DE102022201138A1

DE102022201138A1 - Getriebe für ein Fahrzeug sowie Antriebsstrang mit einem solchen Getriebe

Info

Publication number: DE102022201138A1
Application number: DE102022201138.4A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Kehr; Matthias Reisch
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2022-02-03
Filing date: 2022-02-03
Publication date: 2023-08-03
Also published as: WO2023147950A1; CN117157478A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Getriebe für einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs, umfassend- ein erstes Teilgetriebe, aufweisend ein Umlaufrädergetriebe mit wenigstens einem ersten Planetenradsatz mit mehreren Radsatzelementen, wobei ein erstes Radsatzelement des ersten Planetenradsatzes drehfest mit einer ersten Antriebswelle, ein zweites Radsatzelement des ersten Planetenradsatzes drehfest mit einer ersten Abtriebswelle und ein drittes Radsatzelement des ersten Planetenradsatzes drehfest mit einer zweiten Abtriebswelle verbunden sind;- ein zweites Teilgetriebe, aufweisend eine zweite Antriebswelle und eine dritte Abtriebswelle, wobei die zweite Antriebswelle zumindest mittelbar drehfest mit der zweiten Abtriebswelle des ersten Teilgetriebes verbunden ist, und wobei die dritte Abtriebswelle dazu eingerichtet ist, zumindest mittelbar mit einem ersten Rad des Fahrzeugs drehfest verbunden zu sein;- ein drittes Teilgetriebe, aufweisend eine dritte Antriebswelle und eine vierte Abtriebswelle, wobei die dritte Antriebswelle zumindest mittelbar drehfest mit der ersten Abtriebswelle des ersten Teilgetriebes verbunden ist, und wobei die vierte Abtriebswelle dazu eingerichtet ist, zumindest mittelbar mit einem zweiten Rad des Fahrzeugs drehfest verbunden zu sein;wobei über die erste Antriebswelle eine Antriebsleistung in das Getriebe einleitbar ist, und wobei die Gehäuse ortsfest angeordnet sind. Ferner betrifft die Erfindung einen Antriebsstrang mit einem solchen Getriebe.

Description

Die Erfindung betrifft ein Getriebe für einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs sowie einen Antriebsstrang mit einem solchen Getriebe.
Aus der DE 10 2013 215 877 B4 geht ein Umlaufrädergetriebe zur Verzweigung der an einem Leistungseingang anliegenden Antriebsleistung auf einen ersten und auf einen zweiten Leistungsausgang in Verbindung mit einer Reduktion der Ausgangsdrehzahl auf ein unter der Antriebsdrehzahl am Leistungseingang liegendes Drehzahlniveau hervor. Das Umlaufrädergetriebe weist eine erste Getriebestufe auf, die ein erstes Sonnenrad, einen ersten Planetensatz, einen ersten Planetenträger und ein erstes Hohlrad umfasst. Ferner weist das Umlaufrädergetriebe eine zweite Getriebestufe auf, die ein zweites Sonnenrad, einen zweiten Planetensatz, einen zweiten Planetenträger und ein zweites Hohlrad umfasst. Außerdem weist das Umlaufrädergetriebe eine dritte Planetenstufe auf, die ein drittes Sonnenrad, einen dritten Planetensatz und einen dritten Planetenträger umfasst. Das erste Sonnenrad fungiert als Leistungseingang, wobei der erste Planetenträger mit dem zweiten Sonnenrad drehfest gekoppelt ist. Der zweite Planetenträger ist stationär festgelegt, wobei das erste Hohlrad mit dem dritten Sonnenrad gekoppelt ist. Der erste Leistungsausgang ist über die dritte Getriebestufe bewerkstellig, wobei der zweite Leistungsausgang über das zweite Hohlrad der zweiten Getriebestufe bewerkstelligt ist. Die dritte Getriebestufe umfasst ein drittes Hohlrad, das drehfest mit dem zweiten Planetenträger gekoppelt ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein alternatives Getriebe für einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs vorzuschlagen. Die Aufgabe wird gelöst durch ein Getriebe mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 sowie durch einen Antriebsstrang mit den Merkmalen des Patentanspruchs 13. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche, der folgenden Beschreibung sowie der Figuren.
Ein erfindungsgemäßes Getriebe für einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs gemäß einem ersten Erfindungsaspekt umfasst

- ein in einem ersten Gehäuse angeordnetes erstes Teilgetriebe, aufweisend ein Umlaufrädergetriebe mit wenigstens einem ersten Planetenradsatz mit mehreren Radsatzelementen, wobei ein erstes Radsatzelement des wenigstens ersten Planetenradsatzes drehfest mit einer ersten Antriebswelle, ein zweites Radsatzelement des wenigstens ersten Planetenradsatzes drehfest mit einer ersten Abtriebswelle und ein drittes Radsatzelement des wenigstens ersten Planetenradsatzes drehfest mit einer zweiten Abtriebswelle verbunden sind, wobei mittels des wenigstens ersten Planetenradsatzes ein erstes Abtriebsmoment zumindest mittelbar auf die erste Abtriebswelle und ein dem ersten Abtriebsmoment entsprechendes zweites Abtriebsmoment zumindest mittelbar auf die zweite Abtriebswelle übertragbar ist;
- ein in einem zweiten Gehäuse angeordnetes zweites Teilgetriebe, aufweisend eine zweite Antriebswelle und eine dritte Abtriebswelle, wobei die zweite Antriebswelle zumindest mittelbar drehfest mit der zweiten Abtriebswelle des ersten Teilgetriebes verbunden ist, und wobei die dritte Abtriebswelle dazu eingerichtet ist, zumindest mittelbar mit einem ersten Rad des Fahrzeugs drehfest verbunden zu sein;
- ein in einem dritten Gehäuse angeordnetes drittes Teilgetriebe, aufweisend eine dritte Antriebswelle und eine vierte Abtriebswelle, wobei die dritte Antriebswelle zumindest mittelbar drehfest mit der ersten Abtriebswelle des ersten Teilgetriebes verbunden ist, und wobei die vierte Abtriebswelle dazu eingerichtet ist, zumindest mittelbar mit einem zweiten Rad des Fahrzeugs drehfest verbunden zu sein;

Bei einem derartigen Getriebe werden die Summen beider Radmomente nicht zu einem gemeinsamen Achsmoment in einem Bauteil vereint bzw. zusammengefasst. Vielmehr wird die in die erste Antriebswelle eingeleitete Antriebsleistung im Umlaufrädergetriebe, das als Differential wirkt, aufgeteilt und entsprechend der Ausbildung und Anbindung der Radsatzelemente des wenigstens ersten Planetenradsatzes des Umlaufrädergetriebes in die damit wirkverbundene erste und zweite Abtriebswelle des ersten Teilgetriebes weitergeleitet. Damit können die Bauteile des Umlaufrädergetriebe aufgrund des jeweiligen, vergleichsweise kleinen Drehmoments schlanker ausgebildet werden. Mithin wird ein Getriebe bereitgestellt, dass mittels des Umlaufrädergetriebes die beiden Funktionen Drehmomentwandlung und Drehmomentverteilung durch eine einzige integrale Baugruppe darstellen kann. Bei der Erfindung handelt es sich somit um ein kombiniertes Übersetzungs- und Differentialgetriebe, das einerseits eine Drehmomentwandlung und andererseits die Drehmomentverteilung auf die erste und zweite Abtriebswelle realisiert.
Mittels eines solchen Umlaufrädergetriebes ist das Eingangsmoment an der ersten Antriebswelle wandelbar und in einem definierten Verhältnis auf die beiden Abtriebswellen des ersten Teilgetriebes aufteilbar bzw. übertragbar. Vorzugsweise wird die Eingangsleistung zu je 50%, das heißt hälftig auf die Abtriebswellen des ersten Teilgetriebes übertragen. Jedenfalls muss die Summe der Momente im ersten Teilgetriebe „null“ ergeben. Die Abtriebsmomente an den Abtriebswellen des ersten Teilgetriebes weisen entgegengesetzte Vorzeichen auf. So wird z. B. ein auf „1“ normiertes Eingangsdrehmoment an der ersten Antriebswelle bzw. am ersten Radsatzelement des ersten Planetenradsatzes beispielsweise in ein erstes Drehmoment „-4“ an der ersten Abtriebswelle bzw. am zweiten Radsatzelement des ersten Planetenradsatzes und in ein zweites Drehmoment „3“ an der zweiten Abtriebswelle bzw. am dritten Radsatzelement des ersten Planetenradsatzes gewandelt. Die Summe aller Drehmomente ergibt stets „0“. Das erste und zweite Drehmoment sind somit ungleich. Das Umlaufrädergetriebe weist folglich kein Bauteil auf, an dem die Summe der beiden Abtriebsmomente anliegt. Anders gesagt wird die Entstehung eines Summendrehmoments verhindert.
Das Umlaufrädergetriebe ist als Planetengetriebe mit wenigstens einem ersten Planetenradsatz und den Radsatzelementen Sonnenrad, Hohlrad und mehreren von einem Planetenträger auf einer Kreisbahn um das Sonnenrad geführten Planetenrädern ausgebildet. Unter einem „Planetenradsatz“ ist eine Einheit mit einem Sonnenrad, einem Hohlrad und mit einem oder mehreren von einem Planetenträger auf einer Kreisbahn um das Sonnenrad geführten Planetenrädern zu verstehen, wobei die Planetenräder mit dem Hohlrad und dem Sonnenrad in Zahneingriff stehen. Denkbar ist, dass das Umlaufrädergetriebe auch einen oder mehrere weitere Planetenradsätze umfasst.
Die erste Antriebswelle ist vorzugsweise dazu eingerichtet, zur Einleitung eines Drehmoments in das Getriebe mit einer Antriebseinheit, insbesondere einer elektrischen Maschine oder einem Verbrennungsmotor, antriebswirksam verbunden zu sein. Anders gesagt wird ein Antriebsmoment auf die erste Antriebswelle übertragen sowie vom Umlaufrädergetriebe gewandelt und auf die Abtriebswellen des ersten Teilgetriebes aufgeteilt. Die erste Antriebswelle ist damit zumindest mittelbar drehfest mit einer Antriebswelle der Antriebseinheit verbunden. Die Antriebseinheit erzeugt eine Antriebsleistung, die über die Antriebswelle der Antriebseinheit auf die erste Antriebswelle des ersten Teilgetriebes übertragen wird. Die Antriebswelle der Antriebseinheit kann drehfest mit der ersten Antriebswelle des ersten Teilgetriebes verbunden sein. Alternativ sind die Antriebswelle der Antriebseinheit und die erste Antriebswelle des ersten Teilgetriebes ein zusammenhängendes bzw. einstückiges Bauteil. Alternativ können zwischen der Antriebswelle der Antriebseinheit und der ersten Antriebswelle des ersten Teilgetriebes weitere drehzahl- und drehmomentübertragende Bauteile angeordnet sein, insbesondere ein Differential und/oder eine Kardanwelle und/oder ein Winkelgetriebe.
Die Gehäuse der Teilgetriebe sind ortsfest angeordnete Bauelemente. Mit anderen Worten sind die Gehäuse jeweils dreh- und axialfest angeordnet. Die Gehäuse sind bevorzugt zumindest mittelbar ortsfest mit dem Chassis bzw. dem Fahrwerk des Fahrzeugs verbunden. Über das jeweilige Gehäuse wird ein Antriebsmoment-gekoppeltes Drehmoment des jeweiligen Teilgetriebes am Fahrwerk bzw. am Chassis des Fahrzeugs abgestützt. Unter einer drehfesten Verbindung eines Bauteils am Gehäuse ist eine gehäusefeste Anordnung zu verstehen. Unter dem Begriff „gehäusefest“ ist wiederum zu verstehen, dass zwischen dem jeweiligen gehäusefesten Bauteil und dem Gehäuse keine Relativbewegung stattfindet bzw. stattfinden kann.
Vorzugsweise sind die Abtriebsdrehzahlen der zwei Abtriebswellen des ersten Teilgetriebes, insbesondere bei einer Geradeausfahrt des Fahrzeugs, unterschiedlich. In diesem Sinn sind die Drehmomentvektoren an den Abtriebswellen des ersten Teilgetriebes betragsmäßig unterschiedlich. Bevorzugt haben die Drehmomente an den Abtriebswellen des ersten Teilgetriebes entgegengesetzte Richtungen.
Nach einem Ausführungsbeispiel ist die erste Abtriebswelle des ersten Teilgetriebes über eine erste Koppelwelle mit der dritten Antriebswelle des dritten Teilgetriebes drehfest verbunden, wobei sich die erste Koppelwelle zwischen dem ersten und dritten Gehäuse erstreckt. Die erste Koppelwelle ist vorzugsweise eine erste Gelenkwelle, wobei die erste Gelenkwelle an dessen Enden über ein entsprechendes Gelenk mit der ersten Abtriebswelle des ersten Teilgetriebes bzw. der dritten Antriebswelle des dritten Teilgetriebes wirkverbunden ist.
Vorzugsweise ist die zweite Abtriebswelle des ersten Teilgetriebes über eine zweite Koppelwelle mit der zweiten Antriebswelle des zweiten Teilgetriebes drehfest verbunden, wobei sich die zweite Koppelwelle zwischen dem ersten und zweiten Gehäuse erstreckt. Die zweite Koppelwelle ist bevorzugt eine zweite Gelenkwelle, wobei die zweite Gelenkwelle an dessen Enden über ein entsprechendes Gelenk mit der zweiten Abtriebswelle des ersten Teilgetriebes bzw. der zweiten Antriebswelle des zweiten Teilgetriebes wirkverbunden ist. Die erste und/oder zweite Koppelwelle kann alternativ eine starre Welle sein, die das erste Teilgetriebe mit dem zweiten bzw. dritten Teilgetriebe antriebswirksam verbindet.
Die Teilgetriebe sind räumlich voneinander getrennt, wobei die Antriebsleistung, die in das erste Teilgetriebe eingeleitet wird, von dem Umlaufrädergetriebe aufgeteilt und nachfolgend über die jeweilige mit dem ersten Teilgetriebe wirkverbundene Koppelwelle in das entsprechende zweite bzw. dritte Teilgetriebe weitergeleitet wird. In dem zweiten und dritten Teilgetriebe kann eine weitere Drehmomenterhöhung erfolgen. Des Weiteren erfolgt je nach Drehrichtung der ersten Antriebswelle entweder in dem zweiten Teilgetriebe oder in dem dritten Teilgetriebe eine Drehrichtungsumkehr. In diesem Sinn bewirkt das zweite Teilgetriebe eine Drehrichtungsumkehr bezogen auf eine Drehrichtung der zweiten Abtriebswelle, wobei das dritte Teilgetriebe keine Drehrichtungsumkehr bezogen auf eine Drehrichtung der ersten Abtriebswelle bewirkt, oder umgekehrt.
Vorzugsweise ist das erste Teilgetriebe bezogen auf eine Fahrzeuglängsrichtung etwa mittig angeordnet, wobei die erste Koppelwelle und die zweite Koppelwelle ausgehend vom ersten Teilgetriebe sich in entgegengesetzte Richtungen erstreckend angeordnet sind. Anders gesagt ist die erste Koppelwelle zum ersten Rad des Fahrzeugs hin ausgerichtet, wobei die zweite Koppelwelle zum zweiten Rad des Fahrzeugs hin ausgerichtet ist.
Das zweite Teilgetriebe ist zur Optimierung des Bauraumes radnah bzw. nah am ersten Rad des Kraftfahrzeugs angeordnet. Demgegenüber ist auf der gegenüberliegenden Seite der Achse das dritte Teilgetriebe zur Optimierung des Bauraumes ebenfalls radnah bzw. nah am zweiten Rad des Kraftfahrzeugs angeordnet.
Bevorzugt ist der erste Planetenradsatz als Minus-Planetenradsatz ausgebildet. Ein Minus-Planetenradsatz entspricht einem Planetenradsatz mit einem Planetenträger, an dem erste Planetenräder drehbar gelagert sind, einem Sonnenrad und einem Hohlrad, wobei die Verzahnung zumindest eines der Planetenräder sowohl mit der Verzahnung des Sonnenrades als auch mit der Verzahnung des Hohlrades kämmt, wodurch das Hohlrad und das Sonnenrad in entgegengesetzter Richtung rotieren, wenn das Sonnenrad bei feststehendem Steg rotiert. Alternativ kann der erste Planetenradsatz als Plus-Planetensatz ausgebildet sein. Ein Plus-Planetensatz unterscheidet sich von dem Minus-Planetensatz dahingehend, dass der Plus-Planetensatz erste und zweite bzw. innere und äußere Planetenräder aufweist, welche drehbar an dem Planetenträger gelagert sind. Die Verzahnung der ersten bzw. inneren Planetenräder kämmt dabei einerseits mit der Verzahnung des Sonnenrads und andererseits mit der Verzahnung der zweiten bzw. äußeren Planetenräder. Die Verzahnung der äußeren Planetenräder kämmt darüber hinaus mit der Verzahnung des Hohlrads. Dies hat zur Folge, dass bei feststehendem Planetenträger das Hohlrad und das Sonnenrad in die gleiche Richtung rotieren.
Alternativ ist auch denkbar, einen oder mehrere Planetenradsätze als Stufenplanetenradsätze auszubilden. Jedes Stufenplanentenrad des jeweiligen Stufenplanetenradsatzes umfasst bevorzugt ein erstes Zahnrad mit einem drehfest damit verbundenen zweiten Zahnrad, wobei das erste Zahnrad beispielsweise mit dem Sonnenrad und das zweite Zahnrad entsprechend mit dem Hohlrad in Zahneingriff steht, oder umgekehrt. Diese beiden Zahnräder können beispielsweise über eine Zwischenwelle oder eine Hohlwelle drehfest miteinander verbunden sein. Im Fall einer Hohlwelle kann diese auf einem Bolzen des Planetenträgers drehbar gelagert sein. Vorzugsweise haben die beiden Zahnräder des jeweiligen Stufenplanetenrades unterschiedliche Durchmesser und Zähnezahlen, um ein Übersetzungsverhältnis einzustellen. Außerdem sind auch zusammengesetzte Planetenradsätze denkbar.
Prinzipiell können die Planetenradsätze des Getriebes, insbesondere des integralen Differentials und des Umlaufrädergetriebes, beliebig zueinander angeordnet und miteinander wirkverbunden sein, um ein gewünschtes Übersetzungsverhältnis zu realisieren. Nach einem Ausführungsbeispiel sind das erste Radsatzelement ein Sonnenrad des jeweiligen Planetenradsatzes, das zweite Radsatzelement ein Planetenträger des jeweiligen Planetenradsatzes und das dritte Radsatzelement ein Hohlrad des jeweiligen Planetenradsatzes. Die erste Antriebswelle des ersten Teilgetriebes ist nach einem Beispiel drehfest mit dem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes des Umlaufrädergetriebes verbunden, wobei der Planetenträger des ersten Planetenradsatzes des Umlaufrädergetriebes drehfest mit der ersten Abtriebswelle des ersten Teilgetriebes verbunden ist und das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes des Umlaufrädergetriebes drehfest mit der zweiten Abtriebswelle des ersten Teilgetriebes verbunden ist.
Nach einem Ausführungsbeispiel ist das zweite Teilgetriebe ein erster Stirnradtrieb, umfassend ein drehfest mit der zweiten Antriebswelle verbundenes erstes Zahnrad, das in Zahneingriff mit einem zweiten Zahnrad steht, das drehfest mit der dritten Abtriebswelle verbunden ist. Die Zahnräder des ersten Stirnradtriebs weisen jeweils Au-ßenverzahnungen auf, die miteinander kämmen. Je nach Durchmesser und Zähnezahlen des ersten und zweiten Zahnrades kann eine Drehmomenterhöhung, eine Drehmomentsenkung, eine Drehzahlerhöhung oder eine Drehzahlsenkung mittels des zweiten Teilgetriebes erfolgen. Des Weiteren erfolgt mittels des zweiten Teilgetriebes eine Drehrichtungsumkehr der Drehrichtung der zweiten Abtriebswelle des ersten Teilgetriebes bzw. der zweiten Antriebswelle des zweiten Teilgetriebes auf die dritte Abtriebswelle des zweiten Teilgetriebes, sofern am dritten Teilgetriebe keine Drehrichtungsumkehr erfolgt.
Alternativ ist das zweite Teilgetriebe ein erstes Planetengetriebe mit einem zweiten Planetenradsatz, wobei ein erstes Radsatzelement des zweiten Planetenradsatzes drehfest mit der zweiten Antriebswelle verbunden ist, wobei ein zweites Radsatzelement des zweiten Planetenradsatzes am zweiten Gehäuse ortsfest angeordnet ist und wobei ein drittes Radsatzelement des zweiten Planetenradsatzes drehfest mit der dritten Abtriebswelle verbunden ist. Mittels des zweiten Planetenradsatzes kann ebenfalls eine Drehmoment- und/oder Drehzahländerung erfolgen. Außerdem kann eine Drehrichtungsumkehr der Drehrichtung der zweiten Abtriebswelle des ersten Teilgetriebes bzw. der zweiten Antriebswelle des zweiten Teilgetriebes auf die dritte Abtriebswelle des zweiten Teilgetriebes erfolgen. Der zweite Planetenradsatz des ersten Planetengetriebes ist vorzugsweise als Minus-Planetenradsatz ausgebildet. Bezüglich des zweiten Planetenradsatzes sei auf die Ausführungen zum ersten Planetenradsatz des Umlaufrädergetriebes verwiesen. Insbesondere sind das erste Radsatzelement ein Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes, das zweite Radsatzelement ein Planetenträger des zweiten Planetenradsatzes und das dritte Radsatzelement ein Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes. Mithin erfolgt die Gehäuseabstützung über den Planetenträger des zweiten Planetenradsatzes.
Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das dritte Teilgetriebe ein erster Zugmitteltrieb, umfassend ein drehfest mit der dritten Antriebswelle verbundenes erstes Zugmittelrad, das über ein Zugmittel antriebswirksam mit einem zweiten Zugmittelrad verbunden ist, das drehfest mit der vierten Abtriebswelle verbunden ist. Der Zugmitteltrieb kann beispielsweise ein Riementrieb oder ein Kettentrieb sein, wobei das Zugmittel entsprechend ein Riemen bzw. eine Kette ist. Insbesondere ist der Zugmitteltrieb ein Umschlingungstrieb. Je nach Durchmesser der Zugmittelräder kann eine Drehmoment- und/oder Drehzahländerung mittels des dritten Teilgetriebes realisiert werden, wobei die Drehrichtung der ersten Abtriebswelle des ersten Teilgetriebes bzw. der dritten Antriebswelle des dritten Teilgetriebes und der vierten Abtriebswelle des dritten Teilgetriebes gleichbleibt, sofern am zweiten Teilgetriebe eine Drehrichtungsumkehr erfolgt.
Alternativ ist das dritte Teilgetriebe ein zweiter Stirnradtrieb, umfassend ein zumindest mittelbar drehfest mit der dritten Antriebswelle verbundenes drittes Zahnrad mit einer Außenverzahnung, das in Zahneingriff mit einem vierten Zahnrad mit einer Innenverzahnung steht, das drehfest mit der vierten Abtriebswelle verbunden ist. Das dritte Zahnrad ist im Wesentlich analog zum oben beschriebenen ersten und zweiten Zahnrad ausgebildet, wohingegen das vierte Zahnrad als Hohlrad ausgebildet ist, welches das dritte Zahnrad radial aufnimmt und damit kämmt. Damit rotieren das dritte und vierte Zahnrad in die gleiche Richtung.
Ferner alternativ ist das dritte Teilgetriebe ein zweites Planetengetriebe mit einem dritten Planetenradsatz, wobei ein erstes Radsatzelement des dritten Planetenradsatzes zumindest mittelbar drehfest mit der dritten Antriebswelle verbunden ist, wobei ein zweites Radsatzelement des dritten Planetenradsatzes drehfest mit der vierten Abtriebswelle verbunden ist und wobei ein drittes Radsatzelement des dritten Planetenradsatzes am dritten Gehäuse ortsfest angeordnet ist. Mittels des dritten Planetenradsatzes kann ebenfalls eine Drehmoment- und/oder Drehzahländerung erfolgen. Die Anbindung der Radsatzelement erfolgt derart, dass die dritte Antriebswelle und die vierte Abtriebswelle vorzugsweise in die gleiche Richtung rotieren, sofern am zweiten Teilgetriebe eine Drehrichtungsumkehr erfolgt. Der dritte Planetenradsatz des zweiten Planetengetriebes ist vorzugsweise als Minus-Planetenradsatz ausgebildet. Bezüglich des dritten Planetenradsatzes sei auf die Ausführungen zum ersten Planetenradsatz des Umlaufrädergetriebes verwiesen. Insbesondere sind das erste Radsatzelement ein Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes, das zweite Radsatzelement ein Planetenträger des dritten Planetenradsatzes und das dritte Radsatzelement ein Hohlrad des dritten Planetenradsatzes. Mithin erfolgt die Gehäuseabstützung über das Hohlrad des dritten Planetenradsatzes.
Ferner alternativ ist das dritte Teilgetriebe ein als Räderkette ausgebildeter dritter Stirnradtrieb, umfassend ein drehfest mit der dritten Antriebswelle verbundenes fünftes Zahnrad und ein drehfest mit der vierten Abtriebswelle verbundenes sechstes Zahnrad, wobei das fünfte und sechste Zahnrad in Zahneingriff mit einem auf einer Zwischenwelle drehbar gelagerten siebten Zahnrad stehen. Die Zahnräder sind im Wesentlichen analog zum oben beschriebenen ersten und zweiten Zahnrad ausgebildet.
Ferner alternativ besteht das dritte Teilgetriebe nur aus einer starr gekoppelten Antriebs- und Abtriebswelle. Anders gesagt erfolgt am dritten Teilgetriebe lediglich eine Durchführung der Koppelwelle, wobei das dritte Gehäuse entfallen kann oder derart ausgebildet sein kann, dass kein Antriebsmoment-gekoppeltes Drehmoment ins Chassis eingeleitet wird. Die dritte Antriebswelle und die vierte Abtriebswelle sind drehfest miteinander verbunden oder einteilig ausgebildet.
Für die obigen Ausführungen zum dritten Teilgetriebe gilt, dass je nach Durchmesser des dritten und vierten Zahnrades eine Drehmoment- und/oder Drehzahländerung realisiert werden kann, wobei die Drehrichtung der ersten Abtriebswelle des ersten Teilgetriebes bzw. der dritten Antriebswelle des dritten Teilgetriebes und der vierten Abtriebswelle des dritten Teilgetriebes gleichbleibt.
Umgekehrt ist auch denkbar, dass das Getriebe derart ausgebildet ist, dass mittels des dritten Teilgetriebes eine Drehrichtungsumkehr bezogen auf eine Drehrichtung der ersten Abtriebswelle bewirkt wird, wobei entsprechend mittels des zweiten Teilgetriebes keine Drehrichtungsumkehr bezogen auf eine Drehrichtung der zweiten Abtriebswelle bewirkt wird.
Unter einer „Welle“ ist ein rotierbares Bauteil des Getriebes zu verstehen, über welches je zugehörige Komponenten des Getriebes drehfest miteinander verbunden sind. Die jeweilige Welle kann die Komponenten dabei axial oder radial oder auch sowohl axial und radial miteinander verbinden. Unter einer Welle ist nicht ausschließlich ein beispielsweise zylindrisches, drehbar gelagertes Maschinenelement zur Übertragung von Drehmomenten zu verstehen, sondern vielmehr sind hierunter auch allgemeine Verbindungselemente zu verstehen, die einzelne Bauteile oder Elemente miteinander verbinden, insbesondere Verbindungselemente, die mehrere Elemente drehfest miteinander verbinden.
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, sodass diese nicht unabhängig voneinander rotieren können. Darunter ist also eine dauerhafte Drehverbindung zu verstehen. Insbesondere ist zwischen diesen Bauelementen, bei welchen es sich um Elemente des integralen Differentials und/oder auch Wellen und/oder ein drehfestes Bauelement des Getriebes handeln kann, kein Schaltelement vorgesehen, sondern die entsprechenden Bauelemente sind fest miteinander gekoppelt. Auch eine drehelastische Verbindung zwischen zwei Bauteilen wird als fest oder drehfest verstanden. Insbesondere kann eine drehfeste Verbindung auch Gelenke beinhalten, z.B. um eine Lenkbewegung oder eine Einfederung eines Rades zu ermöglichen.
Unter den Begriffen „wirkverbunden“ und „antriebswirksam verbunden“ ist eine nicht schaltbare Verbindung zwischen zwei Bauteilen zu verstehen, welche zu einer permanenten Übertragung einer Antriebsleistung, insbesondere einer Drehzahl und/oder eines Drehmoments, vorgesehen ist. Die Verbindung kann dabei sowohl direkt oder über eine Festübersetzung erfolgen. Die Verbindung kann beispielsweise über eine feste Welle, eine Verzahnung, insbesondere eine Stirnradverzahnung, und/oder ein Umschlingungsmittel erfolgen.
Unter dem Begriff „zumindest mittelbar“ ist zu verstehen, dass zwei Bauteile über mindestens ein weiteres Bauteil, das zwischen den beiden Bauteilen angeordnet ist, miteinander (wirk-)verbunden sind oder direkt und somit unmittelbar miteinander verbunden sind. Mithin können zwischen Wellen oder Zahnrädern noch weitere Bauteile angeordnet sein, die mit der Welle bzw. dem Zahnrad wirkverbunden sind.
Es können zwischen der ersten Antriebswelle des ersten Teilgetriebes und der Antriebseinheit weitere zwischengeschaltete Komponenten angeordnet sein, beispielsweise ausgebildet als Planetengetriebe, Stirnradgetriebe, Kettentrieb, Riementrieb, Winkeltrieb, Gelenkwelle, Torsionsdämpfer, Mehrganggetriebe oder dergleichen. Ebenso können zwischen der jeweiligen Abtriebswelle des zweiten bzw. dritten Teilgetriebes und dem damit wirkverbundenen Rad weitere zwischengeschaltete Komponenten angeordnet sein, wie beispielsweise Gelenkwellen, Übersetzungsgetriebe, Feder- und Dämpfelemente oder dergleichen.
Ein erfindungsgemäßer Antriebsstrang für ein Fahrzeug gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung umfasst ein Getriebe gemäß den vorherigen Ausführungen sowie eine mit dem Getriebe wirkverbundene Antriebseinheit. Die Antriebseinheit ist nach einem Ausführungsbeispiel eine elektrische Maschine, wobei die erste Antriebswelle des Getriebes ein Rotor der elektrischen Maschine ist oder mit dem Rotor oder einer Rotorwelle der elektrischen Maschine drehfest verbunden bzw. gekoppelt ist. In diesem Sinn ist die erste Antriebswelle zumindest mittelbar mit einer als elektrische Maschine ausgebildeten Antriebseinheit antriebswirksam verbunden. Der Rotor ist gegenüber einem gehäusefesten Stator der elektrischen Maschine drehbar gelagert. Der Stator kann ortsfest am ersten Gehäuse angeordnet sein. Die elektrische Maschine ist vorzugsweise mit einem Akkumulator verbunden, der die elektrische Maschine mit elektrischer Energie versorgt. Ferner ist die elektrische Maschine bevorzugt von einer Leistungselektronik steuer- bzw. regelbar.
Die Antriebseinheit kann alternativ auch ein Verbrennungsmotor sein, wobei die erste Antriebswelle in diesem Fall beispielsweise eine Kurbelwelle ist, mit der Kurbelwelle drehfest verbunden bzw. gekoppelt oder mit einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors antriebswirksam verbunden ist. In diesem Sinn ist die erste Antriebswelle bevorzugt zumindest mittelbar über ein Winkelgetriebe mit einer als Verbrennungsmotor ausgebildeten Antriebseinheit antriebswirksam verbunden. Mit anderen Worten ist der Verbrennungsmotor nicht im ersten Gehäuse integriert. Beispielsweise wird über eine Welle, insbesondere ein Kardanwelle, eine Antriebsleistung des Verbrennungsmotors auf die erste Antriebswelle übertragen. Wenn die Kurbelwelle des Verbrennungsmotors in Fahrzeuglängsrichtung angeordnet ist, ist es sinnvoll die Antriebsleistung über ein Winkelgetriebe in die quer zur Fahrzeuglängsrichtung angeordnete erste Antriebswelle zu übertragen. Das Winkelgetriebe weist beispielsweise ein Kegelrad und ein Tellerrad auf.
Der Antriebsstrang gemäß der vorher beschriebenen Art ist in einem Fahrzeug einsetzbar. Bei dem Fahrzeug handelt es sich vorzugsweise um ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Automobil (z.B. ein Personenkraftfahrwagen mit einem Gewicht von weniger als 3,5 t), Bus oder Lastkraftwagen (Bus und Lastkraftwagen z. B. mit einem Gewicht von über 3,5 t). Das Fahrzeug umfasst wenigstens zwei Achsen, wobei eine der Achsen eine mittels des Antriebsstrangs antreibbare Antriebsachse bildet. An dieser Antriebsachse ist der erfindungsgemäße Antriebsstrang wirksam angeordnet, wobei der Antriebsstrang eine Antriebsleistung der Antriebseinheit über das erfindungsgemäße Getriebe auf die Räder dieser Achse überträgt. Es ist auch denkbar für jede Achse einen solchen Antriebsstrang vorzusehen. Der Antriebsstrang ist bevorzugt in Front-Quer-Bauweise verbaut, sodass die Antriebswellen sowie die Abtriebswellen im Wesentlichen quer zur Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtet sind.
Die obigen Definitionen sowie Ausführungen zu technischen Effekten, Vorteilen und vorteilhaften Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Getriebes gelten sinngemäß ebenfalls für den erfindungsgemäßen Antriebsstrang, und umgekehrt.
Im Folgenden werden vier Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigt

1 eine stark schematische Ansicht eines Fahrzeugs mit einem erfindungsgemäßen Antriebsstrang und einem erfindungsgemäßen Getriebe, und
2 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Getriebes des Antriebsstranges nach 1 gemäß einer ersten Ausführungsform,
3 eine schematische Darstellung eines ersten Teilgetriebes des erfindungsgemäßen Getriebes nach 2,
4 eine schematische Darstellung des ersten Teilgetriebes des erfindungsgemä-ßen Getriebes nach einer zweiten Ausführungsform,
5 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Getriebes des Antriebsstranges gemäß einer dritten Ausführungsform,
6 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Getriebes des Antriebsstranges gemäß einer vierten Ausführungsform, und
7 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Getriebes des Antriebsstranges gemäß einer fünften Ausführungsform.

Gemäß 1 ist ein stark vereinfachtes Fahrzeug 1 dargestellt, wobei das Fahrzeug 1 zwei Achsen aufweist, nämlich eine - hier gezeigte - erste Achse A sowie eine - hier verdeckte - zweite Achse. Die Achse A ist lediglich in 1 gezeigt. An der ersten Achse A ist ein erfindungsgemäßer Antriebsstrang 2 antriebswirksam angeordnet. Die erste Achse A kann sowohl Frontachse als auch Heckachse des Fahrzeugs 1 sein und bildet, wie nachfolgend beschrieben, eine angetriebene Achse des Fahrzeugs 1.
Der Antriebsstrang 2 gemäß einer ersten Ausführungsform umfasst nach 3 eine als elektrische Maschine ausgeführte Antriebseinheit 37, die mit einem Getriebe 3 wirkverbunden ist, wobei der Aufbau und die Anordnung des Antriebsstranges 2 am Fahrzeug 1, insbesondere des Getriebes 3, in den nachfolgenden Figuren näher erläutert wird. In 2 und 5 bis 7 wird zur Vereinfachung auf einer Darstellung der Antriebseinheit 37 verzichtet. Jedenfalls erfolgt die Einleitung der Antriebsleistung der Antriebseinheit 37 über eine erste Antriebswelle 11. Die elektrische Maschine wird durch einen - hier nicht gezeigten - Akkumulator mit elektrischer Energie versorgt, welcher wirksam mit einem gehäusefesten Stator S verbunden ist. Ferner ist die elektrische Maschine mit einer - hier nicht gezeigten - Leistungselektronik zur Steuerung und Regelung verbunden. Durch Bestromung des Stators S wird ein drehbar dazu angeordneter Rotor R, welcher als Antriebswelle wiederum drehfest mit der ersten Antriebswelle 11 verbunden ist, in eine Drehbewegung relativ zum Stator S versetzt. Die erste Antriebswelle 11 kann alternativ auch mit einer separaten Rotorwelle des Rotors R drehfest verbunden bzw. damit gekoppelt sein. Die Antriebsleistung der Antriebseinheit 37 wird über die erste Antriebswelle 11 in ein in einem ersten Gehäuse 22 angeordnetes erstes Teilgetriebe 4 des Getriebes 3 geleitet und dort von einem Umlaufrädergetriebe 7 gewandelt und zumindest mittelbar auf eine erste Abtriebswelle 16 und eine zweite Abtriebswelle 17 aufgeteilt. Die Antriebseinheit 37, umfassend den Stator S sowie den Rotor R, sind koaxial zum Umlaufrädergetriebe angeordnet. Die Abtriebswellen 16, 17 sind koaxial zueinander angeordnet und erstrecken sich ausgehend vom Umlaufrädergetriebe 7 in entgegengesetzte Richtungen hin zu den Rädern 20, 21 des Fahrzeugs 1. Vorliegend erstreckt sich die erste Abtriebswelle 16 nach rechts und die zweite Abtriebswelle 17 nach links. Das Antriebsdrehmoment der Antriebseinheit 37 wird zwischen der ersten Antriebswelle 11 des ersten Teilgetriebes 4 und dem ersten Gehäuse 22 des ersten Teilgetriebes 4 eingekoppelt.
In einer alternativen Ausgestaltung nach 4 ist die Antriebseinheit 37 als Verbrennungsmotor ausgebildet. Die Antriebseinheit 37 ist in 4 nicht gezeigt, sie kann an der jeweils zweiten Achse des Fahrzeugs 1 angeordnet sein. In diesem Fall wird die Antriebsleistung der Antriebseinheit 37 über eine Kardanwelle 42, die im Wesentlichen senkrecht zur ersten Antriebswelle 11 angeordnet ist, sowie ein Winkelgetriebe 40 auf die erste Antriebswelle 11 des ersten Teilgetriebes 4 übertragen. Aus Platzgründen erweist sich jedoch die Ausbildung der Antriebseinheit 37 als elektrische Maschine als besonders geeignet.
Das Umlaufrädergetriebe 7 weist, wie in 3 und 4 deutlich zu sehen ist, einen einzigen Planetenradsatz 8 mit mehreren Radsatzelementen auf. Vorliegend sind am ersten Planetenradsatz 8 das erste Radsatzelement ein erstes Sonnenrad 25a, das zweite Radsatzelement ein erster Planetenträger 26a und das dritte Radsatzelement ein erstes Hohlrad 27a, wobei am ersten Planetenträger 26a mehrere erste Planetenräder 28a drehbar angeordnet sind, die mit dem ersten Sonnenrad 25a und dem ersten Hohlrad 26a in Zahneingriff stehen. Das Umlaufrädergetriebe 7 ist vorliegend also als Minus-Planetenradsatz ausgebildet. Eine erste Übersetzung des Getriebes 3 wird bereits mittels des Umlaufrädergetriebes 7 realisiert. Damit können im Leistungsfluss nachgelagerte Getriebeteile, insbesondere ein zweites und/oder drittes Teilgetriebe 5, 6, kleiner bzw. kompakter gestaltet werden.
Das erste Sonnenrad 25a ist drehfest mit einer ersten Antriebswelle 11 verbunden, der erste Planetenträger 26a ist drehfest mit der ersten Abtriebswelle 16 verbunden und das erste Hohlrad 27a ist drehfest mit der zweiten Abtriebswelle 17 verbunden. Mittels des ersten Planetenradsatzes 8 ist ein erstes Abtriebsmoment auf die erste Abtriebswelle 16 und ein dem ersten Abtriebsmoment entsprechendes zweites Abtriebsmoment zumindest mittelbar auf die zweite Abtriebswelle 17 übertragbar. Mit anderen Worten wird ein Antriebsdrehmoment mittels des Umlaufrädergetriebes 7 auf zwei Abtriebsdrehmomente aufgeteilt, wobei die Summe aller Drehmomente im ersten Teilgetriebe 4 „null“ ergibt.
In 2 und 5 bis 7 sind unterschiedliche Ausgestaltungformen des Getriebes 3 gezeigt. Das jeweilige Getriebe 3 ist ein Differentialgetriebe, wobei mittels des Umlaufrädergetriebes 7 eine Drehmomentwandlung sowie ein Drehmomentverteilung auf ein mit dem ersten Teilgetriebe 4 wirkverbundenen zweiten und dritten Teilgetriebe 5, 6 erfolgt. Das erste Teilgetriebe 4 ist etwa mittig am Fahrzeug 1 angeordnet, wobei das in einem zweiten Gehäuse 23 angeordnete zweite Teilgetriebe 5 am links gezeigten ersten Rad 20 und das in einem dritten Gehäuse 24 angeordnete dritte Teilgetriebe 6 am rechts gezeigten zweiten Rad 21 jeweils radnah angeordnet sind. Dies optimiert insbesondere die Bodenfreiheit des Fahrzeugs 1.
Das jeweilige in 2 und 5 bis 7 gezeigte zweite Teilgetriebe 5 weist eine zweite Antriebswelle 12 und eine dritte Abtriebswelle 18 auf. Die zweite Abtriebswelle 17 des ersten Teilgetriebes 4 ist über eine zweite Koppelwelle 15 mit der zweiten Antriebswelle 12 des zweiten Teilgetriebes 5 drehfest verbunden. Die zweite Koppelwelle 15 ist als Gelenkwelle zwischen zwei Gelenken 29 angeordnet und erstreckt sich zwischen dem ersten und zweiten Gehäuse 22, 23 sowie zwischen der zweiten Abtriebswelle 17 und der zweiten Antriebswelle 12. Die dritte Abtriebswelle 18 ist - in hier nicht näher gezeigten Weise - zumindest mittelbar drehfest mit dem ersten Rad 20 des Fahrzeugs 1 verbunden. Die Gelenke 29 sind lediglich in 1 mit Bezugszeichen versehen.
Das jeweilige in 2 und 5 bis 7 gezeigte dritte Teilgetriebe 6 weist eine dritte Antriebswelle 13 und eine vierte Abtriebswelle 19 auf. Die erste Abtriebswelle 16 des ersten Teilgetriebes 4 ist über eine erste Koppelwelle 14 mit der dritten Antriebswelle 13 des dritten Teilgetriebes 6 drehfest verbunden. Die erste Koppelwelle 14 ist ebenfalls als Gelenkwelle zwischen zwei Gelenken 29 angeordnet und erstreckt sich zwischen dem ersten und dritten Gehäuse 22, 24 sowie zwischen der ersten Abtriebswelle 16 und der dritten Antriebswelle 13. Die vierte Abtriebswelle 19 ist - in hier nicht näher gezeigten Weise - zumindest mittelbar drehfest mit dem zweiten Rad 21 des Fahrzeugs 1 verbunden. Über die Gelenke 29 und die Koppelwellen 14, 15 werden eventuelle Schiefstellungen der damit verbundenen Wellen ausgeglichen. Die Gehäuse 22, 23, 24 sind in allen Ausführungsbeispielen ortsfest an einem Fahrwerk 41 des Fahrzeugs 1 befestigt. Eine Verdrehung der Gehäuse 22, 23, 24 relativ zum Fahrwerk 41 ist nicht möglich, wohingegen eine Relativbewegung im Rahmen der Federung des Fahrwerks möglich ist.
In den vorliegenden Beispielen ist das zweite Teilgetriebe 5 zur Realisierung einer Drehrichtungsumkehr zwischen der zweiten Antriebswelle 12 und der dritten Abtriebswelle 18 ausgebildet, wobei das dritte Teilgetriebe 6 keine Drehrichtungsumkehr zwischen der dritten Antriebswelle 13 und der vierten Abtriebswelle 19 bewirkt. Damit werden funktionsbedingte gegenläufige Drehrichtungen der Abtriebswellen 16, 17 des Umlaufrädergetriebes 7 des ersten Teilgetriebes 4 ausgeglichen. Die Drehrichtungen der jeweiligen Wellen sind in 2 sowie 5 bis 7 durch die geschwungenen Pfeile im Bereich der Koppelwellen 14, 15 sowie an den Rädern 20, 21 gezeigt.
Nach 2 ist das zweite Teilgetriebe 5 ein erster Stirnradtrieb 43, umfassend ein drehfest mit der zweiten Antriebswelle 12 des zweiten Teilgetriebes 5 verbundenes erstes Zahnrad 31, sowie ein damit in Zahneingriff stehendes zweites Zahnrad 32, das drehfest mit der dritten Abtriebswelle 18 des zweiten Teilgetriebes 5 verbunden ist. Das auf der gegenüberliegenden Seite des ersten Teilgetriebes 4 angeordnete dritte Teilgetriebe 6 ist vorliegend ein als Zahnriementrieb ausgebildeter erster Zugmitteltrieb 44, umfassend ein drehfest mit der dritten Antriebswelle 13 des dritten Teilgetriebes 6 verbundenes erstes Zugmittelrad 35, das über ein als Riemen ausgebildetes Zugmittel 30 antriebswirksam mit einem zweiten Zugmittelrad 36 verbunden ist, das drehfest mit der vierten Abtriebswelle 19 des dritten Teilgetriebes 6 verbunden ist. Damit lässt sich ein Getriebe 3 mit einer größeren Bodenfreiheit für das Fahrzeug 1 realisieren. Das Zugmittel 30 ist durch eine gestrichelte Linie angedeutet.
Nach 5 ist das zweite Teilgetriebe 5 identisch zum Ausführungsbeispiel nach 2 ausgeführt. Gemäß 5 ist das dritte Teilgetriebe 6 ist ein zweiter Stirnradtrieb 45, umfassend ein zumindest mittelbar drehfest mit der dritten Antriebswelle 13 des dritten Teilgetriebes 6 verbundenes drittes Zahnrad 33 mit einer Außenverzahnung, das in Zahneingriff mit einem als Hohlrad ausgebildeten vierten Zahnrad 34 mit einer Innenverzahnung steht, das drehfest mit der vierten Abtriebswelle 19 des dritten Teilgetriebes 6 verbunden ist. Damit lässt sich ein Getriebe 3 mit einer größeren Bodenfreiheit für das Fahrzeug 1 realisieren.
Nach 6 ist das zweite Teilgetriebe 5 ein erstes Planetengetriebe 38 mit einem zweiten Planetenradsatz 9, wobei am zweiten Planetenradsatz 9 das erste Radsatzelement ein zweites Sonnenrad 25b, das zweite Radsatzelement ein zweiter Planetenträger 26b und das dritte Radsatzelement ein zweites Hohlrad 27b, wobei am zweiten Planetenträger 26b mehrere zweite Planetenräder 28b drehbar angeordnet sind, die mit dem zweiten Sonnenrad 25b und dem zweiten Hohlrad 27b in Zahneingriff stehen. Das zweite Sonnenrad 25b ist drehfest mit der zweiten Antriebswelle 12 des zweiten Teilgetriebes 5 verbunden. Der zweite Planetenträger 26b ist ortsfest angeordnet bzw. stützt sich am zweiten Gehäuse 23 des zweiten Teilgetriebes 5 ab. Das zweite Hohlrad 27b ist drehfest mit der dritten Abtriebswelle 18 des zweiten Teilgetriebes 5 verbunden.
Das dritte Teilgetriebe 6 ist ein zweites Planetengetriebe 39 mit einem dritten Planetenradsatz 10, wobei am dritten Planetenradsatz 10 das erste Radsatzelement ein drittes Sonnenrad 25c, das zweite Radsatzelement ein dritter Planetenträger 26c und das dritte Radsatzelement ein drittes Hohlrad 27c, wobei am dritten Planetenträger 26c mehrere dritte Planetenräder 28c drehbar angeordnet sind, die mit dem dritten Sonnenrad 25c und dem dritten Hohlrad 27c in Zahneingriff stehen. Das dritte Sonnenrad 25c des dritten Planetenradsatzes 10 ist drehfest mit der dritten Antriebswelle 13 des dritten Teilgetriebes 6 verbunden, wobei der dritte Planetenträger 26c drehfest mit der vierten Abtriebswelle 19 des dritten Teilgetriebes 6 verbunden ist. Das dritte Hohlrad 27c ist am dritten Gehäuse 24 ortsfest angeordnet. Derartige Teilgetriebe 5, 6 können besonders kompakt gestaltet werden, sodass der erforderliche Bauraum im Bereich des jeweiligen Rades 20, 21 weiter reduziert wird.
Nach 7 ist das zweite Teilgetriebe 5 identisch zum Ausführungsbeispiel nach 2 ausgeführt. Das dritte Teilgetriebe 6 ist vorliegend ein als Räderkette ausgebildeter dritter Stirnradtrieb 46, umfassend ein drehfest mit der dritten Antriebswelle verbundenes fünftes Zahnrad 47 und ein drehfest mit der vierten Abtriebswelle 19 verbundenes sechstes Zahnrad 48, wobei das fünfte und sechste Zahnrad 47, 48 in Zahneingriff mit einem auf einer Zwischenwelle 50 drehbar gelagerten siebten Zahnrad 49 stehen. Die Zwischenwelle 50 ist gegenüber dem dritten Gehäuse 24 drehbar gelagert. Damit lässt sich ein Getriebe 3 mit einer größeren Bodenfreiheit für das Fahrzeug 1 realisieren.
Alle Ausführungsbeispiele haben den Vorteil gemeinsam, dass an den Gehäusen geringe Gehäusestützmomente anliegen.
Die Abtriebsdrehzahlen der zwei Abtriebswellen 16, 17 des ersten Teilgetriebes 4, insbesondere bei einer Geradeausfahrt des Fahrzeugs 1, unterschiedlich. Mit anderen Worten ist ein Betrag der Drehmomentvektoren an den Abtriebswellen 16, 17 des ersten Teilgetriebes 4 unterschiedlich. Die Drehmomente haben an den Abtriebswellen 16, 17 des ersten Teilgetriebes 4 entgegengesetzte Richtungen.
Es sei explizit darauf hingewiesen, dass die Zuordnung der Radsatzelemente zu den Elementen des jeweiligen Planetenradsatzes 8, 9, 10 beliebig getauscht werden kann. Für den zweiten und dritten Planetenradsatz gilt dabei jedoch, dass mittels eines der beiden Planetenradsatzes eine Drehrichtungsumkehr der Eingangs- und Ausgangswelle realisiert werden soll und bei dem jeweils anderen Planetenradsatz nicht. Anstelle eines Minusplanetenradsatzes kann der erste Planetenradsatz 8 auch als Plusplanetenradsatz ausgebildet sein, indem die Anbindung von Planetenträger und Hohlrad getauscht wird und der Betrag der Standübersetzung um eins erhöht wird. Sinngemäß ist dies auch umgekehrt möglich. Insbesondere das erste und zweite Planetengetriebe 38, 39 können zwei oder mehrere Planetenradsätze aufweisen. Es ist ferner denkbar, zwischen der Antriebseinheit 37 und dem Umlaufrädergetriebe 7 zusätzliche Übersetzungsstufen oder -getriebe anzuordnen, beispielsweise ausgebildet als Planetengetriebe mit einem oder mehreren Planetenradsätzen, um eine Gesamtübersetzung des Antriebs zu erhöhen.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
2: Antriebsstrang
3: Getriebe
4: Erstes Teilgetriebe
5: Zweites Teilgetriebe
6: Drittes Teilgetriebe
7: Umlaufrädergetriebe
8: Erster Planetenradsatz
9: Zweiter Planetenradsatz
10: Dritter Planetenradsatz
11: Erste Antriebswelle
12: Zweite Antriebswelle
13: Dritte Antriebswelle
14: Erste Koppelwelle
15: Zweite Koppelwelle
16: Erste Abtriebswelle
17: Zweite Abtriebswelle
18: Dritte Abtriebswelle
19: Vierte Abtriebswelle
20: Erstes Rad des Fahrzeugs
21: Zweites Rad des Fahrzeugs
22: Erstes Gehäuse
23: Zweites Gehäuse
24: Drittes Gehäuse
25a: Erstes Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes
25b: Zweites Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes
25c: Drittes Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes
26a: Erster Planetenträger des ersten Planetenradsatzes
26b: Zweiter Planetenträger des zweiten Planetenradsatzes
26c: Dritter Planetenträger des dritten Planetenradsatzes
27a: Erstes Hohlrad des ersten Planetenradsatzes
27b: Zweites Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes
27c: Drittes Hohlrad des dritten Planetenradsatzes
28a: Erstes Planetenrad des ersten Planetenradsatzes
28b: Zweites Planetenrad des zweiten Planetenradsatzes
28c: Drittes Planetenrad des dritten Planetenradsatzes
29: Gelenk
30: Zugmittel
31: Erstes Zahnrad
32: Zweites Zahnrad
33: Drittes Zahnrad
34: Viertes Zahnrad
35: Erstes Zugmittelrad
36: Zweites Zugmittelrad
37: Antriebseinheit
38: Erstes Planetengetriebe
39: Zweites Planetengetriebe
40: Winkelgetriebe
41: Fahrwerk
42: Kardanwelle
43: Erster Stirnradtrieb
44: Zugmitteltrieb
45: Zweiter Stirnradtrieb
46: Dritter Stirnradtrieb
47: Fünftes Zahnrad
48: Sechstes Zahnrad
49: Siebtes Zahnrad
50: Zwischenwelle
A: Achse
R: Rotor
S: Stator

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102013215877 B4 [0002]

Claims

Getriebe (3) für einen Antriebsstrang (2) eines Fahrzeugs (1), umfassend - ein in einem ersten Gehäuse (22) angeordnetes erstes Teilgetriebe (4), aufweisend ein Umlaufrädergetriebe (7) mit wenigstens einem ersten Planetenradsatz (8) mit mehreren Radsatzelementen, wobei ein erstes Radsatzelement des wenigstens ersten Planetenradsatzes (8) drehfest mit einer ersten Antriebswelle (11), ein zweites Radsatzelement des wenigstens ersten Planetenradsatzes (8) drehfest mit einer ersten Abtriebswelle (16) und ein drittes Radsatzelement des wenigstens ersten Planetenradsatzes (8) drehfest mit einer zweiten Abtriebswelle (17) verbunden sind, wobei mittels des wenigstens ersten Planetenradsatzes (8) ein erstes Abtriebsmoment zumindest mittelbar auf die erste Abtriebswelle (16) und ein dem ersten Abtriebsmoment entsprechendes zweites Abtriebsmoment zumindest mittelbar auf die zweite Abtriebswelle (17) übertragbar ist; - ein in einem zweiten Gehäuse (23) angeordnetes zweites Teilgetriebe (5), aufweisend eine zweite Antriebswelle (12) und eine dritte Abtriebswelle (18), wobei die zweite Antriebswelle (12) zumindest mittelbar drehfest mit der zweiten Abtriebswelle (17) des ersten Teilgetriebes (4) verbunden ist, und wobei die dritte Abtriebswelle (18) dazu eingerichtet ist, zumindest mittelbar mit einem ersten Rad (20) des Fahrzeugs (1) drehfest verbunden zu sein; - ein in einem dritten Gehäuse (24) angeordnetes drittes Teilgetriebe (6), aufweisend eine dritte Antriebswelle (13) und eine vierte Abtriebswelle (19), wobei die dritte Antriebswelle (13) zumindest mittelbar drehfest mit der ersten Abtriebswelle (16) des ersten Teilgetriebes (4) verbunden ist, und wobei die vierte Abtriebswelle (19) dazu eingerichtet ist, zumindest mittelbar mit einem zweiten Rad (21) des Fahrzeugs (1) drehfest verbunden zu sein; wobei über die erste Antriebswelle (11) eine Antriebsleistung in das Getriebe (3) einleitbar ist, und wobei die Gehäuse (22, 23, 24) ortsfest angeordnet sind.
Getriebe (3) nach Anspruch 1, wobei die erste Abtriebswelle (16) des ersten Teilgetriebes (4) über eine erste Koppelwelle (14) mit der dritten Antriebswelle (13) des dritten Teilgetriebes (6) drehfest verbunden ist, wobei sich die erste Koppelwelle (14) zwischen dem ersten und dritten Gehäuse (22, 24) erstreckt.
Getriebe (3) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die zweite Abtriebswelle (17) des ersten Teilgetriebes (4) über eine zweite Koppelwelle (15) mit der zweiten Antriebswelle (12) des zweiten Teilgetriebes (5) drehfest verbunden ist, wobei sich die zweite Koppelwelle (15) zwischen dem ersten und zweiten Gehäuse (22, 23) erstreckt.
Getriebe (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Antriebswelle (11) dazu eingerichtet ist, zur Einleitung eines Drehmoments in das Getriebe (3) mit einer Antriebseinheit (37), insbesondere einer elektrischen Maschine oder einem Verbrennungsmotor, antriebswirksam verbunden zu sein.
Getriebe (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Planetenradsatz (8) als Minus-Planetenradsatz ausgebildet ist.
Getriebe (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zweite Teilgetriebe (5) eine Drehrichtungsumkehr bezogen auf eine Drehrichtung der zweiten Abtriebswelle (17) bewirkt und das dritte Teilgetriebe (6) keine Drehrichtungsumkehr bezogen auf eine Drehrichtung der ersten Abtriebswelle (16) bewirkt, oder umgekehrt.
Getriebe (3) nach Anspruch 6, wobei das zweite Teilgetriebe (5) ein erster Stirnradtrieb ist, umfassend ein drehfest mit der zweiten Antriebswelle (12) verbundenes erstes Zahnrad (31), das in Zahneingriff mit einem zweiten Zahnrad (32) steht, das drehfest mit der dritten Abtriebswelle (18) verbunden ist.
Getriebe (3) nach Anspruch 6, wobei das zweite Teilgetriebe (5) ein erstes Planetengetriebe (38) mit einem zweiten Planetenradsatz (9) ist, wobei ein erstes Radsatzelement des zweiten Planetenradsatzes (9) drehfest mit der zweiten Antriebswelle (12) verbunden ist, wobei ein zweites Radsatzelement des zweiten Planetenradsatzes (9) am zweiten Gehäuse (23) ortsfest angeordnet ist und wobei ein drittes Radsatzelement des zweiten Planetenradsatzes (9) drehfest mit der dritten Abtriebswelle (18) verbunden ist.
Getriebe (3) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei das dritte Teilgetriebe (6) ein erster Zugmitteltrieb ist, umfassend ein drehfest mit der dritten Antriebswelle (13) verbundenes erstes Zugmittelrad (35), das über ein Zugmittel (30) antriebswirksam mit einem zweiten Zugmittelrad (36) verbunden ist, das drehfest mit der vierten Abtriebswelle (19) verbunden ist.
Getriebe (3) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei das dritte Teilgetriebe (6) ein zweiter Stirnradtrieb ist, umfassend ein zumindest mittelbar drehfest mit der dritten Antriebswelle (13) verbundenes drittes Zahnrad (33) mit einer Außenverzahnung, das in Zahneingriff mit einem vierten Zahnrad (34) mit einer Innenverzahnung steht, das drehfest mit der vierten Abtriebswelle (19) verbunden ist.
Getriebe (3) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei das dritte Teilgetriebe (6) ein zweites Planetengetriebe (39) mit einem dritten Planetenradsatz (10) ist, wobei ein erstes Radsatzelement des dritten Planetenradsatzes (10) zumindest mittelbar drehfest mit der dritten Antriebswelle (13) verbunden ist, wobei ein zweites Radsatzelement des dritten Planetenradsatzes (10) drehfest mit der vierten Abtriebswelle (19) verbunden ist und wobei ein drittes Radsatzelement des dritten Planetenradsatzes (10) am dritten Gehäuse (24) ortsfest angeordnet ist.
Getriebe (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Radsatzelement des jeweiligen Planetenradsatzes (8, 9, 10) ein Sonnenrad, das zweite Radsatzelement des jeweiligen Planetenradsatzes (8, 9, 10) ein Planetenträger und das dritte Radsatzelement des jeweiligen Planetenradsatzes (8, 9, 10) ein Hohlrad sind.
Antriebsstrang (2) für ein Fahrzeug (1), umfassend ein Getriebe (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche sowie eine mit dem Getriebe (3) wirkverbundene Antriebseinheit (37).
Antriebsstrang (2) nach Anspruch 13, wobei die erste Antriebswelle (11) zumindest mittelbar über ein Winkelgetriebe (40) mit einer als Verbrennungsmotor ausgebildeten Antriebseinheit (37) antriebswirksam verbunden ist.
Antriebsstrang (2) nach Anspruch 13, wobei die erste Antriebswelle (11) zumindest mittelbar mit einer als elektrische Maschine ausgebildeten Antriebseinheit (37) antriebswirksam verbunden ist.