WO2019011590A1 - Mehrganggetriebe für ein elektrisch antreibbares fahrzeug und fahrzeug mit einem solchen mehrganggetriebe - Google Patents

Mehrganggetriebe für ein elektrisch antreibbares fahrzeug und fahrzeug mit einem solchen mehrganggetriebe Download PDF

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Thomas Schleich
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Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
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Definitions

  • the invention relates to a multi-speed transmission according to the first claim, and a vehicle with such a multi-speed transmission.
  • a multi-speed transmission according to the preamble of the first claim and a vehicle with such a multi-speed transmission is known from DE 10 2013 226 473 A1.
  • a multi-speed transmission is to be understood as a speed change transmission which is set up to transmit drive power from an engine to at least one or more drivable drive wheels.
  • the drive machine for providing a drive power for overcoming driving resistances in a motor vehicle, in particular a passenger car, is set up.
  • Such a multi-speed transmission preferably has at least one transmission input, one transmission output shaft, one transmission housing and one epicyclic gearbox with one epicyclic gearset.
  • this Umlaufgetrieberadsatz is set up to provide different ratios between the transmission input and the transmission output shaft.
  • the multi-speed transmission for providing different ratios in discrete stages, so-called gears, set up.
  • the multi-speed transmission has exactly 3 or less switchable gear ratios.
  • the multi-speed transmission has two shift elements and two discrete transmission ratios that can be shifted with them, and the multi-speed transmission preferably has three shift elements and three discrete transmission ratios that can be shifted with them.
  • such a planetary gear is understood to mean a gear transmission which has at least one circulation gear set.
  • a planetary gear set is a planetary gear set or a gear set which is composed of one or more complete or reduced planetary gear sets.
  • a complete planetary gear set is understood to mean a planetary gear set having a sun gear, a ring gear, a planet carrier, and at least one or more planetary gears supported on that planet carrier, and a reduced planetary gear set is understood to mean a planetary gear set that is at least one of the foregoing Transmission elements (sun gear, ring gear, planet carrier) or more of these, does not have.
  • the present Umlaufgetrieberadsatz preferably has the following epicyclic gear elements, a sun gear, a first ring gear and a second ring gear, at least a first planetary gear, which is preferably both with the first sun gear and with the first ring gear engaged and a second planetary gear, which preferably with the second ring gear is engaged, and a planet, on which preferably at least a first and the at least one second planet gear are rotatably mounted.
  • the first and second planet gears are engaged with each other.
  • the Umlaufgetrieberadsatz a plurality of first and preferably a plurality of second planet gears.
  • the Umlaufgetrieberadsatz based on the torque transmission between the transmission input shaft and the transmission output shaft is arranged and more preferably spur gears are provided for kinematic connection, so that by means of the Umlaufgetrieberadsatzes drive power coming from the drive machine from the transmission input shaft via the Umlaufgetrieberadsatz to the transmission output shaft is transferable.
  • the transmission input shaft and the transmission output shaft are arranged axially parallel to each other and preferably radially spaced from each other.
  • the transmission input and transmission output shaft are arranged coaxially with each other.
  • two gearwheels contact for power transmission, in particular two gearwheels mesh with each other for power transmission when they engage with each other.
  • the planetary gear on a plurality of switching elements wherein such a switching element for selectively rotationally fixed connection of one of the aforementioned epicyclic gear elements is arranged with a further of these epicyclic gear elements or with the gear housing.
  • a switching element for selectively rotationally fixed connection of one of the aforementioned epicyclic gear elements is arranged with a further of these epicyclic gear elements or with the gear housing.
  • the Umlaufgetrieberadsatz is constructed such that this at least one second planetary gear is engaged with this at least one first planetary gear and that preferably the second ring gear with a first switching element (from this plurality of switching elements) with the transmission housing selectively rotatably connected and is more preferably the sun gear with a second of these switching elements (from this plurality of switching elements) with the transmission housing selectively rotatably connected.
  • such a switching element is designed as a brake, clutch or synchronization, these switching elements generally for selectively rotationally fixed forming a frictional, a positive or frictional / positive connection are established.
  • the multi-speed transmission is provided for transverse installation in a motor vehicle and more preferably for longitudinal installation.
  • the first ring gear with a third of these switching elements (from this plurality of switching elements) with the second ring gear selectively rotatably connected If this third switching element is closed, then a rolling of the first and second planetary gear relative to the first and second ring gear is prevented and a power transmission from the transmission input shaft to the transmission output shaft takes place without Wälzadosppe in the epicyclic gear and thus with a high efficiency.
  • the epicyclic gear suitable for motor vehicle gradation of the individual gear ratios can be achieved.
  • this drive power can be fed from a drive machine via the transmission input shaft and further this drive power can be transmitted in the direction of the transmission output shaft via the planetary gearbox.
  • this drive power preferably to a subsequent to the multi-speed transmission drive train, can be issued.
  • the drive power to the first ring gear, as the first of the epicyclic gear elements can be fed.
  • the transmission output shaft can be fed.
  • the first and last refers to the power transmission from the transmission input shaft to the transmission output shaft.
  • a first spur gear is arranged between the transmission input shaft and the first ring gear, based on the torque transmission.
  • drive power from the transmission input shaft can be fed to the first ring gear and preferably fed directly.
  • first spur gear which can be provided by a prime mover speed, or the torque to the load request, which results from driving resistances, adaptable.
  • a second spur gear is arranged between the transmission output shaft and the planet carrier, based on the torque transmission.
  • drive power is supplied and preferably directly fed.
  • the speed that can be provided by a drive machine or the torque can be adapted to the load request, which results from driving resistances.
  • the multistage transmission has a first and a second spur gear.
  • this or these spur gears is a speed adjustment of a prime mover (prime mover from which drive power to the transmission input shaft is deliverable) allows, in particular in the case of a high speed drive machine (input speed up to 10000 1 / min), the speed which can be issued by the transmission output shaft to reduce by means of one or two spur gears ,
  • the planetary gear on exactly three switching elements preferably, the planetary gear, this first, second and third switching element on.
  • this planetary gear is switchable by means of these three switching element in exactly three different gear ratios.
  • at least one of the switching element is closed (torque transferable) and preferably the two other switching elements are open (no torque transferable).
  • the one closed switching element is preferably opened and more preferably one of the other two open switching elements is closed.
  • a vehicle especially a passenger car, provided with a multi-speed transmission of the type described above and further preferably, this vehicle as a prime mover to an electric motor, which is for torque transmission, ie in particular for the transmission of an electric motor drive power, coupled to the transmission input shaft or preferably coupled with this is.
  • this vehicle is driven exclusively by this electric motor or by a plurality of electric motors as the only drive source for overcoming the driving resistances.
  • the vehicle is thus designed as a so-called BEV (battery electric vehicle).
  • BEV battery electric vehicle
  • the vehicle has a multi-speed transmission with exactly three shift elements and thus with exactly three shiftable gears and further this vehicle is driven by one or more electric motors as the only drive source.
  • the vehicle is designed as a BEV, with a multi-speed transmission of the type described above, designed as a three-speed transmission.
  • the specified multi-speed transmission in electric motors with a high rated speed applicable it is in this sense under a high rated speed, a speed of the electric motor of more than 10000 1 / min and preferably more than 14000 1 / min and more preferably from 17000 1 / to understand min or more.
  • the multi-speed transmission via the transmission input shaft 1 drive power from a prime mover (not shown) for overcoming driving resistances of the motor vehicle, in the drive train of this multi-speed transmission is used.
  • This drive power is transmitted by a first spur gear with a first 13 and a second 14 spur gear on the first ring gear 4 of the epicyclic gearbox 3.
  • the first ring gear 4 is part of Umlaufgetrieberadsatz the epicyclic gear 3, further this Umlaufgetrieberadsatz the sun gear 5, the Planetenradley 6, the first planetary gear 7 and the second planetary gear 8, which are rotatably mounted on the planet 6 and the second ring gear 9. Due to the illustration, only a first planetary gear 7 and a second planetary gear 8 is shown, however, the Umlaufgetrieberadsatz a plurality of planetary gears 7, 8 on. For power transmission, the first ring gear 4 is engaged with the first planetary gear 7, further is the first planetary gear 7 with the second planetary gear 8 in engagement.
  • the first planetary gear 7 is offset from the second planetary gear 8 in the circumferential direction.
  • the first planetary gear 7 is represented by dashed lines.
  • the second planet gear 8 is for power transmission in engagement with the second ring gear 9. Further stet the first planetary gear 7 with the sun gear 5 in engagement.
  • the first switching element 10 In order to represent different ratios between the transmission input shaft 1 and the transmission output shaft 2, the multi-speed transmission, the first switching element 10, the second switching element 1 1 and the third switching element 12.
  • the first switching element 10 With the first switching element 10, the second ring gear 9 selectively rotatably connected to the transmission housing 0 connectable.
  • the sun gear 5 With the second switching element 1 1, the sun gear 5 is selectively rotatably connected to the transmission housing 0 connectable.
  • the third switching element 12 With the third switching element 12, the first ring gear 4 and thus the first spur gear 13 of the first spur gear is selectively rotatably connected to the second ring gear 9 connectable.
  • the first ring gear 4 is at least partially executed in the illustrated embodiment as a gear rings, which has the ring gear teeth for the first ring gear 4 and an external toothing for the first spur gear 13 of the first spur gear.
  • a small space requirement in the axial direction can be achieved.
  • FIG. 2 shows a schematic drive train with a multi-speed transmission 18 of the type described above.
  • the multi-speed transmission 18 is fed via the transmission input shaft 1 of the electric motor 17 drive power to overcome driving resistances.
  • the multi-speed transmission 18, depending on the switching state with a certain ratio, this drive power from the transmission input shaft 1 via the transmission output shaft 2 from.
  • the drivable wheels 20 are arranged, with which the output from the transmission output shaft 2 drive power to the road surface (not shown) is transferable.

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Abstract

Mehrganggetriebe (18) für ein Fahrzeug, wobei dieses Mehrganggetriebe (18) weniger als 4 schaltbare Gänge aufweist, weiter weist dieses Mehrganggetriebe (18) eine Getriebeeingangswelle (1), eine Getriebeausgangswelle (2), ein Getriebegehäuse (0) und ein Umlaufgetriebe (3) auf, wobei das Umlaufgetriebe (3) einen Umlaufgetrieberadsatz aufweist, welcher folgende Umlaufgetriebeelemente aufweist, ein Sonnenrad (5), ein erstes Hohlrad (4) und ein zweites Hohlrad (9), wenigstens ein erstes Planetenrad (7), welches sowohl mit dem Sonnenrad (5) wie auch mit dem ersten Hohlrad (4) in Eingriff steht, wenigstens ein zweites Planetenrad (8), welches mit dem zweiten Hohlrad (9) in Eingriff steht, und mit einem Planetenradträger (6), auf welchem das wenigstens eine erste Planetenrad (7) drehbar gelagert ist, wobei dieser Umlaufgetrieberadsatz eine Vielzahl von Schaltelementen aufweist, welche zum selektiv drehfesten Verbinden eines der Umlaufgetriebeelemente mit einem weiteren der Umlaufgetriebeelemente oder mit dem Getriebegehäuse (0) und damit zum Bereitstellen unterschiedlicher Gänge eingerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass dieses wenigstens eine zweite Planetenrad (8) auf dem Planetenradträger (6) drehbar gelagert ist und mit dem ersten Planetenrad (7) in Eingriff steht und dass das zweite Hohlrad (9) mit einem ersten (10) der Schaltelemente mit dem Getriebegehäuse (0) selektiv drehfest verbindbar ist und dass das Sonnenrad (5) mit einem zweiten (11) der Schaltelemente mit dem Getriebegehäuse (0) selektiv drehfest verbindbar ist.

Description

Mehrganggetriebe für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug und Fahrzeug mit einem solchen Mehrganggetriebe
Die Erfindung betrifft ein Mehrganggetriebe gemäß dem ersten Patentanspruch, sowie ein Fahrzeug mit einem solchen Mehrganggetriebe. Ein Mehrganggetriebe gemäß dem Oberbegriff des ersten Patentanspruchs sowie ein Fahrzeug mit einem solchen Mehrganggetriebe ist aus der DE 10 2013 226 473 A1 bekannt.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Antriebsstrangs für ein Elektrofahrzeug mit Batteriespeicher (BEV) beschrieben, wobei dieses Fahrzeug ausschließlich mittels eines Elektromotors antreibbar ist, dies ist nicht als eine Beschränkung der Erfindung auf eine solche Ausführungsform zu verstehen.
Bei einem solchen Elektrofahrzeug können Betriebszustände auftreten, bei welchen nicht mehr die nominell mögliche Antriebsleistung aus diesem Batteriespeicher bzw. von diesem Elektromotor abrufbar ist, in einem solchen Fall wird von einem degradiertem Antriebssystem gesprochen, insbesondere das vom Elektromotor bereitstellbare Antriebsdrehmoment ist bei einem solchen degradiertem Antriebssystem verringert. Insbesondere um bei einem degradiertem Antriebssystem ein ausreichendes Antriebsdrehmoment an den Antriebsrädern des Fahrzeugs bereitstellen zu können, kommen Mehrganggetriebe mit einer Vielzahl von schaltbaren Übersetzungsverhältnissen, sogenannten Gängen, in BEVs zum Einsatz. Die DE 10 2013 226 473 A1 schlägt ein Getriebe für ein Elektrofahrzeug mit 3 schaltbaren Gängen vor.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung ein Mehrganggetriebe mit einer ausreichenden Anzahl an schaltbaren Übersetzungsverhältnissen (Gängen) und einem einfachen Aufbau anzugeben. Diese Aufgabe wird durch ein Mehrganggetriebe gemäß Patentanspruch 1 sowie durch ein Fahrzeug mit einem solchen Mehrganggetriebe, gemäß Patentanspruch 7, gelöst. Zu bevorzugende Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Unter einem Mehrganggetriebe ist im Sinne der Erfindung ein Geschwindigkeitswechselgetriebe zu verstehen, welches zum Übertragen von Antriebsleistung von einer Antriebsmaschine zu wenigstens einem oder mehreren antreibbaren Antriebsrädern eingerichtet ist. Dabei ist die Antriebsmaschine zum Bereitstellen einer Antriebsleistung zum Überwinden von Fahrwiderständen in einem Kraftfahrzeug, insbesondere einem Personenkraftwagen, eingerichtet.
Vorzugsweise weist ein solches Mehrganggetriebe wenigstens eine Getriebeeingangs-, eine Getriebeausgangswelle, ein Getriebegehäuse sowie ein Umlaufgetriebe mit einem Umlaufgetrieberadsatz auf. Vorzugsweise ist dieser Umlaufgetrieberadsatz zum Bereitstellen unterschiedlicher Übersetzungsverhältnisse zwischen der Getriebeeingangs- und der Getriebeausgangswelle eingerichtet. Vorzugsweise ist das Mehrganggetriebe zum Bereitstellen unterschiedlicher Übersetzungsverhältnisse in diskreten Stufen, sogenannten Gängen, eingerichtet. Vorzugsweise weist das Mehrganggetriebe genau 3 oder weniger schaltbare Übersetzungsverhältnisse auf. Weiter vorzugsweise weist das Mehrganggetriebe zwei Schaltelemente und zwei mit diesen schaltbare diskrete Übersetzungsverhältnisse auf und bevorzugt weist das Mehrganggetriebe drei Schaltelemente und drei mit diesen schaltbare diskrete Übersetzungsverhältnisse auf. Im Sinne der Erfindung ist unter einem solchen Umlaufgetriebe ein Zahnradgetriebe zu verstehen, welches wenigstens einen Umlaufgetrieberadsatz aufweist. Weiter ist und einem solchen Umlaufgetrieberadsatz ein Planetengetrieberadsatz oder ein Getrieberadsatz, welcher aus einem oder mehreren vollständigen oder reduzierten Planetengetrieberadsätzen zusammengesetzt ist. Vorzugsweise ist unter einem vollständigen Planetengetrieberadsatz ein Planetengetrieberadsatz mit einem Sonnenrad, einem Hohlrad, einem Planetenradträger sowie wenigstens einem oder mehreren auf diesem Planetenradträgern gelagerten Planetenrädern zu verstehen und unter einem reduzierten Planetengetrieberadsatz ist im Sinne der Erfindung ein Planetengetrieberadsatz zu verstehen, der wenigstens eines der zuvor genannten Getriebeelemente (Sonnenrad, Hohlrad, Planetenradträger) oder mehrere dieser, nicht aufweist.
Der vorliegende Umlaufgetrieberadsatz weist vorzugsweise folgende Umlaufgetriebeelemente auf, ein Sonnenrad, ein erstes Hohlrad und ein zweites Hohlrad, wenigstens ein erstes Planetenrad, welches vorzugsweise sowohl mit dem ersten Sonnenrad und dem mit dem ersten Hohlrad in Eingriff steht und ein zweites Planetenrad, welches vorzugsweise mit dem zweiten Hohlrad in Eingriff steht, und einen Planetenradträger, auf welchem vorzugsweise das wenigstens eine erste und das wenigstens eine zweite Planetenrad drehbar gelagert sind. Vorzugsweise stehen das erste und das zweite Planetenrad in Eingriff miteinander. Weiter vorzugsweise weist der Umlaufgetrieberadsatz eine Vielzahl erster und vorzugsweise eine Vielzahl zweiter Planetenräder auf.
Vorzugsweise ist der Umlaufgetrieberadsatz, bezogen auf die Drehmomentübertragung zwischen der Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle angeordnet und weiter vorzugsweise sind Stirnradstufen zur kinematischen Verbindung vorgesehen, so dass mittels des Umlaufgetrieberadsatzes Antriebsleistung von der Antriebsmaschine kommend von der Getriebeeingangswelle über den Umlaufgetrieberadsatz auf die Getriebeausgangswelle übertragbar ist. Weiter vorzugsweise sind die Getriebeeingangswelle und die Getriebeausgangswelle achsparallel zueinander angeordnet und bevorzugt radial beabstandet zueinander. In einer weiter bevorzugt Ausführungsform sind die Getriebeeingangs- und Getriebeausgangswelle koaxial zueinander angeordnet.
Im Sinne der Erfindung ist unter dem in Eingriff stehen zu verstehen, dass sich 2 Zahnräder zur Leistungsübertragung kontaktieren, insbesondere kämmen zwei Zahnräder zur Leistungsübertragung miteinander wenn diese miteinander in Eingriff stehen.
Vorzugsweise weist das Umlaufgetriebe eine Vielzahl von Schaltelementen auf, wobei ein derartiges Schaltelement zum selektiv drehfesten Verbinden eines der zuvor genannten Umlaufgetriebeelemente mit einem weiteren dieser Umlaufgetriebeelemente oder mit dem Getriebegehäuse eingerichtet ist. Insbesondere durch dieses selektiv drehfesten Verbinden sind mit dem Umlaufgetriebe unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse zwischen der Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle darstellbar und somit ist das Umlaufgetriebe mittels der Schaltelemente in unterschiedliche Gänge schaltbar.
Vorzugsweise ist der Umlaufgetrieberadsatz derart aufgebaut, dass dieses wenigstens eine zweite Planetenrad mit diesem wenigstens einem ersten Planetenrad in Eingriff steht und dass vorzugsweise das zweite Hohlrad mit einem ersten Schaltelement (aus dieser Vielzahl von Schaltelementen) mit dem Getriebegehäuse selektiv drehfest verbindbar ist und weiter vorzugsweise ist das Sonnenrad mit einem zweiten dieser Schaltelemente (aus dieser Vielzahl von Schaltelementen) mit dem Getriebegehäuse selektiv drehfest verbindbar.
Vorzugsweise ist ein solches Schaltelement als Bremse, Kupplung oder Synchronisierung ausgebildet, wobei diese Schaltelemente allgemein zum selektiv drehfesten Ausbilden einer reibschlüssigen, einer formschlüssigen oder einer reib-/ formschlüssigen Verbindung eingerichtet sind.
Insbesondere ein derartiger Aufbau des Umlaufgetrieberadsatzes ermöglicht einen kompakten Aufbau sowie einen guten Wirkungsgrad bei der Übertragung der Antriebsleistung.
Insbesondere ist es mittels einer derartigen Anordnung der Schaltelemente ermöglicht, dass diese ein relativ geringes Drehmoment im geschlossenen Zustand (Drehmoment ist übertragbar) übertragen und so ist ein kompakter Aufbau dieser ermöglicht. Vorzugsweise ist das Mehrganggetriebe für den Quereinbau in ein Kraftfahrzeug vorgesehen und weiter vorzugsweise für den Längseinbau.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das erste Hohlrad mit einem dritten dieser Schaltelemente (aus dieser Vielzahl von Schaltelementen) mit dem zweiten Hohlrad selektiv drehfest verbindbar. Ist dieses dritte Schaltelement geschlossen, so ist ein Abwälzen des ersten und zweiten Planetenrades gegenüber dem ersten und zweiten Hohlrad verhindert und eine Leistungsübertragung von der Getriebeeingangswelle auf die Getriebeausgangswelle findet ohne Wälzleistungsverluste im Umlaufgetriebe statt und damit mit einem hohen Wirkungsgrad. Insbesondere mittels einer derartigen Ausgestaltung des Umlaufgetriebes ist eine für den Kraftfahrzeugbau geeignete Abstufung der einzelnen Übersetzungsverhältnisse erreichbar.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Mehrganggetriebes ist diesem Antriebsleistung von einer Antriebsmaschine über die Getriebeeingangswelle zuführbar und weiter ist diese Antriebsleistung in Richtung zur Getriebeausgangswelle über das Umlaufgetriebe übertragbar. Von der Getriebeausgangswelle ist diese Antriebsleistung, vorzugsweise an einen sich an das Mehrganggetriebe anschließenden Antriebsstrang, abgebbar. Bei der Übertragung (Richtung von der Antriebsmaschine zu dem/den antreibbaren Rädern) ist die Antriebsleistung dem ersten Hohlrad, als erstem der Umlaufgetriebeelemente, zuführbar. Vom Umlaufgetrieberadsatz ist die Antriebsleistung vom Planetenradträger, als letztem der Umlaufgetriebeelemente, der Getriebeausgangswelle zuführbar. Dabei bezieht sich erstem und letzten auf die Leistungsübertragung von der Getriebeeingangswelle zu Getriebeausgangswelle. Insbesondere ermöglicht ein derartiger Aufbau des Mehrganggetriebes einen kompakten Aufbau sowie einen guten Wirkungsgrad bei der Übertragung der Antriebsleistung.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zwischen der Getriebeeingangswelle und dem ersten Hohlrad, bezogen auf die Drehmomentübertragung, ein erstes Stirnradgetriebe angeordnet. Insbesondere mittels diesem ersten Stirnradgetriebe ist dem ersten Hohlrad Antriebsleistung von der Getriebeeingangswelle zuführbar und vorzugsweise unmittelbar zuführbar. Insbesondere mittels eines solchen ersten Stirnradgetriebes ist die von einer Antriebsmaschine bereitstellbare Drehzahl, beziehungsweise das Drehmoment, an die Lastanforderung, welche aus Fahrwiderständen resultiert, anpassbar.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zwischen der Getriebeausgangswelle und dem Planetenradträger, bezogen auf die Drehmomentübertragung, ein zweites Stirnradgetriebe angeordnet. Insbesondere mittels diesem zweiten Stirnradgetriebe ist der Getriebeausgangswelle Antriebsleistung zuführbar und vorzugsweise unmittelbar zuführbar. Insbesondere mittels eines solchen zweiten Stirnradgetriebes ist die von einer Antriebsmaschine bereitstellbare Drehzahl, beziehungsweise das Drehmoment, an die Lastanforderung, welche aus Fahrwiderständen resultieren, anpassbar.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Mehrstufengetriebe ein erstes und ein zweites Stirnradgetriebe auf. Mit diesem oder diesen Stirnradgetrieben ist eine Drehzahlanpassung einer Antriebsmaschine (Antriebsmaschine von welcher Antriebsleistung an die Getriebeeingangswelle abgebbar ist) ermöglicht, insbesondere im Fall einer Hochdrehzahlantriebsmaschine (Antriebsdrehzahl bis über 10000 1 /min), die Drehzahl die von der Getriebeausgangswelle abgebbar ist, mittels einer oder mittels zweier Stirnradstufen zu verringern.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Umlaufgetriebe genau drei Schaltelemente auf, vorzugsweise weist das Umlaufgetriebe dieses erste, dieses zweite und dieses dritte Schaltelement auf. Weiter vorzugsweise ist dieses Umlaufgetriebe mittels diesen drei Schaltelement in genau drei unterschiedliche Übersetzungsstufen schaltbar. Vorzugsweise ist zum Bilden eines Übersetzungsverhältnisses mindestens eines der Schaltelement geschlossen (Drehmoment übertragbar) und vorzugsweise sind die beiden anderen Schaltelemente geöffnet (kein Drehmoment übertragbar). Zum Verändern des Übersetzungsverhältnisses wird vorzugsweise das eine geschlossene Schaltelement geöffnet und weiter vorzugsweise eines der beiden anderen geöffneten Schaltelemente geschlossen. Insbesondere mittels einer solchen Ausgestaltung des Mehrstufengetriebes ist eine ausreichende Anzahl von unterschiedlichen Gängen, bei einem gleichzeitig geringen Bauraumbedarf, darstellbar.
Weiter ist ein Fahrzeug, insbesondere ein Personenkraftwagen, mit einem Mehrganggetriebe der zuvor beschriebenen Bauart vorgesehen und weiter vorzugsweise weist dieses Fahrzeug als Antriebsmaschine einen Elektromotor auf, welcher zur Drehmomentübertragung, insbesondere also zur Übertragung einer Elektromotorantriebsleistung, mit der Getriebeeingangswelle koppelbar ist oder bevorzugt mit dieser gekoppelt ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist dieses Fahrzeug ausschließlich durch diesen Elektromotor oder durch mehrere Elektromotoren als einziger Antriebsquelle zum Überwinden der Fahrwiderstände antreibbar. Insbesondere ist das Fahrzeug also als sogenanntes BEV (Batterie electric vehicle) ausgebildet. Insbesondere bei einem solchen BEV ist aufgrund einer Degradation des Antriebsystems der vorgeschlagene Antrieb besonders vorteilhaft einsetzbar, insbesondere um eine ausreichende Zugkraft des Fahrzeugs bereitstellen zu können.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Fahrzeug ein Mehrganggetriebe mit genau drei Schaltelementen und damit mit genau drei schaltbaren Gängen auf und weiter ist dieses Fahrzeug ausschließlich durch einen oder mehrere Elektromotoren als einziger Antriebsquelle antreibbar. Anders gewendet ist das Fahrzeug ist also als BEV, mit einem als Dreiganggetriebe ausgebildeten Mehrganggetriebe der zuvor beschrieben Bauart, ausgebildet.
Besonders vorteilhaft ist das angegebene Mehrganggetriebe bei Elektromotoren mit einer hohen Nenndrehzahl anwendbar, dabei ist in diesem Sinn unter eine hohen Nenndrehzahl eine Drehzahl des Elektromotors von mehr als 10000 1 /min und bevorzugt von mehr als 14000 1 /min und besonders bevorzugt von 17000 1/min oder mehr zu verstehen.
Nachfolgend ist die Erfindung anhand der teilweise schematisierten Figuren näher erläutert, dabei zeigt:
Fig.1 : einen schematisierten Schnitt eines Mehrganggetriebes,
Fig.2: einen schematisierten Antriebsstrang mit einem solchen
Mehrganggetriebe.
Dem Mehrganggetriebe ist über die Getriebeeingangswelle 1 Antriebsleistung von einer Antriebsmaschine (nicht dargestellt) zum Überwinden von Fahrwiderständen des Kraftfahrzeugs, in dessen Antriebsstrang dieses Mehrganggetriebe eingesetzt wird, eingerichtet. Diese Antriebsleistung wird durch ein erstes Stirnradgetriebe mit einem ersten 13 und einem zweiten 14 Stirnrad auf das erste Hohlrad 4 des Umlaufgetriebes 3 übertragen.
Das erste Hohlrad 4 gehört zum Umlaufgetrieberadsatz des Umlaufgetriebes 3, weiter weist dieser Umlaufgetrieberadsatz das Sonnenrad 5, den Planetenradträger 6, das erste Planetenrad 7 und das zweite Planetenrad 8, welche drehbar auf dem Planetenradträger 6 gelagert sind und das zweite Hohlrad 9 auf. Aufgrund der Darstellung ist nur ein erstes Planetenrad 7 und ein zweites Planetenrad 8 dargestellt, jedoch weist der Umlaufgetrieberadsatz eine Vielzahl dieser Planetenräder 7, 8 auf. Zur Leistungsübertragung steht das erste Hohlrad 4 mit dem ersten Planetenrad 7 in Eingriff, weiter steht das erste Planetenrad 7 mit dem zweiten Planetenrad 8 in Eingriff. Damit diese beiden Planetenräder 7, 8 miteinander in Eingriff stehen können ist das erste Planetenrad 7 gegenüber dem zweiten Planetenrad 8 in Umfangsrichtung versetzt, um dies darzustellen ist das erste Planetenrad 7 strichliert dargestellt. Das zweite Planetenrad 8 steht zur Leistungsübertragung in Eingriff mit dem zweiten Hohlrad 9. Weiter stet das erste Planetenrad 7 mit dem Sonnenrad 5 in Eingriff.
Um unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse zwischen der Getriebeeingangswelle 1 und der Getriebeausgangswelle 2 darstellen zu können, weist das Mehrganggetriebe das erste Schaltelement 10, das zweite Schaltelement 1 1 sowie das dritte Schaltelement 12 auf. Mit dem ersten Schaltelement 10 ist das zweite Hohlrad 9 selektiv drehfest mit dem Getriebegehäuse 0 verbindbar. Mit dem zweiten Schaltelement 1 1 ist das Sonnenrad 5 selektiv drehfest mit dem Getriebegehäuse 0 verbindbar. Mit dem dritten Schaltelement 12 ist das erste Hohlrad 4 und damit das erste Stirnrad 13 des ersten Stirnradgetriebes selektiv drehfest mit dem zweiten Hohlrad 9 verbindbar.
Über den Planetenradträger 6 und ein zweites Stirnradgetriebe mit einem ersten Stirnrad 15 und einem zweiten Stirnrad 16 ist der Getriebeausgangswelle 2 die von der Antriebsmaschine bereitgestellte Antriebsleistung zuführbar.
Das erste Hohlrad 4 ist in der dargestellten Ausführungsform wenigstens abschnittsweise als ein Zahnradringen ausgeführt, welcher die Hohlrad Verzahnung für das erste Hohlrad 4 aufweist und eine Außenverzahnung für das erste Stirnrad 13 des ersten Stirnrad Getriebes. Insbesondere mittels einer solchen Ausgestaltung ist ein geringer Bauraumbedarf in axialer Richtung erreichbar.
In Figur 2 ist ein schematisierter Antriebsstrang mit einem Mehrganggetriebe 18 der zuvor beschriebenen Bauart dargestellt. Dem Mehrganggetriebe 18 ist über die Getriebeeingangswelle 1 von den Elektromotor 17 Antriebsleistung zum Überwinden von Fahrwiderständen zuführbar.
Das Mehrganggetriebe 18 gibt je nach Schaltzustand mit einem bestimmten Übersetzungsverhältnis diese Antriebsleistung von der Getriebeeingangswelle 1 über die Getriebeausgangswelle 2 ab. Weiter weist der Antriebsstrang eine antreibbare Fahrzeugachse 19 auf, welche mit der Getriebeausgangswelle 2 drehfest verbunden ist. An der antreibbaren Fahrzeugachse 19 sind die antreibbaren Räder 20 angeordnet, mit welchen die von der Getriebeausgangswelle 2 abgegebene Antriebsleistung auf die Fahrbahnoberfläche (nicht dargestellt) übertragbar ist.
Bezugszeichenliste:
1 Getriebeeingangswelle
2 Getriebeausgangswelle
3 Umlaufgetriebe
4 Erstes Hohlrad
5 Sonnenrad
6 Planetenradträger
7 Erstes Planetenrad
8 Zweites Planeten rad
9 Zweites Hohlrad
10 Erstes Schaltelement
1 1 Zweites Schaltelement
12 Drittes Schaltelement
13 Erstes Stirnrad des ersten Stirnradgetriebes
14 Zweites Stirnrad des ersten Stirnradgetriebes
15 Erstes Stirnrad des zweiten Stirnradgetriebes
16 Zweites Stirnrad des zweiten Stirnradgetriebes
17 Elektromotor
18 Mehrganggetriebe
19 Antreibbare Fahrzeugachse
20 Antreibbares Rad

Claims

Patentansprüche
1 . Mehrganggetriebe (18) für ein Fahrzeug, wobei dieses Mehrganggetriebe (18) weniger als 4 schaltbare Gänge aufweist, weiter weist dieses Mehrganggetriebe (18) eine Getriebeeingangswelle (1 ), eine
Getriebeausgangswelle (2), ein Getriebegehäuse (0) und ein
Umlaufgetriebe (3) auf, wobei das Umlaufgetriebe (3) einen
Umlaufgetrieberadsatz aufweist, welcher folgende
Umlaufgetriebeelemente aufweist,
ein Sonnenrad (5), ein erstes Hohlrad (4) und ein zweites Hohlrad (9), wenigstens ein erstes Planetenrad (7), welches sowohl mit dem
Sonnenrad (5) wie auch mit dem ersten Hohlrad (4) in Eingriff steht, wenigstens ein zweites Planetenrad (8), welches mit dem zweiten Hohlrad (9) in Eingriff steht, und mit einem Planetenradträger (6), auf welchem das wenigstens eine erste Planetenrad (7) drehbar gelagert ist, wobei dieser Umlaufgetrieberadsatz eine Vielzahl von Schaltelementen aufweist, welche zum selektiv drehfesten Verbinden eines der
Umlaufgetriebeelemente mit einem weiteren der
Umlaufgetriebeelemente oder mit dem Getriebegehäuse (0) und damit zum Bereitstellen unterschiedlicher Gänge eingerichtet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
dieses wenigstens eine zweite Planetenrad (8) auf dem
Planetenradträger (6) drehbar gelagert ist und mit dem ersten
Planetenrad (7) in Eingriff steht und dass das zweite Hohlrad (9) mit einem ersten (10) der Schaltelemente mit dem Getriebegehäuse (0) selektiv drehfest verbindbar ist und dass das Sonnenrad (5) mit einem zweiten (1 1 ) der Schaltelemente mit dem Getriebegehäuse (0) selektiv drehfest verbindbar ist.
2. Mehrganggetriebe gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das erste Hohlrad (4) mit einem dritten (12) dieser Schaltelemente mit dem zweiten Hohlrad (9) selektiv drehfest verbindbar ist.
3. Mehrganggetriebe (18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
diesem Antriebsleistung über die Getriebeeingangswelle (1 ) zuführbar ist und dass diese Antriebsleistung in Richtung zur Getriebeausgangswelle (2) über das Umlaufgetriebe (3) übertragbar und von der
Getriebeausgangswelle (2) abgebbar ist,
dass die Antriebsleistung bei dieser Übertragung als erstem der
Umlaufgetriebeelemente dem ersten Hohlrad (4) zuführbar ist und dass diese Antriebsleistung vom Planetenradträger (6) als letztem der
Umlaufgetriebeelemente der Getriebeausgangswelle (2) zuführbar ist.
4. Mehrganggetriebe (18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, bezogen auf die
Drehmomentübertragung, ein erstes Stirnradgetriebe zwischen der Getriebeeingangswelle (1 ) und dem ersten Hohlrad (5) angeordnete ist, so dass dem ersten Hohlrad (5) über dieses erste Stirnradgetriebe Antriebsleistung von der Getriebeeingangswelle (1 ) unmittelbar zuführbar ist.
5. Mehrganggetriebe (18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, bezogen auf die
Drehmomentübertragung, ein zweites Stirnradgetriebe zwischen dem Planetenradträger (6) und der Getriebeausgangswelle (2) angeordnete ist, so dass der Getriebeausgangswelle (2) über dieses zweite
Stirnradgetriebe Antriebsleistung vom Planetenradträger (6) unmittelbar zuführbar ist.
6. Mehrganggetriebe (18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses genau drei Schaltelemente (10, 1 1 , 12) aufweist und mit diesen drei Schaltelementen (10, 1 1 , 12) in genau drei unterschiedliche Gänge schaltbar ist.
7. Fahrzeug mit einem Mehrganggetriebe (18) nach einem der
vorhergehenden Ansprüche.
8. Fahrzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass diese
Fahrzeug wenigsten einen Elektromotor (17) aufweist, welcher mit der Getriebeeingangswelle (1 ) zur Übertragung von
Elektromotorantriebsleistung verbindbar ist oder mit dieser verbunden ist.
9. Fahrzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass
dieses Mehrganggetriebe (18) genau drei Schaltelemente (10, 1 1 , 12) und genau drei Gänge aufweist und dass der Elektromotor (17) die einzige Antriebsquelle dieses Fahrzeugs ist.
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