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Die Erfindung betrifft ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug. Ferner betrifft die Erfindung eine Antriebsvorrichtung mit einem solchen Getriebe.
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Beispielsweise offenbart
DE 10 2013 215 877 A1 ein Umlaufrädergetriebe zur Verzweigung der an einem Leistungseingang anliegenden Antriebsleistung auf einen ersten und auf einen zweiten Leistungsausgang in Verbindung mit einer Reduktion der Ausgangsdrehzahl auf ein unter der Antriebsdrehzahl am Leistungseingang liegendes Drehzahlniveau. Das Umlaufrädergetriebe umfasst eine erste Getriebestufe, die ein erstes Sonnenrad, einen ersten Planetensatz, einen ersten Planetenträger und ein erstes Hohlrad aufweist, eine zweite Getriebestufe, die ein zweites Sonnenrad, einen zweiten Planetensatz, einen zweiten Planetenträger und ein zweites Hohlrad aufweist, sowie eine dritte Planetenstufe, die ein drittes Sonnenrad, einen dritten Planetensatz und einen dritten Planetenträger umfasst. Das erste Sonnenrad ist als Leistungseingang eingerichtet, der erste Planetenträger ist mit dem zweiten Sonnenrad drehfest gekoppelt, der zweite Planetenträger ist stationär festgelegt, das erste Hohlrad ist mit dem dritten Sonnenrad gekoppelt, der erste Leistungsausgang erfolgt über die dritte Getriebestufe, und der zweite Leistungsausgang erfolgt über das zweite Hohlrad der zweiten Getriebestufe.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein alternatives Getriebe zu schaffen, das insbesondere eine verbesserte Leistungsdichte und einen verbesserten Wirkungsgrad sowie eine Differentialsperrwirkung aufweist. Diese Aufgaben werden gelöst durch ein Getriebe mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 und ein Getriebe mit den Merkmalen von Patentanspruch 10. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der nachfolgenden Beschreibung sowie der Figuren.
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Ein erfindungsgemäßes Getriebe für ein Kraftfahrzeug umfasst einen ersten Planetenradsatz, einen zweiten Planetenradsatz und einen dritten Planetenradsatz, wobei jeder Planetenradsatz ein erstes Element, ein zweites Element und ein drittes Element aufweist, genau eine Antriebswelle zur Anbindung des Getriebes an eine Antriebsmaschine des Kraftfahrzeugs, eine erste Abtriebswelle und eine zweite Abtriebswelle jeweils zur Anbindung des Getriebes an ein Rad des Kraftfahrzeugs, eine erste Koppelwelle und eine zweite Koppelwelle jeweils zur drehfesten Verbindung von zwei Elementen zweier Planetenradsätze, und ein Schaltelement zum Übertragen eines Drehmoments zwischen einer der beiden Abtriebswellen und der zweiten Koppelwelle,
- • wobei eines der Elemente des zweiten Planetenradsatzes mit der Antriebswelle drehfest verbunden ist, wobei ein anderes der Elemente des zweiten Planetenradsatzes mit der ersten Koppelwelle drehfest verbunden ist, wobei ein anderes der Elemente des zweiten Planetenradsatzes mit der zweiten Koppelwelle drehfest verbunden ist,
- • wobei eines der Elemente des dritten Planetenradsatzes mit der ersten Koppelwelle drehfest verbunden ist, wobei ein anderes der Elemente des dritten Planetenradsatzes mit einem stationären Bauteil drehfest verbunden ist, wobei ein anderes der Elemente des dritten Planetenradsatzes mit der zweiten Abtriebswelle drehfest verbunden ist,
- • wobei eines der Elemente des ersten Planetenradsatzes mit der zweiten Koppelwelle drehfest verbunden ist, wobei ein anderes der Elemente des ersten Planetenradsatzes mit der ersten Abtriebswelle drehfest verbunden ist, wobei ein anderes der Elemente des ersten Planetenradsatzes mit der zweiten Abtriebswelle drehfest verbunden ist.
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Unter einer „Anbindung“ einer Vorrichtung oder eines Elements am Getriebe ist zu verstehen, dass das Getriebe, insbesondere die entsprechende Welle des Getriebes entweder unmittelbar, beispielsweise drehfest mit der Vorrichtung oder mit dem Element verbunden ist, oder mittelbar, beispielsweise über mindestens ein weiteres Bauteil, insbesondere über mindestens eine weitere Welle oder ein weiteres Zahnrad, verbunden ist. Wenn zwei Wellen drehfest miteinander verbunden sind, rotieren sie gemeinsam in einer Drehrichtung mit einer Rotationsgeschwindigkeit. Insbesondere kann die Anbindung auch über ein Schaltelement erfolgen, wodurch eine antriebswirksame Kopplung und Entkopplung der Vorrichtung oder des Elements mit der entsprechenden Welle des Getriebes möglich ist.
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Unter einer „Welle“ ist nicht ausschließlich ein beispielsweise zylindrisches, drehbar gelagertes Getriebeelement zur Übertragung von Drehmomenten zu verstehen, sondern vielmehr sind hierunter auch allgemeine Verbindungselemente zu verstehen, die einzelne Bauteile oder Elemente miteinander verbinden, insbesondere Verbindungselemente, die mehrere Elemente drehfest miteinander verbinden. Zwei drehfest miteinander verbundene Wellen können einteilig ausgebildet sein.
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Unter einem „stationären Bauteil“ ist ein nicht rotierendes Bauteil des Getriebes zu verstehen. Beispielsweise ist das stationäre Bauteil als Gehäuse oder Gehäuseabschnitt des Getriebes ausgebildet. Alternativ kann das stationäre Bauteil als gehäusefeste Welle ausgebildet sein.
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Mithin ist der zweite Planetenradsatz über die Antriebswelle mit der Antriebsmaschine zumindest mittelbar oder unmittelbar verbunden oder verbindbar, sowie über die erste Koppelwelle mit dem dritten Planetenradsatz verbunden und über die zweite Koppelwelle mit dem ersten Planetenradsatz verbunden. Ferner ist der dritte Planetenradsatz mit dem Gehäuse drehfest verbunden und über die zweite Abtriebswelle mit dem ersten Planetenradsatz verbunden. Der erste Planetenradsatz ist darüber hinaus mit der ersten Abtriebswelle verbunden. Über die erste Abtriebswelle ist der erste Planetenradsatz mit einem ersten Rad des Kraftfahrzeugs zumindest mittelbar oder unmittelbar verbunden oder verbindbar. Ferner sind über die zweite Abtriebswelle der erste und der dritte Planetenradsatz mit einem zweiten Rad des Kraftfahrzeugs zumindest mittelbar oder unmittelbar verbunden oder verbindbar.
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Beispielsweise ist die Antriebsmaschine als elektrische Maschine ausgebildet, die zum Antrieb des Fahrzeugs als Antriebsmotor und zur Rekuperation von elektrischer Energie als Generator betreibbar ist. Dazu ist die elektrische Maschine mit einem elektrischen Energiespeicher elektrisch verbunden. Die elektrische Maschine umfasst einen Rotor und einen Stator, wobei der Rotor drehfest mit einer Rotorwelle verbunden ist. Die Rotorwelle der elektrischen Maschine ist zumindest mittelbar oder unmittelbar mit der Antriebswelle verbunden. Beispielsweise ist die Rotorwelle der elektrischen Maschine über mindestens eine weitere Welle, über mehrere Zahnräder und/oder über ein Zugmittel mit der Antriebswelle verbunden. Die elektrische Maschine kann auf einer gemeinsamen Rotationsachse mit dem Getriebe angeordnet sein und somit koaxial zu der Antriebswelle ausgebildet sein, wobei dann die Rotorwelle mit der Antriebswelle vorzugsweise drehfest verbunden ist. Alternativ kann die elektrische Maschine achsparallel zu der Antriebswelle ausgebildet sein, wobei dann die Rotorwelle mit der Antriebswelle mittelbar verbunden ist. Alternativ kann die Antriebsmaschine als Verbrennungsmotor mit einer Kurbelwelle ausgebildet sein.
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Unter einem „Schaltelement“ ist eine schaltbare Vorrichtung zu verstehen, die zumindest einen geöffneten und einen geschlossenen Zustand aufweist, wobei im geöffneten Zustand zwei damit verbundene Wellen frei rotieren können, und wobei im geschlossenen Zustand die beiden Wellen drehfest miteinander verbunden sind.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform verbindet das Schaltelement in einem geschlossenen Zustand das dritte Element des ersten Planetenradsatzes und das erste Element des ersten Planetenradsatzes drehfest miteinander. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform verbindet das Schaltelement in einem geschlossenen Zustand das zweite Element des ersten Planetenradsatzes und das erste Element des ersten Planetenradsatzes drehfest miteinander.
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Mithin wird über das Schaltelement der erste Planetenradsatz verblockt. Mit anderen Worten werden zwei Elemente des ersten Planetenradsatzes, beispielsweise das Sonnenrad und das Hohlrad oder das Sonnenrad und der Planetenträger, drehfest verbunden, sodass der erste Planetenradsatz im Block umläuft und die Übersetzung 1 aufweist. Dadurch das eines dieser Elemente des ersten Planetenradsatzes entweder mit der ersten oder mit der zweiten Abtriebswelle verbunden ist wird auch eine Differentialsperrwirkung mittels des Schaltelements erzeugt. Das Schaltelement ist von einem Aktuator schaltbar. Unter einer „Differentialsperrwirkung“ ist eine Sperrwirkung zwischen den beiden Abtriebswellen zu verstehen. Das Schaltelement kann als reibschlüssiges oder formschlüssiges Schaltelement ausgebildet sein. Beispielsweise ist ein formschlüssiges Schaltelement als Klauenkupplung ausgebildet. Durch ein formschlüssiges Schaltelement kann die Effizienz des Getriebes aufgrund verminderter Schleppverluste erhöht werden. Insbesondere sind formschlüssige Schaltelemente kompakter sowie wirkungsgradoptimiert ausgebildet und haben einen Kostenvorteil gegenüber reibschlüssigen Schaltelementen. Jedoch ist ein Schlupfbetrieb, d.h. eine begrenzte Sperrwirkung unter Differenzdrehzahl mit formschlüssigen Schaltelementen nicht möglich. Beispielsweise umfasst ein reibschlüssiges Schaltelement mehrere Lamellen oder zumindest eine konusförmige Reibfläche. Im Falle eines reibschlüssigen Schaltelementes kann dieses über einen Aktuator oder mechanisch, insbesondere durch Nutzung von Axialkräften aus Schrägverzahnungen betätigt werden. Ein Aktuator kann gehäusefest oder mitrotierend angeordnet sein.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das erste Element des zweiten Planetenradsatzes mit der Antriebswelle drehfest verbunden, wobei das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes mit der ersten Koppelwelle drehfest verbunden ist, wobei das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes mit der zweiten Koppelwelle drehfest verbunden ist, wobei das erste Element des dritten Planetenradsatzes mit der ersten Koppelwelle drehfest verbunden ist, wobei das zweite Element des dritten Planetenradsatzes mit einem stationären Bauteil drehfest verbunden ist, wobei das dritte Element des dritten Planetenradsatzes mit der zweiten Abtriebswelle drehfest verbunden ist, wobei das erste Element des ersten Planetenradsatzes mit der zweiten Koppelwelle drehfest verbunden ist, wobei das zweite Element des ersten Planetenradsatzes mit der ersten Abtriebswelle drehfest verbunden ist, wobei das dritte Element des ersten Planetenradsatzes mit der zweiten Abtriebswelle drehfest verbunden ist. Hierzu wird auf die Ausführungsformen gemäß der 4, 5 und 6 verwiesen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das erste Element des zweiten Planetenradsatzes mit der Antriebswelle drehfest verbunden, wobei das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes mit der zweiten Koppelwelle drehfest verbunden ist, wobei das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes mit der ersten Koppelwelle drehfest verbunden ist, wobei das erste Element des dritten Planetenradsatzes mit der ersten Koppelwelle drehfest verbunden ist, wobei das zweite Element des dritten Planetenradsatzes mit einem stationären Bauteil drehfest verbunden ist, wobei das dritte Element des dritten Planetenradsatzes mit der zweiten Abtriebswelle drehfest verbunden ist, wobei das erste Element des ersten Planetenradsatzes mit der zweiten Abtriebswelle drehfest verbunden ist, wobei das zweite Element des ersten Planetenradsatzes mit der ersten Abtriebswelle drehfest verbunden ist, wobei das dritte Element des ersten Planetenradsatzes mit der zweiten Koppelwelle drehfest verbunden ist. Hierzu wird auf die Ausführungsformen gemäß der 7 und 8 verwiesen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das erste Element des zweiten Planetenradsatzes mit der Antriebswelle drehfest verbunden, wobei das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes mit der ersten Koppelwelle drehfest verbunden ist, wobei das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes mit der zweiten Koppelwelle drehfest verbunden ist, wobei das erste Element des dritten Planetenradsatzes mit der ersten Koppelwelle drehfest verbunden ist, wobei das zweite Element des dritten Planetenradsatzes mit einem stationären Bauteil drehfest verbunden ist, wobei das dritte Element des dritten Planetenradsatzes mit der zweiten Abtriebswelle drehfest verbunden ist, wobei das erste Element des ersten Planetenradsatzes mit der zweiten Abtriebswelle drehfest verbunden ist, wobei das zweite Element des ersten Planetenradsatzes mit der ersten Abtriebswelle drehfest verbunden ist, wobei das dritte Element des ersten Planetenradsatzes mit der zweiten Koppelwelle drehfest verbunden ist. Hierzu wird auf die Ausführungsformen gemäß der 9 und 10 verwiesen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das erste Element des zweiten Planetenradsatzes mit der Antriebswelle drehfest verbunden, wobei das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes mit der ersten Koppelwelle drehfest verbunden ist, wobei das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes mit der zweiten Koppelwelle drehfest verbunden ist, wobei das erste Element des dritten Planetenradsatzes mit der ersten Koppelwelle drehfest verbunden ist, wobei das zweite Element des dritten Planetenradsatzes mit der zweiten Abtriebswelle drehfest verbunden ist, wobei das dritte Element des dritten Planetenradsatzes mit einem stationären Bauteil drehfest verbunden ist, wobei das erste Element des ersten Planetenradsatzes mit der zweiten Koppelwelle drehfest verbunden ist, wobei das zweite Element des ersten Planetenradsatzes mit der zweiten Abtriebswelle drehfest verbunden ist, wobei das dritte Element des ersten Planetenradsatzes mit der ersten Abtriebswelle drehfest verbunden ist. Hierzu wird auf die Ausführungsform gemäß 11 verwiesen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das erste Element des zweiten Planetenradsatzes mit der Antriebswelle drehfest verbunden, wobei das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes mit der zweiten Koppelwelle drehfest verbunden ist, wobei das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes mit der ersten Koppelwelle drehfest verbunden ist, wobei das erste Element des dritten Planetenradsatzes mit der ersten Koppelwelle drehfest verbunden ist, wobei das zweite Element des dritten Planetenradsatzes mit der zweiten Abtriebswelle drehfest verbunden ist, wobei das dritte Element des dritten Planetenradsatzes mit einem stationären Bauteil drehfest verbunden ist, wobei das erste Element des ersten Planetenradsatzes mit der zweiten Koppelwelle drehfest verbunden ist, wobei das zweite Element des ersten Planetenradsatzes mit der zweiten Abtriebswelle drehfest verbunden ist, wobei das dritte Element des ersten Planetenradsatzes mit der ersten Abtriebswelle drehfest verbunden ist. Hierzu wird auf die Ausführungsform gemäß 12 verwiesen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind zwei der drei Planetenradsätze radial geschachtelt angeordnet. Mit anderen Worten sind die Elemente der beiden Planetenradsätze derart axial überlappend angeordnet, dass einer der beiden Planetenradsätze außen und der andere der beiden Planetenradsätze innen angeordnet ist. Dadurch wird das Getriebe insbesondere in axialer Richtung kompakter ausgebildet. Bevorzugt sind der erste und dritte Planetenradsatz radial geschachtelt angeordnet. Alternativ sind der erste und zweite Planetenradsatz radial geschachtelt angeordnet.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist eine der beiden Koppelwellen oder eine der beiden Abtriebswellen einteilig mit den damit verbundenen Elementen des jeweiligen Planetenradsatzes ausgebildet. Beispielsweise kann eine Koppelwelle oder eine Abtriebswelle einteilig als Zwischenrad mit zwei Verzahnungen ausgebildet sein, wobei eine Innenverzahnung des Zwischenrads ein Hohlrad für einen radial inneren Planetenradsatz bildet, wobei eine Außenverzahnung des Zwischenrads ein Sonnenrad für einen radial äußeren Planetenradsatz bildet. Ein solches Zwischenrad wird auch Sonnen-Hohlrad genannt. Alternativ kann eine Koppelwelle oder eine Abtriebswelle eine Verzahnung aufweisen, die ein gemeinsames Hohlrad für zwei Planetenradsätze bildet. Alternativ kann eine Koppelwelle oder eine Abtriebswelle eine Verzahnung aufweisen, die ein gemeinsames Sonnenrad für zwei Planetenradsätze bildet. Alternativ kann eine Koppelwelle oder eine Abtriebswelle einen gemeinsamen Planetenträger ausbilden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist zumindest einer der Planetenradsätze als Minus-Planetenradsatz ausgebildet, wobei das erste Element des jeweiligen Planetenradsatzes als Sonnenrad ausgebildet ist, wobei das zweite Element des jeweiligen Planetenradsatzes als Planetenträger ausgebildet ist, wobei das dritte Element des jeweiligen Planetenradsatzes als Hohlrad ausgebildet ist. An dem Planetenträger sind mehrere Planetenräder drehbar gelagert angeordnet, die mit dem Sonnenrad und dem Hohlrad im Zahneingriff stehen.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug umfassend mindestens einen ersten Planetenradsatz mit einem ersten Element, einem zweiten Element und einem dritten Element, wobei der erste Planetenradsatz als Minus-Planetenradsatz mit einem Sonnenrad, einem Hohlrad und einem Planetenträger ausgebildet ist, eine Antriebswelle zur Anbindung des Getriebes an eine Antriebsmaschine des Kraftfahrzeugs, eine erste Abtriebswelle und eine zweite Abtriebswelle jeweils zur Anbindung des Getriebes an ein Rad des Kraftfahrzeugs, ein Schaltelement, wobei eines der Elemente des ersten Planetenradsatzes mit der ersten Abtriebswelle drehfest verbunden ist, wobei ein anderes der Elemente des ersten Planetenradsatzes mit der zweiten Abtriebswelle drehfest verbunden ist, und wobei ein anderes der Elemente des ersten Planetenradsatzes über das Schaltelement mit einer der beiden Abtriebswellen verbindbar ist.
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Eine erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung weist eine Antriebsmaschine und ein erfindungsgemäßes Getriebe auf. Vorzugsweise ist die Antriebsmaschine als elektrische Maschine ausgebildet. Alternativ ist die Antriebsmaschine als Verbrennungsmotor ausgebildet. Die Antriebsmaschine kann koaxial oder achsparallel zur Antriebswelle des Getriebes angeordnet sein. Über die Antriebswelle wird die Antriebsleistung der Antriebsmaschine in das Getriebe eingespeist und auf die beiden Abtriebswellen verteilt, wobei die jeweilige Abtriebswelle mit einem jeweiligen Antriebsrad einer Antriebsachse des Fahrzeugs antriebswirksam verbunden ist.
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Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug umfasst eine erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung. Insbesondere ist das Kraftfahrzeug als Elektrofahrzeug ausgebildet und weist eine elektrische Antriebsachse mit der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung auf. Die obigen Definitionen sowie Ausführungen zu technischen Effekten, Vorteilen und vorteilhaften Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Getriebes gelten sinngemäß ebenfalls für die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung und für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug.
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Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung, die nachfolgend erläutert werden, sind in den Zeichnungen dargestellt, wobei gleiche Elemente mit dem gleichen Bezugszeichen versehen sind. Es zeigen:
- 1 eine stark abstrahierte schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugs mit einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung;
- 2 eine stark abstrahierte schematische Prinzipskizze der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung;
- 3 eine stark abstrahierte schematische Prinzipskizze der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung gemäß einer alternativen Ausführungsform;
- 4 eine stark abstrahierte schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform;
- 5 eine stark abstrahierte schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform;
- 6 eine stark abstrahierte schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform;
- 7 eine stark abstrahierte schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform;
- 8 eine stark abstrahierte schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform;
- 9 eine stark abstrahierte schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform;
- 10 eine stark abstrahierte schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung gemäß einer siebten Ausführungsform;
- 11 eine stark abstrahierte schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung gemäß einer achten Ausführungsform; und
- 12 eine stark abstrahierte schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung gemäß einer neunten Ausführungsform.
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1 zeigt ein Kraftfahrzeug 100 mit einer ersten Radachse 101 mit zwei Rädern R1, R2 und einer zweiten Radachse 102 mit zwei Rädern R3, R4. Vorliegend ist die erste Radachse 101 als hintere Antriebsachse des Kraftfahrzeugs 100 ausgebildet und mit einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung ausgestattet, die eine einzige als elektrische Maschine ausgebildete Antriebsmaschine 2 und ein als Umlaufrädergetriebe ausgebildetes Getriebe 1 aufweist. Mithin ist das Kraftfahrzeug 100 als elektrisches Fahrzeug ausgebildet. Die Antriebsvorrichtung ist quer zur Fahrzeuglängsrichtung angeordnet und mit den Rädern R1, R2 der ersten Radachse 101 antriebswirksam verbunden. Vorliegend ist an der zweiten Radachse 102, also an der Frontachse des Fahrzeugs 100, keine weitere Antriebsvorrichtung angeordnet, wodurch Kosten, Gewicht und Bauraum eingespart werden. Alternativ kann die Antriebsvorrichtung anstatt an der Heckachse auch an der Frontachse des Kraftfahrzeugs 100 angeordnet sein. Zur Realisierung eines Allradantriebsystems kann an der zweiten Radachse 102 eine weitere Antriebsvorrichtung angeordnet und mit den Rädern R3, R4 dieser Radachse 102 antriebswirksam verbunden sein.
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2 und 3 zeigen jeweils schematisch eine Prinzipskizze der Antriebsvorrichtung gemäß 1. Das Getriebe 1 der Antriebsvorrichtung umfasst einen ersten Planetenradsatz P1, einen zweiten Planetenradsatz P2 und einen dritten Planetenradsatz P3, die jeweils durch einen Kreis grafisch dargestellt sind. Jeder Planetenradsatz P1, P2, P3 weist ein erstes Element, ein zweites Element und ein drittes Element auf, die jeweils durch drei Anbindungsmöglichkeiten am jeweiligen Planetenradsatz P1, P2, P3 angedeutet sind. Ferner umfasst das Getriebe 1 fünf Wellen, nämlich eine Antriebswelle WAn zur Anbindung des Getriebes 1 an die Antriebsmaschine 2, eine erste Abtriebswelle WAb1 und eine zweite Abtriebswelle WAb2 jeweils zur Anbindung des Getriebes 1 an ein Rad des Kraftfahrzeugs sowie eine erste Koppelwelle W1 und eine zweite Koppelwelle W2.
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Eines der Elemente des zweiten Planetenradsatzes P2 ist mit der Antriebswelle WAn drehfest verbunden. Der zweite Planetenradsatz P2 ist über die Antriebswelle WAn mit der Antriebsmaschine 2 antriebswirksam verbunden. Mit anderen Worten kann im Leistungsfluss zwischen der Antriebsmaschine 2 und der Antriebswelle WAn mindestens eine weitere Welle, ein Zahnrad, ein Schaltelement oder dergleichen angeordnet sein. Ein anderes der Elemente des zweiten Planetenradsatzes P2 ist mit der ersten Koppelwelle W1 drehfest verbunden. Ein anderes der Elemente des zweiten Planetenradsatzes P2 ist mit der zweiten Koppelwelle W2 drehfest verbunden.
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Eines der Elemente des dritten Planetenradsatzes P3 ist mit der ersten Koppelwelle W1 drehfest verbunden. Mithin ist der dritte Planetenradsatz P3 über die erste Koppelwelle W1 mit dem zweiten Planetenradsatz P2 verbunden. Ein anderes der Elemente des dritten Planetenradsatzes P3 ist mit einem als Gehäuse G ausgebildeten stationären Bauteil des Getriebes 1 drehfest verbunden und somit an einer Rotation gehindert. Ein anderes der Elemente des dritten Planetenradsatzes P3 ist mit der zweiten Abtriebswelle WAb2 drehfest verbunden.
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Eines der Elemente des ersten Planetenradsatzes P1 ist mit der zweiten Koppelwelle W2 drehfest verbunden. Mithin ist der erste Planetenradsatz P1 über die zweite Koppelwelle W2 mit dem zweiten Planetenradsatz P2 verbunden. Ein anderes der Elemente des ersten Planetenradsatzes P1 ist mit der ersten Abtriebswelle WAb1 drehfest verbunden. Ein anderes der Elemente des ersten Planetenradsatzes P1 ist mit der zweiten Abtriebswelle WAb2 drehfest verbunden. Mithin ist der erste Planetenradsatz P1 über die zweite Abtriebswelle WAb2 mit dem dritten Planetenradsatz P3 verbunden.
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Gemäß 2 umfasst das Getriebe 1 ferner ein Schaltelement S zum Übertragen eines Drehmoments zwischen der zweiten Abtriebswelle WAb2 und der zweiten Koppelwelle W2. Mit anderen Worten ist die zweite Koppelwelle W2 über das Schaltelement S mit der zweiten Abtriebswellen WAb2 verbindbar.
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Gemäß 3 umfasst das Getriebe 1 ein Schaltelement S zum Übertragen eines Drehmoments zwischen der ersten Abtriebswelle WAb1 und der zweiten Koppelwelle W2. Mit anderen Worten ist die zweite Koppelwelle W2 über das Schaltelement S mit der ersten Abtriebswellen WAb1 verbindbar.
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Das Schaltelement ist als Differentialsperre vorgesehen und vorzugsweise als Reibkupplung ausgebildet. Beispielsweise umfasst die Reibkupplung zumindest zwei korrespondierende Reibflächen, also ein Reibflächenpaar. Beispielsweise ist die Reibkupplung als Lamellenkupplung ausgebildet und umfasst mehrere parallel wirkende Reibflächenpaare. Beispielsweise sind die Reibflächen eben ausgebildet. Alternativ sind die Reibflächen konusförmig ausgebildet, wodurch ein Reibmoment erhöht werden kann. Beispielsweise dient ein als Reiblamelle oder Reibkonus ausgeführtes Reibelement oder ein daran axial angrenzendes Bauteil der Axialspieleinstellung. Alternativ ist das Schaltelement S als Klauenkupplung ausgebildet. Alternativ ist das Schaltelement als Synchronisierung ausgebildet. Bevorzugt erfolgt die Betätigung des Schaltelements S mittels eines Hydraulikzylinders, der gehäusefest oder mitrotierend angeordnet ist. Alternativ erfolgt die Betätigung des Schaltelements S elektromechanisch, beispielsweise über eine Spindel, eine Rampe oder einen Hebel. Alternativ erfolgt die Betätigung des Schaltelements S elektromagnetisch. Die für die Betätigung des Schaltelements S erforderliche Kraft resultiert zumindest teilweise oder vollständig aus einer Axialkraft von zumindest einer Schrägverzahnung. Insbesondere ist der Kraftfluss im ersten Planetenradsatz P1 derart ausgebildet, dass im Zug- und im Schubbetrieb des Antriebsstrangs Kräfte aus der mindestens einen Schrägverzahnung auf das Schaltelement S wirken.
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Erfindungsgemäß ist das Schaltelement S zum Übertragen eines Drehmoments zwischen einer der beiden Abtriebswellen WAb1, WAb2 und der zweiten Koppelwelle W2 vorgesehen. Insbesondere ist eine der beiden Abtriebswellen WAb1, WAb2 mit einem als Planetenträger ausgebildeten Element des ersten Planetenradsatzes P1 drehfest verbunden. Das Reaktionsmoment der Antriebsmaschine 2 ist in Summe mit dem Gehäusestützmoment umgekehrt gleich groß zu den Abtriebsdrehmomenten an den beiden Abtriebswellen WAb1, WAb2. Mithin erfolgt keine Aufsummierung der Abtriebsdrehmomente analog einem Differentialkorb an einem rotierenden Bauteil. An keinem rotierenden Bauteil des Getriebes 1 liegt die Summe der beiden Abtriebsdrehmomente an. Die Summe der Abtriebsfrehmomente ist betragsmäßig größer als das Antriebsdrehmoment, da es sich nicht nur um ein Differential, sondern um ein Übersetzungsgetriebe mit Differentialfunktion handelt.
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Der erste Planetenradsatz P1 läuft bei Geradeausfahrt des Kraftfahrzeugs im Block um, sodass die Elemente des ersten Planetenradsatzes P1 nicht wälzen und dadurch keine entsprechenden Verluste generiert werden. Der zweite Planetenradsatz P2 weist keine Gehäuseabstützung auf, sodass alle drei Elemente des zweiten Planetenradsatz P2 rotieren können. Der dritte Planetenradsatz P3 weist eine Gehäuseabstützung auf, wodurch eine Drehmomentwandlung ermöglicht wird. Die drei Planetenradsätze P1, P2, P3 sind derart miteinander verbunden, dass jeder Planetenradsatz P1, P2, P3 mit jedem Planetenradsatz P1, P2, P3 genau eine drehfeste Verbindung teilt.
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4 zeigt schematisch die Antriebsvorrichtung mit dem Getriebe 1 gemäß einer ersten Ausführungsform. Vorteilhaft an dieser ersten Ausführungsform ist ein guter Wirkungsgrad und ein breiter Übersetzungsbereich des Getriebes 1. Das Getriebe 1 umfasst den ersten Planetenradsatz P1, den zweiten Planetenradsatz P2 und den dritten Planetenradsatz P3, wobei jeder der drei Planetenradsätze P1, P2, P3 ein erstes Element E11, E21, E31, ein zweites Element E12, E22, E32 und ein drittes Element E13, E23, E33 aufweist. Vorliegend ist das erste Element E11, E21, E31 des jeweiligen Planetenradsatzes P1, P2, P3 als Sonnenrad ausgebildet, wobei das zweite Element E12, E22, E32 des jeweiligen Planetenradsatzes P1, P2, P3 als Planetenträger ausgebildet ist, wobei das dritte Element E13, E23, E33 des jeweiligen Planetenradsatzes P1, P2, P3 als Hohlrad ausgebildet ist. Jeder Planetenträger trägt mindestens ein Planetenrad, das mit dem Sonnenrad und dem Hohlrad des jeweiligen Planetenradsatzes P1, P2, P3 im Zahneingriff steht. Mithin ist jeder der drei Planetenradsätze P1, P2, P3 als Minus-Planetenradsatz ausgebildet.
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Das erste Element E21 des zweiten Planetenradsatzes P2 ist mit der Antriebswelle WAn drehfest verbunden, wobei das zweite Element E22 des zweiten Planetenradsatzes P2 mit der ersten Koppelwelle W1 drehfest verbunden ist, wobei das dritte Element E23 des zweiten Planetenradsatzes P2 mit der zweiten Koppelwelle W2 drehfest verbunden ist. Die Antriebswelle WAn ist vorliegend mit der Antriebsmaschine 2 drehfest verbunden. Alternativ können im Leistungsfluss zwischen der Antriebsmaschine 2 und der Antriebswelle WAn weitere Elemente, insbesondere Wellen, Zahnräder, Schaltelemente oder sonstige Vorrichtungen angeordnet sein. Beispielsweise kann durch ein solches Schaltelement der Leistungsfluss zwischen der Antriebsmaschine 2 und der Antriebswelle WAn unterbrochen werden.
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Das erste Element E31 des dritten Planetenradsatzes P3 ist mit der ersten Koppelwelle W1 drehfest verbunden, wobei das zweite Element E32 des dritten Planetenradsatzes P3 mit einem als Gehäuse G ausgebildeten stationären Bauteil drehfest verbunden ist, wobei das dritte Element E33 des dritten Planetenradsatzes P3 mit der zweiten Abtriebswelle WAb2 drehfest verbunden ist.
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Das erste Element E11 des ersten Planetenradsatzes P1 ist mit der zweiten Koppelwelle W2 drehfest verbunden, wobei das zweite Element E12 des ersten Planetenradsatzes P1 mit der ersten Abtriebswelle WAb1 drehfest verbunden ist, wobei das dritte Element E13 des ersten Planetenradsatzes P1 mit der zweiten Abtriebswelle WAb2 drehfest verbunden ist.
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Mithin sind das dritte Element E13 des ersten Planetenradsatzes P1 und das dritte Element E33 des dritten Planetenradsatzes P3 über die zweite Abtriebswelle WAb2 drehfest miteinander verbunden. Ferner verbindet die erste Koppelwelle W1 das zweite Element E12 des zweiten Planetenradsatzes P2 drehfest mit dem ersten Element E31 des dritten Planetenradsatzes P3, wobei die zweite Koppelwelle W2 das dritte Element E23 des zweiten Planetenradsatzes P2 drehfest mit dem ersten Element E11 des ersten Planetenradsatzes P1 verbindet.
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Der zweite Planetenradsatz P2 ist axial zwischen dem dritten Planetenradsatz P3 und dem ersten Planetenradsatz P1 angeordnet, wobei der dritte Planetenradsatz P3 axial an der Antriebsmaschine 2 angrenzt. Dadurch wird die Antriebsvorrichtung kompakt ausgebildet. Alle drei Planetenradsätze P1, P2, P3 sind auf einer gemeinsamen Rotationsachse R angeordnet. Die Antriebsmaschine 2 ist koaxial zur Rotationsachse R angeordnet. Die Antriebswelle WAn ist als Hohlwelle ausgebildet, wobei sich die erste Abtriebswelle WAb1 axial durch die Antriebswelle WAn und die Antriebsmaschine 2 erstreckt. Die jeweilige Abtriebswelle WAb1, WAb2 ist beispielsweise drehfest mit einem jeweiligen Rad des Kraftfahrzeugs verbunden. Alternativ kann die jeweilige Abtriebswelle WAb1, WAb2 mittelbar über weitere Getriebeelemente, insbesondere Stirnradstufen, Kettentriebe oder Gelenkwellen mit einem jeweiligen Rad des Kraftfahrzeugs verbunden sein.
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Das Schaltelement S ist zum Übertragen eines Drehmoments zwischen der zweiten Abtriebswelle WAb2 und der zweiten Koppelwelle W2 eingerichtet, wobei das Schaltelement S in einem geschlossenen Zustand das dritte Element E13 des ersten Planetenradsatzes P1 und das erste Element E11 des ersten Planetenradsatzes P1 drehfest miteinander verbindet. Dadurch wird der erste Planetenradsatz P1 verblockt. Wenn das Schaltelement S nur teilweise geschlossen wird, dann wird nur ein Teil des Drehmoments zwischen der zweiten Koppelwelle W2 und der zweiten Abtriebswelle WAb2 übertragen. Durch die Anordnung des Schaltelements S im Leistungsfluss zwischen dem Sonnenrad und dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes P1 kann der erste Planetenradsatz P1 zumindest teilweise oder vollständig gesperrt werden, wobei dann die in dem Schaltelement S auftretenden Drehmomente niedriger als bei einer Anordnung des Schaltelements S zwischen den beiden Abtriebswellen WAb1, WAb2 ist. Mithin ist das Schaltelement S zwischen der zweiten Koppelwelle W2 und der zweiten Abtriebswelle WAb2 wirksam angeordnet und wirkt zwischen dem ersten Element E11 des ersten Planetenradsatzes P1 und dem dritten Element E13 des ersten Planetenradsatzes P1. Das Schaltelement S ist axial benachbart zum ersten Planetenradsatz P1 angeordnet. Das Schaltelement S ist axial zwischen dem ersten Planetenradsatz P1 und dem zweiten Planetenradsatz P2 angeordnet. Alternativ sowie vorliegend nicht dargestellt kann das Schaltelement S radial außen um den zweiten Planetenradsatz P2 herum angeordnet werden. Der zweite Planetenradsatz P2 kann beispielsweise im Durchmesser besonders klein ausgeführt werden, was dazu führt, dass radial zwischen dem zweiten Planetenradsatz P2 und der zweiten Abtriebswelle WAb2 Platz resultiert, um dort das Schaltelement S anzuordnen. Wenn das Schaltelement S radial geschachtelt mit dem zweiten Planetenradsatz P2 angeordnet wird kann axiale Baulänge eingespart werden.
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5 zeigt eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung. Die Antriebsvorrichtung gemäß 5 entspricht im Wesentlichen der Antriebsvorrichtung gemäß 4, wobei ein Unterschied zwischen diesen beiden Ausführungsformen in der Anordnung und Anbindung des Schaltelements S besteht. Vorliegend ist das Schaltelement S zum Übertragen eines Drehmoments zwischen der ersten Abtriebswelle WAb1 und der zweiten Koppelwelle W2 eingerichtet, wobei das Schaltelement S in einem geschlossenen Zustand das zweite Element E12 des ersten Planetenradsatzes P1 und das erste Element E11 des ersten Planetenradsatzes P1 drehfest verbindet. Mithin wirkt das Schaltelement S zwischen dem ersten Element E11 des ersten Planetenradsatzes P1 und dem zweiten Element E12 des ersten Planetenradsatzes P1. Das Schaltelement S ist axial benachbart zum ersten Planetenradsatz P1 angeordnet. Durch die Anordnung des Schaltelements S im Leistungsfluss zwischen dem Sonnenrad und dem Planetenträger des ersten Planetenradsatzes P1 kann der erste Planetenradsatz P1 zumindest teilweise oder vollständig gesperrt werden, wobei dann die in dem Schaltelement S auftretenden Drehmomente niedriger als bei einer Anordnung des Schaltelements S zwischen den beiden Abtriebswellen WAb1, WAb2 ist. Zwar sind die Drehmomente in dem Schaltelement S höher als bei der Anordnung des Schaltelements S im Leistungsfluss zwischen dem Sonnenrad und dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes P1 jedoch können sich dadurch konstruktive Vorteile ergeben, insbesondere dann, wenn die Anordnung des Schaltelements S im Leistungsfluss zwischen dem Sonnenrad und dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes P1 auf Grund der Bindbarkeit konstruktiv nicht möglich ist. Ansonsten entspricht das Ausführungsbeispiel gemäß 5 dem Ausführungsbeispiel gemäß 4, auf das Bezug genommen wird.
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6 zeigt eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung. Die Antriebsvorrichtung gemäß 6 entspricht im Wesentlichen der Antriebsvorrichtung gemäß 4, wobei ein Unterschied zwischen diesen beiden Ausführungsformen in der Anordnung des ersten und zweiten Planetenradsatzes P1, P2 besteht. Vorteilhaft an dieser dritten Ausführungsform gegenüber der ersten Ausführungsform ist eine kurze axiale Baulänge des Getriebes 1. Vorliegend sind der erste und der zweite Planetenradsatz P1, P2 radial geschachtelt angeordnet, wobei der zweite Planetenradsatz P2 radial innen angeordnet ist, und wobei der erste Planetenradsatz P1 radial außen angeordnet ist. Mithin ist der zweite Planetenradsatz P2 näher an der Rotationsachse R angeordnet als der zweite Planetenradsatz P2. Die Elemente E11, E12, E13 des ersten Planetenradsatzes P1 und die Elemente E21, E22, E23 des zweiten Planetenradsatzes P2 überlappen sich in axialer Richtung. Die zweite Koppelwelle W2 ist als Zwischenrad mit einer Innenverzahnung und einer Außenverzahnung ausgebildet und verbindet den ersten Planetenradsatz P1 und den zweiten Planetenradsatz P2. Mit anderen Worten sind das dritte Element E23 des zweiten Planetenradsatzes P2, das erste Element E11 des ersten Planetenradsatzes P1 und die zweite Koppelwelle W2 einteilig als gemeinsames Bauteil ausgebildet. Die Innenverzahnung des Zwischenrads bildet ein Hohlrad für den radial inneren zweiten Planetenradsatz P2. Die Außenverzahnung des Zwischenrads bildet ein Sonnenrad für den radial äußeren ersten Planetenradsatz P1. Das Zwischenrad macht das Getriebe 1 kompakter und leichter. Ferner weisen der erste und der dritte Planetenradsatz P1, P3 ein gemeinsames Hohlrad auf. Mit anderen Worten sind das dritte Element E13 des ersten Planetenradsatzes P1 und das dritte Element E33 des dritten Planetenradsatzes P3 als gemeinsames Bauteil mit einer einzigen Verzahnung ausgebildet. Dadurch wird der Montageaufwand verringert und die Kompaktheit erhöht. Insbesondere ist die zweite Abtriebswelle WAb2 einteilig mit dem gemeinsamen Hohlrad ausgebildet. Das Schaltelement S ist zwischen der zweiten Koppelwelle W2 und der zweiten Abtriebswelle WAb2 wirksam angeordnet. Mithin wirkt das Schaltelement S zwischen dem ersten Element E11 des ersten Planetenradsatzes P1 und dem dritten Element E13 des ersten Planetenradsatzes P1. Das Schaltelement S ist axial benachbart zum dritten Planetenradsatz P3 angeordnet. Das Schaltelement S ist axial zwischen dem ersten Planetenradsatz P1 und dem dritten Planetenradsatz P3 angeordnet. Ansonsten entspricht das Ausführungsbeispiel gemäß 6 dem Ausführungsbeispiel gemäß 4, auf das Bezug genommen wird.
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7 zeigt eine vierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung. Die Antriebsvorrichtung gemäß 7 entspricht im Wesentlichen der Antriebsvorrichtung gemäß 4, wobei ein Unterschied zwischen diesen beiden Ausführungsformen in der Anbindung des ersten und zweiten Planetenradsatzes P1, P2 besteht. Vorliegend ist das erste Element E21 des zweiten Planetenradsatzes P2 mit der Antriebswelle WAn drehfest verbunden, wobei das zweite Element E22 des zweiten Planetenradsatzes P2 mit der zweiten Koppelwelle W2 drehfest verbunden ist, wobei das dritte Element E23 des zweiten Planetenradsatzes P2 mit der ersten Koppelwelle W1 drehfest verbunden ist. Das erste Element E31 des dritten Planetenradsatzes P3 ist mit der ersten Koppelwelle W1 drehfest verbunden, wobei das zweite Element E32 des dritten Planetenradsatzes P3 mit einem als Gehäuse G ausgebildeten stationären Bauteil drehfest verbunden ist, wobei das dritte Element E33 des dritten Planetenradsatzes P3 mit der zweiten Abtriebswelle WAb2 drehfest verbunden ist. Ferner ist das erste Element E11 des ersten Planetenradsatzes P1 mit der zweiten Abtriebswelle WAb2 drehfest verbunden, wobei das zweite Element E12 des ersten Planetenradsatzes P1 mit der ersten Abtriebswelle WAb1 drehfest verbunden ist, wobei das dritte Element E13 des ersten Planetenradsatzes P1 mit der zweiten Koppelwelle W2 drehfest verbunden ist. Das Schaltelement S ist zwischen der zweiten Koppelwelle W2 und der zweiten Abtriebswelle WAb2 wirksam angeordnet. Mithin wirkt das Schaltelement S zwischen dem ersten Element E11 des ersten Planetenradsatzes P1 und dem dritten Element E13 des ersten Planetenradsatzes P1. Das Schaltelement S ist axial benachbart zum ersten Planetenradsatz P1 angeordnet. Das Schaltelement S ist axial zwischen dem ersten Planetenradsatz P1 und dem zweiten Planetenradsatz P2 angeordnet. Alternativ sowie vorliegend nicht dargestellt kann das Schaltelement S radial außen um den zweiten Planetenradsatz P2 herum angeordnet werden. Der zweite Planetenradsatz P2 kann beispielsweise im Durchmesser besonders klein ausgeführt werden, was dazu führt, dass radial zwischen dem zweiten Planetenradsatz P2 und der zweiten Abtriebswelle WAb2 Platz resultiert, um dort das Schaltelement S anzuordnen. Wenn das Schaltelement S radial geschachtelt mit dem zweiten Planetenradsatz P2 angeordnet wird, kann axiale Baulänge eingespart werden. Ansonsten entspricht das Ausführungsbeispiel gemäß 7 dem Ausführungsbeispiel gemäß 4, auf das Bezug genommen wird.
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8 zeigt eine fünfte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung. Die Antriebsvorrichtung gemäß 8 entspricht im Wesentlichen der Antriebsvorrichtung gemäß 7, wobei ein Unterschied zwischen diesen beiden Ausführungsformen in der Anordnung des ersten und dritten Planetenradsatzes P1, P3 besteht. Vorteilhaft an dieser fünften Ausführungsform gegenüber der vierten Ausführungsform ist eine kurze axiale Baulänge des Getriebes 1. Vorliegend sind der erste und der dritte Planetenradsatz P1, P3 radial geschachtelt angeordnet, wobei der dritte Planetenradsatz P3 radial innen angeordnet ist, und wobei der erste Planetenradsatz P1 radial außen angeordnet ist. Mithin ist der dritte Planetenradsatz P3 näher an der Rotationsachse R angeordnet als der erste Planetenradsatz P1. Die Elemente E11, E12, E13 des ersten Planetenradsatzes P1 und die Elemente E31, E32, E33 des dritten Planetenradsatzes P3 überlappen sich in axialer Richtung. Ein Zwischenrad mit einer Innenverzahnung und einer Außenverzahnung ist im Leistungsfluss zwischen dem ersten Planetenradsatz P1 und dem dritten Planetenradsatz P3 angeordnet. Das dritte Element E33 des dritten Planetenradsatzes P3, das erste Element E11 des ersten Planetenradsatzes P1 und die zweite Abtriebswelle WAb2 sind als gemeinsames Bauteil ausgebildet. Die Innenverzahnung bildet ein Hohlrad für den radial inneren dritten Planetenradsatz P3. Die Außenverzahnung bildet ein Sonnenrad für den radial äußeren ersten Planetenradsatz P1. Das Zwischenrad macht das Getriebe 1 kompakter und leichter. Das Schaltelement S ist zwischen der zweiten Koppelwelle W2 und der zweiten Abtriebswelle WAb2 wirksam angeordnet. Mithin wirkt das Schaltelement S zwischen dem ersten Element E11 des ersten Planetenradsatzes P1 und dem dritten Element E13 des ersten Planetenradsatzes P1. Das Schaltelement S ist axial benachbart zum ersten Planetenradsatz P1 angeordnet. Ansonsten entspricht das Ausführungsbeispiel gemäß 8 dem Ausführungsbeispiel gemäß 7, auf das Bezug genommen wird.
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9 zeigt eine sechste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung. Die Antriebsvorrichtung gemäß 9 entspricht im Wesentlichen der Antriebsvorrichtung gemäß 4, wobei ein Unterschied zwischen diesen beiden Ausführungsformen in der Anbindung des dritten Planetenradsatzes P3 besteht. Vorliegend ist das erste Element E21 des zweiten Planetenradsatzes P2 mit der Antriebswelle WAn drehfest verbunden, wobei das zweite Element E22 des zweiten Planetenradsatzes P2 mit der ersten Koppelwelle W1 drehfest verbunden ist, wobei das dritte Element E23 des zweiten Planetenradsatzes P2 mit der zweiten Koppelwelle W2 drehfest verbunden ist. Das erste Element E31 des dritten Planetenradsatzes P3 ist mit der ersten Koppelwelle W1 drehfest verbunden, wobei das zweite Element E32 des dritten Planetenradsatzes P3 mit einem als Gehäuse G ausgebildeten stationären Bauteil drehfest verbunden ist, wobei das dritte Element E33 des dritten Planetenradsatzes P3 mit der zweiten Abtriebswelle WAb2 drehfest verbunden ist. Ferner ist das erste Element E11 des ersten Planetenradsatzes P1 mit der zweiten Abtriebswelle WAb2 drehfest verbunden, wobei das zweite Element E12 des ersten Planetenradsatzes P1 mit der ersten Abtriebswelle WAb1 drehfest verbunden ist, wobei das dritte Element E13 des ersten Planetenradsatzes P1 mit der zweiten Koppelwelle W2 drehfest verbunden ist. Ferner weisen der erste und der zweite Planetenradsatz P1, P2 ein gemeinsames Hohlrad mit einer einzigen Verzahnung auf. Mit anderen Worten sind das dritte Element E13 des ersten Planetenradsatzes P1, das dritte Element E23 des zweiten Planetenradsatzes P2 und die zweite Koppelwelle W2 als gemeinsames Bauteil ausgebildet. Dadurch wird der Montageaufwand verringert und die Kompaktheit erhöht. Das Schaltelement S ist zwischen der zweiten Koppelwelle W2 und der zweiten Abtriebswelle WAb2 wirksam angeordnet. Mithin wirkt das Schaltelement S zwischen dem ersten Element E11 des ersten Planetenradsatzes P1 und dem dritten Element E13 des ersten Planetenradsatzes P1. Das Schaltelement S ist axial benachbart zum ersten Planetenradsatz P1 angeordnet. Ansonsten entspricht das Ausführungsbeispiel gemäß 9 dem Ausführungsbeispiel gemäß 4, auf das Bezug genommen wird.
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10 zeigt eine siebte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung. Die Antriebsvorrichtung gemäß 10 entspricht im Wesentlichen der Antriebsvorrichtung gemäß 9, wobei ein Unterschied zwischen diesen beiden Ausführungsformen in der Anordnung des ersten und dritten Planetenradsatzes P1, P3 besteht. Vorteilhaft an dieser siebten Ausführungsform gegenüber der sechsten Ausführungsform ist eine kurze axiale Baulänge des Getriebes 1. Vorliegend sind der erste und der dritte Planetenradsatz P1, P3 radial geschachtelt angeordnet, wobei der dritte Planetenradsatz P3 radial innen angeordnet ist, und wobei der erste Planetenradsatz P1 radial außen angeordnet ist. Mithin ist der dritte Planetenradsatz P3 näher an der Rotationsachse R angeordnet als der erste Planetenradsatz P1. Die Elemente E11, E12, E13 des ersten Planetenradsatzes P1 und die Elemente E31, E32, E33 des dritten Planetenradsatzes P3 überlappen sich in axialer Richtung. Ein Zwischenrad mit einer Innenverzahnung und einer Außenverzahnung ist im Leistungsfluss zwischen dem ersten Planetenradsatz P1 und dem dritten Planetenradsatz P3 angeordnet. Vorliegend bilden das dritte Element E33 des dritten Planetenradsatzes P3 und das erste Element E11 des ersten Planetenradsatzes P1 ein gemeinsames Bauteil. Die Innenverzahnung des Zwischenrads bildet ein Hohlrad für den radial inneren dritten Planetenradsatz P3. Die Außenverzahnung des Zwischenrads bildet ein Sonnenrad für den radial äußeren ersten Planetenradsatz P1. Das Zwischenrad macht das Getriebe 1 kompakter und leichter. Ferner weisen der erste und der zweite Planetenradsatz P1, P2 ein gemeinsames Hohlrad mit einer einzigen Verzahnung auf. Mit anderen Worten sind das dritte Element E13 des ersten Planetenradsatzes P1, das dritte Element E23 des zweiten Planetenradsatzes P2 und die zweite Koppelwelle W2 als gemeinsames Bauteil ausgebildet. Dadurch wird der Montageaufwand verringert und die Kompaktheit erhöht. Das Schaltelement S ist zwischen der zweiten Koppelwelle W2 und der zweiten Abtriebswelle WAb2 wirksam angeordnet. Mithin wirkt das Schaltelement S zwischen dem ersten Element E11 des ersten Planetenradsatzes P1 und dem dritten Element E13 des ersten Planetenradsatzes P1. Das Schaltelement S ist axial benachbart zum zweiten Planetenradsatz P2 angeordnet. Das Schaltelement S ist axial zwischen dem ersten Planetenradsatz P1 und dem zweiten Planetenradsatz P2 angeordnet. Ansonsten entspricht das Ausführungsbeispiel gemäß 10 dem Ausführungsbeispiel gemäß 9, auf das Bezug genommen wird.
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11 zeigt eine achte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung. Die Antriebsvorrichtung gemäß 11 entspricht im Wesentlichen der Antriebsvorrichtung gemäß 4, wobei ein Unterschied zwischen diesen beiden Ausführungsformen in der Anbindung der Planetenradsätze P1, P2, P3 besteht. Vorliegend ist das erste Element E21 des zweiten Planetenradsatzes P2 mit der Antriebswelle WAn drehfest verbunden, wobei das zweite Element E22 des zweiten Planetenradsatzes P2 mit der ersten Koppelwelle W1 drehfest verbunden ist, wobei das dritte Element E23 des zweiten Planetenradsatzes P2 mit der zweiten Koppelwelle W2 drehfest verbunden ist. Das erste Element E31 des dritten Planetenradsatzes P3 ist mit der ersten Koppelwelle W1 drehfest verbunden, wobei das zweite Element E32 des dritten Planetenradsatzes P3 mit der zweiten Abtriebswelle WAb2 drehfest verbunden ist, wobei das dritte Element E33 des dritten Planetenradsatzes P3 mit einem als Gehäuse G ausgebildeten stationären Bauteil drehfest verbunden ist. Ferner ist das erste Element E11 des ersten Planetenradsatzes P1 mit der zweiten Koppelwelle W2 drehfest verbunden, wobei das zweite Element E12 des ersten Planetenradsatzes P1 mit der zweiten Abtriebswelle WAb2 drehfest verbunden ist, wobei das dritte Element E13 des ersten Planetenradsatzes P1 mit der ersten Abtriebswelle WAb1 drehfest verbunden ist. Die Antriebswelle WAn ist als Hohlwelle ausgebildet, wobei sich die zweite Abtriebswelle WAb2 axial durch die Antriebswelle WAn und die Antriebsmaschine 2 erstreckt. Das Schaltelement S ist zwischen der zweiten Koppelwelle W2 und der zweiten Abtriebswelle WAb2 wirksam angeordnet. Mithin wirkt das Schaltelement S zwischen dem ersten Element E11 des ersten Planetenradsatzes P1 und dem zweiten Element E12 des ersten Planetenradsatzes P1. Das Schaltelement S ist axial benachbart zum ersten Planetenradsatz P1 angeordnet. Das Schaltelement S ist axial zwischen dem ersten Planetenradsatz P1 und dem zweiten Planetenradsatz P2 angeordnet. Alternativ sowie vorliegend nicht dargestellt kann das Schaltelement S radial außen um den zweiten Planetenradsatz P2 herum angeordnet werden. Der zweite Planetenradsatz P2 kann beispielsweise im Durchmesser besonders klein ausgeführt werden, was dazu führt, dass radial zwischen dem zweiten Planetenradsatz P2 und der zweiten Abtriebswelle WAb2 Platz resultiert, um dort das Schaltelement S anzuordnen. Wenn das Schaltelement S radial geschachtelt mit dem zweiten Planetenradsatz P2 angeordnet wird, kann axiale Baulänge eingespart werden. Ansonsten entspricht das Ausführungsbeispiel gemäß 11 dem Ausführungsbeispiel gemäß 4, auf das Bezug genommen wird.
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12 zeigt eine neunte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung. Die Antriebsvorrichtung gemäß 12 entspricht im Wesentlichen der Antriebsvorrichtung gemäß 4, wobei ein Unterschied zwischen diesen beiden Ausführungsformen in der Anbindung der Planetenradsätze P1, P2, P3 besteht. Vorliegend ist das erste Element E21 des zweiten Planetenradsatzes P2 mit der Antriebswelle WAn drehfest verbunden, wobei das zweite Element E22 des zweiten Planetenradsatzes P2 mit der zweiten Koppelwelle W2 drehfest verbunden ist, wobei das dritte Element E23 des zweiten Planetenradsatzes P2 mit der ersten Koppelwelle W1 drehfest verbunden ist. Das erste Element E31 des dritten Planetenradsatzes P3 ist mit der ersten Koppelwelle W1 drehfest verbunden, wobei das zweite Element E32 des dritten Planetenradsatzes P3 mit der zweiten Abtriebswelle WAb2 drehfest verbunden ist, wobei das dritte Element E33 des dritten Planetenradsatzes P3 mit einem als Gehäuse G ausgebildeten stationären Bauteil drehfest verbunden ist. Ferner ist das erste Element E11 des ersten Planetenradsatzes P1 mit der zweiten Koppelwelle W2 drehfest verbunden, wobei das zweite Element E12 des ersten Planetenradsatzes P1 mit der zweiten Abtriebswelle WAb2 drehfest verbunden ist, wobei das dritte Element E13 des ersten Planetenradsatzes P1 mit der ersten Abtriebswelle WAb1 drehfest verbunden ist. Die Antriebswelle WAn ist als Hohlwelle ausgebildet, wobei sich die zweite Abtriebswelle WAb2 axial durch die Antriebswelle WAn und die Antriebsmaschine 2 erstreckt. Das Schaltelement S ist zwischen der zweiten Koppelwelle W2 und der zweiten Abtriebswelle WAb2 wirksam angeordnet. Mithin wirkt das Schaltelement S zwischen dem ersten Element E11 des ersten Planetenradsatzes P1 und dem zweiten Element E12 des ersten Planetenradsatzes P1. Das Schaltelement S ist axial benachbart zum ersten Planetenradsatz P1 angeordnet. Das Schaltelement S ist axial zwischen dem ersten Planetenradsatz P1 und dem zweiten Planetenradsatz P2 angeordnet. Alternativ sowie vorliegend nicht dargestellt kann das Schaltelement S radial außen um den zweiten Planetenradsatz P2 herum angeordnet werden. Der zweite Planetenradsatz P2 kann beispielsweise im Durchmesser besonders klein ausgeführt werden, was dazu führt, dass radial zwischen dem zweiten Planetenradsatz P2 und der zweiten Abtriebswelle WAb2 Platz resultiert, um dort das Schaltelement S anzuordnen. Wenn das Schaltelement S radial geschachtelt mit dem zweiten Planetenradsatz P2 angeordnet wird, kann axiale Baulänge eingespart werden. Ansonsten entspricht das Ausführungsbeispiel gemäß 12 dem Ausführungsbeispiel gemäß 4, auf das Bezug genommen wird.
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Gemäß aller neun Ausführungsbeispiele umfasst das Getriebe 1 den ersten Planetenradsatz P1, der als Minus-Planetenradsatz mit einem Sonnenrad, einem Hohlrad und einem Planetenträger ausgebildet ist, die Antriebswelle WAn, die zur Anbindung des Getriebes 1 an die Antriebsmaschine 2 eingerichtet ist, die erste Abtriebswelle WAb1 und die zweite Abtriebswelle WAb2, die jeweils zur Anbindung des Getriebes 1 an ein Rad des Kraftfahrzeugs eingerichtet ist, und das Schaltelement S. Eines der Elemente E11, E12, E13 des ersten Planetenradsatzes P1 ist stets mit der ersten Abtriebswelle WAb1 drehfest verbunden, wobei ein anderes der Elemente E11, E12, E13 des ersten Planetenradsatzes P1 stets mit der zweiten Abtriebswelle WAb2 drehfest verbunden ist, und wobei ein anderes der Elemente E11, E12, E13 des ersten Planetenradsatzes P1 stets über das Schaltelement S mit einer der beiden Abtriebswellen WAb1, WAb2 verbindbar ist.
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Bezugszeichen
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- 1
- Getriebe
- 2
- Antriebsmaschine
- W1
- erste Koppelwelle
- W2
- zweite Koppelwelle
- WAn
- Antriebswelle
- WAb1
- erste Abtriebswelle
- WAb2
- zweite Abtriebswelle
- G
- Gehäuse
- S
- Schaltelement
- R
- Rotationsachse
- P1
- erster Planetenradsatz
- E11
- erstes Element des ersten Planetenradsatzes
- E12
- zweites Element des ersten Planetenradsatzes
- E13
- drittes Element des ersten Planetenradsatzes
- P2
- zweiter Planetenradsatz
- E21
- erstes Element des zweiten Planetenradsatzes
- E22
- zweites Element des zweiten Planetenradsatzes
- E23
- drittes Element des zweiten Planetenradsatzes
- P3
- dritter Planetenradsatz
- E31
- erstes Element des dritten Planetenradsatzes
- E32
- zweites Element des dritten Planetenradsatzes
- E33
- drittes Element des dritten Planetenradsatzes
- 100
- Kraftfahrzeug
- 101
- erste Radachse
- 102
- zweite Radachse
- R1
- Rad
- R2
- Rad
- R3
- Rad
- R4
- Rad
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013215877 A1 [0002]
