DE102021202804A1 - Getriebe für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Getriebe (4) für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine erste Eingangswelle (10), eine zweite Eingangswelle (11), mindestens eine Vorgelegewelle (13, 14) und eine Abtriebsseite (17), wobei die Abtriebsseite (17) durch ein Abtriebsstirnrad (32) gebildet ist, welches mit einem auf der mindestens einen Vorgelegewelle (13, 14) vorgesehenen Stirnrad (24, 31) im Zahneingriff steht. Um nun einen niedrigen Herstellungsaufwand des Getriebes (4) zu realisieren, ist das mit dem Abtriebsstirnrad (32) kämmende Stirnrad (24) gleichzeitig auch ein erstes Stirnrad (24) einer ersten Stirnradstufe (20), über welche eine (10) der Eingangswellen (10, 11) mit der mindestens einen Vorgelegewelle (14) gekoppelt werden kann.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine erste Eingangswelle, eine zweite Eingangswelle, mindestens eine Vorgelegewelle und eine Abtriebsseite, wobei die Abtriebsseite durch ein Abtriebsstirnrad gebildet ist, welches mit jeweils einem auf der mindestens einen Vorgelegewelle vorgesehenen Stirnrad im Zahneingriff steht. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Kraftfahrzeugantriebsstrang mit einem vorgenannten Getriebe sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Getriebes.
  • Bei Kraftfahrzeugen sind mehrgängige Getriebe bekannt, bei welchen mehrere unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse als Gänge durch Betätigung entsprechender Schaltelemente geschaltet werden können, wobei dies vorzugsweise automatisch vollzogen wird. Das Getriebe wird dabei dazu genutzt, ein Zugkraftangebot einer Antriebsmaschine des Kraftfahrzeuges in Hinblick auf verschiedene Kriterien geeignet umzusetzen. Bei Getrieben für Hybridfahrzeuge wird ein vorgenanntes Getriebe häufig auch mit einer oder mehreren Elektromaschinen kombiniert, wobei die zumindest eine Elektromaschine dabei im Getriebe zur Darstellung verschiedener Betriebsmodi, wie einem rein elektrischen Fahren, auf unterschiedliche Weisen eingebunden werden kann.
  • Aus der DE 10 2016 210 713 A1 geht ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug hervor, welches zwei koaxial zueinander liegende Eingangswellen aufweist, die im Einzelnen über je eine zugeordnete Schaltkupplung mit einer Antriebswelle drehfest verbunden werden können. Die Antriebswelle ist dabei für die Verbindung mit einer vorgeschalteten Antriebsmaschine des Kraftfahrzeuges vorgesehen, bei welcher es sich bevorzugt um eine Verbrennungskraftmaschine handelt. Achsparallel zu den Eingangswellen und auch der Antriebswelle sind zwei Vorgelegewellen vorgesehen, welche jeweils mit jeder der Eingangswellen über je eine Stirnradstufe durch Betätigung je eines zugeordneten Schaltelements gekoppelt werden können. Außerdem ist auf jeder der Vorgelegewellen jeweils ein Stirnrad drehfest angeordnet, wobei die Stirnräder mit einem gemeinsamen Abtriebsstirnrad jeweils im Zahneingriff stehen, welches auf einer Ausgangswelle angeordnet ist. Insofern bildet das gemeinsame Abtriebsstirnrad eine Abtriebsseite des Getriebes.
  • Ausgehend vom vorstehend beschriebenen Stand der Technik ist es nun die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, welches sich durch einen niedrigen Herstellungsaufwand auszeichnet.
  • 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 16. Zudem betrifft Anspruch 17 ein Verfahren zum Betreiben eines Getriebes.
  • Gemäß der Erfindung umfasst ein Getriebe eine erste Eingangswelle, eine zweite Eingangswelle, mindestens eine Vorgelegewelle und eine Abtriebsseite, wobei die Abtriebsseite durch ein Abtriebsstirnrad gebildet ist, welches mit jeweils einem auf der mindestens einen Vorgelegewelle vorgesehenen Stirnrad im Zahneingriff steht. Bei dem erfindungsgemäßen Getriebe ist also neben zwei Eingangswellen auch mindestens eine Vorgelegewelle vorgesehen, wobei die mindestens eine Vorgelegewelle dabei ein Stirnrad aufweist, welches mit einem Abtriebsstirnrad des Getriebes kämmt. Dieses Abtriebsstirnrad bildet dabei dann eine Abtriebsseite des Getriebes aus.
  • Im Sinne der Erfindung sind die beiden Eingangswellen bevorzugt koaxial zueinander angeordnet, wobei weiter bevorzugt dabei eine der Eingangswellen als Hohlwelle und eine der Eingangswellen als Vollwelle realisiert ist. Dagegen ist die mindestens eine Vorgelegewelle achsparallel zu beiden Eingangswellen vorgesehen. Bevorzugt sind die Eingangswellen jeweils je einem Teilgetriebe des erfindungsgemäßen Getriebes zugeordnet, wobei dabei insbesondere über das einzelne Teilgetriebe eine Kraftflussführung unabhängig von dem jeweils anderen Teilgetriebe verwirklicht werden kann.
  • Das Abtriebsstirnrad bildet eine Abtriebsseite des Getriebes aus, wobei das Abtriebsstirnrad hierbei im Rahmen der Erfindung drehfest auf einer Ausgangswelle angeordnet sein kann, über welche innerhalb eines Antriebsstranges des Kraftfahrzeuges dann ein weiterer Abtrieb zu nachfolgenden Komponenten hergestellt ist oder hergestellt werden kann. Bevorzugt ist über das Abtriebsstirnrad und ggf. im Weiteren über die Ausgangswelle eine Koppelung mit einem achsparallel zu den Eingangswellen des Getriebes angeordneten Differentialgetriebe hergestellt. Dabei erfolgt ein Abtrieb bevorzugt seitlich des Getriebes, was das Getriebe besonders zur Anwendung in einem Kraftfahrzeug mit einem quer zur Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges ausgerichteten Antriebsstrang geeignet macht. Besonders bevorzugt ist das Abtriebsstirnrad dabei in einem Bereich zwischen axialen Enden des Getriebes vorgesehen, insbesondere in einem axialen Mittenbereich des Getriebes.
  • Alternativ dazu könnte ein Abtrieb über das Abtriebsstirnrad des Getriebes prinzipiell aber auch an einem axialen Ende des Getriebes erfolgen, welches dabei entgegengesetzt zu einem axialen Ende liegt, an welchem das Getriebe im verbauten Zustand mit einer Antriebsmaschine des Kraftfahrzeuges verbunden ist. Dadurch sind ein Antrieb und ein Abtrieb des Getriebes 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.
  • 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 Komponenten dabei axial oder radial oder auch sowohl axial und radial miteinander verbinden. So kann die jeweilige Welle auch als Zwischenstück vorliegen, über welches eine jeweilige Komponente zum Beispiel radial angebunden wird.
  • Mit „axial“ ist im Sinne der Erfindung eine Orientierung in Richtung einer Längsmittelachse des Getriebes gemeint, parallel zu welcher auch Rotationsachsen der Wellen des Getriebes ausgerichtet sind. Unter „radial“ ist dann eine Orientierung in Durchmesserrichtung einer jeweiligen Komponente des Getriebes zu verstehen.
  • Die Erfindung umfasst nun die technische Lehre, dass das mit dem Abtriebsstirnrad kämmende Stirnrad gleichzeitig auch ein erstes Stirnrad einer ersten Stirnradstufe ist, über welche eine der Eingangswellen mit der mindestens einen Vorgelegewelle gekoppelt werden kann. Mit anderen Worten wird also das Stirnrad, welches auf der mindestens einen Vorgelegewelle vorgesehen ist und an welchem ein Zahneingriff mit dem Abtriebsstirnrad hergestellt ist, gleichzeitig auch als Stirnrad einer ersten Stirnradstufe genutzt, über die eine Verbindung der mindestens einen Vorgelegewelle mit einer der Eingangswellen hergestellt werden kann.
  • Eine derartige Ausgestaltung eines Getriebes hat dabei den Vorteil, dass somit der Herstellungsaufwand bei dem erfindungsgemäßen Getriebe reduziert werden kann, da das erste Stirnrad der ersten Stirnradstufe sowohl die Funktion eines Zahneingriffs mit dem Abtriebsstirnrad, als auch die Funktion einer Koppelung der mindestens einen Vorgelegewelle mit einer der Eingangswellen übernimmt. Hierdurch kann ein ansonsten zusätzlich vorzusehendes Stirnrad eingespart und damit der Aufwand für die Herstellung des Getriebes gesenkt werden.
  • 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 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.
  • Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung sind eine erste Vorgelegewelle und eine zweite Vorgelegewelle vorgesehen, auf denen jeweils je ein mit dem Abtriebsstirnrad kämmendes Stirnrad angeordnet ist. Eines dieser mit dem Abtriebsstirnrad im Zahneingriff stehenden Stirnrädern ist dann das erste Stirnrad der ersten Stirnradstufe. In diesem Fall verfügt das erfindungsgemäße Getriebe also über zwei Vorgelegewellen, die im Einzelnen je ein Stirnrad aufweisen, wobei diese Stirnräder dann jeweils mit dem Abtriebsstirnrad im Zahneingriff stehen. Bevorzugt liegen die beiden Vorgelegewellen dabei achsversetzt zueinander und auch zu den Eingangswellen. Das Vorsehen zweier Vorgelegewellen ermöglicht dabei ein axial kompakt bauendes Getriebe. Prinzipiell ist es im Rahmen der Erfindung aber auch denkbar, dass das erfindungsgemäße Getriebe nur eine Vorgelegewelle aufweist, wodurch das Getriebe radial kompakter wird.
  • In Weiterbildung der vorgenannten Ausführungsform ist das erste Stirnrad der ersten Stirnradstufe auf der zweiten Vorgelegewelle vorgesehen und kämmt neben dem Abtriebsstirnrad mit einem zweiten Stirnrad der ersten Stirnradstufe, welches drehbar auf der ersten Eingangswelle gelagert und über ein erste Schaltelement an der ersten Eingangswelle festgesetzt werden kann. In der Folge handelt es sich bei dem zweiten Stirnrad der ersten Stirnradstufe also um ein drehbar auf der ersten Eingangswelle gelagertes Losrad, wobei dieses Losrad durch Betätigen eines ersten Schaltelements drehfest mit der ersten Eingangswelle verbunden werden kann.
  • Weiter bevorzugt ist auch das erste Stirnrad der ersten Stirnradstufe drehbar auf der zweiten Vorgelegewelle gelagert und kann über ein zweites Schaltelement an der zweiten Vorgelegewelle festgesetzt werden. Dementsprechend ist für eine Koppelung der ersten Eingangswelle mit der zweiten Vorgelegewelle über die erste Stirnradstufe sowohl das erste Schaltelement, als auch das zweite Schaltelement zu betätigen, um beide ansonsten drehbar gelagerten Stirnräder der ersten Stirnradstufe entsprechend festzusetzen.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltungsmöglichkeit sind bei dem erfindungsgemäßen Getriebe zudem eine zweite Stirnradstufe, eine dritte Stirnradstufe und eine vierte Stirnradstufe vorgesehen. Hierdurch kann in der Folge die Anzahl an über das Getriebe darstellbaren Übersetzungsverhältnissen gesteigert werden. Besonders bevorzugt sind bei dem erfindungsgemäßen Getriebe dabei neben den unter Beteiligung des Abtriebsstirnrades gebildeten Stirnradstufen noch genau vier weitere Stirnradstufen vorgesehen, so dass das erfindungsgemäße Getriebe insgesamt sechs Stirnradstufen aufweist. Es ist im Rahmen der Erfindung aber ebenso gut denkbar, dass eine geringere oder auch eine größere Anzahl an Stirnradstufen vorgesehen ist.
  • In Weiterbildung der vorgenannten Ausgestaltungsmöglichkeit weist die zweite Stirnradstufe ein drehfest auf der ersten Eingangswelle vorgesehenes, erstes Stirnrad auf, welches mit einem drehbar auf der zweiten Vorgelegewelle gelagerten, zweiten Stirnrad der zweiten Stirnradstufe im Zahneingriff steht. Das zweite Stirnrad der zweiten Stirnradstufe kann mittels eines dritten Schaltelements drehfest mit der zweiten Vorgelegewelle verbunden werden. In der Folge wird hierdurch eine Koppelung der ersten Eingangswelle mit der zweiten Vorgelegewelle über die zweite Stirnradstufe realisiert.
  • Weiter bevorzugt kann das zweite Stirnrad der zweiten Stirnradstufe, neben der drehfesten Verbindbarkeit mit der zweiten Vorgelegewelle über das dritte Schaltelement, zudem über ein viertes Schaltelement drehfest mit dem ersten Stirnrad der ersten Stirnradstufe in Verbindung gebracht werden. In der Folge kann hierdurch auch eine Koppelung der ersten Eingangswelle über die zweite Stirnradstufe mit dem Abtriebsstirnrad und damit auch der Abtriebsseite erfolgen, ohne dass eine Kraftflussführung auf die zweite Vorgelegewelle stattfindet.
  • Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung weist die dritte Stirnradstufe ein erstes Stirnrad und ein hiermit kämmendes, zweite Stirnrad auf, wobei das erste Stirnrad der dritten Stirnradstufe drehfest auf der zweiten Eingangswelle und das zweite Stirnrad der dritten Stirnradstufe drehfest auf der ersten Vorgelegewelle angeordnet ist. Dementsprechend wird über die dritte Stirnradstufe eine permanente Koppelung der zweiten Eingangswelle mit der ersten Vorgelegewelle vorgenommen.
  • Alternativ, bevorzugt aber ergänzend zu dieser Ausführungsform weist die vierte Stirnradstufe ein erstes Stirnrad und ein hiermit kämmendes, zweite Stirnrad auf. Das erste Stirnrad der vierten Stirnradstufe ist dabei drehfest auf der zweiten Eingangswelle und das zweite Stirnrad der vierten Stirnradstufe drehfest auf der zweiten Vorgelegewelle angeordnet. Somit koppelt die vierte Stirnradstufe ständig die zweite Eingangswelle und die zweite Vorgelegewelle miteinander.
  • Bei gemeinsamer Realisierung beider vorgenannter Varianten ist die zweite Eingangswelle in der Folge permanent sowohl mit der ersten Vorgelegewelle, als auch der zweiten Vorgelegewelle gekoppelt. Besonders bevorzugt sind dabei die dritte Stirnradstufe und die vierte Stirnradstufe in einer Radebene angeordnet und teilen sich ein gemeinsames, drehfest auf der zweiten Eingangswelle vorgesehenes Stirnrad. Dementsprechend kann auch in diesem Bereich ein zusätzliches Stirnrad eingespart und damit der Herstellungsaufwand reduziert werden.
  • Es ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung, dass das neben dem ersten Stirnrad der ersten Stirnradstufe mit dem Abtriebsstirnrad kämmende Stirnrad drehbar auf der ersten Vorgelegewelle gelagert ist und mittels eines fünften Schaltelements an der ersten Vorgelegewelle festgesetzt werden kann. In diesem Fall kann also die erste Vorgelegewelle mit dem Abtriebsstirnrad und damit auch der Abtriebsseite gekoppelt werden, indem das auf der ersten Vorgelegewelle drehbar angeordnete und mit dem Abtriebsstirnrad kämmende Stirnrad durch Schließen des fünften Schaltelements drehfest mit der ersten Vorgelegewelle verbunden wird. Dies ist dabei insbesondere in Kombination mit der vorgenannten Anordnung der dritten Stirnradstufe realisiert, da ansonsten eine permanente Koppelung der zweiten Eingangswelle über die erste Vorgelegewelle mit dem Abtriebsstirnrad bestehen würde.
  • Besonders bevorzugt sind alle vorgenannten Varianten gemeinsam verwirklicht, so dass insgesamt ein kompakt bauendes Getriebe mit zwei Teilgetrieben verwirklicht wird, wobei aufgrund der unterschiedlichen Einbindungsmöglichkeiten der Stirnräder der Stirnradstufen dabei neben einer reinen Kraftflussführung über eines der Teilgetriebe auch eine Kraftflussführung über beide Teilgetriebe gemeinsam stattfinden kann. Hierdurch kann die Anzahl an darstellbaren Gängen gesteigert werden.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist das einzelne Schaltelement als formschlüssiges Schaltelement ausgeführt, wobei dieses insbesondere als Klauenschaltelement vorliegt. Alternativ dazu kann es sich bei einem formschlüssigen Schaltelement aber auch um eine Sperrsynchronisation handeln. Formschlüssige Schaltelemente haben prinzipiell den Vorteil, dass sie im geöffneten Zustand nur niedrige Schleppmomente aufweisen und sich dementsprechend durch einen hohen Wirkungsgrad auszeichnen. Das einzelne Schaltelement könnte alternativ dazu aber auch als kraftschlüssiges Schaltelement ausgeführt sein, beispielsweise als Lamellenschaltelement, wobei ein kraftschlüssiges Schaltelement in vorteilhafter Weise auch unter Last in einen betätigten Zustand überführt werden kann.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist zudem eine Antriebswelle vorgesehen, welche mit der ersten Eingangswelle über eine erste Schaltkupplung und mit der zweiten Eingangswelle über eine zweite Schaltkupplung drehfest verbunden werden kann. Dies hat den Vorteil, dass über diese Antriebswelle zentral eine jeweilige Antriebsbewegung eingespeist werden kann und im Weiteren dann, je nach Koppelung der Antriebswelle mit einer der Eingangswellen über die jeweilige Schaltkupplung, eine weitere Kraftflussführung auf eine der Eingangswellen stattfindet.
  • Die Schaltkupplungen, über welche die Antriebswelle jeweils drehfest mit jeweils einer der Eingangswellen verbunden werden kann, sind bevorzugt jeweils als formschlüssige Kupplungen und hierbei insbesondere als unsynchronisierte Klauenkupplungen ausgeführt. Alternativ dazu kommt im Rahmen der Erfindung aber auch eine Ausführung der einzelnen Schaltkupplung als kraftschlüssige Kupplung und hierbei insbesondere als nass- oder trockenlaufende Reibungskupplung in Frage.
  • In Weiterbildung der vorgenannten Ausführungsform ist die Antriebswelle mit einem Rotor einer Elektromaschine gekoppelt. In diesem Fall verfügt das erfindungsgemäße Getriebe also über eine Elektromaschine, was das Getriebe für die Anwendung bei einem Hybrid- oder Elektrofahrzeug geeignet macht. Dabei ist dann ein Rotor der Elektromaschine an der Antriebswelle unmittelbar oder mittelbar angebunden, wobei die Elektromaschine dabei im Rahmen der Erfindung bevorzugt einerseits als Generator sowie andererseits als Elektromotor betrieben werden kann. Unter einer „Koppelung“ des Rotors der Elektromaschine mit der Antriebswelle ist im Sinne der Erfindung eine Verbindung zwischen diesen zu verstehen, so dass zwischen dem Rotor der Elektromaschine und der Antriebswelle eine gleichbleibende Drehzahlabhängigkeit vorherrscht.
  • Hierbei kann die Elektromaschine koaxial oder achsversetzt zu der Antriebswelle vorgesehen sein, wobei im erstgenannten Fall dabei eine unmittelbare, drehfeste Verbindung des Rotors der Elektromaschine mit der Antriebswelle oder eine mittelbare Verbindung über mindestens eine zwischenliegende Übersetzungsstufe in Frage kommt. Dabei kann es sich bei der mindestens einen Übersetzungsstufe um je eine Planetenstufe und/oder auch je eine Stirnradstufe handeln. Bei einer achsversetzten Anordnung der Elektromaschine zu der Antriebswelle ist diese dann bevorzugt über mindestens eine Übersetzungsstufe oder auch einen Zugmitteltrieb mit der Antriebswelle gekoppelt. Auch hierbei kann es sich bei der mindestens einen Übersetzungsstufe um je eine Planetenstufe und/oder eine Stirnradstufe handeln.
  • Weiter bevorzugt kann die Antriebswelle zudem über eine dritte Schaltkupplung drehfest mit einer Anschlusswelle verbunden werden, die dazu eingerichtet ist, das Getriebe mit einer Antriebsmaschine des Kraftfahrzeuges zu verbinden. Hierdurch kann über die Antriebswelle mittelbar dann auch eine Verbindung der Anschlusswelle mit einer der Eingangswellen hergestellt und damit auch eine Einbindung der vorgeschalteten Antriebsmaschine des Kraftfahrzeuges über eine der beiden Eingangswellen vorgenommen werden. Auch die dritte Schaltkupplung ist dabei bevorzugt als formschlüssige Kupplung und hierbei insbesondere als Klauenkupplung verwirklicht, kann alternativ dazu aber auch als kraftschlüssige Schaltkupplung vorliegen. Alternativ dazu ist es aber auch denkbar, dass die Antriebswelle dazu eingerichtet ist, das Getriebe mit einer Antriebsmaschine des Kraftfahrzeuges zu verbinden.
  • Die vorgenannte Ausführungsform ist dabei insbesondere mit einer Koppelung der Antriebswelle an einen Rotor einer Elektromaschine kombiniert, wodurch ein Antrieb des Kraftfahrzeuges sowohl über die vorgeschaltete Antriebsmaschine, als auch über die Elektromaschine und auch über beide Maschinen gemeinsam stattfinden kann.
  • Außerdem kann durch Schließen der dritten Schaltkupplung ein Ladebetrieb verwirklicht werden, indem die Elektromaschine als Generator betrieben und über die vorgeschaltete Antriebsmaschine angetrieben wird. Hierdurch kann eine Stromerzeugung verwirklicht werden. Liegt die vorgeschaltete Antriebsmaschine als Verbrennungskraftmaschine vor, so kann zudem ein Starten der Verbrennungskraftmaschine vollzogen werden, indem die Elektromaschine als Elektromotor betrieben wird und ein Antreiben der Verbrennungskraftmaschine über die Antriebswelle und die Anschlusswelle vornimmt.
  • Bei einem gemäß der vorgenannten Varianten ausgebildeten Getriebe ergibt sich ein erster Gang zwischen der Antriebswelle und der Abtriebsseite durch Schließen der ersten Schaltkupplung sowie des dritten und des fünften Schaltelements. Dabei ist dieser erste Gang als Windungsgang dargestellt, bei welchem ein Kraftfluss ausgehend von der ersten Eingangswelle auf die zweite Vorgelegewelle und hiervon ausgehend über die dritte und vierte Stirnradstufe gemeinsam auf die erste Vorgelegewelle geführt wird, die im weiteren dann eine Koppelung mit dem Abtriebsstirnrad und damit der Abtriebsseite vornimmt. In diesem Fall werden also beide Eingangswellen und damit auch beide Teilgetriebe für eine Kraftflussführung genutzt.
  • Zudem kann ein zweiter Gang zwischen der Antriebswelle und der Abtriebsseite durch Betätigen der zweiten Schaltkupplung und des fünften Schaltelements dargestellt werden. Des Weiteren kann ein dritter Gang zwischen der Antriebswelle und der Abtriebsseite durch Schließen der ersten Schaltkupplung und des vierten Schaltelements geschaltet werden, während sich ein vierter Gang zwischen der Antriebswelle und der Abtriebsseite durch Betätigen der zweiten Schaltkupplung und des zweiten Schaltelements ergibt. Ein fünfter Gang zwischen der Antriebswelle und der Abtriebsseite kann durch Schließen der ersten Schaltkupplung und des ersten Schaltelements dargestellt werden. Dabei findet im zweiten bis fünften Gang jeweils eine Kraftflussführung über nur eine der beiden Eingangswellen und damit auch über eines der beiden Teilgetriebe statt.
  • Dagegen wird auch ein sechster Gang als Windungsgang realisiert, indem die zweite Schaltkupplung sowie das erste und das dritte Schaltelement geschlossen werden.
  • Dadurch erfolgt eine Kraftflussführung ausgehend von der zweiten Eingangswelle über die vierte Stirnradstufe auf die zweite Vorgelegewelle und ausgehend von dieser über die zweite Stirnradstufe auf die erste Eingangswelle und im Weiteren über die erste Stirnradstufe dann zum Abtriebsstirnrad.
  • Sind sowohl eine Elektromaschine, als auch eine Anschlusswelle vorgesehen, welche für die Verbindung mit einer vorgeschalteten Antriebsmaschine ausgebildet ist, so können die vorgenannten Gänge jeweils durch die Elektromaschine und/oder die vorgeschaltete Antriebsmaschine genutzt werden. Über die Elektromaschine kann dabei je nach eingeleiteter Drehrichtung in den einzelnen Gängen entweder eine Vorwärtsfahrt oder eine Rückwärtsfahrt des Kraftfahrzeuges dargestellt werden.
  • Im Rahmen der Erfindung kann dem Getriebe ein Anfahrelement vorgeschaltet sein, beispielsweise ein hydrodynamischer Drehmomentwandler oder eine Reibkupplung. Dieses Anfahrelement kann dann auch Bestandteil des Getriebes sein und dient der Gestaltung eines Anfahrvorgangs, indem es eine Schlupfdrehzahl zwischen der Verbrennungskraftmaschine und der Anschlusswelle bzw. der Antriebswelle des Getriebes ermöglicht. Besonders bevorzugt ist die Anschlusswelle bzw. die Antriebswelle aber im verbauten Zustand des Getriebes ohne zwischenliegendes Anfahrelement mit der vorgeschalteten Antriebsmaschine gekoppelt, wobei hierbei insbesondere bei Ausführung der Antriebsmaschine als Verbrennungskraftmaschine ein Torsionsschwingungsdämpfer zwischengeschaltet sein kann. Zudem kann auf jeder Welle des Getriebes prinzipiell ein Freilauf zum Getriebegehäuse oder zu einer anderen Welle angeordnet werden.
  • Das erfindungsgemäße Getriebe ist insbesondere Teil eines Kraftfahrzeugantriebsstranges für ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug und ist dann zwischen einer als Verbrennungskraftmaschine oder als Elektromaschine gestalteten Antriebsmaschine des Kraftfahrzeuges und weiteren, in Kraftflussrichtung zu Antriebsrädern des Kraftfahrzeuges folgenden Komponenten des Antriebsstranges angeordnet. Hierbei ist die Anschlusswelle bzw. die Antriebswelle 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 Anschlusswelle bzw. der Antriebswelle 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 angetriebene 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 Getriebegehäuse 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 Teils des Kraftfahrzeugantriebsstranges aus 1 im Bereich eines Getriebes entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
    • 3 eine schematische Seitenansicht des Getriebes aus 2; und
    • 4 ein beispielhaftes Schaltschema des Getriebes aus 2.
  • 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugantriebsstranges 1 eines Hybridfahrzeuges, wobei in dem Kraftfahrzeugantriebsstrang 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 eines Teils des Kraftfahrzeugantriebsstranges 1 aus 1 im Bereich des Getriebes 4 hervor, welches entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ausgebildet ist. Dabei umfasst das Getriebe 4 eine Antriebswelle 9, eine erste Eingangswelle 10, eine zweite Eingangswelle 11, eine Anschlusswelle 12, eine erste Vorgelegewelle 13 und eine zweite Vorgelegewelle 14. Die Antriebswelle 9, die beiden Eingangswellen 10 und 11 und auch die Anschlusswelle 12 liegen dabei koaxial zueinander, wobei die Anschlusswelle 12 und die erste Eingangswelle 10 dabei als Vollwellen ausgeführt sind, während die Antriebswelle 9 und die zweite Eingangswelle 11 als Hohlwellen vorliegen. Die zweite Eingangswelle 11 überdeckt dabei axial mit der ersten Eingangswelle 10 und ist radial umliegend zu dieser angeordnet, während die Antriebswelle 9 axial mit der Anschlusswelle 12 und den beiden Eingangswellen 10 und 11 überlappt und radial umliegend zu diesen vorgesehen ist.
  • Hingegen sind die Vorgelegewellen 13 und 14 achsparallel zu der Antriebswelle 9, den Eingangswellen 10 und 11 und auch der Anschlusswelle 12 angeordnet. Ebenfalls achsparallel zu der Antriebswelle 9, den Eingangswellen 10 und 11 und auch der Anschlusswelle 12 liegt zum einen eine Rotorwelle 15 einer Elektromaschine 16 sowie zum anderen eine Abtriebsseite 17 des Getriebes 4. Eine Lage der einzelnen Wellen 9, 10, 11, 12, 13, 14 und 15 und der Abtriebsseite 17 zueinander ist dabei insbesondere auch aus der schematischen Seitenansicht des Getriebes 4 in 3 ersichtlich, in welcher mit einem Pfeil 18 eine bevorzugte Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges angedeutet ist.
  • In 3 ist dabei zu erkennen, dass die Rotorwelle 15 hinsichtlich der Antriebswelle 9, den Eingangswellen 10 und 11 und der Anschlusswelle 12 oberhalb sowie in Fahrtrichtung vorgeschaltet liegt, während die zweite Vorgelegewelle 14 ebenfalls oberhalb der Wellen 9, 10, 11 und 12 angeordnet ist, aber in Fahrtrichtung nachgeschaltet liegt. Dagegen liegen die erste Vorgelegewelle 13 und auch die Abtriebsseite 17 unterhalb der Antriebswelle 9, den Eingangswellen 10 und 11 und der Anschlusswelle 12 sowie in Fahrtrichtung nachgeschaltet.
  • Die Antriebswelle 9 kann vorliegend über eine Schaltkupplung K0 drehfest mit der Anschlusswelle 12 verbunden werden, an welcher innerhalb des Kraftfahrzeugantriebsstranges 1 die Verbindung zu der vorgeschalteten Verbrennungskraftmaschine 2 über den - hier vorliegend nicht weiter dargestellten - Torsionsschwingungsdämpfer hergestellt ist. Außerdem kann die Antriebswelle 9 noch über eine Schaltkupplung K1 drehfest mit der ersten Eingangswelle 10 sowie über eine Schaltkupplung K2 drehfest mit der zweiten Eingangswelle 11 verbunden werden. Die Schaltkupplungen K0, K1 und K2 sind hierbei jeweils als formschlüssige Schaltkupplungen ausgeführt, wobei sie bevorzugt als unsynchronisierte Klauenkupplungen vorliegen. Außerdem steht die Antriebswelle 9 noch über einen Zugmitteltrieb 19 mit der Rotorwelle 15 in Verbindung, wobei über den Zugmitteltrieb 19 dabei eine Koppelung der Antriebswelle 9 mittels der Rotorwelle 15 zu einem Rotor der achsparallel liegenden Elektromaschine 16 hergestellt ist. Der Zugmitteltrieb 19 ist hierbei bevorzugt als Kettentrieb ausgeführt.
  • Wie in 2 zu erkennen ist, verfügt das Getriebe 4 über eine Stirnradstufe 20, eine Stirnradstufe 21, eine Stirnradstufe 22 und eine Stirnradstufe 23. Dabei setzt sich die Stirnradstufe 20 aus einem Stirnrad 24 und einem Stirnrad 25 zusammen, die miteinander im Zahneingriff stehen. Das Stirnrad 24 ist hierbei drehbar auf der zweiten Vorgelegewelle 14 gelagert, während das Stirnrad 25 der Stirnradstufe 20 drehbar auf der ersten Eingangswelle 10 platziert ist. Letzteres kann dabei durch Betätigen eines Schaltelements D an der ersten Eingangswelle 10 festgesetzt werden, wohingegen das Stirnrad 24 der Stirnradstufe 20 seitens der zweiten Vorgelegewelle 14 über ein Schaltelement C festsetzbar ist. Durch Betätigung der beiden Schaltelemente C und D werden dann die erste Eingangswelle 10 und die zweite Vorgelegewelle 14 über die Stirnradstufe 20 miteinander gekoppelt.
  • Auch die Stirnradstufe 21 setzt sich aus einem Stirnrad 26 und einem Stirnrad 27 zusammen, welche permanent miteinander im Zahneingriff stehen. Während das Stirnrad 26 der Stirnradstufe 21 dabei drehfest auf der ersten Eingangswelle 10 angeordnet ist, ist das Stirnrad 27 der Stirnradstufe 21 drehbar auf der zweiten Vorgelegewelle 14 gelagert. Das Stirnrad 27 kann nun zum einen über ein Schaltelement B drehfest mit dem Stirnrad 24 der Stirnradstufe 20 verbunden werden sowie zum anderen über ein Schaltelement W an der zweiten Vorgelegewelle 14 festgesetzt werden. Im zweitgenannten Fall erfolgt dann eine Koppelung der ersten Eingangswelle 10 mit der zweiten Vorgelegewelle 14 über die Stirnradstufe 21.
  • Bei der Stirnradstufe 22 stehen ein Stirnrad 28 und ein Stirnrad 29 miteinander im Zahneingriff, von welchen das Stirnrad 28 drehfest auf der zweiten Eingangswelle 11 und das Stirnrad 29 drehfest auf der ersten Vorgelegewelle 13 platziert ist. Insofern koppelt die Stirnradstufe 22 die zweite Eingangswelle 11 permanent mit der ersten Vorgelegewelle 13. Das Stirnrad 28 der Stirnradstufe 22 ist dabei zugleich auch Teil der Stirnradstufe 23, indem das Stirnrad 28 neben dem Stirnrad 29 auch noch mit einem Stirnrad 30 der Stirnradstufe 23 kämmt. Dabei ist das Stirnrad 30 der Stirnradstufe 23 drehfest auf der zweiten Vorgelegewelle 14 angeordnet. Dementsprechend ist die zweite Eingangswelle 11 über die Stirnradstufe 23 auch permanent mit der zweiten Vorgelegewelle 14 gekoppelt.
  • Auf der ersten Vorgelegewelle 13 ist außerdem ein Stirnrad 31 drehbar gelagert, welches über ein Schaltelement A an der ersten Vorgelegewelle 13 festgesetzt werden kann und mit einem Abtriebsstirnrad 32 im Zahneingriff steht, welches die Abtriebsseite 17 des Getriebes 4 definiert. Konkret kann das Abtriebsstirnrad 32 dabei auf einer vorliegend nicht weiter dargestellten - Ausgangswelle platziert sein oder aber als Antriebstellerrad des achsparallel liegenden Differentialgetriebes 15 ausgestaltet sein. In der Folge kann durch Festsetzen des Stirnrades 31 an der ersten Vorgelegewelle 13 über das Schaltelement A mittels der Stirnradstufe 22 eine Koppelung der Abtriebsseite 17 mit der zweiten Eingangswelle 11 und über die Stirnradstufe 23 auch zu der zweiten Vorgelegewelle 14 hergestellt werden.
  • Das Stirnrad 31 ist zudem drehfest mit einem Parksperrenrad 33 verbunden und gemeinsam mit diesem drehbar auf der ersten Vorgelegewelle 13 gelagert. Das Parksperrenrad 33 kann dabei bevorzugt über ein - vorliegend nicht weiter dargestelltes - Schaltelement festgesetzt und in der Folge an einer Drehbewegung gehindert werden. Da dies über das Stirnrad 31 auch ein Festsetzen des Abtriebsstirnrades 32 zur Folge hat, wird hierdurch eine Parksperre des Getriebes 4 verwirklicht.
  • Als Besonderheit ist eine Koppelung mit dem Abtriebsstirnrad 32 und damit der Abtriebsseite 17 seitens der zweiten Vorgelegewelle 14 zudem über das Stirnrad 24 der Stirnradstufe 20 hergestellt, indem das Abtriebsstirnrad 32 neben dem Stirnrad 31 auch mit dem Stirnrad 24 kämmt. Insofern wird das Stirnrad 24 zum einen als Stirnrad der Stirnradstufe 20 und zum anderen auch für die Herstellung einer Koppelung mit dem Abtriebsstirnrad 32 genutzt.
  • Axial auf die Schaltkupplungen K0, K1 und K2 folgen beim Getriebe 4 zunächst die beiden Stirnradstufen 22 und 23 in einer Radebene, dann die Stirnradstufe 20 und auch der Zahneingriff zwischen dem Stirnrad 31 und dem Abtriebsstirnrad 32 im Wesentlichen in einer Radebene sowie schließlich die Stirnradstufe 21. Die Schaltelemente A und C sind dabei axial zwischen den Stirnradstufen 22 und 23 einerseits sowie der Stirnradstufe 20 und dem Zahneingriff des Stirnrades 31 mit dem Abtriebsstirnrad 32 andererseits platziert. Die Schaltelemente B und D liegen axial dann zwischen der Stirnradstufe 20 und der Stirnradstufe 21, während das Schaltelement W axial auf einer der Stirnradstufe 20 abgewandt liegenden Seite der Stirnradstufe 21 vorgesehen ist.
  • Die Schaltelemente A, B, C, D und W sind vorliegend jeweils als formschlüssige Schaltelemente ausgeführt, wobei sie konkret jeweils als unsynchronisierte Klauenschaltelemente vorliegen. Während die Schaltelemente B, C und W dabei auf der zweiten Vorgelegewelle 14 angeordnet sind, ist das Schaltelement D auf der ersten Eingangswelle 10 sowie das Schaltelement A auf der ersten Vorgelegewelle 13 platziert.
  • In 4 ist ein beispielhaftes Schaltschema des Getriebes 4 aus 2 tabellarisch dargestellt. Wie zu erkennen ist, können hierbei unterschiedliche Gänge V1 bis V6 zwischen der Antriebswelle 9 und der Abtriebsseite 17 realisiert werden, wobei in den Spalten des Schaltschemas mit einem X jeweils gekennzeichnet ist, welche der Schaltelemente A, B, C, D und W jeweils betätigt und welche der Schaltkupplungen K1 und K2 geschlossen sind.
  • Wie in 4 zu erkennen ist, wird ein erster Gang V1 zwischen der Antriebswelle 9 und der Abtriebsseite 17 durch Schließen der Schaltkupplung K1 und Betätigen der Schaltelemente A und W geschaltet, so dass ein Kraftfluss ausgehend von der Antriebswelle 9 auf die drehfest hiermit verbundene, erste Eingangswelle 10 geführt wird. Ausgehend von dieser findet dann eine Kraftflussführung über die Stirnradstufe 21 auf die zweite Vorgelegewelle 14 und ausgehend von dieser dann über die Stirnradstufen 23 und 22 auf die erste Vorgelegewelle 13 statt. Mit letzterer ist dabei das Stirnrad 31 durch Schließen des Schaltelements A drehfest verbunden, so dass eine weitere Übersetzung auf die Abtriebsseite 17 durch Zahneingriff der Stirnräder 31 und 32 vollzogen wird. Der erste Gang V1 ist dabei als Windungsgang realisiert.
  • Hingegen wird ein zweiter Gang V2 durch Schließen der Schaltkupplung K2 und des Schaltelements A dargestellt, wodurch der Kraftfluss ausgehend von der Antriebswelle 9 auf die zweite Eingangswelle 11 und die Stirnradstufe 22 auf die erste Vorgelegewelle 13 geführt wird, von wo aus aufgrund der Betätigung des Schaltelements A wieder eine Koppelung mit dem Abtriebsstirnrad 32 hergestellt ist.
  • In einem dritten Gang V3 sind die Schaltkupplung K1 und das Schaltelement B betätigt, so dass die Antriebswelle 9 drehfest mit der ersten Eingangswelle 10 verbunden ist, die über die Stirnradstufe 21 mit dem Stirnrad 24 gekoppelt ist, wobei das Stirnrad 24 aufgrund des Zahneingriff mit dem Abtriebsstirnrad 32 dann die Verbindung zur Abtriebsseite 17 herstellt.
  • Ferner ergibt sich ein vierter Gang V4 durch Schließen der Schaltkupplung K2 und des Schaltelements C, wodurch der Kraftfluss ausgehend von der Antriebswelle 9 auf die zweite Eingangswelle 11 und ausgehend von dieser über die Stirnradstufe 23 auf die zweite Vorgelegewelle 14 geführt wird. Dort ist dann über das Schaltelement C eine drehfeste Verbindung der zweiten Vorgelegewelle 14 mit dem Stirnrad 24 hergestellt, welches wiederum für eine Koppelung mit der Abtriebsseite 17 durch Zahneingriff mit dem Abtriebsstirnrad 32 sorgt.
  • In einem fünften Gang V5 sind die Schaltkupplung K1 und das Schaltelement D betätigt, so dass die Antriebswelle 9 drehfest mit der ersten Eingangswelle 10 verbunden ist, an welcher das Stirnrad 25 über das Schaltelement D festgesetzt ist. Dementsprechend koppelt die Stirnradstufe 20 die erste Eingangswelle 10 mit dem Stirnrad 24, welches im Weiteren dann mit dem Abtriebsstirnrad 32 im Zahneingriff steht.
  • Schließlich wird ein sechster Gang V6 wieder als Windungsgang realisiert, wozu die Schaltkupplung K2 und die Schaltelemente D und W zu schließen sind. Hierdurch wird der Kraftfluss ausgehend von der Antriebswelle 9 auf die zweite Eingangswelle 11 und im Weiteren über die Stirnradstufe 23 auf die zweite Vorgelegewelle 14 geführt, an welcher das Stirnrad 27 der Stirnradstufe 21 festgesetzt ist. Insofern sorgt die Stirnradstufe 21 in diesem Fall für eine Koppelung der zweiten Vorgelegewelle 14 mit der ersten Eingangswelle 10, an der zudem das Stirnrad 25 über das Schaltelement D festgesetzt ist. Der über die Stirnradstufe 21 von der zweiten Vorgelegewelle 14 auf die erste Eingangswelle 10 geführte Kraftfluss wird daher im Weiteren über die Stirnradstufe 20 auf das Stirnrad 24 geführt, welches mit dem Abtriebsstirnrad 32 kämmt und dementsprechend die Koppelung zu der Antriebsseite 17 herstellt.
  • Die Gänge V1 bis V6 können zum einen jeweils über die Elektromaschine 16 genutzt werden, welche über den Zugmitteltrieb 19 permanent mit der Antriebswelle 9 gekoppelt ist. So kann die Elektromaschine 16 bei Betrieb als Elektromotor in einem der Gänge V1 bis V6 ein rein elektrisches Fahren des Kraftfahrzeuges realisieren, wobei dies je nach eingeleiteter Drehrichtung der Elektromaschine 16 zum einen als Vorwärtsfahrt sowie zum anderen als Rückwärtsfahrt darstellbar ist. Außerdem kann die Elektromaschine 16 bei Betrieb als Generator zum Rekuperieren und damit zum Abbremsen des Kraftfahrzeuges genutzt werden.
  • Darüber hinaus sind die Gänge V1 bis V6 aber auch für ein Fahren über die Verbrennungskraftmaschine 2 nutzbar, wobei in jedem der Gänge V1 bis V6 dabei jeweils zusätzlich die Schaltkupplung K0 zu betätigen ist, um die Antriebswelle 9 drehfest mit der Anschlusswelle 12 zu verbinden. Prinzipiell kann auch bei einem Fahren des Kraftfahrzeuges über die Verbrennungskraftmaschine 2 die Elektromaschine 16 jederzeit zugeschaltet werden, um das Fahrzeug gemeinsam anzutreiben oder auch nur kurzzeitig über die Elektromaschine 16 zu unterstützen. Ferner kann die Elektromaschine 16 dabei insbesondere auch zu einem Synchronisieren der Schaltkupplungen K0, K1 und K2 und ggf. auch der Schaltelemente A, B, C, D und W genutzt werden.
  • Schließlich kann auch ein Lade- oder Startbetrieb durch alleiniges Schließen der Schaltkupplung K0 dargestellt werden. Denn hierdurch sind die Verbrennungskraftmaschine 2 und die Elektromaschine 16 miteinander gekoppelt, so dass in einem generatorischen Betrieb der Elektromaschine 16 und bei Antrieb über die Verbrennungskraftmaschine 2 gezielt ein Laden eines elektrischen Energiespeichers vollzogen werden kann. Wird die Elektromaschine 16 umgekehrt als Elektromotor betrieben, so kann die Elektromaschine 16 die Verbrennungskraftmaschine 2 starten.
  • Mittelst der erfindungsgemäßen Ausgestaltungen kann ein kompakt bauendes Getriebe mit niedrigem Herstellungsaufwand verwirklicht werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Kraftfahrzeugantriebsstrang
    2
    Verbrennungskraftmaschine
    3
    Torsionsschwingungsdämpfer
    4
    Getriebe
    5
    Differentialgetriebe
    6
    Antriebsrad
    7
    Antriebsrad
    8
    Getriebegehäuse
    9
    Antriebswelle
    10
    erste Eingangswelle
    11
    zweite Eingangswelle
    12
    Anschlusswelle
    13
    erste Vorgelegewelle
    14
    zweite Vorgelegewelle
    15
    Rotorwelle
    16
    Elektromaschine
    17
    Abtriebsseite
    18
    bevorzugte Fahrtrichtung
    19
    Zugmitteltrieb
    20
    erste Stirnradstufe
    21
    zweite Stirnradstufe
    22
    dritte Stirnradstufe
    23
    vierte Stirnradstufe
    24
    Stirnrad
    25
    Stirnrad
    26
    Stirnrad
    27
    Stirnrad
    28
    Stirnrad
    29
    Stirnrad
    30
    Stirnrad
    31
    Stirnrad
    32
    Abtriebsstirnrad
    33
    Parksperrenrad
    K0
    Schaltkupplung
    K1
    Schaltkupplung
    K2
    Schaltkupplung
    A
    Schaltelement
    B
    Schaltelement
    C
    Schaltelement
    D
    Schaltelement
    W
    Schaltelement
    V1
    Gang
    V2
    Gang
    V3
    Gang
    V4
    Gang
    V5
    Gang
    V6
    Gang
  • 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 102016210713 A1 [0003]

Claims (17)

  1. Getriebe (4) für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine erste Eingangswelle (10), eine zweite Eingangswelle (11), mindestens eine Vorgelegewelle (13, 14) und eine Abtriebsseite (17), wobei die Abtriebsseite (17) durch ein Abtriebsstirnrad (32) gebildet ist, welches mit einem auf der mindestens einen Vorgelegewelle (13, 14) vorgesehenen Stirnrad (24, 31) im Zahneingriff steht, dadurch gekennzeichnet, dass das mit dem Abtriebsstirnrad (32) kämmende Stirnrad (24) gleichzeitig auch ein erstes Stirnrad (24) einer ersten Stirnradstufe (20) ist, über welche eine (10) der Eingangswellen (10, 11) mit der mindestens einen Vorgelegewelle (14) koppelbar ist.
  2. Getriebe (4) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Vorgelegewelle (13) und eine zweite Vorgelegewelle (14) vorgesehen sind, auf denen jeweils je ein mit dem Abtriebsstirnrad (32) kämmendes Stirnrad (24, 31) angeordnet ist, wobei eines (24) dieser mit dem Abtriebsstirnrad (32) im Zahneingriff stehenden Stirnräder (24, 31) das erste Stirnrad (24) der ersten Stirnradstufe (20) ist.
  3. Getriebe (4) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Stirnrad (24) der ersten Stirnradstufe (20) auf der zweiten Vorgelegewelle (14) vorgesehen ist und neben dem Abtriebsstirnrad (32) mit einem zweiten Stirnrad (25) der ersten Stirnradstufe (20) kämmt, welches drehbar auf der ersten Eingangswelle (10) gelagert und über ein erstes Schaltelement (D) an der ersten Eingangswelle (10) festsetzbar ist.
  4. Getriebe (4) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Stirnrad (24) der ersten Stirnradstufe (20) drehbar auf der zweiten Vorgelegewelle (14) gelagert und über ein zweites Schaltelement (C) an der zweiten Vorgelegewelle (14) festsetzbar ist.
  5. Getriebe (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zudem eine zweite Stirnradstufe (21), eine dritte Stirnradstufe (22) und eine vierte Stirnradstufe (23) vorgesehen sind.
  6. Getriebe (4) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Stirnradstufe (21) ein drehfest auf der ersten Eingangswelle (10) vorgesehenes, erstes Stirnrad (26) aufweist, welches mit einem drehbar auf der zweiten Vorgelegewelle (14) gelagerten, zweiten Stirnrad (27) der zweiten Stirnradstufe (21) im Zahneingriff steht, wobei das zweite Stirnrad (27) der zweiten Stirnradstufe (21) mittels eines dritten Schaltelements (W) drehfest mit der zweiten Vorgelegewelle (14) verbindbar ist.
  7. Getriebe (4) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Stirnrad (27) der zweiten Stirnradstufe (21) zudem über ein viertes Schaltelement (B) drehfest mit dem ersten Stirnrad (24) der ersten Stirnradstufe (20) in Verbindung bringbar ist.
  8. Getriebe (4) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Stirnradstufe (22) ein erstes Stirnrad (28) und ein hiermit kämmendes, zweites Stirnrad (29) aufweist, wobei das erste Stirnrad (28) der dritten Stirnradstufe (22) drehfest auf der zweiten Eingangswelle (11) und das zweite Stirnrad (29) der dritten Stirnradstufe (22) drehfest auf der ersten Vorgelegewelle (13) angeordnet ist.
  9. Getriebe (4) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die vierte Stirnradstufe (23) ein erstes Stirnrad (28) und ein hiermit kämmendes, zweites Stirnrad (30) aufweist, wobei das erste Stirnrad (28) der vierten Stirnradstufe (23) drehfest auf der zweiten Eingangswelle (11) und das zweite Stirnrad (30) der vierten Stirnradstufe (23) drehfest auf der zweiten Vorgelegewelle (14) angeordnet ist.
  10. Getriebe (4) nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das neben dem ersten Stirnrad (24) der ersten Stirnradstufe (20) mit dem Abtriebsstirnrad (2 30) kämmende Stirnrad (31) drehbar auf der ersten Vorgelegewelle (13) gelagert und mittels eines fünften Schaltelements (A) an der ersten Vorgelegewelle (13) festsetzbar ist.
  11. Getriebe (4) nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das einzelne Schaltelement (A, B, C, D, W) als formschlüssiges Schaltelement, insbesondere als Klauenschaltelement, ausgeführt ist.
  12. Getriebe (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zudem eine Antriebswelle (9) vorgesehen ist, welche mit der ersten Eingangswelle (10) über eine erste Schaltkupplung (K1) und mit der zweiten Eingangswelle (11) über eine zweite Schaltkupplung (K2) drehfest verbindbar ist.
  13. Getriebe (4) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (9) mit einem Rotor einer Elektromaschine (16) gekoppelt ist.
  14. Getriebe (4) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (9) zudem über eine dritte Schaltkupplung (K0) drehfest mit einer Anschlusswelle (12) verbindbar ist, die dazu eingerichtet ist, das Getriebe (4) mit einer Antriebsmaschine des Kraftfahrzeuges zu verbinden.
  15. Getriebe (4) nach den Ansprüchen 5 bis 10 und einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass sich - ein erster Gang (V1) zwischen der Antriebswelle (9) und der Abtriebsseite (17) durch Schließen der ersten Schaltkupplung (K1) sowie des dritten (W) und des fünften Schaltelements (A), - ein zweiter Gang (V2) zwischen der Antriebswelle (9) und der Abtriebsseite (17) durch Betätigen der zweiten Schaltkupplung (K2) und des fünften Schaltelements (A), - ein dritter Gang (V3) zwischen der Antriebswelle (9) und der Abtriebsseite (17) durch Schließen der ersten Schaltkupplung (K1) und des vierten Schaltelements (B), - ein vierter Gang (V4) zwischen der Antriebswelle (9) und der Abtriebsseite (17) durch Betätigen der zweiten Schaltkupplung (K2) und des zweiten Schaltelements (C), - ein fünfter Gang (V5) zwischen der Antriebswelle (9) und der Abtriebsseite (17) durch Schließen der ersten Schaltkupplung (K1) und des ersten Schaltelements (D), sowie - ein sechster Gang (V6) zwischen der Antriebswelle (9) und der Abtriebsseite (17) durch Schließen der zweiten Schaltkupplung (K2) sowie des ersten (D) und des dritten Schaltelements (W) ergibt.
  16. Kraftfahrzeugantriebsstrang (1), insbesondere für ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug, umfassend ein Getriebe (4) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15.
  17. Verfahren zum Betreiben eines Getriebes (4) nach den Ansprüchen 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, dass zur Darstellung eines Ladebetriebes oder eines Startbetriebes die dritte Schaltkupplung (K0) geschlossen wird.
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