WO2020160808A1 - Gearbox device for a motor vehicle - Google Patents

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WO2020160808A1
WO2020160808A1 PCT/EP2019/082551 EP2019082551W WO2020160808A1 WO 2020160808 A1 WO2020160808 A1 WO 2020160808A1 EP 2019082551 W EP2019082551 W EP 2019082551W WO 2020160808 A1 WO2020160808 A1 WO 2020160808A1
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WO
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gear
output shaft
coupled
shaft
transmission device
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/082551
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German (de)
French (fr)
Inventor
Carsten TRAUTMANN
Original Assignee
Audi Ag
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Definitions

  • the invention relates to a transmission device for a motor vehicle, which has an input shaft operatively connectable to a drive device of the motor vehicle and a first output shaft and a second output shaft and has a planetary differential gear via which the input shaft is coupled to at least one of the output shafts.
  • the planetary differential gear has a ring gear, a sun gear and a plane carrier, which are arranged coaxially to each other with a common Drehach se, wherein at least one planet wheel is rotatably mounted on the planet carrier, which meshes with both the ring gear and the sun wheel
  • the document DE 10 2013 214 773 A1 is known from the prior art.
  • This describes a hybrid drive unit of an all-wheel-drive vehicle, with an internal combustion engine, at least one electric machine and a transmission, the internal combustion engine being coupled to an input shaft of the transmission, an output shaft of the transmission being coupled to a first drivable axle of the all-wheel-drive vehicle, and wherein a first electrical machine, depending on the switching position of the switching elements, is either exclusively coupled to an intermediate shaft of the transmission and thus via the transmission to the first drivable axle of the all-wheel-drive vehicle or additionally or alternatively to a second drivable axle of the all-wheel-drive vehicle.
  • the transmission device serves to transmit a torque or drive torque between the drive device of the motor vehicle on the one hand and at least one wheel axle of the motor vehicle on the other hand.
  • the at least one wheel axle is operatively connected or at least operatively connected to the drive device via the transmission device.
  • the at least one wheel axle is accordingly present as a driven wheel axle. In particular, it can be designed as a front wheel axle or a rear wheel axle of the motor vehicle.
  • the gear unit is used in particular to distribute the drive torque provided by the drive unit to different sub-axles of this wheel axle, with at least one wheel of the motor vehicle being coupled or at least connectable to the gear unit and corresponding to the drive unit via each of the sub-axles.
  • the gear mechanism serves as an axle differential gear.
  • the transmission device serves as a center differential gear to distribute the drive torque to the different wheel axles.
  • the wheel axles are, for example, a front wheel axle and a rear wheel axle.
  • the transmission device has the input shaft and the first output shaft and the second output shaft.
  • the input shaft of the Gerete direction is drive technology connected to the drive device of the motor vehicle, preferably via a gear change gear and / or a clutch, in particular a starting clutch.
  • a gear selected from several gear ratios can be set between the drive device and the input shaft of the Gereterich device.
  • the clutch is preferably designed as a shift clutch and particularly preferably as a starting clutch. With the aid of the clutch, the operative connection between the drive device of the input shaft of the transmission device can optionally be established or interrupted.
  • the first output shaft is operatively connectable or operatively connected to a first partial shaft of the wheel axle, in particular via a first gear
  • the second output shaft is operatively connected to a second partial shaft of the wheel axle, in particular via a second gear.
  • the first output shaft is particularly preferably coupled permanently and / or rigidly to the second partial shaft.
  • the first output shaft is operatively connectable or operatively connected to a first wheel axle, in particular via the first gear
  • the second output shaft is operatively connected to a second wheel axle, in particular via the second gear.
  • first output shaft is preferably permanently and / or rigidly coupled to the first wheel axle and the second output shaft is permanently and / or rigidly coupled to the second wheel axle.
  • the first gear and the second gear can each be designed as a bevel gear, so that the axes of rotation of the two partial shafts or the two Radach sen are each angled with respect to the axes of rotation of the output shafts, so include an angle with them that is greater than 0 ° and less than Is 180 °.
  • the drive device has at least one drive unit, wel Ches, for example, as an internal combustion engine or as an electrical machine is designed.
  • the drive direction can also be in the form of a hybrid drive device and to this extent have several drive units, which are preferably of different types.
  • one of the drive units is, for example, an internal combustion engine and another of the drive units is an electrical machine.
  • the drive device has several drive units, it is preferably designed in such a way that the drive units jointly provide the drive torque aimed at driving the motor vehicle at least at times.
  • the input shaft of the transmission device is coupled, in particular permanently, to the at least one of the output shafts via the planetary gear differential, which is in the form of a planetary gear.
  • the input shaft is preferably coupled to the second output shaft via the planetary gear differential.
  • a torque-dividing coupling of the shafts is preferably implemented via the planetary gear differential, so that the drive torque provided on the input shaft can be or is divided between the first output shaft and the second output shaft using the planetary gear differential.
  • the planetary gear differential is a transmission which has several miteinan the meshing spur gears. In general, the planetary gear differential works as a differential gear.
  • the planetary gear differential has the planet carrier, on wel chem the at least one planet gear is rotatably mounted.
  • the planet wheel meshes with both the ring gear and the sun gear of the Plane tenraddifferentialgetriebes.
  • the transmission device preferably has several planetary gears. If in the context of this description the planet gear is mentioned, the statements are always based on the at least one planet gear, unless the contrary is indicated.
  • the ring gear of the planetary differential gear is coupled in a rotationally fixed manner both to the input shaft and to the first output shaft.
  • this is the input shaft and the first Output shaft connected to the ring gear over a common while or the input shaft is directly coupled to the first output shaft, preferably rigid.
  • the planet carrier is coupled to the second output shaft in a rotationally test manner.
  • the sun gear is drive-technically coupled to the electrical machine in a rotationally test manner or at least can be coupled to it, for example by means of a clutch arrangement that is drive-wise arranged between the sun gear and the electrical machine.
  • the electric machine can be used to split the drive torque applied to the input shaft between the first output shaft and the second output shaft.
  • the electric machine enables what is known as “torque vectoring”.
  • the transmission device is designed to be very compact.
  • the first output shaft is arranged at a distance parallel to the axis of rotation of the ring gear, the sun gear and the planet carrier.
  • a further development of the invention provides that a first gearwheel is arranged on the first output shaft in a rotationally fixed manner, which meshes with a second gearwheel of the input shaft and / or with a third gearwheel coupled with the ring gear in a rotationally fixed manner.
  • the gears are preferably in the form of spur gears. It can be provided that the first gear meshes with the second gear and is spaced apart from the third gear, the second gear meshing with the third gear. Alternatively, it can be provided that the first gear meshes with the third gear and is spaced apart from the second gear, the second gear in turn meshing with the third gear.
  • one of the gears is only driven indirectly via another of the gears.
  • the first gear meshes with both the second gear and the third gear, so that the second gear and the third gear are driven directly by the first gear.
  • the configuration according to which the third gear is driven indirectly via the second gear from the first gear is given, with both the first gear and the third gear meshing with the second gear.
  • the planet carrier is coupled to the second output shaft in a rotationally fixed manner via at least one gear stage.
  • the gear stage is preferably designed as a spur gear stage so that an axial offset is implemented between the axis of rotation of the planet carrier and the second output shaft by means of the gear stage.
  • the first output shaft and the second output shaft can be arranged coaxially to one another.
  • the input shaft is preferably arranged at a radial distance from the first output shaft and / or the second output shaft.
  • the sun gear is connected in terms of drive technology to the electric machine via a clutch assembly.
  • the electric machine can be optionally coupled to the sun gear.
  • the electrical machine In a first Druckein position of the clutch assembly, the electrical machine is coupled to the sun gear, preferably rigidly or rotationally fixed. In the case of a second shift setting of the clutch arrangement, however, the electrical machine is decoupled from the sun gear. If the electric machine is drive-connected to the sun gear, the electric machine can be used to split the drive torque applied to the input shaft between the first output shaft and the second output shaft.
  • a further development of the invention provides that the sun gear is connected in terms of drive technology to the electrical machine via a reinforcing planetary gear.
  • the reinforcing planetary gear is used to save space and implement a translation between the electrical machine and the sun gear or the clutch assembly.
  • the reinforcement planetary gear is particularly preferred in terms of drive technology between the electrical machine and the clutch assembly is arranged.
  • a spur gear stage is connected in series with the reinforcing planetary gear.
  • the electric machine can be connected in terms of drive technology to the sun gear or the switching clutch arrangement via the reinforcing planetary gear and the spur gear stage. In this way, a high gear ratio is achieved with little space requirement. This applies in particular to a coaxial arrangement of the reinforcing planetary gear to the first output shaft.
  • the electrical machine is connected in a rotationally fixed manner to a connecting shaft which is arranged coaxially to an intermediate shaft which is coupled to the sun gear in a rotationally fixed manner.
  • the connecting shaft represents, for example, a drive shaft of the clutch assembly.
  • the connecting shaft is rigidly coupled to the electrical machine. It is preferably coupled or can be coupled to the intermediate shaft and / or the sun gear of the planetary differential gear, in particular with the aid of the clutch arrangement.
  • the connecting shaft in the first shift setting of the clutch arrangement, is coupled to the sun gear and / or the intermediate shaft, in particular rigidly.
  • the connecting shaft is decoupled from the sun gear, so that the electrical machine is not connected to the sun gear in terms of drive technology.
  • the connecting shaft in an (optional) third switching setting of the clutch arrangement, it can be provided that the connecting shaft is coupled to the ring gear in a rotationally fixed manner. With the help of the clutch arrangement, the electrical machine can be connected to either the intermediate shaft or the sun gear.
  • the “torque vectoring” functionality can thus be implemented with the help of the electrical machine, whereas in the third shift setting the electrical machine is coupled directly to the input shaft and the first output shaft, preferably rigidly.
  • the described configuration of the transmission device enables particularly flexible operation.
  • the connecting shaft is arranged coaxially with the intermediate shaft, which is coupled to the sun gear in a rotationally fixed manner.
  • a further embodiment of the invention provides that the connec tion shaft is rigidly connected to the ring gear when the clutch arrangement is switched, and rigidly connected to the intermediate shaft when the clutch arrangement is switched further.
  • the shift setting corresponds to the third shift setting described above
  • the further shift setting corresponds to the first shift setting.
  • the reinforcing planetary gear has a stationary booster ring gear, a non-rotatably coupled to the electrical machine booster sun gear and a non-rotatably coupled to the connecting shaft reinforcing gear planet carrier.
  • At least one reinforcement planetary gear is rotatably superimposed on the reinforcement gear planet carrier, which meshes with both the reinforcement gear ring gear and the reinforcement gear sun gear.
  • the reinforcement ring gear is arranged stationary or stationary, that is to say fixed, for example, with respect to a gear housing of the gear device.
  • the booster gear sun gear is rotatably coupled to the electric machine and the booster gear planet carrier with the connecting shaft Ver. The latter is preferably done via the aforementioned Spur gear stage.
  • a particularly compact design of the transmission device is implemented as a result.
  • the electrical machine is arranged coaxially to the first output shaft.
  • the electric machine is preferably arranged in longitudinal section or in the axial direction on the side of the planetary gear differential facing away from the input shaft.
  • both the electrical machine and the planetary reinforcement gear are arranged on this side of the planetary differential gear. Seen in the radial direction, the electrical machine and / or the planetary reinforcement gear are at least partially in overlap with the planetary differential gear.
  • the electrical machine and / or the reinforcement planetary gear are arranged on the side of the planetary differential gear facing away from the input shaft, viewed in the axial direction with respect to the axis of rotation. This has already been pointed out. This enables the particularly compact design of the transmission device, in particular together with the coaxial arrangement of the second output shaft with respect to the first output shaft.
  • Figure is a schematic representation of a transmission device for a
  • the figure shows a schematic longitudinal sectional view of a gear device 1 for a motor vehicle.
  • the transmission device 1 has a Input shaft 2, a first output shaft 3 and a second output shaft 4
  • the input shaft 2 is drive-connected to a drive device of the motor vehicle, preferably via a gear change gear 5, of which a gearbox 6 is shown here only hinted at.
  • the transmission device 1 also has a planetary gear differential 7, via which the input shaft 2 is coupled to at least one of the output shafts 3 and 4.
  • the input shaft 2 is permanently coupled to the second output shaft 4 via the planetary differential gear 7.
  • the planetary differential gear 7 has a ring gear 8, a sun gear 9 and a planet carrier 10. At least one planet gear 11 is rotatably mounted on the planet carrier 10 and meshes with both the ring gear 8 and the sun gear 9.
  • the ring gear 8 is rotatably coupled to the input shaft 2 and the first output shaft 3, preferably permanently.
  • the Planetenträ ger is rotatably coupled to the second output shaft 4, preferably also permanently.
  • the sun gear 9 is coupled in a rotationally fixed manner to an electrical machine 12 or can be coupled in a rotationally fixed manner.
  • the sun gear 9 is connected to the electrical machine 12 in terms of drive technology via a clutch arrangement 13.
  • the clutch assembly 13 has a connec tion shaft 14 which is rotatably coupled to the electrical machine 12.
  • the connecting shaft 14 can be coupled to the sun gear 9 by means of a clutch 15 of the clutch assembly 13, namely via an intermediate shaft 16 which is rotatably coupled to the sun gear 9.
  • the inter mediate shaft 16 is preferably coaxial to the connecting shaft 14 is arranged.
  • the connecting shaft 14 can also be coupled to the ring gear 8 with the aid of the clutch 15, so that ultimately the electric machine 12 is coupled directly and rigidly to the input shaft 2 and the first output shaft 3 via the ring gear 8.
  • the connecting shaft 14 is coupled to the sun gear 9 or the intermediate shaft 16 in a first shift setting of the clutch arrangement 13 and decoupled from the ring gear 8, decoupled from the sun gear 9 and the ring gear 8 in a second shift position and with the ring gear 8 in a third shift setting coupled and decoupled from the sun gear 9.
  • the clutch 15 is preferably designed as a form-fit clutch. However, an embodiment as a non-positive coupling can - alternatively - be implemented.
  • the electrical machine 12 is drive-connected to the connecting shaft 14 via a reinforcing planetary gear 17 and a spur gear stage 18.
  • This enables a particularly space-saving arrangement of the electrical machine 12, namely, viewed in longitudinal section or in the axial direction, on the side of the planetary differential gear 7 facing away from the input shaft 2, in axial overlap with the first output shaft or coaxially on the first output shaft 3.
  • the reinforcement planetary gear 17 has a stationary or stationary reinforcement gear ring gear 19 and a reinforcement gear planet carrier 21 coupled to the connecting shaft 14 in a rotationally fixed manner.
  • a reinforcement gear planetary gear 22 is rotatably mounted on the reinforcement gear planet carrier 21.
  • the reinforcement gear planetary wheel 22 meshes with both the reinforcement gear ring gear 19 and the reinforcement gear sun gear 20.
  • the spur gear stage 18 has gears 23, 24 and 25, the gear 23 meshing with the gear 24 and the gear 24 with the gear 25 .
  • the gear 25, however, is rotatably coupled to the connecting shaft 14, in particular arranged on the connecting shaft 14.
  • the gear 25 is coaxial with the sun gear 9 of the planetary differential gear 7.
  • a first gear 26 is arranged on the first output shaft 3, which meshes with a second gear 27 of the input shaft 2.
  • the gears 26 and 27 are preferably designed as spur gears, so that an axially parallel offset between the input shaft 2 and the first output shaft 3 is realized by means of them.
  • a third gear 28 is provided, which is non-rotatably coupled to the ring gear 8 of the planetary differential gear 7 and is coaxial therewith.
  • the third gear 28 meshes with the first gear 26, but is spaced apart from the second gear 27 is arranged.
  • the third gear 28 is therefore only driven indirectly by the second gear 27 via the first gear 26.
  • the third gear wheel 28 is preferably present as a spur gear.
  • the input shaft 2, the first output shaft 3 and the ring gear 8 are preferably arranged at a distance from one another in parallel. This enables the illustrated coaxial arrangement of the electrical machine 12 on the first output shaft 3, which in turn leads to an extremely compact configuration of the transmission device 1.
  • the planet carrier 10 is connected in terms of drive technology to the second output shaft 4 via a gear stage 29, in particular a spur gear stage.
  • the gear stage 29 is preferably on the side of the gears 26, 27 and 28 facing away from the planetary differential gear 7.
  • the input shaft 2 and the second output shaft 4 protrude in regions into the transmission housing 6 of the gear change transmission 5.
  • the gears 26, 27 and 28 and the gear stage 29 are, however, preferably arranged outside the gear housing 6.
  • the coaxial arrangement of the first output shaft 3 and the second output shaft 4 shown here as well as their axially parallel arrangement to the input shaft 2 enables the use of a conventional gear change transmission 5 so that no changes to the transmission housing 6 are necessary.

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Abstract

The invention relates to a gearbox device (1) for a motor vehicle, which gearbox device comprises: an input shaft (2), which can be operatively connected to a drive device of the motor vehicle; a first output shaft (3); a second output shaft (4); and a planetary differential gearbox (7), by means of which the input shaft (2) is coupled to at least one of the output shafts (3, 4). The planetary differential gearbox comprises a ring gear (8), a sun gear (9) and a planet carrier (10). At least one planet gear (11) is rotatably mounted on the planet carrier (10), which planet gear meshes with both the ring gear (8) and the sun gear (9). The ring gear (8) is coupled to the input shaft (2) and the first output shaft (3) for conjoint rotation, and the planet carrier (10) is coupled to the second output shaft (4) for conjoint rotation. The second output shaft (4) is arranged coaxially to the axis of rotation. The sun gear (9) is or can be coupled to an electrical machine (12) for conjoint rotation, which electrical machine is arranged at an offset to the second output shaft (4).

Description

Getriebeeinrichtung für ein Kraftfahrzeug Transmission device for a motor vehicle
BESCHREIBUNG: Die Erfindung betrifft eine Getriebeeinrichtung für ein Kraftfahrzeug, die eine mit einer Antriebseinrichtung des Kraftfahrzeugs wirkverbindbare Eingangs welle sowie eine erste Ausgangswelle und eine zweite Ausgangswelle auf weist und über ein Planetenraddifferentialgetriebe verfügt, über das die Ein gangswelle mit zumindest einer der Ausgangswellen gekoppelt ist, wobei das Planetenraddifferentialgetriebe ein Hohlrad, ein Sonnenrad und einen Plane tenträger aufweist, die koaxial zueinander mit einer gemeinsamen Drehach se angeordnet sind, wobei an dem Planetenträger wenigstens ein Planeten rad drehbar gelagert ist, das sowohl mit dem Hohlrad als auch dem Sonnen rad kämmt DESCRIPTION: The invention relates to a transmission device for a motor vehicle, which has an input shaft operatively connectable to a drive device of the motor vehicle and a first output shaft and a second output shaft and has a planetary differential gear via which the input shaft is coupled to at least one of the output shafts. wherein the planetary differential gear has a ring gear, a sun gear and a plane carrier, which are arranged coaxially to each other with a common Drehach se, wherein at least one planet wheel is rotatably mounted on the planet carrier, which meshes with both the ring gear and the sun wheel
Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift DE 10 2013 214 773 A1 bekannt. Diese beschreibt eine Hybridantriebseinheit eines All radfahrzeugs, mit einem Verbrennungsmotor, mindestens einer elektrischen Maschine und einem Getriebe, wobei der Verbrennungsmotor an eine Ein- gangswelle des Getriebes gekoppelt ist, wobei eine Ausgangswelle des Ge triebes an eine erste antreibbare Achse des Allradfahrzeugs gekoppelt ist, und wobei eine erste elektrische Maschine abhängig von der Schaltstellung von Schaltelementen entweder ausschließlich an eine Zwischenwelle des Getriebes und damit über das Getriebe an die erste antreibbare Achse des Allradfahrzeugs oder zusätzlich hierzu beziehungsweise alternativ hierzu an eine zweite antreibbare Achse des Allradfahrzeugs gekoppelt ist. The document DE 10 2013 214 773 A1, for example, is known from the prior art. This describes a hybrid drive unit of an all-wheel-drive vehicle, with an internal combustion engine, at least one electric machine and a transmission, the internal combustion engine being coupled to an input shaft of the transmission, an output shaft of the transmission being coupled to a first drivable axle of the all-wheel-drive vehicle, and wherein a first electrical machine, depending on the switching position of the switching elements, is either exclusively coupled to an intermediate shaft of the transmission and thus via the transmission to the first drivable axle of the all-wheel-drive vehicle or additionally or alternatively to a second drivable axle of the all-wheel-drive vehicle.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Getriebeeinrichtung für ein Kraftfahrzeug vorzuschlagen, welche gegenüber bekannten Getriebeeinrichtungen Vorteile aufweist, insbesondere trotz äußerst kompakter Bauform eine„Torque Vec- toring“-Funktiona!ität zwischen den beiden Ausgangswellen realisiert. It is the object of the invention to propose a transmission device for a motor vehicle which has advantages over known transmission devices has, in particular despite its extremely compact design, a "torque vectoring" function is implemented between the two output shafts.
Dies wird erfindungsgemäß mit einer Getriebeeinrichtung für ein Kraftfahr zeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass das Hohlrad mit der Eingangswelle und der ersten Ausgangswelle und der Planetenträger mit der zweiten Ausgangswelle drehfest gekoppelt ist, wobei die erste Ausgangswelle parallel beabstandet zu der Drehachse an geordnet und das Sonnenrad mit einer elektrischen Maschine drehfest ge koppelt oder drehfest koppelbar ist. This is achieved according to the invention with a transmission device for a motor vehicle with the features of claim 1. It is provided that the ring gear with the input shaft and the first output shaft and the planet carrier with the second output shaft is rotatably coupled, the first output shaft being arranged parallel to the axis of rotation and the sun gear rotatably coupled or rotatably coupled to an electrical machine .
Die Getriebeeinrichtung dient dem Übertragen eines Drehmoments bezie hungsweise Antriebsdrehmoments zwischen der Antriebseinrichtung des Kraftfahrzeugs einerseits sowie wenigstens einer Radachse des Kraftfahr zeugs andererseits. Über die Getriebeeinrichtung ist insoweit die wenigstens eine Radachse mit der Antriebseinrichtung wirkverbunden beziehungsweise zumindest wirkverbindbar. Die wenigstens eine Radachse liegt entsprechend als angetriebene Radachse vor. Sie kann insbesondere als Vorderradachse oder als Hinterradachse des Kraftfahrzeugs ausgestaltet sein. The transmission device serves to transmit a torque or drive torque between the drive device of the motor vehicle on the one hand and at least one wheel axle of the motor vehicle on the other hand. To this extent, the at least one wheel axle is operatively connected or at least operatively connected to the drive device via the transmission device. The at least one wheel axle is accordingly present as a driven wheel axle. In particular, it can be designed as a front wheel axle or a rear wheel axle of the motor vehicle.
Beispielsweise ist über die Getriebeeinrichtung lediglich eine einzige Rad achse des Kraftfahrzeugs antreibbar. In diesem Fall dient die Getriebeein richtung insbesondere dem Aufteilen des von der Antriebseinrichtung bereit gestellten Antriebsdrehmoments auf unterschiedliche Teilachsen dieser Radachse, wobei über jede der Teilachsen wenigstens ein Rad des Kraft fahrzeugs antriebstechnisch mit der Getriebeeinrichtung und entsprechend der Antriebseinrichtung gekoppelt oder zumindest koppelbar ist. Die Getrie beeinrichtung dient insoweit als Achsdifferentialgetriebe. Alternativ kann es vorgesehen sein, dass über die Getriebeeinrichtung mehrere Radachsen antriebstechnisch an die Antriebseinrichtung angeschlossen sind. In diesem Fall dient die Getriebeeinrichtung als Mittendifferentialgetriebe der Aufteilung des Antriebsdrehmoments auf die unterschiedlichen Radachsen Die Rad achsen liegen beispielsweise als Vorderradachse sowie als Hinterradachse vor. Die Getriebeeinrichtung weist die Eingangsweile sowie die erste Ausgangs welle und die zweite Ausgangswelle auf. Die Eingangswelle der Getriebeein richtung ist an die Antriebseinrichtung des Kraftfahrzeugs antriebstechnisch angeschlossen, vorzugsweise über ein Gangwechselgetriebe und/oder eine Kupplung, insbesondere eine Anfahrkupplung Mittels des Gangwechselge triebes kann eine aus mehreren Übersetzungen ausgewählte Übersetzung zwischen der Antriebseinrichtung und der Eingangswelle der Getriebeeinrich tung eingestellt werden. Die Kupplung ist bevorzugt als Schaltkupplung und besonders bevorzugt als Anfahrkupplung ausgestaltet Mithilfe der Kupplung kann insoweit die Wirkverbindung zwischen der Antriebseinrichtung der Ein gangswelle der Getriebeeinrichtung wahlweise hergestellt oder unterbrochen werden. For example, only a single wheel axis of the motor vehicle can be driven via the transmission device. In this case, the gear unit is used in particular to distribute the drive torque provided by the drive unit to different sub-axles of this wheel axle, with at least one wheel of the motor vehicle being coupled or at least connectable to the gear unit and corresponding to the drive unit via each of the sub-axles. The gear mechanism serves as an axle differential gear. Alternatively, it can be provided that several wheel axles are connected to the drive device via the transmission device. In this case, the transmission device serves as a center differential gear to distribute the drive torque to the different wheel axles. The wheel axles are, for example, a front wheel axle and a rear wheel axle. The transmission device has the input shaft and the first output shaft and the second output shaft. The input shaft of the Getriebein direction is drive technology connected to the drive device of the motor vehicle, preferably via a gear change gear and / or a clutch, in particular a starting clutch.Using the Gangwechselge gear, a gear selected from several gear ratios can be set between the drive device and the input shaft of the Getriebeinrich device. The clutch is preferably designed as a shift clutch and particularly preferably as a starting clutch. With the aid of the clutch, the operative connection between the drive device of the input shaft of the transmission device can optionally be established or interrupted.
Es kann vorgesehen sein, dass die erste Ausgangswelle mit einer ersten Teilwelle der Radachse, insbesondere über ein erstes Getriebe, und die zweite Ausgangswelle mit einer zweiten Teilwelle der Radachse, insbeson dere über ein zweites Getriebe, wirkverbindbar oder wirkverbunden ist. Be sonders bevorzugt ist die erste Ausgangswelle permanent und/oder starr mit der zweiten Teilwelle gekoppelt. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die erste Ausgangswelle mit einer ersten Radachse, insbesondere über das ers te Getriebe, und die zweite Ausgangswelle mit einer zweiten Radachse, ins besondere über das zweite Getriebe, wirkverbindbar oder wirkverbunden ist. Wiederum ist bevorzugt die erste Ausgangswelle permanent und/oder starr mit der ersten Radachse und die zweite Ausgangswelle permanent und/oder starr mit der zweiten Radachse gekoppelt. Das erste Getriebe und das zwei te Getriebe können jeweils als Kegelradgetriebe ausgestaltet sein, sodass die Drehachsen der beiden Teilwellen beziehungsweise der beiden Radach sen jeweils gegenüber den Drehachsen der Ausgangswellen angewinkelt sind, also einen Winkel mit ihnen einschließen, der größer als 0° und kleiner als 180° ist. It can be provided that the first output shaft is operatively connectable or operatively connected to a first partial shaft of the wheel axle, in particular via a first gear, and the second output shaft is operatively connected to a second partial shaft of the wheel axle, in particular via a second gear. The first output shaft is particularly preferably coupled permanently and / or rigidly to the second partial shaft. Alternatively, it can be provided that the first output shaft is operatively connectable or operatively connected to a first wheel axle, in particular via the first gear, and the second output shaft is operatively connected to a second wheel axle, in particular via the second gear. Again, the first output shaft is preferably permanently and / or rigidly coupled to the first wheel axle and the second output shaft is permanently and / or rigidly coupled to the second wheel axle. The first gear and the second gear can each be designed as a bevel gear, so that the axes of rotation of the two partial shafts or the two Radach sen are each angled with respect to the axes of rotation of the output shafts, so include an angle with them that is greater than 0 ° and less than Is 180 °.
Die Antriebseinrichtung verfügt über zumindest ein Antriebsaggregat, wel ches beispielsweise als Brennkraftmaschine oder als elektrische Maschine ausgestaltet ist. Selbstverständlich kann die Antriebsrichtung auch als Hyb ridantriebseinrichtung vorliegen und insoweit mehrere Antriebsaggregate aufweisen, welche bevorzugt unterschiedlichen Typs sind. In diesem Fall liegt eines der Antriebsaggregate beispielsweise als Brennkraftmaschine und ein anderes der Antriebsaggregate als elektrische Maschine vor. Verfügt die Antriebseinrichtung über mehrere Antriebsaggregate, so ist sie bevorzugt derart ausgestaltet, dass die Antriebsaggregate zumindest zeitweise das auf das Antreiben des Kraftfahrzeugs gerichtete Antriebsdrehmoment gemein sam bereitstellen. The drive device has at least one drive unit, wel Ches, for example, as an internal combustion engine or as an electrical machine is designed. Of course, the drive direction can also be in the form of a hybrid drive device and to this extent have several drive units, which are preferably of different types. In this case, one of the drive units is, for example, an internal combustion engine and another of the drive units is an electrical machine. If the drive device has several drive units, it is preferably designed in such a way that the drive units jointly provide the drive torque aimed at driving the motor vehicle at least at times.
Die Eingangswelle der Getriebeeinrichtung ist über das Planetenraddifferen tialgetriebe, welches als Planetengetriebe vorliegt, mit der wenigstens einen der Ausgangswellen gekoppelt, insbesondere permanent. Vorzugsweise ist die Eingangswelle über das Planetenraddifferentialgetriebe mit der zweiten Ausgangswelle gekoppelt. Über das Planetenraddifferentialgetriebe ist be vorzugt eine drehmomentaufteilende Kopplung der Wellen realisiert, sodass das an der Eingangswelle bereitgestellte Antriebsdrehmoment mithilfe des Planetenraddifferentialgetriebes auf die erste Ausgangswelle und die zweite Ausgangswelle aufgeteilt werden kann beziehungsweise aufgeteilt wird. Das Planetenraddifferentialgetriebe ist ein Getriebe, welches mehrere miteinan der kämmende Stirnräder aufweist. Ganz allgemein arbeitet das Planeten raddifferentialgetriebe als Ausgleichsgetriebe. The input shaft of the transmission device is coupled, in particular permanently, to the at least one of the output shafts via the planetary gear differential, which is in the form of a planetary gear. The input shaft is preferably coupled to the second output shaft via the planetary gear differential. A torque-dividing coupling of the shafts is preferably implemented via the planetary gear differential, so that the drive torque provided on the input shaft can be or is divided between the first output shaft and the second output shaft using the planetary gear differential. The planetary gear differential is a transmission which has several miteinan the meshing spur gears. In general, the planetary gear differential works as a differential gear.
Das Planetenraddifferentialgetriebe weist den Planetenträger auf, an wel chem das wenigstens eine Planetenrad drehbar gelagert ist. Das Planeten rad kämmt sowohl mit dem Hohlrad als auch mit dem Sonnenrad des Plane tenraddifferentialgetriebes. Die Getriebeeinrichtung weist vorzugsweise meh rere Planetenräder auf. Falls im Rahmen dieser Beschreibung von dem Pla netenrad die Rede ist, so sind die Ausführungen stets auf das mindestens eine Planetenrad bezogen, sofern nicht auf das Gegenteil hingewiesen wird. The planetary gear differential has the planet carrier, on wel chem the at least one planet gear is rotatably mounted. The planet wheel meshes with both the ring gear and the sun gear of the Plane tenraddifferentialgetriebes. The transmission device preferably has several planetary gears. If in the context of this description the planet gear is mentioned, the statements are always based on the at least one planet gear, unless the contrary is indicated.
Es ist vorgesehen, dass das Hohlrad des Planetenraddifferentialgetriebes sowohl mit der Eingangswelle als auch der ersten Ausgangswelle drehfest gekoppelt ist. Beispielsweise sind hierzu die Eingangswelle und die erste Ausgangswelle über eine gemeinsame Weile mit dem Hohlrad verbunden oder die Eingangswelle ist unmittelbar mit der ersten Ausgangswelle gekop pelt, vorzugsweise starr. Der Planetenträger ist hingegen mit der zweiten Ausgangswelle drehtest gekoppelt. Das Sonnenrad schließlich ist antriebs technisch mit der elektrischen Maschine drehtest gekoppelt oder mit ihr zu mindest koppelbar, beispielsweise mittels einer Schaltkupplungsanordnung, die antriebstechnisch zwischen dem Sonnenrad und der elektrischen Ma schine angeordnet ist. It is provided that the ring gear of the planetary differential gear is coupled in a rotationally fixed manner both to the input shaft and to the first output shaft. For example, this is the input shaft and the first Output shaft connected to the ring gear over a common while or the input shaft is directly coupled to the first output shaft, preferably rigid. The planet carrier, however, is coupled to the second output shaft in a rotationally test manner. Finally, the sun gear is drive-technically coupled to the electrical machine in a rotationally test manner or at least can be coupled to it, for example by means of a clutch arrangement that is drive-wise arranged between the sun gear and the electrical machine.
Ist die elektrische Maschine mit dem Sonnenrad antriebstechnisch gekop pelt, so kann mithilfe der elektrischen Maschine eine Drehmomentaufteilung des an der Eingangswelle anliegenden Antriebsdrehmoments auf die erste Ausgangswelle und die zweite Ausgangswelle vorgenommen werden. Die elektrische Maschine ermöglicht insoweit ein sogenanntes„Torque Vecto- ring“. Gleichzeitig ist die Getriebeeinrichtung sehr kompakt ausgestaltet. Hierzu ist die erste Ausgangswelle parallel beabstandet zu der Drehachse des Hohlrads, des Sonnenrads und des Planetenträgers angeordnet. If the electric machine is drive-technically coupled to the sun gear, the electric machine can be used to split the drive torque applied to the input shaft between the first output shaft and the second output shaft. In this respect, the electric machine enables what is known as “torque vectoring”. At the same time, the transmission device is designed to be very compact. For this purpose, the first output shaft is arranged at a distance parallel to the axis of rotation of the ring gear, the sun gear and the planet carrier.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass auf der ersten Ausgangs welle ein erstes Zahnrad drehfest angeordnet ist, das mit einem zweiten Zahnrad der Eingangswelle und/oder mit einem mit dem Hohlrad drehfest gekoppelten dritten Zahnrad kämmt. Die Zahnräder liegen bevorzugt als Stirnräder vor. Es kann vorgesehen sein, dass das erste Zahnrad mit dem zweiten Zahnrad kämmt und von dem dritten Zahnrad beabstandet ist, wobei das zweite Zahnrad mit dem dritten Zahnrad kämmt. Alternativ kann es vor gesehen sein, dass das erste Zahnrad mit dem dritten Zahnrad kämmt und von dem zweiten Zahnrad beabstandet ist, wobei wiederum das zweite Zahnrad mit dem dritten Zahnrad kämmt. A further development of the invention provides that a first gearwheel is arranged on the first output shaft in a rotationally fixed manner, which meshes with a second gearwheel of the input shaft and / or with a third gearwheel coupled with the ring gear in a rotationally fixed manner. The gears are preferably in the form of spur gears. It can be provided that the first gear meshes with the second gear and is spaced apart from the third gear, the second gear meshing with the third gear. Alternatively, it can be provided that the first gear meshes with the third gear and is spaced apart from the second gear, the second gear in turn meshing with the third gear.
Es kann insoweit vorgesehen sein, eines der Zahnräder lediglich mittelbar über ein anderes der Zahnräder anzutreiben. Es kann jedoch auch vorgese hen sein, dass das erste Zahnrad sowohl mit dem zweiten Zahnrad als auch dem dritten Zahnrad kämmt, sodass das zweite Zahnrad und das dritte Zahnrad unmittelbar von dem ersten Zahnrad angetrieben werden. Bevor- zugt ist jedoch die Ausgestaltung, gemäß welcher das dritte Zahnrad ledig lich mittelbar über das zweite Zahnrad von dem ersten Zahnrad angetrieben wird, wobei sowohl das erste Zahnrad als auch das dritte Zahnrad mit dem zweiten Zahnrad kämmen. Dies ermöglicht eine besonders kompakte Aus gestaltung der Getriebeeinrichtung, insbesondere bei einer koaxialen Anord nung der elektrischen Maschine zu der ersten Ausgangswelle. In this respect, it can be provided that one of the gears is only driven indirectly via another of the gears. However, it can also be provided that the first gear meshes with both the second gear and the third gear, so that the second gear and the third gear are driven directly by the first gear. Before- However, the configuration according to which the third gear is driven indirectly via the second gear from the first gear is given, with both the first gear and the third gear meshing with the second gear. This enables a particularly compact design of the transmission device, especially in the case of a coaxial arrangement of the electrical machine with the first output shaft.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Planetenträger über wenigstens eine Getriebestufe mit der zweiten Ausgangswelle drehfest gekoppelt ist. Die Getriebestufe ist vorzugsweise als Stirnradgetriebestufe ausgebildet, sodass mittels der Getriebestufe ein Achs- versatz zwischen der Drehachse des Planetenträgers und der zweiten Aus gangswelle realisiert ist. Beispielsweise können bei einer derartigen Ausge staltung die erste Ausgangswelle und die zweite Ausgangswelle koaxial zu einander angeordnet sein. Bevorzugt ist zudem die Eingangswelle radial be- abstandet von der ersten Ausgangswelle und/oder der zweiten Ausgangs welle angeordnet. Hierdurch wird eine besonders kompakte Ausführungs form der Getriebeeinrichtung realisiert. In a further embodiment of the invention, it is provided that the planet carrier is coupled to the second output shaft in a rotationally fixed manner via at least one gear stage. The gear stage is preferably designed as a spur gear stage so that an axial offset is implemented between the axis of rotation of the planet carrier and the second output shaft by means of the gear stage. For example, with such a configuration, the first output shaft and the second output shaft can be arranged coaxially to one another. In addition, the input shaft is preferably arranged at a radial distance from the first output shaft and / or the second output shaft. As a result, a particularly compact embodiment of the transmission device is realized.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Sonnenrad über eine Schaltkupplungsanordnung an die elekt rische Maschine antriebstechnisch angeschlossen ist. Hierdurch wird eine besonders günstige Integration der elektrischen Maschine in die Getriebeein richtung erzielt Mittels der Schaltkupplungsanordnung ist die elektrische Ma schine wahlweise mit dem Sonnenrad koppelbar. Bei einer ersten Schaltein stellung der Schaltkupplungsanordnung ist insoweit die elektrische Maschine mit dem Sonnenrad gekoppelt, vorzugsweise starr beziehungsweise dreh fest. Bei einer zweiten Schalteinstellung der Schaltkupplungsanordnung ist hingegen die elektrische Maschine von dem Sonnenrad entkoppelt. Ist die elektrische Maschine mit dem Sonnenrad antriebstechnisch gekoppelt, so kann mithilfe der elektrischen Maschine eine Drehmomentaufteilung des an der Eingangswelle anliegenden Antriebsdrehmoments auf die erste Aus gangswelle und die zweite Ausgangswelle vorgenommen werden. Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Sonnenrad über ein Verstärkungsplanetengetriebe an die elektrische Maschine antriebstechnisch angeschlossen ist. Das Verstärkungsplanetengetriebe dient der platzsparen den Realisierung einer Übersetzung zwischen der elektrischen Maschine und dem Sonnenrad beziehungsweise der Schaltkupplungsanordnung. Beson ders bevorzugt ist das Verstärkungsplanetengetriebe antriebstechnisch zwi schen der elektrischen Maschine und der Schaltkupplungsanordnung ange ordnet. Es kann zudem vorgesehen sein, eine Stirnradgetriebestufe mit dem Verstärkungsplanetengetriebe in Reihe zu schalten. Hierbei kann beispiels weise die elektrische Maschine über das Verstärkungsplanetengetriebe und die Stirnradgetriebestufe an das Sonnenrad beziehungsweise die Schalt kupplungsanordnung antriebtechnisch angeschlossen sein. Hierdurch wird bei geringem Bauraumbedarf eine hohe Übersetzung erzielt. Dies gilt insbe sondere bei einer koaxialen Anordnung des Verstärkungsplanetengetriebes zu der ersten Ausgangswelle. In the context of a further embodiment of the invention it can be provided that the sun gear is connected in terms of drive technology to the electric machine via a clutch assembly. In this way, a particularly favorable integration of the electric machine in the gearbox device is achieved. By means of the clutch assembly, the electric machine can be optionally coupled to the sun gear. In a first Schaltein position of the clutch assembly, the electrical machine is coupled to the sun gear, preferably rigidly or rotationally fixed. In the case of a second shift setting of the clutch arrangement, however, the electrical machine is decoupled from the sun gear. If the electric machine is drive-connected to the sun gear, the electric machine can be used to split the drive torque applied to the input shaft between the first output shaft and the second output shaft. A further development of the invention provides that the sun gear is connected in terms of drive technology to the electrical machine via a reinforcing planetary gear. The reinforcing planetary gear is used to save space and implement a translation between the electrical machine and the sun gear or the clutch assembly. The reinforcement planetary gear is particularly preferred in terms of drive technology between the electrical machine and the clutch assembly is arranged. It can also be provided that a spur gear stage is connected in series with the reinforcing planetary gear. Here, for example, the electric machine can be connected in terms of drive technology to the sun gear or the switching clutch arrangement via the reinforcing planetary gear and the spur gear stage. In this way, a high gear ratio is achieved with little space requirement. This applies in particular to a coaxial arrangement of the reinforcing planetary gear to the first output shaft.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die elektrische Maschine mit einer Verbindungswelle drehfest verbunden ist, die koaxial zu einer mit dem Sonnenrad drehfest gekoppelten Zwischenwelle angeordnet ist. Die Verbindungswelle stellt beispielsweise eine Antriebswelle der Schaltkupplungsanordnung dar. Die Verbindungswelle ist starr mit der elektrischen Maschine gekoppelt. Vorzugsweise ist sie mit der Zwischenwel le und/oder dem Sonnenrad des Planetenraddifferentialgetriebes gekoppelt oder koppelbar, insbesondere mithilfe der Schaltkupplungsanordnung. Another preferred embodiment of the invention provides that the electrical machine is connected in a rotationally fixed manner to a connecting shaft which is arranged coaxially to an intermediate shaft which is coupled to the sun gear in a rotationally fixed manner. The connecting shaft represents, for example, a drive shaft of the clutch assembly. The connecting shaft is rigidly coupled to the electrical machine. It is preferably coupled or can be coupled to the intermediate shaft and / or the sun gear of the planetary differential gear, in particular with the aid of the clutch arrangement.
Beispielsweise ist es vorgesehen, dass bei der ersten Schalteinstellung der Schaltkupplungsanordnung die Verbindungswelle mit dem Sonnenrad und/oder der Zwischenwelle gekoppelt ist, insbesondere starr. Bei einer zweiten Schalteinstellung der Schaltkupplungsanordnung, welche optional ist, ist hingegen die Verbindungswelle von dem Sonnenrad entkoppelt, so- dass die elektrische Maschine nicht mit dem Sonnenrad antriebstechnisch verbunden ist. Zusätzlich kann es in einer (optionalen) dritten Schalteinstel lung der Schaltkupplungsanordnung vorgesehen sein, dass die Verbin dungswelle drehfest mit dem Hohlrad gekoppelt ist. Mithilfe der Schaltkupplungsanordnung kann insoweit die elektrische Ma schine wahlweise mit der Zwischenwelle oder dem Sonnenrad verbunden werden. In der ersten Schalteinstellung kann also mithilfe der elektrischen Maschine die„Torque Vectoring“-Funktionalität realisiert sein, wohingegen in der dritten Schalteinstellung die elektrische Maschine unmittelbar mit der Eingangswelle und der ersten Ausgangswelle gekoppelt ist, vorzugsweise starr. Die beschriebene Ausgestaltung der Getriebeeinrichtung ermöglicht einen besonders flexiblen Betrieb Die Verbindungswelle ist zur kompakten Ausgestaltung der Getriebeeinrichtung koaxial zu der Zwischenwelle ange ordnet, welche mit dem Sonnenrad drehfest gekoppelt ist. For example, it is provided that, in the first shift setting of the clutch arrangement, the connecting shaft is coupled to the sun gear and / or the intermediate shaft, in particular rigidly. In a second shift setting of the clutch arrangement, which is optional, however, the connecting shaft is decoupled from the sun gear, so that the electrical machine is not connected to the sun gear in terms of drive technology. In addition, in an (optional) third switching setting of the clutch arrangement, it can be provided that the connecting shaft is coupled to the ring gear in a rotationally fixed manner. With the help of the clutch arrangement, the electrical machine can be connected to either the intermediate shaft or the sun gear. In the first shift setting, the “torque vectoring” functionality can thus be implemented with the help of the electrical machine, whereas in the third shift setting the electrical machine is coupled directly to the input shaft and the first output shaft, preferably rigidly. The described configuration of the transmission device enables particularly flexible operation. For the compact configuration of the transmission device, the connecting shaft is arranged coaxially with the intermediate shaft, which is coupled to the sun gear in a rotationally fixed manner.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Verbin dungswelle bei einer Schalteinstellung der Schaltkupplungsanordnung starr mit dem Hohlrad und bei einer weiteren Schalteinstellung der Schaltkupp lungsanordnung starr mit der Zwischenwelle verbunden ist. Die Schalteinstel lung entspricht insoweit der vorstehend beschriebenen dritten Schalteinstel- lung und die weitere Schalteinstellung der ersten Schalteinstellung Somit ist der bereits erwähnte flexible Betrieb der Getriebeeinrichtung möglich. A further embodiment of the invention provides that the connec tion shaft is rigidly connected to the ring gear when the clutch arrangement is switched, and rigidly connected to the intermediate shaft when the clutch arrangement is switched further. To this extent, the shift setting corresponds to the third shift setting described above, and the further shift setting corresponds to the first shift setting. The aforementioned flexible operation of the transmission device is thus possible.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Verstär kungsplanetengetriebe ein stillstehendes Verstärkungsgetriebehohlrad, ein drehfest mit der elektrischen Maschine gekoppeltes Verstärkungsgetriebe sonnenrad und einen drehfest mit der Verbindungswelle gekoppelten Ver stärkungsgetriebeplanetenträger aufweist. An dem Verstärkungsgetriebepla netenträger ist wenigstens ein Verstärkungsgetriebeplanetenrad drehbar ge lagert, welches sowohl mit dem Verstärkungsgetriebehohlrad als auch dem Verstärkungsgetriebesonnenrad kämmt. Das Verstärkungsgetriebehohlrad ist stillstehend beziehungsweise ortsfest angeordnet, also beispielsweise bezüglich eines Getriebegehäuses der Getriebeeinrichtung festgesetzt. Das Verstärkungsgetriebesonnenrad ist hingegen mit der elektrischen Maschine drehfest gekoppelt und der Verstärkungsgetriebeplanetenträger mit der Ver bindungswelle Letzteres erfolgt vorzugsweise über die bereits erwähnte Stirnradgetriebestufe. Hierdurch wird ein besonders kompakter Aufbau der Getriebeeinrichtung umgesetzt. A preferred embodiment of the invention provides that the reinforcing planetary gear has a stationary booster ring gear, a non-rotatably coupled to the electrical machine booster sun gear and a non-rotatably coupled to the connecting shaft reinforcing gear planet carrier. At least one reinforcement planetary gear is rotatably superimposed on the reinforcement gear planet carrier, which meshes with both the reinforcement gear ring gear and the reinforcement gear sun gear. The reinforcement ring gear is arranged stationary or stationary, that is to say fixed, for example, with respect to a gear housing of the gear device. The booster gear sun gear, however, is rotatably coupled to the electric machine and the booster gear planet carrier with the connecting shaft Ver. The latter is preferably done via the aforementioned Spur gear stage. A particularly compact design of the transmission device is implemented as a result.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die elektrische Maschine koaxial zu der ersten Ausgangswelle angeordnet ist. Bevorzugt ist die elektrische Maschine im Längsschnitt beziehungsweise in axialer Rich tung gesehen auf der der Eingangswelle abgewandten Seite des Planeten raddifferentialgetriebes angeordnet. Besonders bevorzugt sind auf dieser Seite des Planetenraddifferentialgetriebes sowohl die elektrische Maschine als auch das Verstärkungsplanetengetriebe angeordnet ln radialer Richtung gesehen liegen die elektrische Maschine und/oder das Verstärkungsplane tengetriebe zumindest bereichsweise in Überdeckung mit dem Planetenrad differentialgetriebe vor. Hierdurch und durch die koaxiale Anordnung der elektrischen Maschine zu der ersten Ausgangswelle wird eine besonders kompakte Ausgestaltung der Getriebeeinrichtung erzielt. Another embodiment of the invention provides that the electrical machine is arranged coaxially to the first output shaft. The electric machine is preferably arranged in longitudinal section or in the axial direction on the side of the planetary gear differential facing away from the input shaft. Particularly preferably, both the electrical machine and the planetary reinforcement gear are arranged on this side of the planetary differential gear. Seen in the radial direction, the electrical machine and / or the planetary reinforcement gear are at least partially in overlap with the planetary differential gear. As a result of this and the coaxial arrangement of the electrical machine with the first output shaft, a particularly compact design of the transmission device is achieved.
Schließlich kann im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass die elektrische Maschine und/oder das Verstärkungs planetengetriebe in axialer Richtung bezüglich der Drehachse gesehen auf der der Eingangswelle abgewandten Seite des Planetenraddifferentialgetrie bes angeordnet sind. Hierauf wurde bereits hingewiesen. Diese ermöglicht die besonders kompakte Ausgestaltung der Getriebeeinrichtung, insbeson dere zusammen mit der koaxialen Anordnung der zweiten Ausgangswelle bezüglich der ersten Ausgangswelle. Finally, as part of a further embodiment of the invention, it can be provided that the electrical machine and / or the reinforcement planetary gear are arranged on the side of the planetary differential gear facing away from the input shaft, viewed in the axial direction with respect to the axis of rotation. This has already been pointed out. This enables the particularly compact design of the transmission device, in particular together with the coaxial arrangement of the second output shaft with respect to the first output shaft.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Er findung erfolgt. Dabei zeigt die einzige The invention is explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments shown in the drawing, without the invention being restricted. It shows the only one
Figur eine schematische Darstellung einer Getriebeeinrichtung für ein Figure is a schematic representation of a transmission device for a
Kraftfahrzeug. Motor vehicle.
Die Figur zeigt eine schematische Längsschnittdarstellung einer Getriebeein richtung 1 für ein Kraftfahrzeug. Die Getriebeeinrichtung 1 verfügt über eine Eingangswelle 2, eine erste Ausgangswelle 3 sowie über eine zweite Aus gangswelle 4 Die Eingangswelle 2 ist an eine Antriebseinrichtung des Kraft fahrzeugs antriebstechnisch angeschlossen, vorzugsweise über ein Gang wechselgetriebe 5, von welchem hier lediglich andeutungsweise ein Getrie begehäuse 6 gezeigt ist. The figure shows a schematic longitudinal sectional view of a gear device 1 for a motor vehicle. The transmission device 1 has a Input shaft 2, a first output shaft 3 and a second output shaft 4 The input shaft 2 is drive-connected to a drive device of the motor vehicle, preferably via a gear change gear 5, of which a gearbox 6 is shown here only hinted at.
Die Getriebeeinrichtung 1 verfügt weiterhin über ein Planetenraddifferential getriebe 7, über das die Eingangswelle 2 mit zumindest einer der Ausgangs wellen 3 und 4 gekoppelt ist. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Eingangswelle 2 über das Planetenraddifferentialgetriebe 7 mit der zweiten Ausgangswelle 4 permanent gekoppelt. Das Planetenraddifferential getriebe 7 weist ein Hohlrad 8, ein Sonnenrad 9 sowie einen Planetenträger 10 auf. An dem Planetenträger 10 ist wenigstens ein Planetenrad 11 drehbar gelagert, das sowohl mit dem Hohlrad 8 als auch mit dem Sonnenrad 9 kämmt. Das Hohlrad 8 ist mit der Eingangswelle 2 und der ersten Aus gangswelle 3 drehfest gekoppelt, vorzugsweise permanent. Der Planetenträ ger ist hingegen mit der zweiten Ausgangswelle 4 drehfest gekoppelt, vor zugsweise ebenfalls permanent. Das Sonnenrad 9 ist schließlich mit einer elektrischen Maschine 12 drehfest gekoppelt oder drehfest koppelbar. The transmission device 1 also has a planetary gear differential 7, via which the input shaft 2 is coupled to at least one of the output shafts 3 and 4. In the exemplary embodiment shown here, the input shaft 2 is permanently coupled to the second output shaft 4 via the planetary differential gear 7. The planetary differential gear 7 has a ring gear 8, a sun gear 9 and a planet carrier 10. At least one planet gear 11 is rotatably mounted on the planet carrier 10 and meshes with both the ring gear 8 and the sun gear 9. The ring gear 8 is rotatably coupled to the input shaft 2 and the first output shaft 3, preferably permanently. The Planetenträ ger, however, is rotatably coupled to the second output shaft 4, preferably also permanently. Finally, the sun gear 9 is coupled in a rotationally fixed manner to an electrical machine 12 or can be coupled in a rotationally fixed manner.
In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Sonnenrad 9 über eine Schaltkupplungsanordnung 13 antriebstechnisch an die elektrische Maschine 12 angeschlossen. Die Schaltkupplungsanordnung 13 weist eine Verbin dungswelle 14 auf, die drehfest mit der elektrischen Maschine 12 gekoppelt ist. Die Verbindungswelle 14 ist mittels einer Schaltkupplung 15 der Schalt kupplungsanordnung 13 mit dem Sonnenrad 9 koppelbar, nämlich über eine Zwischenwelle 16, die mit dem Sonnenrad 9 drehfest gekoppelt ist. Die Zwi schenwelle 16 ist vorzugsweise koaxial zu der Verbindungswelle 14 ange ordnet. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Verbindungs welle 14 mithilfe der Schaltkupplung 15 zusätzlich mit dem Hohlrad 8 kop pelbar, sodass schlussendlich die elektrische Maschine 12 über das Hohlrad 8 unmittelbar und starr mit der Eingangswelle 2 und der ersten Ausgangswel le 3 gekoppelt ist. Die Verbindungswelle 14 ist insoweit in einer ersten Schalteinsteilung der Schaltkupplungsanordnung 13 mit dem Sonnenrad 9 beziehungsweise der Zwischenwelle 16 gekoppelt und von dem Hohlrad 8 entkoppelt, in einer zweiten Schaltstellung von dem Sonnenrad 9 und dem Hohlrad 8 entkoppelt und in einer dritten Schalteinstellung mit dem Hohlrad 8 gekoppelt und von dem Sonnenrad 9 entkoppelt. Die Schaltkupplung 15 ist hierbei bevorzugt als formschlüssige Schaltkupplung ausgestaltet. Auch eine Ausführung als kraft schlüssige Kupplung kann jedoch - alternativ - realisiert sein. In the exemplary embodiment shown here, the sun gear 9 is connected to the electrical machine 12 in terms of drive technology via a clutch arrangement 13. The clutch assembly 13 has a connec tion shaft 14 which is rotatably coupled to the electrical machine 12. The connecting shaft 14 can be coupled to the sun gear 9 by means of a clutch 15 of the clutch assembly 13, namely via an intermediate shaft 16 which is rotatably coupled to the sun gear 9. The inter mediate shaft 16 is preferably coaxial to the connecting shaft 14 is arranged. In the exemplary embodiment shown here, the connecting shaft 14 can also be coupled to the ring gear 8 with the aid of the clutch 15, so that ultimately the electric machine 12 is coupled directly and rigidly to the input shaft 2 and the first output shaft 3 via the ring gear 8. The connecting shaft 14 is coupled to the sun gear 9 or the intermediate shaft 16 in a first shift setting of the clutch arrangement 13 and decoupled from the ring gear 8, decoupled from the sun gear 9 and the ring gear 8 in a second shift position and with the ring gear 8 in a third shift setting coupled and decoupled from the sun gear 9. The clutch 15 is preferably designed as a form-fit clutch. However, an embodiment as a non-positive coupling can - alternatively - be implemented.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die elektrische Maschine 12 antriebstechnisch über ein Verstärkungsplanetengetriebe 17 sowie eine Stirnradgetriebestufe 18 antriebstechnisch an die Verbindungswelle 14 an geschlossen. Hierdurch wird eine besonders platzsparende Anordnung der elektrischen Maschine 12 möglich, nämlich im Längsschnitt beziehungsweise in axialer Richtung gesehen auf der der Eingangswelle 2 abgewandten Seite des Planetenraddifferentialgetriebes 7, in axialer Überdeckung mit der ersten Ausgangswelle beziehungsweise koaxial auf der ersten Ausgangswelle 3. In the illustrated embodiment, the electrical machine 12 is drive-connected to the connecting shaft 14 via a reinforcing planetary gear 17 and a spur gear stage 18. This enables a particularly space-saving arrangement of the electrical machine 12, namely, viewed in longitudinal section or in the axial direction, on the side of the planetary differential gear 7 facing away from the input shaft 2, in axial overlap with the first output shaft or coaxially on the first output shaft 3.
Das Verstärkungsplanetengetriebe 17 verfügt über ein stillstehendes bezie hungsweise ortsfestes Verstärkungsgetriebehohlrad 19 und einen drehfest mit der Verbindungswelle 14 gekoppelten Verstärkungsgetriebeplanetenträ ger 21. An dem Verstärkungsgetriebeplanetenträger 21 ist ein Verstärkungs getriebeplanetenrad 22 drehbar gelagert. Das Verstärkungsgetriebeplaneten rad 22 kämmt sowohl mit dem Verstärkungsgetriebehohlrad 19 als auch dem Verstärkungsgetriebesonnenrad 20. Die Stirnradgetriebestufe 18 weist in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel Zahnräder 23, 24 und 25 auf, wobei das Zahnrad 23 mit dem Zahnrad 24 und das Zahnrad 24 mit dem Zahnrad 25 kämmt. Das Zahnrad 23 ist koaxial zu dem Verstärkungsgetrie beplanetenträger 21 angeordnet, insbesondere koaxial zu der elektrischen Maschine 12 und der ersten Ausgangswelle 3. Das Zahnrad 25 hingegen ist drehfest mit der Verbindungswelle 14 gekoppelt, insbesondere auf der Ver bindungswelle 14 angeordnet. Insoweit liegt das Zahnrad 25 koaxial zu dem Sonnenrad 9 des Planetenraddifferentialgetriebes 7 vor. Weiterhin ist erkennbar, dass auf der ersten Ausgangswelle 3 ein erstes Zahnrad 26 angeordnet ist, das mit einem zweiten Zahnrad 27 der Ein gangswelle 2 kämmt. Die Zahnräder 26 und 27 sind vorzugsweise als Stirn räder ausgebildet, sodass mittels ihnen ein achsparalleler Versatz zwischen der Eingangswelle 2 und der ersten Ausgangswelle 3 realisiert ist. Zusätzlich zu den Zahnrädern 26 und 27 ist ein drittes Zahnrad 28 vorgesehen, welches mit dem Hohlrad 8 des Planetenraddifferentialgetriebes 7 drehfest gekoppelt ist und koaxial zu diesem vorliegt. Das dritte Zahnrad 28 kämmt mit dem ers ten Zahnrad 26, ist jedoch von dem zweiten Zahnrad 27 beabstandet ange ordnet. Das dritte Zahnrad 28 wird also lediglich mittelbar über das erste Zahnrad 26 von dem zweiten Zahnrad 27 angetrieben. Auch das dritte Zahn rad 28 liegt vorzugsweise als Stirnrad vor. The reinforcement planetary gear 17 has a stationary or stationary reinforcement gear ring gear 19 and a reinforcement gear planet carrier 21 coupled to the connecting shaft 14 in a rotationally fixed manner. A reinforcement gear planetary gear 22 is rotatably mounted on the reinforcement gear planet carrier 21. The reinforcement gear planetary wheel 22 meshes with both the reinforcement gear ring gear 19 and the reinforcement gear sun gear 20. In the exemplary embodiment shown here, the spur gear stage 18 has gears 23, 24 and 25, the gear 23 meshing with the gear 24 and the gear 24 with the gear 25 . The gear 23 is arranged coaxially to the reinforcement gear beplanetträger 21, in particular coaxially to the electrical machine 12 and the first output shaft 3. The gear 25, however, is rotatably coupled to the connecting shaft 14, in particular arranged on the connecting shaft 14. To this extent, the gear 25 is coaxial with the sun gear 9 of the planetary differential gear 7. It can also be seen that a first gear 26 is arranged on the first output shaft 3, which meshes with a second gear 27 of the input shaft 2. The gears 26 and 27 are preferably designed as spur gears, so that an axially parallel offset between the input shaft 2 and the first output shaft 3 is realized by means of them. In addition to the gears 26 and 27, a third gear 28 is provided, which is non-rotatably coupled to the ring gear 8 of the planetary differential gear 7 and is coaxial therewith. The third gear 28 meshes with the first gear 26, but is spaced apart from the second gear 27 is arranged. The third gear 28 is therefore only driven indirectly by the second gear 27 via the first gear 26. The third gear wheel 28 is preferably present as a spur gear.
Vorzugsweise sind die Eingangswelle 2, die erste Ausgangswelle 3 und das Hohlrad 8 parallel beabstandet zueinander angeordnet. Dies ermöglicht die dargestellte koaxiale Anordnung der elektrischen Maschine 12 auf der ersten Ausgangswelle 3, die wiederum zu einer äußerst kompakten Ausgestaltung der Getriebeeinrichtung 1 führt. Weiterhin ist erkennbar, dass der Planeten träger 10 über eine Getriebestufe 29, insbesondere eine Stirnradgetriebestu fe an die zweite Ausgangswelle 4 antriebstechnisch angeschlossen ist. Die Getriebestufe 29 liegt vorzugsweise auf der dem Planetenraddifferentialge triebe 7 abgewandten Seite der Zahnräder 26, 27 und 28 vor. The input shaft 2, the first output shaft 3 and the ring gear 8 are preferably arranged at a distance from one another in parallel. This enables the illustrated coaxial arrangement of the electrical machine 12 on the first output shaft 3, which in turn leads to an extremely compact configuration of the transmission device 1. It can also be seen that the planet carrier 10 is connected in terms of drive technology to the second output shaft 4 via a gear stage 29, in particular a spur gear stage. The gear stage 29 is preferably on the side of the gears 26, 27 and 28 facing away from the planetary differential gear 7.
Es ist erkennbar, dass die Eingangswelle 2 und die zweite Ausgangswelle 4 bereichsweise in das Getriebegehäuse 6 des Gangwechselgetriebes 5 hin einragen. Die Zahnräder 26, 27 und 28 sowie die Getriebestufe 29 sind je doch vorzugsweise außerhalb des Getriebegehäuses 6 angeordnet. Die hier gezeigte koaxiale Anordnung der ersten Ausgangswelle 3 und der zweiten Ausgangswelle 4 sowie deren achsparallele Anordnung zu der Eingangswel le 2 ermöglicht die Verwendung eines herkömmlichen Gangwechselgetriebes 5, sodass keine Änderungen an dem Getriebegehäuse 6 notwendig sind. It can be seen that the input shaft 2 and the second output shaft 4 protrude in regions into the transmission housing 6 of the gear change transmission 5. The gears 26, 27 and 28 and the gear stage 29 are, however, preferably arranged outside the gear housing 6. The coaxial arrangement of the first output shaft 3 and the second output shaft 4 shown here as well as their axially parallel arrangement to the input shaft 2 enables the use of a conventional gear change transmission 5 so that no changes to the transmission housing 6 are necessary.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: PATENT CLAIMS:
Getriebeeinrichtung (1 ) für ein Kraftfahrzeug, die eine mit einer An triebseinrichtung des Kraftfahrzeugs wirkverbindbare Eingangswelle (2) sowie eine erste Ausgangswelle (3) und eine zweite Ausgangswelle (4) aufweist und über ein Planetenraddifferentialgetriebe (7) verfügt, über das die Eingangswelle (2) mit zumindest einer der Ausgangswellen (3,4) gekoppelt ist, wobei das Planetenraddifferentialgetriebe ein Hohl rad (8), ein Sonnenrad (9) und einen Planetenträger (10) aufweist, wo bei an dem Planetenträger (10) wenigstens ein Planetenrad (11 ) dreh bar gelagert ist, das sowohl mit dem Hohlrad (8) als auch dem Sonnen rad (9) kämmt, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad (8) mit der Eingangswelle (2) und der ersten Ausgangswelle (3) und der Planeten träger (10) mit der zweiten Ausgangswelle (4) drehfest gekoppelt ist, wobei die erste Ausgangswelle (3) parallel beabstandet zu der Dreh achse angeordnet und das Sonnenrad (9) mit einer elektrischen Ma schine (12) drehfest gekoppelt oder drehfest koppelbar ist Transmission device (1) for a motor vehicle, which has an input shaft (2) that can be operatively connected to a drive device of the motor vehicle and a first output shaft (3) and a second output shaft (4) and has a planetary differential gear (7) via which the input shaft ( 2) is coupled to at least one of the output shafts (3, 4), the planetary gear differential having a ring gear (8), a sun gear (9) and a planet carrier (10), where at least one planet gear ( 11) is rotatably mounted that meshes with both the ring gear (8) and the sun wheel (9), characterized in that the ring gear (8) with the input shaft (2) and the first output shaft (3) and the planet Carrier (10) is rotatably coupled to the second output shaft (4), wherein the first output shaft (3) is arranged parallel to the axis of rotation and the sun gear (9) is rotatably coupled to an electrical Ma machine (12) or is rotatably coupled
Getriebeeinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass auf der ersten Ausgangswelle (3) ein erstes Zahnrad (26) drehfest an geordnet ist, das mit einem zweiten Zahnrad (27) der Eingangswelle (2) und/oder mit einem mit dem Hohlrad (8) drehfest gekoppelten dritten Zahnrad (28) kämmt Transmission device according to claim 1, characterized in that on the first output shaft (3) a first gear (26) is arranged in a rotationally fixed manner, which is connected to a second gear (27) of the input shaft (2) and / or to a gear (8 ) non-rotatably coupled third gear (28) meshes
Getriebeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenträger (10) über wenigs tens eine Getriebestufe (29) mit der zweiten Ausgangswelle (4) drehfest gekoppelt ist. Transmission device according to one of the preceding claims, characterized in that the planet carrier (10) is coupled to the second output shaft (4) in a rotationally fixed manner via at least one gear stage (29).
Getriebeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sonnenrad (9) über eine Schalt kupplungsanordnung (13) an die elektrische Maschine (12) antriebs technisch angeschlossen ist. 5 Getriebeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sonnenrad (9) über ein Verstär kungsplanetengetriebe (17) an die elektrische Maschine (12) antriebs technisch angeschlossen ist Transmission device according to one of the preceding claims, characterized in that the sun gear (9) is connected to the electrical machine (12) in terms of drive technology via a clutch arrangement (13). 5 Transmission device according to one of the preceding claims, characterized in that the sun gear (9) is connected to the electrical machine (12) in terms of drive technology via a reinforcing planetary gear (17)
6 Getriebeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (12) mit einer Verbindungswelle (14) drehtest verbunden ist, die koaxial zu einer mit dem Sonnenrad (9) drehtest gekoppelten Zwischenwelle (16) angeord net ist 6 Transmission device according to one of the preceding claims, characterized in that the electrical machine (12) is rotationally connected to a connecting shaft (14) which is arranged coaxially to an intermediate shaft (16) which is rotationally coupled to the sun gear (9)
7 Getriebeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungswelle (14) bei einer Schalteinstellung der Schaltkupplungsanordnung (13) starr mit dem Hohlrad (8) und bei einer weiteren Schalteinstellung der Schaltkupp lungsanordnung (13) starr mit der Zwischenwelle (16) verbunden ist 7. Transmission device according to one of the preceding claims, characterized in that the connecting shaft (14) is rigidly connected to the ring gear (8) when the clutch assembly (13) is set and when the clutch assembly (13) is set rigidly to the intermediate shaft (16). connected is
8 Getriebeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungsplanetengetriebe (17) ein stillstehendes Verstärkungsgetriebehohlrad (19), ein drehtest mit der elektrischen Maschine (12) gekoppeltes Verstärkungsgetriebe sonnenrad (20) und einen drehtest mit der Verbindungswelle (14) ge koppelten Verstärkungsgetriebeplanetenträger (21 ) aufweist 8 transmission device according to one of the preceding claims, characterized in that the reinforcement planetary gear (17) a stationary reinforcement gear ring gear (19), a rotation test coupled to the electrical machine (12) amplification gear sun gear (20) and a rotation test coupled to the connecting shaft (14) ge Has reinforcement gear planet carrier (21)
9 Getriebeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (12) koaxial zu der ersten Ausgangswelle (3) angeordnet ist 9 Transmission device according to one of the preceding claims, characterized in that the electrical machine (12) is arranged coaxially to the first output shaft (3)
10 Getriebeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (12) und/oder das Verstärkungsplanetengetriebe (17) in axialer Richtung bezüglich der Drehachse gesehen auf der der Eingangswelle (2) abge wandten Seite des Planetenraddifferentialgetriebes (7) angeordnet ist. 10 Transmission device according to one of the preceding claims, characterized in that the electric machine (12) and / or the reinforcing planetary gear (17) is arranged in the axial direction with respect to the axis of rotation on the side of the planetary differential gear (7) facing away from the input shaft (2) .
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