DE102022206043A1

DE102022206043A1 - Transmission for a drive train

Info

Publication number: DE102022206043A1
Application number: DE102022206043.1A
Authority: DE
Inventors: Domenico Bartilucci
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2022-06-15
Filing date: 2022-06-15
Publication date: 2023-12-21

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Getriebe für einen Antriebsstrang, umfassend eine Wolfromgetriebestufe, die ein Sonnenrad, ein drehfest angeordnetes erstes Hohlrad und ein axial benachbart dazu und drehbar angeordnetes zweites Hohlrad aufweist, wobei räumlich zwischen dem Sonnenrad und den Hohlrädern mehrere Planetenräder an einem Planetenträger drehbar gelagert sind, wobei die Planetenräder mit einem ersten axialen Abschnitt mit dem ersten Hohlrad und mit einem zweiten axialen Abschnitt mit dem zweiten Hohlrad kämmen, wobei einer der axialen Abschnitte zusätzlich mit dem Sonnenrad kämmt, wobei die beiden Hohlräder eine unterschiedliche Zähnezahl aufweisen, wobei das zweite Hohlrad oder das Sonnenrad dazu ausgebildet ist mit einer Antriebseinheit wirkverbunden zu sein, und wobei das jeweils andere der beiden Räder mit einem integralen Differential wirkverbunden ist, wobei das Differential einen ersten Planetenradsatz mit mehreren Radsatzelementen und einen damit wirkverbundenen zweiten Planetenradsatz mit mehreren Radsatzelementen umfasst, wobei mittels des ersten Planetenradsatzes zumindest mittelbar ein erstes Abtriebsmoment auf die erste Abtriebswelle übertragbar ist, wobei ein Abstützmoment des ersten Planetenradsatzes in dem zweiten Planetenradsatz derart wandelbar ist, dass ein dem ersten Abtriebsmoment entsprechendes zweites Abtriebsmoment auf die zweite Abtriebswelle übertragbar ist. Ferner betrifft die Erfindung einen Antriebsstrang, umfassend ein solches Getriebe.The invention relates to a transmission for a drive train, comprising a tungsten gear stage which has a sun gear, a first ring gear arranged in a rotationally fixed manner and a second ring gear arranged axially adjacent thereto and rotatably, with a plurality of planet gears being rotatably mounted on a planet carrier spatially between the sun gear and the ring gears , wherein the planet gears mesh with a first axial section with the first ring gear and with a second axial section with the second ring gear, with one of the axial sections additionally meshing with the sun gear, the two ring gears having a different number of teeth, the second ring gear or the sun gear is designed to be operatively connected to a drive unit, and the other of the two wheels is operatively connected to an integral differential, the differential comprising a first planetary gear set with a plurality of gear set elements and an operatively connected second planetary gear set with a plurality of gear set elements, by means of which first planetary gear set, a first output torque can be transferred at least indirectly to the first output shaft, wherein a support torque of the first planetary gear set in the second planetary gear set can be changed in such a way that a second output torque corresponding to the first output torque can be transferred to the second output shaft. The invention further relates to a drive train comprising such a transmission.

Description

Die Erfindung betrifft ein Getriebe für einen Antriebsstrang für ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Fahrzeug. Ferner betrifft die Erfindung einen Antriebsstrang mit einem solchen Getriebe.The invention relates to a transmission for a drive train for an at least partially electrically driven vehicle. The invention further relates to a drive train with such a transmission.

Aus dem Stand der Technik sind elektrische Achsantrieben bekannt, die ein- oder mehrstufige Getriebe aufweisen, wobei eine Antriebsleistung über das Getriebe und ein Differential auf zwei Abtriebswellen aufgeteilt werden. Solche Getriebe weisen oft eine vergleichsweise geringe Übersetzung bei einem gleichzeitig hohen Gewicht auf.Electric axle drives are known from the prior art, which have single or multi-stage gears, with drive power being divided between two output shafts via the gear and a differential. Such transmissions often have a comparatively low gear ratio and at the same time are very heavy.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein bauraumsparendes Getriebe bereitzustellen, das gleichzeitig eine hohe Übersetzung realisiert. Diese Aufgabe wird mit einem Getriebe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie einem Antriebsstrang mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den davon abhängigen Unteransprüchen.The object of the present invention is to provide a space-saving transmission that simultaneously achieves a high gear ratio. This object is achieved with a transmission with the features of patent claim 1 and a drive train with the features of patent claim 6. Advantageous refinements result from the dependent claims.

Gemäß einem ersten Erfindungsaspekt umfasst ein erfindungsgemäßes Getriebe für einen Antriebsstrang eines zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugs eine Wolfromgetriebestufe, die ein Sonnenrad, ein drehfest angeordnetes erstes Hohlrad und ein axial benachbart dazu und drehbar angeordnetes zweites Hohlrad aufweist, wobei räumlich zwischen dem Sonnenrad und den Hohlrädern mehrere Planetenräder an einem Planetenträger drehbar gelagert sind, wobei die Planetenräder mit einem ersten axialen Abschnitt mit dem ersten Hohlrad und mit einem zweiten axialen Abschnitt mit dem zweiten Hohlrad kämmen, wobei einer der axialen Abschnitte zusätzlich mit dem Sonnenrad kämmt, wobei die beiden Hohlräder eine unterschiedliche Zähnezahl aufweisen, das Getriebe ferner umfassend ein integrales Differential, wobei entweder das zweite Hohlrad dazu ausgebildet ist, mit einer Antriebseinheit wirkverbunden zu sein, und das Sonnenrad mit dem integralen Differential wirkverbunden ist, oder das Sonnenrad dazu ausgebildet ist, mit der Antriebseinheit wirkverbunden zu sein, und das zweite Hohlrad mit dem integralen Differential wirkverbunden ist, wobei das Differential einen ersten Planetenradsatz mit mehreren Radsatzelementen und einen damit wirkverbundenen zweiten Planetenradsatz mit mehreren Radsatzelementen umfasst, wobei ein erstes Radsatzelement des ersten Planetenradsatzes drehfest mit dem zweiten Hohlrad oder dem Sonnenrad der Wolfromgetriebestufe, ein zweites Radsatzelement des ersten Planetenradsatzes drehfest mit einer ersten Abtriebswelle und ein drittes Radsatzelement des ersten Planetenradsatzes drehfest mit einem ersten Radsatzelement des zweiten Planetenradsatzes verbunden sind, wobei ein zweites Radsatzelement des zweiten Planetenradsatzes drehfest mit einem ortsfesten Bauelement und ein drittes Radsatzelement des zweiten Planetenradsatzes drehfest mit einer zweiten Abtriebswelle verbunden sind, wobei mittels des ersten Planetenradsatzes zumindest mittelbar ein erstes Abtriebsmoment auf die erste Abtriebswelle übertragbar ist, wobei ein Abstützmoment des ersten Planetenradsatzes in dem zweiten Planetenradsatz derart wandelbar ist, dass ein dem ersten Abtriebsmoment entsprechendes zweites Abtriebsmoment auf die zweite Abtriebswelle übertragbar ist. Die Wolfromgetriebestufe ist mit einer Antriebseinheit, vorzugsweise einer elektrischen Maschine, wirkverbunden.According to a first aspect of the invention, a transmission according to the invention for a drive train of an at least partially electrically driven vehicle comprises a tungsten gear stage which has a sun gear, a first ring gear arranged in a rotationally fixed manner and a second ring gear arranged axially adjacent thereto and rotatably, with several spatially between the sun gear and the ring gears Planet gears are rotatably mounted on a planet carrier, the planet gears meshing with a first axial section with the first ring gear and with a second axial section with the second ring gear, with one of the axial sections additionally meshing with the sun gear, the two ring gears having a different number of teeth have, the transmission further comprising an integral differential, wherein either the second ring gear is designed to be operatively connected to a drive unit and the sun gear is operatively connected to the integral differential, or the sun gear is designed to be operatively connected to the drive unit, and the second ring gear is operatively connected to the integral differential, the differential comprising a first planetary gear set with a plurality of gear set elements and a second planetary gear set with a plurality of gear set elements operatively connected thereto, wherein a first gear set element of the first planetary gear set is rotationally fixed with the second ring gear or the sun gear of the tungsten gear stage second gear set element of the first planetary gear set is rotatably connected to a first output shaft and a third gear set element of the first planetary gear set is rotatably connected to a first gear set element of the second planetary gear set, wherein a second gear set element of the second planetary gear set is rotatably connected to a stationary component and a third gear set element of the second planetary gear set is rotatably connected to a second output shaft are connected, with a first output torque being at least indirectly transferable to the first output shaft by means of the first planetary gear set, a support torque of the first planetary gear set being convertible in the second planetary gear set in such a way that a second output torque corresponding to the first output torque can be transferred to the second output shaft . The tungsten gear stage is operatively connected to a drive unit, preferably an electric machine.

Nach einem Ausführungsbeispiel dient das Sonnenrad als Eingangselement der Wolfromgetriebestufe oder ist mit dem Eingangselement, beispielsweise in Form einer Eingangswelle, drehfest verbunden. Das Eingangselement ist insbesondere zur zumindest mittelbaren Anbindung einer Rotorwelle einer elektrischen Maschine ausgebildet. In diesem Fall ist das zweite Hohlrad als Ausgangselement der Wolfromgetriebestufe zu verstehen, die mit dem Differential wirkverbunden ist. Durch die Wahl der Zähnezahlen und der Durchmesser der verschiedenen Räder, also der Hohlräder, der Planetenräder und des Sonnenrades, der Wolfromgetriebestufe sind verschiedene Übersetzungszahlen einstellbar. Jedenfalls ist die Zähnezahl des ersten Hohlrades im Vergleich zur Zähnezahl des zweiten Hohlrades geringfügig verschieden, sodass durch Antrieb des Sonnenrades ein Abtrieb mittels des zweiten Hohlrades erfolgen kann. Denkbar ist auch, dass die Anbindung der Wolfromgetriebestufe vertauscht ist. In diesem Fall ist das zweite Hohlrad als Eingangselement der Wolfromgetriebestufe zumindest mittelbar drehfest mit einer Eingangswelle des Getriebes verbunden, und bildet damit den Eingang der Wolfromgetriebestufe, wobei das Sonnenrad entsprechend als Ausgangselement den Ausgang der Wolfromgetriebestufe bildet, die mit dem Differential wirkverbunden ist. Mit einem derartigen Getriebe lässt sich aufgrund der vergleichsweise kompakten Bauweise der Wolfromgetriebestufe der erforderliche Bauraum des Antriebsstranges reduzieren. Dementsprechend wird das Gesamtgewicht des Getriebes reduziert. Gleichzeitig lassen sich grö-ßere Übersetzungen realisieren. Mithin können elektrische Maschinen mit höheren Drehzahlen zum Antrieb des Fahrzeug genutzt werden. Insbesondere ist am Abtrieb ein höheres Moment realisierbar. Aufgrund des Differentials ist nur eine Antriebseinheit zum Antrieb des Fahrzeugs erforderlich.According to one exemplary embodiment, the sun gear serves as an input element of the tungsten gear stage or is connected in a rotationally fixed manner to the input element, for example in the form of an input shaft. The input element is designed in particular for at least indirectly connecting a rotor shaft of an electrical machine. In this case, the second ring gear is to be understood as the output element of the tungsten gear stage, which is operatively connected to the differential. By choosing the number of teeth and the diameter of the various gears, i.e. the ring gears, the planet gears and the sun gear, of the tungsten gear stage, different gear ratios can be set. In any case, the number of teeth on the first ring gear is slightly different compared to the number of teeth on the second ring gear, so that output can be achieved by driving the sun gear using the second ring gear. It is also conceivable that the connection of the tungsten gear stage is swapped. In this case, the second ring gear, as an input element of the tungsten gear stage, is at least indirectly connected in a rotationally fixed manner to an input shaft of the transmission, and thus forms the input of the tungsten gear stage, with the sun gear correspondingly forming the output of the tungsten gear stage as an output element, which is operatively connected to the differential. With such a transmission, the required installation space of the drive train can be reduced due to the comparatively compact design of the tungsten gear stage. Accordingly, the overall weight of the transmission is reduced. At the same time, larger translations can be achieved. This means that electric machines with higher speeds can be used to drive the vehicle. In particular, a higher torque can be achieved at the output. Due to the differential, only one drive unit is required to drive the vehicle.

Die Wolfromgetriebestufe ist ein Planetengetriebe mit zwei axial benachbarten Hohlrädern, die beide mit den an einem gemeinsamen Planetenträger gelagerten Planetenrädern in Zahneingriff stehen, wobei das Sonnenrad der Wolfromgetriebestufe in Zahneingriff mit einem der axialen Abschnitte der Planetenräder in Zahneingriff steht. Der erste axiale Abschnitt ist als erster Verzahnungsabschnitt des jeweiligen Planetenrades mit einer ersten Zähnezahl zu verstehen, wobei der zweite axiale Abschnitt als zweiter Verzahnungsabschnitt mit einer zweiten Zähnezahl zu verstehen ist. Die axialen Abschnitte sind drehfest, insbesondere einteilig miteinander verbunden. Mithin bilden die beiden axialen Abschnitte mit den Verzahnungsabschnitten bevorzugt ein Bauteil. Die Verzahnungsabschnitte können identisch ausgebildet sein, beispielsweise mit fluchtenden Zähnen. Mithin kann die Verzahnung durchgängig über die gesamte axiale Länge des jeweiligen Planetenrades ausgebildet sein. Die Verzahnungsabschnitte können aber auch unterschiedlich ausgebildet sein, wobei der eine Verzahnungsabschnitt im Vergleich zum jeweils anderen Verzahnungsabschnitt desselben Planetenrades beispielsweise halb so viele oder doppelt so viele Zähne hat.The Wolfrom gear stage is a planetary gear with two axially adjacent ring gears, both of which are connected to a common planetary gear ger mounted planet gears are in mesh, with the sun gear of the tungsten gear stage in mesh with one of the axial sections of the planet gears. The first axial section is to be understood as the first toothing section of the respective planet gear with a first number of teeth, whereby the second axial section is to be understood as a second toothing section with a second number of teeth. The axial sections are connected to one another in a rotationally fixed manner, in particular in one piece. The two axial sections with the toothed sections therefore preferably form a component. The toothed sections can be designed identically, for example with aligned teeth. The toothing can therefore be designed continuously over the entire axial length of the respective planetary gear. However, the toothed sections can also be designed differently, with one toothed section having, for example, half as many or twice as many teeth compared to the other toothed section of the same planetary gear.

Die Planetenräder sind bevorzugt als Stufenplanetenräder ausgebildet, wobei der erste axiale Abschnitt des jeweiligen Planetenrades eine erste Zähnezahl und der zweite axiale Abschnitt des jeweiligen Planetenrades eine von der ersten Zähnezahl unterschiedliche zweite Zähnezahl aufweist. Mithin weisen die Verzahnungsabschnitte unterschiedliche Durchmesser auf. Entsprechend sind auch die damit kämmenden Räder ausgebildet.The planetary gears are preferably designed as stepped planetary gears, with the first axial section of the respective planetary gear having a first number of teeth and the second axial section of the respective planetary gear having a second number of teeth that is different from the first number of teeth. The toothed sections therefore have different diameters. The wheels that mesh with it are also designed accordingly.

Bei einem derartigen Getriebe werden die Summen beider Radmomente im Differential nicht zu einem gemeinsamen Achsmoment in einem Bauteil vereint bzw. zusammengefasst. Stattdessen wird die am Eingang des integralen Differentials eingeleitete Antriebsleistung im Differential aufgeteilt und entsprechend der Ausbildung und Anbindung der beiden Planetenradsätze in die damit wirkverbundenen Ausgangswellen weitergeleitet. Damit können die Bauteile des integralen Differentials aufgrund des jeweiligen, vergleichsweise kleinen Drehmoments schlanker ausgebildet werden. Des Weiteren erfolgen eine Bauteilreduzierung sowie eine Gewichtseinsparung. Mithin wird ein Getriebe bereitgestellt, das mittels des integralen Differentials die Funktionen Drehmomentwandlung, Drehmomentverteilung sowie Sperrwirkung, welche bisher durch separate Baugruppen gelöst wurde, durch eine einzige integrale Baugruppe darstellen kann. Bei dem Getriebe handelt es sich somit um ein kombiniertes Übersetzungs- und Differentialgetriebe, das einerseits eine Drehmomentwandlung und andererseits die Drehmomentverteilung auf die Abtriebswellen realisiert, wobei zudem eine Leistungsverzweigung realisiert wird. Die Abtriebswellen sind als Ausgangswellen des Getriebes zu verstehen.With such a transmission, the sums of both wheel torques in the differential are not combined or combined into a common axle torque in one component. Instead, the drive power introduced at the input of the integral differential is divided in the differential and forwarded to the output shafts that are operatively connected to it in accordance with the design and connection of the two planetary gear sets. This means that the components of the integral differential can be made slimmer due to the respective, comparatively small torque. Furthermore, there is a reduction in components and weight savings. A transmission is therefore provided which, by means of the integral differential, can represent the functions of torque conversion, torque distribution and locking effect, which were previously solved by separate assemblies, through a single integral assembly. The transmission is therefore a combined transmission and differential transmission, which, on the one hand, implements torque conversion and, on the other hand, distributes torque to the output shafts, with power splitting also being implemented. The output shafts are to be understood as the output shafts of the transmission.

Unter einem integralen Differential ist im Rahmen dieser Erfindung ein Differential mit einem ersten Planetenradsatz und einem mit dem ersten Planetenradsatz wirkverbundenen zweiten Planetenradsatz zu verstehen. Der erste Planetenradsatz ist mit der Eingangswelle des Differentials, also zumindest mittelbar mit dem zweiten Hohlrad oder dem Sonnenrad, mit dem zweiten Planetenradsatz sowie zumindest mittelbar mit der ersten Abtriebswelle antriebswirksam verbunden. Der zweite Planetenradsatz ist zudem mit der zweiten Abtriebswelle antriebswirksam verbunden und stützt sich an einem ortsfesten Bauelement ab. Mittels eines solchen integralen Differentials ist das Eingangsmoment wandelbar und in einem definierten Verhältnis auf die beiden Abtriebswellen aufteilbar bzw. übertragbar. Vorzugsweise wird die Eingangsleistung zu je 50%, das heißt hälftig auf die Abtriebswellen übertragen.In the context of this invention, an integral differential is to be understood as meaning a differential with a first planetary gear set and a second planetary gear set that is operatively connected to the first planetary gear set. The first planetary gear set is drivingly connected to the input shaft of the differential, that is to say at least indirectly to the second ring gear or the sun gear, to the second planetary gear set and at least indirectly to the first output shaft. The second planetary gear set is also connected to the second output shaft in a driving manner and is supported on a stationary component. By means of such an integral differential, the input torque is convertible and can be divided or transferred to the two output shafts in a defined ratio. Preferably, 50% of the input power, i.e. half, is transferred to the output shafts.

Die Eingangswelle des Differentials, die zwei Abtriebswellen, die Planetenradsätze des Differentials sowie deren Radsatzelemente sind derart angeordnet und ausgebildet, dass das von der Wolfromgetriebestufe kommende und in das Differential eingeleitete Drehmoment im Differential gewandelt und in einem definierten Verhältnis auf die zwei Ausgangswellen aufgeteilt wird. Somit weist das Differential kein Bauteil auf, an dem die Summe der beiden Abtriebsmomente anliegt. Anders gesagt wird die Entstehung eines Summendrehmoments verhindert. Darüber hinaus weist das Differential bei identischen Abtriebsdrehzahlen der Ausgangswellen keine im Block umlaufenden bzw. ohne Wälzbewegung umlaufenden Verzahnungen auf. Mithin erfolgt unabhängig der Abtriebsdrehzahlen der Ausgangswellen stets eine Relativbewegung der miteinander in Zahneingriff stehenden Bauteile des Differentials. Die Abtriebswellen des Getriebes sind insbesondere dazu eingerichtet, mit einem Rad des Fahrzeugs wirkverbunden zu sein. Die jeweilige Abtriebswelle kann direkt bzw. unmittelbar oder indirekt bzw. mittelbar, das heißt über z. B. ein Gelenk und/oder eine Radnabe, mit dem dazugehörigen Rad verbunden sein.The input shaft of the differential, the two output shafts, the planetary gear sets of the differential and their gear set elements are arranged and designed in such a way that the torque coming from the tungsten gear stage and introduced into the differential is converted in the differential and distributed in a defined ratio between the two output shafts. The differential therefore has no component to which the sum of the two output torques is applied. In other words, the creation of a total torque is prevented. In addition, with identical output speeds of the output shafts, the differential has no teeth rotating in the block or rotating without rolling movement. Therefore, regardless of the output speeds of the output shafts, there is always a relative movement of the components of the differential that mesh with one another. The output shafts of the transmission are in particular designed to be operatively connected to a wheel of the vehicle. The respective output shaft can be direct or immediate or indirect or indirect, that is via z. B. a joint and / or a wheel hub, be connected to the associated wheel.

Das integrale Differential ist folglich als Planetengetriebe mit zwei Planetenradsätzen 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.The integral differential is therefore designed as a planetary gear with two planetary gear sets and the gear set elements sun gear, ring gear and several planet gears guided by a planet carrier on a circular path around the sun gear. A “planetary gear set” is a unit with a sun gear, a ring gear and one or more planet gears guided by a planet carrier on a circular path around the sun gear, whereby the planet gears mesh with the ring gear and the sun gear.

Die Wolfromgetriebestufe und das Differential sind bevorzugt koaxial zueinander angeordnet. Mithin sind auch die Abtriebswellen koaxial zur Wolfromgetriebestufe angeordnet. Die erste Abtriebswelle ist durch die Wolfromgetriebestufe und die Antriebseinheit axial hindurchgeführt. Damit ist auch die Eingangswelle, die die Antriebseinheit mit der Wolfromgetriebestufe verbindet, entsprechend als Hohlwelle ausgebildet.The tungsten gear stage and the differential are preferably arranged coaxially with one another. The output shafts are therefore also arranged coaxially to the tungsten gear stage. The first output shaft is guided axially through the tungsten gear stage and the drive unit. The input shaft, which connects the drive unit to the tungsten gear stage, is therefore also designed as a hollow shaft.

Mit „axial“ ist im Sinne der Erfindung eine Orientierung in Richtung einer Längsmittelachse gemeint, entlang welcher die Planetenradsätze koaxial zueinander liegend angeordnet sind. Unter „radial“ ist dann eine Orientierung in Durchmesserrichtung einer Welle zu verstehen, die auf dieser Längsmittelachse liegt.For the purposes of the invention, “axial” means an orientation in the direction of a longitudinal central axis along which the planetary gear sets are arranged coaxially with one another. “Radial” then means an orientation in the diameter direction of a shaft that lies on this longitudinal central axis.

Das Differential ist nach einer Ausführungsform direkt, also ohne zwischengeschaltete Übersetzungsstufen oder dergleichen, mit dem Ausgang der Wolfromgetriebestufe, also mit dem zweiten Hohlrad oder dem Sonnenrad, wirkverbunden. Denkbar ist, dass der Ausgang der Wolfromgetriebestufe über eine weitere Übersetzungsstufe, beispielsweise eine Stirnradstufe, mit dem Differential wirkverbunden. In diesem Sinn ist eine weitere Übersetzungsstufe antriebstechnisch zwischen dem Ausgang, insbesondere dem zweiten Hohlrad oder dem Sonnenrad der Wolfromgetriebestufe und dem Differential, angeordnet.According to one embodiment, the differential is directly, i.e. without intermediate transmission stages or the like, operatively connected to the output of the tungsten gear stage, i.e. to the second ring gear or the sun gear. It is conceivable that the output of the Wolfrom gear stage is operatively connected to the differential via a further transmission stage, for example a spur gear stage. In this sense, a further transmission stage is arranged in terms of drive technology between the output, in particular the second ring gear or the sun gear of the tungsten gear stage and the differential.

Prinzipiell können die Planetenradsätze des integralen Differentials 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. Das zweite Hohlrad oder das Sonnenrad der Wolfromgetriebestufe ist somit drehfest mit dem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes des Differentials verbunden, wobei der Planetenträger des ersten Planetenradsatzes des Differentials drehfest mit der ersten Abtriebswelle verbunden ist und das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes zumindest mittelbar drehfest mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes verbunden ist. Insbesondere ist das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes über ein Koppelelement, insbesondere eine Koppelwelle, drehfest mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes verbunden. Zudem ist der Planetenträger nach diesem Ausführungsbeispiel drehfest mit Der Planetenträger des zweiten Planetenradsatzes ist in diesem Ausführungsbeispiel drehfest mit einem ortsfesten Bauelement, insbesondere einem Getriebegehäuse, verbunden, wobei das Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes drehfest mit der zweiten Abtriebswelle verbunden ist.In principle, the planetary gear sets of the integral differential can be arranged arbitrarily relative to one another and operatively connected to one another in order to achieve a desired transmission ratio. According to one embodiment, the first gear set element is a sun gear of the respective planetary gear set, the second gear set element is a planet carrier of the respective planetary gear set and the third gear set element is a ring gear of the respective planetary gear set. The second ring gear or the sun gear of the tungsten gear stage is thus connected in a rotationally fixed manner to the sun gear of the first planetary gear set of the differential, the planet carrier of the first planetary gear set of the differential being connected in a rotationally fixed manner to the first output shaft and the ring gear of the first planetary gear set being at least indirectly connected in a rotationally fixed manner to the sun gear of the second Planetary gear set is connected. In particular, the ring gear of the first planetary gear set is connected in a rotationally fixed manner to the sun gear of the second planetary gear set via a coupling element, in particular a coupling shaft. In addition, according to this exemplary embodiment, the planet carrier is connected in a rotationally fixed manner to the planetary carrier of the second planetary gear set. In this exemplary embodiment, the planet carrier of the second planetary gear set is connected in a rotationally fixed manner to a stationary component, in particular a gear housing, wherein the ring gear of the second planetary gear set is connected in a rotationally fixed manner to the second output shaft.

Zwischen den genannten Bauteilen, also den Radsatzelementen der Planetenradsätze, können analog zu den genannten Koppelwellen außerdem weitere Bauteile, wie beispielsweise Zwischen- bzw. Koppelwellen, angeordnet sein.Between the components mentioned, i.e. the gear set elements of the planetary gear sets, further components, such as intermediate or coupling shafts, can also be arranged analogously to the coupling shafts mentioned.

Eine oder mehrere der Planetenradsätze des Differentials sind jeweils bevorzugt als Minus-Planetenradsatz oder als Plus-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. 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. Die Radsatzelemente des hier vorgeschlagenen Getriebes weisen Schrägverzahnungen auf, um die drehmomentabhängige Axialkraft zur Drehmomentübertragung zwischen den beiden Abtriebswellen zu bewirken.One or more of the planetary gear sets of the differential are each preferably designed as a minus planetary gear set or as a plus planetary gear set. A negative planetary gear set corresponds to a planetary gear set with a planet carrier on which first planet gears are rotatably mounted, a sun gear and a ring gear, the toothing of at least one of the planet gears meshing with both the teeth of the sun gear and the teeth of the ring gear, whereby the ring gear and the sun gear rotates in the opposite direction when the sun gear rotates with the web fixed. A plus planetary set differs from the minus planetary set in that the plus planetary set has first and second or inner and outer planet gears, which are rotatably mounted on the planet carrier. The toothing of the first or inner planet gears meshes with the toothing of the sun gear on the one hand and with the toothing of the second or outer planet gears on the other hand. The teeth of the outer planet gears also mesh with the teeth of the ring gear. This means that when the planet carrier is stationary, the ring gear and the sun gear rotate in the same direction. The gear set elements of the transmission proposed here have helical gears in order to effect the torque-dependent axial force for torque transmission between the two output shafts.

Bei der Ausbildung eines oder mehrerer der Planetenradsätze als Plus-Planetenradsatz ist die Anbindung von Planetenträger und Hohlrad getauscht und der Betrag der Standübersetzung um 1 erhöht. Sinngemäß ist dies auch umgekehrt möglich, wenn an Stelle eines Plus-Planetenradsatzes ein Minus-Planetenradsatz vorgesehen werden soll. Dabei wären dann im Vergleich zu dem Plus-Planetensatz ebenfalls die Hohlrad- und die Planetenträgeranbindung miteinander zu tauschen, sowie eine Getriebestandübersetzung um eins zu reduzieren und das Vorzeichen zu wechseln. Im Rahmen der Erfindung sind die zwei Planetenradsätze jedoch bevorzugt jeweils als Minus-Planetensatz ausgeführt. Minus-Planetensätze haben einen guten Wirkungsgrad und lassen sich axial nebeneinander anordnen oder radial schachteln.When one or more of the planetary gear sets are designed as a plus planetary gear set, the connection between the planet carrier and the ring gear is swapped and the amount of the stationary gear ratio is increased by 1. This is also possible in reverse if a minus planetary gear set is to be provided instead of a plus planetary gear set. In comparison to the plus planetary set, the ring gear and the planet carrier connection would also have to be swapped with each other, as well as a gear ratio reduced by one and the sign changed. Within the scope of the invention, however, the two planetary gear sets are each preferably designed as a negative planetary gear set. Minus planetary sets have good efficiency and can be arranged axially next to each other or nested radially.

Alternativ ist auch denkbar, einen oder mehrere Planetenradsätze des Differentials 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.Alternatively, it is also conceivable to design one or more planetary gear sets of the differential as stepped planetary gear sets. Each stepped planetary gear of the respective stepped planetary gear set preferably comprises a first gear with a second gear connected to it in a rotationally fixed manner, the first gear being in mesh, for example, with the sun gear and the second gear being in mesh with the ring gear, or vice versa. These two gears can be connected to one another in a rotationally fixed manner, for example via an intermediate shaft or a hollow shaft. In the case of a hollow shaft, it can be rotatably mounted on a bolt of the planet carrier. The two gears of the respective stepped planetary gear preferably have different diameters and numbers of teeth in order to set a gear ratio. Composite planetary gear sets are also conceivable.

Der erste und zweite Planetenradsatz des Differentials sind vorzugsweise in axialer Richtung benachbart angeordnet. Mit anderen Worten sind die Radsatzelemente des ersten Planetenradsatzes in einer ersten gemeinsamen Ebene und die Radsatzelemente des zweiten Planetenradsatzes in einer zweiten gemeinsamen Ebene angeordnet, wobei die beiden Ebenen im Wesentlichen parallel verlaufen und axial benachbart zueinander angeordnet sind. Die jeweilige gemeinsame Ebene ist im Wesentlichen senkrecht zur jeweiligen Achse des Fahrzeugs ausgerichtet.The first and second planetary gear sets of the differential are preferably arranged adjacently in the axial direction. In other words, the gear set elements of the first planetary gear set are arranged in a first common plane and the gear set elements of the second planetary gear set are arranged in a second common plane, the two planes running essentially parallel and being arranged axially adjacent to one another. The respective common plane is aligned essentially perpendicular to the respective axis of the vehicle.

Alternativ sind der erste und zweite Planetenradsatz radial geschachtelt angeordnet. Indem der erste Planetenradsatz gemäß dem ersten Erfindungsaspekt zumindest bereichsweise radial innerhalb des zweiten Planetenradsatzes angeordnet ist, wird eine radial geschachtelte Bauweise des integralen Differentials realisiert. Mit anderen Worten sind die Radsatzelemente des ersten und zweiten Planetenradsatzes axial in einer gemeinsamen Ebene angeordnet. Mithin sind der erste und zweite Planetenradsatz im Wesentlichen in einer gemeinsamen Radebene angeordnet, wodurch das Getriebe axial kurzbauend und dadurch besonders kompakt gestaltbar ist. Der erste und zweite Planetenradsatz des Differentials sind demzufolge radial betrachtet übereinander angeordnet.Alternatively, the first and second planetary gear sets are arranged in a radially nested manner. By arranging the first planetary gear set at least partially radially within the second planetary gear set according to the first aspect of the invention, a radially nested design of the integral differential is realized. In other words, the gear set elements of the first and second planetary gear sets are arranged axially in a common plane. The first and second planetary gear sets are therefore essentially arranged in a common gear plane, whereby the transmission is axially short and can therefore be designed to be particularly compact. The first and second planetary gear sets of the differential are therefore arranged one above the other when viewed radially.

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 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.The fact that two components of the transmission are “connected” or “coupled” in a rotationally fixed manner or are “connected to one another” means, in the sense of the invention, a permanent coupling of these components so that they cannot rotate independently of one another. This means a permanent rotary connection. In particular, no switching element is provided between these components, which can be elements of the differential and/or shafts and/or a non-rotatable component of the transmission, but rather the corresponding components are firmly coupled to one another. A torsionally elastic connection between two components is also understood to be fixed or non-rotatable. In particular, a non-rotatable connection can also include joints.

Gemäß einem zweiten Erfindungsaspekt umfasst ein erfindungsgemäßer Antriebsstrang eine Antriebseinheit und ein damit wirkverbundenes Getriebe gemäß dem ersten Erfindungsaspekt. Vorzugsweise ist die Antriebseinheit eine elektrische Maschine mit einer Rotorwelle, wobei die Rotorwelle mit einer Eingangswelle der Wolfromgetriebestufe drehfest verbunden ist. Die Eingangswelle ist drehfest mit dem Sonnenrad oder dem zweiten Hohlrad verbunden oder ist einteilig damit ausgebildet. Demnach ist das Sonnenrad oder das zweite Hohlrad drehfest mit der Rotorwelle der elektrischen Maschine verbunden.According to a second aspect of the invention, a drive train according to the invention comprises a drive unit and a transmission operatively connected thereto according to the first aspect of the invention. Preferably, the drive unit is an electric machine with a rotor shaft, the rotor shaft being connected in a rotationally fixed manner to an input shaft of the tungsten gear stage. The input shaft is connected in a rotationally fixed manner to the sun gear or the second ring gear or is formed in one piece with it. Accordingly, the sun gear or the second ring gear is connected to the rotor shaft of the electric machine in a rotationally fixed manner.

Die Antriebseinheit ist vorzugsweise koaxial zum integralen Differential angeordnet. Damit kann eine radial kompakte Bauweise des Antriebsstranges, insbesondere des Getriebes realisiert werden.The drive unit is preferably arranged coaxially with the integral differential. This allows a radially compact design of the drive train, in particular the transmission, to be realized.

Vorzugsweise ist die Eingangswelle der Wolfromgetriebestufe koaxial zu den Abtriebswellen angeordnet. Damit liegt die Wolfromgetriebestufe und die Antriebseinheit, die auf der Antriebsachse angeordnet sind, koaxial zum Differential und den Abtriebswellen, die auf der Abtriebsachse liegen. Mithin ist die Antriebsachse koaxial zur Abtriebsachse angeordnet.Preferably, the input shaft of the tungsten gear stage is arranged coaxially to the output shafts. The tungsten gear stage and the drive unit, which are arranged on the drive axle, are therefore coaxial with the differential and the output shafts, which are located on the output axle. The drive axle is therefore arranged coaxially to the output axle.

Eine als elektrische Maschine ausgebildete Antriebseinheit umfasst einen ortsfesten Stator und einen drehbar dazu angeordneten Rotor. Der Rotor bzw. die Rotorwelle der elektrischen Maschine dient in einem Rotor- bzw. Zugbetrieb als Ausgangswelle der elektrischen Maschine. Die Rotorwelle ist zumindest mittelbar drehfest mit der Eingangswelle der Wolfromgetriebestufe verbunden. 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 Sonnenrades vorgesehen ist, sofern dieses den Eingang der Wolfromgetriebestufe bildet. Die Abtriebswellen fungieren jeweils als Ausgangswelle des Differentials und sind mit dem Eingangselement des Differentials antriebswirksam verbunden.A drive unit designed as an electric machine includes a stationary stator and a rotor arranged rotatably thereto. The rotor or the rotor shaft of the electrical machine serves as the output shaft of the electrical machine in a rotor or traction operation. The rotor shaft is at least indirectly connected in a rotationally fixed manner to the input shaft of the tungsten gear stage. 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 sun wheel, if this forms the input of the tungsten gear stage. The output shafts each function as the output shaft of the differential and are connected to the input element of the differential in a driving manner.

In einem Generatorbetrieb der elektrischen Maschine bzw. im Schubbetrieb des Getriebes fungiert die jeweilige Abtriebswelle zumindest mittelbar als Eingangswelle des Antriebsstranges, wohingegen die Eingangswelle der Wolfromgetriebestufe dementsprechend als Ausgangswelle 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 operation of the transmission, the respective output shaft functions at least indirectly as an input shaft of the drive train, whereas the input shaft of the tungsten gear stage is operated accordingly as an output shaft. The rotor shaft serves as the input shaft of the electrical machine in overrun mode. The driving power of the vehicle is provided via the Gearbox fed into the electric machine 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. Eine Wirkverbindung kann auch eine drehfeste Verbindung 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. An active connection can also be a rotationally fixed connection.

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 Eingangswelle, eine Zwischenwelle oder dergleichen, ist im Sinne der Erfindung ein rotierbares Bauteil des Antriebsstranges zum Übertragen von Drehmomenten zu verstehen, über welches je zugehörige Komponenten des Antriebsstranges drehfest miteinander verbunden sind. Die Wellen sind über entsprechende Fest- und/oder Loslager an einem Gehäuse gelagert.For the purposes of the invention, a shaft, be it a rotor shaft, an output shaft, an input shaft, an intermediate shaft or the like, is to be understood as meaning a rotatable component of the drive train for transmitting torque, via which associated components of the drive train are connected to one another in a rotationally fixed manner. The shafts are mounted on a housing via appropriate fixed and/or floating bearings.

Der erfindungsgemäße Antriebsstrang ist in rein elektrisch angetriebenen Fahrzeugen sowie gleichermaßen in wenigstens teilweise mit einem Verbrennungsmotor angetriebenen Fahrzeugen einsetzbar. Vorzugsweise ist der Antriebsstrang quer zur Fahrzeuglängsachse angeordnet, sodass die Rotorwelle, die Eingangswelle der-Wolfromgetriebestufe sowie 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 Antriebsstränge umfassen, wobei eine Achse, mehrere Achsen oder alle Achsen des Fahrzeugs mit je einem erfindungsgemäßen Antriebsstrang 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 train according to the invention can be used in purely electrically powered vehicles as well as in vehicles that are at least partially powered by an internal combustion engine. The drive train is preferably arranged transversely to the vehicle's longitudinal axis, so that the rotor shaft, the input shaft of the tungsten gear stage 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 trains, whereby one axle, several axles or all axles of the vehicle can each be equipped with a drive train 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 ).

Die obigen Definitionen sowie Ausführungen zu technischen Effekten, Vorteilen und vorteilhaften Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Getriebes gelten sinngemäß ebenfalls für den erfindungsgemäßen Antriebsstrang, und umgekehrt. 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.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 train according to the invention, and vice versa. 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 einem erfindungsgemä-ßen Antriebsstrang gemäß einer bevorzugten Ausführungsform, und
2 eine stark schematische Teilschnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Getriebes des Antriebsstranges gemäß 1.

An exemplary embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the schematic drawings, with the same or similar elements being provided with the same reference numerals. This shows

1 a schematic top view of a vehicle with a drive train according to the invention according to a preferred embodiment, and
2 a highly schematic partial sectional view of a transmission of the drive train according to the invention 1 .

1 zeigt ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug 1 mit zwei Achsen A1, A2, wobei hier an der ersten Achse A1 des Fahrzeugs 1 ein erfindungsgemäßer Antriebsstrang 2 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform antriebswirksam angeordnet. Der Antriebsstrang 2 bildet also eine elektrische Antriebsachse des Fahrzeugs 1. 2 zeigt den erfindungsgemäßen Antriebsstrang 2, umfassend ein erfindungsgemäßes Getriebe 3 stark vereinfacht im Teilschnitt. 1 shows an electrically driven vehicle 1 with two axles A1, A2, here on the first axle A1 of the vehicle 1 a drive train 2 according to the invention according to a preferred embodiment is arranged to act as a drive. The drive train 2 therefore forms an electric drive axle of the vehicle 1. 2 shows the drive train 2 according to the invention, comprising a transmission 3 according to the invention, in a very simplified partial section.

Der Antriebsstrang 2 umfasst nach 2 eine als elektrische Maschine 16 ausgebildete Antriebseinheit, die in einem Rotor- bzw. Zugbetrieb eine Antriebsleistung erzeugt und über das Getriebe 3 mit einem darin integrierten integralen Differential 9 auf zwei Abtriebswellen 10, 11 überträgt, wobei jede der Abtriebswellen 10, 11 mit einem jeweiligen Rad 19 des Fahrzeugs 1 wirkverbunden ist. Die elektrische Maschine 16 ist koaxial zum integralen Differential 9 angeordnet. Die elektrische Maschine 16 ist mit einer - hier nicht gezeigten - Leistungselektronik elektrisch und steuerungstechnisch verbunden, wobei die Leistungselektronik sowie die elektrische Maschine 16 mit einem - hier ebenfalls nicht gezeigten - Energiespeicher verbunden sind. In einem umgekehrten Leistungsfluss bzw. in einem Generatorbetrieb bzw. einem Schubbetrieb kann der Energiespeicher mit elektrischer Energie gespeist werden. Der Energiespeicher kann beispielsweise eine Batterie oder dergleichen sein. Mittels der elektrischen Maschine 16 kann im Generatorbetrieb elektrische Energie erzeugt, gespeichert und zur erneuten Speisung der elektrischen Maschine 16 vorgehalten werden.The drive train 2 includes 2 a drive unit designed as an electric machine 16, which generates drive power in a rotor or traction operation and transmits it via the transmission 3 with an integral differential 9 integrated therein to two output shafts 10, 11, each of the output shafts 10, 11 having a respective wheel 19 of the vehicle 1 is operatively connected. The electric machine 16 is coaxial with the integral diffe arranged rentially 9. The electrical machine 16 is connected electrically and in terms of control technology to power electronics (not shown here), the power electronics and the electrical machine 16 being connected to an energy storage unit (also not shown here). In a reverse power flow or in generator operation or overrun operation, the energy storage can be fed with electrical energy. The energy storage can be, for example, a battery or the like. By means of the electrical machine 16, electrical energy can be generated in generator mode, stored and made available to power the electrical machine 16 again.

Die elektrische Maschine 16 weist einen - hier nicht gezeigten - Stator mit einem radial innerhalb des Stators angeordneten und drehantreibbaren Rotor auf, der hier ebenfalls nicht gezeigt ist. Der Rotor ist mit einer Rotorwelle 17 drehfest verbunden, die einteilig mit einer Eingangswelle 18 einer Wolfromgetriebestufe 4 verbunden ist. Die Wolfromgetriebestufe 4, das Differential 9 und die elektrische Maschine 16 sind koaxial zu den Abtriebswellen 10, 11 angeordnet, wobei die erste Abtriebswelle 10, axial durch die Wolfromgetriebestufe 4 und die elektrische Maschine 16 axial hindurchgeführt ist.The electrical machine 16 has a stator - not shown here - with a rotor which is arranged radially within the stator and can be driven in rotation, which is also not shown here. The rotor is connected in a rotationally fixed manner to a rotor shaft 17, which is connected in one piece to an input shaft 18 of a tungsten gear stage 4. The tungsten gear stage 4, the differential 9 and the electrical machine 16 are arranged coaxially to the output shafts 10, 11, with the first output shaft 10 passing axially through the tungsten gear stage 4 and the electrical machine 16.

Die Eingangswelle 18 ist drehfest mit einem Sonnenrad 5 der Wolfromgetriebestufe 4 verbunden. Demnach ist das Sonnenrad 5 drehfest mit der Rotorwelle 17 verbunden. Die Wolfromgetriebestufe 4 weist ferner ein an einem ortsfesten Bauelement 12 festgesetztes erstes Hohlrad 6 und ein axial benachbart und drehbar dazu angeordnetes zweites Hohlrad 7 auf. Räumlich zwischen dem Sonnenrad 5 und den Hohlrädern 6, 7 sind mehrere Planetenräder 8 an einem Planetenträger 13 drehbar gelagert, wobei das Sonnenrad 5 mit der Eingangswelle 18 über Lagerelemente 22 relativ zu einem Gehäuse 24 bzw. einem Gehäuseabschnitt drehbar gelagert ist. Der Planetenträger 13 ist nicht gelagert. Die Planetenräder 8 weisen zwei axiale Abschnitte 8a, 8b auf, wobei der erste axiale Abschnitt 8a mit dem ersten Hohlrad 6 kämmt und wobei der zweite axiale Abschnitt 8b mit dem zweiten Hohlrad 7 und dem Sonnenrad 5 kämmt. Die beiden Hohlräder 6, 7 weisen eine geringfügig unterschiedliche Zähnezahl auf, wobei die axialen Abschnitte 8a, 8b des jeweiligen Planetenrades 8 identisch ausgebildet sind. Geringfügig bedeutet, dass eines der Hohlräder 6, 7 einen oder mehr Zähne weniger aufweist als das jeweils andere Hohlrad 7, 6. Denkbar ist ferner, die Planetenräder 8 als Stufenplanetenräder auszubilden, wobei der erste axiale Abschnitt 8a des jeweiligen Planetenrades 8 eine erste Zähnezahl und der zweite axiale Abschnitt 8b des jeweiligen Planetenrades 8 eine von der ersten Zähnezahl unterschiedliche zweite Zähnezahl aufweisen kann.The input shaft 18 is connected in a rotationally fixed manner to a sun gear 5 of the tungsten gear stage 4. Accordingly, the sun gear 5 is connected to the rotor shaft 17 in a rotationally fixed manner. The tungsten gear stage 4 also has a first ring gear 6 fixed to a stationary component 12 and a second ring gear 7 arranged axially adjacent and rotatable thereto. Spatially between the sun gear 5 and the ring gears 6, 7, a plurality of planet gears 8 are rotatably mounted on a planet carrier 13, the sun gear 5 being rotatably mounted with the input shaft 18 via bearing elements 22 relative to a housing 24 or a housing section. The planet carrier 13 is not stored. The planet gears 8 have two axial sections 8a, 8b, the first axial section 8a meshing with the first ring gear 6 and the second axial section 8b meshing with the second ring gear 7 and the sun gear 5. The two ring gears 6, 7 have a slightly different number of teeth, with the axial sections 8a, 8b of the respective planet gear 8 being identical. Slightly means that one of the ring gears 6, 7 has one or more fewer teeth than the other ring gear 7, 6. It is also conceivable to design the planet gears 8 as stepped planet gears, with the first axial section 8a of the respective planet gear 8 having a first number of teeth and the second axial section 8b of the respective planetary gear 8 can have a second number of teeth that is different from the first number of teeth.

Der Abtrieb der Wolfromgetriebestufe 4 erfolgt über das zweite Hohlrad 7, das mit dem als Planetengetriebe mit zwei Planetenradsätzen P1, P2 ausgebildeten Differentials 9 wirkverbunden ist. Der erste Planetenradsatz P1 ist radial innerhalb des zweiten Planetenradsatzes P2 angeordnet. Das zweite Hohlrad 7 ist über eine erste Verbindungswelle 14 mit dem ersten Sonnenrad S1 des ersten Planetenradsatzes P1 drehfest verbunden ist. Ein erster Planetenträger PT1 des ersten Planetenradsatzes P1 ist drehfest mit der ersten Abtriebswelle 10 und ein erstes Hohlrad H1 des ersten Planetenradsatzes P1 ist einteilig mit einem zweiten Sonnenrad S2 des zweiten Planetenradsatzes P2 verbunden. Ein zweiter Planetenträger PT2 des zweiten Planetenradsatzes P2 ist drehfest mit dem ortsfesten Bauelement 12 und ein zweites Hohlrad H2 des zweiten Planetenradsatzes P2 ist über eine zweite Verbindungswelle 23 drehfest mit der zweiten Abtriebswelle 11 verbunden. Mittels des ersten Planetenradsatzes P1 ist ein erstes Abtriebsmoment auf die erste Abtriebswelle 10 übertragbar, wobei ein Abstützmoment des ersten Planetenradsatzes P1 in dem zweiten Planetenradsatz P2 derart wandelbar ist, dass ein dem ersten Abtriebsmoment entsprechendes zweites Abtriebsmoment auf die zweite Abtriebswelle 11 übertragbar ist.The output of the tungsten gear stage 4 takes place via the second ring gear 7, which is operatively connected to the differential 9 designed as a planetary gear with two planetary gear sets P1, P2. The first planetary gear set P1 is arranged radially within the second planetary gear set P2. The second ring gear 7 is connected in a rotationally fixed manner via a first connecting shaft 14 to the first sun gear S1 of the first planetary gear set P1. A first planet carrier PT1 of the first planetary gear set P1 is non-rotatably connected to the first output shaft 10 and a first ring gear H1 of the first planetary gear set P1 is connected in one piece to a second sun gear S2 of the second planetary gear set P2. A second planet carrier PT2 of the second planetary gear set P2 is non-rotatably connected to the stationary component 12 and a second ring gear H2 of the second planetary gear set P2 is non-rotatably connected to the second output shaft 11 via a second connecting shaft 23. By means of the first planetary gear set P1, a first output torque can be transferred to the first output shaft 10, with a support torque of the first planetary gear set P1 being convertible in the second planetary gear set P2 in such a way that a second output torque corresponding to the first output torque can be transferred to the second output shaft 11.

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.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.

BezugszeichenReference symbols

11: Fahrzeugvehicle
22: AntriebsstrangDrivetrain
33: Getriebetransmission
44: WolfromgetriebestufeTungsten gear stage
55: Sonnenrad der WolfromgetriebestufeSun gear of the tungsten gear stage
66: Erstes Hohlrad der WolfromgetriebestufeFirst ring gear of the tungsten gear stage
77: Zweites Hohlrad der WolfromgetriebestufeSecond ring gear of the tungsten gear stage
88th: Planetenrad der WolfromgetriebestufePlanetary gear of the tungsten gear stage
8a8a: Erster axialer Abschnitt des Planetenrades der WolfromgetriebestufeFirst axial section of the planetary gear of the tungsten gear stage
8b8b: Zweiter axialer Abschnitt des Planetenrades der WolfromgetriebestufeSecond axial section of the planetary gear of the tungsten gear stage
99: Differentialdifferential
1010: Erste AbtriebswelleFirst output shaft
1111: Zweite AbtriebswelleSecond output shaft
1212: Ortsfestes BauelementFixed component
1313: Planetenträger der WolfromgetriebestufePlanet carrier of the tungsten gear stage
1414: Erste VerbindungswelleFirst wave of connections
1515: Eingangselement des DifferentialsInput element of the differential
1616: Elektrische MaschineElectric machine
1717: RotorwelleRotor shaft
1818: Eingangswelle der WolfromgetriebestufeInput shaft of the tungsten gear stage
1919: Radwheel
2020: AntriebsachseDrive axle
2121: AbtriebsachseOutput axle
2222: LagerelementBearing element
2323: Zweite Verbindungswelle Second connection wave
A1A1: Erste AchseFirst axis
A2A2: Zweite Achse Second axis
H1H1: Erstes Hohlrad des ersten PlanetenradsatzesFirst ring gear of the first planetary gear set
H2H2: Zweites Hohlrad des zweiten PlanetenradsatzesSecond ring gear of the second planetary gear set
S1S1: Erstes Sonnenrad des ersten PlanetenradsatzesFirst sun gear of the first planetary gear set
S2S2: Zweites Sonnenrad des zweiten PlanetenradsatzesSecond sun gear of the second planetary gear set
P1P1: Erster Planetenradsatz des integralen DifferentialsFirst planetary gear set of the integral differential
P2P2: Zweiter Planetenradsatz des integralen DifferentialsSecond planetary gear set of the integral differential
PT1PT1: Erster Planetenträger des ersten PlanetenradsatzesFirst planet carrier of the first planetary gear set
PT2PT2: Zweiter Planetenträger des zweiten PlanetenradsatzesSecond planet carrier of the second planetary gear set
PR1PR1: Erstes Planetenrad des ersten PlanetenradsatzesFirst planetary gear of the first planetary gear set
PR2PR2: Zweites Planetenrad des zweiten PlanetenradsatzesSecond planetary gear of the second planetary gear set

Claims

Transmission (3) for a drive train (2) of an at least partially electrically driven vehicle (1), comprising a tungsten gear stage (4) which has a sun gear (5), a first ring gear (6) arranged in a rotationally fixed manner and an axially adjacent and rotatably arranged one second ring gear (7), a plurality of planet gears (8) being rotatably mounted on a planet carrier (24) spatially between the sun gear (5) and the ring gears (6, 7), the planet gears (8) having a first axial section ( 8a) mesh with the first ring gear (6) and with a second axial section (8b) with the second ring gear (7), one of the axial sections (8a, 8b) also meshing with the sun gear (5), the two ring gears (6, 7) have a different number of teeth, the gear (3) further comprising an integral differential (9), wherein either the second ring gear (7) is designed to be operatively connected to a drive unit, and the sun gear (5). is operatively connected to the integral differential (9), or the sun gear (5) is designed to be operatively connected to the drive unit, and the second ring gear (7) is operatively connected to the integral differential (9), the differential (9) being one first planetary gear set (P1) with a plurality of gear set elements and an operatively connected second planetary gear set (P2) with a plurality of gear set elements, a first gear set element of the first planetary gear set (P1) being rotationally fixed with the second ring gear (7) or the sun gear (5) of the tungsten gear stage (4 ), a second gear set element of the first planetary gear set (P1) is non-rotatably connected to a first output shaft (10) and a third gear set element of the first planetary gear set (P1) is non-rotatably connected to a first gear set element of the second planetary gear set (P2), wherein a second gear set element of the second planetary gear set (P2) are non-rotatably connected to a stationary component (12) and a third gear set element of the second planetary gear set (P2) is non-rotatably connected to a second output shaft (11), with a first output torque being at least indirectly applied to the first output shaft (P1) by means of the first planetary gear set (P1). 10) is transferable, wherein a support torque of the first planetary gear set (P1) in the second planetary gear set (P2) can be changed in such a way that a second output torque corresponding to the first output torque can be transferred to the second output shaft (11).

Gear (3) after Claim 1 , wherein the tungsten gear stage (4) and the differential (9) are arranged coaxially to one another.

Gear (3) after Claim 1 or 2 , wherein the first and second planetary gear sets (P1, P2) are arranged axially adjacent to one another or the first planetary gear set (P1) is arranged radially within the second planetary gear set (P2).

Transmission (3) according to one of the preceding claims, wherein the first gear set element of the first and second planetary gear sets (P1, P2) is a sun gear (S1, S2), the second gear set element of the first and second planetary gear sets (P1, P2) is a planet carrier (PT1, PT2) and the third Wheelset element of the first and second planetary gearset (P1, P2) is a ring gear (H1, H2).

Transmission (3) according to one of the preceding claims, wherein the planetary gears (8) of the tungsten gear stage (4) are designed as stepped planetary gears, the first axial section (8a) of the respective planetary gear (8) having a first number of teeth and the second axial section (8b ) of the respective planet gear (8) has a second number of teeth that is different from the first number of teeth.

Drive train (2), comprising a drive unit and a transmission (3) operatively connected thereto according to one of the preceding claims.

Drive train (2). Claim 6 , wherein the drive unit is arranged coaxially to the integral differential (9).

Drive train (2). Claim 6 or 7 , wherein the drive unit is an electric machine (16) with a rotor shaft (17), the rotor shaft (17) being connected in a rotationally fixed manner to an input shaft (18) of the tungsten gear stage (4).

Drive train (2). Claim 6 until 8th , wherein the input shaft (18) of the tungsten gear stage (4) is arranged coaxially to the output shafts (10, 11).