WO2019038414A1 - Getriebeeinrichtung für ein kraftfahrzeug - Google Patents

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WO2019038414A1
WO2019038414A1 PCT/EP2018/072845 EP2018072845W WO2019038414A1 WO 2019038414 A1 WO2019038414 A1 WO 2019038414A1 EP 2018072845 W EP2018072845 W EP 2018072845W WO 2019038414 A1 WO2019038414 A1 WO 2019038414A1
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WO
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gear
shaft
coupled
input
output
Prior art date
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PCT/EP2018/072845
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English (en)
French (fr)
Inventor
Carsten TRAUTMANN
Christian Meixner
Christian Wirth
Jürgen Tschullik
Original Assignee
Audi Ag
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Publication date
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Definitions

  • the invention relates to a transmission device for a motor vehicle having an operatively connected to a drive device of the motor vehicle input shaft and a first output shaft and a second output shaft and has a planetary gear designed as Stirnraddifferentialge- transmission via which the input shaft to the first output shaft and the coupled to the second output shaft.
  • the transmission device serves, for example, to transmit a torque between a drive device of the motor vehicle on the one hand and a wheel axle of the vehicle on the other hand.
  • the wheel axle with the drive device is operatively connected or at least operatively connected.
  • the wheel axle is accordingly present as a driven wheel axle. It can be configured as a front wheel axle or as a rear wheel axle of the motor vehicle.
  • the transmission device has the input shaft and the first output shaft and the second output shaft.
  • the input shaft of the transmission device is connected to the drive device of the motor vehicle, preferably via a manual transmission and / or a clutch, in particular a starting clutch.
  • a clutch is preferably designed as a clutch and particularly preferably as a starting clutch. With the aid of the coupling, the operative connection between the drive device and the input shaft of the transmission device can be selectively established or interrupted.
  • the drive device has at least one drive unit, which is configured, for example, as an internal combustion engine or as an electric machine.
  • the drive device can also be present as a hybrid drive device and insofar have several drive units, which are preferably of different types.
  • one of the drive units is for example as an internal combustion engine or another of the drive units as an electrical machine.
  • the drive device has a plurality of drive units, then it is preferably configured such that the drive units jointly provide, at least temporarily, a drive torque directed at the driving of the motor vehicle.
  • the input shaft of the transmission device is coupled via the planetary gear both with the first output shaft and with the second output shaft, in particular permanently.
  • the planetary gear represents a Stirnraddifferentialgetriebe, so far a differential gear, which has a plurality of meshing spur gears.
  • the Stirnraddifferentialgetriebe works as a differential gear or differential gear.
  • WO 2016/066732 A1 is known from the prior art.
  • This relates to a transmission device for a motor vehicle, which has an operatively connected to a drive unit input shaft and a first output shaft and a second output shaft, wherein the first output shaft via a first gear with a first part of a shaft axis and the second output shaft via a second gear with a second Part shaft of the wheel axle is operatively connected or operatively connected.
  • the Stirnraddifferentialgetriebe has a first sun gear coupled to the first output shaft and a second output shaft coupled to the second sun gear, wherein the first sun gear meshes with a rotatably mounted on a coupled to the input shaft planet carrier first planetary gear, with a also meshes with the planet carrier rotatably mounted and meshing with the second sun gear second Pllanetenrad.
  • the Stirnraddifferentialgetriebe has two sun gears, namely the first sun gear and the second sun gear.
  • Each of the sun gears is coupled to one of the output shafts, namely preferably rigid and / or permanent.
  • each of the sun gears is preferably decoupled from the respective other output shaft, that is to say it is at most connected to it via the spur gear differential, but not rotationally fixed.
  • the first sun gear is coupled to the first output shaft and decoupled from the second output shaft.
  • the second sun gear is coupled to the second output shaft and decoupled from the first output shaft.
  • the transmission device may have exactly one first planetary gear or a plurality of first planetary gears.
  • the transmission device can have exactly one second planetary gear or several second planetary gears.
  • the Stirnraddifferentialgetriebe as many first planet gears as second planet gears and vice versa.
  • the first planetary gear meshes with exactly one second planetary gear.
  • each of the first planetary gears meshes with exactly one of the second planetary gears.
  • One of the first planetary gears is in each case arranged in pairs with one of the second planetary gears in each case.
  • the paired wheels mesh with each other.
  • the second planetary gear and the first planetary gear preferably have different numbers of teeth. They also have the same module to allow combing together. Alternatively, it is of course possible to design the first planetary gear and the second planetary gear with the same number of teeth.
  • the first planetary gear meshes with the first sun gear, preferably permanently, but not with the second sun gear.
  • the second planetary gear meshes with the second sun gear, preferably permanently, but not with the first sun gear.
  • the first planetary gear and the second planetary gear are offset in the circumferential direction against each other, but preferably they are located at the same radial position with respect to an axis of rotation of the first output shaft and / or the second output shaft.
  • the planet carrier is coupled to the input shaft, preferably rigid and / or permanent.
  • the input shaft is preferably permanently coupled to both the first output shaft and the second output shaft.
  • the first sun gear, the second sun gear, the first planetary gear and the second planetary gear are preferred each designed as a spur gear.
  • the two output shafts are arranged, for example, coaxially with each other, wherein in particular the first output shaft is rotatably mounted in the second output shaft. It can be provided that the first output shaft is operatively connected to a first partial shaft of the wheel axle, in particular via a first transmission, and the second output shaft is operatively connected to a second partial shaft of the wheel axle, in particular via a second transmission.
  • the first output shaft is permanently and / or rigidly coupled to the first part shaft and the second output shaft is permanently and / or rigidly coupled to the second part shaft.
  • the first gear and the second gear can each be designed as a crown gear, so that the axes of rotation of the two partial shafts are each angled relative to the axes of rotation of the output shafts, so include an angle with them, which is greater than 0 ° and less than 180 °.
  • the described embodiment of the transmission device allows a very compact embodiment, which nevertheless realizes a "torque vectoring" functionality.
  • a further embodiment of the invention provides that the first planetary gear is present as a first stepped planetary gear, which is rotatably coupled to a second step planetary gear which can be coupled to the input shaft and / or an electric machine.
  • the first relievenplanetenrad and the second Conversenplanetenrad are preferably arranged on a common shaft which is rotatably mounted on the planet carrier.
  • the bearing of the shaft on the planet carrier is provided at a bearing point, wherein preferably the first Kunststoffnplanetenrad on the one hand and the second Kunststoffnplanetenrad the other hand, the bearing point is arranged.
  • the two step planetary wheels are on opposite sides of the bearing.
  • the two relievenplanetenrader can be identical or different from each other, in particular with regard to the module and / or the number of teeth.
  • the two relievenplanetenrader are designed differently from each other, in particular with regard to the number of teeth.
  • the module on the other hand, can be the same for both stepped planetary gears.
  • the planet carrier forms a cage for the first planetary gear and / or the second planetary gear, the first sun gear and the second sun gear.
  • the planet carrier accommodates the said wheels and shields them from an external environment.
  • the planet carrier is rotatably mounted on its side opposite the input shaft in the axial direction on or on the first output shaft and / or the second output shaft.
  • the input shaft is coaxial with the first output shaft and / or the It has already been mentioned above that the two output shafts are preferably coaxial with one another and are rotatably supported in one another for this purpose
  • the input shaft should now be arranged coaxially to at least one of the output shafts, preferably both output shafts
  • the coaxial arrangement of the shafts allows, on the one hand, a space-saving design of the transmission device and, on the other hand, a simple integration into the motor vehicle.
  • a preferred further embodiment of the invention provides that the Stirnraddifferentialgetriebe is designed without a wheel.
  • the Stirnraddifferentialgetriebe only the first sun gear, the second sun gear, the planet carrier and the at least one first planetary gear and the at least one second planetary gear and also optionally the at least one second step planetary gear on. Dispensing with the ring gear significantly reduces the footprint of the Stirnraddifferentialgetriebes in the radial direction with respect to the axis of rotation of the input shaft.
  • a further embodiment of the invention provides that the second devisnplanetenrad meshes with a gear which is rotatably connected to an intermediate shaft.
  • the toothed wheel is rigidly and / or permanently connected to the intermediate shaft, preferably it is rotatably mounted via the intermediate shaft.
  • the gear and the intermediate shaft are preferably arranged coaxially to the input shaft, thus have at least the same axis of rotation as this.
  • the input shaft is rotatably mounted in the intermediate shaft, so it is at least partially included in this.
  • the ratio between the gear and the second step planetary gear may correspond to the ratio between the first sun gear and the first step planetary gear, so be identical to this. Preferably, however, a different translation of this between the gear and the second stepped planetary gear is provided.
  • an external device in particular an electric machine, are connected to save space, especially if the intermediate shaft and the input shaft coaxial with each other.
  • a particularly preferred embodiment of the invention provides that an electrical machine by means of a switching device with the input shaft and / or the intermediate shaft can be coupled.
  • the electric machine serves to realize the "torque vectoring" functionality, which is the case when it is coupled to the intermediate shaft, but alternatively or additionally, the electric machine may be coupled or coupled to the input shaft Coupled to the input shaft, it serves to provide an additional torque to the input shaft, which is superimposed with the drive torque provided by the drive means Electric motor or operated as a generator.
  • the electric machine can be coupled to the input shaft and / or the intermediate shaft.
  • the effective connection between the electric machine and the input shaft or the intermediate shaft can thus be selectively produced or interrupted by means of the switching device.
  • the switching device selectively serves to decouple the electric machine from both the input shaft and the intermediate shaft, to connect them to the input shaft or to connect them to the intermediate shaft.
  • a development of the invention provides that the electric machine is rotatably coupled in a first switching position of the switching device with the input shaft and in a second switching position with the intermediate shaft.
  • the switching device allows the setting of at least two switching positions, namely the first switching position and the second switching position.
  • the electric machine In the first switching position, the electric machine is non-rotatably coupled to the input shaft and, in the second switching position, to the intermediate position.
  • a third switching position is additionally provided, in which the electric machine is decoupled from both the input shaft and from the intermediate shaft.
  • a further embodiment of the invention provides that the switching device has a first output gear rotatably coupled to the input shaft, a second output gear rotatably coupled to the intermediate shaft and an input gear rotatably coupled to the electric machine, wherein a coupling element of the switching device in the first switching position meshes with the first output gear and the input gear and is disengaged from the second output gear and meshes with the second output gear and the input gear in the second shift position and is disengaged from the first output gear.
  • this is the coupling element in the axial direction with respect to the axis of rotation of the input shaft displaced, namely at least between the first switching position and the second switching position.
  • the coupling element serves to couple each two gears rotatably together, namely, in the first switching position, the first output gear and the input gear and in the second switching position, the second output gear and the input gear. In each of the shift positions, the respective other of the output gears is disengaged from the coupling element.
  • the output gears are configured as spur gears
  • the input gear can be present as a ring gear or also as a spur gear.
  • the coupling element has an internal toothing and an external toothing, in the latter case only an internal toothing.
  • the internal gearing can either in either case be brought into engagement with the first output gear or the second output gear, in dependence on the switching position of the coupling element.
  • the coupling element is preferably permanently in engagement with the input gear, wherein either the internal toothing o- meshes with the external toothing with this.
  • the switching device has a third switching position in which the electric machine is decoupled from both the input shaft and from the intermediate shaft.
  • the coupling element meshes only with the input gear or with the input gear and an auxiliary gear, which is freely rotatably mounted, but at least decoupled from the input shaft and the intermediate shaft.
  • the electric machine is coupled via a coupling planetary gear with the switching device, in particular the input gear.
  • the electric machine is so far not directly connected to the switching device, in particular not to the input gear. Rather, the coupling planetary gear is provided in the connection between the electric machine and the switching device or the input gear, which causes a translation between the electric machine and the switching device.
  • the coupling planetary gearbox has, for example, a sun gear coupled to the electric machine, a stationary ring gear and a planet carrier connected to the switching device, on which at least one planet gear is rotatably mounted, with the planet gear meshing with both the ring gear and the sun gear.
  • the above-mentioned bonds are preferably rigid and / or permanent.
  • the electric machine can be adapted particularly easily to the particular application of the transmission device.
  • the coupling planetary gear is two-stage and connects the electric machine with the input gear and a further input gear of the switching device.
  • the coupling planetary gear is, on the one hand, connected to the electric machine and, on the other hand, to the input gear and the further input gear, so that, given the rotational speed of the electric machine, the input gear and the further input gear have different rotational speeds.
  • the coupling planetary gear in addition to the above-mentioned elements sun gear, ring gear and planet carrier with planet gear on another sun gear and another ring gear.
  • the further sun gear is rotatably coupled to the sun gear, preferably rigid and / or permanent, and insofar also with the electric machine.
  • the ring gear is coupled to the further input gear, preferably also rigid and / or permanent.
  • At the planet now another planetary gear is rotatably mounted, which meshes on the one hand with the other sun gear and on the other hand with the other ring gear.
  • the further planetary gear is decoupled from the planetary gear, that is rotatably mounted independently of this on the planet carrier.
  • the switching device is now configured, for example, such that it optionally connects the input gear to the first output gear and the second output gear in the manner described above or, optionally, decouples both the input gear and the further input gear from the two output gears.
  • a fourth switching position of the switching device it may additionally be provided that the further input gear is coupled to the first output gear, so that the electric machine is coupled to the input shaft in the fourth switching position.
  • the transmission device makes it possible, on the one hand, for the "torque vectoring" functionality already described above and, on the other hand, to connect the electric machine to the input shaft with a transmission selected from two different ratios.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a transmission device for a
  • Figure 2 is a schematic representation of the transmission device in a second embodiment
  • Figure 3 is a schematic representation of the transmission device in a third embodiment.
  • the motor vehicle 2 has a wheel axle 3 with a first part shaft 4 and a second part shaft 5.
  • the wheel axle 3 or the partial shafts 4 and 5 can be driven via the transmission device 1 by means of a drive device of the motor vehicle 2.
  • the drive device is operatively connected to an input shaft 6 of the transmission device 1 or at least operatively connected.
  • the first partial wave 4 is connected to a first output shaft 7
  • the second partial wave 5 is connected to a second output shaft 8 of the transmission device 1 or is operatively connected to the respective output shaft 7 or 8.
  • the operative connection between the first partial shaft 4 and the first output shaft 7 is established via a first transmission 9, the operative connection between the second partial shaft 5 and the second output shaft 8 via a second transmission 10.
  • the gears 9 and 10 may be in the form of angular gears. They are preferably designed as a bevel gear and have so far each have a first bevel gear 1 1 and 12 and a second bevel gear 13 and 14. It can be provided according to the present embodiment of the transmission device 1, that the subshafts 4 and 5 or their axes of rotation in lateral or radial direction with respect to the axes of rotation are offset from each other.
  • the partial shafts 4 and 5 may alternatively also be arranged coaxially with one another, that is, they are aligned with each other at least in plan view.
  • the output shafts 7 and 8 can be angled relative to the sub-shafts 4 and 5 or the wheel axle 3, that is to say at an angle of greater than 0 ° and less than 180 °, for example at an angle of 90 °.
  • the corresponding deflection is realized by means of the gear 9 and 10, which are in the form of the angular gear.
  • the gear 9 and 10 may alternatively be designed as a spur gear.
  • the output shafts 7 and 8 are arranged parallel to the sub-waves 4 and 5.
  • the transmission device 1 has a Stirnraddifferentialgetriebe 15, via which the first output shaft 7 and the second output shaft 8 are permanently operatively connected to the input shaft 6 or coupled.
  • the Stirnraddifferentialgetriebe 15 is designed as a planetary gear having a first sun gear 16, a second sun gear 17 and a planet carrier 18 on which a first planetary gear 19 and a second planetary gear 20 are each rotatably mounted.
  • the planet carrier 18 is coupled to the input shaft 6 of the transmission device 1, in particular rigid and / or permanent.
  • the first sun gear 16, however, is coupled to the first output shaft 7 and the second sun gear 17 to the second output shaft 8, each preferably rigid and / or permanent.
  • the first planetary gear 19 meshes with the second planetary gear 20, namely preferably permanently.
  • the first planetary gear 19 also meshes with the first sun gear 16, but not with the second sun gear 17.
  • the first planetary gear 19 is configured as a first stepped planetary gear 21 which is rotatably coupled to a second stepped planetary gear 22.
  • the two stepped planet wheels 21 and 22 are rotatably mounted together on the Planetenrad- carrier 18, wherein they are preferably on opposite Pages of a bearing 23 on the planet carrier 18 are present.
  • the second stepped planetary gear 22 is rotatably coupled to an intermediate shaft 24, in particular rigid and / or permanent. It can be clearly seen that the two output shafts 7 and 8 and the input shaft 6 and the intermediate shaft 24 are arranged coaxially with each other, so have the same axis of rotation. In this case, the second output shaft 8 receives the first output shaft 7 at least partially, as well as the intermediate shaft 24 receives the input shaft 6 at least partially.
  • the Stirnraddifferentialgetriebe 15 is designed hohlradlos, so does not have a ring gear.
  • the transmission device 1 has an electric machine 25 which can be coupled by means of a switching device 26 to the input shaft 6 and / or the intermediate shaft 24.
  • the switching device 26 has a coupling element 27 which is displaceable in the axial direction according to the double arrow 28.
  • the switching device 26 has an input gear 29, a first output gear 30 and a second output gear 31.
  • an auxiliary gear 32 may be provided.
  • the coupling element 27 is now designed such that it permanently meshes with the input gear 29 of the switching device 26. In a first switching position, it additionally meshes with the first output gear 30, but not with the second output gear 31 and the auxiliary gear 32. In a second shift position, however, it meshes additionally with the second output gear 31, but not with the first output gear 30 and the auxiliary gear 32nd In a third shift position, it additionally meshes with the auxiliary gear 32, but not with the two output gears 30 and 31.
  • the input gear 29 is coupled to the electric machine 25, preferably rigid and / or permanent.
  • the first output gear 30 is fixedly coupled to the input shaft 6 and the second output gear 31 fixed to the intermediate shaft 24, preferably also rigid and / or permanent.
  • the auxiliary gear 32 is decoupled both from the input shaft 6 and from the intermediate shaft 24 and so far freely rotatably mounted.
  • the connection between the electric machine 25 and the switching device 26 or the input gear 29 is via a coupling planetary gear 33.
  • This has a sun gear 34, a planetary carrier 35 with planet gear 36 rotatably mounted on it and a ring gear 37.
  • the sun gear is coupled to the electric machine 25, preferably rigid and / or permanent.
  • the ring gear 37 is fixedly arranged.
  • the planet gear 36 now meshes with both the sun gear 34 and the ring gear 37.
  • the planet carrier 35 is coupled to the switching device 26, in particular the input gear 29, in particular rigid and / or permanent.
  • the electric machine 25 can be coupled either to the input shaft 6 or to the intermediate shaft 24. In the former case, the electric machine 25 can provide a torque which is superimposed on the input shaft 6 with a torque provided by the drive device. With the aid of the electric machine 25, the drive torque can thus be increased or decreased in this case.
  • the electrical machine 25 can be used to provide "torque vectoring" functionality.
  • wave 6 adjacent Antnebswindmonnent be provided by providing an additional torque by means of the electric machine 25 to the two partial shafts 4 and 5, namely such that a desired torque distribution is established between them.
  • the drive torque is freely distributable to the output shafts 7 and 8 and thus to the sub-waves 4 and 5.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of the transmission device 1 in a second embodiment.
  • This is fundamentally similar in structure to the first embodiment, so that below only the differences are discussed and otherwise referred to the above statements.
  • the differences lie in the design of the switching device 26.
  • the input gear 29 was designed as a ring gear, it is now present as a spur gear and is arranged in the axial direction between the first output gear 30 and the second output gear 31.
  • the functionality is identical to the switching device 26 of the first embodiment described above. Compared to this, the auxiliary gear 32 can be omitted, which is the case here.
  • the coupling planetary gear 33 is two-stage, so that the electric machine 25 is coupled via the coupling planetary gear 33 both with the input gear 29 and a further input gear 38, preferably rigid and / or permanent.
  • the coupling planetary gear 33 a another sun gear 39, another planetary gear 40 and another ring gear 41 on.
  • the sun gear 39 is coupled to the sun gear 34 and thus to the electric machine 25, preferably rigid and / or permanent.
  • the planet gear 40 is rotatably mounted on the planet carrier 35, but independent of the planet gear 36.
  • the planet gear 40 meshes with the sun gear 39 on the one hand and on the other hand with the ring gear 41st
  • the ring gear is rotatably mounted and coupled to the input gear 38, preferably rigid and / or permanent.
  • the planet gears 36 and 40 preferably have different numbers of teeth, so that between the electric machine 25 and the input gear 29, a first translation and between the electric machine 25 and the other input gear 38 sets a second translation, the two translations vonei- each other ,
  • a fourth switching position of the switching device 26 may now be present, in which the coupling element 27 meshes with the input gear 38 instead of the input gear 29 while simultaneously meshing with the first output gear 30. Accordingly, a different ratio is set between the electric machine 25 and the input shaft 6 than in the first switching position.
  • the transmission device 1 described in particular has the advantage that the Stirnraddifferentialgetriebe 15 is designed without a ring and so far can be realized with a small axial space.
  • the switching device 26 allows a flexible connection of the electric machine 25, either for driving the input shaft 6 or for providing the "torque vectoring" functionality by driving the intermediate shaft 24.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Getriebeeinrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug (2), die eine mit einer Antriebseinrichtung des Kraftfahrzeugs (2) wirkverbindbare Eingangswelle (6) sowie eine erste Ausgangswelle (7) und eine zweite Ausgangswelle (8) aufweist und über ein als Planetengetriebe ausgestaltetes Stirnraddifferentialgetriebe (15) verfügt, über das die Eingangswelle (6) mit der ersten Ausgangswelle (7) und der zweiten Ausgangswelle (8) gekoppelt ist. Dabei ist vorgesehen, dass das Stirnraddifferentialgetriebe (15) ein mit der ersten Ausgangswelle (7) gekoppeltes erstes Sonnenrad (16) und ein mit der zweiten Ausgangswelle (8) gekoppeltes zweites Sonnenrad (17) aufweist, wobei das erste Sonnenrad (16) mit einem an einem mit der Eingangswelle (6) gekoppelten Planetenradträger (18) drehbar gelagerten ersten Planetenrad (19) kämmt, das mit einem ebenfalls an dem Planetenradträger (18) drehbar gelagerten und mit dem zweiten Sonnenrad (17) kämmenden zweiten Planetenrad (20) kämmt.

Description

Getriebeeinrichtung für ein Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft eine Getriebeeinrichtung für ein Kraftfahrzeug, die eine mit einer Antriebseinrichtung des Kraftfahrzeugs wirkverbindbare Eingangs- welle sowie eine erste Ausgangswelle und eine zweite Ausgangswelle aufweist und über ein als Planetengetriebe ausgestaltetes Stirnraddifferentialge- triebe verfügt, über das die Eingangswelle mit der ersten Ausgangswelle und der zweiten Ausgangswelle gekoppelt ist. Die Getriebeeinrichtung dient beispielsweise dem Übertragen eines Drehmoments zwischen einer Antriebseinrichtung des Kraftfahrzeugs einerseits sowie einer Radachse des Fahrzeugs andererseits. Über die Getriebeeinrichtung ist die Radachse mit der Antriebseinrichtung wirkverbunden beziehungsweise zumindest wirkverbindbar. Die Radachse liegt entsprechend als angetriebene Radachse vor. Sie kann als Vorderradachse oder als Hinterradachse des Kraftfahrzeugs ausgestaltet sein. Die Getriebeeinrichtung weist die Eingangswelle sowie die erste Ausgangswelle und die zweite Ausgangswelle auf. Die Eingangswelle der Getriebeeinrichtung ist an die Antriebseinrichtung des Kraftfahrzeugs angeschlossen, vorzugsweise über ein Schaltgetriebe und/oder eine Kupplung, insbesondere eine Anfahrkupplung. Mittels des Schaltgetriebes kann eine aus mehreren Übersetzungen ausgewählte Übersetzung zwischen der Antriebseinrichtung und der Eingangswelle der Getrie- beeinrichtung eingestellt werden. Die Kupplung ist bevorzugt als Schaltkupplung und besonders bevorzugt als Anfahrkupplung ausgestaltet. Mithilfe der Kupplung kann insoweit die Wirkverbindung zwischen der Antriebseinrichtung und der Eingangswelle der Getriebeeinrichtung wahlweise hergestellt oder unterbrochen werden. Die Antriebseinrichtung verfügt über zumindest ein Antriebsaggregat, welches beispielsweise als Brennkraftmaschine oder als elektrische Maschine ausgestaltet ist. Selbstverständlich kann die Antriebseinrichtung auch als Hybridantriebseinrichtung vorliegen und insoweit mehrere Antriebsaggregate aufweisen, welche bevorzugt unterschiedlichen Typs sind. In diesem Fall liegt eins der Antriebsaggregate beispielsweise als Brennkraftmaschine oder ein anderes der Antriebsaggregate als elektrische Maschine vor. Verfügt die Antriebseinrichtung über mehrere Antriebsaggregate, so ist sie bevorzugt derart ausgestaltet, dass die Antriebsaggregate zumindest zeitweise ein auf das Antreiben des Kraftfahrzeugs gerichtetes Antriebsdrehmoment gemeinsam bereitstellen.
Die Eingangswelle der Getriebeeinrichtung ist über das Planetengetriebe sowohl mit der ersten Ausgangswelle als auch mit der zweiten Ausgangswel- le gekoppelt, insbesondere permanent. Das Planetengetriebe stellt ein Stirnraddifferentialgetriebe dar, also insoweit ein Differentialgetriebe, welches mehrere miteinander kämmende Stirnräder aufweist. Ganz allgemein arbeitet das Stirnraddifferentialgetriebe als Differentialgetriebe beziehungsweise Ausgleichsgetriebe.
Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift WO 2016/066732 A1 bekannt. Diese betrifft eine Getriebeeinrichtung für ein Kraftfahrzeug, die eine mit einem Antriebsaggregat wirkverbindbare Eingangswelle sowie eine erste Ausgangswelle und eine zweite Ausgangswelle aufweist, wobei die erste Ausgangswelle über ein erstes Getriebe mit einer ersten Teilwelle einer Radachse und die zweite Ausgangswelle über ein zweites Getriebe mit einer zweiten Teilwelle der Radachse wirkverbunden oder wirkverbindbar ist. Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Getriebeeinrichtung vorzustellen, welche gegenüber bekannten Getriebeeinrichtungen Vorteile aufweist, insbesondere auf einfache Art und Weise eine„Torque Vectoring"-Funktionalität zwischen den beiden Ausgangswellen besonders platzsparend realisiert.
Dies wird erfindungsgemäß mit einer Getriebeeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass das Stirnraddifferentialgetriebe ein mit der ersten Ausgangswelle gekoppeltes erstes Sonnenrad und ein mit der zweiten Ausgangswelle gekoppeltes zweites Sonnenrad auf- weist, wobei das erste Sonnenrad mit einem an einem mit der Eingangswelle gekoppelten Planetenradträger drehbar gelagerten ersten Planetenrad kämmt, das mit einem ebenfalls an dem Planetenradträger drehbar gelagerten und mit dem zweiten Sonnenrad kämmenden zweiten Pllanetenrad kämmt.
Das Stirnraddifferentialgetriebe weist zwei Sonnenräder, nämlich das erste Sonnenrad und das zweite Sonnenrad auf. Jedes der Sonnenräder ist mit einer der Ausgangswellen gekoppelt, nämlich vorzugsweise starr und/oder permanent. Dabei ist bevorzugt jedes der Sonnenräder von der jeweils ande- ren Ausgangswelle entkoppelt, also allenfalls über das Stirnraddifferentialge- triebe mit ihm verbunden, nicht jedoch drehfest. Insoweit ist also das erste Sonnenrad mit der ersten Ausgangswelle gekoppelt und von der zweiten Ausgangswelle entkoppelt. Umgekehrt ist das zweite Sonnenrad mit der zweiten Ausgangswelle gekoppelt und von der ersten Ausgangswelle ent- koppelt.
Weiterhin verfügt das Stirnraddifferentialgetriebe über den Planetenradträger, an welchem das wenigstens eine erste Planetenrad sowie das wenigstens eine zweite Planetenrad drehbar gelagert sind. Die Getriebeeinrichtung kann genau ein erstes Planetenrad oder mehrere erste Planetenräder aufweisen. Analog hierzu kann die Getriebeeinrichtung über genau ein zweites Planetenrad oder mehrere zweite Planetenräder verfügen. Bevorzugt weist das Stirnraddifferentialgetriebe ebenso viele erste Planetenräder wie zweite Planetenräder und umgekehrt auf.
Das erste Planetenrad kämmt mit genau einem zweiten Planetenrad. Im Falle mehrerer erster Planetenräder kämmt jedes der ersten Planetenräder mit genau einem der zweiten Planetenräder. Jeweils eines der ersten Planetenräder ist insoweit mit jeweils einem der zweiten Planetenräder paarweise an- geordnet. Die paarweise angeordneten Räder kämmen dabei miteinander. Vorzugsweise weisen das zweite Planetenrad und das erste Planetenrad unterschiedliche Zähnezahlen auf. Hierbei verfügen sie auch über denselben Modul, um das Miteinanderkämmen zu ermöglichen. Alternativ ist es selbstverständlich möglich, dass erste Planetenrad und das zweite Planetenrad mit derselben Zähnezahl auszugestalten.
Das erste Planetenrad kämmt mit dem ersten Sonnenrad, vorzugsweise permanent, nicht jedoch mit dem zweiten Sonnenrad. Umgekehrt kämmt das zweite Planetenrad mit dem zweiten Sonnenrad, vorzugsweise permanent, nicht jedoch mit dem ersten Sonnenrad. Hierzu sind das erste Planetenrad und das zweite Planetenrad in Umfangsrichtung versetzt gegeneinander angeordnet, vorzugsweise befinden sie sich jedoch an derselben radialen Position bezogen auf eine Drehachse der ersten Ausgangswelle und/oder der zweiten Ausgangswelle.
Der Planetenradträger ist mit der Eingangswelle gekoppelt, vorzugsweise starr und/oder permanent. Schlussendlich ist also die Eingangswelle vorzugsweise permanent sowohl mit der ersten Ausgangswelle als auch der zweiten Ausgangswelle gekoppelt. Das erste Sonnenrad, das zweite Son- nenrad, das erste Planetenrad sowie das zweite Planetenrad sind bevorzugt jeweils als Stirnrad ausgestaltet. Die beiden Ausgangswellen sind beispielsweise koaxial zueinander angeordnet, wobei insbesondere die erste Ausgangswelle in der zweiten Ausgangswelle drehbar gelagert ist. Es kann vorgesehen sein, dass die erste Ausgangswelle mit einer ersten Teilwelle der Radachse, insbesondere über ein erstes Getriebe, und die zweite Ausgangswelle mit einer zweiten Teilwelle der Radachse, insbesondere über ein zweites Getriebe, wirkverbindbar oder wirkverbunden ist. Bevorzugt ist die erste Ausgangswelle permanent und/oder starr mit der ersten Teilwelle und die zweite Ausgangswelle permanent und/oder starr mit der zweiten Teilwelle gekoppelt. Das erste Getriebe und das zweite Getriebe können jeweils als Tellerradgetriebe ausgestaltet sein, sodass die Drehachsen der beiden Teilwellen jeweils gegenüber den Drehachsen der Ausgangswellen angewinkelt sind, also einen Winkel mit ihnen einschließen, der größer als 0° und kleiner als 180° ist.
Die beschriebene Ausgestaltung der Getriebeeinrichtung ermöglicht eine sehr kompakte Ausführungsform, die dennoch eine „Torque Vectoring"- Funktionalität realisiert.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das erste Planetenrad als ein erstes Stufenplanetenrad vorliegt, das mit einer mit der Eingangswelle und/oder einer elektrischen Maschine koppelbaren zweiten Stufenplanetenrad drehfest gekoppelt ist. Das erste Stufenplanetenrad und das zweite Stufenplanetenrad sind vorzugsweise auf einer gemeinsamen Welle angeordnet, welche an dem Planetenradträger drehbar gelagert ist.
Die Lagerung der Welle an dem Planetenradträger ist an einer Lagerstelle vorgesehen, wobei vorzugsweise das erste Stufenplanetenrad einerseits und das zweite Stufenplanetenrad andererseits der Lagerstelle angeordnet ist. In anderen Worten liegen die beiden Stufenplanetenrader auf gegenüberliegenden Seiten der Lagerstelle vor. Die beiden Stufenplanetenrader können identisch oder voneinander verschieden ausgestaltet sein, insbesondere hinsichtlich des Moduls und/oder der Zähnezahl. Vorzugsweise sind die beiden Stufenplanetenrader voneinander verschieden ausgestaltet, insbesondere hinsichtlich der Zähnezahl. Der Modul kann hingegen für beide Stufenplane- tenräder derselbe sein.
Beispielsweise bildet der Planetenradträger einen Käfig für das erste Plane- tenrad und/oder das zweite Planetenrad, das erste Sonnenrad und das zweite Sonnenrad. Das bedeutet, dass der Planetenradträger die genannten Räder in sich aufnimmt und gegenüber einer Außenumgebung abschirmt. Beispielsweise ist hierbei der Planetenradträger auf seiner der Eingangswelle in axialer Richtung gegenüberliegenden Seite an beziehungsweise auf der ers- ten Ausgangswelle und/oder der zweiten Ausgangswelle drehbar gelagert. Über das zweite Stufenplanetenrad ist es nun möglich, ein weiteres Drehmoment in das Stirnraddifferentialgetriebe einzubringen, insbesondere zur Realisierung der„Torque Vectoring"-Funktionalität. Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Eingangswelle koaxial zu der ersten Ausgangswelle und/oder der zweiten Ausgangswelle angeordnet ist. Vorstehend wurde bereits erwähnt, dass die beiden Ausgangswellen vorzugsweise koaxial zueinander vorliegen und hierzu ineinander drehbar gelagert sind. Die Eingangswelle soll nun koa- xial zu wenigstens einer der Ausgangswellen, vorzugsweise beiden Ausgangswellen, angeordnet sein. Hierbei liegt sie jedoch in axialer Richtung bezüglich ihrer Drehachse beabstandet von der ersten Ausgangswelle und/oder der zweiten Ausgangswelle vor. Die koaxiale Anordnung der Wellen ermöglicht zum einen eine platzsparende Ausgestaltung der Getriebeeinrich- tung und zum anderen eine einfache Integration in das Kraftfahrzeug. Eine bevorzugte weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Stirnraddifferentialgetriebe hohlradlos ausgestaltet ist. In anderen Worten weist das Stirnraddifferentialgetriebe lediglich das erste Sonnenrad, das zweite Sonnenrad, den Planetenradträger sowie das wenigstens eine erste Planetenrad und das wenigstens eine zweite Planetenrad und zudem optional das wenigstens eine zweite Stufenplanetenrad auf. Der Verzicht auf das Hohlrad reduziert den Platzbedarf des Stirnraddifferentialgetriebes in radialer Richtung bezüglich der Drehachse der Eingangswelle deutlich.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das zweite Stufenplanetenrad mit einem Zahnrad kämmt, das mit einer Zwischenwelle drehfest verbunden ist. Das Zahnrad ist starr und/oder permanent mit der Zwischenwelle verbunden, vorzugsweise ist es über die Zwischenwelle drehbar gela- gert. Das Zahnrad und die Zwischenwelle sind bevorzugt koaxial zu der Eingangswelle angeordnet, weisen also zumindest dieselbe Drehachse auf wie diese. Beispielsweise ist die Eingangswelle in der Zwischenwelle drehbar gelagert, ist also wenigstens bereichsweise in dieser aufgenommen. Die Übersetzung zwischen dem Zahnrad und dem zweiten Stufenplanetenrad kann der Übersetzung zwischen dem ersten Sonnenrad und dem ersten Stufenplanetenrad entsprechen, also mit dieser identisch sein. Vorzugsweise ist jedoch eine von dieser verschiedene Übersetzung zwischen dem Zahnrad und dem zweiten Stufenplanetenrad vorgesehen. Über die Zwischenwelle kann beispielsweise eine externe Einrichtung, insbesondere eine elektrische Maschine, platzsparend angebunden werden, insbesondere sofern die Zwischenwelle und die Eingangswelle koaxial zueinander vorliegen.
Eine besonders bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass eine elektrische Maschine mittels einer Schalteinrichtung mit der Eingangswelle und/oder der Zwischenwelle koppelbar ist. Die elektrische Maschine dient insbesondere der Realisierung der„Torque Vectoring"-Funktionalität. Dies ist der Fall, sofern sie mit der Zwischenwelle gekoppelt ist. Alternativ oder zusätzlich kann die elektrische Maschine jedoch mit der Eingangswelle gekop- pelt werden oder gekoppelt sein. Ist die elektrische Maschine mit der Eingangswelle gekoppelt, so dient sie dem Bereitstellen eines zusätzlichen Drehmoments an der Eingangswelle, welches mit dem von der Antriebseinrichtung bereitgestellten Antriebsdrehmoment überlagert wird. Das von der elektrischen Maschine bereitgestellte Drehmoment kann hierbei positiv oder negativ sein, sodass schlussendlich die elektrische Maschine entweder als Elektromotor oder als Generator betrieben wird.
Mittels der Schalteinrichtung kann die elektrische Maschine mit der Eingangswelle und/oder der Zwischenwelle gekoppelt werden. Vorzugsweise kann mithilfe der Schalteinrichtung also die Wirkbindung zwischen der elektrischen Maschine und der Eingangswelle beziehungsweise der Zwischenwelle wahlweise hergestellt oder unterbrochen werden. Besonders bevorzugt dient die Schalteinrichtung wahlweise dazu, die elektrische Maschine sowohl von der Eingangswelle als auch der Zwischenwelle zu entkoppeln, sie mit der Eingangswelle zu verbinden oder sie mit der Zwischenwelle zu verbinden. Mit einer derartigen Ausgestaltung der Schalteinrichtung ist ein besonders flexibler Einsatz der elektrischen Maschine möglich.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die elektrische Maschine in einer ersten Schaltstellung der Schalteinrichtung mit der Eingangswelle und in einer zweiten Schaltstellung mit der Zwischenwelle drehfest gekoppelt ist. Die Schalteinrichtung ermöglicht insoweit das Einstellen wenigstens zweier Schaltstellungen, nämlich der ersten Schaltstellung und der zweiten Schaltstellung. In der ersten Schaltstellung ist die elektrische Maschine mit der Ein- gangswelle drehfest gekoppelt und in der zweiten Schaltstellung mit der Zwi- schenwelle. Besonders bevorzugt ist zudem eine dritte Schaltstellung vorgesehen, in welcher die elektrische Maschine sowohl von der Eingangswelle als auch von der Zwischenwelle entkoppelt ist. Diese Ausgestaltung ermöglicht die vorstehend beschriebene flexible Verwendung der elektrischen Ma- schine.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Schalteinrichtung ein mit der Eingangswelle drehfest gekoppeltes erstes Ausgangszahnrad, ein mit der Zwischenwelle drehfest gekoppeltes zweites Ausgangs- zahnrad und ein mit der elektrischen Maschine drehfest gekoppeltes Eingangszahnrad aufweist, wobei ein Koppelelement der Schalteinrichtung in der ersten Schaltstellung mit dem ersten Ausgangszahnrad und dem Eingangszahnrad kämmt und mit dem zweiten Ausgangszahnrad außer Eingriff steht und in der zweiten Schaltstellung dem zweiten Ausgangszahnrad und dem Eingangszahnrad kämmt und mit dem ersten Ausgangszahnrad außer Eingriff steht. Beispielsweise ist hierzu das Koppelelement in axialer Richtung bezüglich der Drehachse der Eingangswelle verlagerbar, nämlich zumindest zwischen der ersten Schaltstellung und der zweiten Schaltstellung. Es wird deutlich, dass das Koppelelement dazu dient, jeweils zwei Zahnräder drehfest miteinander zu koppeln, nämlich in der ersten Schaltstellung das erste Ausgangszahnrad und das Eingangszahnrad und in der zweiten Schaltstellung das zweite Ausgangszahnrad und das Eingangszahnrad. In jeder der Schaltstellungen ist das jeweils andere der Ausgangszahnräder außer Eingriff mit dem Koppelelement.
Beispielsweise sind zumindest die Ausgangszahnräder als Stirnräder ausgestaltet, wohingegen das Eingangszahnrad als Hohlrad oder ebenfalls als Stirnrad vorliegen kann. In ersterem Fall weist das Koppelelement eine Innenverzahnung sowie eine Außenverzahnung auf, in letzterem Fall lediglich eine Innenverzahnung. Die Innenverzahnung kann in jedem Fall entweder mit dem ersten Ausgangszahnrad oder dem zweiten Ausgangszahnrad in Eingriff gebracht werden, in Abhängigkeit von der Schaltstellung des Koppelelements. Zugleich steht das Koppelelement vorzugsweise permanent in Eingriff mit dem Eingangszahnrad, wobei entweder die Innenverzahnung o- der die Außenverzahnung mit diesem kämmt.
Vorstehend wurde bereits drauf hingewiesen, dass besonders bevorzugt die Schalteinrichtung eine dritte Schaltstellung aufweist, in welcher die elektrische Maschine sowohl von der Eingangswelle als auch von der Zwischen- welle entkoppelt ist. In dieser dritten Schaltstellung kämmt beispielsweise das Koppelelement lediglich mit dem Eingangszahnrad oder mit dem Eingangszahnrad und einem Hilfszahnrad, welches frei drehbar gelagert ist, zumindest jedoch von der Eingangswelle und der Zwischenwelle entkoppelt ist.
Zusätzlich oder alternativ kann in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen sein, dass die elektrische Maschine über ein Koppelplanetengetriebe mit der Schalteinrichtung, insbesondere dem Eingangszahnrad, gekoppelt ist. Die elektrische Maschine ist insoweit nicht unmittelbar an die Schalteinrichtung angebunden, insbesondere nicht an das Eingangszahnrad. Vielmehr ist in der Verbindung zwischen der elektrischen Maschine und der Schalteinrichtung beziehungsweise dem Eingangszahnrad das Koppelplanetengetriebe vorgesehen, welches eine Übersetzung zwischen der elektrischen Maschine und der Schalteinrichtung bewirkt.
Das Koppelplanetengetriebe weist beispielsweise ein mit der elektrischen Maschine gekoppeltes Sonnenrad, ein feststehendes Hohlrad sowie einen an die Schalteinrichtung angeschlossenen Planetenradträger auf, an welchem wenigstens ein Planetenrad drehbar gelagert ist, wobei das Planetenrad so- wohl mit dem Hohlrad als auch dem Sonnenrad kämmt. Die genannten Ver- bindungen liegen vorzugsweise starr und/oder permanent vor. Mithilfe des Koppelplanetengetriebes lässt sich die elektrische Maschine besonders einfach auf den jeweiligen Anwendungsfall der Getriebeeinrichtung abstimmen. Schließlich kann im Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausführungsform vorgesehen sein, dass das Koppelplanetengetriebe zweistufig ist und die elektrische Maschine mit dem Eingangszahnrad und einem weiteren Eingangszahnrad der Schalteinrichtung verbindet. Das Koppelplanetengetriebe ist in anderen Worten einerseits an die elektrische Maschine angeschlossen und andererseits an das Eingangszahnrad und das weitere Eingangszahnrad, sodass bei gegebener Drehzahl der elektrischen Maschine das Eingangszahnrad und das weitere Eingangszahnrad unterschiedliche Drehzahlen aufweisen. Mithin können mithilfe des Koppelplanetengetriebes unterschiedliche Übersetzungen zwischen der elektrischen Maschine und der Schalteinrichtung realisiert sein.
Beispielsweise verfügt das Koppelplanetengetriebe zusätzlich zu den vorstehend genannten Elementen Sonnenrad, Hohlrad und Planetenradträger mit Planetenrad über ein weiteres Sonnenrad und ein weiteres Hohlrad. Das wei- tere Sonnenrad ist mit dem Sonnenrad drehfest gekoppelt, vorzugsweise starr und/oder permanent, und insoweit auch mit der elektrischen Maschine. Das Hohlrad ist mit dem weiteren Eingangszahnrad gekoppelt, vorzugsweise ebenfalls starr und/oder permanent. An dem Planetenradträger ist nun ein weiteres Planetenrad drehbar gelagert, welches einerseits mit dem weiteren Sonnenrad und andererseits mit dem weiteren Hohlrad kämmt. Das weitere Planetenrad ist von dem Planetenrad entkoppelt, also unabhängig von diesen an dem Planetenradträger drehbar gelagert.
Zwischen dem Planetenrad und dem Sonnenrad beziehungsweise dem Hohlrad liegt eine erste Übersetzung und zwischen dem weiteren Planeten- rad und dem weiteren Sonnenrad beziehungsweise dem weiteren Hohlrad eine zweite Übersetzung. In anderen Worten ist zwischen der elektrischen Maschine und dem Eingangszahnrad die erste Übersetzung und zwischen der elektrischen Maschine und dem weiteren Eingangszahnrad die zweite Übersetzung realisiert. Die Schalteinrichtung ist nun beispielsweise derart ausgestaltet, dass sie auf die vorstehend beschriebene Art und Weise das Eingangszahnrad mit dem ersten Ausgangszahnrad und dem zweiten Ausgangszahnrad wahlweise verbindet oder, optional sowohl das Eingangszahnrad also das weitere Eingangszahnrad von den beiden Ausgangszahnrädern entkoppelt.
In einer vierten Schaltstellung der Schalteinrichtung kann es zusätzlich vorgesehen sein, dass das weitere Eingangszahnrad mit dem ersten Ausgangszahnrad gekoppelt ist, sodass die elektrische Maschine auch in der vierten Schaltstellung mit der Eingangswelle gekoppelt ist. Eine solche Ausgestaltung der Getriebeeinrichtung ermöglicht zum einen die vorstehend bereits beschriebene„Torque Vectoring"-Funktionalität und zum anderen eine An- bindung der elektrischen Maschine an die Eingangswelle mit einer aus zwei unterschiedlichen Übersetzungen ausgewählten Übersetzung.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt: Figur 1 eine schematische Darstellung einer Getriebeeinrichtung für ein
Kraftfahrzeug in einer ersten Ausführungsform,
Figur 2 eine schematische Darstellung der Getriebeeinrichtung in einer zweiten Ausführungsform, sowie Figur 3 eine schematische Darstellung der Getriebeeinrichtung in einer dritten Ausführungsform.
Die Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungs- form einer Getriebeeinrichtung 1 , die hier beispielsweise als Bestandteil eines nicht im Detail dargestellten Kraftfahrzeugs 2 vorgesehen ist. Das Kraftfahrzeug 2 weist eine Radachse 3 mit einer ersten Teilwelle 4 und einer zweiten Teilwelle 5 auf. Die Radachse 3 beziehungsweise die Teilwellen 4 und 5 sind über die Getriebeeinrichtung 1 mittels einer Antriebseinrichtung des Kraftfahrzeugs 2 antreibbar. Die Antriebseinrichtung ist dabei mit einer Eingangswelle 6 der Getriebeeinrichtung 1 wirkverbunden oder zumindest wirkverbindbar. Die erste Teilwelle 4 ist dagegen an eine erste Ausgangswelle 7, die zweite Teilwelle 5 eine zweite Ausgangswelle 8 der Getriebeeinrichtung 1 angeschlossen beziehungsweise mit der jeweiligen Ausgangswelle 7 beziehungsweise 8 wirkverbunden.
Die Wirkverbindung zwischen ersten Teilwelle 4 und der ersten Ausgangswelle 7 ist über ein erstes Getriebe 9, die Wirkverbindung zwischen der zweiten Teilwelle 5 und der zweiten Ausgangswelle 8 über ein zweites Getriebe 10 hergestellt. Die Getriebe 9 und 10 können in Form von Winkelgetrieben vorliegen. Dabei sind sie vorzugweise als Kegelradgetriebe ausgestaltet und verfügen insoweit jeweils über ein erstes Kegelrad 1 1 beziehungsweise 12 und ein zweites Kegelrad 13 beziehungsweise 14. Es kann gemäß der hier vorliegenden Ausführungsform der Getriebeeinrichtung 1 vorgesehen sein, dass die Teilwellen 4 und 5 beziehungsweise ihre Drehachsen in lateraler beziehungsweise radialer Richtung bezüglich der Drehachsen gegeneinander versetzt sind. Die Teilwellen 4 und 5 können jedoch alternativ auch koaxial zueinander angeordnet sein, also zumindest in Draufsicht miteinander fluchten. Die Ausgangswellen 7 und 8 können gegenüber den Teilwellen 4 und 5 beziehungsweise der Radachse 3 angewinkelt sein, also unter einem Winkel von größer als 0° und kleiner als 180°, beispielsweise unter einem Winkel von 90°, zu diesen vorliegen. Die entsprechende Umlenkung wird mithilfe der Getriebe 9 und 10, die in Form der Winkelgetriebe vorliegen, realisiert. Selbstverständlich können die Getriebe 9 und 10 alternativ als Stirnradgetriebe ausgeführt sein. Beispielsweise sind hierbei die Ausgangswellen 7 und 8 parallel zu den Teilwellen 4 und 5 angeordnet. Die Getriebeeinrichtung 1 weist ein Stirnraddifferentialgetriebe 15 auf, über welches die erste Ausgangswelle 7 und die zweite Ausgangswelle 8 permanent mit der Eingangswelle 6 wirkverbunden beziehungsweise gekoppelt sind. Zu diesem Zweck ist das Stirnraddifferentialgetriebe 15 als Planetengetriebe ausgestaltet, das ein erstes Sonnenrad 16, ein zweites Sonnenrad 17 sowie einen Planetenradträger 18 aufweist, an welchem ein erstes Planetenrad 19 und ein zweites Planetenrad 20 jeweils drehbar gelagert sind. Hierbei ist der Planetenradträger 18 mit der Eingangswelle 6 der Getriebeeinrichtung 1 gekoppelt, insbesondere starr und/oder permanent. Das erste Sonnenrad 16 ist hingegen mit der ersten Ausgangswelle 7 und das zweite Sonnenrad 17 mit der zweiten Ausgangswelle 8 gekoppelt, jeweils bevorzugt starr und/oder permanent. Das erste Planetenrad 19 kämmt mit dem zweiten Planetenrad 20, nämlich vorzugsweise permanent. Das erste Planetenrad 19 kämmt zudem mit dem ersten Sonnenrad 16, nicht jedoch mit dem zweiten Sonnenrad 17. Das zweite Planetenrad 20 kämmt hingegen mit dem zweiten Sonnenrad 17, nicht jedoch mit dem ersten Sonnenrad 16.
Das erste Planetenrad 19 ist als erstes Stufenplanetenrad 21 ausgestaltet, das mit einem zweiten Stufenplanetenrad 22 drehfest gekoppelt ist. Die beiden Stufenplanetenräder 21 und 22 sind gemeinsam an dem Planetenrad- träger 18 drehbar gelagert, wobei sie vorzugsweise auf gegenüberliegenden Seiten einer Lagerstelle 23 an dem Planetenradträger 18 vorliegen. Das zweite Stufenplanetenrad 22 ist mit einer Zwischenwelle 24 drehfest gekoppelt, insbesondere starr und/oder permanent. Es ist deutlich zu erkennen, dass die beiden Ausgangswellen 7 und 8 sowie die Eingangswelle 6 und die Zwischenwelle 24 koaxial zueinander angeordnet sind, also dieselbe Drehachse aufweisen. Dabei nimmt die zweite Ausgangswelle 8 die erste Ausgangswelle 7 zumindest bereichsweise auf, ebenso nimmt die Zwischenwelle 24 die Eingangswelle 6 zumindest bereichsweise auf. Besonders hervorzuheben ist zudem, dass das Stirnraddifferentialgetriebe 15 hohlradlos ausge- staltet ist, also nicht über ein Hohlrad verfügt.
Die Getriebeeinrichtung 1 verfügt über eine elektrische Maschine 25, die mittels einer Schalteinrichtung 26 mit der Eingangswelle 6 und/oder der Zwischenwelle 24 koppelbar ist. Hierbei verfügt die Schalteinrichtung 26 über ein Koppelelement 27, das gemäß dem Doppelpfeil 28 in axialer Richtung verlagerbar ist. In der hier dargestellten Ausführungsform weist die Schalteinrichtung 26 ein Eingangszahnrad 29, ein erstes Ausgangszahnrad 30 sowie ein zweites Ausgangszahnrad 31 auf. Weiterhin kann ein Hilfszahnrad 32 vorgesehen sein.
Das Koppelelement 27 ist nun derart ausgestaltet, dass es permanent mit dem Eingangszahnrad 29 der Schalteinrichtung 26 kämmt. In einer ersten Schaltstellung kämmt es zusätzlich mit dem ersten Ausgangszahnrad 30, nicht jedoch mit dem zweiten Ausgangszahnrad 31 und dem Hilfszahnrad 32. In einer zweiten Schaltstellung kämmt es hingegen zusätzlich mit dem zweiten Ausgangszahnrad 31 , nicht jedoch mit dem ersten Ausgangszahnrad 30 und dem Hilfszahnrad 32. In einer dritten Schaltstellung kämmt es zusätzlich mit dem Hilfszahnrad 32, nicht jedoch mit den beiden Ausgangszahnrädern 30 und 31 . Das Eingangszahnrad 29 ist mit der elektrischen Maschine 25 gekoppelt, vorzugsweise starr und/oder permanent. Das erste Ausgangszahnrad 30 ist fest mit der Eingangswelle 6 und das zweite Ausgangszahnrad 31 fest mit der Zwischenwelle 24 gekoppelt, vorzugsweise ebenfalls starr und/oder per- manent. Das Hilfszahnrad 32 ist dagegen sowohl von der Eingangswelle 6 als auch von der Zwischenwelle 24 entkoppelt und insoweit frei drehbar gelagert.
Die Verbindung zwischen der elektrischen Maschine 25 und der Schaltein- richtung 26 beziehungsweise dem Eingangszahnrad 29 liegt über ein Koppelplanetengetriebe 33 vor. Dieses weist ein Sonnenrad 34, einen Planeten- radträger 35 mit drehbar an ihm gelagerten Planetenrad 36 sowie ein Hohlrad 37 auf. Das Sonnenrad ist mit der elektrischen Maschine 25 gekoppelt, vorzugsweise starr und/oder permanent. Das Hohlrad 37 ist hingegen fest- stehend angeordnet. Das Planetenrad 36 kämmt nun sowohl mit dem Sonnenrad 34 als auch mit dem Hohlrad 37. Der Planetenradträger 35 ist mit der Schalteinrichtung 26, insbesondere dem Eingangszahnrad 29 gekoppelt, insbesondere starr und/oder permanent. Mithilfe der Schalteinrichtung 26 kann die elektrische Maschine 25 entweder mit der Eingangswelle 6 oder mit der Zwischenwelle 24 gekoppelt werden. In ersterem Fall kann die elektrische Maschine 25 ein Drehmoment bereitstellen, welches mit einem von der Antriebseinrichtung bereitgestellten Drehmoment auf der Eingangswelle 6 überlagert wird. Mithilfe der elektrischen Maschine 25 kann in diesem Fall also das Antriebsdrehmoment vergrößert oder verkleinert werden.
In der zweiten Schaltstellung der Schalteinrichtung 26 kann die elektrische Maschine 25 hingegen zur Bereitstellung einer „Torque Vectoring"- Funktionalität herangezogen werden. In dieser kann das an der Eingangs- welle 6 anliegende Antnebsdrehmonnent durch Bereitstellen eines zusätzlichen Drehmoments mittels der elektrischen Maschine 25 auf die beiden Teilwellen 4 und 5 aufgeteilt werden, nämlich derart, dass sich eine gewünschte Drehmomentverteilung zwischen ihnen einstellt. Das bedeutet, dass mithilfe der elektrischen Maschine 25 das Antriebsdrehmoment frei auf die Ausgangswellen 7 und 8 und mithin auf die Teilwellen 4 und 5 aufteilbar ist.
Die Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung der Getriebeeinrichtung 1 in einer zweiten Ausführungsform. Diese ist grundsätzlich ähnlich aufgebaut wie die erste Ausführungsform, sodass nachfolgend lediglich auf die Unterschiede eingegangen und ansonsten auf die vorstehenden Ausführungen verwiesen wird. Die Unterschiede liegen in der Ausgestaltung der Schalteinrichtung 26. Während im Falle der ersten Ausführungsform das Eingangszahnrad 29 als Hohlrad ausgestaltet war, liegt es nun als Stirnrad vor und ist in axialer Richtung gesehen zwischen dem ersten Ausgangszahnrad 30 und dem zweiten Ausgangszahnrad 31 angeordnet. Die Funktionalität ist jedoch identisch zu der Schalteinrichtung 26 der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform. Im Vergleich zu dieser kann das Hilfszahnrad 32 entfallen, was hier der Fall ist.
Die Figur 3 zeigt eine dritte Ausführungsform der Getriebeeinrichtung 1 in einer schematischen Darstellung. Wiederum wird auf die vorstehenden Ausführungen, insbesondere zu der ersten Ausführungsform, Bezug genommen und nachfolgend auf die Unterschiede hingewiesen. Diese liegen darin, dass das Koppelplanetengetriebe 33 zweistufig ist, sodass die elektrische Maschine 25 über das Koppelplanetengetriebe 33 sowohl mit dem Eingangszahnrad 29 als auch einem weiteren Eingangszahnrad 38 gekoppelt ist, vorzugsweise starr und/oder permanent. Hierzu weist das Koppelplanetengetriebe 33 ein weiteres Sonnenrad 39, ein weiteres Planetenrad 40 und ein weiteres Hohlrad 41 auf.
Das Sonnenrad 39 ist mit dem Sonnenrad 34 und mithin mit der elektrischen Maschine 25 gekoppelt, vorzugsweise starr und/oder permanent. Das Planetenrad 40 ist an dem Planetenradträger 35 drehbar gelagert, jedoch unabhängig von dem Planetenrad 36. Das Planetenrad 40 kämmt einerseits mit dem Sonnenrad 39 und andererseits mit dem Hohlrad 41 . Das Hohlrad ist drehbar gelagert und mit dem Eingangszahnrad 38 gekoppelt, vorzugsweise starr und/oder permanent. Die Planetenräder 36 und 40 weisen bevorzugt unterschiedliche Zähnezahlen auf, sodass sich zwischen der elektrischen Maschine 25 und dem Eingangszahnrad 29 eine erste Übersetzung und zwischen der elektrischen Maschine 25 und dem weiteren Eingangszahnrad 38 eine zweite Übersetzung einstellt, wobei die beiden Übersetzungen vonei- nander verschieden sind.
In Ergänzung zu den vorstehend bereits beschriebenen Schaltstellungen kann nun eine vierte Schaltstellung der Schalteinrichtung 26 vorliegen, in welcher das Koppelelement 27 mit dem Eingangszahnrad 38 anstelle des Eingangszahnrad 29 kämmt, während es gleichzeitig mit dem ersten Ausgangszahnrad 30 kämmt. Entsprechend ist zwischen der elektrischen Maschine 25 und der Eingangswelle 6 eine andere Übersetzung eingestellt als in der ersten Schaltstellung. Die beschriebene Getriebeeinrichtung 1 weist insbesondere den Vorteil auf, dass das Stirnraddifferentialgetriebe 15 hohlradlos ausgestaltet ist und insoweit mit geringem axialen Bauraum realisierbar ist. Zudem ermöglicht die Schalteinrichtung 26 eine flexible Anbindung der elektrischen Maschine 25, entweder zum Antreiben der Eingangswelle 6 oder zur Bereitstellung der „Torque Vectoring"-Funktionalität durch Antreiben der Zwischenwelle 24.

Claims

Patentansprüche
1 . Getriebeeinrichtung (1 ) für ein Kraftfahrzeug (2), die eine mit einer Antriebseinrichtung des Kraftfahrzeugs (2) wirkverbindbare Eingangswelle (6) sowie eine erste Ausgangswelle (7) und eine zweite Ausgangswelle (8) aufweist und über ein als Planetengetriebe ausgestaltetes Stirnraddifferentialge- triebe (15) verfügt, über das die Eingangswelle (6) mit der ersten Ausgangswelle (7) und der zweiten Ausgangswelle (8) gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Stirnraddifferentialgetriebe (15) ein mit der ersten Ausgangswelle (7) gekoppeltes erstes Sonnenrad (16) und ein mit der zweiten Ausgangswelle (8) gekoppeltes zweites Sonnenrad (17) aufweist, wobei das erste Sonnenrad (16) mit einem an einem mit der Eingangswelle (6) gekoppelten Planetenradträger (18) drehbar gelagerten ersten Planetenrad (19) kämmt, das mit einem ebenfalls an dem Planetenradträger (18) drehbar ge- lagerten und mit dem zweiten Sonnenrad (17) kämmenden zweiten Planetenrad (20) kämmt.
2. Getriebeeinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das erste Planetenrad (19) als ein erstes Stufenplanetenrad (21 ) vor- liegt, das mit einem mit der Eingangswelle (6) und/oder einer elektrischen Maschine (25) koppelbaren zweiten Stufenplanetenrad (22) drehfest gekoppelt ist.
3. Getriebeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangswelle (6) koaxial zu der ersten
Ausgangswelle (7) und/oder der zweiten Ausgangswelle (8) angeordnet ist.
4. Getriebeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stirnraddifferentialgetriebe (15) hohl- radlos ausgestaltet ist.
5. Getriebeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Stufenplanetenrad (22) mit einem Zahnrad kämmt, das mit einer Zwischenwelle (24) drehfest verbunden ist.
6. Getriebeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrische Maschine (25) mittels einer Schalteinrichtung (26) mit der Eingangswelle (6) und/oder der Zwischenwelle (24) koppelbar ist.
7. Getriebeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (25) in einer ersten Schaltstellung der Schalteinrichtung (26) mit der Eingangswelle (6) und in einer zweiten Schaltstellung mit der Zwischenwelle (24) drehfest gekoppelt ist.
8. Getriebeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung (26) ein mit der Ein- gangswelle (6) drehfest gekoppeltes erstes Ausgangszahnrad (30), ein mit der Zwischenwelle (24) drehfest gekoppeltes zweites Ausgangszahnrad (31 ) und ein mit der elektrischen Maschine (25) drehfest gekoppeltes Eingangszahnrad (29) aufweist, wobei ein Koppelelement (27) der Schalteinrichtung (26) in der ersten Schaltstellung mit dem ersten Ausgangszahnrad (30) und dem Eingangszahnrad (29) kämmt und mit dem zweiten Ausgangszahnrad (31 ) außer Eingriff steht und in der zweiten Schaltstellung mit dem zweiten Ausgangszahnrad (31 ) und dem Eingangszahnrad (29) kämmt und mit dem ersten Ausgangszahnrad (30) außer Eingriff steht.
9. Getriebeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (25) über ein Koppelplanetengetriebe (33) mit der Schalteinrichtung (26), insbesondere dem Eingangszahnrad (29), gekoppelt ist.
10. Getriebeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelplanetengetriebe (33) zweistufig ist und die elektrische Maschine (25) mit dem Eingangszahnrad (29) und einem weiteren Eingangszahnrad (38) der Schalteinrichtung (26) verbindet.
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