DE102022202914A1 - Gearbox for a drive device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Getriebe (4) für eine Antriebsvorrichtung (2) eines zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugs (1), umfassend eine Getriebeeingangswelle (6) mit einem ersten Zahnrad (Z1), eine Zwischenwelle (5) mit einem zweiten Zahnrad (Z2) und einem axial benachbart dazu angeordneten dritten Zahnrad (Z3), sowie eine Differentialeingangswelle (8) eines Differentials (7) mit einem vierten Zahnrad (Z4), wobei das erste und zweite Zahnrad (Z1, Z2) eine erste Übersetzungsstufe (9) und das dritte und vierte Zahnrad (Z3, Z4) eine zweite Übersetzungsstufe (10) bilden, wobei die Getriebeeingangswelle (6) oder die Zwischenwelle (5) oder die Differentialeingangswelle (8) axialfest gelagert und die jeweils anderen beiden Wellen (5, 6, 8) schwimmend gelagert sind, wobei zwischen den Zahnrädern (Z1, Z2) der ersten Übersetzungsstufe (9) ein erster Druckkamm (DK1) und ein zweiter Druckkamm (DK2) wirksam ausgebildet sind, wobei zwischen den Zahnrädern (Z3, Z4) der zweiten Übersetzungsstufe (10) ein dritter Druckkamm (DK3) und ein vierter Druckkamm (DK4) wirksam ausgebildet sind.The invention relates to a transmission (4) for a drive device (2) of an at least partially electrically driven vehicle (1), comprising a transmission input shaft (6) with a first gear (Z1), an intermediate shaft (5) with a second gear (Z2) and a third gear (Z3) arranged axially adjacent thereto, and a differential input shaft (8) of a differential (7) with a fourth gear (Z4), the first and second gears (Z1, Z2) having a first gear ratio (9) and that The third and fourth gears (Z3, Z4) form a second gear ratio (10), the transmission input shaft (6) or the intermediate shaft (5) or the differential input shaft (8) being mounted in an axially fixed manner and the other two shafts (5, 6, 8) are floatingly mounted, with a first pressure comb (DK1) and a second pressure comb (DK2) being effectively formed between the gears (Z1, Z2) of the first gear ratio stage (9), with between the gears (Z3, Z4) of the second gear ratio stage (10 ) a third pressure comb (DK3) and a fourth pressure comb (DK4) are designed to be effective.
Description
Die Erfindung betrifft ein Getriebe für eine Antriebsvorrichtung für ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Fahrzeug. Ferner betrifft die Erfindung eine Antriebsvorrichtung mit einem solchen Getriebe sowie ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Fahrzeug mit einer derartigen Antriebsvorrichtung.The invention relates to a transmission for a drive device for an at least partially electrically driven vehicle. The invention further relates to a drive device with such a transmission and to an at least partially electrically driven vehicle with such a drive device.
Aus dem Stand der Technik sind elektrische Achsantriebe mit einer einteiligen Rotorwelle, die einteilig mit der Getriebeeingangswelle ausgebildet sein kann, und einer einteiligen Zwischenwelle bekannt, wobei die Zwischenwelle mit einem Differential wirkverbunden ist, welches die Antriebsleistung auf zwei Abtriebswellen aufteilt. Die Zwischenwelle ist im Leistungsfluss zwischen der Rotorwelle und dem Differential achsparallel angeordnet, wobei die Antriebsleistung einer elektrischen Maschine über die Rotorwelle, die Zwischenwelle und das Differential auf die jeweilige Abtriebswelle überträgt. Die einteilige Rotorwelle ist über ein erstes, zweites und drittes Lagerelement statisch überbestimmt gelagert. Das zweite Lagerelement, das axial zwischen dem Ritzel und der elektrischen Maschine angeordnet ist, ist dabei ein Festlager, das montagbedingt einen vergleichsweise großen Durchmesser aufweist, insbesondere größer als das Ritzel. Das erste und dritte Lagerelement bekannter Achsantriebe sind Loslager mit angefedertem Außenring. Die ebenfalls einteilige Zwischenwelle ist über ein viertes und fünftes Lagerelement gelagert, die jeweils angestellte Schrägkugellager sind. Das Differential teilt die Antriebsleistung auf zwei Abtriebswellen auf, wobei jede der Abtriebswellen mit einer vorgespannten Kegelrollenlagerung gegenüber einem Gehäuse gelagert ist.Electric axle drives with a one-piece rotor shaft, which can be formed in one piece with the transmission input shaft, and a one-piece intermediate shaft are known from the prior art, the intermediate shaft being operatively connected to a differential, which divides the drive power between two output shafts. The intermediate shaft is arranged axially parallel in the power flow between the rotor shaft and the differential, with the drive power of an electric machine being transmitted to the respective output shaft via the rotor shaft, the intermediate shaft and the differential. The one-piece rotor shaft is statically overdeterminedly mounted via a first, second and third bearing element. The second bearing element, which is arranged axially between the pinion and the electrical machine, is a fixed bearing which, due to assembly, has a comparatively large diameter, in particular larger than the pinion. The first and third bearing elements of known axle drives are floating bearings with a spring-loaded outer ring. The intermediate shaft, which is also one-piece, is mounted on a fourth and fifth bearing element, each of which is an angular contact ball bearing. The differential divides the drive power between two output shafts, with each of the output shafts being mounted with a preloaded tapered roller bearing relative to a housing.
Aus der
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein effizientes, leises und bauraumsparendes Getriebe für eine Antriebsvorrichtung vorzuschlagen. Insbesondere sollen Verluste reduziert werden. Diese Aufgabe wird mit einem Getriebe gemäß dem unabhängigen Ansprüchen 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den davon abhängigen Unteransprüchen.The object of the present invention is to propose an efficient, quiet and space-saving transmission for a drive device. In particular, losses should be reduced. This task is achieved with a transmission according to independent claims 1. Advantageous refinements result from the dependent claims.
Ein erfindungsgemäßes Getriebe für eine Antriebsvorrichtung eines zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugs umfasst eine Getriebeeingangswelle mit einem ersten Zahnrad, eine Zwischenwelle mit einem zweiten Zahnrad und einem axial benachbart dazu angeordneten dritten Zahnrad, sowie eine Differentialeingangswelle eines Differentials mit einem vierten Zahnrad, wobei das erste und zweite Zahnrad eine erste Übersetzungsstufe und das dritte und vierte Zahnrad eine zweite Übersetzungsstufe bilden, wobei die Getriebeeingangswelle oder die Zwischenwelle oder die Differentialeingangswelle axialfest gelagert und die jeweils anderen beiden Wellen schwimmend gelagert sind, wobei zwischen den Zahnrädern der ersten Übersetzungsstufe ein erster Druckkamm und ein zweiter Druckkamm wirksam ausgebildet sind, wobei der erste Druckkamm eine erste Druckscheibe umfasst, die drehfest an einem der Zahnräder der ersten Übersetzungsstufe angeordnet und daran axial abgestützt ist, wobei die erste Druckscheibe eine erste Gegenlauffläche aufweist, die dazu ausgebildet ist, im Zug- oder Schubbetrieb des Getriebes mit einer am jeweils anderen der beiden Zahnräder der ersten Übersetzungsstufe ausgebildeten zweiten Gegenlauffläche zur Aufnahme von Verzahnungsaxialkräften in Kontakt zu treten, wobei zwischen den Zahnrädern der zweiten Übersetzungsstufe ein dritter Druckkamm und ein vierter Druckkamm wirksam ausgebildet sind, wobei der dritte Druckkamm eine zweite Druckscheibe umfasst, die drehfest an einem der Zahnräder der zweiten Übersetzungsstufe angeordnet und daran axial abgestützt ist, wobei die zweite Druckscheibe eine dritte Gegenlauffläche aufweist, die dazu ausgebildet ist, im Zug- oder Schubbetrieb des Getriebes mit einer am jeweils anderen der beiden Zahnräder der zweiten Übersetzungsstufe ausgebildeten vierten Gegenlauffläche zur Aufnahme von Verzahnungsaxialkräften in Kontakt zu treten.A transmission according to the invention for a drive device of an at least partially electrically driven vehicle comprises a transmission input shaft with a first gear, an intermediate shaft with a second gear and a third gear arranged axially adjacent thereto, and a differential input shaft of a differential with a fourth gear, the first and second Gear forms a first gear ratio and the third and fourth gears form a second gear ratio, the transmission input shaft or the intermediate shaft or the differential input shaft being mounted in an axially fixed manner and the other two shafts being mounted in a floating manner, with a first pressure comb and a second pressure comb between the gears of the first gear ratio are effectively designed, wherein the first pressure comb comprises a first pressure disk which is arranged in a rotationally fixed manner on one of the gears of the first transmission stage and is axially supported thereon, wherein the first pressure disk has a first counter surface which is designed to be in traction or thrust operation of the transmission to come into contact with a second counter-surface formed on the other of the two gears of the first transmission stage for absorbing gearing axial forces, a third pressure comb and a fourth pressure comb being effectively formed between the gears of the second transmission stage, the third pressure comb comprising a second pressure disk, which is arranged in a rotationally fixed manner on one of the gears of the second gear ratio and is axially supported thereon, the second pressure disk having a third counter-surface which is designed to, in the pulling or pushing operation of the transmission, with a fourth one formed on the other of the two gears of the second gear ratio Counter surface to come into contact to absorb gear axial forces.
Die Getriebeeingangswelle ist dazu eingerichtet, zumindest mittelbar drehfest mit einer Rotorwelle einer elektrischen Maschine verbunden zu sein. Die Getriebeeingangswelle ist insbesondere dazu ausgebildet, axial gegen die Rotorwelle verschieblich und angefedert damit gekoppelt zu sein. Alternativ kann die Getriebeeingangswelle über eine gelenkige Wellenkopplung mit der Rotorwelle verbunden sein. Die Rotorwelle und die Getriebeeingangswelle sind koaxial zueinander sowie achsparallel zu den Abtriebswellen des Getriebes, der Zwischenwelle und der Differentialeingangswelle angeordnet.The transmission input shaft is designed to be at least indirectly connected in a rotationally fixed manner to a rotor shaft of an electric machine. The transmission input shaft is designed in particular to be axially displaceable against the rotor shaft and coupled to it in a spring-loaded manner. Alternatively, the transmission input shaft can be connected to the rotor shaft via an articulated shaft coupling. The rotor shaft and the transmission input shaft are arranged coaxially to one another and axially parallel to the output shafts of the transmission, the intermediate shaft and the differential input shaft.
Über die Differentialeingangswelle wird die aus der elektrischen Maschine stammende Antriebsleistung in das Differential eingeleitet. Die Differentialeingangswelle ist bevorzugt eine Welle des Differentials, das drehfest mit dem vierten Zahnrad verbunden ist. Die Differentialeingangswelle kann als Differentialkorb des Differentials ausgebildet sein, der die miteinander wechselwirkenden Differentialelemente aufnimmt. Die Abtriebswellen sind dazu ausgebildet, die vom Differential aufgeteilte Antriebsleistung auf damit antriebswirksam verbundene Räder zum Antrieb des Fahrzeugs zu übertragen. Die Abtriebswellen sind bevorzugt radial innerhalb der Differentialeingangswelle angeordnet sowie axial durch die Differentialeingangswelle hindurchgeführt.The drive power from the electric machine is introduced into the differential via the differential input shaft. The differential input shaft is preferably a shaft of the differential which is connected in a rotationally fixed manner to the fourth gear. The differential input shaft can be designed as a differential basket of the differential, which contains the interacting differentials absorbs profitable elements. The output shafts are designed to transmit the drive power divided by the differential to wheels that are effectively connected to drive the vehicle. The output shafts are preferably arranged radially within the differential input shaft and passed axially through the differential input shaft.
Unter einer achsparallelen Anordnung der Wellen ist eine im Wesentlichen parallele Anordnung der Längsachsen der Wellen zu verstehen, bei der auch eine geringfügige Abweichung einer exakt parallelen Anordnung der Bauteile der Antriebsvorrichtung bzw. der Achsen der Wellen zueinander noch eine achsparallele Anordnung ist und somit unter den Schutzbereich der Erfindung fällt. Mit anderen Worten können beispielsweise die Rotorwelle und die Getriebeeingangswelle oder die Zwischenwelle und die Differentialeingangswelle auch geringfügig geneigt zueinander angeordnet sein.An axially parallel arrangement of the shafts is to be understood as meaning a substantially parallel arrangement of the longitudinal axes of the shafts, in which even a slight deviation from an exactly parallel arrangement of the components of the drive device or the axes of the shafts to one another is still an axially parallel arrangement and therefore falls within the protected area the invention falls. In other words, for example, the rotor shaft and the transmission input shaft or the intermediate shaft and the differential input shaft can also be arranged slightly inclined to one another.
Die Rotorwelle der elektrischen Maschine dient in einem Rotor- bzw. Zugbetrieb als Ausgangswelle. Die Rotorwelle ist zumindest mittelbar drehfest mit der Getriebeeingangswelle verbunden, wobei an der Getriebeeingangswelle das erste Zahnrad drehfest angeordnet ist. Die Getriebeeingangswelle ist somit als Ritzelwelle zu verstehen. The rotor shaft of the electric machine serves as an output shaft in rotor or traction operation. The rotor shaft is at least indirectly connected in a rotationally fixed manner to the transmission input shaft, with the first gear being arranged in a rotationally fixed manner on the transmission input shaft. The transmission input shaft is therefore to be understood as a pinion shaft.
Im Zugbetrieb der elektrischen Maschine wird beispielsweise von einem Energiespeicher, insbesondere einer Batterie, elektrische Energie in die elektrische Maschine gespeist, die in Folge der Bestromung eine Rotation des Rotors bzw. der Rotorwelle bewirkt, wobei die Antriebsleistung zum Drehantrieb des ersten Zahnrades vorgesehen ist. Die Abtriebswellen der Antriebsvorrichtung fungieren jeweils als Ausgangswelle des Differentials und sind mit der Differentialeingangswelle antriebswirksam verbunden. Das Differential ist beispielsweise als Kegelraddifferential oder dergleichen ausgebildet.When the electric machine is in traction, for example, electrical energy is fed into the electric machine from an energy storage device, in particular a battery, which, as a result of the current supply, causes the rotor or the rotor shaft to rotate, the drive power being provided for the rotational drive of the first gear. The output shafts of the drive device each function as the output shaft of the differential and are connected to the differential input shaft in a driving manner. The differential is designed, for example, as a bevel gear differential or the like.
In einem Generatorbetrieb der elektrischen Maschine bzw. im Schubbetrieb des Getriebes fungiert die jeweilige Abtriebswelle des Getriebes zumindest mittelbar als Eingangswelle der Antriebsvorrichtung bzw. des Getriebes, wohingegen die Getriebeeingangswelle dementsprechend als Ausgangswelle des Getriebes betrieben wird. Die Rotorwelle dient im Schubbetrieb als Eingangswelle der elektrischen Maschine. Eine Antriebsleistung des Fahrzeugs wird über das Getriebe in die elektrische Maschine geleitet, sodass mit der elektrischen Maschine elektrische Energie erzeugt und in eine Batterie zur Speicherung eingespeist werden kann. Im Generatorbetrieb wird die Antriebsleistung beispielsweise aus einem oder mehreren sich drehenden Rädern des Fahrzeugs über das Getriebe in die elektrische Maschine eingeleitet.In generator operation of the electric machine or in overrun mode of the transmission, the respective output shaft of the transmission functions at least indirectly as an input shaft of the drive device or of the transmission, whereas the transmission input shaft is operated accordingly as an output shaft of the transmission. The rotor shaft serves as the input shaft of the electrical machine in overrun mode. The vehicle's drive power is fed into the electric machine via the transmission, so that electrical energy can be generated with the electric machine and fed into a battery for storage. In generator operation, the drive power is introduced, for example, from one or more rotating wheels of the vehicle via the transmission into the electric machine.
Unter dem Begriff „zumindest mittelbar“ ist zu verstehen, dass zwei Bauteile über mindestens ein weiteres Bauteil, das zwischen den beiden Bauteilen angeordnet ist, miteinander 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.The term “at least indirectly” means that two components are connected to one another via at least one further component that is arranged between the two components or are directly and therefore directly connected to one another. Therefore, further components can be arranged between shafts or gears, which are operatively connected to the shaft or gear.
Als „Wirkverbindung“ oder „antriebswirksame Verbindung“ wird eine Verbindung zwischen zwei Drehmoment führenden Teilen verstanden, die es erlaubt, zwischen diesen Teilen ein Drehmoment bzw. eine Leistung zu übertragen. Insbesondere sind beide Teile entsprechend drehbar gelagert. Als antriebswirksame Verbindungen sind sowohl solche zu verstehen, die keine Übersetzung oder Zwischenbauteile aufweisen, als auch solche, die eine Übersetzung oder Zwischenbauteile aufweisen. Beispielsweise können zwischen zwei Wellen oder zwei Zahnrädern weitere Wellen und/oder Zahnräder antriebswirksam angeordnet sein.An “active connection” or “drive-effective connection” is understood to be a connection between two torque-carrying parts that allows torque or power to be transmitted between these parts. In particular, both parts are mounted so that they can rotate accordingly. Connections that have a driving effect include those that do not have a gear ratio or intermediate components, as well as those that have a gear ratio or intermediate components. For example, further shafts and/or gears can be arranged to have a driving effect between two shafts or two gears.
Unter einer Verbindung ist zu verstehen, dass die zwei miteinander zu verbindenden Elemente dauerhaft drehfest miteinander verbunden sind. Sie können alternativ, aber bedarfsweise, drehfest miteinander verbunden sein. Unter einer drehfesten Verbindung wird vorliegend verstanden, dass die so verbundenen Elemente mit einer zueinander proportionalen Drehzahl drehen. Eine drehfeste Verbindung im Sinne dieser Erfindung ist nicht schaltbar.A connection means that the two elements to be connected are permanently connected to one another in a rotationally fixed manner. Alternatively, but if necessary, they can be connected to one another in a rotationally fixed manner. In the present case, a non-rotatable connection means that the elements connected in this way rotate at a speed that is proportional to one another. A non-rotatable connection in the sense of this invention cannot be switched.
Unter einer Welle, sei es eine Rotorwelle, eine Abtriebswelle, eine Getriebeeingangswelle, eine Zwischenwelle oder dergleichen, ist im Sinne der Erfindung ein rotierbares Bauteil der Antriebsvorrichtung zum Übertragen von Drehmomenten zu verstehen, über welches je zugehörige Komponenten der Antriebsvorrichtung drehfest miteinander verbunden sind.For the purposes of the invention, a shaft, be it a rotor shaft, an output shaft, a transmission input shaft, an intermediate shaft or the like, is to be understood as meaning a rotatable component of the drive device for transmitting torque, via which associated components of the drive device are connected to one another in a rotationally fixed manner.
Die Rotorwelle ist über ein Festlager an einem Gehäuse der elektrischen Maschine gelagert. Durch die zweiteilige Ausführung ist die Getriebeeingangs- und Rotorwellenkombination statisch bestimmt gelagert. Dadurch können die Lagerelemente der Getriebeeingangswelle mit kleinerem und hinsichtlich der Lebensdauer optimalem Durchmesser ausgebildet werden, wobei die Montage wegen den erst nachträglich miteinander gekoppelten Wellen bzw. wegen der geteilten Eingangswelle nicht über die Verzahnung des ersten Zahnrades erfolgen muss.The rotor shaft is mounted on a housing of the electrical machine via a fixed bearing. Thanks to the two-part design, the gearbox input and rotor shaft combination is statically supported. As a result, the bearing elements of the transmission input shaft can be designed with a smaller diameter that is optimal in terms of service life, whereby the assembly does not have to be carried out via the teeth of the first gear because of the shafts that are only subsequently coupled to one another or because of the split input shaft.
An den Zahnrädern des Getriebes sind Druckkämme zur Aufnahme von Verzahnungsaxialkräften angeordnet. Die Druckkämme sind dazu vorgesehen, die axialen Verzahnungskräfte direkt am Zahneingriff aufzunehmen, sodass sie nicht über die Wellen und die Festlager in die Gehäusewandungen eingeleitet werden müssen. Dadurch können schwimmende Lagerungen für zwei der drei Elemente aus der Gruppe Getriebeeingangswelle, Zwischenwelle und Differentialeingangswelle realisiert werden und die Lagerelemente, welche die Wellen lagern, können schlanker, insbesondere kleiner, gestaltet werden. Dadurch können wiederum Verluste des Getriebes gesenkt werden. Nach einem ersten Ausführungsbeispiel ist die Differentialeingangswelle über ein Festlager axialfest gelagert, wobei die Getriebeeingangswelle und die Zwischenwelle schwimmend gelagert sind. Nach einem zweiten Ausführungsbeispiel ist die Getriebeeingangswelle über ein Festlager axialfest gelagert, wobei die Differentialeingangswelle und die Zwischenwelle schwimmend gelagert sind. Nach einem dritten Ausführungsbeispiel ist die Zwischenwelle über ein Festlager axialfest gelagert, wobei die Differentialeingangswelle und die Getriebeeingangswelle schwimmend gelagert sind.Pressure combs are arranged on the gears of the transmission to absorb gear axial forces. The pressure combs are intended to absorb the axial gearing forces directly at the tooth mesh so that they do not over the shafts and the fixed bearings must be inserted into the housing walls. As a result, floating bearings can be realized for two of the three elements from the group of transmission input shaft, intermediate shaft and differential input shaft and the bearing elements that support the shafts can be made slimmer, in particular smaller. This in turn can reduce transmission losses. According to a first exemplary embodiment, the differential input shaft is mounted in an axially fixed manner via a fixed bearing, with the transmission input shaft and the intermediate shaft being mounted in a floating manner. According to a second exemplary embodiment, the transmission input shaft is mounted in an axially fixed manner via a fixed bearing, with the differential input shaft and the intermediate shaft being mounted in a floating manner. According to a third exemplary embodiment, the intermediate shaft is mounted in an axially fixed manner via a fixed bearing, with the differential input shaft and the transmission input shaft being mounted in a floating manner.
Die Verzahnungsaxialkräfte resultieren aus dem magnetischen Feld der elektrischen Maschine, wobei alle Verzahnungsaxialkräfte im Zug- und Schubbetrieb direkt an den Zahnkränzen des Ritzels und der Zahnräder durch die Druckkämme aufgenommen werden. Mithin werden durch die Druckkämme Axialkräfte aufgefangen und akustische Anregungen aus den Verzahnungen direkt in das Gehäuse eingeleitet. Durch das hier vorgeschlagene Getriebe kann ein Antrieb sehr effizient und leise gestaltet werden.The gear axial forces result from the magnetic field of the electric machine, with all gear axial forces in pulling and pushing operation being absorbed directly on the gear rims of the pinion and the gears by the pressure combs. The pressure combs therefore absorb axial forces and introduce acoustic stimuli from the teeth directly into the housing. The transmission proposed here allows a drive to be designed very efficiently and quietly.
Die jeweilige Übersetzungsstufe ist bevorzugt als Stirnradpaar mit schrägverzahnten Zahnrädern ausgebildet, wobei das zweite Zahnrad der ersten Übersetzungsstufe und das dritte Zahnrad der zweiten Übersetzungsstufe axial benachbart, insbesondere axial beabstandet zueinander, auf der Zwischenwelle drehfest angeordnet sind. Die erste Übersetzungsstufe bildet ein erstes schrägverzahntes Stirnradpaar. Die zweite Übersetzungsstufe bildet ein zweites schrägverzahntes Stirnradpaar.The respective transmission stage is preferably designed as a pair of spur gears with helical gears, the second gear of the first transmission stage and the third gear of the second transmission stage being arranged axially adjacent, in particular axially spaced from one another, on the intermediate shaft in a rotationally fixed manner. The first transmission stage forms a first pair of helical spur gears. The second transmission stage forms a second pair of helical spur gears.
Indem einerseits eine einfach herstellbare Druckscheibe mit einer daran angeformten Gegenlauffläche und andererseits eine am jeweiligen Zahnrad angeformte Gegenlauffläche ausgebildet sind, kann der Zusatzaufwand zur Herstellung der Druckkämme minimiert werden, denn die Druckkämme werden mit Ausnahme der Druckscheiben integral an bereits vorhandenen Elementen des Getriebes gefertigt. Mit einem derartig ausgebildeten Getriebe kann die Effizienz des Getriebes gesteigert werden. Insbesondere kann ein geräuscharmer Achsantrieb erfolgen. Dadurch kann bei gleicher Batteriekapazität die Reichweite eines wenigstens teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugs erhöht werden.By forming, on the one hand, an easy-to-produce pressure washer with a counter-running surface molded onto it and, on the other hand, a counter-running surface formed on the respective gear, the additional effort for producing the pressure combs can be minimized, because the pressure combs, with the exception of the pressure washers, are manufactured integrally on existing elements of the transmission. With a gear designed in this way, the efficiency of the gear can be increased. In particular, a low-noise axle drive can be achieved. This allows the range of an at least partially electrically powered vehicle to be increased with the same battery capacity.
Die erste Druckscheibe mit der ersten Gegenlauffläche kann am ersten Zahnrad, das drehfest an der Getriebeeingangswelle angeordnet ist, drehfest angeordnet und daran axial abgestützt sein, wobei entsprechend die zweite Gegenlauffläche am zweiten Zahnrad angeformt, insbesondere integral daran angeformt, ist. Das erste Zahnrad an der Getriebeeingangswelle ist als Ritzel des Getriebes zu verstehen. Mithin sind der erste Druckkamm am ersten Zahnrad und der zweite Druckkamm am zweiten Zahnrad ausgebildet. Alternativ kann die erste Druckscheibe mit der ersten Gegenlauffläche am zweiten Zahnrad, das drehfest an der Zwischenwelle angeordnet ist, drehfest angeordnet und daran axial abgestützt sein, wobei entsprechend die zweite Gegenlauffläche am ersten Zahnrad angeformt, insbesondere integral daran angeformt, ist. In diesem Fall sind der erste Druckkamm am zweiten Zahnrad und der zweite Druckkamm am ersten Zahnrad ausgebildet. Axialkräfte, die aus der Schrägverzahnung zwischen dem Ritzel bzw. dem ersten Zahnrad und dem zweiten Zahnrad der ersten Übersetzungsstufe resultieren, werden je nach Richtung des Leistungsflusses entweder über den ersten Druckkamm oder den zweiten Druckkamm abgestützt.The first pressure washer with the first counter surface can be arranged in a rotationally fixed manner on the first gear, which is arranged in a rotationally fixed manner on the transmission input shaft, and can be axially supported thereon, the second counter surface correspondingly being formed on the second gear, in particular integrally formed thereon. The first gear on the transmission input shaft is to be understood as the pinion of the transmission. The first pressure comb is therefore formed on the first gear and the second pressure comb on the second gear. Alternatively, the first pressure washer can be arranged in a rotationally fixed manner with the first counter-running surface on the second gear, which is arranged in a rotationally fixed manner on the intermediate shaft, and can be axially supported thereon, the second counter-running surface being correspondingly formed on the first gear, in particular integrally formed thereon. In this case, the first pressure comb is formed on the second gear and the second pressure comb on the first gear. Axial forces that result from the helical gearing between the pinion or the first gear and the second gear of the first transmission stage are supported either via the first pressure comb or the second pressure comb, depending on the direction of the power flow.
Die zweite Druckscheibe mit der dritten Gegenlauffläche kann am dritten Zahnrad, das drehfest an der Zwischenwelle angeordnet ist, drehfest angeordnet und daran axial abgestützt sein, wobei entsprechend die vierte Gegenlauffläche am vierten Zahnrad angeformt, insbesondere integral daran angeformt, ist. Mithin sind der dritte Druckkamm am dritten Zahnrad und der vierte Druckkamm am vierten Zahnrad ausgebildet. Alternativ kann die zweite Druckscheibe mit der dritten Gegenlauffläche am vierten Zahnrad, das drehfest an der Differentialeingangswelle angeordnet ist, drehfest angeordnet und daran axial abgestützt sein, wobei entsprechend die vierte Gegenlauffläche am dritten Zahnrad angeformt, insbesondere integral daran angeformt, ist. In diesem Fall sind der dritte Druckkamm am vierten Zahnrad und der vierte Druckkamm am dritten Zahnrad ausgebildet. Axialkräfte, die aus der Schrägverzahnung zwischen dem dritten Zahnrad und dem vierten Zahnrad der zweiten Übersetzungsstufe resultieren, werden je nach Richtung des Leistungsflusses entweder über den dritten Druckkamm oder den vierten Druckkamm abgestützt.The second pressure washer with the third counter surface can be arranged in a rotationally fixed manner on the third gear, which is arranged in a rotationally fixed manner on the intermediate shaft, and can be axially supported thereon, the fourth counter surface being correspondingly formed on the fourth gear, in particular integrally formed thereon. The third pressure comb is therefore formed on the third gear and the fourth pressure comb on the fourth gear. Alternatively, the second pressure washer can be arranged in a rotationally fixed manner with the third counter surface on the fourth gear, which is arranged in a rotationally fixed manner on the differential input shaft, and can be axially supported thereon, the fourth counter surface being correspondingly formed on the third gear, in particular integrally formed thereon. In this case, the third pressure comb is formed on the fourth gear and the fourth pressure comb is formed on the third gear. Axial forces that result from the helical gearing between the third gear and the fourth gear of the second transmission stage are supported either via the third pressure comb or the fourth pressure comb, depending on the direction of the power flow.
Die jeweilige Druckscheibe ist ein separates Bauteil und bevorzugt ringförmig, insbesondere ringscheibenförmig, ausgebildet. Die jeweilige Druckscheibe ist axial kurzbauend ausgebildet. Die separaten Druckscheiben sind dazu vorgesehen, den Druckpunkt der Druckkämme auf den Radius zu legen, der dem Betriebswälzkreis der Verzahnung des jeweiligen Zahnrades entspricht. Der Vorteil dieser Maßnahme besteht darin, Differenzgeschwindigkeiten in der Kontaktzone des Druckkamms zu vermeiden und damit die bestmögliche Effizienz der Druckkämme zu erzielen.The respective pressure washer is a separate component and is preferably annular, in particular annular disk-shaped. The respective pressure washer is designed to be axially short. The separate pressure washers are intended to place the pressure point of the pressure combs on the radius that corresponds to the operating pitch circle of the teeth of the respective gear. The advantage of this measure is to reduce differential speeds in the contact zone of the pressure comb avoid and thus achieve the best possible efficiency of the printing combs.
Vorzugsweise ist die zweite Gegenlauffläche an einem sich im Wesentlichen radial erstreckenden ersten Aufnahmeabschnitt des jeweiligen Zahnrades der ersten Übersetzungsstufe angeformt ist, wobei auf einer zur zweiten Gegenlauffläche entgegengesetzten Stirnseite des ersten Aufnahmeabschnitts eine fünfte Gegenlauffläche angeformt ist, die dazu ausgebildet ist, zur Bildung des zweiten Druckkammes im Schub- oder Zugbetrieb des Getriebes mit einer sechsten Gegenlauffläche zur Aufnahme von Verzahnungsaxialkräften in Kontakt zu treten, wobei die sechste Gegenlauffläche zumindest mittelbar axial an derjenigen Welle abgestützt ist, an der das jeweilige Zahnrad mit der drehfest daran angeordneten ersten Druckscheibe drehfest angeordnet ist. Mit anderen Worten sind am ersten Aufnahmeabschnitt des jeweiligen Zahnrades der ersten Übersetzungsstufe die zweite Gegenlauffläche sowie die fünfte Gegenlauffläche auf entgegengesetzten Stirnseiten integral angeformt. Der erste Druckkamm ist gebildet durch die erste und zweite Gegenlauffläche. Der zweite Druckkamm ist gebildet durch die fünfte und sechste Gegenlauffläche. Ist die erste Druckscheibe am ersten Zahnrad drehfest angeordnet und axial abgestützt, so ist die sechste Gegenlauffläche zumindest mittelbar an der Getriebeeingangswelle axial abgestützt. Insbesondere ist die sechste Gegenlauffläche an der Getriebeeingangswelle integral ausgeformt. Ist die erste Druckscheibe am zweiten Zahnrad drehfest angeordnet und axial abgestützt, so ist die sechste Gegenlauffläche zumindest mittelbar an der Zwischenwelle axial abgestützt. Der erste Aufnahmeabschnitt ist bevorzugt axial zwischen der ersten Gegenlauffläche an der ersten Druckscheibe und der sechsten Gegenlauffläche angeordnet.Preferably, the second counter surface is formed on a substantially radially extending first receiving section of the respective gear of the first transmission stage, with a fifth counter surface being formed on an end face of the first receiving section opposite the second counter surface, which is designed to form the second pressure chamber in pushing or pulling operation of the transmission, to come into contact with a sixth counter-surface for absorbing gearing axial forces, the sixth counter-surface being supported at least indirectly axially on that shaft on which the respective gear with the first pressure disk arranged thereon in a rotationally fixed manner is arranged in a rotationally fixed manner. In other words, the second counter surface and the fifth counter surface are integrally formed on opposite end faces on the first receiving section of the respective gear of the first transmission stage. The first pressure comb is formed by the first and second counter surfaces. The second pressure comb is formed by the fifth and sixth counter surfaces. If the first pressure washer is arranged in a rotationally fixed manner on the first gear and is axially supported, the sixth counter surface is at least indirectly axially supported on the transmission input shaft. In particular, the sixth counter surface is integrally formed on the transmission input shaft. If the first pressure washer is arranged in a rotationally fixed manner on the second gear and is axially supported, the sixth counter surface is at least indirectly axially supported on the intermediate shaft. The first receiving section is preferably arranged axially between the first counter-surface on the first thrust washer and the sixth counter-surface.
Nach einem Ausführungsbeispiel umfasst das Getriebe ein Parksperrenrad, das drehfest mit dem ersten Zahnrad verbunden ist, wobei die sechste Gegenlauffläche zur Bildung des ersten Druckkammes am Parksperrenrad angeformt ist. Mit anderen Worten ist das Parksperrenrad zusammen mit dem ersten Zahnrad auf der Getriebeeingangswelle drehfest angeordnet. Das Parksperrenrad ist insbesondere auf der Getriebeeingangswelle aufgepresst. Im Zug oder Schubbetrieb stützt sich das jeweilige Zahnrad mit dem Aufnahmeabschnitt axial am Parksperrenrad zur Übertragung der Verzahnungsaxialkräfte ab. Denkbar ist auch, das Parksperrenrad drehfest an der Zwischenwelle oder an der Differentialeingangswelle anzuordnen. Die Wirkungsweise kann dabei analog zur Getriebeeingangswelle sein.According to one exemplary embodiment, the transmission comprises a parking lock wheel which is connected in a rotationally fixed manner to the first gear, with the sixth counter surface being formed on the parking lock wheel to form the first pressure chamber. In other words, the parking lock wheel is arranged in a rotationally fixed manner together with the first gear on the transmission input shaft. The parking lock wheel is particularly pressed onto the transmission input shaft. When pulling or pushing, the respective gear wheel with the receiving section is supported axially on the parking lock wheel to transmit the toothing axial forces. It is also conceivable to arrange the parking lock wheel in a rotationally fixed manner on the intermediate shaft or on the differential input shaft. The mode of operation can be analogous to the transmission input shaft.
Sofern der erste Druckkamm mit der ersten und zweiten Gegenlauffläche in einem Zugbetrieb Verzahnungsaxialkräfte überträgt, ist der zweite Druckkamm mit der fünften und sechsten Gegenlauffläche dazu vorgesehen, in einem Schubbetrieb Verzahnungsaxialkräfte zu übertragen, oder umgekehrt.If the first pressure comb with the first and second counter-running surfaces transmits gearing axial forces in a pulling operation, the second pressure comb with the fifth and sixth counter-running surfaces is intended to transmit gearing axial forces in a pushing operation, or vice versa.
Bevorzugt ist die vierte Gegenlauffläche an einem sich im Wesentlichen radial erstreckenden zweiten Aufnahmeabschnitt des jeweiligen Zahnrades der zweiten Übersetzungsstufe angeformt, wobei auf einer zur vierten Gegenlauffläche entgegengesetzten Stirnseite des zweiten Aufnahmeabschnitts eine siebte Gegenlauffläche angeformt ist, die dazu ausgebildet ist, zur Bildung des vierten Druckkammes im Schub- oder Zugbetrieb des Getriebes mit einer achten Gegenlauffläche zur Aufnahme von Verzahnungsaxialkräften in Kontakt zu treten, wobei die achte Gegenlauffläche zumindest mittelbar axial an derjenigen Welle abgestützt ist, an der das jeweilige Zahnrad mit der drehfest daran angeordneten zweiten Druckscheibe drehfest angeordnet ist. Mit anderen Worten sind am zweiten Aufnahmeabschnitt des jeweiligen Zahnrades der zweiten Übersetzungsstufe die vierte Gegenlauffläche sowie die siebte Gegenlauffläche auf entgegengesetzten Stirnseiten integral angeformt. Der dritte Druckkamm ist gebildet durch die dritte und vierte Gegenlauffläche. Der vierte Druckkamm ist gebildet durch die siebte und achte Gegenlauffläche. Ist die zweite Druckscheibe am dritten Zahnrad drehfest angeordnet und axial abgestützt, so ist die achte Gegenlauffläche zumindest mittelbar an der Zwischenwelle axial abgestützt. Ist die zweite Druckscheibe am vierten Zahnrad drehfest angeordnet und axial abgestützt, so ist die achte Gegenlauffläche zumindest mittelbar an der Differentialeingangswelle axial abgestützt. Der zweite Aufnahmeabschnitt ist bevorzugt axial zwischen der dritten Gegenlauffläche an der zweiten Druckscheibe und der achten Gegenlauffläche angeordnet. Die achte Gegenlauffläche kann an einem Abschnitt der Zwischenwelle angeformt sein. Alternativ kann die achte Gegenlauffläche an dem zweiten Zahnrad integral angeformt sein, sodass das vierte Zahnrad mit dem zweiten Aufnahmeabschnitt zur Übertragung von Verzahnungsaxialkräften im Schub- oder Zugbetrieb des Getriebes axial am zweiten Zahnrad zur Anlage kommen kann.The fourth counter surface is preferably formed on a substantially radially extending second receiving section of the respective gear of the second transmission stage, with a seventh counter surface being formed on an end face of the second receiving section opposite the fourth counter surface, which is designed to form the fourth pressure chamber Push or pull operation of the transmission to come into contact with an eighth counter surface for absorbing gearing axial forces, the eighth counter surface being supported at least indirectly axially on the shaft on which the respective gear with the second pressure disk arranged thereon in a rotationally fixed manner is arranged in a rotationally fixed manner. In other words, the fourth counter surface and the seventh counter surface are integrally formed on opposite end faces on the second receiving section of the respective gear of the second transmission stage. The third pressure comb is formed by the third and fourth counter surfaces. The fourth pressure comb is formed by the seventh and eighth counter surfaces. If the second pressure washer is arranged in a rotationally fixed manner on the third gear and is axially supported, the eighth counter surface is at least indirectly axially supported on the intermediate shaft. If the second pressure washer is arranged in a rotationally fixed manner on the fourth gear and is axially supported, the eighth counter surface is at least indirectly axially supported on the differential input shaft. The second receiving section is preferably arranged axially between the third counter-surface on the second thrust washer and the eighth counter-surface. The eighth counter surface can be formed on a section of the intermediate shaft. Alternatively, the eighth counter surface can be integrally formed on the second gear, so that the fourth gear with the second receiving section can come into axial contact with the second gear for transmitting gear axial forces in push or pull operation of the transmission.
Die Gegenlaufflächen des jeweiligen Druckkammes fungieren jeweils als Kontaktfläche, wobei je zwei Gegenlaufflächen ein Gegenlaufflächenpaar des jeweiligen Druckkammes bilden, wobei die Gegenlaufflächen des jeweiligen Gegenlaufflächenpaares je nach Betriebszustand des Getriebes in Berührungskontakt miteinander treten. Als Betriebszustand ist jeweils der Zugbetrieb und der Schubbetrieb des Getriebes zu verstehen.The counter-running surfaces of the respective pressure comb each function as a contact surface, with two counter-running surfaces forming a pair of counter-running surfaces of the respective pressure comb, with the counter-running surfaces of the respective counter-running surface pair coming into contact with one another depending on the operating state of the transmission. The operating state is to be understood as the traction operation and the overrun operation of the transmission.
In Abhängigkeit der Anordnung und Ausbildung des ersten und zweiten Druckkammes kann der dritte Druckkamm mit der dritten und vierten Gegenlauffläche dazu ausgebildet sein, ebenfalls im Zugbetrieb Verzahnungsaxialkräfte zu übertragen, wobei der vierte Druckkamm mit der siebten und achten Gegenlauffläche dazu ausgebildet sein kann, im Schubbetrieb Verzahnungsaxialkräfte zu übertragen, oder umgekehrt. Jedenfalls übertragen jeweils einer der Druckkämme zwischen der Getriebeeingangswelle und der Zwischenwelle sowie einer der Druckkämme zwischen der Zwischenwelle und der Differentialeingangswelle im Zugbetrieb Verzahnungsaxialkräfte, wobei im Schubbetrieb des Getriebes der jeweils andere Druckkamm zwischen der Getriebeeingangswelle und der Zwischenwelle sowie der jeweils andere Druckkamm zwischen der Zwischenwelle und der Differentialeingangswelle Verzahnungsaxialkräfte übertragen. Mit anderen Worten weist das Getriebe zwei Zugruckkämme und zwei Schubdruckkämme auf.Depending on the arrangement and design of the first and second pressure chambers the third pressure comb with the third and fourth counter-running surfaces can be designed to also transmit toothing axial forces in pulling operation, wherein the fourth pressure comb with the seventh and eighth counter-running surfaces can be designed to transmit toothing axial forces in pushing operation, or vice versa. In any case, one of the pressure combs between the transmission input shaft and the intermediate shaft and one of the pressure combs between the intermediate shaft and the differential input shaft transmit gearing axial forces during traction operation, with the other pressure comb between the transmission input shaft and the intermediate shaft and the other pressure comb between the intermediate shaft and Gear axial forces are transmitted to the differential input shaft. In other words, the transmission has two traction pressure combs and two thrust pressure combs.
Der jeweilige Aufnahmeabschnitt ist am Zahnkranz des jeweiligen Zahnrades angeformt und bevorzugt beabstandet zum Zahnkranz angeordnet, um eine gleichmäßige Herstellung der Verzahnung des jeweiligen Zahnrades zu gewährleisten. Der Abstand ist jedoch möglichst klein gewählt, um axiale Baulänge einzusparen. Die Verzahnung der Zahnräder kann beispielsweise mittels eines sogenannten Scudding-Verfahrens oder mittels Leistungshonen hergestellt werden.The respective receiving section is formed on the gear rim of the respective gear and is preferably arranged at a distance from the gear rim in order to ensure a uniform production of the teeth of the respective gear. However, the distance is chosen to be as small as possible in order to save axial length. The toothing of the gears can be produced, for example, using a so-called scudding process or using power honing.
Vorzugsweise ist die erste Druckscheibe in einer umlaufenden ersten Nut am Außenumfang des jeweiligen Zahnrades der ersten Übersetzungsstufe angeordnet, das den ersten Aufnahmeabschnitt aufweist, wobei die erste Nut axial zwischen dem ersten Aufnahmeabschnitt und einem Zahnkranz des jeweiligen Zahnrades der ersten Übersetzungsstufe ausgebildet ist. Über die axiale Erstreckung der Nut wird der axiale Abstand zwischen dem ersten Aufnahmeabschnitt und dem Zahnkranz des jeweiligen Zahnrades der ersten Übersetzungsstufe bestimmt. Die erste Nut ist derart ausgebildet, dass sich der erste Aufnahmeabschnitt je nach Betriebszustand axial zwischen der ersten Druckscheibe mit der ersten Gegenlauffläche und der sechsten Gegenlauffläche axial bewegen kann, um entsprechend dem Betriebszustand über die dazugehörige zweite bzw. fünfte Gegenlauffläche Verzahnungsaxialkräfte zu übertragen.Preferably, the first pressure washer is arranged in a circumferential first groove on the outer circumference of the respective gear of the first transmission stage, which has the first receiving section, the first groove being formed axially between the first receiving section and a ring gear of the respective gear of the first transmission stage. The axial distance between the first receiving section and the ring gear of the respective gear of the first transmission stage is determined via the axial extent of the groove. The first groove is designed in such a way that, depending on the operating state, the first receiving section can move axially between the first pressure disk with the first counter-running surface and the sixth counter-running surface in order to transmit gearing axial forces via the associated second or fifth counter-running surface in accordance with the operating state.
Bevorzugt ist die zweite Druckscheibe in einer umlaufenden zweiten Nut am Außenumfang des jeweiligen Zahnrades der zweiten Übersetzungsstufe angeordnet, das den zweiten Aufnahmeabschnitt aufweist, wobei die zweite Nut axial zwischen dem zweiten Aufnahmeabschnitt und einem Zahnkranz des jeweiligen Zahnrades der zweiten Übersetzungsstufe ausgebildet ist. Über die axiale Erstreckung der Nut wird der axiale Abstand zwischen dem zweiten Aufnahmeabschnitt und dem Zahnkranz des jeweiligen Zahnrades der zweiten Übersetzungsstufe bestimmt. Die zweite Nut ist derart ausgebildet, dass sich der zweite Aufnahmeabschnitt je nach Betriebszustand axial zwischen der zweiten Druckscheibe mit der dritten Gegenlauffläche und der achten Gegenlauffläche axial bewegen kann, um entsprechend dem Betriebszustand über die dazugehörige vierte bzw. siebte Gegenlauffläche Verzahnungsaxialkräfte zu übertragen.The second pressure washer is preferably arranged in a circumferential second groove on the outer circumference of the respective gear of the second transmission stage, which has the second receiving section, the second groove being formed axially between the second receiving section and a ring gear of the respective gear of the second transmission stage. The axial distance between the second receiving section and the ring gear of the respective gear of the second transmission stage is determined via the axial extent of the groove. The second groove is designed in such a way that, depending on the operating state, the second receiving section can move axially between the second pressure disk with the third counter-running surface and the eighth counter-running surface in order to transmit gearing axial forces via the associated fourth or seventh counter-running surface in accordance with the operating state.
Der jeweilige Druckkamm bzw. der jeweilige Aufnahmeabschnitt kann mit vergleichsweise geringem Abstand zur Verzahnungsstirnseite des jeweiligen Zahnrades angearbeitet sein, da die genannten Herstellungsverfahren, also beispielsweise das Hart-Scudding oder das Leistungshonen, keinen oder nur einen sehr geringen Werkzeugauslauf benötigen. Die Herstellungsverfahren können im weichen oder gehärteten Zustand des jeweiligen Zahnrades angewendet werden.The respective pressure comb or the respective receiving section can be machined at a comparatively small distance from the toothing end face of the respective gear, since the manufacturing processes mentioned, for example hard scudding or power honing, require no or only a very small tool run-out. The manufacturing processes can be used in the soft or hardened state of the respective gear.
Der erste und dritte Druckkamm bilden jeweils einen Zugdruckkamm, wobei der jeweilige Druckkamm im Zugbetrieb der Antriebsvorrichtung Axialkräfte aufnimmt bzw. überträgt. Der zweite und vierte Druckkamm bilden demgegenüber jeweils einen Schubdruckkamm, wobei der jeweilige Druckkamm im Schubbetrieb der Antriebsvorrichtung Axialkräfte aufnimmt bzw. überträgt. Damit wird ein Zusatzaufwand für effiziente Druckkämme durch integrale Bauweise der Druckkämme minimiert, wobei dies aber nicht zulasten der Effizienz des Druckkamms im Zug- aber auch im Schubbetrieb geht. Der erste und zweite Druckkamm bilden ein erste Druckkammpaar, wobei der dritte und vierte Druckkamm ein zweites Druckkammpaar bilden. Je drei Gegenlaufflächen des jeweiligen Druckkammpaares sind an bereits vorhandenen Zahnrädern der Übersetzungsstufen integral angeformt, wobei nur eine der vier Gegenlaufflächen an der separaten Druckscheibe angeformt ist.The first and third pressure combs each form a tensile pressure comb, with the respective pressure comb absorbing or transmitting axial forces during the tensile operation of the drive device. In contrast, the second and fourth pressure combs each form a thrust pressure comb, with the respective pressure comb absorbing or transmitting axial forces during the thrusting operation of the drive device. This minimizes additional effort for efficient pressure combs through the integral design of the pressure combs, although this does not come at the expense of the efficiency of the pressure comb in pulling or pushing operation. The first and second printing combs form a first pair of printing combs, with the third and fourth printing combs forming a second pair of printing combs. Three counter-running surfaces of the respective pair of pressure combs are integrally formed on existing gears of the transmission stages, with only one of the four counter-running surfaces being formed on the separate pressure disk.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn jeweils eine der beiden Gegenlaufflächen des jeweiligen Druckkammes eine ballige Form aufweist und die jeweils andere der beiden Gegenlaufflächen des gleichen Druckkammes eine konische Form aufweist. Als ballige Form ist eine im Wesentlichen konvexe Form der jeweiligen Gegenlauffläche zu verstehen. Damit wird bei einer Kontaktierung der Gegenlaufflächen die Ausbildung einer Drucklinie vermieden, die sich ungünstig auf die Reibverluste auswirken würde. Vielmehr wird im Betrieb des Getriebes über den Umfang eine Druckellipse erzeugt, wobei die Gegenlaufflächen lediglich in einem Druckpunkt aneinander abwälzen. Damit steigt die Effizienz des Getriebes aufgrund vergleichsweise kleiner Reibflächen. Der Druckpunkt liegt bevorzugt genau auf dem Betriebswälzkreis der miteinander in Eingriff stehenden Verzahnungen. Dadurch wird erreicht, dass nur noch diejenigen Anteile der Druckellipse Gleitreibungsverluste produzieren, die radial vom Druckpunkt entfernt liegen. Mithin werden Gleitreibungsanteile minimiert.It has proven to be advantageous if one of the two counter-surfaces of the respective pressure comb has a spherical shape and the other of the two counter-surfaces of the same pressure comb has a conical shape. A spherical shape is to be understood as meaning a substantially convex shape of the respective mating surface. This avoids the formation of a pressure line when contacting the mating surfaces, which would have an unfavorable effect on the friction losses. Rather, during operation of the transmission, a pressure ellipse is generated over the circumference, with the mating surfaces only rolling against one another at a pressure point. This increases the efficiency of the transmission due to comparatively small friction surfaces. The pressure point is preferably exactly on the operating circle of the meshing gears. This ensures that only those parts of the pressure ellipse produce sliding friction losses that are located radially away from the pressure point. Sliding friction components are therefore minimized.
Vorzugsweise weist das erste Parksperrenrad eine wenigstens teilweise umlaufende erste Rinnenstruktur auf, die angeordnet und ausgebildet ist, den zweiten Druckkamm mit Kühl- und/oder Schmiermittel zu versorgen. Bevorzugt weist die erste Druckscheibe eine wenigstens teilweise umlaufende zweite Rinnenstruktur aufweist, die angeordnet und ausgebildet ist, den ersten Druckkamm mit Kühl- und/oder Schmiermittel zu versorgen. Ferner bevorzugt weist die zweite Druckscheibe eine wenigstens teilweise umlaufende dritte Rinnenstruktur auf, die angeordnet und ausgebildet ist, den dritten Druckkamm mit Kühl- und/oder Schmiermittel zu versorgen. In der jeweiligen Rinnenstruktur sammelt sich im Betrieb des Getriebes durch Fliehkräfte Schmier- und/oder Kühlmittel, das bei einem Überlaufen der Rinnenstruktur während des Betriebs des Getriebes in die Kontaktfläche zwischen den Gegenlaufflächen des jeweiligen Gegenlaufflächenpaares tritt. Dadurch werden Gleitverluste weiter reduziert und eine kontinuierliche Schmierung und/oder Kühlung sichergestellt. Die Rinnenstruktur ist als wenigstens teilweise umlaufende Ausnehmung am jeweiligen Bauteil zu verstehen.Preferably, the first parking lock wheel has an at least partially circumferential first channel structure, which is arranged and designed to supply the second pressure comb with coolant and/or lubricant. Preferably, the first pressure disk has an at least partially circumferential second channel structure, which is arranged and designed to supply the first pressure comb with coolant and/or lubricant. Furthermore, the second pressure disk preferably has an at least partially circumferential third channel structure, which is arranged and designed to supply the third pressure comb with coolant and/or lubricant. During operation of the gearbox, lubricant and/or coolant collects in the respective channel structure due to centrifugal forces, which enters the contact surface between the mating surfaces of the respective pair of mating surfaces when the channel structure overflows during operation of the gearbox. This further reduces sliding losses and ensures continuous lubrication and/or cooling. The channel structure is to be understood as an at least partially circumferential recess on the respective component.
Bevorzugt ist die Getriebeeingangswelle über ein erstes Lagerelement und ein zweites Lagerelement drehbar gelagert, wobei die Zwischenwelle über ein drittes Lagerelement und ein viertes Lagerelement drehbar gelagert ist, wobei die Differentialeingangswelle über ein fünftes Lagerelement und ein sechstes Lagerelement drehbar gelagert ist, wobei eines der Lagerelemente ein axiales Führungslager ist und die jeweils anderen fünf Lagerelemente ein Zylinderrollenlager sind. Die Lagerelemente sind dazu ausgebildet, die jeweilige Welle am Gehäuse abzustützen. Die Lagerelemente können alle im Hauptgehäuse des Getriebes angeordnet sein. Einzelne Lagerelemente können jedoch in Deckelelementen des Gehäuses integriert sein. Ferner ist denkbar, das Hauptgehäuse mehrteilig auszubilden.Preferably, the transmission input shaft is rotatably mounted via a first bearing element and a second bearing element, the intermediate shaft being rotatably mounted via a third bearing element and a fourth bearing element, the differential input shaft being rotatably mounted via a fifth bearing element and a sixth bearing element, one of the bearing elements being a is an axial guide bearing and the other five bearing elements are a cylindrical roller bearing. The bearing elements are designed to support the respective shaft on the housing. The bearing elements can all be arranged in the main housing of the transmission. However, individual bearing elements can be integrated into cover elements of the housing. It is also conceivable to design the main housing in several parts.
Für eine wirksame Funktionsweise des Getriebes ist es ausreichend, wenn eines der sechs Lagerelemente ein axiales Führungslager ist. Nach einem Ausführungsbeispiel ist das fünfte Lagerelement das axiale Führungslager. Der ganze Wellenverbund wird durch das axiale Führungslager bzw. das fünfte Lagerelement als Festlager relativ zum Gehäuse in axialer Position gehalten. Ein axiales Verschieben der jeweiligen schwimmend gelagerten Wellen wird durch die Druckkämme verhindert. In einem Ausführungsbeispiel sind die Zwischenwelle und die Getriebeeingangswelle schwimmend gelagert, wobei die Differentialeingangswelle mittels des fünften Lagerelements axialfest gelagert ist. Auch das erste, zweite, dritte, vierte oder sechste Lagerelement können anstelle des fünften Lagerelements das axialer Führungslager bzw. das Festlager sein, wobei die jeweils anderen fünf Lagerelemente entsprechend das Loslager zur schwimmenden Lagerung bilden. Entsprechend dem als Festlager ausgebildeten Lagerelements ist entweder die Getriebeeingangswelle, die Zwischenwelle oder die Differentialeingangswelle axialfest und die jeweils anderen beiden Wellen schwimmend gelagert.For the transmission to function effectively, it is sufficient if one of the six bearing elements is an axial guide bearing. According to one embodiment, the fifth bearing element is the axial guide bearing. The entire shaft assembly is held in an axial position relative to the housing by the axial guide bearing or the fifth bearing element as a fixed bearing. An axial displacement of the respective floating shafts is prevented by the pressure combs. In one exemplary embodiment, the intermediate shaft and the transmission input shaft are mounted in a floating manner, with the differential input shaft being mounted in an axially fixed manner by means of the fifth bearing element. The first, second, third, fourth or sixth bearing element can also be the axial guide bearing or the fixed bearing instead of the fifth bearing element, with the other five bearing elements correspondingly forming the floating bearing for floating storage. According to the bearing element designed as a fixed bearing, either the transmission input shaft, the intermediate shaft or the differential input shaft is mounted axially fixed and the other two shafts are mounted floating.
Ferner kann ein siebtes Lagerelement vorgesehen sein, das dazu ausgebildet ist, die Rotorwelle gegenüber dem Gehäuse zu lagern. Das siebte Lagerelement kann ebenfalls im Hauptgehäuse oder an einem Deckel integriert sein. Das siebte Lagerelement ist insbesondere als Festlager bzw. axiales Führungslager ausgebildet.Furthermore, a seventh bearing element can be provided, which is designed to support the rotor shaft relative to the housing. The seventh bearing element can also be integrated in the main housing or on a cover. The seventh bearing element is designed in particular as a fixed bearing or axial guide bearing.
Über das axiale Führungslager werden die Differenzialeingangswelle, die Zwischenwelle sowie die Getriebeeingangswelle axial geführt, wobei die Verzahnungsaxialkräfte gleichzeitig über die Druckkämme aufgenommen werden. Die vom Führungslager aufzunehmenden Axialkräfte sind dabei vergleichsweise gering. Anders gesagt übernimmt das Führungslager die axiale Führung der Differenzialeingangswelle, der Zwischenwelle sowie der Getriebeeingangswelle mit Ausnahme der Rotorwelle, die über ein separates Lager, insbesondere ein axiales Führungslager, am Gehäuse gelagert sein kann.The differential input shaft, the intermediate shaft and the transmission input shaft are axially guided via the axial guide bearing, with the gearing axial forces being simultaneously absorbed via the pressure combs. The axial forces to be absorbed by the guide bearing are comparatively low. In other words, the guide bearing takes over the axial guidance of the differential input shaft, the intermediate shaft and the transmission input shaft with the exception of the rotor shaft, which can be mounted on the housing via a separate bearing, in particular an axial guide bearing.
Vorzugsweise ist das jeweilige Festlager bzw. das axiale Führungslager ein Rillenkugellager mit angefedertem Außenring. Die übrigen Lagerelemente können als Zylinderrollenlager ausgebildet sein, die lediglich Radialkräfte übertragen. Jeweils als Rillenkugellager ausgebildete Lagerelemente weisen aus Lebensdauergründen jeweils eine Mindestgröße auf. Die Lagerung der jeweiligen schwimmend gelagerten Welle ist durch die höher tragfähigen Zylinderrollenlager effizienter, da Zylinderrollenlager im Vergleich zu anderen Lagervarianten, beispielsweise Rillenkugellager, bei gleicher Lebensdauer kleiner gestaltet werden können.Preferably, the respective fixed bearing or the axial guide bearing is a deep groove ball bearing with a spring-loaded outer ring. The remaining bearing elements can be designed as cylindrical roller bearings that only transmit radial forces. Bearing elements designed as deep groove ball bearings each have a minimum size for reasons of service life. The storage of the respective floating shaft is more efficient thanks to the higher load-bearing cylindrical roller bearings, since cylindrical roller bearings can be made smaller compared to other bearing variants, such as deep groove ball bearings, with the same service life.
Bevorzugt ist an der jeweiligen Druckscheibe wenigstens ein Zapfen angeformt, der zur Verdrehsicherung in eine Zahnlücke eines der Zahnräder der jeweiligen Übersetzungsstufe eingreift. Es können auch mehrere über den Umfang verteilte Zapfen an einer Stirnseite der jeweiligen Druckscheibe angeordnet sein, um die Verdrehsicherung zu realisieren.Preferably, at least one pin is formed on the respective pressure disk, which engages in a tooth gap of one of the gears of the respective transmission stage to prevent rotation. A plurality of pins distributed over the circumference can also be arranged on one end face of the respective pressure washer in order to provide anti-twist protection.
Gemäß einem weiteren Erfindungsaspekt umfasst eine erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung eine elektrische Maschine mit einer Rotorwelle sowie ein Getriebe gemäß den obigen Ausführungen nach dem ersten Erfindungsaspekt. Vorzugsweise ist die Getriebeeingangswelle zumindest mittelbar drehfest mit einer Rotorwelle einer elektrischen Maschine verbunden. Die Rotorwelle kann mittels eines axialen Führungslagers axial unverschieblich, drehbar gelagert sein. Die Getriebeeingangswelle ist axial gegen die Rotorwelle verschieblich und angefedert damit gekoppelt. Alternativ kann die Getriebeeingangswelle über eine gelenkige Wellenkopplung mit der Rotorwelle der elektrischen Maschine verbunden sein.According to a further aspect of the invention, a drive device according to the invention comprises an electric machine with a rotor shaft and a transmission according to the above statements according to the first aspect of the invention. Preferably, the transmission input shaft is at least indirectly connected in a rotationally fixed manner to a rotor shaft of an electric machine. The rotor shaft can be mounted in an axially immovable, rotatable manner by means of an axial guide bearing. The transmission input shaft is axially displaceable against the rotor shaft and is coupled to it in a spring-loaded manner. Alternatively, the transmission input shaft can be connected to the rotor shaft of the electric machine via an articulated shaft coupling.
Unter dem Begriff „axial gegeneinander verschieblich und angefedert miteinander gekoppelt“ ist zu verstehen, dass die Rotorwelle und die Getriebeeingangswelle über eine solche Kopplung miteinander drehfest verbunden sind, die eine axiale Verschiebung der Rotorwelle gegenüber der Getriebeeingangswelle, und/oder umgekehrt, ermöglicht. Zudem ist die jeweilige axial verschiebliche Welle durch die Kopplung axial gegen die jeweils andere Welle vorgespannt, um je zwei Festlager mit einer axialen Mindestbelastung aus dem lastfreien Zustand anlaufen lassen zu können. Diese Kopplung der Getriebeeingangswelle mit der Rotorwelle zur Eingangswelle muss Verzahnungsaxialkräfte, resultierend aus dem magnetischen Feld der elektrischen Maschine, in beide Richtungen zum ersten Lagerelement, also zum Festlager, sowie Drehmomente übertragen können. Die Differenzialeingangs-, Zwischenwellen-, und Getriebeeingangswellenlagerung können dadurch effizient ausgebildet werden, da es in keinem Betriebszustand der Antriebsvorrichtung axiale Verspannungen in den Lagerelementen gibt.The term “axially displaceable and spring-loaded coupled to one another” means that the rotor shaft and the transmission input shaft are connected to one another in a rotationally fixed manner via such a coupling, which enables an axial displacement of the rotor shaft relative to the transmission input shaft, and/or vice versa. In addition, the respective axially displaceable shaft is axially prestressed against the other shaft by the coupling in order to be able to start two fixed bearings with a minimum axial load from the no-load state. This coupling of the transmission input shaft with the rotor shaft to the input shaft must be able to transmit gearing axial forces, resulting from the magnetic field of the electric machine, in both directions to the first bearing element, i.e. to the fixed bearing, as well as torques. The differential input, intermediate shaft and transmission input shaft bearings can thereby be designed efficiently, since there are no axial tensions in the bearing elements in any operating state of the drive device.
Beispielsweise ist die Kopplung als Zylinder-Kolben-Verbindung mit Federelement ausgebildet, wobei an der Rotorwelle eine Aufnahme angeordnet ist, in der ein an der Getriebeeingangswelle befestigter Kolben zum einen axial geführt und zum anderen zwischen einem zwischen der Rotorwelle und der Getriebeeingangswelle angeordnetes, vorgespanntes Federelement axial vorgespannt ist. Die Zylinder-Kolben-Verbindung mit dem Federelement kann auch umgekehrt angeordnet sein.For example, the coupling is designed as a cylinder-piston connection with a spring element, with a receptacle being arranged on the rotor shaft in which a piston attached to the transmission input shaft is guided axially on the one hand and, on the other hand, between a prestressed spring element arranged between the rotor shaft and the transmission input shaft is axially prestressed. The cylinder-piston connection with the spring element can also be arranged the other way around.
Die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung ist in rein elektrisch angetriebenen Fahrzeugen sowie gleichermaßen in hybridisch angetriebenen Fahrzeugen einsetzbar, die teilweise elektrisch und teilweise mittels eines separaten Verbrennungsmotors antreibbar sind. Vorzugsweise ist die Antriebsvorrichtung quer zur Fahrzeuglängsachse angeordnet, sodass die Rotorwelle, die Zwischenwelle sowie die Differentialeingangswelle und die Abtriebswellen quer zur Fahrzeuglängsachse bzw. parallel zur Fahrzeugquerachse angeordnet sind. Das Fahrzeug kann je nach Ausbildung und Anzahl der angetriebenen Achsen auch zwei oder mehrere derartige Antriebsvorrichtungen umfassen, wobei eine Achse, mehrere Achsen oder alle Achsen des Fahrzeugs mit der jeweiligen erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung ausgestattet und dadurch antreibbar ausgebildet sein können. 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).The drive device according to the invention can be used in purely electrically driven vehicles as well as in hybrid-driven vehicles, which can be driven partly electrically and partly by means of a separate internal combustion engine. The drive device is preferably arranged transversely to the vehicle's longitudinal axis, so that the rotor shaft, the intermediate shaft as well as the differential input shaft and the output shafts are arranged transversely to the vehicle's longitudinal axis or parallel to the vehicle's transverse axis. Depending on the design and number of driven axles, the vehicle can also include two or more such drive devices, whereby one axle, several axles or all axles of the vehicle can be equipped with the respective drive device according to the invention and can therefore be designed to be drivable. The vehicle is preferably a motor vehicle, in particular an automobile (e.g. a passenger car weighing less than 3.5 t), bus or truck (bus and truck e.g. weighing over 3.5 t ).
Ein Fahrzeug umfasst gemäß einem weiteren Erfindungsaspekt wenigstens ein Getriebe gemäß dem ersten Erfindungsaspekt oder wenigstens eine Antriebsvorrichtung gemäß dem zweiten Erfindungsaspekt.According to a further aspect of the invention, a vehicle comprises at least one transmission according to the first aspect of the invention or at least one drive device according to the second aspect of the invention.
Die obigen Definitionen sowie Ausführungen zu technischen Effekten, Vorteilen und vorteilhaften Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Getriebes gelten sinngemäß ebenfalls für die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung sowie für das erfindungsgemäße zumindest teilweise elektrisch angetriebene Fahrzeug.The above definitions and statements on technical effects, advantages and advantageous embodiments of the transmission according to the invention also apply mutatis mutandis to the drive device according to the invention and to the at least partially electrically driven vehicle according to the invention.
Es versteht sich, dass Merkmale der vorstehend bzw. in den Ansprüchen und/oder Figuren beschriebenen Lösungen ggf. auch kombiniert werden können, um die vorliegend erzielbaren Vorteile und Effekte kumuliert umsetzen zu können.It is understood that features of the solutions described above or in the claims and/or figures can also be combined if necessary in order to be able to cumulatively implement the advantages and effects that can be achieved in the present case.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert, wobei gleiche oder ähnliche Elemente mit dem gleichen Bezugszeichen versehen sind. Hierbei zeigt
-
1 eine schematische Draufsicht eines Fahrzeugs mit einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform, -
2 eine stark schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung gemäß1 , -
3 eine schematische Längsschnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Getriebes der Antriebsvorrichtung nach2 , -
4 eine schematische Längsschnittdarstellung einer ersten Übersetzungsstufe des erfindungsgemäßen Getriebes gemäß3 , -
5 eine detaillierte Darstellung eines ersten Druckkammpaares an der ersten Übersetzungsstufe des erfindungsgemäßen Getriebes gemäß4 , -
6 eine schematische Längsschnittdarstellung einer zweiten Übersetzungsstufe des erfindungsgemäßen Getriebes gemäß3 , und -
7 eine detaillierte Darstellung eines zweiten Druckkammpaares an der zweiten Übersetzungsstufe des erfindungsgemäßen Getriebes gemäß6 .
-
1 a schematic top view of a vehicle with a drive device according to the invention according to a preferred embodiment, -
2 a highly schematic view of the drive device according to the invention1 , -
3 a schematic longitudinal sectional representation of a transmission according to the invention of thedrive device 2 , -
4 a schematic longitudinal sectional representation of a first gear ratio of the transmission according to theinvention 3 , -
5 a detailed representation of a first pair of pressure combs on the first gear ratio of the transmission according to theinvention 4 , -
6 a schematic longitudinal sectional representation of a second gear ratio of the transmission according to theinvention 3 , and -
7 a detailed representation of a second pair of pressure combs on the second gear ratio of the transmission according to theinvention 6 .
Die Antriebsvorrichtung 2 umfasst nach
Die elektrische Maschine 3 weist einen Stator 25 mit einem radial innerhalb des Stators 25 angeordneten und drehantreibbaren Rotor 26 auf, wobei der Rotor 26 mit einer Rotorwelle 22 drehfest verbunden ist. Die Rotorwelle 22 ist über eine Kopplung 27 mit einer Getriebeeingangswelle 6 drehfest verbunden und koaxial dazu angeordnet. Die Kopplung ist dazu ausgebildet, die Getriebeeingangswelle 6 und die Rotorwelle 22 axial gegeneinander verschieblich und angefedert miteinander zu koppeln.The
Nach
Das Differential 7 ist vorliegend als Kegelraddifferential ausgebildet und weist eine Differentialeingangswelle 8 auf, die drehfest mit dem vierten Zahnrad Z4 verbunden ist. Die Differentialeingangswelle 8 bildet zusammen mit dem dritten Zahnrad 28 ein Differentialrad des Differentials 7. Über die Differentialeingangswelle 8 wird eine Antriebsleistung aus dem Getriebe 4 in das Differential 7 eingeleitet und auf die Abtriebswellen 23, 24 aufgeteilt. Der Aufbau des Differentials 7 wird nachfolgend nicht näher beschrieben. Es sei lediglich angemerkt, dass die Differentialeingangswelle 8 mit ersten Kegelrädern wirkverbunden ist, die in Zahneingriff mit zweiten Kegelrädern stehen, die jeweils drehfest mit einer dazugehörigen Abtriebswelle 23, 24 verbunden sind.In the present case, the differential 7 is designed as a bevel gear differential and has a
In diesem Ausführungsbeispiel sind die Getriebeeingangswelle 6 und die Zwischenwelle 5 über jeweilige als Zylinderrollenlager ausgebildete Lagerelemente L1 - L4 schwimmend gegenüber einem Gehäuse 28 der Antriebsvorrichtung 2 gelagert. Die Differentialeingangswelle 8 ist demgegenüber axialfest gelagert, und zwar über ein als Rillenkugellager ausgebildetes fünftes Lagerelement L5 sowie ein als Zylinderrollenlager ausgebildetes sechstes Lagerelement L6. Das Rillenkugellager überträgt Radial- und Axialkräfte in das Gehäuse 28. Die Zylinderrollenlager übertragen lediglich Radialkräfte und sind als Loslager zu verstehen. Die Rotorwelle 22 ist nach
Nach
Die zweite Gegenlauffläche G2 ist an einem sich im Wesentlichen radial erstreckenden ersten Aufnahmeabschnitt 13 des zweiten Zahnrades Z2 der ersten Übersetzungsstufe 9 angeformt. Auf einer zur zweiten Gegenlauffläche G2 entgegengesetzten Stirnseite des ersten Aufnahmeabschnitts 13 ist eine fünfte Gegenlauffläche G5 angeformt, die dazu ausgebildet ist, zur Bildung des zweiten Druckkammes DK2 im Schubbetrieb des Getriebes 4 mit einer sechsten Gegenlauffläche G6 zur Aufnahme von Verzahnungsaxialkräften in Kontakt zu treten. Die sechste Gegenlauffläche G6 ist zumindest mittelbar axial an derjenigen Welle 5, 6 abgestützt, an der das jeweilige Zahnrad Z1 mit der drehfest daran angeordneten ersten Druckscheibe 11 drehfest angeordnet ist. Vorliegend ist die sechste Gegenlauffläche G6 zur Bildung des zweiten Druckkammes DK2 am Parksperrenrad P integral angeformt.The second counter surface G2 is formed on a substantially radially extending first receiving
Die erste Druckscheibe 11 ist in einer umlaufenden ersten Nut 15 am Außenumfang des zweiten Zahnrades Z2 der ersten Übersetzungsstufe 9 angeordnet, an dem der erste Aufnahmeabschnitt 13 angeordnet ist. Die erste Nut 15 ist axial zwischen dem ersten Aufnahmeabschnitt 13 und einem ersten Zahnkranz 17 des zweiten Zahnrades Z2 ausgebildet. Mithin ragt die erste Druckscheibe 11 radial in die erste Nut 15 ein.The
Bei einem Wechsel zwischen Zug- und Schubbetrieb kann sich das zweite Zahnrad Z2 in begrenztem Maße zwischen der ersten Druckscheibe 11 und dem Parksperrenrad P axial bewegen. Die axiale Beweglichkeit des zweiten Zahnrades Z2 mit der Zwischenwelle 5 ist unter anderem durch die Breite der ersten Nut 15 vorgegeben. Im Zugbetrieb kommen die erste und zweite Gegenlauffläche G1, G2 zur Verzahnungsaxialkräfteübertragung miteinander in Kontakt, wobei im Schubbetrieb die fünfte und sechste Gegenlauffläche G5, G6 zur Verzahnungsaxialkräfteübertragung miteinander in Kontakt kommen. Umgekehrt kann auch vorgesehen sein, dass die erste und zweite Gegenlauffläche G1, G2 im Schubbetrieb zur Verzahnungsaxialkräfteübertragung miteinander in Kontakt, wobei im Zugbetrieb die fünfte und sechste Gegenlauffläche G5, G6 zur Verzahnungsaxialkräfteübertragung miteinander in Kontakt kommen.When changing between pulling and pushing operation, the second gear Z2 can move axially to a limited extent between the
Vorliegend weist das Parksperrenrad P eine vollumlaufende erste Rinnenstruktur R1 auf, die angeordnet und ausgebildet ist, wenigstens den zweiten Druckkamm DK2 mit Kühl- und/oder Schmiermittel zu versorgen. Ferner weist die erste Druckscheibe 11 eine vollumlaufende zweite Rinnenstruktur R2 auf, die angeordnet und ausgebildet ist, wenigstens den ersten Druckkamm DK1 mit Kühl- und/oder Schmiermittel zu versorgen. Kühl- bzw. Schmiermittel kann so kontinuierlich in die Kontaktfläche der aneinander abwälzenden Gegenlaufflächen G1, G2 bzw. G5, G6 gelangen. An der Getriebeeingangswelle 6 sind entsprechende Führungskanäle 30 vorgesehen, durch die Kühl- bzw. Schmiermittel aufgrund von Fliehkräften zu den entsprechenden Rinnenstrukturen R1, R2 gelangen kann.In the present case, the parking lock wheel P has a fully circumferential first channel structure R1, which is arranged and designed to supply at least the second pressure comb DK2 with coolant and/or lubricant. Furthermore, the
Nach
Die vierte Gegenlauffläche G4 ist an einem sich im Wesentlichen radial erstreckenden zweiten Aufnahmeabschnitt 14 des vierten Zahnrades Z4 der zweiten Übersetzungsstufe 10 angeformt ist. Auf einer zur vierten Gegenlauffläche G4 entgegengesetzten Stirnseite des zweiten Aufnahmeabschnitts 14 ist eine siebte Gegenlauffläche G7 angeformt, die dazu ausgebildet ist, zur Bildung des vierten Druckkammes DK4 im Schubbetrieb des Getriebes 4 mit einer achten Gegenlauffläche G8 zur Aufnahme von Verzahnungsaxialkräften in Kontakt zu treten. Die achte Gegenlauffläche G8 ist zumindest mittelbar axial an derjenigen Welle 5, 8 abgestützt, an der das jeweilige Zahnrad Z3 mit der drehfest daran angeordneten zweiten Druckscheibe 12 drehfest angeordnet ist. Vorliegend ist die achte Gegenlauffläche G8 zur Bildung des vierten Druckkammes DK4 stirnseitig am zweiten Zahnrad Z2 integral angeformt.The fourth counter surface G4 is formed on a substantially radially extending second receiving
Die zweite Druckscheibe 12 ist in einer umlaufenden zweiten Nut 16 am Außenumfang des vierten Zahnrades Z4 der zweiten Übersetzungsstufe 10 angeordnet, an dem der zweite Aufnahmeabschnitt 14 angeordnet ist. Die zweite Nut 16 ist axial zwischen dem zweiten Aufnahmeabschnitt 14 und einem zweiten Zahnkranz 18 des vierten Zahnrades Z4 der zweiten Übersetzungsstufe 10 ausgebildet. Mithin ragt die zweite Druckscheibe 12 radial in die zweite Nut 16 ein.The
Bei einem Wechsel zwischen Zug- und Schubbetrieb kann sich das vierte Zahnrad Z4 in begrenztem Maße zwischen der zweiten Druckscheibe 12 und dem zweiten Zahnrad Z2 axial bewegen. Die axiale Beweglichkeit des vierten Zahnrades Z4 mit der Differentialeingangswelle 8 ist unter anderem durch die Breite der zweiten Nut 16 vorgegeben. Im Zugbetrieb kommen die dritte und vierte Gegenlauffläche G3, G4 zur Verzahnungsaxialkräfteübertragung miteinander in Kontakt, wobei im Schubbetrieb die siebte und achte Gegenlauffläche G7, G8 zur Verzahnungsaxialkräfteübertragung miteinander in Kontakt kommen. Umgekehrt kann auch vorgesehen sein, dass die dritte und vierte Gegenlauffläche G3, G4 im Schubbetrieb zur Verzahnungsaxialkräfteübertragung miteinander in Kontakt, wobei im Zugbetrieb die siebte und achte Gegenlauffläche G7, G8 zur Verzahnungsaxialkräfteübertragung miteinander in Kontakt kommen.When changing between pulling and pushing operation, the fourth gear Z4 can move axially to a limited extent between the
Der erste und dritte Druckkamm DK1, DK3 bilden vorliegend jeweils einen Zugdruckkamm, die im Zugbetrieb der Antriebsvorrichtung 2 Verzahnungsaxialkräfte aufnehmen bzw. übertragen. Der zweite und vierte Druckkamm DK2, DK4 bilden demgegenüber jeweils einen Schubdruckkamm, die im Schubbetrieb der Antriebsvorrichtung 2 Verzahnungsaxialkräfte aufnehmen bzw. übertragen. Die Zuordnung der Druckkämme DK1 - DK4 kann, wie oben erwähnt, je nach Ausgestaltung des Getriebes 4 variieren bzw. beliebig angepasst werden.In the present case, the first and third pressure combs DK1, DK3 each form a tensile pressure comb, which absorb or transmit tooth axial forces during the tensile operation of the
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weisen die erste Gegenlauffläche G1 an der ersten Druckscheibe 11, die sechste Gegenlauffläche G6 am Parksperrenrad P, die dritte Gegenlauffläche G4 an der zweiten Druckscheibe 12 sowie die achte Gegenlauffläche G8 an der zweiten Zahnrad Z2 eine ballige Form auf, wohingegen die jeweils anderen Gegenlaufflächen G2, G3, G5, G7 eine im Wesentlichen konische Form aufweisen. Dies kann jedoch beliebig angepasst werden. Jedenfalls ist je eine Gegenlauffläche eines jeweiligen Gegenlaufflächenpaares G1 mit G2 bzw. G3 mit G4 bzw. G5 mit G6 bzw. G7 mit G8 ballig und die jeweils andere Gegenlauffläche des gleichen Gegenlaufflächenpaares G1 mit G2 bzw. G3 mit G4 bzw. G5 mit G6 bzw. G7 mit G8 konisch ausgebildet. Die Flächen der Gegenlaufflächen G1 - G8 sind derart ausgebildet, dass ein Kontaktpunkt bzw. Druckpunkt zwischen den miteinander in Kontakt stehenden Gegenlaufflächen G1 - G8 exakt auf einem jeweiligen Betriebswälzkreis BK der miteinander in Zahneingriff stehenden Verzahnungen liegt. Die Betriebswälzkreise sind in
Vorliegend weist die zweite Druckscheibe 12 eine vollumlaufende dritte Rinnenstruktur R3 auf, die angeordnet und ausgebildet ist, wenigstens den dritten Druckkamm DK3 mit Kühl- und/oder Schmiermittel zu versorgen. Ferner weist das zweite Zahnrad Z2 im Bereich des vierten Druckkammes DK4 eine vollumlaufende vierte Rinnenstruktur R4 auf, die angeordnet und ausgebildet ist, wenigstens den vierten Druckkamm DK4 mit Kühl- und/oder Schmiermittel zu versorgen. Kühl- bzw. Schmiermittel kann so kontinuierlich in die Kontaktfläche der aneinander abwälzenden Gegenlaufflächen G3, G4 bzw. G7, G8 gelangen. An der Zwischenwelle 5 sind entsprechende Führungskanäle 30 vorgesehen, durch die Kühl- bzw. Schmiermittel mittels Fliehkräften zu den entsprechenden Rinnenstrukturen R3, R4 gelangen kann.In the present case, the
Die Erfindung ist nicht auf die hier gezeigte Ausführungsform beschränkt. Andere Ausführungsformen oder Variationen ergeben sich für den Fachmann bei der Verwendung der vorliegenden Erfindung sowie bei einer genauen Analyse der Zeichnungen, der Beschreibung und der Patentansprüche. Insbesondere kann die Anordnung der jeweiligen Druckscheibe 11, 12 sowie des jeweiligen Aufnahmeabschnitts 13, 14 am jeweiligen Zahnrad Z1 - Z4 vertauscht oder an die Anforderungen des Getriebes 4 angepasst werden.The invention is not limited to the embodiment shown here. Other embodiments or variations will become apparent to those skilled in the art upon use of the present invention and upon careful analysis of the drawings, description and claims. In particular, the arrangement of the
BezugszeichenReference symbols
- 11
- Fahrzeugvehicle
- 22
- AntriebsvorrichtungDrive device
- 33
- Elektrische MaschineElectric machine
- 44
- Getriebetransmission
- 55
- ZwischenwelleIntermediate shaft
- 66
- GetriebeeingangswelleTransmission input shaft
- 77
- Differentialdifferential
- 88th
- DifferentialeingangswelleDifferential input shaft
- 99
- Erste ÜbersetzungsstufeFirst translation stage
- 1010
- Zweite ÜbersetzungsstufeSecond translation stage
- 1111
- Erste DruckscheibeFirst pressure washer
- 1212
- Zweite DruckscheibeSecond pressure washer
- 1313
- Erster AufnahmeabschnittFirst recording section
- 1414
- Zweiter AufnahmeabschnittSecond recording section
- 1515
- Erste NutFirst groove
- 1616
- Zweite NutSecond groove
- 1717
- Erster ZahnkranzFirst sprocket
- 1818
- Zweiter ZahnkranzSecond sprocket
- 1919
- Erste ÜbersetzungsstufeFirst translation stage
- 2020
- Zweite ÜbersetzungsstufeSecond translation stage
- 2121
- ZapfenCones
- 2222
- RotorwelleRotor shaft
- 2323
- Erste AbtriebswelleFirst output shaft
- 2424
- Zweite AbtriebswelleSecond output shaft
- 2525
- Statorstator
- 2626
- Rotorrotor
- 2727
- Kopplungcoupling
- 2828
- GehäuseHousing
- 2929
- Verzahnung des ersten ZahnradesTeeth of the first gear
- 3030
- FührungskanalGuide channel
- 3131
- Erste AchseFirst axis
- 3232
- Zweite AchseSecond axis
- 3333
- Radwheel
- BKBK
- BetriebswälzkreisOperating circulation circuit
- DK1DK1
- Erster DruckkammFirst print comb
- DK2DK2
- Zweiter DruckkammSecond pressure comb
- DK3DK3
- Dritter DruckkammThird pressure comb
- DK4DK4
- Vierter DruckkammFourth pressure comb
- G1G1
- Erste GegenlaufflächeFirst counter surface
- G2G2
- Zweite GegenlaufflächeSecond counter surface
- G3G3
- Dritte GegenlaufflächeThird counter surface
- G4G4
- Vierte GegenlaufflächeFourth counter surface
- G5G5
- Fünfte GegenlaufflächeFifth counter surface
- G6G6
- Sechste GegenlaufflächeSixth counter surface
- G7G7
- Siebte GegenlaufflächeSeventh counter surface
- G8G8
- Achte GegenlaufflächeEighth counter surface
- L1L1
- Erstes LagerelementFirst bearing element
- L2L2
- Zweites LagerelementSecond bearing element
- L3L3
- Drittes LagerelementThird bearing element
- L4L4
- Viertes LagerelementFourth bearing element
- L5L5
- Fünftes LagerelementFifth bearing element
- L6L6
- Sechstes LagerelementSixth bearing element
- L7L7
- Siebtes LagerelementSeventh bearing element
- PP
- ParksperrenradParking lock wheel
- R1R1
- Erste RinnenstrukturFirst gutter structure
- R2R2
- Zweite RinnenstrukturSecond gutter structure
- R3R3
- Dritte RinnenstrukturThird gutter structure
- R4R4
- Vierte RinnenstrukturFourth gutter structure
- Z1Z1
- Erstes ZahnradFirst gear
- Z2Z2
- Zweites ZahnradSecond gear
- Z3Z3
- Drittes ZahnradThird gear
- Z4Z4
- Viertes ZahnradFourth gear
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102014207431 A1 [0003]DE 102014207431 A1 [0003]
Claims (14)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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DE19757855C2 (en) | 1997-12-24 | 2002-10-24 | Albert Dick | Devices for the injection lubrication of gear drives |
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2022
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