DE102020214517A1

DE102020214517A1 - Zahnrad zum Einrichten eines Achsversatzes, Radsatzanordnung und Hybrid-Getriebe für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang

Info

Publication number: DE102020214517A1
Application number: DE102020214517.2A
Authority: DE
Inventors: Fabian Kutter; Martin Brehmer; Matthias Horn; Oliver BAYER; Johannes Kaltenbach; Thomas Martin; Michael Wechs; Thomas Kroh; Max Bachmann; Peter Ziemer; Juri Pawlakowitsch; Stefan Beck
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2020-11-18
Filing date: 2020-11-18
Publication date: 2022-05-19

Abstract

Zahnrad (38) zum Einrichten eines Achsversatzes (V) in einem Stirnradgetriebe (14), mit einem Grundkörper (62), der einen radial inneren Abschnitt (62i) und einen radial äußeren Abschnitt (62a) aufweist, wobei eine Drehachse (A1) des Zahnrades (38) durch den radial inneren Abschnitt (62i) verläuft, und mit einem Kranzabschnitt (64), der axial von dem radial äußeren Abschnitt (62a) des Grundkörpers (62) vorsteht und mit dem Grundkörper (62) starr verbunden ist, wobei der Kranzabschnitt (64) eine Innenverzahnung (40) aufweist, in die eine Außenverzahnung (42a) eines ersten achsversetzten Zahnrades (42) eingreifen kann, das radial innerhalb des Kranzabschnittes (64) anzuordnen ist, und wobei der Kranzabschnitt (64) eine Außenverzahnung (44) aufweist, in die eine Außenverzahnung (48a) eines zweiten achsversetzten Zahnrades (48), das radial außerhalb des Kranzabschnittes (64) anzuordnen ist, oder an der ein Zugmittel (65) eingreifen kann.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zahnrad zum Einrichten eines Achsversatzes in einem Stirnradgetriebe. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Radsatzanordnung mit einem derartigen Zahnrad. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Hybrid-Getriebe für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang, mit einer Getriebeeingangswelle zum Verbinden mit einem Verbrennungsmotor, mit einer ersten Welle, die mit der Getriebeeingangswelle verbunden oder verbindbar ist; mit einer zweiten Welle, die über wenigstens einen mittels eines Schaltelementes schaltbaren Gangradsatz mit der ersten Welle verbindbar ist und die mit einem Abtrieb verbunden ist; und mit einer ersten Elektromaschine, die mit der ersten Welle verbunden oder verbindbar ist.
Hybrid-Antriebsstränge für Kraftfahrzeuge weisen generell einen Verbrennungsmotor auf, der Antriebsleistung zum Antreiben des Kraftfahrzeuges bereitstellen kann, sowie eine Elektromaschine, die je nach Betriebsart alternativ oder zusätzlich zu dem Verbrennungsmotor Antriebsleistung für das Kraftfahrzeug bereitstellen kann.
Bei Hybrid-Antriebssträngen wird zwischen einer Vielzahl von unterschiedlichen Konzepten unterschieden, die jeweils eine unterschiedliche Anbindung der Elektromaschine an die eine Getriebeanordnung des Hybrid-Getriebes vorsehen. Bei Doppelkupplungsgetrieben ist eine typische Variante darin zu sehen, eine elektrische Maschine konzentrisch zu einem Eingangsglied der Doppelkupplungsanordnung anzuordnen. Auch ist es bekannt, bei Doppelkupplungsgetrieben eine elektrische Maschine einem der zwei Teilgetriebe zuzuordnen.
Ferner ist es bekannt, eine elektrische Maschine konzentrisch zu einer ersten Eingangswelle anzuordnen, wobei ein Rotor der elektrischen Maschine mit einer Hohlwelle verbunden ist, die um die erste Eingangswelle herum angeordnet ist.
Aus dem Dokument DE 10 2013 215 114 A1 ist ein Hybridantrieb eines Kraftfahrzeuges bekannt, bei dem eine Elektromaschine über einen Stirnradsatz an eine Ausgangswelle eines Hybrid-Getriebes anbindbar ist. Ferner ist es aus diesem Dokument bekannt, eine Elektromaschine koaxial zu einer Getriebeausgangswelle anzuordnen, und zwar axial versetzt zu einem Planetenradsatz, der als Überlagerungsgetriebe für elektromotorische Antriebsleistung und für verbrennungsmotorische Antriebsleistung ausgebildet ist.
Hybrid-Getriebe sind dabei vorzugsweise als Lastschaltgetriebe ausgebildet. Insbesondere bei einem Einbau in einem Kraftfahrzeug quer zur Antriebsrichtung (Front-Quer oder Heck-Quer) ist die axiale Baulänge des Hybrid-Getriebes von großer Bedeutung. Ferner ist bei einem Einbau quer zur Fahrtrichtung häufig auf die Einbauumgebung Rücksicht zu nehmen. Engstellen dabei sind ggf. ein Gelenk von Seitenwellen, eine Getriebeaufhängung und/oder ein unterer Fahrzeuglängsträger.
Ferner ist es generell bevorzugt, wenn eine Elektromaschine, die Antriebsleistung für einen Hybridantriebsstrang bereitstellt, einen großen Außendurchmesser aufweist. Derartige Elektromaschinen haben häufig eine axial kurze Bauweise, passen aufgrund des großen Außendurchmessers häufig jedoch schlecht in einen Einbauraum. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Elektromaschine im Wesentlichen koaxial zu einer Verbrennungsmotorachse und gleichzeitig axial gesehen auf einer dem Verbrennungsmotor abgewandten Seite in Richtung hin zu einem Rad des Kraftfahrzeuges angeordnet ist.
Vor diesen Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Zahnrad zum Einrichten eines Achsversatzes, eine verbesserte Radsatzanordnung sowie ein verbessertes Hybrid-Getriebe für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang anzugeben.
Die obige Aufgabe wird gelöst zum einen durch ein Zahnrad zum Einrichten eines Achsversatzes in einem Stirnradgetriebe, mit einem Grundkörper, der einen radial inneren Abschnitt und einen radial äußeren Abschnitt aufweist, wobei eine Drehachse des Zahnrades durch den radial inneren Abschnitt verläuft, und mit einem Kranzabschnitt, der axial von dem radial äußeren Abschnitt des Grundkörpers vorsteht und mit dem Grundkörper starr verbunden ist, wobei der Kranzabschnitt eine Innenverzahnung aufweist, in die eine Außenverzahnung eines ersten achsversetzten Zahnrades eingreifen kann, das radial innerhalb des Kranzabschnittes anzuordnen ist, und wobei der Kranzabschnitt eine Außenverzahnung aufweist, in die eine Außenverzahnung eines zweiten achsversetzten Zahnrades, das radial außerhalb des Kranzabschnittes anzuordnen ist, oder an welcher Außenverzahnung ein Zugmittel eingreifen kann.
Ferner wird die obige Aufgabe gelöst durch eine Radsatzanordnung, die aufweist: ein erstes Zahnrad, das eine erste Drehachse hat, insbesondere ein Zahnrad nach Anspruch 1, wobei das erste Zahnrad einen Kranzabschnitt mit einer Innenverzahnung und einer Außenverzahnung aufweist; ein zweites Zahnrad, das eine zweite Drehachse hat, wobei das zweite Zahnrad eine Außenverzahnung aufweist, die mit der Innenverzahnung des ersten Zahnrades in Eingriff steht; und vorzugsweise ein drittes Zahnrad, das eine dritte Drehachse hat, wobei das dritte Zahnrad eine Außenverzahnung aufweist, die mit der Außenverzahnung des ersten Zahnrades in Eingriff steht.
Schließlich wird die obige Aufgabe gelöst durch ein Hybrid-Getriebe für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang, mit einer Getriebeeingangswelle zum Verbinden mit einem Verbrennungsmotor; mit einer ersten Welle, die mit der Getriebeeingangswelle verbunden oder verbindbar ist; mit einer zweiten Welle, die über wenigstens einen mittels eines Schaltelementes schaltbaren Gangradsatz mit der ersten Welle verbindbar ist und die mit einem Abtrieb verbunden ist; mit einer ersten Elektromaschine, die mit der ersten Welle verbunden oder verbindbar ist; und mit einer Radsatzanordnung der erfindungsgemäßen Art, um einen Achsversatz einzurichten zwischen der ersten Elektromaschine und der Getriebeeingangswelle und/oder zwischen der ersten Elektromaschine und der ersten Welle und/oder zwischen der ersten Elektromaschine und der zweiten Welle.
Schließlich wird die obige Aufgabe gelöst durch die Verwendung eines Zahnrades der erfindungsgemäßen Art zum Einrichten eines Achsversatzes zwischen einer Welle, die konzentrisch mit einer Elektromaschine verbunden ist, und einer Welle eines Hybrid-Getriebes eines Kraftfahrzeugantriebsstranges, insbesondere eines erfindungsgemäßen Hybrid-Getriebes.
Das erfindungsgemäße Zahnrad weist einen Kranzabschnitt auf, an dessen radialer Innenseite eine Innenverzahnung und an dessen radialer Außenseite eine Außenverzahnung angeordnet sind. Demzufolge kann das Zahnrad über die Innenverzahnung einen Achsversatz zu einer Welle einrichten, die parallel versetzt ist zu einer Drehachse des Zahnrades. Ferner kann über die Außenverzahnung eine Anbindung eines weiteren Elementes erfolgen. Da sowohl die Außenverzahnung als auch die Innenverzahnung an dem Kranzabschnitt angeordnet sind, ist es nicht notwendig, die Innenverzahnung und die Außenverzahnung axial versetzt an dem Zahnrad bereitzustellen. Demzufolge kann das Zahnrad axial kompakt bauen. Demzufolge eignet sich das Zahnrad insbesondere zur Verwendung in einem Hybrid-Getriebe, bei dem ein Achsversatz einer Elektromaschine zu einer Welle des Hybrid-Getriebes eingerichtet werden soll (aus Bauraumgründen). Die Außenverzahnung des ersten Zahnrades kann so ausgebildet sein, dass ein weiteres Stirnrad mit Außenverzahnung hiermit in Eingriff treten kann. Alternativ kann die Außenverzahnung des Kranzabschnittes des ersten Zahnrades so ausgebildet sein, dass hieran ein Zugmittel angreifen kann, beispielsweise eine Kette oder ein Zahnriemen.
Die Drehachse des Zahnrades muss nicht durch Material des radial inneren Abschnittes des Grundkörpers hindurchgehen, da der Grundkörper mit einer Bohrung zur Aufnahme einer Welle ausgebildet sein kann.
Die Innenverzahnung und die Außenverzahnung sind vorzugsweise keine axialen Steckverzahnungen, sondern sind Verzahnungen zum Eingriff bzw. zum Kämmen mit anderen Zahnrädern. Vorzugsweise sind die Innenverzahnung und die Außenverzahnung Schrägverzahnungen.
Die erfindungsgemäße Radsatzanordnung beinhaltet ein erstes Zahnrad, das einen Kranzabschnitt mit einer Innenverzahnung und einer Außenverzahnung aufweist, insbesondere ein Zahnrad der erfindungsgemäßen Art. Ferner beinhaltet die Radsatzanordnung ein zweites Zahnrad und vorzugsweise ein drittes Zahnrad, wobei das zweite Zahnrad mit der Innenverzahnung des ersten Zahnrades in Eingriff steht, wobei das dritte Zahnrad vorzugsweise mit der Außenverzahnung des ersten Zahnrades in Eingriff steht.
Zwischen dem ersten Zahnrad und dem zweiten Zahnrad kann folglich ein kompakter Achsversatz eingerichtet werden. Das dritte Zahnrad kann, ohne zusätzlichen axialen Bauraum, zur Anbindung eines weiteren Elementes des Hybrid-Getriebes verwendet werden, beispielsweise zur Anbindung einer zweiten Elektromaschine oder zur Verbindung mit einem Losrad eines Gangradsatzes. In diesem Fall bildet das erste Zahnrad vorzugsweise ein Festrad eines derartigen Gangradsatzes. Die Radsatzanordnung ermöglicht folglich einen parallelen Achsversatz, insbesondere einen doppelten parallelen Achsversatz.
Von besonderem Vorzug ist es dabei, wenn das das erste Zahnrad, das zweite Zahnrad und vorzugsweise auch das dritte Zahnrad in einer gemeinsamen Radial- bzw. Radsatzebene angeordnet sind.
Folglich kann die Radsatzanordnung axial kompakt aufgebaut sein.
Das erfindungsgemäße Hybrid-Getriebe beinhaltet eine erste Elektromaschine zum Bereitstellen von Antriebsleistung. Ferner beinhaltet das Hybrid-Getriebe eine Getriebeeingangswelle zum Verbinden mit einem Verbrennungsmotor. Das Hybrid-Getriebe ist dabei dazu ausgebildet, entweder einen rein verbrennungsmotorischen Fahrbetrieb durchzuführen, wobei verbrennungsmotorische Antriebsleistung über die Getriebeeingangswelle, die erste Welle und wenigstens einen Gangradsatz auf die zweite Welle übertragbar ist, von wo die verbrennungsmotorische Antriebsleistung auf den Abtrieb geführt werden kann. Der Abtrieb kann eine Leistungsverteilungseinrichtung wie ein Differential beinhalten. Die Getriebeeingangswelle ist vorzugsweise koaxial zu einer Antriebswelle des Verbrennungsmotors angeordnet.
Ferner kann verbrennungsmotorische Antriebsleistung der ersten Elektromaschine auf die erste Welle übertragen werden, und von dort über einen schaltbaren Gangradsatz auf die zweite Welle. Alternativ ist es möglich, elektromotorische Antriebsleistung der ersten Elektromaschine unter Umgehung der ersten Welle direkt auf die zweite Welle und von dort zum Abtrieb zu führen.
In vielen Fällen können verbrennungsmotorische Antriebsleistung und elektromotorische Antriebsleistung der ersten Elektromaschine über die erste Welle überlagert werden. In manchen Fällen kann ein Hybrid-Getriebe auch einen Planetenradsatz zur Leistungsüberlagerung beinhalten. In anderen Fällen kann ein Hybrid-Getriebe auch einen Planetenradsatz zum Einrichten einer Vorübersetzung zwischen Elektromaschine und Getriebeanordnung beinhalten.
Sofern ein Achsversatz zwischen der ersten Elektromaschine und der Getriebeeingangswelle eingerichtet wird, ist dieser Achsversatz im Wesentlichen eingerichtet zwischen einer Antriebswelle bzw. Kurbelwelle des Verbrennungsmotors und einer Drehachse der ersten Elektromaschine. Über die erfindungsgemäße Radsatzanordnung kann dabei ein relativ kleiner Achsversatz eingerichtet werden, im Vergleich zu einer Stirnradpaarung, bei der die Elektromaschine mit einem ersten Stirnrad mit Außenverzahnung verbunden ist und bei der die Getriebeeingangswelle oder die erste Welle mit einem weiteren Stirnrad mit Außenverzahnung verbunden ist, das mit dem anderen Stirnrad in Eingriff steht.
Zudem ist es über die Radsatzanordnung in einigen Ausführungsformen möglich, zwischen der Getriebeeingangswelle, und folglich dem Verbrennungsmotor, und der ersten Welle eine Vorübersetzung einzurichten. Die Vorübersetzung kann dabei eine Vorübersetzung ins Schnelle sein. In diesem Fall ist in der Regel das erste Zahnrad mit der Getriebeeingangswelle verbunden. Ferner ist in diesem Fall das zweite Zahnrad in der Regel mit der ersten Welle verbunden. Bei einer Vorübersetzung ins Langsame kann das erste Zahnrad der erfindungsgemäßen Radsatzanordnung auch mit der ersten Welle verbunden sein, und die Getriebeeingangswelle kann mit dem zweiten Zahnrad der erfindungsgemäßen Radsatzanordnung verbunden sein.
In den Fällen, bei denen ein Achsversatz eingerichtet ist zwischen der ersten Elektromaschine und der Getriebeeingangswelle oder der ersten Welle, wird elektromotorische Antriebsleistung der ersten Elektromaschine vorzugsweise auf die erste Welle geführt.
Sofern der Achsversatz eingerichtet ist zwischen der ersten Elektromaschine und der zweiten Welle kann elektromotorische Antriebsleistung der ersten Elektromaschine auch direkt auf die zweite Welle geführt werden.
Der Achsversatz bei dem Hybrid-Getriebe wird generell eingerichtet zwischen einer Drehachse des ersten Zahnrades und einer Drehachse des zweiten Zahnrades. Hierdurch wird zwischen den Gliedern, die mit dem ersten Zahnradsatz und dem zweiten Zahnradsatz verbunden sind, generell auch eine Vorübersetzung eingerichtet.
Im Allgemeinen ist das Hybrid-Getriebe in Stirnrad-Bauweise realisiert. Vorzugsweise sind sämtliche Gangradsätze des Hybrid-Getriebes zwischen der ersten Welle und der zweiten Welle eingerichtet. Sofern das Hybrid-Getriebe einen Planetenradsatz beinhaltet, so kann der Planetenradsatz generell zur Leistungsüberlagerung dienen. Vorzugsweise wird der Planetenradsatz jedoch dazu verwendet, um eine Vorübersetzung zwischen der ersten Elektromaschine und einer Welle einzurichten, die koaxial angeordnet ist zu der ersten Elektromaschine. Diese Vorübersetzung ist vorzugsweise schaltbar, so dass die erste Elektromaschine von dieser Welle auch abgekoppelt werden kann, indem eine Blockierung von zwei Gliedern des Planetenradsatzes oder eine Anbindung eines Gliedes des Planetenradsatzes an ein Gehäuse aufgehoben wird.
Das Hybrid-Getriebe weist vorzugsweise genau zwei Gangradsätze auf.
Sofern die erfindungsgemäße Radsatzanordnung in dem Hybrid-Getriebe so ausgebildet, dass das erste Zahnrad als Festrad eines Gangradsatzes des Hybrid-Getriebes verwendet wird, derart, dass dessen Außenverzahnung mit einem Losrad des Gangradsatzes in Eingriff steht, kann eine zweite Elektromaschine optional vorhanden sein. Diese kann in diesem Fall auch über ein separates Zahnrad mit der ersten Welle verbunden sein. Die zweite Elektromaschine ist in diesem Fall jedoch optional.
Die folgenden Begriffe lassen sich im Rahmen der vorliegenden Offenbarung insbesondere wie folgt verstehen:

Eine Radpaarung beinhaltet genau zwei Zahnräder, die miteinander in Eingriff stehen. Zwei miteinander in Eingriff stehende Zahnräder sind insbesondere als zwei Zahnräder zu verstehen, deren Verzahnungen kämmen. Die Zahnräder weisen vorzugsweise jeweils eine Stirnverzahnung auf, sind vorzugsweise in einer radialen Ebene angeordnet und sind vorzugsweise jeweils einer anderen Welle zugeordnet. Die Zahnräder der Radpaarung können zwei Festräder sein (sog. Konstanten-Radsatz). Bei einer schaltbaren Radpaarung können die zwei Zahnräder ein Festrad und ein Losrad (s.u) sein, die vorzugsweise gemeinsam eine Gangstufe definieren.

Ein Radsatz beinhaltet wenigstens zwei miteinander in Eingriff stehende (insbesondere kämmende) Zahnräder, und kann eine oder mehrere Radpaarungen beinhalten, die vorzugsweise in einer gemeinsamen radialen Radsatzebene liegen. Sofern ein Radsatz ein Festrad aufweist, das mit zwei unterschiedlichen Losrädern in Eingriff steht, kann der Radsatz zwei Gangstufen definieren; man spricht in diesem Fall auch von einer Doppelnutzung des Festrades. Generell kann ein Radsatz auch ein Planetenradsatz sein.
Ein Losrad ist ein drehbar an einer Welle gelagertes Zahnrad, das mittels eines Schaltelementes mit der Welle verbindbar oder davon entkoppelbar ist. Ein Festrad ist ein an einer Welle drehfest festgelegtes Zahnrad.
Ein Schaltelement dient zum Verbinden oder Lösen von Gliedern, wie einem Losrad und einer Welle, und ist vorliegend insbesondere durch eine Schaltkupplung gebildet, insbesondere eine formschlüssige Schaltkupplung, wie eine Klauenkupplung. Die Schaltkupplung kann jedoch auch eine Synchron-Schaltkupplung sein.
Ein Doppelschaltelement beinhaltet zwei Schaltelemente, die vorzugsweise unterschiedlichen Losrädern an einer Welle zugeordnet sind und die mittels einer einzelnen Betätigungseinrichtung alternativ schaltbar sind, um jeweils eines der Losräder mit der Welle zu verbinden. Ferner beinhaltet das Doppelschaltelement eine Neutralstellung, in der keines der beiden Losräder mit der Welle verbunden ist.
Zwei relativ zueinander drehbare Glieder sind verbunden, wenn sie zwangsläufig mit einer proportionalen Drehzahl drehen. Der Begriff verbunden ist gleichzusetzen mit „wirkverbunden“. Unter einer „drehfesten Verbindung“ ist zu verstehen, dass die zwei Glieder mit der gleichen Drehzahl drehen. Zwei Glieder sind dann verbindbar, wenn sie entweder miteinander verbunden oder voneinander entkoppelt werden können. Vorzugweise sind die Glieder mittels eines Schaltelementes wie einer Kupplung oder einer Bremse miteinander verbindbar.
Zwei Elemente sind axial ausgerichtet, wenn sie sich in axialer Richtung zumindest teilweise überlappen und/oder wenn sie in einer gemeinsamen Radialebene liegen.
Die Aufgabe wird vollkommen gelöst.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Hybrid-Getriebes steht die Außenverzahnung des ersten Zahnrades mit einem Zahnrad in Eingriff, das mit einer zweiten Elektromaschine verbunden ist.
Auf diese Weise kann das Hybrid-Getriebe auf konstruktiv und axial kompakte Art und Weise eine zweite Elektromaschine anbinden. Die zweite Elektromaschine ist vorzugsweise so angeordnet, dass sie über eine Stirnradanbindung an die Außenverzahnung des ersten Zahnrades angebunden ist. Die zweite Elektromaschine ist folglich vorzugsweise parallel versetzt zu der ersten Welle angeordnet. Die zweite Elektromaschine ist vorzugsweise so angeordnet, dass sie axial überlappend mit wenigstens einem Gangradsatz des Hybrid-Getriebes angeordnet ist, und vorzugsweise radial und axial beabstandet von der ersten Elektromaschine.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das erste Zahnrad, dessen Kranzabschnitt die Innenverzahnung und die Außenverzahnung aufweist, mit der Getriebeeingangswelle drehfest verbunden, wobei das zweite Zahnrad, dessen Außenverzahnung mit der Innenverzahnung des Kranzabschnittes des ersten Zahnrades in Eingriff steht, mit der ersten Welle verbunden ist.
Vorzugsweise sind sämtliche Gangradsätze des Hybrid-Getriebes zwischen der ersten Welle und der zweiten Welle eingerichtet. Folglich führt diese Ausführung dazu, dass das gesamte Übersetzungsgetriebe des Hybrid-Getriebes in seiner Achse zum Verbrennungsmotor versetzt wird. Der Achsversatz wirkt dabei wie eine Vorübersetzung für den Verbrennungsmotor, und zwar ins Schnelle übersetzt.
Folglich kann der Achsversatz bauraumneutral realisiert werden, vorzugsweise durch Schachtelung mit der Anbindung der zweiten Elektromaschine. Das verbleibende Getriebe einschließlich der ersten Elektromaschine ist achsversetzt und kann im Bauraum optimal angeordnet werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das erste Zahnrad, dessen Kranzabschnitt die Innenverzahnung und die Außenverzahnung aufweist, mit der Getriebeeingangswelle drehfest verbunden, wobei das zweite Zahnrad, dessen Außenverzahnung mit der Innenverzahnung des Kranzabschnittes des ersten Zahnrades in Eingriff steht, mit einer Welle verbunden ist, die konzentrisch ist zu der ersten Elektromaschine.
Die Welle, die konzentrisch ist zu der ersten Elektromaschine, kann die erste Welle sein. Die Welle, die konzentrisch ist zu der ersten Elektromaschine, kann jedoch auch eine von der ersten Welle und der zweiten Welle separate Welle sein, die achsversetzt ist zu der Getriebeeingangswelle. Im letzteren Fall ist die erste Welle vorzugsweise koaxial zu der Getriebeeingangswelle angeordnet und drehfest hiermit verbunden. In diesem Fall sind die Gangradsätze vorzugsweise zwischen der ersten Welle und der zweiten Welle angeordnet, so dass an der zu der ersten Elektromaschine koaxialen Welle keine weiteren Gangräder angebunden sind. Folglich ist bei dieser Variante nur die erste Elektromaschine und ggf. ein direkt zugeordnetes Planetengetriebe in der Achse versetzt.
Bei dieser Ausführungsform kann der Achsversatz im Wesentlichen bauraumneutral realisiert werden. Die erste Elektromaschine ist achsversetzt und kann im Bauraum optimal angeordnet werden.
Dabei ist es von besonderem Vorzug, wenn die Außenverzahnung des Kranzabschnittes des ersten Zahnrades mit einem an der zweiten Welle drehbar gelagerten Losrad in Eingriff steht.
In diesem Fall kann das erste Zahnrad der Radsatzanordnung ein Festrad eines Gangradsatzes bilden, das vorzugsweise an der ersten Welle drehfest festgelegt ist.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist das erste Zahnrad, dessen Kranzabschnitt die Innenverzahnung und die Außenverzahnung aufweist, mit der zweiten Welle drehfest verbunden, wobei das zweite Zahnrad, dessen Außenverzahnung mit der Innenverzahnung des Kranzabschnittes des ersten Zahnrades in Eingriff steht, mit einer Welle verbunden ist, die konzentrisch ist zu der ersten Elektromaschine, wobei die Außenverzahnung des Kranzabschnittes des ersten Zahnrades mit einem an der ersten Welle drehbar gelagerten Losrad in Eingriff steht.
An der zur ersten Elektromaschine koaxialen Welle sind vorzugsweise keine weiteren Gangräder angebunden. Folglich ist im Wesentlichen nur die erste Elektromaschine in der Achse versetzt. Das restliche Übersetzungsgetriebe mit Übersetzungen zwischen der ersten Welle und der zweiten Welle ist hiervon im Wesentlichen nicht betroffen.
Das erste Zahnrad der Radsatzanordnung kann dabei zum einen zur Einrichtung des Achsversatzes zu der ersten Elektromaschine verwendet werden und zum anderen als Festrad für einen Gangradsatz. In diesem Fall ist das Losrad an der ersten Welle drehbar gelagert und mittels eines dort angeordneten Schaltelementes vorzugsweise schaltbar, um eine Übersetzung zwischen der ersten Welle und der zweiten Welle einzurichten und folglich einen Gang einzulegen.
Gemäß einer weiteren alternativen Ausführungsform ist das erste Zahnrad, dessen Kranzabschnitt die Innenverzahnung und die Außenverzahnung aufweist, mit der ersten Welle drehfest verbunden und wobei das zweite Zahnrad, dessen Außenverzahnung mit der Innenverzahnung des Kranzabschnittes des ersten Zahnrades in Eingriff steht, ist mit der Getriebeeingangswelle verbunden.
Bei dieser Ausführungsform kann zwischen der Getriebeeingangswelle und der ersten Welle eine Vorübersetzung ins Langsame realisiert werden.
Die erste Elektromaschine ist vorzugsweise koaxial angeordnet zu der ersten Welle und ist vorzugsweise drehfest hiermit verbunden oder über einen Planetenradsatz hiermit verbindbar. Mit anderen Worten ist bei dieser Ausführungsform das gesamte Übersetzungsgetriebe in seiner Achse zum Verbrennungsmotor versetzt. Ein Achsversatz kann weitgehend bauraumneutral untergebracht werden. Das verbleibende Getriebe einschließlich der ersten Elektromaschine ist achsversetzt und kann im Bauraum optimal angeordnet werden. Das erste Zahnrad wird vorzugsweise ferner dazu verwendet, um über dessen Außenverzahnung eine zweite Elektromaschine anzubinden.
Insgesamt ist es bei dem erfindungsgemäßen Hybrid-Getriebe von Vorteil, wenn die erste Elektromaschine über wenigstens einen Planetenradsatz mit einer zu der ersten Elektromaschine koaxialen Welle verbindbar ist, die über die erfindungsgemäße Radsatzanordnung mit der Getriebeeingangswelle verbunden ist, oder die über die erfindungsgemäße Radsatzanordnung mit der ersten Welle verbunden ist, oder die über die erfindungsgemäße Radsatzanordnung mit der zweiten Welle verbunden ist.
Der Planetenradsatz kann eine feste Vorübersetzung zwischen der ersten Elektromaschine und der koaxialen Welle einrichten. Der Planetenradsatz ist jedoch vorzugsweise ein schaltbarer Radsatz, bei dem entweder zwei Glieder des Planetenradsatzes miteinander blockierbar sind oder ein Glied des Planetenradsatzes mit einem Gehäuse verbindbar ist. In diesem Fall kann ein verbrennungsmotorischer Fahrbetrieb eingerichtet werden, ohne dass die erste Elektromaschine mitgeschleppt werden muss.
Hierbei ist ferner vorteilhaft, wenn ein erstes Glied des Planetenradsatzes mit der zu der ersten Elektromaschine koaxialen Welle verbunden ist und/oder ein zweites Glied des Planetenradsatzes mit einem Gehäuse verbindbar ist und/oder ein drittes Glied des Planetenradsatzes mit einem Rotor der ersten Elektromaschine verbunden ist.
Das dritte Glied ist vorzugsweise ein Planetenträger des Planetenradsatzes. Das zweite Glied ist vorzugsweise ein Hohlrad des Planetenradsatzes. Das erste Glied ist vorzugsweise ein Sonnenrad des Planetenradsatzes.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn der Planetenradsatz zumindest teilweise radial innerhalb eines Rotors der ersten Elektromaschine und/oder zumindest teilweise axial überlappend mit dem Rotor der ersten Elektromaschine angeordnet ist.
Hierdurch kann bei Verwendung einer Elektromaschine mit einem relativ großen Durchmesser axialer Bauraum eingespart werden. Das Hybrid-Getriebe kann folglich axial kompakt bauen.
Die Getriebeeingangswelle kann insbesondere dann, wenn eine zweite Elektromaschine an die Getriebeeingangswelle angebunden ist, direkt und drehfest verbunden sein mit einer Eingangswelle des Verbrennungsmotors (Kurbelwelle). Vorzugsweise ist jedoch eine Trennkupplung vorgesehen, um die Getriebeeingangswelle mit einem Verbrennungsmotor zu verbinden, wobei die Trennkupplung koaxial angeordnet ist zu der Getriebeeingangswelle.
In diesem Fall ist die erfindungsgemäße Radsatzanordnung in Richtung des Leistungsflusses von verbrennungsmotorischer Leistung vorzugsweise hinter der Trennkupplung angeordnet.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Hybridantriebsstranges für ein Kraftfahrzeug mit einem Hybrid-Getriebe;
2 eine schematische Axialansicht einer Radsatzanordnung;
3 eine Schnittansicht entlang der Linie III-III in 2;
4 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines Hybrid-Getriebes;
5 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines Hybrid-Getriebes; und
6 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines Hybrid-Getriebes.

In 1 ist in schematischer Form ein Kraftfahrzeugantriebsstrang dargestellt und generell mit 10 bezeichnet.
Der Antriebsstrang 10 beinhaltet einen Verbrennungsmotor 12 und ein Hybrid-Getriebe 14. Ein Eingang des Hybrid-Getriebes 14 ist mit dem Verbrennungsmotor 12 verbunden. Ein Abtrieb 17 des Hybrid-Getriebes 14 ist mit einer Leistungsverteilungseinrichtung 16 wie einem Differential zum Verteilen von Antriebsleistung auf angetriebene Räder 18L, 18R des Antriebsstranges 10 verbunden.
Das Hybrid-Getriebe 14 beinhaltet eine Getriebeeingangswelle 19. Die Getriebeeingangswelle 19 ist vorzugsweise konzentrisch angeordnet zu einer Antriebswelle (Kurbelwelle) des Verbrennungsmotors 12. Die Getriebeeingangswelle 19 ist vorzugsweise über eine Trennkupplung K0 mit der Antriebswelle des Verbrennungsmotors 12 verbunden.
Ferner weist das Hybrid-Getriebe 14 eine erste Welle 20 und eine zweite Welle 22 auf.
Die erste Welle 20 ist mittels eines ersten schaltbaren Gangradsatzes 24 mit der zweiten Welle verbindbar. Der erste Gangradsatz 24 weist ein mit der ersten Welle 20 verbundenes Festrad 26 sowie ein an der zweiten Welle 22 drehbar gelagertes Losrad 28 auf. Das Losrad 28 ist mittels eines ersten Schaltelementes B mit der zweiten Welle 22 verbindbar.
Ferner ist die erste Welle 20 mittels eines zweiten Gangradsatzes 30 mit der zweiten Welle 22 verbindbar. Der zweite Gangradsatz 30 weist ein mit der ersten Welle 20 verbundenes Festrad 32 sowie ein an der zweiten Welle 22 drehbar gelagertes Losrad 34 auf. Das Losrad 34 ist mittels eines zweiten Schaltelementes D mit der zweiten Welle verbindbar. Das erste Schaltelement B und das zweite Schaltelement D bilden ein Doppelschaltelement, das in axialer Richtung an der zweiten Welle 22 zwischen dem ersten Gangradsatz 24 und dem zweiten Gangradsatz 30 angeordnet ist.
An der zweiten Welle 22 ist ein Abtriebsrad 36 eines nicht näher bezeichneten Abtriebsradsatzes festgelegt. Das Abtriebsrad 36 steht in Eingriff mit einem Eingangsglied der Leistungsverteilungseinrichtung 16. Ferner kann an der zweiten Welle 22 ein Parksperrenrad P festgelegt sein, wie es in 1 schematisch angedeutet ist.
Das Abtriebsrad 36 und vorzugsweise auch das Parksperrenrad P sind vorzugsweise in axialer Richtung zwischen dem ersten Gangradsatz 24 und dem Verbrennungsmotor 12 angeordnet.
Die erste Welle 20 ist gegenüber der Getriebeeingangswelle 19 parallel versetzt, und zwar um einen Achsversatz V.
Zum Einrichten des Achsversatzes V ist die Getriebeeingangswelle 19 mit einem Achsversatz-Zahnrad 38 drehfest verbunden. Das Achsversatz-Zahnrad 38, das man auch als Hohlrad bezeichnen könnte, beinhaltet eine Innenverzahnung 40. Die Innenverzahnung 40 steht in Eingriff mit einem Festrad 42, das radial innerhalb der Innenverzahnung 40 angeordnet und drehfest mit der ersten Welle 20 verbunden ist.
Genauer gesagt weist das Festrad 42 (siehe 2 und 3) eine Außenverzahnung 42a auf, die in Eingriff steht mit der Innenverzahnung 40 des Achsversatz-Zahnrades 38. Ein Durchmesser des Festrades 42 ist kleiner als ein Innendurchmesser des Achsversatz-Zahnrades 38, vorzugsweise kleiner als die Hälfte des Innendurchmessers des Achsversatz-Zahnrades 38 im Bereich der Innenverzahnung 40.
Das Achsversatz-Zahnrad 38 weist ferner an seinem Außenumfang eine Außenverzahnung 44 auf. Die Außenverzahnung 44 und die Innenverzahnung 40 liegen in einer gemeinsamen Radialebene bzw. sind axial miteinander ausgerichtet. Die Außenverzahnung 44 steht mit einem Festrad 48 in Eingriff (direkt oder über ein Zwischenrad), das an einer dritten Welle 46 festgelegt ist. Die dritte Welle 46 ist eine Motorwelle einer zweiten Elektromaschine EM2. Die zweite Elektromaschine EM2 ist parallel versetzt zu der ersten Welle 20 angeordnet und überlappt axial vorzugsweise wenigstens mit einem der Gangradsätze 24, 30.
Durch die Maßnahme, dass das Achsversatz-Zahnrad 38 in einer Radialebene sowohl die Innenverzahnung 40 als auch die Außenverzahnung 44 aufweist, können zwei Funktionen mittels des Achsversatz-Zahnrades 38 realisiert werden. Dies ist zum einen der Achsversatz zu der ersten Welle 20 und zum anderen die Anbindung der zweiten Elektromaschine EM2. Dies alles kann auf kurzem axialem Bauraum realisiert werden.
Wie es in 2 und 3 gezeigt ist, weist das Festrad 48 eine Außenverzahnung 48a auf, die mit der Außenverzahnung 44 in Eingriff steht.
Das Achsversatz-Zahnrad 38 ist in axialer Richtung zwischen dem ersten Gangradsatz 24 und dem Verbrennungsmotor 12 bzw. der Trennkupplung K0 angeordnet.
Auf einer axial gegenüberliegenden Seite der Gangradsätze 24, 30, also abgewandt von dem Verbrennungsmotor 12, ist eine erste Elektromaschine EM1 an die erste Welle 42 angebunden. Die erste Elektromaschine EM1 weist einen Rotor 52 auf, der drehfest mit der ersten Welle 20 verbunden ist. Ferner beinhaltet die erste Elektromaschine EM1 einen Stator 54, der an einem Gehäuse 50 festgelegt ist.
Die erste Elektromaschine EM1 weist einen vergleichsweise großen Durchmesser auf, so dass sie axial kurz bauen kann. Durch den mittels des Achsversatz-Zahnrades 38 eingerichteten Achsversatz V ist die erste Elektromaschine EM1 achsversetzt gegenüber der Getriebeeingangswelle 19 und damit gegenüber einer Antriebs- bzw. Kurbelwelle 58 des Verbrennungsmotors 12. Hierdurch kann das Hybrid-Getriebe 14 mit der radial groß bauenden ersten Elektromaschine EM1 gut in einen Einbauraum quer zu einer Längsachse des Kraftfahrzeuges eingebaut werden. Insbesondere können dabei ein Gelenk einer Seitenwelle (wie sie bei 18L, 18R angedeutet ist), ggf. eine Getriebeaufhängung und ggf. ein unterer Fahrzeuglängsträger umgangen werden. Mit anderen Worten kann trotz dieser Engstellen eine vergleichsweise große erste Elektromaschine EM1 verwendet werden.
Bei dem Hybrid-Getriebe 14 ist zudem auch das gesamte Übersetzungsgetriebe mit den Radsätzen 25, 30 und der zweiten Welle 22 achsversetzt gegenüber der Getriebeeingangswelle 19, so dass eine optimale Anordnung im Bauraum realisiert werden kann.
In den 2 und 3 ist eine Radsatzanordnung 60 gezeigt, die für das oben beschriebene Hybrid-Getriebe 14, aber auch für andere Getriebe verwendbar ist.
Die Radsatzanordnung 60 weist ein Zahnrad 38 auf. Das Zahnrad 38 kann als Achsversatz-Zahnrad realisiert werden und beinhaltet einen Grundkörper 62, der rotationssymmetrisch zu einer Achse A1 ausgebildet ist. Der Grundkörper 62 weist einen radial inneren Abschnitt 62i auf. Im Bereich des radial inneren Abschnitt 62i ist der Grundkörper 62 in der Regel mit einer Welle verbunden, wie beispielsweise der Getriebeeingangswelle 19.
Ferner weist der Grundkörper 62 einen radial äußeren Abschnitt 62a auf. Im Bereich des radial äußeren Abschnittes 62a beinhaltet das Zahnrad 38 einen Kranzabschnitt 64, der axial gegenüber dem radial äußeren Abschnitt 62a des Grundkörpers 62 vorsteht.
Der Kranzabschnitt 64 beinhaltet an seinem Innenumfang eine Innenverzahnung 40 und an seinem Außenumfang eine Außenverzahnung 44. Folglich kann das Zahnrad 38 der 2 und 3 beispielsweise als das Zahnrad 38 des Hybrid-Getriebes der 1 verwendet werden.
In den 2 und 3 ist ferner die Radsatzanordnung 60 gezeigt, die neben dem ersten Zahnrad 38 ein zweites Zahnrad 42 beinhaltet, das koaxial zu einer zweiten Achse A2 angeordnet ist, beispielsweise koaxial zu der ersten Welle 20, mit der es vorzugsweise fest verbunden ist. Das zweite Zahnrad 42 weist die Außenverzahnung 42a auf, die mit der Innenverzahnung 40 des Kranzabschnittes 64 in Eingriff steht. Folglich wird zwischen den Achsen A1 und A2 ein Achsversatz V eingerichtet.
Zudem beinhaltet die Radsatzanordnung 60 ein drittes Zahnrad 48, bei dem es sich beispielsweise um das Zahnrad 48 Hybrid-Getriebes 14 der 1 handeln kann. Das dritte Zahnrad 48 beinhaltet eine Außenverzahnung 48a, die mit der Außenverzahnung 44 des Kranzabschnittes 64 in Eingriff steht.
Alternativ kann die Radsatzanordnung 60 auch nur das erste Zahnrad 38 und das zweite Zahnrad 42 beinhalten. Die Außenverzahnung 44 kann in manchen Ausführungsformen auch als Zugmittelverzahnung ausgebildet sein, oder ganz weggelassen sein.
Die Innenverzahnung 40 des Kranzabschnittes 64 ist eine Stirnrad-Verzahnung, insbesondere eine Schrägverzahnung. Die Außenverzahnung 44 kann ebenfalls eine Stirnrad-Verzahnung, beispielsweise eine Schrägverzahnung, aufweisen. Die Außenverzahnung 44 kann alternativ jedoch auch zum Zusammenwirken mit einem Zugmittel 65 ausgebildet sein, beispielsweise einem Zahnriemen oder einer Kette. Das Zugmittel 65 ist in 2 lediglich schematisch angedeutet.
In den 4 bis 6 sind weitere Ausführungsformen von Hybrid-Getrieben gezeigt, die hinsichtlich Aufbau und Funktionsweise generell dem Hybrid-Getriebe 14 der 1 entsprechen. Gleiche Elemente sind daher durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet. Im Folgenden werden im Wesentlichen die Unterschiede erläutert.
Das in 4 gezeigte Hybrid-Getriebe 14' beinhaltet eine erste Welle 20, die koaxial zu der Getriebeeingangswelle 19 angeordnet ist. Die zweite Elektromaschine EM2 ist mit ihrem Festrad 48 an ein nicht näher bezeichnetes Festrad der ersten Welle 20 angebunden, also unabhängig von einem Achsversatz-Zahnrad.
Ein Achsversatz-Zahnrad 38' ist hingegen drehfest mit der ersten Welle 20 verbunden. Das Achsversatz-Zahnrad 38' bildet vorliegend das Festrad 32' des zweiten Gangradsatzes 30'. Mit anderen Worten steht die Außenverzahnung 44 des Achsversatz-Zahnrades 38' mit einer Außenverzahnung des Losrades 34 des zweiten Gangradsatzes 30 in Eingriff.
Die Innenverzahnung 40 des Achsversatz-Zahnrades 38' steht mit einem Festrad 42 (Ritzel) in Eingriff, das mit einer vierten Welle 74 drehfest verbunden ist.
Die vierte Welle 74 ist koaxial angeordnet zu der ersten Elektromaschine EM1. Die erste Elektromaschine EM1 ist über einen Planetenradsatz 66 mit der vierten Welle 74 verbindbar.
Der Planetenradsatz 66 beinhaltet ein erstes Glied 68, das drehfest mit der vierten Welle 74 verbunden ist. Das erste Glied 68 ist vorzugsweise ein Sonnenrad des Planetenradsatzes 66.
Ferner beinhaltet der Planetenradsatz 66 ein zweites Glied 70, das mittels eines dritten Schaltelementes E mit dem Gehäuse 50 verbindbar ist. Das zweite Glied 70 ist vorzugsweise ein Hohlrad des Planetenradsatzes 66. Der Planetenradsatz 66 beinhaltet ferner ein drittes Glied 72, das drehfest mit dem Rotor 52 der ersten Elektromaschine EM1 verbunden ist. Das dritte Glied 72 ist vorzugsweise ein Planetenträger des Planetenradsatzes 66.
In einem rein verbrennungsmotorischen Betrieb kann das dritte Schaltelement E geöffnet werden, um die erste Elektromaschine EM1 von dem Leistungsfluss über den ersten Gangradsatz 24 oder den zweiten Gangradsatz 30' abzukoppeln.
Die erste Elektromaschine EM1 ist zudem mit der vierten Welle 74 über die Übersetzung (insbesondere Standübersetzung) des Planetenradsatzes 66 verbunden, wenn das dritte Schaltelement E geschlossen ist.
Bei dem Hybrid-Getriebe 14' ist im Wesentlichen nur die erste Elektromaschine EM1 mit dem Planetenradsatz 66 achsversetzt gegenüber der Getriebeeingangswelle 19. Die erste Welle 20 ist hingegen koaxial zu der Getriebeeingangswelle 19 angeordnet.
Der Planetenradsatz 66 ist vorzugsweise zumindest teilweise radial innerhalb des Rotors 52 der ersten Elektromaschine EM1 und zumindest teilweise axial überlappend mit dem Rotor 52 angeordnet. Hierdurch kann der Planetenradsatz 66 im Wesentlichen bauraumneutral realisiert werden.
Dadurch, dass die erste Elektromaschine EM1 gegenüber der Getriebeeingangswelle 19 und folglich gegenüber dem Verbrennungsmotor 12 achsversetzt ist, kann sie im Bauraum optimal angeordnet werden.
In 5 ist eine weitere Ausführungsform eines Hybrid-Getriebes 14" gezeigt.
Bei dem Hybrid-Getriebe 14" beinhaltet der zweite Gangradsatz 30" ein an der ersten Welle 20 drehbar gelagertes Losrad 34", das mittels des zweiten Schaltelementes D, das ebenfalls an der ersten Welle 20 angeordnet ist, schaltbar ist.
Der zweite Gangradsatz 30" beinhaltet ferner ein Festrad 32", das an der zweiten Welle 22 drehfest festgelegt ist. Das Festrad 32" ist gebildet durch ein Achsversatz-Zahnrad 38". Dabei steht eine Außenverzahnung (nicht näher in 5 gezeigt) des Achsversatz-Zahnrades 38" in Eingriff mit einer Außenverzahnung des Losrades 34".
Wie bei dem Hybrid-Getriebe 14' der 4 ist auch bei dem Hybrid-Getriebe 14" der 5 die erste Welle 20 koaxial zu der Getriebeeingangswelle 19 angeordnet und drehfest hiermit verbunden.
Die erste Elektromaschine EM1 ist wie bei der Ausführungsform der 4 über einen Planetenradsatz 66 mit einer vierten Welle 74 verbindbar, an der ein Festrad 42" festgelegt ist, dessen Außenverzahnung mit der Innenverzahnung des Achsversatz-Zahnrades 38" in Eingriff steht.
Mit anderen Worten ist die vierte Welle 74 achsversetzt mittels des Achsversatz-Zahnrades 38" gegenüber der zweiten Welle 22.
Auch bei dieser Ausführungsform kann die erste Elektromaschine optimal im Bauraum angeordnet werden. Die Gangradsätze 24, 30" sind hingegen gegenüber dem Verbrennungsmotor 12 nicht achsversetzt wie bei der 1.
Das Hybrid-Getriebe 14" der 5 ist vorteilhaft hinsichtlich des Getriebewirkungsgrades im elektrischen Fahrbetrieb. Denn die erste Elektromaschine EM1 ist mit nur zwei Übersetzungsstufen an der Leistungsverteilungseinrichtung 16 angebunden. Mit anderen Worten kann elektromotorische Antriebsleistung von der ersten Elektromaschine EM1 im Wesentlichen direkt zu der zweiten Welle 22 geführt werden, und zwar unter Umgehung der ersten Welle 20.
Wie bei der Ausführungsform der 4 ist die zweite Elektromaschine EM2 ggf. über ein nicht näher bezeichnetes Festrad an die erste Welle 20 angebunden. Bei den Ausführungsformen der 4 und 5 ist die zweite Elektromaschine EM2 optional. Die Hybrid-Getriebe 14', 14" können also auch ohne die zweite Elektromaschine EM2 realisiert werden. Dies ist in 4 dadurch angedeutet, dass die zweite Elektromaschine EM2 gestrichelt gezeigt ist.
In 6 ist eine weitere Ausführungsform eines Hybrid-Getriebes 14''' gezeigt, das hinsichtlich Aufbau und Funktionsweise generell dem Hybrid-Getriebe 14 der 1 entspricht.
Während bei dem Hybrid-Getriebe 14 der 1 die Getriebeeingangswelle 19 mit einem Achsversatz-Zahnrad 38 verbunden ist, ist bei dem Hybrid-Getriebe 14''' die erste Welle 20 mit einem Achsversatz-Zahnrad 38''' verbunden.
Während bei dem Hybrid-Getriebe 14 der 1 die erste Welle mit einem Zahnrad 42 verbunden ist, das mit einer Innenverzahnung des Achsversatz-Zahnrades 38 in Eingriff steht, ist bei dem Hybrid-Getriebe 14''' der 6 die Getriebeeingangswelle 19 mit einem Festrad 43''' drehfest verbunden, das mit einer Innenverzahnung des Achsversatz-Zahnrades 38''' in Eingriff steht. Eine Außenverzahnung des Achsversatz-Zahnrades 38''' steht in Eingriff mit einem Festrad 48, das der zweiten Elektromaschine EM2 zugeordnet ist.
Bei dem Hybrid-Getriebe 14''' ist nicht nur die erste Elektromaschine EM1, sondern auch das Übersetzungsgetriebe mit den Gangradsätzen 24, 30 achsversetzt gegenüber der Kurbelwelle bzw. Antriebswelle 58 des Verbrennungsmotors 12.
Während das Achsversatz-Zahnrad 38 der 1 dazu dient, zwischen der Getriebeeingangswelle 19 und der ersten Welle 20 eine Übersetzung ins Schnelle zu realisieren, dient das Achsversatz-Zahnrad 38''' der 6 dazu, von der Getriebeeingangswelle 19 zu der ersten Welle 20 eine Übersetzung ins Langsame zu realisieren.
Bezugszeichenliste

10: Kraftfahrzeugantriebsstrang
12: Verbrennungsmotor
14: Hybrid-Getriebe
17: Abtrieb
16: Leistungsverteilungseinrichtung
18L/R: angetriebene Räder
19: Getriebeeingangswelle
20: erste Welle
22: zweite Welle
24: erster Gangradsatz
26: Festrad
28: Losrad
30: zweiter Gangradsatz
32: Festrad
34: Losrad
36: Abtriebsrad
38: Achsversatz-Zahnrad
40: Innenverzahnung
42: Festrad (Ritzel)
42a: Außenverzahnung 42
44: Außenverzahnung
46: dritte Welle
48: Festrad (EM2)
48a: Außenverzahnung 48
50: Gehäuse
52: Rotor EM1
54: Stator EM1
56: Gehäuse
58: Kurbelwelle
60: Radsatzanordnung
62: Grundkörper 38
62i: radial innerer Abschnitt
62a: radial äußerer Abschnitt
64: Kranzabschnitt
65: Zugmittel
66: Planetenradsatz
68: erstes Glied
70: zweites Glied
72: drittes Glied
74: vierte Welle
K0: Trennkupplung
EM1: erste Elektromaschine
V: Achsversatz
EM2: zweite Elektromaschine
P: Parksperrenrad
A1-A5: Achsen
B: erstes Schaltelement
D: zweites Schaltelement
E: drittes Schaltelement
R: Radialebene

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 102013215114 A1 [0005]

Claims

Zahnrad (38) zum Einrichten eines Achsversatzes (V) in einem Stirnradgetriebe (14), mit einem Grundkörper (62), der einen radial inneren Abschnitt (62i) und einen radial äußeren Abschnitt (62a) aufweist, wobei eine Drehachse (A1) des Zahnrades (38) durch den radial inneren Abschnitt (62i) verläuft, und mit einem Kranzabschnitt (64), der axial von dem radial äußeren Abschnitt (62a) des Grundkörpers (62) vorsteht und mit dem Grundkörper (62) starr verbunden ist, wobei der Kranzabschnitt (64) eine Innenverzahnung (40) aufweist, in die eine Außenverzahnung (42a) eines ersten achsversetzten Zahnrades (42) eingreifen kann, das radial innerhalb des Kranzabschnittes (64) anzuordnen ist, und wobei der Kranzabschnitt (64) eine Au-ßenverzahnung (44) aufweist, in die eine Außenverzahnung (48a) eines zweiten achsversetzten Zahnrades (48), das radial außerhalb des Kranzabschnittes (64) anzuordnen ist, oder an der ein Zugmittel (65) eingreifen kann.
Radsatzanordnung (60), die aufweist: - ein erstes Zahnrad (38), das eine erste Drehachse (A1) hat, insbesondere ein Zahnrad nach Anspruch 1, wobei das erste Zahnrad (38) einen Kranzabschnitt (64) mit einer Innenverzahnung (40) und einer Außenverzahnung (44) aufweist; und - ein zweites Zahnrad (42), das eine zweite Drehachse (A2) hat, wobei das zweite Zahnrad (42) eine Außenverzahnung (42a) aufweist, die mit der Innenverzahnung (40) des ersten Zahnrades (38) in Eingriff steht; sowie vorzugsweise - ein drittes Zahnrad (48), das eine dritte Drehachse (A4) hat, wobei das dritte Zahnrad (48) eine Außenverzahnung (48a) aufweist, die mit der Außenverzahnung (44) des ersten Zahnrades (38) in Eingriff steht.
Radsatzanordnung nach Anspruch 2, wobei das erste Zahnrad (38), das zweite Zahnrad (42) und, vorzugsweise auch das dritte Zahnrad (48) in einer gemeinsamen Radialebene (R) angeordnet sind.
Hybrid-Getriebe (14) für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang (10), mit - einer Getriebeeingangswelle (19) zum Verbinden mit einem Verbrennungsmotor (12); - einer ersten Welle (20), die mit der Getriebeeingangswelle (19) verbunden oder verbindbar ist; - einer zweiten Welle (22), die über wenigstens einen mittels eines Schaltelementes (B;D) schaltbaren Gangradsatz (24;30) mit der ersten Welle (20) verbindbar ist und die mit einem Abtrieb (17) verbunden ist; - einer ersten Elektromaschine (EM1), die mit der ersten Welle (20) verbunden oder verbindbar ist; und - einer Radsatzanordnung (60) nach Anspruch 2 oder 3, um einen Achsversatz (V) einzurichten zwischen - der ersten Elektromaschine (EM1) und der Getriebeeingangswelle (19) und/oder - der ersten Elektromaschine (EM1) und der ersten Welle (20) und/oder - der ersten Elektromaschine (EM1) und der zweiten Welle (22).
Hybrid-Getriebe nach Anspruch 4, wobei die Außenverzahnung (44) des ersten Zahnrades (38) mit einem Zahnrad (48) in Eingriff steht, das mit einer zweiten Elektromaschine (EM2) verbunden ist.
Hybrid-Getriebe nach Anspruch 4 oder 5, wobei das erste Zahnrad (38), dessen Kranzabschnitt (64) die Innenverzahnung (40) und die Außenverzahnung (44) aufweist, mit der Getriebeeingangswelle (19) drehfest verbunden ist und wobei das zweite Zahnrad (42), dessen Außenverzahnung (42a) mit der Innenverzahnung (40) des Kranzabschnittes (64) des ersten Zahnrades (38) in Eingriff steht, mit der ersten Welle (20) verbunden ist.
Hybrid-Getriebe nach Anspruch 4 oder 5, wobei das erste Zahnrad (38), dessen Kranzabschnitt (64) die Innenverzahnung (40) und die Außenverzahnung (44) aufweist, mit der Getriebeeingangswelle (19) drehfest verbunden ist und wobei das zweite Zahnrad (42), dessen Außenverzahnung (42a) mit der Innenverzahnung (40) des Kranzabschnittes (64) des ersten Zahnrades (38) in Eingriff steht, mit einer Welle (20;74) verbunden ist, die konzentrisch ist zu der ersten Elektromaschine (EM1).
Hybrid-Getriebe nach Anspruch 7, wobei die Außenverzahnung (44) des Kranzabschnittes (64) des ersten Zahnrades (38) mit einem an der zweiten Welle (22) drehbar gelagerten Losrad (34) in Eingriff steht.
Hybrid-Getriebe nach Anspruch 4 oder 5, wobei das erste Zahnrad (38), dessen Kranzabschnitt (64) die Innenverzahnung (40) und die Außenverzahnung (44) aufweist, mit der zweiten Welle (22) drehfest verbunden ist und wobei das zweite Zahnrad (42), dessen Außenverzahnung (42a) mit der Innenverzahnung (40) des Kranzabschnittes (64) des ersten Zahnrades (38) in Eingriff steht, mit einer Welle (74) verbunden ist, die konzentrisch ist zu der ersten Elektromaschine (EM1), wobei die Außenverzahnung (44) des Kranzabschnittes (64) des ersten Zahnrades (38) mit einem an der ersten Welle (20) drehbar gelagerten Losrad (34") in Eingriff steht.
Hybrid-Getriebe nach Anspruch 4 oder 5, wobei das erste Zahnrad (38), dessen Kranzabschnitt (64) die Innenverzahnung (40) und die Außenverzahnung (44) aufweist, mit der ersten Welle (20) drehfest verbunden ist und wobei das zweite Zahnrad (42), dessen Außenverzahnung (42a) mit der Innenverzahnung (40) des Kranzabschnittes (64) des ersten Zahnrades (38) in Eingriff steht, mit der Getriebeeingangswelle (19) verbunden ist.
Hybrid-Getriebe nach einem der Ansprüche 4-10, wobei die erste Elektromaschine (EM1) über wenigstens einen schaltbaren Planetenradsatz (66) mit einer zu der ersten Elektromaschine (EM1) koaxialen Welle (74) verbindbar ist, die - über die Radsatzanordnung (60) nach Anspruch 2 oder 3 mit der Getriebeeingangswelle (19) verbunden ist oder - über die Radsatzanordnung (60) nach Anspruch 2 oder 3 mit der ersten Welle (20) verbunden ist oder - über die Radsatzanordnung (60) nach Anspruch 2 oder 3 mit der zweiten Welle (22) verbunden ist.
Hybrid-Getriebe nach Anspruch 11, wobei ein - ein erstes Glied (68) des Planetenradsatzes (66) mit der zu der ersten Elektromaschine (EM1) koaxialen Welle (74) verbunden ist und/oder - ein zweites Glied (70) des Planetenradsatzes (66) mit einem Gehäuse (50) verbindbar ist und/oder - ein drittes Glied (72) des Planetenradsatzes (66) mit einem Rotor (52) der ersten Elektromaschine (EM1) verbunden ist.
Hybrid-Getriebe nach Anspruch 11 oder 12, wobei der Planetenradsatz (66) zumindest teilweise radial innerhalb eines Rotors (52) der ersten Elektromaschine (EM1) und/oder zumindest teilweise axial überlappend mit dem Rotor (52) der ersten Elektromaschine (EM1) angeordnet ist.
Hybrid-Getriebe nach einem der Ansprüche 4-13, mit einer Trennkupplung (K0) zum Verbinden der Getriebeeingangswelle (19) mit einem Verbrennungsmotor (12), wobei die Trennkupplung (K0) koaxial angeordnet ist zu der Getriebeeingangswelle (19).
Verwendung eines Zahnrades (38) nach Anspruch 1 zum Einrichten eines Achsversatzes (V) zwischen einer Welle (20; 74), die konzentrisch mit einer Elektromaschine (EM1) verbunden ist, und einer Welle (19;20;22) eines Hybrid-Getriebes eines Kraftfahrzeugantriebsstranges (10), insbesondere eines Hybrid-Getriebes (14) nach einem der Ansprüche 4-14.