WO2018114228A1 - Getriebe für ein kraftfahrzeug - Google Patents

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WO2018114228A1
WO2018114228A1 PCT/EP2017/080463 EP2017080463W WO2018114228A1 WO 2018114228 A1 WO2018114228 A1 WO 2018114228A1 EP 2017080463 W EP2017080463 W EP 2017080463W WO 2018114228 A1 WO2018114228 A1 WO 2018114228A1
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transmission
drive shaft
bearing
rotor
hub
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PCT/EP2017/080463
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French (fr)
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Thomas Riedisser
Kim Führer
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Zf Friedrichshafen Ag
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    • B60K6/48—Parallel type
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    • F16H2057/0216—Intermediate shaft supports, e.g. by using a partition wall

Definitions

  • the invention relates to a transmission for a motor vehicle, as well as a drive train for a motor vehicle with such a transmission.
  • a transmission referred to here in particular a multi-speed transmission in which a plurality of gears, so fixed ratios between the drive shaft and the output shaft of the transmission, are preferably automatically switched by switching elements.
  • the switching elements are, for example, clutches or brakes here.
  • Such transmissions are mainly used in motor vehicles to adjust the speed and torque output characteristics of the drive unit to the driving resistance of the vehicle in a suitable manner.
  • the patent application DE 10 2008 040 498 A1 of the applicant describes a hybrid drive train of a motor vehicle, wherein a hybrid module is preceded by an automatic transmission.
  • the hybrid module includes a torsional vibration damper, an electric machine, an input gear stage and a disconnect clutch.
  • the rotor of the electric machine is rotatably supported via a two-part bearing relative to the module housing, on an output shaft of the hybrid module or on a planetary carrier of the input gear stage.
  • Such storage of the electric machine in the hybrid module can lead to different axes of rotation of electric machine and downstream transmission. Depending on the coupling between the hybrid module and the downstream transmission, this can lead to overdetermined storage. This can reduce the life of the components involved.
  • the applicant's patent application DE 10 2014 202 621 A1 proposes a hybrid module as a solution to this problem, wherein the rotor is supported in the radial direction on the one hand with respect to a housing and on the other hand on a transmission shaft.
  • the gear shaft is in the axial direction in the housing, and mounted radially on two bearing points on a rotationally fixed support shaft.
  • the input shaft of the hybrid module which is provided with a torsional vibration damper, is mounted independently via two roller bearings, so that an axial offset between the input shaft and gear shaft may occur. This can adversely affect the life of the arranged between input shaft and output shaft multi-plate clutch.
  • a transmission for a motor vehicle, which is adapted by means of a ratio changing device to provide different ratios between a drive shaft and an output shaft of the transmission.
  • the transmission also includes a housing, a hub connected to a torsional vibration damper, and a disconnect clutch having first and second coupling halves.
  • the hub is connected to the first coupling half.
  • the second coupling half is connected to the drive shaft.
  • the drive shaft protrudes in the axial direction in the Fors selectedungsvorrich- direction.
  • the ratio-changing device may be formed, for example, by gear-forming planetary gear sets and cooperating switching elements.
  • the drive shaft is supported at a first axial end via a first bearing in the radial direction directly or indirectly on the housing.
  • the drive shaft is supported via a second bearing in the radial direction directly on the hub.
  • the hub is supported in the radial direction via a third bearing directly to a non-rotatably connected to the housing bearing plate.
  • the drive shaft may be supported at its first axial end directly on the housing, or indirectly with the interposition of, for example, the output shaft and a further bearing.
  • the first coupling half is rotationally fixed or connected via the second torsional vibration damper with the hub.
  • the second coupling half or a rotatably connected thereto component is rotatably connected via a spline to the drive shaft. Since the splines allow an axial displacement in the unloaded state, such a configuration can compensate for the axial positional tolerance between the drive shaft and the second coupling half.
  • the hub is also preferably directly supported via a radial bearing on the second coupling half or on the rotatably connected thereto component.
  • the hub is thereby supported on the drive shaft against tilting.
  • the second coupling half or the component rotatably connected thereto is preferably mounted between the hub and the housing.
  • the connection to the housing preferably takes place indirectly, ie with the interposition of further components of the transmission.
  • the transmission has an electric machine with a rotationally fixed stator and a rotatable rotor.
  • the rotor is either permanently rotatably connected to the drive shaft or operatively connected via a fixed transmission ratio.
  • the rotor is mounted in the radial direction via a rotatably connected to the rotor element on the drive shaft, preferably exclusively.
  • the element connected to the rotor in a rotationally fixed manner is preferably supported in the radial direction via a spline toothing and via a centering seat on the drive shaft. loading Preferably, this is the same spline with which the second coupling half is connected to the drive shaft. In other words, the rotor is non-rotatably connected to the second coupling half. If the rotor is operatively connected to the drive shaft via a fixed transmission ratio, the element connected to the rotor in a rotationally fixed manner is preferably supported in the radial direction via two bearings on the drive shaft.
  • the second coupling half is preferably supported via an additional radial bearing on the element rotatably connected to the rotor.
  • the rotor is operatively connected to the drive shaft via a fixed transmission ratio
  • the rotor is preferably mounted in the axial direction between the second coupling half or the component and the housing connected thereto in a rotationally fixed manner.
  • the connection to the housing is preferably carried out indirectly, so with the interposition of other components of the transmission.
  • the fixed gear ratio between the rotor and the drive shaft is provided by means of a planetary gear set, the planet carrier is supported via a spline on the drive shaft. About this support the planet carrier is connected to the drive shaft both rotationally fixed and radially mounted.
  • the drive shaft may optionally be supported via a support bearing relative to the housing.
  • the support bearing is arranged axially between the first and second bearings. By such a support bearing bending of the same can be limited especially for a long drive shaft.
  • the support via the support bearing to the housing is preferably via a second bearing plate, which is connected to the housing.
  • the first bearing and / or the second bearing is formed as a sliding bearing.
  • the first and / or the second plain bearing is preferably hydrostatically controlled via the lubricant pressure applied in the transmission. lubricates.
  • the first and / or the second bearing may be formed as a needle sleeve with integrated seal.
  • the bearing plate is connected by three screws to the housing.
  • an axial and radial compliance of the bearing plate can be significantly reduced.
  • the transmission may be part of a drive train of a motor vehicle.
  • the drive train also has an internal combustion engine, which is rotationally elastic connected to the hub of the transmission via the at least one torsional vibration damper.
  • the output shaft of the transmission is drivirkgetêtutzn with a gear-internal or gear-external differential gear, which is operatively connected to wheels of the motor vehicle. If the transmission has the electric machine, the drive train enables a plurality of drive modes of the motor vehicle.
  • the motor vehicle In an electric driving operation, the motor vehicle is driven by the electric machine of the transmission.
  • an internal combustion engine operation the motor vehicle is driven by the internal combustion engine.
  • a hybrid operation the motor vehicle is driven by both the engine and the electric machine of the transmission.
  • Fig. 1 to Fig. 3 are each a schematic representation of a first to third
  • Embodiment of the transmission such as
  • Fig. 5 are each a schematic representation of a motor vehicle powertrain.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a first embodiment of the transmission G.
  • the transmission G has a drive shaft G1, an output shaft G2 and a ratio-changing device GA, which is only indicated in Fig. 1.
  • the gear changing device GA is configured to have various gear ratios between the drive shaft G1 and the output shaft G2 to provide, for example by means of planetary gear sets and with these cooperating switching elements.
  • the transmission G further comprises a housing GG, a hub N, a separating clutch K with a first coupling half KA and a second coupling half KG and an electric machine EM with a relative to the housing GG rotationally fixed stator S and a rotatable rotor R.
  • the separating clutch K is exemplified as a wet-running multi-plate clutch, which can be actuated by means of a suitable, not shown in FIG. 1 actuator, for example by means of a hydraulically actuated piston.
  • the hub N is connected to a torsional vibration damper TS and connected to the first coupling half KA via an optional second torsional vibration damper TS2.
  • a torsional vibration damper DAT is further attached.
  • the clutch K, the torsional vibration damper DAT and the second torsional vibration damper TS2 are located in the wet space of the transmission G, while the torsional vibration damper TS is arranged in a dry space.
  • Wet room and drying room are separated by a bearing plate LS, which is connected to three screws, not shown, with the housing GG.
  • the second coupling half KG is connected via the rotor R, a rotor support RT and a rotor hub RN with the drive shaft G1 permanently rotatably connected.
  • the drive shaft G1 is indirectly supported at a first axial end G1Ab via a first bearing L1 in the radial direction on the housing GG.
  • the indirect support is carried out by way of example via the output shaft G2, which in turn is rotatably mounted on the housing GG via a bearing Lx.
  • the first axial end G1ab of the drive shaft G1 projects axially into the ratio-changing device GA.
  • the drive shaft G1 could be supported at the axial end G1Ab via the first bearing L1 in the radial direction directly on the housing GG.
  • the drive shaft G1 is supported at its second axial end G1An in the radial direction via a second bearing L2 directly on the hub N.
  • the hub N is supported in the radial direction via a third bearing L3 directly on the bearing plate LS.
  • an additional support bearing L8 can be provided, which supports the drive shaft G1 with respect to a second bearing shield LS2.
  • the second end shield LS2 is connected to the housing GG.
  • the rotor R and the second coupling half KG are non-rotatably connected to each other, so that the support of the second coupling half KG on the rotor R, the rotatably connected rotor carrier RT and thus rotatably connected rotor hub RN takes place.
  • the composite of rotor R, rotor carrier RT and rotor hub RN is additionally supported via a centering seat Z1 on the drive shaft G1.
  • the hub N is also supported via a radial bearing L4 directly on the second coupling half KG.
  • the composite of rotor R, rotor carrier RT and rotor hub RN is mounted axially between the hub N and the second bearing plate LS2.
  • the axial bearing takes place via thrust bearings A2 and A3.
  • the hub N is mounted axially between the bearing plate LS and the rotor hub RN, wherein the bearing via the thrust bearing A2 and a thrust bearing A1 takes place.
  • the electric machine EM in the first exemplary embodiment is merely an optional component of the transmission G.
  • the second coupling half KG is connected to the drive shaft G1 instead of via the rotor carrier RT, for example via a coupling carrier.
  • Fig. 2 shows a schematic representation of a second embodiment of the transmission G, which corresponds essentially to the first embodiment shown in FIG.
  • the rotor R is now connected via a fixed transmission ratio with the drive shaft G1, which is provided by means of a planetary gear set P.
  • a sun gear of the planetary gear set P is fixed against rotation relative to the second bearing plate L2, a ring gear via the rotor carrier RT connected to the rotor R, and a planet carrier PS rotatably connected via a spline S2 with the drive shaft G1.
  • the second coupling half KG is now no longer connected to the rotor R.
  • the second coupling half KG is rotatably connected to a coupling carrier KGT, wherein the coupling carrier KGT is rotatably connected to a clutch hub KGN.
  • Coupling support KGT and clutch hub KGN can be made in one piece, or for example, welded together.
  • the second coupling half KG can be made in one piece with the coupling carrier KGT.
  • the clutch hub KGN is connected via the first spline S1 to the drive shaft G1, and supported via an additional radial bearing L7 on the rotor hub RN.
  • the rotor hub RN is supported via two bearings L5, L6 in the radial direction on the drive shaft G1.
  • the clutch hub KGN is supported axially between the hub N and the rotor carrier RT, wherein the bearing via the thrust bearing A2 and a thrust bearing A4 takes place.
  • the rotor carrier RT is axially supported between the clutch hub KGN and the planet carrier PS, wherein the bearing between the thrust bearing A4 and a thrust bearing A5 takes place.
  • the planet carrier PS is supported axially between the rotor carrier RT and the second bearing plate LS2, wherein the bearing between the thrust bearing A5 and a thrust bearing A6 takes place.
  • the sun gear of the planetary gear set P can be located in the power flow of this axial bearing.
  • Fig. 3 shows a schematic representation of a second embodiment of the transmission G, which corresponds essentially to the first embodiment shown in FIG.
  • the first coupling half KA is now directly connected to the hub N, whereby the second torsional vibration damper TS2 is omitted.
  • the bearing structure of the transmission G is not fully shown.
  • additional bearings are required.
  • the radial bearing of the drive shaft G1 is completely shown.
  • FIG. 4 shows by way of example a drive train of a motor vehicle, with an internal combustion engine VM and a downstream transmission G.
  • the drive train is aligned parallel to the direction of travel of the motor vehicle.
  • the internal combustion engine VM is connected to the hub N of the transmission G via the torsional vibration damper TS.
  • the output shaft G2 of the transmission G is connected to a transmission-external differential gear AG, via which the voltage applied to the output shaft G2 power is distributed to drive wheels DW.
  • Fig. 5 shows an example of a drive train of a motor vehicle, which is aligned transversely to the direction of travel of the motor vehicle.
  • the internal combustion engine VM is connected to the hub N of the transmission G via the torsional vibration damper TS.
  • the output shaft G2 of the transmission G is operatively connected via a transmission-internal differential gear AG, which is arranged axially parallel to the output shaft G2.
  • a transmission-internal differential gear AG which applied to the output shaft G2 power is distributed to drive wheels DW.

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Abstract

Getriebe (G) für ein Kraftfahrzeug, welches dazu eingerichtet ist mittels einer Übersetzungsänderungsvorrichtung (GA) verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen einer Antriebswelle (G1 ) und einer Abtriebswelle (G2) des Getriebes (G) bereitzustellen, wobei das Getriebe (G) ein Gehäuse (GG), eine mit einem Torsionsschwingungsdämpfer (TS) verbundene Nabe (N) und eine Trennkupplung (K) mit einer ersten Kupplungshälfte (KA) und einer zweiten Kupplungshälfte (KG) aufweist, wobei die Nabe (N) mit der ersten Kupplungshälfte (KA) verbunden ist, wobei die Antriebswelle (G1) mit der zweiten Kupplungshälfte (KG) drehfest verbunden ist und axial in die Übersetzungsänderungsvorrichtung (GA) hineinragt, wobei die Antriebswelle (G1) an einem ersten axialen Ende (G1Ab) über ein erstes Lager (L1) in radialer Richtung unmittelbar oder mittelbar am Gehäuse (GG) abgestützt ist, und an einem zweiten axialen Ende (G1An) über ein zweites Lager (L2) in radialer Richtung unmittelbar an der Nabe (N) abgestützt ist, wobei die Nabe (N) in radialer Richtung über ein drittes Lager (L3) unmittelbar an einem mit dem Gehäuse (GG) drehfest verbundenen Lagerschild (LS) abgestützt ist, sowie Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Getriebe (G).

Description

Getriebe für ein Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug, sowie einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Getriebe. Ein Getriebe bezeichnet hier insbesondere ein mehrgängiges Getriebe, bei dem eine Vielzahl von Gängen, also feste Übersetzungsverhältnisse zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle des Getriebes, durch Schaltelemente vorzugsweise automatisch schaltbar sind. Bei den Schaltelementen handelt es sich hier beispielsweise um Kupplungen oder Bremsen. Derartige Getriebe finden vor allem in Kraftfahrzeugen Anwendung, um die Drehzahl- und Drehmomentabgabecharakteristik der Antriebseinheit den Fahrwiderständen des Fahrzeugs in geeigneter weise anzupassen.
Die Patentanmeldung DE 10 2008 040 498 A1 der Anmelderin beschreibt einen Hybridantriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, wobei ein Hybridmodul einem Automatgetriebe vorangeschaltet ist. Das Hybridmodul umfasst dabei einen Drehschwingungsdämpfer, eine Elektromaschine, eine Eingangsgetriebestufe sowie eine Trennkupplung. Der Rotor der Elektromaschine ist dabei über eine zweischnittige Lagerung gegenüber dem Modulgehäuse, auf einer Ausgangswelle des Hybridmoduls oder auf einem Planetenträger der Eingangsgetriebestufe drehbar gelagert.
Eine derartige Lagerung der Elektromaschine im Hybridmodul kann zu unterschiedlichen Drehachsen von Elektromaschine und nachgeschaltetem Getriebe führen. Abhängig von der Koppelung zwischen Hybridmodul und nachgeschaltetem Getriebe kann dies zu einer überbestimmten Lagerung führen. Dies kann die Lebensdauer der beteiligten Komponenten reduzieren.
Die Patentanmeldung DE 10 2014 202 621 A1 der Anmelderin schlägt als Lösung für diese Problemstellung ein Hybridmodul vor, wobei der Rotor in radialer Richtung einerseits gegenüber einem Gehäuse und andererseits an einer Getriebewelle abgestützt ist. Die Getriebewelle ist dabei in axialer Richtung im Gehäuse, und radial über zwei Lagerstellen an einer drehfesten Stützwelle gelagert. Allerdings ist die mit einem Torsionsschwingungsdämpfer versehene Eingangswelle des Hybridmoduls über zwei Wälzlager eigenständig gelagert, sodass ein Achsversatz zwischen Eingangswelle und Getriebewelle auftreten kann. Dies kann die Lebensdauer der zwischen Eingangswelle und Ausgangswelle angeordneten Lamellenkupplung negativ beeinflussen.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung ein Getriebe anzugeben, welches sich durch eine im Vergleich zum Stand der Technik verbesserte Lagerung auszeichnet.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie aus den Figuren.
Zur Lösung der Aufgabe wird ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, welches dazu eingerichtet ist mittels einer Übersetzungsänderungsvorrichtung verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen einer Antriebswelle und einer Abtriebswelle des Getriebes bereitzustellen. Das Getriebe umfasst zudem ein Gehäuse, eine mit einem Torsionsschwingungsdämpfer verbundene Nabe, sowie eine Trennkupplung mit einer ersten und zweiten Kupplungshälfte. Die Nabe ist mit der ersten Kupplungshälfte verbunden. Die zweite Kupplungshälfte ist mit der Antriebswelle verbunden. Die Antriebswelle ragt in axialer Richtung in die Übersetzungsänderungsvorrich- tung hinein. Die Übersetzungsänderungsvorrichtung kann beispielsweise durch gangbildende Planetenradsätze und damit zusammenwirkende Schaltelemente gebildet sein.
Erfindungsgemäß ist die Antriebswelle an einem ersten axialen Ende über ein erstes Lager in radialer Richtung unmittelbar oder mittelbar am Gehäuse abgestützt. An einem zweiten axialen Ende ist die Antriebswelle über ein zweites Lager in radialer Richtung unmittelbar an der Nabe abgestützt. Die Nabe ist in radialer Richtung über ein drittes Lager unmittelbar an einem mit dem Gehäuse drehfest verbundenen Lagerschild abgestützt. Dadurch kann ein Achsversatz zwischen Nabe und Antriebswelle vermieden werden.
Bei einer unmittelbaren Abstützung befindet sich außer dem Lager kein weiteres Bauelement zwischen den jeweiligen Elementen. Eine mittelbare Abstützung erfolgt unter Zwischenschaltung von einem oder mehreren weiteren Elementen. Beispielsweise kann die Antriebswelle an ihrem ersten axialen Ende unmittelbar am Gehäuse, oder mittelbar unter Zwischenschaltung von beispielsweise der Abtriebswelle und einem weiteren Lager abgestützt sein.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist die erste Kupplungshälfte drehfest oder über den zweiten Torsionsschwingungsdämpfer mit der Nabe verbunden.
Vorzugsweise ist die zweite Kupplungshälfte oder ein damit drehfest verbundenes Bauteil über eine Steckverzahnung mit der Antriebswelle drehfest verbunden. Da die Steckverzahnung im unbelasteten Zustand eine axiale Verschiebung zulässt, kann eine solche Ausgestaltung die axiale Lagetoleranz zwischen Antriebswelle und zweiter Kupplungshälfte kompensieren.
Die Nabe ist ferner vorzugsweise über ein Radiallager an der zweiten Kupplungshälfte oder an dem damit drehfest verbundenen Bauteil unmittelbar abgestützt. Die Nabe ist dadurch auf der Antriebswelle gegen Verkippen abgestützt.
In axialer Richtung ist die zweite Kupplungshälfte oder das damit drehfest verbundene Bauteil vorzugsweise zwischen der Nabe und dem Gehäuse gelagert. Die Anbin- dung an das Gehäuse erfolgt dabei vorzugsweise mittelbar, also unter Zwischenschaltung weiterer Komponenten des Getriebes.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist das Getriebe eine elektrische Maschine mit einem drehfesten Stator und einem drehbaren Rotor auf. Der Rotor ist mit der Antriebswelle entweder ständig drehfest verbunden oder über ein festes Übersetzungsverhältnis wirkverbunden. Der Rotor ist dabei in radialer Richtung über ein mit dem Rotor drehfest verbundenes Element auf der Antriebswelle gelagert, vorzugsweise ausschließlich.
Ist der Rotor mit der Antriebswelle ständig drehfest verbunden, so ist das mit dem Rotor drehfest verbundene Element in radialer Richtung vorzugsweise über eine Steckverzahnung sowie über einen Zentriersitz auf der Antriebswelle abgestützt. Be- vorzugt handelt sich dabei um die gleiche Steckverzahnung, mit der die zweite Kupplungshälfte mit der Antriebswelle verbunden ist. In anderen Worten ist der Rotor drehfest mit der zweiten Kupplungshälfte verbunden. Ist der Rotor mit der Antriebswelle über ein festes Übersetzungsverhältnis wirkverbunden, so ist das mit dem Rotor drehfest verbundene Element in radialer Richtung vorzugsweise über zwei Lager auf der Antriebswelle abgestützt.
Ist der Rotor mit der Antriebswelle über ein festes Übersetzungsverhältnis wirkverbunden, so ist die zweite Kupplungshälfte vorzugsweise über ein zusätzliches Radiallager auf dem mit dem Rotor drehfest verbundenen Element abgestützt.
Ist der Rotor mit der Antriebswelle über ein festes Übersetzungsverhältnis wirkverbunden, so ist der Rotor in axialer Richtung vorzugsweise zwischen der zweiten Kupplungshälfte oder dem damit drehfest verbundenen Bauteil und dem Gehäuse gelagert. Die Anbindung an das Gehäuse erfolgt dabei vorzugsweise mittelbar, also unter Zwischenschaltung weiterer Komponenten des Getriebes.
Vorzugsweise wird das feste Übersetzungsverhältnis zwischen Rotor und Antriebswelle mittels eines Planetenradsatzes bereitgestellt, dessen Planetenträger über eine Steckverzahnung auf der Antriebwelle abgestützt ist. Über diese Abstützung ist der Planetenträger mit der Antriebswelle sowohl drehfest verbunden als auch radial gelagert.
Die Antriebswelle kann optional über ein Stützlager gegenüber dem Gehäuse abgestützt sein. Das Stützlager ist dabei axial zwischen dem ersten und zweiten Lager angeordnet. Durch ein solches Stützlager kann besonders bei einer langen Antriebswelle ein Durchbiegen derselben begrenzt werden. Die Abstützung über das Stützlager zum Gehäuse erfolgt bevorzugt über ein zweites Lagerschild, welches mit dem Gehäuse verbunden ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist das erste Lager und/oder das zweite Lager als ein Gleitlager ausgebildet. Das erste und/oder das zweite Gleitlager wird dabei bevorzugt über den im Getriebe anliegenden Schmierdruck hydrostatisch ge- schmiert. Alternativ dazu kann das erste und/oder das zweite Lager als eine Nadelhülse mit integrierter Dichtung ausgebildet sein.
Vorzugsweise ist das Lagerschild mittels drei Schrauben mit dem Gehäuse verbunden. Dadurch kann eine axiale und radiale Nachgiebigkeit des Lagerschilds deutlich verringert werden.
Das Getriebe kann Bestandteil eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs sein. Der Antriebsstrang weist neben dem Getriebe auch einen Verbrennungsmotor auf, welche über den zumindest einen Torsionsschwingungsdämpfer mit der Nabe des Getriebes drehelastisch verbunden ist. Die Abtriebswelle des Getriebes ist mit einem getriebe-internen oder getriebe-externen Differentialgetriebe antriebswirkverbunden, welches mit Rädern des Kraftfahrzeugs wirkverbunden ist. Weist das Getriebe die elektrische Maschine auf, so ermöglicht der Antriebsstrang mehrere Antriebsmodi des Kraftfahrzeugs. In einem elektrischen Fahrbetrieb wird das Kraftfahrzeug von der elektrischen Maschine des Getriebes angetrieben. In einem verbrennungsmotorischen Betrieb wird das Kraftfahrzeug vom Verbrennungsmotor angetrieben. In einem hybridischen Betrieb wird das Kraftfahrzeug sowohl vom Verbrennungsmotor als auch von der elektrischen Maschine des Getriebes angetrieben.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachfolgend anhand der beigefügten Figuren detailliert beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 bis Fig. 3 je eine schematische Darstellung zu einem ersten bis dritten
Ausführungsbeispiel des Getriebes; sowie
Fig. 4 und Fig. 5 je eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeug- Antriebsstrangs.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels des Getriebes G. Das Getriebe G weist eine Antriebswelle G1 , eine Abtriebswelle G2 und eine Übersetzungsänderungsvorrichtung GA auf, welche in Fig. 1 nur angedeutet ist. Die Übersetzungsänderungsvorrichtung GA ist dazu eingerichtet, verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Antriebswelle G1 und der Abtriebswelle G2 bereitzustellen, beispielsweise mittels Planetenradsätzen und mit diesen zusammenwirkenden Schaltelementen.
Das Getriebe G weist ferner ein Gehäuse GG, eine Nabe N, eine Trennkupplung K mit einer ersten Kupplungshälfte KA und einer zweiten Kupplungshälfte KG sowie eine elektrische Maschine EM mit einem gegenüber dem Gehäuse GG drehfesten Stator S und einem drehbaren Rotor R auf. Die Trennkupplung K ist beispielhaft als eine nasslaufende Lamellenkupplung ausgebildet, welche mittels einer geeigneten, in Fig. 1 nicht dargestellten Betätigungseinrichtung betätigbar ist, beispielsweise mittels eines hydraulisch betätigbaren Kolbens. Die Nabe N ist mit einem Torsions- schwingungsdämpfer TS verbunden, und über einen optionalen zweiten Torsions- schwingungsdämpfer TS2 mit der ersten Kupplungshälfte KA verbunden. An der Nabe N ist ferner ein Drehschwingungstilger DAT befestigt. Die Kupplung K, der Drehschwingungstilger DAT und der zweite Torsionsschwingungsdämpfer TS2 befinden sich im Nassraum des Getriebes G, während der Torsionsschwingungsdämpfer TS in einem Trockenraum angeordnet ist. Nassraum und Trockenraum sind durch ein Lagerschild LS getrennt, welches mit drei nicht dargestellten Schrauben mit dem Gehäuse GG verbunden ist. Die zweite Kupplungshälfte KG ist über den Rotor R, einem Rotorträger RT und einer Rotornabe RN mit der Antriebswelle G1 ständig drehfest verbunden.
Die Antriebswelle G1 ist an einem ersten axialen Ende G1Ab über ein erstes Lager L1 in radialer Richtung mittelbar am Gehäuse GG abgestützt. Die mittelbare AbStützung erfolgt dabei beispielhaft über die Abtriebswelle G2, welche ihrerseits über ein Lager Lx am Gehäuse GG drehbar gelagert ist. Das erste axiale Ende G1ab der Antriebswelle G1 ragt dabei axial in die Übersetzungsänderungsvorrichtung GA hinein. Alternativ dazu könnte die Antriebswelle G1 am axialen Ende G1Ab über das erste Lager L1 in radialer Richtung unmittelbar am Gehäuse GG abgestützt sein.
Die Antriebswelle G1 ist an ihrem zweiten axialen Ende G1An in radialer Richtung über ein zweites Lager L2 unmittelbar an der Nabe N abgestützt. Die Nabe N ist in radialer Richtung über ein drittes Lager L3 unmittelbar am Lagerschild LS abgestützt. Optional kann ein zusätzliches Stützlager L8 vorgesehen sein, welches die Antriebswelle G1 gegenüber einem zweiten Lagerschild LS2 abstützt. Das zweite Lagerschild LS2 ist mit dem Gehäuse GG verbunden. Durch ein solches Stützlager L8 kann besonders bei einer langen Antriebswelle G1 ein Durchbiegen derselben begrenzt werden.
Der Rotor R und die zweite Kupplungshälfte KG sind drehfest miteinander verbunden, sodass die AbStützung der zweiten Kupplungshälfte KG über den Rotor R, dem damit drehfest verbundenen Rotorträger RT und der damit drehfest verbundenen Rotornabe RN erfolgt. Die drehfeste Verbindung zwischen Rotornabe RN und Antriebswelle G1 erfolgt über eine Steckverzahnung S1 , welche auch als Lagerung des Rotors R dient. Der Verbund aus Rotor R, Rotorträger RT und Rotornabe RN stützt sich zusätzlich über einen Zentriersitz Z1 an der Antriebswelle G1 ab. Die Nabe N stützt sich zudem über ein Radiallager L4 unmittelbar an der zweiten Kupplungshälfte KG ab. In axialer Richtung ist der Verbund aus Rotor R, Rotorträger RT und Rotornabe RN axial zwischen der Nabe N und dem zweiten Lagerschild LS2 gelagert. Die Axiallagerung erfolgt dabei über Axiallager A2 und A3. Die Nabe N ist axial zwischen dem Lagerschild LS und der Rotornabe RN gelagert, wobei die Lagerung über das Axiallager A2 und ein Axiallager A1 erfolgt.
Die elektrische Maschine EM im ersten Ausführungsbeispiel ist lediglich optionaler Bestandteil des Getriebes G. In diesem Fall ist die zweite Kupplungshälfte KG statt über den Rotorträger RT beispielsweise über einen Kupplungsträger mit der Antriebswelle G1 verbunden.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels des Getriebes G, welches im Wesentlichem dem in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel entspricht. Der Rotor R ist nun über ein festes Übersetzungsverhältnis mit der Antriebswelle G1 verbunden, welches mittels eines Planetenradsatzes P bereitgestellt wird. Dazu ist ein Sonnenrad des Planetenradsatzes P gegenüber dem zweiten Lagerschild L2 drehfest festgesetzt, ein Hohlrad über den Rotorträger RT mit dem Rotor R verbunden, und ein Planetenträger PS über eine Steckverzahnung S2 mit der Antriebswelle G1 drehfest verbunden. Die zweite Kupplungshälfte KG ist nun nicht mehr mit dem Rotor R verbunden. Stattdessen ist die zweite Kupplungshälfte KG mit einem Kupplungsträger KGT drehfest verbunden, wobei der Kupplungsträger KGT mit einer Kupplungsnabe KGN drehfest verbunden ist. Kupplungsträger KGT und Kupplungsnabe KGN können einteilig ausgeführt sein, oder beispielsweise miteinander verschweißt sein. Die zweite Kupplungshälfte KG kann mit dem Kupplungsträger KGT einteilig ausgeführt sein.
Die Kupplungsnabe KGN ist über die erste Steckverzahnung S1 mit der Antriebswelle G1 verbunden, und über ein zusätzliches Radiallager L7 auf der Rotornabe RN abgestützt. Die Rotornabe RN ist über zwei Lager L5, L6 in radialer Richtung auf der Antriebswelle G1 abgestützt. Die Kupplungsnabe KGN ist axial zwischen der Nabe N und dem Rotorträger RT abgestützt, wobei die Lagerung über das Axiallager A2 und ein Axiallager A4 erfolgt. Der Rotorträger RT ist axial zwischen der Kupplungsnabe KGN und dem Planetenträger PS abgestützt, wobei die Lagerung zwischen dem Axiallager A4 und einem Axiallager A5 erfolgt. Der Planetenträger PS ist axial zwischen dem Rotorträger RT und dem zweiten Lagerschild LS2 abgestützt, wobei die Lagerung zwischen dem Axiallager A5 und einem Axiallager A6 erfolgt. Das Sonnenrad des Planetenradsatzes P kann sich dabei im Kraftfluss dieser Axiallagerung befinden.
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels des Getriebes G, welches im Wesentlichem dem in Fig. 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel entspricht. Die erste Kupplungshälfte KA ist nun direkt mit der Nabe N verbunden, wodurch der zweite Torsionsschwingungsdämpfer TS2 entfällt.
In sämtlichen Ausführungsbeispielen ist der Lageraufbau des Getriebes G nicht vollständig dargestellt. Insbesondere im Bereich der Übersetzungsänderungsvorrichtung GA sind zusätzliche Lager erforderlich. Die Radiallagerung der Antriebswelle G1 ist vollständig dargestellt.
Fig. 4 zeigt beispielhaft einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit einem Verbrennungsmotor VM und einem nachgeschalteten Getriebe G. Der Antriebsstrang ist parallel zur Fahrrichtung des Kraftfahrzeugs ausgerichtet. Der Verbrennungsmotor VM ist über den Torsionsschwingungsdampfer TS mit der Nabe N des Getriebes G verbunden. Die Abtriebswelle G2 des Getriebes G ist mit einem getriebeexternen Differentialgetriebe AG verbunden, über welches die an der Abtriebswelle G2 anliegende Leistung auf Antriebsräder DW verteilt wird.
Fig. 5 zeigt beispielhaft einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, welcher quer zur Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs ausgerichtet ist. Der Verbrennungsmotor VM ist über den Torsionsschwingungsdampfer TS mit der Nabe N des Getriebes G verbunden. Die Abtriebswelle G2 des Getriebes G ist über mit einem getriebeinternen Differentialgetriebe AG wirkverbunden, welches achsparallel zur Abtriebswelle G2 angeordnet ist. Über das Differentialgetriebe AG wird die an der Abtriebswelle G2 anliegende Leistung auf Antriebsräder DW verteilt.
Bezuqszeichen
G Getriebe
G1 Antriebswelle
G1Ab Erstes axiales Ende der Antriebswelle
G1An Zweites axiales Ende der Antriebswelle
G2 Abtriebswelle
GA Übersetzungsänderungsvorrichtung
GG Gehäuse
LS Lagerschild
LS2 Zweites Lagerschild
N Nabe
TS Torsionsschwingungsdämpfer
TS2 Zweiter Torsionsschwingungsdämpfer
DAT Drehschwingungstilger
K Trennkupplung
KA Erste Kupplungshälfte
KG Zweite Kupplungshälfte
KGT Kupplungsträger
KGN Kupplungsnabe
EM Elektrische Maschine
R Rotor
RT Rotorträger
RN Rotornabe
S Stator
L1 Erstes Lager
Lx Lager
L2 Zweites Lager
L3 Drittes Lager
L4 Radiallager
L5 Lager
L6 Lager
L7 Zusätzliches Radiallager L8 Stützlager
51 Steckverzahnung
52 Zweite Steckverzahnung Z1 Zentriersitz
A1 Axiallager
A2 Axiallager
A3 Axiallager
A4 Axiallager
A5 Axiallager
A6 Axiallager
P Planetenradsatz
PS Planetenträger
VM Verbrennungsmotor
AG Differentialgetriebe
DW Antriebsrad

Claims

Patentansprüche
1 . Getriebe (G) für ein Kraftfahrzeug, welches dazu eingerichtet ist mittels einer Übersetzungsänderungsvorrichtung (GA) verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen einer Antriebswelle (G1 ) und einer Abtriebswelle (G2) des Getriebes (G) bereitzustellen, wobei das Getriebe (G) ein Gehäuse (GG), eine mit einem Torsions- schwingungsdämpfer (TS) verbundene Nabe (N) und eine Trennkupplung (K) mit einer ersten Kupplungshälfte (KA) und einer zweiten Kupplungshälfte (KG) aufweist, wobei die Nabe (N) mit der ersten Kupplungshälfte (KA) verbunden ist, wobei die Antriebswelle (G1 ) mit der zweiten Kupplungshälfte (KG) drehfest verbunden ist und axial in die Übersetzungsänderungsvorrichtung (GA) hineinragt,
dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (G1 )
- an einem ersten axialen Ende (G1Ab) über ein erstes Lager (L1 ) in radialer Richtung unmittelbar oder mittelbar am Gehäuse (GG) abgestützt ist, und
- an einem zweiten axialen Ende (G1An) über ein zweites Lager (L2) in radialer Richtung unmittelbar an der Nabe (N) abgestützt ist, wobei die Nabe (N) in radialer Richtung über ein drittes Lager (L3) unmittelbar an einem mit dem Gehäuse (GG) drehfest verbundenen Lagerschild (LS) abgestützt ist.
2. Getriebe (G) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kupplungshälfte (KA) drehfest oder über einen zweiten Torsionsschwingungsdämp- fer (TS2) mit der Nabe (N) verbunden ist.
3. Getriebe (G) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kupplungshälfte (KG) oder ein damit drehfest verbundenes Bauteil über eine Steckverzahnung (S1 ) mit der Antriebswelle (G1 ) drehfest verbunden ist.
4. Getriebe (G) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe (N) über ein Radiallager (L4) an der zweiten Kupplungshälfte (KG) oder an dem damit drehfest verbundenen Bauteil abgestützt ist.
5. Getriebe (G) nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kupplungshälfte (KG) oder das damit drehfest verbundene Bauteil in axialer Richtung zwischen der Nabe (N) und dem Gehäuse (GG) gelagert ist.
6. Getriebe (G) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (G) eine elektrische Maschine (EM) mit einem drehbaren Rotor (R) und einem drehfesten Stator (S) aufweist, wobei der Rotor (R) mit der Antriebswelle (G1 ) entweder ständig drehfest verbunden oder über ein festes Übersetzungsverhältnis wirkverbunden ist, und wobei der Rotor (R) über ein mit dem Rotor (R) drehfest verbundenes Element (RN) in radialer Richtung auf der Antriebswelle (G1 ) gelagert ist.
7. Getriebe (G) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (R) in radialer Richtung ausschließlich auf der Antriebswelle (G1 ) gelagert ist.
8. Getriebe (G) nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (R) mit der Antriebswelle (G1 ) ständig drehfest verbunden ist, wobei das mit dem Rotor (R) drehfest verbundene Element (RN) in radialer Richtung über eine Steckverzahnung (S1 ) und über einen Zentriersitz (Z1 ) auf der Antriebswelle (G1 ) abgestützt ist.
9. Getriebe (G) nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (R) mit der Antriebswelle (G1 ) über ein festes Übersetzungsverhältnis wirkverbunden ist, wobei das mit dem Rotor (R) drehfest verbundene Element (RN) in radialer Richtung über zwei Lager (L5, L6) auf der Antriebswelle (G1 ) abgestützt ist.
10. Getriebe (G) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kupplungshälfte (KG) über ein zusätzliches Radiallager (L7) auf dem mit dem Rotor (R) drehfest verbundenen Element (RN) abgestützt ist.
1 1 . Getriebe (G) nach Anspruch 9 oder Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (R) in axialer Richtung zwischen der zweiten Kupplungshälfte (KG) oder dem damit drehfest verbundenen Bauteil und dem Gehäuse (GG) gelagert ist.
12. Getriebe (G) nach einem der Ansprüche 9 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das feste Übersetzungsverhältnis zwischen Rotor (R) und Antriebswelle (G1 ) durch einen Planetenradsatz (P) bereitgestellt ist, dessen Planetenträger (PS) über eine Steckverzahnung (S2) auf der Antriebswelle (G1 ) abgestützt ist.
13. Getriebe (G) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (G1 ) gegenüber dem Gehäuse (GG) über ein Stützlager (L8) abgestützt ist, wobei das Stützlager (L8) axial zwischen dem ersten und zweiten Lager (L1 , L2) angeordnet ist.
14. Getriebe (G) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Lager (L1 ) und/oder das zweite Lager (L2) als ein Gleitlager oder als eine Nadelhülse mit integrierter Dichtung ausgebildet ist.
15. Getriebe (G) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerschild (LS) mittels drei Schrauben mit dem Gehäuse (GG) verbunden ist.
16. Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, gekennzeichnet durch ein Getriebe (G) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15.
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