WO2019137799A1 - Getriebeeinrichtung für ein kraftfahrzeug, insbesondere für einen kraftwagen - Google Patents

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WO2019137799A1
WO2019137799A1 PCT/EP2018/086545 EP2018086545W WO2019137799A1 WO 2019137799 A1 WO2019137799 A1 WO 2019137799A1 EP 2018086545 W EP2018086545 W EP 2018086545W WO 2019137799 A1 WO2019137799 A1 WO 2019137799A1
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WO
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gear
planetary gear
transmission device
planetary
switching element
Prior art date
Application number
PCT/EP2018/086545
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English (en)
French (fr)
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Tobias Schilder
Klaus Riedl
Jörg Müller
Rico Resch
Martin STÖCKER
Original Assignee
Daimler Ag
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Publication date
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Definitions

  • Transmission device for a motor vehicle in particular for a motor vehicle
  • the invention relates to a transmission device for a motor vehicle, in particular for a motor vehicle, according to the preamble of patent claim 1.
  • Such a transmission device for a motor vehicle in particular for a
  • the transmission device has a housing and a planetary gear, which comprises a record in the housing first planetary gear set and a recorded in the housing second planetary gear set.
  • the first planetary gear set has a first sun gear, a first planetary carrier and a first ring gear.
  • the second planetary gear set has a second sun gear, a second planet carrier and a second ring gear rotatably connected to the first planet carrier.
  • Planetary gear further comprises a drive shaft, via which torques in the planetary gear can be introduced.
  • the drive shaft is also referred to as input shaft.
  • the planetary gear further comprises a first switching element, via which the drive shaft with the first ring gear rotatably coupled or connectable.
  • the planetary gear further comprises a second switching element, via which the drive shaft with the first sun gear rotatably coupled or connectable.
  • the planetary gear includes a rotationally fixed with the second
  • Planet carrier connected to the first output shaft, via which torques of the planetary gear available or be diverted from the planetary gear.
  • Object of the present invention is to develop a transmission device of the type mentioned in such a way that a particularly advantageous driveability is feasible. This object is achieved by a transmission device having the features of patent claim 1. Advantageous embodiments with appropriate
  • an electric machine is provided by means of which torques can be provided, which can be introduced via the second sun gear into the planetary gear.
  • the second sun gear can be driven by means of the electric machine, in particular by means of a rotor of the electric machine, so that, for example, the electric machine, in particular its rotor, can be coupled, or preferably coupled, at least indirectly, in particular directly, to the second sun gear.
  • the first sun gear, the first planet carrier, the first ring gear, the second sun gear, the second planet carrier and the second ring gear for example, respective components of the planetary gear or are also referred to as components of the planetary gear.
  • the second sun gear is preferably the first with respect to the components
  • Planetary gear means of the electric machine in particular by means of the rotor of the electric machine, is driven by the electric machine
  • Planetary gear is driven, for example, in such a way by the electric machine, that the provided by the electric machine torques are introduced into the planetary gear.
  • the electric machine for example, at least one wheel of the motor vehicle can be driven.
  • a plurality of wheels of the motor vehicle can be driven by means of the electric machine.
  • the motor vehicle by means of the electric
  • the transmission device in particular the planetary gear, a third switching element, by means of which the first sun gear rotatably connected to the second sun gear is connected.
  • the components, the housing, the drive shaft, which is also referred to as the input shaft, and the first output shaft, also referred to as the output shaft, are, for example, respective ones
  • Components of the transmission device or are also referred to as components.
  • the components, the first output shaft and the drive shaft for example, respective components of the transmission device or are also referred to as components.
  • the respective component is, for example, in particular rotatable relative to the housing relative to the housing about an axis of rotation, for example, also referred to as the main axis of rotation, if the respective component is not connected in a rotationally fixed manner to the housing, that is to say not rotationally fixed to the housing.
  • at least two of the components are rotatable relative to each other, in particular about the main axis of rotation, when the respective two components are not rotatably connected to each other.
  • a rotationally fixed connection of two rotatably mounted elements is to be understood in the context of the invention that the two elements are arranged coaxially with each other and are interconnected so that they rotate at the same angular velocity or that they can not be rotated relative to each other.
  • a rotationally fixed connection of a rotatably mounted element with a housing is to be understood that the element is connected to the housing such that it is not rotated relative to the housing.
  • the rotationally fixed connection of two elements does not exclude that the two elements are axially, that is, in the direction of its axis of rotation, relative to each other displaced.
  • first planetary carrier is rotatably connected to the second ring gear
  • first planetary carrier is permanently connected rotationally fixed to the second ring gear.
  • Components and in the present example, for example, between the first planet carrier and the second ring gear can be understood in particular that the permanently non-rotatably interconnected components always or permanently, that is permanently rotatably connected to each other, so not about a
  • Switching element is provided, by means of which the rotationally fixed connection between the components could alternately be canceled or made, but the permanent non-rotatable connection is always provided. In contrast, it allows the respective switching element, the respective rotationally fixed coupling or
  • the first switching element is, for example, between a first
  • Connection state corresponds, for example, with at least a first
  • connection position wherein the first release state, for example, corresponds to at least one release position.
  • the first switching element for example, in particular relative to the housing and / or translationally movable between the first connection position and the first release position.
  • connection state the drive shaft by means of the first switching element rotatably coupled to the first ring gear, so that the drive shaft can not rotate, especially around the main axis of rotation, relative to the first ring gear, especially when the planetary gear is driven, that is, when torques on the drive shaft and / or be introduced via the second sun gear in the planetary gear.
  • the first switching element is the
  • Drive shaft for rotation relative to the first ring gear, in particular around the main axis of rotation, free, so that the drive shaft in particular relative to the ring gear, in particular about the main axis of rotation, rotate or rotate when the planetary gear is driven.
  • the second switching element can be switched between a second connection state and a second release state.
  • the second connection state corresponds, for example, to at least one second one
  • connection position wherein the second release state, for example, corresponds to at least one second release position.
  • the second switching element in particular relative to the housing and / or translationally movable between the second connection state and the second release state.
  • the drive shaft In the second connection state, the drive shaft is rotatably coupled or connected to the first sun gear by means of the second switching element, so that the drive shaft can not rotate, in particular about the main axis of rotation, relative to the first sun gear, especially when the planetary gear is driven.
  • the second switching element is the
  • Drive shaft for rotation, in particular about the main axis of rotation, relative to the first sun gear free, so that the drive shaft in particular, in particular about the main axis of rotation, relative to the first sun gear rotates or can rotate when the planetary gear is driven.
  • the respective torques which can be introduced via the drive shaft or the second sun gear in the planetary gear, are also as
  • the torques that can be provided by the planetary gear via the first output shaft are also referred to as output torques or output torques.
  • the planetary gear in particular in at least one state, in particular
  • Switching state a translation which, for example, is different in magnitude.
  • the respective drive torque is converted into a respective, different from the respective drive torque output torque.
  • the respective drive torque has the respective drive torque to a first value, wherein the fact that the respective drive torque is converted by means of the translation or by means of the planetary gear, the respective output torque resulting from the respective drive torque, for example, a different from the first value second value having.
  • the planetary gear can provide the respective output torque via the first output shaft.
  • the electric machine has the rotor and a stator, wherein the rotor can be driven by the stator and thereby by a
  • Machine rotation axis of the electric machine is rotatable relative to the stator.
  • the machine rotation axis runs, for example, parallel to the main axis of rotation, whereby the machine axis of rotation can coincide with the main axis of rotation.
  • the rotor is at least indirectly, in particular directly, permanently connected non-rotatably with the second sun gear.
  • the third switching element can be switched, for example, between a third connection state and a third release state.
  • the third connection state corresponds, for example, to at least one third connection position, the third release state, for example, having at least one third release position corresponds.
  • the third switching element is movable, for example, in particular relative to the housing and / or translationally, between the third connection state and the third release state.
  • the first sun gear is connected to the second sun gear by means of the third shift element so that the first sun gear can not rotate or rotate in particular relative to the second sun gear, in particular about the main axis of rotation, when the planetary gear is being driven.
  • the third connection state corresponds, for example, to at least one third connection position
  • the third release state for example, having at least one third release position corresponds.
  • the third switching element is movable, for example, in particular relative to the housing and / or translationally, between the third connection state and the third release state.
  • the first sun gear is connected to the second sun gear by means of the third
  • the third switching element releases the first sun gear for rotation, in particular about the main axis of rotation, relative to the second sun gear, so that, for example, in particular the first sun gear, in particular about the main axis of rotation, rotates or rotates relative to the second sun gear, if the planetary gear is driven.
  • the transmission device in particular the planetary gear, as a continuously variable transmission with an electrically variable ratio, that is, as an EVT transmission to realize, for example, the EVT transmission as start-up EVT transmission, via which the motor vehicle , Particularly by means of the electric machine, can be approached particularly advantageous.
  • the planetary gear sets are formed as a single planetary gear sets, whereby the complexity and the cost of the transmission device in a particularly low
  • a fourth switching element is provided in a further embodiment of the invention, by means of which the first ring gear rotatably connected to the housing.
  • the fourth switching element is provided in a further embodiment of the invention, by means of which the first ring gear rotatably connected to the housing.
  • the fourth connection position wherein, for example, the fourth release state corresponds to at least one fourth release position.
  • the fourth switching element between the fourth Connection position and the fourth release position, in particular relative to the housing and / or translationally, are moved.
  • the first ring gear by means of the fourth switching element rotates connected to the housing and thus rotates fixed to the housing, so that the first ring gear in particular not then relative to the housing, in particular to the
  • Main axis of rotation can rotate or rotate when the planetary gear is driven.
  • the fourth shift element releases the first ring gear for rotation relative to the housing, in particular around the main axis of rotation, so that, for example, the first ring gear can rotate or rotate relative to the housing, in particular around the main axis of rotation, when the planetary gear is driven.
  • Another embodiment is characterized in that the planetary gear has a second output shaft, via which, for example, the planetary gear
  • the transmission device comprises a translation stage, via which the first
  • Output shaft coupled to the second output shaft or can be coupled.
  • first output shaft is coupled via the translation stage with the second output shaft, can be understood in particular that the first output shaft via the translation stage is permanently or permanently coupled non-rotatably with the second output shaft.
  • first output shaft via the translation stage is permanently or permanently coupled non-rotatably with the second output shaft.
  • first output shaft with the second output shaft on the translation stage is to be understood in particular that the output shafts are permanently coupled to each other via the translation stage, so that, for example, a torque flow from one of the output shafts to the other output shaft via the translation stage is always closed. Thus, for example, if one of the output shafts is driven, it is always on the
  • Coupling of the output shafts is permanent or always provided.
  • Planetary gear is provided, which a third sun, a third
  • the third ring gear is rotatably connected to the second planet carrier or connectable.
  • the third planetary gear set can be created in space and weight-favorable manner, at least one or more advantageous translations, so that can represent a particularly advantageous driveability.
  • the third planetary gear set is not part of the
  • Planetary gear is, so that the third planetary gear, for example, a different from the planetary gear and external to the planetary gear
  • Assembly is, wherein the third planetary gear set can be accommodated in the housing. It is envisaged that the third planetary gear can be driven by the planetary gear via the second planet carrier, so that the planetary gear can provide torques, for example via the second planet carrier, the wheelset to and in particular on the third planet and in particular to the or on the third ring gear can be transmitted.
  • the third planet carrier rotatably connected to the second ring gear or is connectable.
  • the third sun gear rotatably connected to the housing or is connectable.
  • a particularly advantageous translation or more particularly advantageous translations can be displayed in a particularly space-saving manner.
  • the transmission device can provide torques for driving at least one wheel or wheels of the motor vehicle.
  • the driven gear for example, rotatably connected to at least one of the output shafts.
  • output gear and the planetary gear sets are arranged in the axial direction of the transmission device in the following order successively or sequentially: output gear, third planetary, first
  • Planetary gear set second planetary gear set.
  • the axial direction of the falls Gear device for example, together with the main axis of rotation.
  • the three planetary gear sets are arranged coaxially with each other and thereby successively.
  • the electric machine at least partially surrounds, in particular at least predominantly or completely, the first planetary gearset and / or the second planetary gearset. In other words, it is provided, for example, that the first
  • Planetary gear and / or the second planetary gear in particular in the axial direction of the transmission device, at least partially, in particular at least predominantly or completely, are accommodated in the electric machine.
  • the first planetary gear set and / or the second planetary gear set are each at least partially, in particular at least predominantly or completely, covered in the radial direction of the transmission device to the outside by the electric machine.
  • the radial direction is perpendicular to the axial direction.
  • the third planetary gear is connected to exactly one switching element, which is a fifth
  • Switching element is or is also referred to as a fifth switching element.
  • the fifth shift element is designed for decoupling the third planetary gear set from a torque flow running from a prime mover to an axle drive.
  • the drive machine is, for example, the electric machine or provided in addition to the electric machine
  • the respective prime mover can provide torques which, for example, via the planetary gear and / or the third planetary gear set to the axle, the component of the
  • Transmission device may be, can be transmitted.
  • the torques provided by the engine are thereby along the aforementioned
  • the fifth switching element is, for example, between a fifth and a sixth
  • connection state and a fifth enable state switchable corresponds, for example, to at least one fifth
  • the fifth release state corresponds to at least a fifth release position.
  • the fifth switching element in particular relative to the housing and / or translationally, be moved between the fifth connection position and the fifth release position.
  • the third planetary gear set is coupled by means of the fifth switching element to the torque flux from the prime mover to the axle drive, so that, for example, the third planetary gear set is integrated or integrated via the fifth switching element in the torque flux from the prime mover to the axle drive.
  • the third planetary gear set is decoupled from the torque flow from the prime mover to the axle gear by the fifth shifting element, so that the torques provided by the prime mover, which are transmitted along the torque flow from the prime mover to the axle drive, are not passed over the third planetary gear set become.
  • a sixth switching element is provided which, for example, between a sixth connection state and a sixth release state is switchable.
  • the sixth connection state corresponds, for example, to at least one sixth connection position
  • the sixth release state corresponds, for example, to at least one sixth release position.
  • the sixth switching element in particular translationally and / or relative to the
  • the first output shaft is coupled by means of the sixth switching element via the transmission stage with the second output shaft, so that a torque flow from one of the output shaft via the
  • Torque flow is interrupted by one of the output shafts on the translation stage to the respective other output shaft through the sixth switching element.
  • the third ring gear is rotatably connected to the second planet carrier
  • the third ring gear is permanently connected rotationally fixed to the second planet carrier.
  • a seventh switching element is provided.
  • the seventh switching element can be switched, for example, between a seventh connection state and a seventh release state.
  • the seventh connection state corresponds, for example, to at least a seventh one
  • connection position wherein the seventh release state, for example, corresponds to at least one v release position.
  • the seventh switching element can be moved, for example, in particular relative to the housing and / or translationally, between the seventh connection position and the seventh release position.
  • the seventh connection state the third ring gear by means of the seventh switching element rotatably connected to the second planet carrier, so that the second
  • Planet carrier in particular not then, in particular about the main axis of rotation, relative to the third ring gear rotates or can rotate when the
  • Planet gear is driven.
  • the planetary gear is driven.
  • the third ring gear is driven by the second planet carrier.
  • the seventh shift element releases the third ring gear for rotation relative to the second planet carrier, in particular about the main axis of rotation, so that, for example, the second planet carrier rotates relative to the third ring gear, in particular about the main axis of rotation the planetary gear is driven.
  • the third planet carrier is rotatably connected to the second ring gear
  • the third planet carrier is permanently connected rotationally fixed to the second ring gear.
  • an eighth switching element is provided.
  • the eighth switching element can be switched, for example, between an eighth connection state and an eighth release state.
  • the eighth switching element in particular translational and / or relative to the housing, between the eighth
  • connection position and the eighth release position to be moved In the eighth Connection state is the third planet carrier by means of the eighth switching element rotates connected to the second ring gear, so that the third planet carrier in particular not then relative to the second ring gear, in particular about the main axis of rotation rotates or can rotate when the planetary gear is driven.
  • the eighth shift element releases the third planet carrier for rotation, in particular about the main axis of rotation, relative to the second ring gear, such that, in particular, the third planet carrier, in particular about the main axis of rotation, rotates or rotates relative to the second ring gear can if the planetary gear is driven.
  • the third sun gear rotatably connected to the housing and thus rotatably fixed to the housing is to be understood in particular that the third sun gear is permanently connected rotationally fixed to the housing.
  • a ninth switching element is provided which, for example, between a ninth connection state and a ninth release state is switchable.
  • the ninth connection state corresponds, for example, to at least one ninth connection position, wherein the ninth release state corresponds, for example, to at least one ninth release position.
  • the ninth switching element can, for example, in particular translational and / or relative to the housing, between the ninth
  • the third sun gear is the ninth
  • Switching element rotatably connected to the housing, so that the third sun, especially not then relative to the housing, in particular to the
  • Main axis of rotation can rotate or rotate when the third planet carrier is driven, that is, when torques are introduced into the third planet carrier.
  • the ninth shift element gives the third sun gear for rotation relative to the housing, particularly around the housing
  • Main axis of rotation in particular relative to the housing can rotate or rotate when the third planetary gear is driven.
  • the third planetary gear set is the gear ratio, so that a particularly advantageous switchability and thus drivability can be displayed in a space-saving manner.
  • the first output shaft is permanently coupled to one or the axle gear of the transmission device.
  • the axle drive is assigned, for example, to an axle of the motor vehicle, wherein the axle has at least two wheels spaced apart in the vehicle transverse direction. The wheels can be driven via the axle drive and via the planetary gear mechanism by the electric machine or by at least one of the drive machines or by the drive machines.
  • the axle drive is a differential gear, which is also referred to as a differential.
  • Achsgetriebe is formed for example as a bevel gear differential.
  • the axle drive in particular its function, is already well known from the general state of the art.
  • the axle gear is at least the function of allowing a speed compensation between the wheels of the axle when cornering of the motor vehicle, so that, for example, the outside wheel can rotate at a higher speed than the inside wheel.
  • the transmission device can be designed in particular as a multi-step transmission based on the coupled planetary gear sets, the power loss can be kept very low.
  • six forward gears can be realized, which are internal combustion engine forward gears, since, for example, the motor vehicle on the six internal combustion engine
  • Forward gears can be driven by the internal combustion engine and thereby moved forward.
  • three electrical gears and various stepless driving ranges represent, so that a particularly advantageous drivability in a space-saving manner can be displayed.
  • a large spread can be achieved.
  • only two or three simple planetary gear sets and, for example, five switching elements are used.
  • At least one of the switching elements or at least two of the switching elements is designed as a form-locking switching element and in particular as a claw or dog clutch to a particular
  • the respective positive switching element can be equipped with or without synchronization unit to realize a further loss reduction.
  • the following advantages can also be realized by means of the gear device according to the invention: high gear tooth efficiencies coaxial arrangement
  • a switching logic due to which at least two of the switching elements can be formed as a form-locking switching elements
  • axle drive can be arranged at the front
  • the inner switching elements are very accessible
  • the transmission device may be designed as a hybrid transmission, since, for example, the motor vehicle can be driven via the electric machine and alternatively or additionally via the internal combustion engine.
  • the transmission device according to the invention can be used particularly advantageously for a hybrid powertrain, which has the electric machine and the internal combustion engine, so that the motor vehicle on the
  • Internal combustion engine can be driven.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a first embodiment of a transmission device according to the invention for a motor vehicle
  • Fig. 2 is a schematic representation of a second embodiment of the
  • Fig. 3 is a schematic representation of a third embodiment of the
  • Fig. 4 is a schematic representation of a fourth embodiment of the
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a generally designated 10 transmission device for a motor vehicle, in particular for a motor vehicle such as a passenger car.
  • the transmission device 10 comprises a housing 12, which is shown particularly schematically in FIG. 1, and a planetary gear 14.
  • the planetary gear 14 includes a housing 12 disposed in the first
  • Planetary gear 16 which has a first sun gear 18, a first planet carrier 20 and a first ring gear 22.
  • the first planetary gear set 16 at least a first planet gear 24 which is rotatably mounted on the first planet carrier 20 and on the one hand with the first sun gear 18 and on the other hand with the first ring gear 22 meshes.
  • the planetary gear 14 further includes one in the
  • Housing 12 received second planetary gear 26, which is a second
  • Sun gear 28 a second planet carrier 30 and a second ring gear 32 has.
  • the second planetary gear 26 has at least one second planetary gear 34, which is rotatably mounted on the second planet carrier 30 and on the one hand with the second sun gear 28 and on the other hand with the second ring gear 32 meshes.
  • the planetary gear 14 also has a drive shaft 36, also referred to as an input shaft, via which torques, which are also referred to as drive torques or drive torques, can be introduced into the planetary gear 14.
  • Planetary gear 14 are introduced, wherein the first torques are also referred to as the first drive torque or first drive torque.
  • An arrow 38 in FIG. 1 illustrates one of the first drive torques.
  • the respective first drive torque is provided, for example, by a first drive machine 40, which is designed in particular as an internal combustion engine. In fully manufactured state of the motor vehicle, for example, this has a drive train, by means of which the motor vehicle is driven.
  • the powertrain includes the transmission device 10 and the drive machine 40, wherein the drive machine 40 may be part of the transmission device 10.
  • the planetary gear 14 has a first switching element 42, via which
  • Planetary gear 14 a first output shaft 44 which is rotatably connected to the second planetary carrier 30.
  • the first output shaft 44 the first output shaft 44
  • Planetary gear 14 for example, provide torques, wherein the torques, which can provide the planetary gear 14 via the first output shaft 44, also referred to as output torques or output torques.
  • the first planet carrier 20 is rotatably connected to the second ring gear 32.
  • the transmission device 10 comprises an electric machine 46 which has, for example, a stator 48 and a rotor 50.
  • the rotor 50 can be driven by the stator 48 and thereby rotatable relative to the stator 48 about a rotation axis 52, also referred to as a machine rotational axis.
  • second torques can be provided, which are also referred to as second drive torques or second drive torques.
  • the second drive torques can be introduced via the second sun gear 28 into the planetary gear 14. It is provided that the electric machine 46, in particular its rotor 50, at least indirectly connected to the second sun gear 28, that is rotatably connected to the second sun gear 28 is connected.
  • Fig. 1 shows a first embodiment of the transmission device 10.
  • the electric machine 46 in particular the rotor 50, directly connected to the second sun gear 28, wherein the rotor 50 is permanently connected in rotation with the second sun gear 28.
  • the electric machine 46 can thus provide the second drive torques via the rotor 50, which are introduced via the second sun gear 28 into the planetary gear 14 or can be initiated.
  • the planetary gear 14 includes a second switching element 54, via which the drive shaft 36 rotatably connected to the first sun gear 18 can be coupled or coupled. Furthermore, a third switching element 56
  • the planetary gear 14 further includes a fourth Switching element 58, by means of which the first ring gear 22 rotatably connected to the housing 12 connectable, that is rotates test on the housing 12 can be fixed.
  • the planetary gear 14 has a second output shaft 60, via which the planetary gear 14 second torques, which also as the second
  • the transmission device 10 includes a translation stage 62, via which the first output shaft 44 is coupled to the second output shaft 60 coupled or present.
  • the translation stage 62 is formed as a third planetary gear set 64, which has a third sun gear 66, a third
  • Planet carrier 68 and a third ring gear 70 has.
  • Planetary gear 64 at least a third planetary gear 72 which is rotatably mounted on the planet carrier 68 and on the one hand with the sun gear 66 and on the other hand with the ring gear 70 meshes.
  • the third ring gear 70 is non-rotatable with the second
  • Planet carrier 30 connected.
  • Output shaft 44 are connected so that the ring gear 70 is rotatably connected via the output shaft 44 to the second planetary carrier 30 and vice versa.
  • the respective planet carrier 20, 30 and 68 is also referred to as a web.
  • the third planet carrier 68 is rotatably connected to the second ring gear 32.
  • the third sun gear 66 is rotatably connected to the housing 12.
  • a fifth switching element 74 is provided, by means of which the sun gear 66 rotatably connected to the housing 12, that is, rotationally fixed to the housing 12 can be fixed.
  • a driven gear 76 designed as a gear wheel is provided, via which, for example, the gear mechanism 10 can provide torques for driving at least one wheel or several wheels of the motor vehicle.
  • the output gear 76 is, for example, non-rotatably connected to the ring gear 70 and / or to the output shaft 44. If the output gear 76, for example, non-rotatably connected to the output shaft 44, the output gear 76, in particular via the output shaft 44, rotatably connected to the second planetary carrier 30.
  • the planetary gear sets 16, 26 and 64 are formed as simple planetary gear sets and arranged in the axial direction of the transmission device 10 in succession or successively and arranged, for example, coaxially to each other.
  • the planetary gear sets 16, 26 and 64 and the output gear 76 are arranged successively in the following order in the axial direction or succession: output gear 76, third planetary gear set 64, first planetary gear set 16, second planetary gear set 26.
  • the electric machine 46 surrounds the first planetary gear set 16 and / or the second Planetary gear 26 each at least partially, in particular at least predominantly or completely.
  • first planetary gearset 16 and / or the second planetary gearset 26 are each covered at least partially, in particular at least predominantly or completely, by the electric machine 46 in the radial direction of the transmission device 10.
  • an arrow 77 illustrates a torque which can be provided by the output gear 76 and thus, for example, by the output shaft 44 via the output gear 76, so that
  • At least one wheel or wheels of the motor vehicle can be driven or can.
  • Fig. 2 shows a second embodiment of the transmission device 10. The second
  • the embodiment differs from the first embodiment
  • Fig. 3 illustrates a third embodiment of the transmission device 10.
  • the third embodiment differs in particular by the second
  • Switching element 80 is arranged differently.
  • the ring gear 70 is permanently connected rotationally fixedly connected to the output shaft 44 and to the second planet carrier 30, wherein the ring gear 70 - as in the first embodiment - permanently connected to the output gear 76 so as to be non-rotatable.
  • the further fifth switching element 80 is arranged such that by means of the further fifth switching element 80 of the planet carrier 68 of the third planetary gear set 64 rotatably connected to the second ring gear 32 of the second planetary gear set 26 is connectable.
  • the third planetary gear set 64 is connected to the fifth switching element 74,78,80 such that by means of the fifth switching element 74,78,80 of the third
  • Planetary gear 64 of one of a prime mover such as the electric machine 46 or the prime mover 40 to an axle gear 82 (Fig.
  • running torque flow can be decoupled.
  • FIG. 4 illustrates a fourth embodiment of the transmission device 10.
  • the transmission device 10 comprises the
  • Achsgetriebe 82 which is associated with, for example, an axis of the drive train and thus of the motor vehicle.
  • the axle includes, for example, at least two spaced apart in the vehicle transverse direction wheels, which over the
  • Transmission device 10 can be driven by means of this.
  • the wheels may be driven via the axle gear 82 by the electric machine 46 and by the engine 40.
  • arrows 77 illustrate torques that can be provided by the axle gear 82 and transmitted to the wheels, so that the wheels can be driven by means of the torques illustrated by the arrows 77.
  • the fourth embodiment differs in particular from the first, second and third embodiments in that the transmission stage 62 is not designed as a planetary gear set, but includes the transmission stage 62
  • gear pairs 84 and 86 are in separate
  • Gear levels side by side i. axially offset, arranged.
  • Gear pairs within the planetary gear sets 16,26 are not axially offset.
  • the first gear pair 84 includes a first gear 88, which is permanently connected in a rotationally fixed manner to the output shaft 44 and via this to the second planet carrier 30.
  • the first gear 88 can be driven by the planetary gear 14 via the output shaft 44 and the second planetary carrier 30.
  • the first gear pair 84 includes a second gear 90, which meshes with the first gear 88 and thus forms a first gear ratio with the first gear 88.
  • the gears 88 and 90 are formed for example as spur gears. In this case, for example, the first gear 88, the output gear 76 and vice versa, so that the first gear 88 is a driven wheel.
  • the second gear pair 86 includes a third gear 92 and one with this
  • a sixth switching element 81 is provided, which is arranged here so that thus the third gear 92 rotates with the output shaft 60 and via this with the first
  • Planet carrier 20 of the first planetary gear set 16 and the second ring gear 32 of the second planetary gear set 26 is connectable.
  • the third gear 92 can be driven by the second output shaft 60.
  • the fourth gear 94 meshes with the third gear 92 and thus forms, for example, a second gear ratio with the third gear 92.
  • the gears 92 and 94 are formed as respective spur gears.
  • the gears 90 and 94 are in the embodiment shown rotates connected to a particular designed as a countershaft or intermediate shaft shaft 96 or connectable, for example, with the shaft 96, a further gear in the form of a pinion 98 rotatably connected or connected.
  • the axle drive 82 can be driven by the shaft 96 via the pinion 98.
  • the axle gear 82 includes a gear in the form of a ring gear 100, which meshes with the pinion 98.
  • the sixth switching element 81 may also be arranged such that thus the fourth gear 94, which is arranged in this alternative, not shown alternative as idler gear on the shaft 96, rotates with the shaft 96 can be connected.
  • the third gear 92 is permanently rotates with the output shaft 60 and connected via this with the first planet carrier 20 of the first planetary gear set 16 and the second ring gear 32 of the second planetary gear set 26.
  • the gears 90 and 94 and the pinion 98 permanently rotatably connected to the shaft 96 are connected. Furthermore, the pinion 98 permanently meshes with the ring gear 100.
  • the axle gear 82 is coupled via the ring gear 100 and the pinion 98 permanently to the shaft 96.
  • the gears 92 and 94 for example, permanently mesh, so that the gears 92 and 94 are permanently coupled.
  • the gears 88 and 90 permanently mesh, wherein the first gear 88 rotates permanently with the
  • Output shaft 44 is connected.
  • the shaft 96 is coupled via the gears 88 and 90 permanently to the output shaft 44.
  • the axle gear 82 is permanently coupled to the first output shaft 44. That way that can
  • the said translations differ in particular from each other, wherein at least one of the translations or both translations have a magnitude of 1 different value.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Getriebeeinrichtung (10) für ein Kraftfahrzeug, mit einem Gehäuse (12), und mit einem Planetengetriebe (14), welches aufweist: - einen ersten Planetenradsatz (16), welcher ein erstes Sonnenrad (18), einen ersten Planetenträger (20) und ein erstes Hohlrad (22) aufweist; - einen zweiten Planetenradsatz (26), welcher ein zweites Sonnenrad (28), einen zweiten Planetenträger (30) und ein drehfest mit dem ersten Planetenträger (20) verbundenes zweites Hohlrad (32) aufweist; - eine Antriebswelle (36), über welche Drehmomente in das Planetengetriebe (14) einleitbar sind; - ein erstes Schaltelement (42), über welches die Antriebswelle (36) mit dem ersten Hohlrad (22) drehfest koppelbar ist; - ein zweites Schaltelement (54), über welches die Antriebswelle (36) drehfest mit dem ersten Sonnenrad (18) koppelbar ist; und - eine drehfest mit dem zweiten Planetenträger (30) verbundene erste Abtriebswelle (44), über welche Drehmomente von dem Planetengetriebe (14) bereitstellbar sind; sowie - ein drittes Schaltelement (56), mittels welchem das erste Sonnenrad (18) drehfest mit dem zweiten Sonnenrad (28) verbindbar ist.

Description

Getriebeeinrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen
Die Erfindung betrifft eine Getriebeeinrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Eine solche Getriebeeinrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen
Kraftwagen, ist beispielsweise bereits der EP 1 416 193 A2 als bekannt zu entnehmen. Die Getriebeeinrichtung weist ein Gehäuse und ein Planetengetriebe auf, welches einen in dem Gehäuse aufgenommenen ersten Planeten radsatz und einen in dem Gehäuse aufgenommenen zweiten Planeten radsatz umfasst. Der erste Planeten radsatz weist ein erstes Sonnenrad, einen ersten Planetenträger und ein erstes Hohlrad auf. Der zweite Planetenradsatz weist ein zweites Sonnenrad, einen zweiten Planetenträger und ein drehfest mit dem ersten Planetenträger verbundenes zweites Hohlrad auf. Das
Planetengetriebe umfasst ferner eine Antriebswelle, über welche Drehmomente in das Planetengetriebe einleitbar sind. Die Antriebswelle wird auch als Eingangswelle bezeichnet. Das Planetengetriebe umfasst ferner ein erstes Schaltelement, über welches die Antriebswelle mit dem ersten Hohlrad drehfest koppelbar beziehungsweise verbindbar ist. Das Planetengetriebe umfasst ferner ein zweites Schaltelement, über welches die Antriebswelle mit dem ersten Sonnenrad drehfest koppelbar beziehungsweise verbindbar ist. Außerdem umfasst das Planetengetriebe eine drehfest mit dem zweiten
Planetenträger verbundene erste Abtriebswelle, über welche Drehmomente von dem Planetengetriebe bereitstellbar beziehungsweise aus dem Planetengetriebe ausleitbar sind.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Getriebeeinrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass eine besonders vorteilhafte Fahrbarkeit realisierbar ist. Diese Aufgabe wird durch eine Getriebeeinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen
Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
Um eine Getriebeeinrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass eine besonders vorteilhafte Fahrbarkeit der
Getriebeeinrichtung beziehungsweise des Kraftfahrzeugs realisierbar ist, ist
erfindungsgemäß eine elektrische Maschine vorgesehen, mittels welcher Drehmomente bereitstellbar sind, welche über das zweite Sonnenrad in das Planetengetriebe einleitbar sind. Dies bedeutet, dass das zweite Sonnenrad mittels der elektrischen Maschine, insbesondere mittels eines Rotors der elektrischen Maschine, antreibbar ist, sodass beispielsweise die elektrische Maschine, insbesondere ihr Rotor, zumindest mittelbar, insbesondere direkt, mit dem zweiten Sonnenrad koppelbar oder vorzugsweise gekoppelt ist. Das erste Sonnenrad, der erste Planetenträger, das erste Hohlrad, das zweite Sonnenrad, der zweite Planetenträger und das zweite Hohlrad sind beispielsweise jeweilige Komponenten des Planetengetriebes beziehungsweise werden auch als Komponenten des Planetengetriebes bezeichnet. Bezogen auf einen Drehmomentenfluss von der elektrischen Maschine zu dem und insbesondere in das Planetengetriebe ist vorzugsweise das zweite Sonnenrad bezogen auf die Komponenten die erste
Komponente, auf die die von der elektrischen Maschine, insbesondere über ihren Rotor, bereitgestellten und entlang des Drehmomentenflusses von der elektrischen Maschine zu dem und insbesondere in das Planetengetriebe verlaufenden beziehungsweise geleiteten Drehmomente übertragen werden, sodass insbesondere dann, wenn das
Planetengetriebe mittels der elektrischen Maschine, insbesondere mittels des Rotors des elektrischen Maschine, angetrieben wird, die von der elektrischen Maschine
bereitgestellten Drehmomente bezogen auf die Komponenten des Planetengetriebes zuerst auf das zweite Sonnenrad und gegebenenfalls erst danach auf die von dem zweiten Sonnenrad unterschiedlichen, anderen Komponenten oder auf zumindest eine der anderen Komponenten übertragen werden beziehungsweise wirken. Das
Planetengetriebe wird dabei beispielsweise derart von der elektrischen Maschine angetrieben, dass die von der elektrischen Maschine bereitgestellten Drehmomente in das Planetengetriebe eingeleitet werden. Mittels der elektrischen Maschine ist beispielsweise wenigstens ein Rad des Kraftfahrzeugs antreibbar. Insbesondere sind beispielsweise mehrere Räder des Kraftfahrzeugs mittels der elektrischen Maschine antreibbar. Somit kann beispielsweise das Kraftfahrzeug mittels der elektrischen
Maschine elektrisch angetrieben werden. Ferner ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Getriebeeinrichtung, insbesondere das Planetengetriebe, ein drittes Schaltelement aufweist, mittels welchem das erste Sonnenrad drehfest mit dem zweiten Sonnenrad verbindbar ist. Die Komponenten, das Gehäuse, die auch als Eingangswelle bezeichnete Antriebswelle sowie die auch als Ausgangswelle bezeichnete erste Abtriebswelle sind beispielsweise jeweilige
Bauelemente der Getriebeeinrichtung beziehungsweise werden auch als Bauelemente bezeichnet. Die Komponenten, die erste Abtriebswelle und die Antriebswelle sind beispielsweise jeweilige Bauteile der Getriebeeinrichtung beziehungsweise werden auch als Bauteile bezeichnet. Das jeweilige Bauteil ist beispielsweise insbesondere dann um eine beispielsweise auch als Hauptdrehachse bezeichnete Drehachse relativ zu dem Gehäuse drehbar, wenn das jeweilige Bauteil nicht drehfest mit dem Gehäuse verbunden, das heißt nicht drehfest an dem Gehäuse festgelegt ist. Ferner ist es denkbar, dass beispielsweise jeweils wenigstens zwei der Bauelemente relativ zueinander insbesondere um die Hauptdrehachse drehbar sind, wenn die jeweiligen zwei Bauelemente nicht drehfest miteinander verbunden sind.
Unter einer drehfesten Verbindung zweier drehbar gelagerter Elemente ist im Rahmen der Erfindung zu verstehen, dass die beiden Elemente koaxial zueinander angeordnet sind und derart miteinander verbunden sind, dass sie mit gleicher Winkelgeschwindigkeit drehen beziehungsweise dass sie nicht relativ zueinander verdreht werden können. Unter einer drehfesten Verbindung eines drehbar gelagerten Elementes mit einem Gehäuse ist zu verstehen, dass das Element derart mit dem Gehäuse verbunden ist, dass es nicht relativ zu dem Gehäuse verdreht werden. Die drehfeste Verbindung zweier Elemente schließt nicht aus, dass die beiden Elemente axial, das heißt in Richtung ihrer Drehachse, relativ zueinander verschiebbar sind.
Unter dem Merkmal, dass der erste Planetenträger drehfest mit dem zweiten Hohlrad verbunden ist, kann insbesondere verstanden werden, dass der ersten Planetenträger permanent drehfest mit dem zweiten Hohlrad verbunden ist. Unter der beziehungsweise einer solchen permanent drehfesten Verbindung zwischen wenigstens zwei der
Bauelemente und vorliegend beispielsweise zwischen dem ersten Planetenträger und dem zweiten Hohlrad kann insbesondere verstanden werden, dass die permanent drehfest miteinander verbundenen Bauelemente stets beziehungsweise dauerhaft, das heißt permanent drehfest miteinander verbunden sind, sodass nicht etwa ein
Schaltelement vorgesehen ist, mittels welchem die drehfeste Verbindung zwischen den Bauelementen abwechselnd aufgehoben oder hergestellt werden könnte, sondern die permanent drehfeste Verbindung ist stets vorgesehen. Im Gegensatz dazu ermöglicht es das jeweilige Schaltelement, die jeweilige drehfeste Kopplung beziehungsweise
Verbindung wahlweise und reversibel, das heißt zerstörungsfrei, mehrmals
aufeinanderfolgend abwechselnd herzustellen und wieder zu lösen, sodass die drehfeste Verbindung beziehungsweise die drehfeste Kopplung bedarfsgerecht hergestellt oder gelöst werden kann.
Das erste Schaltelement ist dabei beispielsweise zwischen einem ersten
Verbindungszustand und einem ersten Freigabezustand umschaltbar. Der erste
Verbindungszustand korrespondiert beispielsweise mit wenigstens einer ersten
Verbindungsstellung, wobei der erste Freigabezustand beispielsweise mit wenigstens einer Freigabestellung korrespondiert. Dabei ist das erste Schaltelement beispielsweise, insbesondere relativ zu dem Gehäuse und/oder translatorisch, zwischen der ersten Verbindungsstellung und der ersten Freigabestellung bewegbar. In dem ersten
Verbindungszustand ist die Antriebswelle mittels des ersten Schaltelements drehfest mit dem ersten Hohlrad gekoppelt, sodass sich die Antriebswelle insbesondere auch dann nicht, insbesondere um die Hauptdrehachse, relativ zu dem ersten Hohlrad drehen kann, wenn das Planetengetriebe angetrieben wird, das heißt wenn Drehmomente über die Antriebswelle und/oder über das zweite Sonnenrad in das Planetengetriebe eingeleitet werden. In dem ersten Freigabezustand jedoch gibt das erste Schaltelement die
Antriebswelle für eine Drehung relativ zu dem ersten Hohlrad, insbesondere um die Hauptdrehachse, frei, sodass sich die Antriebswelle insbesondere dann relativ zu dem Hohlrad, insbesondere um die Hauptdrehachse, dreht beziehungsweise drehen kann, wenn das Planetengetriebe angetrieben wird.
Demzufolge ist beispielsweise das zweite Schaltelement zwischen einem zweiten Verbindungszustand und einem zweiten Freigabezustand umschaltbar. Der zweite Verbindungszustand korrespondiert beispielsweise mit wenigstens einer zweiten
Verbindungsstellung, wobei der zweite Freigabezustand beispielsweise mit wenigstens einer zweiten Freigabestellung korrespondiert. Dabei ist beispielsweise das zweite Schaltelement, insbesondere relativ zu dem Gehäuse und/oder translatorisch, zwischen dem zweiten Verbindungszustand und dem zweiten Freigabezustand bewegbar. In dem zweiten Verbindungszustand ist die Antriebswelle mittels des zweiten Schaltelements drehfest mit dem ersten Sonnenrad gekoppelt beziehungsweise verbunden, sodass sich die Antriebswelle insbesondere auch dann nicht, insbesondere um die Hauptdrehachse, relativ zu dem ersten Sonnenrad drehen kann, wenn das Planetengetriebe angetrieben wird. In dem zweiten Freigabezustand gibt jedoch das zweite Schaltelement die
Antriebswelle für eine Drehung, insbesondere um die Hauptdrehachse, relativ zu dem ersten Sonnenrad frei, sodass sich die Antriebswelle insbesondere dann, insbesondere um die Hauptdrehachse, relativ zu dem ersten Sonnenrad dreht beziehungsweise drehen kann, wenn das Planetengetriebe angetrieben wird.
Unter dem Merkmal, dass der zweite Planetenträger drehtest mit der ersten Abtriebswelle verbunden ist, kann insbesondere verstanden werden, dass der zweite Planetenträger permanent drehtest mit der ersten Abtriebswelle verbunden ist.
Die jeweiligen Drehmomente, welche über die Antriebswelle beziehungsweise das zweite Sonnenrad in das Planetengetriebe eingeleitet werden können, werden auch als
Antriebsdrehmomente oder Antriebsmomente bezeichnet. Die Drehmomente, welche von dem Planetengetriebe über die erste Abtriebswelle bereitgestellt werden können, werden auch als Abtriebsmomente oder Abtriebsdrehmomente bezeichnet. Beispielsweise weist das Planetengetriebe, insbesondere in wenigstens einem Zustand, insbesondere
Schaltzustand, eine Übersetzung auf, welche beispielsweise betragsmäßig von 1 unterschiedlich ist. Hierdurch wird beispielsweise das jeweilige Antriebsmoment in ein jeweiliges, von dem jeweiligen Antriebsmoment unterschiedliches Abtriebsmoment umgewandelt. Mit anderen Worten weist beispielsweise das jeweilige Antriebsmoment einen ersten Wert auf, wobei dadurch, dass das jeweilige Antriebsmoment mittels der Übersetzung beziehungsweise mittels des Planetengetriebes umgewandelt wird, das jeweilige Abtriebsmoment, welches aus dem jeweiligen Antriebsmoment resultiert, beispielsweise einen von dem ersten Wert unterschiedlichen zweiten Wert aufweist. Das Planetengetriebe kann dabei das jeweilige Abtriebsmoment über die erste Abtriebswelle bereitstellen.
Insbesondere ist es vorgesehen, dass die elektrische Maschine den Rotor und einen Stator aufweist, wobei der Rotor von dem Stator antreibbar und dadurch um eine
Maschinendrehachse der elektrischen Maschine relativ zu dem Stator drehbar ist. Die Maschinendrehachse verläuft beispielsweise parallel zur Hauptdrehachse, wobei die Maschinendrehachse mit der Hauptdrehachse zusammenfallen kann. Dabei ist es beispielsweise vorgesehen, dass der Rotor zumindest mittelbar, insbesondere direkt, permanent drehfest mit dem zweiten Sonnenrad verbunden ist.
Das dritte Schaltelement ist beispielsweise zwischen einem dritten Verbindungszustand und einem dritten Freigabezustand umschaltbar. Der dritte Verbindungszustand korrespondiert beispielsweise mit wenigstens einer dritten Verbindungsstellung, wobei der dritte Freigabezustand beispielsweise mit wenigstens einer dritten Freigabestellung korrespondiert. Dabei ist das dritte Schaltelement beispielsweise, insbesondere relativ zu dem Gehäuse und/oder translatorisch, zwischen dem dritten Verbindungszustand und dem dritten Freigabezustand bewegbar. In dem dritten Verbindungszustand ist das erste Sonnenrad mittels des dritten Schaltelements drehtest mit dem zweiten Sonnenrad verbunden, sodass sich das erste Sonnenrad insbesondere auch dann nicht relativ zu dem zweiten Sonnenrad, insbesondere um die Hauptdrehachse, dreht beziehungsweise drehen kann, wenn das Planetengetriebe angetrieben wird. In dem dritten
Freigabezustand jedoch gibt das dritte Schaltelement das erste Sonnenrad für eine Drehung, insbesondere um die Hauptdrehachse, relativ zu dem zweiten Sonnenrad frei, sodass sich beispielsweise insbesondere dann das erste Sonnenrad, insbesondere um die Hauptdrehachse, relativ zu dem zweiten Sonnenrad dreht beziehungsweise drehen kann, wenn das Planetengetriebe angetrieben wird.
Bei der erfindungsgemäßen Getriebeeinrichtung ist es möglich, auf besonders kompakte und effiziente Weise mehrere, insbesondere schaltbare, Gänge zu realisieren, sodass eine besonders vorteilhafte Fahrbarkeit realisiert werden kann. Insbesondere können beispielsweise sechs Gänge, insbesondere Hybridgänge, geschaffen werden,
insbesondere mit einer Spreizung von beispielsweise 5,8. Alternativ oder zusätzlich können drei elektrische beziehungsweise virtuelle Gänge geschaffen werden. Außerdem ist es möglich, die Getriebeeinrichtung, insbesondere das Planetengetriebe, als stufenloses Getriebe mit einer elektrisch variablen Übersetzung, das heißt als EVT- Getriebe, zu betreiben, um beispielsweise das EVT-Getriebe als Anfahr-EVT-Getriebe zu realisieren, über welches das Kraftfahrzeug, insbesondere mittels der elektrischen Maschine, besonders vorteilhaft angefahren werden kann. Des Weiteren ist es möglich, dass die Planetenradsätze als Einfach-Planetenradsätze ausgebildet sind, wodurch die Komplexität und die Kosten der Getriebeeinrichtung in einem besonders geringen
Rahmen gehalten werden können.
Um beispielsweise eine besonders vorteilhafte Schaltbarkeit und in der Folge eine besonders vorteilhafte Fahrbarkeit realisieren zu können, ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung ein viertes Schaltelement vorgesehen, mittels welchem das erste Hohlrad drehfest mit dem Gehäuse verbindbar ist. Dabei ist das vierte Schaltelement
beispielsweise zwischen einem vierten Verbindungszustand und einem vierten
Freigabezustand umschaltbar. Der vierte Verbindungszustand korrespondiert
beispielsweise mit wenigstens einer vierten Verbindungsstellung, wobei beispielsweise der vierte Freigabezustand mit wenigstens einer vierten Freigabestellung korrespondiert. Dabei kann beispielsweise das vierte Schaltelement zwischen der vierten Verbindungsstellung und der vierten Freigabestellung, insbesondere relativ zu dem Gehäuse und/oder translatorisch, bewegt werden. In dem vierten Verbindungszustand ist das erste Hohlrad mittels des vierten Schaltelements drehtest mit dem Gehäuse verbunden und somit drehtest an dem Gehäuse festgelegt, sodass sich das erste Hohlrad insbesondere auch dann nicht relativ zu dem Gehäuse, insbesondere um die
Hauptdrehachse, dreht beziehungsweise drehen kann, wenn das Planetengetriebe angetrieben wird. In dem vierten Freigabezustand jedoch gibt das vierte Schaltelement das erste Hohlrad für eine Drehung relativ zu dem Gehäuse, insbesondere um die Hauptdrehachse, frei, sodass sich beispielsweise das erste Hohlrad insbesondere dann, insbesondere um die Hauptdrehachse, relativ zu dem Gehäuse dreht beziehungsweise drehen kann, wenn das Planetengetriebe angetrieben wird.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das Planetengetriebe eine zweite Abtriebswelle aufweist, über welche beispielsweise das Planetengetriebe
Drehmomente, insbesondere Abtriebsdrehmomente, bereitstellen kann. Des Weiteren umfasst die Getriebeeinrichtung eine Übersetzungsstufe, über welche die erste
Abtriebswelle mit der zweiten Abtriebswelle gekoppelt oder koppelbar ist. Unter dem Merkmal, dass die erste Abtriebswelle über die Übersetzungsstufe mit der zweiten Abtriebswelle gekoppelt ist, kann insbesondere verstanden werden, dass die erste Abtriebswelle über die Übersetzungsstufe permanent beziehungsweise permanent drehfest mit der zweiten Abtriebswelle gekoppelt ist. Unter der permanenten
beziehungsweise permanent drehfesten Kopplung vorliegend der ersten Abtriebswelle mit der zweiten Abtriebswelle über die Übersetzungsstufe ist insbesondere zu verstehen, dass die Abtriebswellen über die Übersetzungsstufe permanent miteinander gekoppelt sind, sodass beispielsweise ein Drehmomentenfluss von einer der Abtriebswellen auf die andere Abtriebswelle über die Übersetzungsstufe stets geschlossen ist. Wird somit beispielsweise eine der Abtriebswellen angetrieben, so wird stets über die
Übersetzungsstufe die jeweils andere Abtriebswelle ebenfalls angetrieben. Somit ist nicht etwa ein Schaltelement vorgesehen, mittels welchem die über die Übersetzungsstufe realisierte Kopplung der Abtriebswellen mehrmals aufeinanderfolgend hergestellt und wieder gelöst werden könnte, sondern die über die Übersetzungsstufe realisierte
Kopplung der Abtriebswellen ist dabei permanent beziehungsweise stets vorgesehen.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass ein dritter
Planetenradsatz vorgesehen ist, welcher ein drittes Sonnenrad, einen dritten
Planetenträger und ein drittes Hohlrad aufweist. Das dritte Hohlrad ist dabei drehfest mit dem zweiten Planetenträger verbunden oder verbindbar. Durch die Verwendung des dritten Planetenradsatzes können auf bauraum- und gewichtsgünstige Weise wenigstens eine oder mehrere vorteilhafte Übersetzungen geschaffen werden, sodass sich eine besonders vorteilhafte Fahrbarkeit darstellen lässt. Im Rahmen der Erfindung ist es vorzugsweise vorgesehen, dass der dritte Planetenradsatz kein Bestandteil des
Planetengetriebes ist, sodass der dritte Planetenradsatz beispielsweise eine von dem Planetengetriebe unterschiedliche und bezüglich des Planetengetriebes externe
Baueinheit ist, wobei der dritte Planeten radsatz in dem Gehäuse aufgenommen sein kann. Dabei ist es vorgesehen, dass der dritte Planetenradsatz von dem Planetengetriebe über den zweiten Planetenträger angetrieben werden kann, sodass das Planetengetriebe beispielsweise über den zweiten Planetenträger Drehmomente bereitstellen kann, die zu dem und insbesondere auf den dritten Planeten radsatz und dabei insbesondere zu dem beziehungsweise auf das dritte Hohlrad übertragen werden können.
Um eine besonders vorteilhafte Fahrbarkeit zu realisieren, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der dritte Planetenträger drehfest mit dem zweiten Hohlrad verbunden oder verbindbar ist.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das dritte Sonnenrad drehfest mit dem Gehäuse verbunden oder verbindbar ist.
Hierdurch kann beispielsweise auf besonders bauraumgünstige Weise eine besonders vorteilhafte Übersetzung oder mehrere besonders vorteilhafte Übersetzungen dargestellt werden.
Als weiterhin besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn ein insbesondere als Zahnrad ausgebildetes Abtriebsrad vorgesehen ist, über welches beispielsweise die Getriebeeinrichtung Drehmomente zum Antreiben wenigstens eines Rads oder mehrerer Räder des Kraftfahrzeugs bereitstellen kann. Hierzu ist das Abtriebsrad beispielsweise drehfest mit wenigstens einer der Abtriebswellen verbunden. Um dabei den
Bau raum bedarf, insbesondere in axialer Richtung der Getriebeeinrichtung, besonders gering halten zu können, ist es weiterhin erfindungsgemäß vorgesehen, dass in axialer Richtung der Getriebeeinrichtung der dritte Planeten radsatz auf das Abtriebsrad, der erste Planeten radsatz auf den dritten Planetenradsatz und der zweite Planeten radsatz auf den ersten Planetenradsatz folgt. Mit anderen Worten ist es vorzugsweise
vorgesehen, dass das Abtriebsrad und die Planeten radsätze in axialer Richtung der Getriebeeinrichtung in der folgenden Reihenfolge nacheinander beziehungsweise aufeinanderfolgend angeordnet sind: Abtriebsrad, dritter Planetenradsatz, erster
Planetenradsatz, zweiter Planetenradsatz. Dabei fällt die axiale Richtung der Getriebeeinrichtung beispielsweise mit der Hauptdrehachse zusammen. Insbesondere ist es dabei vorgesehen, dass die drei Planetenradsätze koaxial zueinander und dabei aufeinanderfolgend angeordnet sind. Des Weiteren ist es vorgesehen, dass die elektrische Maschine den ersten Planetenradsatz und/oder den zweiten Planetenradsatz jeweils zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, umgibt. Mit anderen Worten ist es beispielsweise vorgesehen, dass der erste
Planetenradsatz und/oder der zweite Planetenradsatz, insbesondere in axialer Richtung der Getriebeeinrichtung, zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, in der elektrischen Maschine aufgenommen sind. Somit sind beispielsweise der erste Planetenradsatz und/oder der zweite Planetenradsatz jeweils zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, in radialer Richtung der Getriebeeinrichtung nach außen hin durch die elektrische Maschine überdeckt. Die radiale Richtung verläuft dabei senkrecht zur axialen Richtung.
Bei einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der dritte Planetenradsatz an genau ein Schaltelement angebunden, welches ein fünftes
Schaltelement ist beziehungsweise auch als fünftes Schaltelement bezeichnet wird. Das fünfte Schaltelement ist zur Abkopplung des dritten Planetenradsatzes von einem von einer Antriebsmaschine zu einem Achsgetriebe verlaufenden Drehmomentenfluss ausgebildet. Bei der Antriebsmaschine handelt es sich beispielsweise um die elektrische Maschine oder um eine zusätzlich zu der elektrischen Maschine vorgesehene
Antriebsmaschine, welche beispielsweise als weitere elektrische Maschine oder aber als Verbrennungskraftmaschine ausgebildet ist. Die jeweilige Antriebsmaschine kann Drehmomente bereitstellen, welche beispielsweise über das Planetengetriebe und/oder den dritten Planeten radsatz auf das Achsgetriebe, das Bestandteil der
Getriebeeinrichtung sein kann, übertragen werden können. Die von der Antriebsmaschine bereitgestellten Drehmomente werden dabei entlang des zuvor genannten
Drehmomentenflusses von der jeweiligen Antriebsmaschine auf das Achsgetriebe übertragen.
Das fünfte Schaltelement ist dabei beispielsweise zwischen einem fünften
Verbindungszustand und einem fünften Freigabezustand umschaltbar. Der fünfte Verbindungszustand korrespondiert beispielsweise mit wenigstens einer fünften
Verbindungsstellung, wobei der fünfte Freigabezustand mit wenigstens einer fünften Freigabestellung korrespondiert. Dabei kann beispielsweise das fünfte Schaltelement, insbesondere relativ zu dem Gehäuse und/oder translatorisch, zwischen der fünften Verbindungsstellung und der fünften Freigabestellung bewegt werden. In dem fünften Verbindungszustand ist der dritte Planeten radsatz mittels des fünften Schaltelements an den Drehmomentenfluss von der Antriebsmaschine zu dem Achsgetriebe gekoppelt, sodass beispielsweise der dritte Planetenradsatz über das fünfte Schaltelement in den Drehmomentenfluss von der Antriebsmaschine zu dem Achsgetriebe eingebunden beziehungsweise integriert ist. In dem fünften Freigabezustand jedoch ist der dritte Planetenradsatz mittels des fünften Schaltelements von dem Drehmomentenfluss von der Antriebsmaschine zum Achsgetriebe abgekoppelt, sodass die von der Antriebsmaschine bereitgestellten Drehmomente, welche entlang des Drehmomentenflusses von der Antriebsmaschine auf das Achsgetriebe übertragen werden, nicht über den dritten Planetenradsatz geleitet werden.
Unter dem Merkmal, dass die erste Abtriebswelle über die Übersetzungsstufe mit der zweiten Abtriebswelle koppelbar ist, kann insbesondere verstanden werden, dass ein sechstes Schaltelement vorgesehen ist, welches beispielsweise zwischen einem sechsten Verbindungszustand und einem sechsten Freigabezustand umschaltbar ist. Der sechste Verbindungszustand korrespondiert beispielsweise mit wenigstens einer sechsten Verbindungsstellung, wobei der sechsten Freigabezustand beispielsweise mit wenigstens einer sechsten Freigabestellung korrespondiert. Dabei kann beispielsweise das sechste Schaltelement, insbesondere translatorisch und/oder relativ zu dem
Gehäuse, zwischen der sechsten Verbindungsstellung und der v Freigabestellung bewegt werden. In dem sechsten Verbindungszustand ist die erste Abtriebswelle mittels des sechsten Schaltelements über die Übersetzungsstufe mit der zweiten Abtriebswelle gekoppelt, sodass ein Drehmomentenfluss von einer der Abtriebswelle über die
Übersetzungsstufe und über das sechste Schaltelement geschlossen ist. Wird somit eine der Abtriebswellen angetrieben, so wird auch die jeweils andere Abtriebswelle über die Übersetzungsstufe und das sechste Schaltelement von der einen Abtriebswelle angetrieben. In dem sechsten Freigabezustand jedoch sind die Abtriebswellen mittels des sechsten Schaltelements voneinander entkoppelt, sodass beispielsweise der
Drehmomentenfluss von jeweils einer der Abtriebswellen über die Übersetzungsstufe zu der jeweils anderen Abtriebswelle durch das sechste Schaltelement unterbrochen ist.
Wird somit beispielsweise dann eine der Abtriebswellen angetrieben, so wird die jeweils andere Abtriebswelle von der einen Abtriebswelle nicht angetrieben und umgekehrt.
Unter dem Merkmal, dass das dritte Hohlrad drehfest mit dem zweiten Planetenträger verbunden ist, kann insbesondere verstanden werden, dass das dritte Hohlrad permanent drehfest mit dem zweiten Planetenträger verbunden ist. Somit sind die vorigen und folgenden Ausführungen zu den Bauteilen und Bauelementen und ihrer jeweiligen drehfesten Kopplung beziehungsweise Verbindung auch auf den dritten Planetenradsatz, insbesondere das dritte Sonnenrad, den dritten Planetenträger und das dritte Hohlrad, übertragbar und umgekehrt.
Unter dem Merkmal, dass das dritte Hohlrad drehfest mit dem zweiten Planetenträger verbindbar ist, kann insbesondere verstanden werden, dass ein siebtes Schaltelement vorgesehen ist. Das siebte Schaltelement ist beispielsweise zwischen einem siebten Verbindungszustand und einem siebten Freigabezustand umschaltbar. Der siebte Verbindungszustand korrespondiert beispielsweise mit wenigstens einer siebten
Verbindungsstellung, wobei der siebte Freigabezustand beispielsweise mit wenigstens einer v Freigabestellung korrespondiert. Dabei kann das siebte Schaltelement beispielsweise, insbesondere relativ zu dem Gehäuse und/oder translatorisch, zwischen der siebten Verbindungsstellung und der siebten Freigabestellung bewegt werden. In dem siebten Verbindungszustand ist das dritte Hohlrad mittels des siebten Schaltelements drehfest mit dem zweiten Planetenträger verbunden, sodass sich der zweite
Planetenträger insbesondere auch dann nicht, insbesondere um die Hauptdrehachse, relativ zu dem dritten Hohlrad dreht beziehungsweise drehen kann, wenn das
Planetengetriebe angetrieben wird. Wird beispielsweise das Planetengetriebe
angetrieben, so wird beispielsweise das dritte Hohlrad von dem zweiten Planetenträger angetrieben. In dem siebten Freigabezustand jedoch gibt das siebte Schaltelement das dritte Hohlrad für eine Drehung relativ zu dem zweiten Planetenträger, insbesondere um die Hauptdrehachse, frei, sodass sich beispielsweise der zweite Planetenträger insbesondere dann relativ zu dem dritten Hohlrad, insbesondere um die Hauptdrehachse, dreht, wenn das Planetengetriebe angetrieben wird.
Unter dem Merkmal, dass der dritte Planetenträger drehfest mit dem zweiten Hohlrad verbunden ist, kann insbesondere verstanden werden, dass der dritte Planetenträger permanent drehfest mit dem zweiten Hohlrad verbunden ist. Unter dem Merkmal, dass der dritte Planetenträger drehfest mit dem zweiten Hohlrad verbindbar ist, kann insbesondere verstanden werden, dass ein achtes Schaltelement vorgesehen ist. Das achte Schaltelement ist beispielsweise zwischen einem achten Verbindungszustand und einem achten Freigabezustand umschaltbar. Der achte Verbindungszustand
korrespondiert beispielsweise mit wenigstens einer achten Verbindungsstellung, wobei der achte Freigabezustand beispielsweise mit wenigstens einer achten Freigabestellung korrespondiert. Dabei kann beispielsweise das achte Schaltelement, insbesondere translatorisch und/oder relativ zu dem Gehäuse, zwischen der achten
Verbindungsstellung und der achten Freigabestellung bewegt werden. In dem achten Verbindungszustand ist der dritte Planetenträger mittels des achten Schaltelements drehtest mit dem zweiten Hohlrad verbunden, sodass sich der dritte Planetenträger insbesondere auch dann nicht relativ zu dem zweiten Hohlrad, insbesondere um die Hauptdrehachse, dreht beziehungsweise drehen kann, wenn das Planetengetriebe angetrieben wird. In dem achten Freigabezustand jedoch gibt das achte Schaltelement den dritten Planetenträger für eine Drehung, insbesondere um die Hauptdrehachse, relativ zu dem zweiten Hohlrad frei, sodass sich beispielsweise insbesondere dann der dritte Planetenträger, insbesondere um die Hauptdrehachse, relativ zu dem zweiten Hohlrad dreht beziehungsweise drehen kann, wenn das Planetengetriebe angetrieben wird.
Unter dem Merkmal, dass das dritte Sonnenrad drehfest mit dem Gehäuse verbunden und somit drehfest an dem Gehäuse festgelegt ist, ist insbesondere zu verstehen, dass das dritte Sonnenrad permanent drehfest mit dem Gehäuse verbunden ist. Unter dem Merkmal, dass das dritte Sonnenrad drehfest mit dem Gehäuse verbindbar ist, kann insbesondere verstanden werden, dass ein neuntes Schaltelement vorgesehen ist, welches beispielsweise zwischen einem neunten Verbindungszustand und einem neunten Freigabezustand umschaltbar ist. Der neunte Verbindungszustand korrespondiert beispielsweise mit wenigstens einer neunten Verbindungsstellung, wobei der neunte Freigabezustand beispielsweise mit wenigstens einer neunten Freigabestellung korrespondiert. Das neunte Schaltelement kann dabei beispielsweise, insbesondere translatorisch und/oder relativ zu dem Gehäuse, zwischen der neunten
Verbindungsstellung und der neunten Freigabestellung bewegt werden. In dem neunten Verbindungszustand ist beispielsweise das dritte Sonnenrad mittels des neunten
Schaltelements drehfest mit dem Gehäuse verbunden, sodass sich das dritte Sonnenrad insbesondere auch dann nicht relativ zu dem Gehäuse, insbesondere um die
Hauptdrehachse, dreht beziehungsweise drehen kann, wenn der dritte Planetenträger angetrieben wird, das heißt wenn Drehmomente in den dritten Planetenträger eingeleitet werden. In dem neunten Freigabezustand jedoch gibt das neunte Schaltelement das dritte Sonnenrad für eine Drehung relativ zu dem Gehäuse, insbesondere um die
Hauptdrehachse, frei, sodass sich das dritte Sonnenrad, insbesondere um die
Hauptdrehachse, insbesondere dann relativ zu dem Gehäuse dreht beziehungsweise drehen kann, wenn der dritte Planetenradsatz angetrieben wird.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist der dritte Planetenradsatz die Übersetzungsstufe, sodass auf bauraumgünstige Weise eine besonders vorteilhafte Schaltbarkeit und somit Fahrbarkeit dargestellt werden können. Schließlich hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die erste Abtriebswelle permanent mit einem beziehungsweise dem Achsgetriebe der Getriebeeinrichtung gekoppelt ist. Das Achsgetriebe ist beispielsweise einer Achse des Kraftfahrzeugs zugeordnet, wobei die Achse wenigstens zwei in Fahrzeugquerrichtung voneinander beabstandete Räder aufweist. Die Räder sind über das Achsgetriebe und über das Planetengetriebe von der elektrischen Maschine beziehungsweise von zumindest einer der Antriebsmaschinen oder von den Antriebsmaschinen antreibbar. Das Achsgetriebe ist dabei ein Differentialgetriebe, welches auch als Differential bezeichnet wird. Das
Achsgetriebe ist beispielsweise als Kegelraddifferential ausgebildet. Das Achsgetriebe, insbesondere dessen Funktion, ist aus dem allgemeinen Stand der Technik bereits hinlänglich bekannt. Insbesondere kommt dem Achsgetriebe zumindest die Funktion zu, bei einer Kurvenfahrt des Kraftfahrzeugs einen Drehzahlausgleich zwischen den Rädern der Achse zuzulassen, sodass sich beispielsweise das kurvenäußere Rad mit einer höheren Drehzahl als das kurveninnere Rad drehen kann.
Die erfindungsgemäße Getriebeeinrichtung kann insbesondere als Mehrstufengetriebe auf Basis der gekoppelten Planetenradsätze ausgeführt werden, wobei die Verlustleistung besonders gering gehalten werden kann. Insbesondere können beispielsweise sechs Vorwärtsgänge realisiert werden, welche verbrennungsmotorische Vorwärtsgänge sind, da beispielsweise das Kraftfahrzeug über die sechs verbrennungsmotorischen
Vorwärtsgänge mittels der Verbrennungskraftmaschine angetrieben und dabei vorwärts gefahren werden kann. Außerdem lassen sich beispielsweise drei elektrische Gänge sowie diverse stufenlose Fahrbereiche darstellen, sodass eine besonders vorteilhafte Fahrbarkeit auf bauraumgünstige Weise darstellbar ist. Des Weiteren kann eine große Spreizung erreicht werden. Hierzu kommen beispielsweise lediglich zwei oder drei Einfach-Planetenradsätze sowie beispielsweise fünf Schaltelemente zum Einsatz.
Insbesondere ist es denkbar, dass zumindest eines der Schaltelemente oder mindestens zwei der Schaltelemente als formschlüssiges Schaltelement und dabei insbesondere als Klaue beziehungsweise Klauenkupplung ausgebildet ist, um eine besonders
wirkungsgradgünstige drehfeste Verbindung zu realisieren. Das jeweilige formschlüssige Schaltelement kann dabei mit oder ohne Synchronisiereinheit ausgestattet sein, um eine weitere Verlustreduktion zu realisieren. Insbesondere lassen sich außerdem die folgenden Vorteile mittels der erfindungsgemäßen Getriebeeinrichtung realisieren: hohe Verzahnungswirkungsgrade koaxiale Anordnung
elektrische Maschine mit integriertem Radsatz
eine Schaltlogik, aufgrund derer mindestens zwei der Schaltelemente als formschlüssige Schaltelemente ausgebildet werden können
weitere Klauenschaltelemente beziehungsweise formschlüssige Schaltelemente durch Einsatz der elektrischen Maschine möglich
das Achsgetriebe kann vorne angeordnet werden
die inneren Schaltelemente sind sehr gut zugänglich
Drehmomentbelastungen der Schaltelemente sind sehr gering
Planetendifferenzdrehzahlen sind sehr gering
Insbesondere kann die Getriebeeinrichtung als Hybridgetriebe ausgebildet sein, da beispielsweise das Kraftfahrzeug über die elektrische Maschine sowie alternativ oder zusätzlich über die Verbrennungskraftmaschine angetrieben werden kann. Mit anderen Worten kann die erfindungsgemäße Getriebeeinrichtung besonders vorteilhaft für einen Hybridantriebsstrang verwendet werden, welcher die elektrische Maschine und die Verbrennungskraftmaschine aufweist, sodass das Kraftfahrzeug über die
Getriebeeinrichtung mittels der elektrischen Maschine und mittels der
Verbrennungskraftmaschine angetrieben werden kann.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und
Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen
Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Zeichnung zeigt in:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Getriebeeinrichtung für ein Kraftfahrzeug;
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der
Getriebeeinrichtung; Fig. 3 eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform der
Getriebeeinrichtung, und
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform der
Getriebeeinrichtung.
In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine im Ganzen mit 10 bezeichnete Getriebeeinrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen wie beispielsweise einen Personenkraftwagen. Die Getriebeeinrichtung 10 umfasst ein in Fig. 1 besonders schematisch dargestelltes Gehäuse 12 und ein Planetengetriebe 14.
Das Planetengetriebe 14 umfasst einen in dem Gehäuse 12 angeordneten ersten
Planetenradsatz 16, welcher ein erstes Sonnenrad 18, einen ersten Planetenträger 20 und ein erstes Hohlrad 22 aufweist. Außerdem weist der erste Planeten radsatz 16 wenigstens ein erstes Planetenrad 24 auf, welches drehbar an dem ersten Planetenträger 20 gelagert ist und einerseits mit dem ersten Sonnenrad 18 und andererseits mit dem ersten Hohlrad 22 kämmt. Das Planetengetriebe 14 umfasst ferner einen in dem
Gehäuse 12 aufgenommenen zweiten Planetenradsatz 26, welcher ein zweites
Sonnenrad 28, einen zweiten Planetenträger 30 und ein zweites Hohlrad 32 aufweist. Außerdem weist der zweite Planetenradsatz 26 wenigstens ein zweites Planetenrad 34 auf, welches drehbar an dem zweiten Planetenträger 30 gelagert ist und einerseits mit dem zweiten Sonnenrad 28 und andererseits mit dem zweiten Hohlrad 32 kämmt.
Das Planetengetriebe 14 weist darüber hinaus eine auch als Eingangswelle bezeichnete Antriebswelle 36 auf, über welche auch als Antriebsmomente oder Antriebsdrehmomente bezeichnete Drehmomente in das Planetengetriebe 14 eingeleitet werden können.
Insbesondere können über die Antriebswelle 36 erste Drehmomente in das
Planetengetriebe 14 eingeleitet werden, wobei die ersten Drehmomente auch als erste Antriebsmomente oder erste Antriebsdrehmomente bezeichnet werden. Dabei veranschaulicht in Fig. 1 ein Pfeil 38 eines der ersten Antriebsmomente. Das jeweilige erste Antriebsmoment wird beispielsweise von einer ersten Antriebsmaschine 40 bereitgestellt, welche insbesondere als Verbrennungskraftmaschine ausgebildet ist. In vollständig hergestelltem Zustand des Kraftfahrzeugs weist dieses beispielsweise einen Antriebsstrang auf, mittels welchem das Kraftfahrzeug antreibbar ist. Der Antriebsstrang umfasst dabei die Getriebeeinrichtung 10 und die Antriebsmaschine 40, wobei die Antriebsmaschine 40 Bestandteil der Getriebeeinrichtung 10 sein kann.
Das Planetengetriebe 14 weist ein erstes Schaltelement 42 auf, über welches
beziehungsweise mittels welchem die Antriebswelle 36 mit dem ersten Hohlrad 22 drehfest koppelbar beziehungsweise verbindbar ist. Des Weiteren umfasst das
Planetengetriebe 14 eine erste Abtriebswelle 44, welche drehfest mit dem zweiten Planetenträger 30 verbunden ist. Über die erste Abtriebswelle 44 kann das
Planetengetriebe 14 beispielsweise Drehmomente bereitstellen, wobei die Drehmomente, welche das Planetengetriebe 14 über die erste Abtriebswelle 44 bereitstellen kann, auch als Abtriebsmomente oder Abtriebsdrehmomente bezeichnet werden. Außerdem ist der erste Planetenträger 20 drehfest mit dem zweiten Hohlrad 32 verbunden.
Um nun eine besonders vorteilhafte Fahrbarkeit realisieren zu können, umfasst die Getriebeeinrichtung 10 eine elektrische Maschine 46, welche beispielsweise einen Stator 48 und einen Rotor 50 aufweist. Der Rotor 50 ist von dem Stator 48 antreibbar und dadurch um eine auch als Maschinendrehachse bezeichnete Drehachse 52 relativ zu dem Stator 48 drehbar. Mittels der elektrischen Maschine 46 sind beispielsweise zweite Drehmomente bereitstellbar, welche auch als zweite Antriebsmomente oder zweite Antriebsdrehmomente bezeichnet werden. Die zweiten Antriebsmomente sind über das zweite Sonnenrad 28 in das Planetengetriebe 14 einleitbar. Dabei ist es vorgesehen, dass die elektrische Maschine 46, insbesondere ihr Rotor 50, zumindest mittelbar an das zweite Sonnenrad 28 angebunden, das heißt drehfest mit dem zweiten Sonnenrad 28 verbunden ist. Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform der Getriebeeinrichtung 10. Bei der ersten Ausführungsform ist die elektrische Maschine 46, insbesondere der Rotor 50, unmittelbar an das zweite Sonnenrad 28 angebunden, wobei der Rotor 50 permanent drehfest mit dem zweiten Sonnenrad 28 verbunden ist. Die elektrische Maschine 46 kann somit über den Rotor 50 die zweiten Antriebsmomente bereitstellen, welche über das zweite Sonnenrad 28 in das Planetengetriebe 14 eingeleitet werden beziehungsweise eingeleitet werden können.
Drüber hinaus umfasst das Planetengetriebe 14 ein zweites Schaltelement 54, über welches die Antriebswelle 36 drehfest mit dem ersten Sonnenrad 18 verbindbar beziehungsweise koppelbar ist. Des Weiteren ist ein drittes Schaltelement 56
vorgesehen, mittels welchem das erste Sonnenrad 18 drehfest mit dem zweiten
Sonnenrad 28 verbindbar ist. Das Planetengetriebe 14 umfasst ferner ein viertes Schaltelement 58, mittels welchem das erste Hohlrad 22 drehtest mit dem Gehäuse 12 verbindbar, das heißt drehtest an dem Gehäuse 12 festlegbar ist.
Des Weiteren weist das Planetengetriebe 14 eine zweite Abtriebswelle 60 auf, über welche das Planetengetriebe 14 zweite Drehmomente, welche auch als zweite
Abtriebsmomente oder Abtriebsdrehmomente bezeichnet werden, bereitstellen kann. Dabei umfasst die Getriebeeinrichtung 10 eine Übersetzungsstufe 62, über welche die erste Abtriebswelle 44 mit der zweiten Abtriebswelle 60 koppelbar oder vorliegend gekoppelt ist. Bei der ersten Ausführungsform ist die Übersetzungsstufe 62 als dritter Planetenradsatz 64 ausgebildet, welcher ein drittes Sonnenrad 66, einen dritten
Planetenträger 68 und ein drittes Hohlrad 70 aufweist. Außerdem weist der dritte
Planetenradsatz 64 wenigstens ein drittes Planetenrad 72 auf, welches drehbar an dem Planetenträger 68 gelagert ist und einerseits mit dem Sonnenrad 66 und andererseits mit dem Hohlrad 70 kämmt. Das dritte Hohlrad 70 ist dabei drehfest mit dem zweiten
Planetenträger 30 verbunden. Insbesondere ist es vorgesehen, dass das dritte Hohlrad 70 und der zweite Planetenträger 30, insbesondere permanent, drehfest mit der
Abtriebswelle 44 verbunden sind, sodass das Hohlrad 70 über die Abtriebswelle 44 drehfest mit dem zweiten Planetenträger 30 verbunden ist beziehungsweise umgekehrt. Der jeweilige Planetenträger 20, 30 beziehungsweise 68 wird auch als Steg bezeichnet. Ferner ist es vorgesehen, dass der dritte Planetenträger 68 drehfest mit dem zweiten Hohlrad 32 verbunden ist. Das dritte Sonnenrad 66 ist dabei drehfest mit dem Gehäuse 12 verbindbar. Hierzu ist ein fünftes Schaltelement 74 vorgesehen, mittels welchem das Sonnenrad 66 drehfest mit dem Gehäuse 12 verbindbar, das heißt drehfest an dem Gehäuse 12 festlegbar ist.
Des Weiteren ist ein als Zahnrad ausgebildetes Abtriebsrad 76 vorgesehen, über welches beispielsweise die Getriebeeinrichtung 10 Drehmomente zum Antreiben wenigstens eines Rades oder mehrerer Räder des Kraftfahrzeugs bereitstellen kann. Das Abtriebsrad 76 ist dabei beispielsweise drehfest mit dem Hohlrad 70 und/oder mit der Abtriebswelle 44 verbunden. Ist das Abtriebsrad 76 beispielsweise drehfest mit der Abtriebswelle 44 verbunden, so ist das Abtriebsrad 76, insbesondere über die Abtriebswelle 44, drehfest mit dem zweiten Planetenträger 30 verbunden.
Die Planeten radsätze 16, 26 und 64 sind als Einfach-Planetenradsätze ausgebildet und dabei in axialer Richtung der Getriebeeinrichtung 10 hintereinander beziehungsweise aufeinanderfolgend angeordnet sowie beispielsweise koaxial zueinander angeordnet. Bei der ersten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die Planetenradsätze 16, 26 und 64 und das Abtriebsrad 76 in der folgenden Reihenfolge in axialer Richtung aufeinanderfolgend beziehungsweise nacheinander angeordnet sind: Abtriebsrad 76, dritter Planetenradsatz 64, erster Planeten radsatz 16, zweiter Planeten radsatz 26. Dabei umgibt die elektrische Maschine 46 den ersten Planeten radsatz 16 und/oder den zweiten Planetenradsatz 26 jeweils zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig. Dies bedeutet, dass der erste Planetenradsatz 16 und/oder der zweite Planetenradsatz 26 in radialer Richtung der Getriebeeinrichtung 10 nach außen hin jeweils zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, durch die elektrische Maschine 46 überdeckt ist. Dabei veranschaulicht in Fig. 1 ein Pfeil 77 ein Drehmoment, welches von dem Abtriebsrad 76 und somit beispielsweise von der Abtriebswelle 44 über das Abtriebsrad 76 bereitgestellt werden kann, sodass
beispielsweise mittels des durch den Pfeil 77 veranschaulichten Drehmoments wenigstens ein Rad oder mehrere Räder des Kraftfahrzeugs angetrieben werden kann beziehungsweise können.
Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der Getriebeeinrichtung 10. Die zweite
Ausführungsform unterscheidet sich insbesondere dadurch von der ersten
Ausführungsform, dass das Sonnenrad 66 permanent drehfest mit dem Gehäuse 12 verbunden, das heißt permanent drehfest an dem Gehäuse 12 festgelegt ist. Außerdem ist ein alternatives fünftes Schaltelement 78 vorgesehen, mittels welchem das Hohlrad 70 drehfest mit dem zweiten Planetenträger 30 beziehungsweise mit der Abtriebswelle 44 verbindbar ist.
Fig. 3 veranschaulicht eine dritte Ausführungsform der Getriebeeinrichtung 10. Die dritte Ausführungsform unterscheidet sich insbesondere dadurch von der zweiten
Ausführungsform, dass das fünfte Schaltelement in Form eines weiteren fünften
Schaltelementes 80 anders angeordnet ist. Dabei ist das Hohlrad 70 permanent drehfest mit der Abtriebswelle 44 beziehungsweise mit dem zweiten Planetenträger 30 verbunden, wobei das Hohlrad 70 - wie bei der ersten Ausführungsform - permanent drehfest mit dem Abtriebsrad 76 verbunden ist. Das weitere fünfte Schaltelement 80 ist derart angeordnet, dass mittels des weiteren fünften Schaltelementes 80 der Planetenträger 68 des dritten Planetenradsatzes 64 drehfest mit dem zweiten Hohlrad 32 des zweiten Planetenradsatzes 26 verbindbar ist.
Generell ist der dritte Planeten radsatz 64 an das fünfte Schaltelement 74,78,80 derart angebunden, dass mittels des fünften Schaltelementes 74,78,80 der dritte
Planetenradsatz 64 von einem von einer Antriebsmaschine wie beispielsweise der elektrischen Maschine 46 oder der Antriebsmaschine 40 zu einem Achsgetriebe 82 (Fig.
1 bis 4) verlaufenden Drehmomentenfluss abgekoppelt werden kann.
Fig. 4 veranschaulicht schließlich eine vierte Ausführungsform der Getriebeeinrichtung 10. Bei der vierten Ausführungsform umfasst die Getriebeeinrichtung 10 das
Achsgetriebe 82, welches beispielsweise einer Achse des Antriebsstrangs und somit des Kraftfahrzeugs zugeordnet ist. Die Achse umfasst beispielsweise wenigstens zwei in Fahrzeugquerrichtung voneinander beabstandete Räder, welche über die
Getriebeeinrichtung 10 beziehungsweise mittels dieser angetrieben werden können. Insbesondere können die Räder über das Achsgetriebe 82 von der elektrischen Maschine 46 und von der Antriebsmaschine 40 angetrieben werden. Dabei veranschaulichen in Fig. 4 Pfeile 77 Drehmomente, welche von dem Achsgetriebe 82 bereitgestellt und auf die Räder übertragen werden können, sodass die Räder mittels der durch die Pfeile 77 veranschaulichten Drehmomente angetrieben werden können.
Die vierte Ausführungsform unterscheidet sich insbesondere dadurch von der ersten, zweiten und dritten Ausführungsform, dass die Übersetzungsstufe 62 nicht etwa als Planetenradsatz ausgebildet ist, sondern die Übersetzungsstufe 62 umfasst
beispielsweise wenigstens zwei Zahnradpaare, ein erstes Zahnradpaar 84 und ein zweites Zahnradpaar 86. Die Zahnradpaare 84 und 86 sind dabei in getrennten
Zahnradebenen nebeneinander, d.h. axial versetzt, angeordnet. Im Gegensatz dazu sind Zahnradpaarungen, die innerhalb der Planetenradsätze 16, 26 auftreten, jeweils innerhalb einer einzigen Zahnradebene des jeweiligen Planetenradsatzes 16,26 angeordnet.
Zahnradpaarungen innerhalb der Planetenradsätze 16,26 sind nicht axial versetzt.
Das erste Zahnradpaar 84 umfasst ein erstes Zahnrad 88, welches permanent drehfest mit der Abtriebswelle 44 und über diese mit dem zweiten Planetenträger 30 verbunden ist. Somit kann das erste Zahnrad 88 von dem Planetengetriebe 14 über die Abtriebswelle 44 und den zweiten Planetenträger 30 angetrieben werden. Ferner umfasst das erste Zahnradpaar 84 ein zweites Zahnrad 90, welches mit dem ersten Zahnrad 88 kämmt und so eine erste Übersetzung mit dem ersten Zahnrad 88 bildet. Die Zahnräder 88 und 90 sind beispielsweise als Stirnräder ausgebildet. Dabei ist beispielsweise das erste Zahnrad 88 das Abtriebsrad 76 beziehungsweise umgekehrt, sodass das erste Zahnrad 88 ein Abtriebsrad ist.
Das zweite Zahnradpaar 86 umfasst ein drittes Zahnrad 92 und ein mit diesem
kämmendes viertes Zahnrad 94, wobei das dritte Zahnrad 92 drehfest mit der zweiten Abtriebswelle 60 verbunden oder vorliegend verbindbar ist. Hierzu ist ein sechstes Schaltelement 81 vorgesehen, das hier derart angeordnet ist, dass damit das dritte Zahnrad 92 drehtest mit der Abtriebswelle 60 und über diese mit dem ersten
Planetenträger 20 des ersten Planetenradsatzes 16 und dem zweiten Hohlrad 32 des zweiten Planeten radsatzes 26 verbindbar ist. Kann somit das erste Zahnrad 88 von der ersten Abtriebswelle 44 angetrieben werden, so kann das dritte Zahnrad 92 von der zweiten Abtriebswelle 60 angetrieben werden.
Das vierte Zahnrad 94 kämmt mit dem dritten Zahnrad 92 und bildet somit beispielsweise eine zweite Übersetzung mit dem dritten Zahnrad 92. Beispielsweise sind die Zahnräder 92 und 94 als jeweilige Stirnräder ausgebildet. Die Zahnräder 90 und 94 sind im gezeigten Ausführungsbeispiel drehtest mit einer insbesondere als Vorgelegewelle oder Zwischenwelle ausgebildeten Welle 96 verbunden oder verbindbar, wobei beispielsweise mit der Welle 96 ein weiteres Zahnrad in Form eines Ritzels 98 drehtest verbindbar oder verbunden ist. Dabei ist das Achsgetriebe 82 über das Ritzel 98 von der Welle 96 antreibbar. Hierzu umfasst beispielsweise das Achsgetriebe 82 ein Zahnrad in Form eines Tellerrads 100, welches mit dem Ritzel 98 kämmt.
Alternativ kann bei dieser Ausführungsform das sechste Schaltelement 81 auch derart angeordnet sein, dass damit das vierte Zahnrad 94, welches in dieser nicht dargestellten Alternative als Losrad auf der Welle 96 angeordnet ist, drehtest mit der Welle 96 verbunden werden kann. In dieser nicht dargestellten Alternative ist dann das dritte Zahnrad 92 permanent drehtest mit der Abtriebswelle 60 und über diese mit dem ersten Planetenträger 20 des ersten Planetenradsatzes 16 und dem zweiten Hohlrad 32 des zweiten Planeten radsatzes 26 verbunden.
Insbesondere ist es vorgesehen, dass die Zahnräder 90 und 94 sowie das Ritzel 98 permanent drehtest mit der Welle 96 verbunden sind. Ferner kämmt das Ritzel 98 permanent mit dem Tellerrad 100. Somit ist das Achsgetriebe 82 über das Tellerrad 100 und das Ritzel 98 permanent mit der Welle 96 gekoppelt. Auch die Zahnräder 92 und 94 kämmen beispielsweise permanent, sodass die Zahnräder 92 und 94 permanent gekoppelt sind. Ferner ist es insbesondere vorgesehen, dass die Zahnräder 88 und 90 permanent kämmen, wobei das erste Zahnrad 88 permanent drehtest mit der
Abtriebswelle 44 verbunden ist. Hierdurch ist die Welle 96 über die Zahnräder 88 und 90 permanent mit der Abtriebswelle 44 gekoppelt. In der Folge ist das Achsgetriebe 82 permanent mit der ersten Abtriebswelle 44 gekoppelt. Auf diese Weise kann das
Achsgetriebe 82 über das Tellerrad 100 und das Ritzel 98 von der Abtriebswelle 44 beziehungsweise von der Abtriebswelle 60 angetrieben werden, sodass eine besonders vorteilhafte Fahrbarkeit darstellbar ist. Die genannten Übersetzungen unterscheiden sich insbesondere voneinander, wobei wenigstens eine der Übersetzungen oder beide Übersetzungen einen betragsmäßig von 1 unterschiedlichen Wert aufweisen.
Bezugszeichenliste
10 Getriebeeinrichtung
12 Gehäuse
14 Planetengetriebe
16 erster Planeten radsatz
18 erstes Sonnenrad
20 erster Planetenträger
22 erstes Hohlrad
24 erstes Planetenrad
26 zweiter Planetenradsatz
28 zweites Sonnenrad
30 zweiter Planetenträger
32 zweites Hohlrad
34 zweites Planeten rad
36 Antriebswelle
38 Pfeil
40 Antriebsmaschine
42 Erstes Schaltelement
44 erste Abtriebswelle
46 elektrische Maschine
48 Stator
50 Rotor
52 Drehachse
54 Zweites Schaltelement
56 Drittes Schaltelement
58 Viertes Schaltelement
60 zweite Abtriebswelle
62 Übersetzungsstufe
64 dritter Planeten radsatz
66 drittes Sonnenrad
68 dritter Planetenträger
70 drittes Hohlrad
72 drittes Planetenrad
74 Fünftes Schaltelement
76 Abtriebsrad
77 Pfeil Alternatives fünftes Schaltelement
Weiteres fünftes Schaltelement
Sechstes Schaltelement
Achsgetriebe
Erstes Zahnradpaar
Zweites Zahnradpaar
Erstes Zahnrad
Zweites Zahnrad
Drittes Zahnrad
Viertes Zahnrad
Welle
Ritzel
Tellerrad

Claims

Patentansprüche
1. Getriebeeinrichtung (10) für ein Kraftfahrzeug, mit einem Gehäuse (12), und mit einem Planetengetriebe (14), welches aufweist:
- einen in dem Gehäuse (12) aufgenommenen ersten Planetenradsatz (16), welcher ein erstes Sonnenrad (18), einen ersten Planetenträger (20) und ein erstes Hohlrad (22) aufweist;
- einen in dem Gehäuse (12) aufgenommenen zweiten Planetenradsatz (26), welcher ein zweites Sonnenrad (28), einen zweiten Planetenträger (30) und ein drehfest mit dem ersten Planetenträger (20) verbundenes zweites Hohlrad (32) aufweist;
- eine Antriebswelle (36), über welche Drehmomente in das Planetengetriebe (14) einleitbar sind;
- ein erstes Schaltelement (42), über welches die Antriebswelle (36) mit dem ersten Hohlrad (22) drehfest koppelbar ist;
- ein zweites Schaltelement (54), über welches die Antriebswelle (36) drehfest mit dem ersten Sonnenrad (18) koppelbar ist; und
- eine drehfest mit dem zweiten Planetenträger (30) verbundene erste
Abtriebswelle (44), über welche Drehmomente von dem Planetengetriebe (14) bereitstellbar sind;
gekennzeichnet durch:
- eine elektrische Maschine (46), mittels welcher Drehmomente bereitstellbar sind, welche über das zweite Sonnenrad (28) in das Planetengetriebe (14) einleitbar sind; und
- ein drittes Schaltelement (56), mittels welchem das erste Sonnenrad (18) drehfest mit dem zweiten Sonnenrad (28) verbindbar ist.
2. Getriebeeinrichtung (10) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein viertes Schaltelement (58) vorgesehen ist, mittels welchem das erste Hohlrad (22) drehtest mit dem Gehäuse (12) verbindbar ist.
3. Getriebeeinrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine zweite Abtriebswelle (60) des Planetengetriebes (14) und eine
Übersetzungsstufe (62) vorgesehen sind, über welche die erste Abtriebswelle (44) mit der zweiten Abtriebswelle (60) gekoppelt oder koppelbar ist.
4. Getriebeeinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein dritter Planetenradsatz (64) vorgesehen ist, welcher ein drittes Sonnenrad (66), einen dritten Planetenträger (68) und ein drittes Hohlrad (70) aufweist, welches drehfest mit dem zweiten Planetenträger (30) verbunden oder verbindbar ist.
5. Getriebeeinrichtung (10) nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
der dritte Planetenträger (68) drehfest mit dem zweiten Hohlrad (32) verbunden oder verbindbar ist.
6. Getriebeeinrichtung (10) nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
das dritte Sonnenrad (66) drehfest mit dem Gehäuse (12) verbunden oder verbindbar ist.
7. Getriebeeinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Abtriebsrad (76) vorgesehen ist, wobei in einer axialen Richtung der
Getriebeeinrichtung (10) der dritte Planeten radsatz (64) auf das Abtriebsrad (76), der erste Planetenradsatz (16) auf den dritten Planeten radsatz (64) und der zweite Planetenradsatz (26) auf den ersten Planeten radsatz (16) folgt, und wobei die elektrische Maschine (46) den ersten Planetenradsatz (16) und/oder den zweiten Planetenradsatz (26) zumindest teilweise umgibt.
8. Getriebeeinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 7 in dessen Rückbezug auf Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
der dritte Planetenradsatz (64) die Übersetzungsstufe (62) ist.
9. Getriebeeinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
der dritte Planetenradsatz (64) an ein als fünftes Schaltelement ausgebildetes Schaltelement (74, 78, 80) angebunden ist, welches zur Abkopplung des dritten Planetenradsatzes (64) von einem von einer Antriebsmaschine (40, 46) zu einem Achsgetriebe (82) verlaufenden Drehmomentenfluss ausgebildet ist.
10. Getriebeeinrichtung (10) nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Übersetzungsstufe (62) wenigstens zwei Zahnradpaare, ein erstes Zahnradpaar (84) und ein zweites Zahnradpaar (86) umfasst, welche in getrennten
Zahnradebenen und axial versetzt angeordnet sind.
1 1. Getriebeeinrichtung (10) nach einem der vorgehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die erste Abtriebswelle (44) permanent mit einem Achsgetriebe (82) der
Getriebeeinrichtung (10) gekoppelt ist.
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