zweite Eingangswelle aufweist. Die erste Eingangswelle kann dabei über eine Trennkupplung mit einer als Verbrennungskraftmaschine ausgeführten Antriebsmaschine verbunden werden, wobei zwischen der ersten Eingangswelle und einer achsparallel zu dieser liegenden Vorgelegewelle zwei Stirnradstufen vorgesehen sind, die sich jeweils aus je einem drehfest auf der ersten Eingangswelle angeordneten Festrad und je einem drehbar auf der Vorgelegewelle gelagerten Losrad zusammensetzen. Das jeweilige Losrad kämmt dabei mit dem zugehörigen Festrad der jeweiligen Stirnradstufe und kann über ein zugehöriges Schaltelement an der Vorgelegewelle festgesetzt werden, so dass die erste Eingangswelle in der Folge über die jeweilige Stirnradstufe mit der Vorgelegewelle gekoppelt ist. Die Vorgelegewelle trägt zudem ein Stirnrad, welches mit einem eine Abtriebsseite des Getriebes bildenden Antriebstellerrad eines Differentialgetriebes im Zahneingriff steht. Koaxial zu der ersten Eingangswelle ist zudem eine zweite Eingangswelle vorgesehen, die als Hohlwelle ausgeführt ist und drehfest mit einem Rotor einer Elektromaschine in Verbindung steht. Neben einer drehfesten Verbindbarkeit der zweiten Eingangswelle mit der ersten Eingangswelle über ein zugehöriges Schaltelement kann die zweite Eingangswelle zudem ebenfalls mit der Vorgelegewelle gekoppelt werden, wobei dies über je eine von zwei Stirnradstufen realisierbar ist, die zwischen der zweiten Eingangswelle und der Vorgelegewelle angeordnet sind und welche jeweils durch Betätigung je eines zugehörigen Schaltelements in einen Kraftfluss eingebunden werden können.
  • Ausgehend vom vorstehend beschriebenen Stand der Technik ist es nun die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein möglichst kompakt bauendes Getriebe zu verwirklichen, bei welchem eine Elektromaschine mit einer möglichst großen Anzahl an unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen eingebunden werden kann.
  • 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 18.
  • Gemäß der Erfindung umfasst ein Getriebe eine Elektromaschine, eine erste Eingangswelle, eine zweite Eingangswelle und eine Vorgelegewelle, die permanent mit einer Abtriebsseite gekoppelt ist. Die erste Eingangswelle und die zweite Eingangswelle können dabei jeweils über je mindestens eine zugeordnete Stirnradstufe mit der Vorgelegewelle gekoppelt 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 jeweilige 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 der Vorgelegewelle und damit auch zu der hiermit permanent gekoppelten Abtriebsseite vorgenommen werden kann. Die Vorgelegewelle ist hierbei achsparallel zu den beiden Eingangswellen angeordnet und kann mit jeder der Eingangswellen jeweils über mindestens eine Stirnradstufe gekoppelt werden. Im Rahmen der Erfindung ist hierbei bevorzugt genau eine Vorgelegewelle vorgesehen, wobei alternativ dazu aber auch neben dieser Vorgelegewelle ggf. noch eine oder mehrere weitere, achsparallele Vorgelegewellen vorgesehen sein können.
  • Die Vorgelegewelle ist bei dem erfindungsgemäßen Getriebe permanent mit einer 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 Verbindung zu einer vorgeschalteten Antriebsmaschine des Kraftfahrzeuges hergestellt 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.
  • Im Rahmen der Erfindung setzt sich eine Stirnradstufe auf dem Fachmann prinzipiell bekannte Art und Weise aus mindestens zwei miteinander kämmenden Stirnrädern zusammen, über welche achsversetzt zueinander liegende Wellen gekoppelt sind oder gekoppelt werden können. Dabei kann das einzelne Stirnrad als Festrad drehfest auf der je zugehörigen Welle platziert sein, so dass eine Drehbewegung der Welle stets auch eine entsprechende Drehbewegung des zugehörigen Stirnrades und umgekehrt zur Folge hat. Das einzelne Stirnrad kann aber auch als Losrad drehbar auf der je zugehörigen Welle gelagert sein und wird dann ggf. erst durch Betätigen eines zugehörigen Schaltelements an der zugehörigen Welle festgesetzt, wodurch dann die drehfeste Verbindung zwischen dem Stirnrad und der zugehörigen Welle besteht. Bevorzugt sind Stirnräder des erfindungsgemäßen Getriebes jeweils als schrägverzahnte Stirnräder ausgeführt.
  • Die Erfindung umfasst nun die technische Lehre, dass ein Rotor der Elektromaschine permanent mit einer Zwischenwelle gekoppelt ist. Zudem sind eine erste Stirnradstufe mit einem Festrad und einem mit dem Festrad kämmenden Losrad und ein erstes Schaltelement vorgesehen, wobei das erste Schaltelement bei Betätigung das Losrad der ersten Stirnradstufe festsetzt und dadurch eine Koppelung der Zwischenwelle und der zweiten Eingangswelle über die erste Stirnradstufe hervorruft. Ferner sind eine zweite Stirnradstufe mit einem Festrad und einem mit dem Festrad kämmenden Losrad sowie ein zweites Schaltelement vorgesehen, wobei das zweite Schaltelement bei Betätigung das Losrad der zweiten Stirnradstufe festsetzt und dadurch eine Koppelung der Zwischenwelle und der zweiten Eingangswelle mittels der zweiten Stirnradstufe bewirkt.
  • Mit anderen Worten steht also bei dem erfindungsgemäßen Getriebe ein Rotor der Elektromaschine ständig mit einer Zwischenwelle in Verbindung, welche zum einen über eine erste Stirnradstufe sowie zum anderen über eine zweite Stirnradstufe jeweils unmittelbar mit der zweiten Eingangswelle gekoppelt werden kann. Dabei setzt sich die erste Stirnradstufe aus einem Festrad und einem hiermit im Zahneingriff stehenden Losrad zusammen, von welchen letzteres über ein erstes Schaltelement festgesetzt werden kann, so dass es zu der unmittelbaren Koppelung der Zwischenwelle mit der zweiten Eingangswelle über die erste Stirnradstufe kommt. Ebenso wird auch die zweite Stirnradstufe durch ein Festrad und ein hiermit kämmendes Losrad gebildet, wobei das Losrad der zweiten Stirnradstufe über ein zweites Schaltelement festgesetzt werden kann, wodurch die zweite Stirnradstufe die Zwischenwelle und die zweite Eingangswelle unmittelbar miteinander koppelt.
  • Eine derartige Ausgestaltung eines Getriebes hat dabei den Vorteil, dass somit die Zwischenwelle mit zwei unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen mit der zweiten Eingangswelle gekoppelt werden kann, so dass auch die Elektromaschine mit zwei unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen an der zweiten Eingangswelle angebunden werden kann, ausgehend von welcher dann eine weitere Koppelung mit der Vorgelegewelle und damit auch mit der Abtriebsseite über mindestens eine weitere Stirnradstufe vollziehbar ist. Dadurch kann die Elektromaschine mit einer großen Anzahl an unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen eingebunden werden, wobei dies dabei über die Stirnradstufen gleichzeitig auf kompakte Art und Weise realisierbar ist. Insgesamt lässt sich daher ein Getriebe mit kompaktem Aufbau verwirklichen, bei welchem eine Elektromaschine optimal einbindbar ist.
  • Im Unterschied dazu ist der Rotor der Elektromaschine bei der FR 2 811 395 A1 drehfest mit der zweiten Eingangswelle verbunden, so dass zwar die zwischen der zweiten Eingangswelle und der Abtriebsseite schaltbaren Übersetzungsverhältnisse für eine Einbindung der Elektromaschine genutzt werden können, die Anzahl an Übersetzungsverhältnissen hierbei aber begrenzt ist.
  • Das erfindungsgemäße Getriebe verfügt über eine Elektromaschine, was das Getriebe für die Anwendung bei einem Hybrid- oder Elektrofahrzeug geeignet macht.
  • Dabei ist dann ein Rotor der Elektromaschine unmittelbar oder mittelbar an der Zwischenwelle angebunden. Besonders bevorzugt verfügt das Getriebe hierbei über genau eine Elektromaschine. Die mindestens eine Elektromaschine kann dabei im Rahmen der Erfindung bevorzugt einerseits als Generator sowie andererseits als Elektromotor betrieben werden. Unter einer „Koppelung“ des Rotors der Elektromaschine mit der Zwischenwelle ist im Sinne der Erfindung eine Verbindung zwischen diesen zu verstehen, so dass zwischen dem Rotor der Elektromaschine und der Zwischenwelle eine gleichbleibende Drehzahlabhängigkeit vorherrscht.
  • Die Zwischenwelle, die permanent mit dem Rotor der Elektromaschine in Verbindung steht, ist im Sinne der Erfindung achsparallel zu der zweiten Eingangswelle platziert, wobei die Zwischenwelle hierbei insbesondere auch achsparallel zu der Vorgelegewelle angeordnet ist.
  • Bevorzugt weist die erste Stirnradstufe im Vergleich zu der zweiten Stirnradstufe ein höheres Übersetzungsverhältnis auf, mit welchem eine Drehbewegung der Zwischenwelle ins langsame auf die zweite Eingangswelle übersetzt wird.
  • Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung ist das Festrad der ersten Stirnradstufe drehfest auf der zweiten Eingangswelle platziert, wohingegen das Losrad der ersten Stirnradstufe drehbar auf der Zwischenwelle gelagert ist und über das erste Schaltelement an der Zwischenwelle festgesetzt werden kann. Alternativ dazu ist es im Sinne der Erfindung aber auch denkbar, dass das Festrad der ersten Stirnradstufe drehfest auf der Zwischenwelle angeordnet ist, während das Losrad der ersten Stirnradstufe drehbar auf der zweiten Eingangswelle gelagert ist und dort über das erste Schaltelement festgesetzt werden kann.
  • Alternativ oder ergänzend zu der vorgenannten Ausführungsform ist das Festrad der zweiten Stirnradstufe drehfest auf der zweiten Eingangswelle platziert, wohingegen das Losrad der zweiten Stirnradstufe drehbar auf der Zwischenwelle gelagert ist und über das zweite Schaltelement an der Zwischenwelle festgesetzt werden kann. Auch bei dieser Variante kann alternativ dazu das Festrad der zweiten Stirnradstufe drehfest auf der Zwischenwelle angeordnet sein, während das hiermit kämmende Losrad der zweiten Stirnradstufe drehbar auf der zweiten Eingangswelle platziert ist. Das Losrad der zweiten Stirnradstufe kann in diesem Fall dann durch Schließen des zweiten Schaltelements an der zweiten Eingangswelle festgesetzt werden.
  • Gemäß einer Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung sind das erste Schaltelement und das zweite Schaltelement als formschlüssige Schaltelemente ausgeführt, wobei das erste Schaltelement und das zweite Schaltelement zu einer ersten Schalteinrichtung zusammengefasst sind. In vorteilhafter Weise kann hierdurch eine Betätigung des ersten Schaltelements und des zweiten Schaltelements über eine gemeinsame Betätigungseinrichtung dieser Schalteinrichtung erfolgen, indem die Betätigungseinrichtung aus einer Neutralstellung heraus einerseits das erste Schaltelement sowie andererseits das zweite Schaltelement in einen jeweils betätigten Zustand überführen kann. Zu diesem Zweck müssen die Losräder der ersten Stirnradstufe und der zweiten Stirnradstufe allerdings axial nebeneinanderliegend auf derselben Welle drehbar gelagert sein.
  • Bei dem einzelnen formschlüssigen Schaltelement handelt es sich dabei bevorzugt um ein unsynchronisiertes Klauenschaltelement, wobei alternativ dazu auch eine Ausführung als Sperrsynchronisation denkbar wäre. Zudem könnten das erste Schaltelement und das zweite Schaltelement auch jeweils als Einzelschaltelemente vorliegen. Schließlich wäre auch eine Ausführung des ersten Schaltelements und/oder des zweiten Schaltelements als kraftschlüssiges Schaltelement denkbar, wobei hierbei insbesondere eine Ausführung als Lamellenschaltelement infrage kommt.
  • Entsprechend einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind ferner eine dritte Stirnradstufe mit einem Festrad und einem mit dem Festrad kämmenden Losrad sowie ein drittes Schaltelement vorgesehen, wobei das dritte Schaltelement bei Betätigung das Losrad der dritten Stirnradstufe festsetzt und dadurch eine Koppelung der zweiten Eingangswelle und der Vorgelegewelle über die dritte Stirnradstufe hervorruft. Außerdem sind eine vierte Stirnradstufe mit einem Festrad und einem mit dem Festrad kämmende Losrad sowie ein viertes Schaltelement vorgesehen, welches bei Betätigung das Losrad der vierten Stirnradstufe festsetzt und dadurch eine Koppelung der zweiten Eingangswelle und der Vorgelegewelle mittels der vierten Stirnradstufe bewirkt.
  • In diesem Fall umfasst das Getriebe also neben der ersten Stirnradstufe und der zweiten Stirnradstufe noch eine dritte und eine vierte Stirnradstufe, wobei sowohl über die dritte Stirnradstufe, als auch über die vierte Stirnradstufe jeweils eine unmittelbare Koppelung der zweiten Eingangswelle mit der Vorgelegewelle herbeigeführt werden kann. Dazu ist im Falle der dritten Stirnradstufe das Losrad der dritten Stirnradstufe über das dritte Schaltelement festzusetzen, während für eine Koppelung der zweiten Eingangswelle mit der Vorgelegewelle über die vierte Stirnradstufe ein Festsetzen des Losrades der vierten Stirnradstufe über das vierte Schaltelement herbeizuführen ist. Insofern kann die zweite Eingangswelle zum einen unter Kraftflussführung über die dritte Stirnradstufe sowie zum anderen unter Kraftflussführung über die vierte Stirnradstufe jeweils mit der Vorgelegewelle und damit auch mit der Abtriebsseite gekoppelt werden. In Kombination mit der ersten Stirnradstufe und der zweiten Stirnradstufe kann somit die Zwischenwelle und damit auch die Elektromaschine mit vier unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen mit der Vorgelegewelle und damit auch der Abtriebsseite in Verbindung gebracht werden.
  • Dabei wird insbesondere über die dritte Stirnradstufe im Vergleich zu der vierten Stirnradstufe ein höheres Übersetzungsverhältnis definiert, unter welchem eine Antriebsbewegung von der ersten Eingangswelle auf die Vorgelegewelle geführt wird.
  • In Weiterbildung der vorgenannten Ausführungsform ist das Festrad der dritten Stirnradstufe drehfest auf der zweiten Eingangswelle platziert, wohingegen das Losrad der dritten Stirnradstufe drehbar auf der Vorgelegewelle gelagert ist und über das dritte Schaltelement an der Vorgelegewelle festgesetzt werden kann. Alternativ dazu ist es im Rahmen der Erfindung aber auch denkbar, dass das Festrad der dritten Stirnradstufe drehfest auf der Vorgelegewelle angeordnet ist, während das hiermit kämmende Losrad der dritten Stirnradstufe drehbar auf der zweiten Eingangswelle vorgesehen ist und dort über das dritte Schaltelement festgesetzt werden kann.
  • Alternativ oder ergänzend zu der vorgenannten Weiterbildung ist das Festrad der vierten Stirnradstufe drehfest auf der zweiten Eingangswelle platziert, wohingegen das Losrad der vierten Stirnradstufe drehbar auf der Vorgelegewelle gelagert ist und über das vierte Schaltelement an der Vorgelegewelle festgesetzt werden kann. Auch diese Variante kann dabei dahingehend abgewandelt sein, dass das Festrad der vierten Stirnradstufe drehfest auf der Vorgelegewelle platziert ist, wohingegen das mit diesem im Zahneingriff stehende Losrad drehbar auf der zweiten Eingangswelle vorgesehen ist. Das Losrad der vierten Stirnradstufe kann dann durch Schließen des vierten Schaltelements an der zweiten Eingangswelle festgesetzt werden, um die zweite Eingangswelle und die Vorgelegewelle über die vierte Stirnradstufe miteinander zu koppeln.
  • Besonders bevorzugt sind das dritte Schaltelement und das vierte Schaltelement als formschlüssige Schaltelemente ausgeführt, wobei das dritte Schaltelement und das vierte Schaltelement zu einer zweiten Schalteinrichtung zusammengefasst sind. Dabei weist diese Schalteinrichtung insbesondere eine gemeinsame Betätigungseinrichtung auf, über welche aus einer Neutralstellung heraus entweder das dritte Schaltelement oder das vierte Schaltelement in einen jeweils betätigten Zustand überführt werden kann. Besonders bevorzugt liegen die formschlüssigen Schaltelemente dabei als unsynchronisierte Klauenschaltelemente vor, wobei alternativ dazu auch eine Ausführung als Sperrsynchronisationen denkbar wäre. Alternativ dazu kann es sich aber bei dem einzelnen Schaltelement auch jeweils um ein kraftschlüssiges Schaltelement und hierbei insbesondere um ein Lamellenschaltelement handeln. Zudem wäre neben einem Zusammenfassen zu der zweiten Schalteinrichtung auch eine Ausführung der Schaltelemente als Einzelschaltelemente denkbar.
  • Es ist eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung, dass der Rotor der Elektromaschine drehfest mit einer Rotorwelle verbunden ist, die ein erstes Festrad einer Übersetzungsstufe drehfest trägt, wobei das erste Festrad der Übersetzungsstufe mit einem zweiten Festrad im Zahneingriff steht, welches drehfest auf der Zwischenwelle platziert ist. Dementsprechend ist der Rotor der Elektromaschine über eine weitere Stirnradstufe mit der Zwischenwelle gekoppelt, wobei sich diese weitere Stirnradstufe aus zwei Stirnrädern in Form von Festrädern zusammensetzt, von denen eines drehfest auf der Zwischenwelle und eines drehfest auf einer Rotorwelle platziert ist, die drehfest mit dem Rotor der Elektromaschine verbunden ist. Hierdurch kann eine zusätzliche Übersetzung einer Antriebsbewegung der Elektromaschine auf die Zwischenwelle erfolgen. Alternativ dazu ist es im Sinne der Erfindung aber auch denkbar, dass die Elektromaschine koaxial zu der Zwischenwelle angeordnet und der Rotor drehfest mit der Zwischenwelle verbunden ist. Außerdem kann eine koaxiale Anordnung der Elektromaschine zu der Zwischenwelle realisiert sein, wobei der Rotor und die Zwischenwelle dann über mindestens eine zwischenliegende Übersetzungsstufe miteinander gekoppelt sind, bei welcher es sich um eine Planetenstufe und/oder eine Stirnradstufe handeln kann.
  • Bei Kombination der vorgenannten Ausführungsformen sind die Übersetzungsstufe und die dritte Stirnradstufe in einer ersten Ebene platziert, zu welcher die zweite Stirnradstufe und die zweite Schalteinrichtung benachbart in einer zweiten Ebene angeordnet sind. Des Weiteren sind die erste Schalteinrichtung und die vierte Schalteinrichtung gemeinsam in einer dritten Ebene vorgesehen, welche benachbart zu der zweiten Ebene platziert ist. Schließlich ist noch die erste Stirnradstufe in einer vierten Ebene platziert, welche benachbart zu der dritten Ebene angeordnet ist. Dadurch lässt sich eine Anbindung der Elektromaschine an der zweiten Eingangswelle und auch der zweiten Eingangswelle an der Vorgelegewelle mit den unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen in nur vier axialen Ebenen realisieren, was einen kompakten Aufbau des erfindungsgemäßen Getriebes ermöglicht.
  • In Weiterbildung der Erfindung ergibt sich ein erster Gang zwischen der Zwischenwelle und der Abtriebsseite durch Betätigen des ersten Schaltelements und des dritten Schaltelements unter Kraftflussführung über die erste Stirnradstufe und die dritte Stirnradstufe, während ein zweiter Gang zwischen der Zwischenwelle und der Abtriebsseite durch Schließen des ersten Schaltelements und des vierten Schaltelements unter Kraftflussführung über die erste Stirnradstufe und die vierte Stirnradstufe geschaltet werden kann. Ferner kann ein dritter Gang zwischen der Zwischenwelle und der Abtriebsseite durch Betätigen des zweiten Schaltelements und des dritten Schaltelements unter Kraftflussführung über die zweite Stirnradstufe und die dritte Stirnradstufe dargestellt werden, wohingegen sich ein vierter Gang zwischen der Zwischenwelle und der Abtriebsseite durch Schließen des zweiten Schaltelements und des vierten Schaltelements unter Kraftflussführung über die zweite Stirnradstufe und die vierte Stirnradstufe ergibt. Ist die Elektromaschine seitens der Zwischenwelle dabei über die Übersetzungsstufe und damit die zusätzliche Stirnradstufe angebunden, so findet in jedem der Gänge eine Kraftflussführung über diese Übersetzungsstufe statt. Die Elektromaschine kann dabei über die vier unterschiedlichen Gänge mit der Vorgelegewelle und damit auch mit der Abtriebsseite gekoppelt werden.
  • Gemäß einer Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung sind ferner eine fünfte Stirnradstufe mit einem Festrad und einem mit dem Festrad kämmenden Losrad sowie ein fünftes Schaltelement vorgesehen, wobei das fünfte Schaltelement bei Betätigung das Losrad der fünften Stirnradstufe festsetzt und dadurch eine Koppelung der ersten Eingangswelle und der Vorgelegewelle über die fünfte Stirnradstufe hervorruft. Zudem umfasst das Getriebe im Rahmen dieser Ausgestaltungsmöglichkeit eine sechste Stirnradstufe mit einem Festrad und einem mit dem Festrad kämmenden Losrad sowie ein sechstes Schaltelement, wobei das sechste Schaltelement bei Betätigung das Losrad der sechsten Stirnradstufe festsetzt und dadurch eine Koppelung der ersten Eingangswelle und der Vorgelegewelle mittels der sechsten Stirnradstufe bewirkt. Dementsprechend sind zwei Stirnradstufen zwischen der ersten Eingangswelle und der Vorgelegewelle vorhanden, über welche die erste Eingangswelle und die Vorgelegewelle jeweils durch Betätigung des je zugehörigen Schaltelements miteinander gekoppelt werden können. Somit können hierdurch zwei unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse zwischen der ersten Eingangswelle und der Vorgelegewelle verwirklicht werden.
  • Im Sinne der Erfindung ist bei der fünften Stirnradstufe dabei das Festrad bevorzugt drehfest auf der ersten Eingangswelle platziert, während das hiermit im Zahneingriff stehende Losrad drehbar auf der Vorgelegewelle gelagert ist und dort durch Betätigen des fünften Schaltelements festgesetzt werden kann. Alternativ dazu ist es im Rahmen der Erfindung aber auch denkbar, dass das Festrad der fünften Stirnradstufe drehfest auf der Vorgelegewelle angeordnet ist und mit dem, drehbar auf der ersten Eingangswelle gelagerten Losrad im Zahneingriff steht. Letzteres kann dabei dann durch Schließen des fünften Schaltelements drehfest mit der ersten Eingangswelle verbunden werden.
  • Auch bei der sechsten Stirnradstufe kann das Festrad entweder drehfest auf der ersten Eingangswelle oder der Vorgelegewelle angeordnet sein, während das hiermit im Zahneingriff stehende Losrad dann entweder drehbar auf der Vorgelegewelle oder der ersten Eingangswelle gelagert ist und an der jeweiligen Welle durch Betätigen des sechsten Schaltelements festsetzbar ist.
  • Das fünfte Schaltelement und das sechste Schaltelement sind insbesondere jeweils als formschlüssige Schaltelemente ausgeführt, wobei das fünfte Schaltelement und das sechste Schaltelement hierbei bevorzugt als unsynchronisierte Klauenschaltelemente vorliegen. Dabei wäre im Rahmen der Erfindung allerdings alternativ dazu auch eine Ausführung als Sperrsynchronisationen denkbar. Wenn die Losräder der fünften Stirnradstufe und der sechsten Stirnradstufe axial nebeneinanderliegend und auf derselben Welle drehbar gelagert sind, ist es hierbei zudem denkbar, das fünfte Schaltelement und das sechste Schaltelement zu einer Schalteinrichtung zusammenzufassen, über deren Betätigungseinrichtung aus einer Neutralstellung heraus zum einen das fünfte Schaltelement sowie zum anderen das sechste Schaltelement in einen jeweils betätigten Zustand überführt werden kann. Prinzipiell können aber auch das fünfte Schaltelement und das sechste Schaltelement jeweils als Einzelschaltelemente vorliegen und/oder im Einzelnen als kraftschlüssige Schaltelemente ausgeführt sein.
  • Von den zwischen den Eingangswellen und der Vorgelegewelle jeweils darstellbaren Übersetzungsverhältnissen weist bei einer ersten Variante der Erfindung die fünfte Stirnradstufe das höchste Übersetzungsverhältnis, die dritte Stirnradstufe das zweithöchste Übersetzungsverhältnis, die sechste Stirnradstufe das dritthöchste Übersetzungsverhältnis sowie die vierte Stirnradstufe das vierthöchste Übersetzungsverhältnis auf. Alternativ dazu wird bei einer zweiten Variante der Erfindung durch die dritte Stirnradstufe das höchste Übersetzungsverhältnis, durch die fünfte Stirnradstufe das zweithöchste Übersetzungsverhältnis, durch die vierte Stirnradstufe das dritthöchste Übersetzungsverhältnis sowie über die sechste Stirnradstufe das vierthöchste Übersetzungsverhältnis definiert, die jeweils zwischen den Eingangswellen und der Vorgelegewelle realisiert werden können.
  • Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung kann die erste Eingangswelle über ein weiteres Schaltelement drehfest mit der zweiten Eingangswelle verbunden werden. In diesem Fall ist also ein weiteres Schaltelement vorgesehen, welches bei Betätigung für eine drehfeste Verbindung zwischen den beiden Eingangswellen sorgt. Dies hat den Vorteil, dass durch die drehfeste Verbindung der Eingangswellen untereinander auch die Stirnradstufen für die einzelne Eingangswelle nutzbar werden, die eigentlich zwischen der jeweils anderen Eingangswelle und der Vorgelegewelle vorgesehen sind. In Kombination mit der vorgenannten Ausgestaltungsmöglichkeit können dadurch vier unterschiedliche Gänge zwischen der jeweiligen Eingangswelle und der Abtriebsseite realisiert werden. Prinzipiell kann dadurch auch eine Koppelung der Elektromaschine mit der Abtriebsseite über die erste Eingangswelle durch deren drehfeste Verbindung mit der zweiten Eingangswelle verwirklicht werden, die dann entweder über die erste Stirnradstufe oder die zweite Stirnradstufe mit der Zwischenwelle und damit mit der Elektromaschine gekoppelt ist.
  • Bevorzugt ist das weitere Schaltelement dabei als formschlüssiges Schaltelement ausgeführt, wobei das weitere Schaltelement hierbei insbesondere als unsynchronisiertes Klauenschaltelement vorliegt. Im Sinne der Erfindung kann das weitere Schaltelement dabei dann auch mit dem sechsten Schaltelement zu einer Schalteinrichtung zusammengefasst sein, wenn das Losrad der sechsten Stirnradstufe axial benachbart zu dem weiteren Schaltelement drehbar auf der ersten Eingangswelle gelagert ist. Dabei kann bei dieser Schalteinrichtung über eine gemeinsame Betätigungseinrichtung aus einer Neutralstellung heraus dann einerseits das sechste Schaltelement sowie andererseits das weitere Schaltelement in einen jeweils betätigten Zustand überführt werden.
  • Bei Kombination der Ausführungsform mit der vorgenannten Ausgestaltungsmöglichkeit ergibt sich ein erster Gang zwischen der ersten Eingangswelle und der Abtriebsseite durch Betätigen des fünften Schaltelements unter Kraftflussführung über die fünfte Stirnradstufe, während ein zweiter Gang zwischen der ersten Eingangswelle und der Abtriebsseite durch Schließen des dritten Schaltelements und des weiteren Schaltelements unter Kraftflussführung über die zweite Eingangswelle und die dritte Stirnradstufe dargestellt wird. Zudem kann ein dritter Gang zwischen der ersten Eingangswelle und der Abtriebsseite durch Betätigen des sechsten Schaltelements unter Kraftflussführung über die sechste Stirnradstufe realisiert werden, wohingegen ein vierter Gang zwischen der ersten Eingangswelle und der Abtriebsseite durch Schließen des vierten Schaltelements und des weiteren Schaltelements unter Kraftflussführung über die zweite Eingangswelle und die vierte Stirnradstufe schaltbar ist. Dementsprechend können vier unterschiedliche Gänge zwischen der ersten Eingangswelle und der Abtriebsseite verwirklicht werden, die bei Verbindung der ersten Eingangswelle mit einer vorgeschalteten Antriebsmaschine jeweils durch die vorgeschaltete Antriebsmaschine genutzt werden können.
  • In Weiterbildung der Erfindung sind zudem eine siebte Stirnradstufe mit einem Festrad und einem mit dem Festrad kämmenden Losrad sowie ein siebtes Schaltelement vorgesehen, wobei das siebte Schaltelement bei Betätigung das Losrad der siebten Stirnradstufe festsetzt und dadurch eine Koppelung der ersten Eingangswelle und der Vorgelegewelle über die siebte Stirnradstufe hervorruft. In vorteilhafter Weise kann hierdurch ein weiteres Übersetzungsverhältnis zwischen der ersten Eingangswelle und der Vorgelegewelle realisiert werden, wobei dieses Übersetzungsverhältnis im Vergleich zu der dritten bis sechsten Stirnradstufe das fünfthöchste Übersetzungsverhältnis ist, welches zwischen den Eingangswellen und der Vorgelegewelle jeweils darstellbar ist. Auch bei der siebten Stirnradstufe ist dabei bevorzugt das Festrad drehfest auf der ersten Eingangswelle angeordnet, während das hiermit im Zahneingriff stehende Losrad der siebten Stirnradstufe drehbar auf der Vorgelegewelle gelagert ist und dort durch Betätigen des siebten Schaltelements festgesetzt werden kann. Alternativ dazu könnte das Festrad aber auch drehfest auf der Vorgelegewelle platziert und das Losrad drehbar auf der ersten Eingangswelle angeordnet sein.
  • Durch Vorsehen der siebten Stirnradstufe ergibt sich dann zudem ein fünfter Gang zwischen der ersten Eingangswelle und der Abtriebsseite durch Schließen des siebten Schaltelements unter Kraftflussführung über die siebte Stirnradstufe. In der Folge können damit dann fünf unterschiedliche Gänge zwischen der ersten Eingangswelle und der Abtriebsseite verwirklicht werden.
  • Entsprechend einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die erste Eingangswelle über eine Schaltkupplung drehfest mit einer Antriebswelle verbunden werden, die dazu eingerichtet ist, das Getriebe mit einer Antriebsmaschine des Kraftfahrzeuges zu verbinden. In diesem Fall ist also eine Antriebswelle vorgesehen, über welche das Getriebe in dessen verbauten Zustand mit einer vorgeschalteten Antriebsmaschine des Kraftfahrzeuges verbunden ist. Diese Antriebswelle kann dabei mit der ersten Eingangswelle über eine zwischenliegende Schaltkupplung drehfest in Verbindung gebracht werden, um eine Kraftflussführung von der Antriebswelle auf die erste Eingangswelle darstellen zu können. Besonders bevorzugt ist diese Antriebswelle dabei als Vollwelle ausgeführt, die stirnseitig und koaxial zu der ersten Eingangswelle angeordnet ist. Bei der Schaltkupplung handelt es sich hierbei insbesondere um eine formschlüssige Schaltkupplung, die als unsynchronisierte Klauenkupplung oder auch als Sperrsynchronisation vorliegen kann. Alternativ dazu könnte die Schaltkupplung aber auch als kraftschlüssige Schaltkupplung und hierbei als nass- oder trockenlaufende Reibkupplung, wie beispielsweise als Lamellenkupplung ausgeführt sein. Weiter alternativ ist es im Rahmen der Erfindung auch denkbar, dass die erste Eingangswelle dazu eingerichtet ist, das Getriebe mit der Antriebsmaschine des Kraftfahrzeuges zu verbinden. In diesem Fall wird dann also im verbauten Zustand des Getriebes eine Anbindung des Getriebes an die vorgeschaltete Antriebsmaschine ohne zwischenliegende Schaltkupplung vorgenommen.
  • Entsprechend einer Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung ist die Vorgelegewelle mit der Abtriebsseite über eine Stirnradstufe gekoppelt. Hierdurch kann eine weitere Übersetzung einer auf die Vorgelegewelle geleiteten Antriebsbewegung zu der Abtriebsseite des Getriebes vorgenommen werden. Alternativ dazu ist es im Rahmen der Erfindung aber auch denkbar, dass die Abtriebsseite an einem axialen Ende der Vorgelegewelle ausgebildet ist, so dass die Vorgelegewelle quasi eine Ausgangswelle des Getriebes bildet. Bei Koppelung der Vorgelegewelle mit der Abtriebsseite über die Stirnradstufe kann das abtriebsseitiges Stirnrad zudem auf einer Ausgangswelle liegen oder aber auch als Antriebstellerrad eines achsparallel liegenden Differentialgetriebes ausgestaltet sein.
  • 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 eine schematische Darstellung eines Getriebes entsprechend einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
    • 3 ein beispielhaftes Schaltschema des Getriebes aus 2;
    • 4 eine schematische Ansicht eines Getriebes gemäß jeweils einer zweiten Ausführungsform der Erfindung; und
    • 5 ein beispielhaftes Schaltschema des Getriebes aus 4.
  • 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugantriebsstranges 1 eines Hybridfahrzeuges, 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 Antriebswelle 9, eine erste Eingangswelle 10 und eine zweite Eingangswelle 11, die koaxial zueinander angeordnet sind. Die Antriebswelle 9 steht dabei innerhalb des Kraftfahrzeugantriebsstranges 1 in 1 über den zwischenliegenden Torsionsschwingungsdämpfer 3 mit der Verbrennungskraftmaschine 2 in Verbindung und ist als Vollwelle ausgeführt, zu welcher stirnseitig die ebenfalls als Vollwelle ausgebildete, erste Eingangswelle 10 platziert ist. Dabei erstreckt sich die erste Eingangswelle 10 axial im Wesentlichen bis in den Bereich eines axialen Endes des Getriebes 4, welches entgegengesetzt zu einer Anbindung der Antriebswelle 9 an den Torsionsschwingungsdämpfer 3 liegt. Hingegen ist die zweite Eingangswelle 11 als Hohlwelle ausgestaltet und überdeckt dabei axial mit einem Abschnitt der ersten Eingangswelle 10, wobei die zweite Eingangswelle 11 radial umliegend zu der ersten Eingangswelle 10 angeordnet ist.
  • Zwischen der Antriebswelle 9 und der ersten Eingangswelle 10 ist eine Schaltkupplung K0 vorgesehen, welche im geschlossenen Zustand für eine drehfeste Verbindung der Antriebswelle 9 mit der ersten Eingangswelle 10 sorgt. Dabei ist diese Schaltkupplung K0 im vorliegenden Fall als formschlüssige Schaltkupplung ausgeführt, wobei sie konkret als unsynchronisierte Klauenkupplung vorliegt. Zudem kann auch die erste Eingangswelle 10 mit der zweiten Eingangswelle 11 über ein Schaltelement K drehfest verbunden werden, welches als formschlüssiges Schaltelement ausgebildet ist. Dabei handelt es sich bei dem Schaltelement K um ein unsynchronisiertes Klauenschaltelement, das im betätigten Zustand die beiden Eingangswellen 10 und 11 drehfest miteinander verbindet.
  • Neben der Antriebswelle 9 und den Eingangswellen 10 und 11 weist das Getriebe 4 aus 2 noch eine Vorgelegewelle 12, eine Zwischenwelle 13 und einer Rotorwelle 14 auf, die jeweils als Vollwellen ausgeführt sind und achsversetzt zu der Antriebswelle 9 und den Eingangswellen 10 und 11 und auch zueinander liegen. Dabei sind die Zwischenwelle 13 und die Rotorwelle 14 permanent über eine Übersetzungsstufe 15 miteinander gekoppelt, die als Stirnradstufe ausgeführt ist und sich aus zwei Stirnrädern in Form eines ersten Festrades 16 und eines zweiten Festrades 17 zusammensetzt. Das erste Festrad 16 ist dabei drehfest auf der Rotorwelle 14 platziert und steht permanent mit dem zweiten Festrad 17 im Zahneingriff, welches drehfest auf der Zwischenwelle 13 angeordnet ist.
  • Die Rotorwelle 14 ist ständig drehfest mit einem - vorliegend nicht weiter dargestellten - Rotor einer Elektromaschine 18 verbunden, welche koaxial zu der Rotorwelle 14 angeordnet ist und zum einen als Elektromotor sowie zum anderen als Generator betrieben werden kann. Neben dem Rotor umfasst die Elektromaschine 18 zudem einen - ebenfalls nicht dargestellten - Stator, der permanent am Getriebegehäuse 8 des Getriebes 4 festgesetzt ist.
  • Wie in 2 zu erkennen ist, weist das Getriebe 4 eine Stirnradstufe 19 und eine Stirnradstufe 20 auf, über welche jeweils die Zwischenwelle 13 mit der achsparallel liegenden, zweiten Eingangswelle 11 gekoppelt werden kann. Dabei setzt sich die Stirnradstufen 19 aus einem Festrad 21 und einem Losrad 22 zusammen, die ständig miteinander im Zahneingriff stehen. Während das Festrad 21 dabei drehfest auf der zweiten Eingangswelle 11 platziert ist, ist das Losrad 22 drehbar auf der Zwischenwelle 13 gelagert und kann hier durch Schließen eines Schaltelements F festgesetzt werden, wodurch die Zwischenwelle 13 und die zweite Eingangswelle 11 über die Stirnradstufe 19 miteinander gekoppelt sind.
  • Ebenso setzt sich auch die Stirnradstufe 20 aus einem Festrad 23 und einem Losrad 24 zusammen, welche ständig miteinander kämmen. Das Festrad 23 ist dabei drehfest auf der zweiten Eingangswelle 11 angeordnet, wohingegen das Losrad 24 der Stirnradstufe 20 drehbar auf der Zwischenwelle 13 gelagert ist und durch Betätigen eines Schaltelements G an der Zwischenwelle 13 festgesetzt werden kann. Dadurch werden die Zwischenwelle 13 und die zweite Eingangswelle 11 über die Stirnradstufe 20 miteinander gekoppelt.
  • Über die Stirnradstufe 19 kann dabei im Vergleich zu der Stirnradstufe 20 ein höheres Übersetzungsverhältnis dargestellt werden, unter welchem bei Einbindung der jeweiligen Stirnradstufe 19 bzw. 20 in einen Kraftfluss eine Drehbewegung von der Zwischenwelle 13 auf die zweite Eingangswelle 11 geführt wird. Dabei kann über die beiden Stirnradstufen 19 und 20 jeweils eine Koppelung der Elektromaschine 18 mit der zweiten Eingangswelle 11 über die zwischenliegende Übersetzungsstufe 15 verwirklicht werden, so dass die Elektromaschine 18 mit zwei unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen an der zweiten Eingangswelle 11 angebunden werden kann.
  • Die Losräder 22 und 24 der Stirnradstufe 19 und 20 sind axial nebeneinanderliegend auf der Zwischenwelle 13 vorgesehen, wobei die Schaltelemente G und F axial zwischen den Losrädern 22 und 24 angeordnet sind. Dabei sind die Schaltelemente G und F als formschlüssige Schaltelemente ausgeführt und liegen konkret als unsynchronisierte Klauenschaltelemente vor, wobei die Schaltelemente G und F dabei zu einer Schalteinrichtung 25 zusammengefasst sind. Bei dieser Schalteinrichtung 25 kann über eine Betätigungseinrichtung aus einer Neutralstellung heraus zum einen das Schaltelement F sowie zum anderen das Schaltelement G in einen jeweils betätigten Zustand überführt werden.
  • Neben den Stirnradstufen 19 und 20 umfasst das Getriebe 4 zudem noch weitere Stirnradstufen 26, 27, 28, 29 und 30, wobei die erste Eingangswelle 10 dabei über die Stirnradstufen 26, 28 und 30 jeweils unmittelbar mit der achsparallelen Vorgelegewelle 12 gekoppelt werden kann, während bei der zweiten Eingangswelle 11 jeweils eine unmittelbare Koppelung mit der Vorgelegewelle 12 über die Stirnradstufen 27 und 29 darstellbar ist. Insofern sind die Stirnradstufen 26, 28 und 30 Teil eines Teilgetriebes des Getriebes 4, welchem die erste Eingangswelle 10 zugeordnet ist. Hingegen sind die Stirnradstufen 27 und 29 Teil eines anderen Teilgetriebes des Getriebes 4, dem die zweite Eingangswelle 11 zugeordnet ist. Dabei wird bei einer jeweiligen Einbindung in einen Kraftfluss und einer damit einhergehenden Übertragung einer Drehbewegung von der jeweiligen Eingangswelle 10 bzw. 11 auf die Vorgelegewelle 12 über die Stirnradstufe 26 das höchste Übersetzungsverhältnis, über die Stirnradstufe 27 das zweithöchste Übersetzungsverhältnis, über die Stirnradstufe 28 das dritthöchste Übersetzungsverhältnis, über die Stirnradstufe 29 das vierthöchste Übersetzungsverhältnis sowie über die Stirnradstufe 30 das fünfthöchste Übersetzungsverhältnis dargestellt.
  • Die Stirnradstufe 26 setzt sich aus einem Festrad 31 und einem Losrad 32 zusammen, die miteinander im Zahneingriff stehen und von denen das Festrad 31 drehfest auf der ersten Eingangswelle 10 platziert ist. Das Losrad 32 ist drehbar auf der Vorgelegewelle 12 gelagert und kann über ein Schaltelement A an der Vorgelegewelle 12 festgesetzt werden, so dass die Stirnradstufe 26 in der Folge die erste Eingangswelle 10 und die Vorgelegewelle 12 miteinander koppelt.
  • Wie in 2 zu erkennen ist, wird die Stirnradstufe 27 durch ein Festrad 33 und ein Losrad 34 gebildet, von welchen das Festrad 33 drehfest auf der zweiten Eingangswelle 11 angeordnet ist. Das mit dem Festrad 33 permanent kämmende Losrad 34 ist dagegen drehbar auf der Vorgelegewelle 12 gelagert und kann dort durch Betätigen eines Schaltelements B festgesetzt werden. Dadurch werden die zweite Eingangswelle 11 und die Vorgelegewelle 12 über die Stirnradstufe 27 miteinander gekoppelt.
  • Die Stirnradstufe 28 setzt sich aus einem Festrad 35 und einem Losrad 36 zusammen, von denen das Festrad 35 drehfest auf der Vorgelegewelle 12 platziert ist. Das Festrad 35 steht dabei mit dem Losrad 36 permanent im Zahneingriff, welches drehbar auf der ersten Eingangswelle 10 angeordnet ist und durch Schließen eines Schaltelements C drehfest mit der ersten Eingangswelle 10 verbunden werden kann, um die erste Eingangswelle 10 und die Vorgelegewelle 12 über die Stirnradstufe 28 miteinander zu koppeln.
  • Ebenso weist auch die Stirnradstufe 29 ein Festrad 37 und ein Losrad 38 auf, die permanent miteinander kämmen. Während das Festrad 37 dabei drehfest auf der zweiten Eingangswelle 11 vorgesehen ist, ist das Losrad 38 drehbar auf der Vorgelegewelle 12 gelagert und kann dort durch Betätigen eines Schaltelements D festgesetzt werden. Durch Festsetzen des Losrades 38 an der Vorgelegewelle 12 werden dabei die zweite Eingangswelle 11 und die Vorgelegewelle 12 über die Stirnradstufe 29 miteinander gekoppelt.
  • Die Stirnradstufe 30 weist ein Festrad 39 und ein Losrad 40 auf, von denen das Festrad 39 drehfest auf der ersten Eingangswelle 10 platziert ist. Das mit dem Festrad 39 ständig im Zahneingriff stehende Losrad 40 ist drehbar auf der Vorgelegewelle 12 gelagert und kann dort durch Schließen eines Schaltelements E festgesetzt werden, wodurch die Stirnradstufe 30 in der Folge die erste Eingangswelle 10 und die Vorgelegewelle 12 miteinander koppelt.
  • Die Schaltelemente A, B, C, D und E sind im vorliegenden Fall als formschlüssige Schaltelemente ausgeführt, wobei das einzelne Schaltelement A bzw. B bzw. C bzw. D bzw. E dabei als unsynchronisiertes Klauenschaltelement vorliegt. Dabei sind die Schaltelemente A und E zu einer Schalteinrichtung 41 zusammengefasst, über deren Betätigungseinrichtung aus einer Neutralstellung heraus einerseits das Schaltelement A sowie andererseits das Schaltelement E in einen jeweils betätigten Zustand überführt werden kann. Ebenso bilden auch das Schaltelement B und das Schaltelement D gemeinsam eine Schalteinrichtung 42, welcher eine gemeinsame Betätigungseinrichtung zugeordnet ist. Über diese Betätigungseinrichtung kann dabei zum einen das Schaltelement B sowie zum anderen das Schaltelement D in einen jeweils geschlossenen Zustand bewegt werden. Schließlich ist auch das Schaltelement C mit dem Schaltelement K zu einer Schalteinrichtung 43 zusammengefasst, über deren Betätigungseinrichtung aus einer Neutralstellung heraus einerseits das Schaltelement K sowie andererseits das Schaltelement C in einen jeweils betätigten Zustand überführt werden kann. Während die Schalteinrichtung 43 dabei koaxial zu den Eingangswellen 10 und 11 platziert ist, liegen die Schalteinrichtungen 41 und 42 jeweils koaxial zu der Vorgelegewelle 12.
  • Auf der Vorgelegewelle 12 ist zudem ein Stirnrad 44 drehfest angeordnet, welches gemeinsam mit einem Antriebstellerrad 45 des achsparallel liegenden Differentialgetriebes 5 eine Stirnradstufe 46 bildet. Dabei steht das Stirnrad 44 permanent mit dem Antriebstellerrad 45 im Zahneingriff, wobei das Antriebstellerrad 45 eine Abtriebsseite 47 des Getriebes 4 definiert, an welchem eine jeweilige Übertragung einer Antriebsbewegung an das im Kraftfahrzeugantriebsstrang 1 nachfolgende Differentialgetriebe 5 stattfindet.
  • Wie in 2 zu erkennen ist, kann bei dem Getriebe 4 eine Koppelung der Elektromaschine 18 mit der Abtriebsseite 47 axial kompakt bauend erfolgen. So sind die Übersetzungsstufe 15 und die Stirnradstufe 27 gemeinsam axial in einer ersten Radebene I angeordnet, zu welcher axial benachbart die Stirnradstufe 20 und die Schalteinrichtung 42 gemeinsam in einer zweiten Radebene II liegen. Auf die zweite Radebene II axial folgend sind dann in einer dritten Radebene III die Schalteinrichtung 25 und die Stirnradstufe 29 gemeinsam angeordnet, wohingegen die Stirnradstufe 19 alleine in einer vierten Radebene IV vorgesehen ist, welche axial auf die dritte Radebene III folgt. Somit kann die Einbindung der Elektromaschine 18 mit den unterschiedlichen Übersetzungsmöglichkeiten durch Kombination der Stirnradstufe 19, 20, 27 und 29 in nur vier Radebenen I bis IV erfolgen.
  • Axial der ersten Radebene I vorgeschaltet liegen zudem die Schaltkupplung K0 und die Stirnradstufe 46, während axial auf die vierte Radebene IV zunächst die Schalteinrichtung 43, dann die Stirnradstufe 28, dann die Stirnradstufe 26, dann die Schalteinrichtung 41 und schließlich die Stirnradstufe 30 folgen.
  • In 3 ist ein beispielhaftes Schaltschema für das Getriebe 4 aus 2 tabellarisch dargestellt. Wie zu erkennen ist, können hierbei neun unterschiedliche Gänge V1 bis V5 und E1 bis E4 geschaltet werden, wobei in den Spalten des Schaltschemas mit einem X jeweils gekennzeichnet ist, welches der Schaltelemente A bis G und K jeweils geschlossen ist. Bei den Gängen V1 bis V5 ist zudem jeweils auch die vorgeschaltete Schaltkupplung K0 betätigt, um durch die drehfeste Verbindung der Antriebswelle 9 mit der ersten Eingangswelle 10 den jeweiligen Gang V1 bzw. V2 bzw. V3 bzw. V4 bzw. V5 für einen Antrieb über die vorgeschaltete Verbrennungskraftmaschine 2 nutzen zu können. Hingegen erfolgt in den Gängen E1 bis E4 jeweils eine Einbindung der Elektromaschine 18, wobei diese dabei für ein elektrisches Fahren oder eine zusätzliche Einspeisung eines Antriebsmoments als Elektromotor betrieben werden kann. Alternativ dazu kann auch in einem der Gänge E1 bis E4 und in einem generatorischen Betrieb der Elektromaschine 18 ein Abbremsen über die Elektromaschine 18 verwirklicht werden.
  • Wie in 3 zu erkennen ist, wird der Gang V1 zwischen der ersten Eingangswelle 10 und der Abtriebsseite 47 durch Betätigen des Schaltelements A realisiert, wobei hierdurch eine Kraftflussführung ausgehend von der ersten Eingangswelle 10 über die Stirnradstufe 26 auf die Vorgelegewelle 12 und im Weiteren über die Stirnradstufe 46 zu der Abtriebsseite 47 stattfindet. In dem Gang V2 sind hingegen die Schaltelemente B und K betätigt, so dass der Kraftfluss ausgehend von der ersten Eingangswelle 10 auf die zweite Eingangswelle 11 geführt wird, von welcher ausgehend eine Kraftflussführung über die Stirnradstufe 27 auf die Vorgelegewelle 12 und von dieser ausgehend über die Stirnradstufe 46 zu der Abtriebsseite 47 stattfindet.
  • Der Gang V3 wird durch Schließen des Schaltelements C dargestellt, wodurch die erste Eingangswelle 10 und die Vorgelegewelle 12 über die Stirnradstufe 28 miteinander gekoppelt sind. Der hierdurch auf die Vorgelegewelle 12 geführte Kraftfluss wird im Weiteren dann über die Stirnradstufe 46 wiederum zu der Abtriebsseite 47 weitergeleitet. In dem Gang V4 sind dann wiederum die beiden Eingangswellen 10 und 11 durch Schließen des Schaltelements K drehfest miteinander verbunden, wobei die zweite Eingangswelle 11 die Koppelung mit der Vorgelegewelle 12 über die Stirnradstufe 29 herstellt. Zum Schalten des Ganges V5 ist dann hingegen das Schaltelement E zu schließen, wodurch die erste Eingangswelle 10 über die Stirnradstufe 30 mit der Vorgelegewelle 12 gekoppelt ist, so dass eine Kraftflussführung ausgehend von der ersten Eingangswelle 10 über die Stirnradstufe 30 auf die Vorgelegewelle 12 und im Weiteren über die Stirnradstufe 46 zu der Abtriebsseite 47 stattfinden kann.
  • In dem Gang E1 sind die Schaltelemente B und F geschlossen, wodurch die Zwischenwelle 13 über die Stirnradstufe 19 mit der zweiten Eingangswelle 11 gekoppelt ist, die im Weiteren über die Stirnradstufe 27 mit der Vorgelegewelle 12 in Verbindung steht. Dadurch kann ausgehend von der Rotorwelle 14 eine Kraftflussführung über die Übersetzungsstufe 15 auf die Zwischenwelle 13, hiervon ausgehend über die Stirnradstufe 19 auf die zweite Eingangswelle 11, hiervon ausgehend über die Stirnradstufe 27 auf die Vorgelegewelle 12 und dann schließlich über die Stirnradstufe 46 zu der Abtriebsseite 47 stattfinden. Im Unterschied dazu erfolgt in dem Gang E2 eine Kraftflussführung ausgehend von der zweiten Eingangswelle 11 auf die Vorgelegewelle 12 über die Stirnradstufe 29, indem anstelle des Schaltelements B das Schaltelement D betätigt ist.
  • Bei dem Gang E3 werden ebenfalls die Rotorwelle 14 und die Abtriebsseite 47 miteinander gekoppelt, um die Elektromaschine 18 einzubinden. Im Unterschied zu Gang E1 wird in diesem Fall aber anstelle des Schaltelements F das Schaltelement G betätigt, so dass der Kraftfluss von der Zwischenwelle 13 nun über die Stirnradstufe 20 auf die zweite Eingangswelle 11 geführt wird. Im Übrigen erfolgte Kraftflussführung ansonsten analog zu dem Gang E1. Schließlich sind in dem Gang E4 die Schaltelemente D und G betätigt, wodurch im Unterschied zu der Gang E3 der Kraftfluss nun von der zweiten Eingangswelle 11 über die Stirnradstufe 29 auf die Vorgelegewelle 12 geführt wird. Ansonsten entspricht die Kraftflussführung dem Gang E3.
  • Aus 4 geht eine schematische Ansicht eines Getriebes 4' hervor, welches gemäß einer zweiten Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung ausgebildet ist und alternativ zu dem Getriebe 4 aus 2 bei dem Kraftfahrzeugantriebsstrang 1 in 1 Anwendung finden kann. Dabei entspricht dieses Getriebe 4' weitestgehend der Variante nach 2, mit dem Unterschied, dass Stirnradstufen 26', 27', 28' und 29' nun anders den beiden Eingangswellen 10 und 11 und damit auch den beiden Teilgetrieben zugeordnet sind. Außerdem ist die bei der Variante nach 2 vorgesehene Stirnradstufe 30 entfallen.
  • Bei der Stirnradstufe 26' ist zudem nun ein Festrad 48 drehfest auf der zweiten Eingangswelle 11 vorgesehen, während ein mit dem Festrad im Zahneingriff stehendes Losrad 49 drehbar auf der Vorgelegewelle 12 gelagert ist und über ein Schaltelement A' an der Vorgelegewelle 12 festgesetzt werden kann. Dadurch werden die zweite Eingangswelle 11 und die Vorgelegewelle 12 über die Stirnradstufe 26' miteinander gekoppelt. Im Falle der Stirnradstufe 27' ist das Festrad 33 nun drehfest auf der ersten Eingangswelle 10 platziert, während das hiermit im Zahneingriff stehende Losrad 34 nach wie vor drehbar auf der Vorgelegewelle 12 gelagert ist und dort über ein Schaltelement B' festgesetzt werden kann.
  • Die Stirnradstufe 28' setzt sich aus einem Festrad 50 und einem hiermit im Zahneingriff stehenden Losrad 51 zusammen, wobei das Festrad 50 drehfest auf der zweiten Eingangswelle platziert ist, wohingegen das Losrad 51 drehbar auf der Vorgelegewelle 12 gelagert ist und mit der Vorgelegewelle 12 durch Betätigen eines Schaltelements C' drehfest verbunden werden kann. Dadurch werden dann die zweite Eingangswelle 11 und die Vorgelegewelle 12 über die Stirnradstufe 28' miteinander gekoppelt. Bei der Stirnradstufe 29' ist das Festrad 37 nun drehfest auf der ersten Eingangswelle 10 vorgesehen, während das Losrad 38 der Stirnradstufe 29', wie schon bei der Variante nach 2, drehbar auf der Vorgelegewelle 12 gelagert ist und dort über ein Schaltelement D' festgesetzt werden kann. Die Schaltelemente A' bis D' sind dabei jeweils als formschlüssige Schaltelemente und hierbei konkret als unsynchronisierte Klauenschaltelemente ausgeführt.
  • Insofern sind mit der Stirnradstufe 26' und der Stirnradstufe 28' die Stufen mit dem höchsten und dem dritthöchsten Übersetzungsverhältnis der zweiten Eingangswelle 11 zugeordnet, während mit der Stirnradstufe 27' und der Stirnradstufe 29' die Stufen mit dem zweithöchsten und dem vierthöchsten Übersetzungsverhältnis der ersten Eingangswelle 10 zugeordnet sind.
  • Als weiterer Unterschied sind nun die Schaltelemente A' und C' zu einer Schalteinrichtung 52 zusammengefasst, über deren Betätigungseinrichtung aus einer Neutralstellung heraus zum einen das Schaltelement A' sowie zum anderen das Schaltelement C' in einen jeweils betätigten Zustand überführt werden kann. Ebenso bilden das Schaltelement B' und das Schaltelement D' gemeinsam eine Schalteinrichtung 53, über deren Betätigungseinrichtung aus einer Neutralstellung heraus einerseits das Schaltelement B' sowie andererseits das Schaltelement D' in einen jeweils geschlossenen Zustand bewegt werden kann.
  • Weiter abweichend von der Variante nach 2 ist nun in einer ersten Radebene I' die Stirnradstufe 26' gemeinsam mit der Übersetzungsstufe 15 vorgesehen, während in einer zweiten Radebene II` nun die Stirnradstufe 20 und die Schalteinrichtung 52 angeordnet sind. Axial benachbart dazu liegen in einer dritten Radebene III' die Schalteinrichtung 25 und die Stirnradstufe 28'. Nach wie vor ist in einer vierten Radebene die Stirnradstufe 19 vorgesehen. Axial auf die vierte Stirnradstufe IV' folgt dann das Schaltelement K als Einzelschaltelement, dann die Stirnradstufe 27', dann die Schalteinrichtung 53 und schließlich die Stirnradstufe 29'. Ansonsten entspricht die Ausführungsform nach 4 der Variante nach 2, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.
  • Schließlich zeigt noch 5 ein beispielhaftes Schaltschema für das Getriebe 4' aus 4. Wie zu erkennen ist, können hierbei acht unterschiedliche Gänge V1' bis V4' und E1' bis E4' geschaltet werden, welche sich von den Gängen V1 bis V 5 und E1 bis E4 nach 3 aufgrund der anderweitigen Zuordnung der Stirnradstufen 26' bis 29' unterscheiden. Erneut ist dabei in den Spalten des Schaltschemas mit einem X jeweils gekennzeichnet, welches der Schaltelemente A' bis D' sowie F', G' und K jeweils geschlossen ist. Bei den Gängen V1' bis V4' ist jeweils auch die vorgeschaltete Schaltkupplung K0 betätigt, wodurch der jeweilige Gang V1' bzw. V2' bzw. V3' bzw. V4' für einen Antrieb über die vorgeschaltete Verbrennungskraftmaschine 2 nutzbar ist. Erneut erfolgt in den Gängen E1' bis E4' jeweils eine Einbindung der Elektromaschine 18, wobei diese dabei für ein elektrisches Fahren oder eine zusätzliche Einspeisung eines Antriebsmoments als Elektromotor betrieben werden kann. Alternativ dazu kann auch in einem der Gänge E1' bis E4' und in einem generatorischen Betrieb der Elektromaschine 18 ein Abbremsen über die Elektromaschine 18 verwirklicht werden.
  • Wie in 5 zu erkennen ist, wird der Gang V1' zwischen der ersten Eingangswelle 10 und der Abtriebsseite 47 durch Betätigen der Schaltelemente A' und K dargestellt, wobei in dem Gang V1' dadurch eine Kraftflussführung ausgehend von der ersten Eingangswelle 10 über die zweite Eingangswelle 11 und die Stirnradstufe 26' auf die Vorgelegewelle 12 stattfindet, von welcher ausgehend eine Koppelung mit der Abtriebsseite 47 über die Stirnradstufe 46 hergestellt ist. Dagegen ist in dem Gang V2' das Schaltelement B' betätigt, wodurch ein Kraftfluss ausgehend von der ersten Eingangswelle 10 über die Stirnradstufe 27' auf die Vorgelegewelle 12 und hiervon ausgehend über die Stirnradstufe 46 zu der Abtriebsseite 47 geführt wird.
  • Der Gang V3' wird durch Schließen der Schaltelemente C' und K dargestellt, wodurch die erste Eingangswelle 10 drehfest mit der zweiten Eingangswelle 11 verbunden ist, die über die Stirnradstufe 28' wiederum mit der Vorgelegewelle 12 gekoppelt ist. Der hierdurch auf die Vorgelegewelle 12 geführte Kraftfluss wird im Weiteren dann über die Stirnradstufe 46 wiederum zu der Abtriebsseite 47 weitergeleitet. In dem Gang V4' ist die erste Eingangswelle 10 über die Stirnradstufe 29' mit der Vorgelegewelle 12 gekoppelt, so dass eine Kraftflussführung von der ersten Eingangswelle 10 über die Stirnradstufe 29' und die Stirnradstufe 46 zu der Abtriebsseite 47 erfolgen kann.
  • In dem Gang E1' sind die Schaltelemente A' und F geschlossen, wodurch die Zwischenwelle 13 über die Stirnradstufe 19 mit der zweiten Eingangswelle 11 gekoppelt ist, die im Weiteren über die Stirnradstufe 26' mit der Vorgelegewelle 12 in Verbindung steht. Dadurch kann ausgehend von der Rotorwelle 14 eine Kraftflussführung über die Übersetzungsstufe 15 auf die Zwischenwelle 13, hiervon ausgehend über die Stirnradstufe 19 auf die zweite Eingangswelle 11, hiervon ausgehend über die Stirnradstufe 26' auf die Vorgelegewelle 12 und dann schließlich über die Stirnradstufe 46 zu der Abtriebsseite 47 stattfinden. Im Unterschied dazu erfolgt in dem Gang E2' eine Kraftflussführung ausgehend von der zweiten Eingangswelle 11 auf die Vorgelegewelle 12 über die Stirnradstufe 28', indem anstelle des Schaltelements A' das Schaltelement C' betätigt ist.
  • Bei dem Gang E3' werden ebenfalls die Rotorwelle 14 und die Abtriebsseite 47 miteinander gekoppelt, um die Elektromaschine 18 einzubinden. Im Unterschied zu Gang E1' wird in diesem Fall aber anstelle des Schaltelements F das Schaltelement G betätigt, so dass der Kraftfluss von der Zwischenwelle 13 nun über die Stirnradstufe 20 auf die zweite Eingangswelle 11 geführt wird. Im Übrigen erfolgte Kraftflussführung ansonsten analog zu dem Gang E1'. Schließlich sind in dem Gang E4' die Schaltelemente C' und G betätigt, wodurch im Unterschied zu der Gang E3' der Kraftfluss nun von der zweiten Eingangswelle 11 über die Stirnradstufe 28' auf die Vorgelegewelle 12 geführt wird. Ansonsten entspricht die Kraftflussführung dem Gang E3'.
  • Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltungen kann jeweils ein Getriebe mit kompaktem Aufbau und bei geeigneter Einbindung einer Elektromaschine realisiert werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Kraftfahrzeugantriebsstrang
    2
    Verbrennungskraftmaschine
    3
    Torsionsschwingungsdämpfer
    4
    Getriebe
    4'
    Getriebe
    5
    Differentialgetriebe
    6
    Antriebsrad
    7
    Antriebsrad
    8
    Getriebegehäuse
    9
    Antriebswelle
    10
    erste Eingangswelle
    11
    zweite Eingangswelle
    12
    Vorgelegewelle
    13
    Zwischenwelle
    14
    Rotorwelle
    15
    Übersetzungsstufe
    16
    Festrad
    17
    Festrad
    18
    Elektromaschine
    19
    Stirnradstufe
    20
    Stirnradstufe
    21
    Festrad
    22
    Losrad
    23
    Festrad
    24
    Losrad
    25
    Schalteinrichtung
    26
    Stirnradstufe
    27
    Stirnradstufe
    28
    Stirnradstufe
    29
    Stirnradstufe
    30
    Stirnradstufe
    31
    Festrad
    32
    Losrad
    33
    Festrad
    34
    Losrad
    35
    Festrad
    36
    Losrad
    37
    Festrad
    38
    Losrad
    39
    Festrad
    40
    Losrad
    41
    Schalteinrichtung
    42
    Schalteinrichtung
    43
    Schalteinrichtung
    44
    Stirnrad
    45
    Antriebstellerrad
    46
    Stirnradstufe
    47
    Abtriebsseite
    48
    Festrad
    49
    Losrad
    50
    Festrad
    51
    Losrad
    52
    Schalteinrichtung
    53
    Schalteinrichtung
    A
    Schaltelement
    A'
    Schaltelement
    B
    Schaltelement
    B'
    Schaltelement
    C
    Schaltelement
    C'
    Schaltelement
    D
    Schaltelement
    D'
    Schaltelement
    E
    Schaltelement
    F
    Schaltkupplung
    G
    Schaltkupplung
    K
    Schaltelement
    K0
    Schaltkupplung
    I
    erste Radebene
    II
    zweite Radebene
    III
    dritte Radebene
    IV
    vierte Radebene
    I'
    erste Radebene
    II'
    zweite Radebene
    III'
    dritte Radebene
    IV'
    vierte Radebene
    V1 bis V5
    Gänge
    V1' bis V4'
    Gänge
    E1 bis E4
    Gänge
    E1' bis E4'
    Gänge
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • FR 2811395 A1 [0003, 0016]

Claims (18)

  1. Getriebe (4; 4') für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Elektromaschine (18), eine erste Eingangswelle (10), eine zweite Eingangswelle (11) und eine Vorgelegewelle (12), die permanent mit einer Abtriebsseite (47) gekoppelt ist, wobei die erste Eingangswelle (10) und die zweite Eingangswelle (11) jeweils über je mindestens eine zugeordnete Stirnradstufe (26 bis 30; 26' bis 29') mit der Vorgelegewelle (12) koppelbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rotor der Elektromaschine (18) permanent mit einer Zwischenwelle (13) gekoppelt ist, dass eine erste Stirnradstufe (19) mit einem Festrad (21) und einem mit dem Festrad (21) kämmenden Losrad (22) und ein erstes Schaltelement (F) vorgesehen sind, wobei das erste Schaltelement (F) bei Betätigung das Losrad (22) der ersten Stirnradstufe (19) festsetzt und dadurch eine Koppelung der Zwischenwelle (13) und der zweiten Eingangswelle (11) über die erste Stirnradstufe (19) hervorruft, und dass zudem eine zweite Stirnradstufe (20) mit einem Festrad (23) und einem mit dem Festrad (23) kämmenden Losrad (24) sowie ein zweites Schaltelement (G) vorgesehen sind, wobei das zweite Schaltelement (G) bei Betätigung das Losrad (24) der zweiten Stirnradstufe (20) festsetzt und dadurch eine Koppelung der Zwischenwelle (13) und der zweiten Eingangswelle (11) mittels der zweiten Stirnradstufe (20) bewirkt.
  2. Getriebe (4; 4') nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Festrad (21) der ersten Stirnradstufe (19) drehfest auf der zweiten Eingangswelle (11) platziert ist, wohingegen das Losrad (22) der ersten Stirnradstufe (19) drehbar auf der Zwischenwelle (13) gelagert und über das erste Schaltelement (F) an der Zwischenwelle (13) festsetzbar ist.
  3. Getriebe (4; 4') nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Festrad (23) der zweiten Stirnradstufe (20) drehfest auf der zweiten Eingangswelle (11) platziert ist, wohingegen das Losrad (24) der zweiten Stirnradstufe (20) drehbar auf der Zwischenwelle (13) gelagert und über das zweite Schaltelement (G) an der Zwischenwelle (13) festsetzbar ist.
  4. Getriebe (4; 4') nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schaltelement (F) und das zweite Schaltelement (G) als formschlüssige Schaltelemente ausgeführt sind, wobei das erste Schaltelement (F) und das zweite Schaltelement (G) zu einer ersten Schalteinrichtung (25) zusammengefasst sind.
  5. Getriebe (4; 4') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine dritte Stirnradstufe (27; 26') mit einem Festrad (33; 48) und einem mit dem Festrad (33; 48) kämmenden Losrad (34; 49) sowie ein drittes Schaltelement (B; A') vorgesehen sind, wobei das dritte Schaltelement (B; A') bei Betätigung das Losrad (34; 49) der dritten Stirnradstufe (27; 26') festsetzt und dadurch eine Koppelung der zweiten Eingangswelle (11) und der Vorgelegewelle (12) über die dritte Stirnradstufe (27; 26') hervorruft, und dass zudem eine vierte Stirnradstufe (29; 28') mit einem Festrad (37; 50) und einem mit dem Festrad (37; 50) kämmenden Losrad (38; 51) sowie ein viertes Schaltelement (D; C') vorgesehen sind, wobei das vierte Schaltelement (D; C') bei Betätigung das Losrad (38; 51) der vierten Stirnradstufe (29; 28') festsetzt und dadurch eine Koppelung der zweiten Eingangswelle (11) und der Vorgelegewelle (12) mittels der vierten Stirnradstufe (29; 28') bewirkt.
  6. Getriebe (4; 4') nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Festrad (33; 48) der dritten Stirnradstufe (27; 26') drehfest auf der zweiten Eingangswelle (11) platziert ist, wohingegen das Losrad (34; 49) der dritten Stirnradstufe (27; 26') drehbar auf der Vorgelegewelle (12) gelagert und über das dritte Schaltelement (B; A') an der Vorgelegewelle (12) festsetzbar ist.
  7. Getriebe (4; 4') nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Festrad (37; 50) der vierten Stirnradstufe (29; 28') drehfest auf der zweiten Eingangswelle (11) platziert ist, wohingegen das Losrad (38; 51) der vierten Stirnradstufe (29; 28') drehbar auf der Vorgelegewelle (12) gelagert und über das vierte Schaltelement (D; C') an der Vorgelegewelle (12) festsetzbar ist.
  8. Getriebe (4; 4') nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Schaltelement (B; A') und das vierte Schaltelement (D; C') als formschlüssige Schaltelemente ausgeführt sind, wobei das dritte Schaltelement (B; A') und das vierte Schaltelement (D; C') zu einer zweiten Schalteinrichtung (42; 52) zusammengefasst sind.
  9. Getriebe (4; 4') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor der Elektromaschine (18) drehfest mit einer Rotorwelle (14) verbunden ist, die ein erstes Festrad (16) einer Übersetzungsstufe (15) drehfest trägt, wobei das erste Festrad (16) der Übersetzungsstufe (15) mit einem zweiten Festrad (17) im Zahneingriff steht, welches drehfest auf der Zwischenwelle (13) platziert ist.
  10. Getriebe (4; 4') nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Übersetzungsstufe (15) und die dritte Stirnradstufe (27; 26') in einer ersten Ebene (I; I'), die zweite Stirnradstufe (20) und die zweite Schalteinrichtung (42; 52) benachbart zu der ersten Ebene (I; I') in einer zweiten Ebene (II; II'), die erste Schalteinrichtung (25) und die vierte Stirnradstufe (29; 28') benachbart zu der zweiten Ebene (II; II') in einer dritten Ebene (III; III') und die erste Stirnradstufe (19) benachbart zu der dritten Ebene (III; III') in einer vierten Ebene (IV; IV') platziert sind.
  11. Getriebe (4; 4') nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich - ein erster Gang (E1; E1') zwischen der Zwischenwelle (13) und der Abtriebsseite (47) durch Betätigen des ersten Schaltelements (F) und des dritten Schaltelements (B; A') unter Kraftflussführung über die erste Stirnradstufe (19) und die dritte Stirnradstufe (27; 26'), - ein zweiter Gang (E2; E2') zwischen der Zwischenwelle (13) und der Abtriebsseite (47) durch Schließen des ersten Schaltelements (F) und des vierten Schaltelements (D; C') unter Kraftflussführung über die erste Stirnradstufe (19) und die vierte Stirnradstufe (29; 28'), - ein dritter Gang (E3; E3') zwischen der Zwischenwelle (13) und der Abtriebsseite (47) durch Betätigen des zweiten Schaltelements (G) und des dritten Schaltelements (B; A') unter Kraftflussführung über die zweite Stirnradstufe (20) und die dritte Stirnradstufe (27; 26'), sowie - ein vierter Gang (E4; E4') zwischen der Zwischenwelle (13) und der Abtriebsseite (47) durch Schließen des zweiten Schaltelements (G) und des vierten Schaltelements (D; C') unter Kraftflussführung über die zweite Stirnradstufe (20) und die vierte Stirnradstufe (29; 28') ergibt.
  12. Getriebe (4; 4') nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine fünfte Stirnradstufe (26; 27') mit einem Festrad (31; 33) und einem mit dem Festrad (31; 33) kämmenden Losrad (32; 34) sowie ein fünftes Schaltelement (A; B') vorgesehen sind, wobei das fünfte Schaltelement (A; B') bei Betätigung das Losrad (32; 34) der fünften Stirnradstufe (26; 27') festsetzt und dadurch eine Koppelung der ersten Eingangswelle (10) und der Vorgelegewelle (12) über die fünfte Stirnradstufe (26; 27') hervorruft, und dass zudem eine sechste Stirnradstufe (28; 29') mit einem Festrad (35; 37) und einem mit dem Festrad (35; 37) kämmenden Losrad (36; 38) sowie ein sechstes Schaltelement (C; D') vorgesehen sind, wobei das sechste Schaltelement (C; D') bei Betätigung das Losrad (36; 38) der sechsten Stirnradstufe (28; 29') festsetzt und dadurch eine Koppelung der ersten Eingangswelle (10) und der Vorgelegewelle (12) mittels der sechsten Stirnradstufe (28; 29') bewirkt.
  13. Getriebe (4; 4') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Eingangswelle (10) über ein weiteres Schaltelement (K) drehfest mit der zweiten Eingangswelle (11) verbindbar ist.
  14. Getriebe (4; 4') nach den Ansprüchen 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass sich - ein erster Gang (V1; V2') zwischen der ersten Eingangswelle (10) und der Abtriebsseite (47) durch Betätigen des fünften Schaltelements (A; B') unter Kraftflussführung über die fünfte Stirnradstufe (26; 27'), - ein zweiter Gang (V2; V1') zwischen der ersten Eingangswelle (10) und der Abtriebsseite (47) durch Schließen des dritten Schaltelements (B; A') und des weiteren Schaltelements (K) unter Kraftflussführung über die zweite Eingangswelle (11) und die dritte Stirnradstufe (27; 26'), - ein dritter Gang (V3; V4') zwischen der ersten Eingangswelle (10) und der Abtriebsseite (47) durch Betätigen des sechsten Schaltelements (C; D') unter Kraftflussführung über die sechste Stirnradstufe (28; 29'), sowie - ein vierter Gang (V4; V3') zwischen der ersten Eingangswelle (10) und der Abtriebsseite (47) durch Schließen des vierten Schaltelements (D; C') und des weiteren Schaltelements (K) unter Kraftflussführung über die zweite Eingangswelle (11) und die vierte Stirnradstufe (29; 28') ergibt.
  15. Getriebe (4) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zudem eine siebte Stirnradstufe (30) mit einem Festrad (39) und einem mit dem Festrad (39) kämmenden Losrad (40) sowie ein siebtes Schaltelement (E) vorgesehen sind, wobei das siebte Schaltelement (E) bei Betätigung das Losrad (40) der siebten Stirnradstufe (30) festsetzt und dadurch eine Koppelung der ersten Eingangswelle (10) und der Vorgelegewelle (12) über die siebte Stirnradstufe (30) hervorruft.
  16. Getriebe (4) nach Anspruch 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein fünfter Gang (V5) zwischen der ersten Eingangswelle (10) und der Abtriebsseite (47) durch Schließen des siebten Schaltelements (E) unter Kraftflussführung über die siebte Stirnradstufe (30) ergibt.
  17. Getriebe (4; 4') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Eingangswelle (10) über eine Schaltkupplung (K0) drehfest mit einer Antriebswelle (9) verbindbar ist, die dazu eingerichtet ist, das Getriebe (4; 4') mit einer Antriebsmaschine des Kraftfahrzeuges zu verbinden.
  18. Kraftfahrzeugantriebsstrang (1) für ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug, umfassend ein Getriebe (4; 4') nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17.
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