WO2024074311A1 - Getriebe und antriebsvorrichtung für ein kraftfahrzeug - Google Patents

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WO2024074311A1
WO2024074311A1 PCT/EP2023/076035 EP2023076035W WO2024074311A1 WO 2024074311 A1 WO2024074311 A1 WO 2024074311A1 EP 2023076035 W EP2023076035 W EP 2023076035W WO 2024074311 A1 WO2024074311 A1 WO 2024074311A1
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planetary gear
gear set
shaft
output shaft
rotationally connected
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PCT/EP2023/076035
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English (en)
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Stefan Beck
Matthias Reisch
Eckhardt LÜBKE
Domenico Bartilucci
Tamas Gyarmati
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Zf Friedrichshafen Ag
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    • F16H48/28—Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices using self-locking gears or self-braking gears

Definitions

  • the invention relates to a transmission for a motor vehicle.
  • the invention also relates to a drive device with such a transmission.
  • DE 102013215 877 A1 discloses an epicyclic gear for branching the drive power applied to a power input to a first and a second power output in conjunction with a reduction of the output speed to a speed level below the drive speed at the power input.
  • the epicyclic gear comprises a first gear stage, which has a first sun gear, a first planetary gear set, a first planetary carrier and a first ring gear, a second gear stage, which has a second sun gear, a second planetary gear set, a second planetary carrier and a second ring gear, and a third planetary gear stage, which has a third sun gear, a third planetary gear set and a third planetary carrier.
  • the first sun gear is set up as a power input, the first planetary carrier is coupled to the second sun gear in a rotationally fixed manner, the second planetary carrier is fixed in a stationary manner, the first ring gear is coupled to the third sun gear, the first power output takes place via the third gear stage, and the second power output takes place via the second ring gear of the second gear stage.
  • the object of the present invention is to create an alternative transmission which in particular has an improved power density and an improved efficiency as well as a differential locking effect.
  • a transmission according to the invention for a motor vehicle comprises a first planetary gear set, a second planetary gear set and a third planetary gear set, each planetary gear set having a first element, a second element and a third element, exactly one drive shaft for connecting the transmission to a Drive engine of the motor vehicle, a first output shaft and a second output shaft each for connecting the transmission to a wheel of the motor vehicle, a first coupling shaft and a second coupling shaft each for the rotationally fixed connection of two elements of two planetary gear sets, and a switching element for transmitting a torque between one of the two output shafts and the second coupling shaft,
  • a "connection" of a device or an element to the transmission means that the transmission, in particular the corresponding shaft of the transmission, is either directly connected to the device or the element, for example in a rotationally fixed manner, or indirectly connected, for example via at least one other component, in particular via at least one other shaft or gear. If two shafts are connected to one another in a rotationally fixed manner, they rotate together in one direction of rotation at one rotational speed.
  • the connection can also be made via a switching element, which enables the device or the element to be coupled and uncoupled in a drive-effective manner to the corresponding shaft of the transmission.
  • a “shaft” is not exclusively understood to mean, for example, a cylindrical, rotatably mounted gear element for transmitting torque, but rather also general connecting elements that connect individual components or elements to one another, in particular connecting elements that connect several elements to one another in a rotationally fixed manner.
  • Two shafts that are connected to one another in a rotationally fixed manner can be designed as one piece.
  • a “stationary component” is a non-rotating component of the transmission.
  • the stationary component is designed as a housing or housing section of the transmission.
  • the stationary component can be designed as a shaft fixed to the housing.
  • the second planetary gear set is therefore or can be connected at least directly or indirectly to the drive machine via the drive shaft, as well as connected to the third planetary gear set via the first coupling shaft and connected to the first planetary gear set via the second coupling shaft.
  • the third planetary gear set is rotationally connected to the housing and connected to the first planetary gear set via the second output shaft.
  • the first planetary gear set is also connected to the first output shaft.
  • the first planetary gear set is or can be connected at least directly or indirectly to a first wheel of the motor vehicle via the first output shaft.
  • the first and third planetary gear sets are or can be connected at least directly or indirectly to a second wheel of the motor vehicle via the second output shaft.
  • the drive machine is designed as an electric machine that can be operated as a drive motor to drive the vehicle and as a generator to recuperate electrical energy.
  • the electric machine is electrically connected to an electrical energy storage device.
  • the electric machine comprises a rotor and a stator, wherein the rotor is connected to a rotor shaft in a rotationally fixed manner.
  • the rotor shaft of the electric machine is connected at least directly or indirectly to the drive shaft.
  • the rotor shaft of the electric machine is connected to the drive shaft via at least one further shaft, via several gears and/or via a traction device.
  • the electric The machine can be arranged on a common axis of rotation with the transmission and thus be designed coaxially to the drive shaft, in which case the rotor shaft is preferably connected to the drive shaft in a rotationally fixed manner.
  • the electric machine can be designed axially parallel to the drive shaft, in which case the rotor shaft is indirectly connected to the drive shaft.
  • the drive machine can be designed as an internal combustion engine with a crankshaft.
  • a “switching element” is understood to mean a switchable device which has at least one open and one closed state, wherein in the open state two shafts connected thereto can rotate freely, and wherein in the closed state the two shafts are connected to one another in a rotationally fixed manner.
  • the switching element in a closed state, connects the third element of the first planetary gear set and the first element of the first planetary gear set to one another in a rotationally fixed manner.
  • the switching element in a closed state, connects the second element of the first planetary gear set and the first element of the first planetary gear set to one another in a rotationally fixed manner.
  • the first planetary gear set is therefore blocked via the switching element.
  • two elements of the first planetary gear set for example the sun gear and the ring gear or the sun gear and the planet carrier, are connected in a rotationally fixed manner so that the first planetary gear set rotates in a block and has a gear ratio of 1. Because one of these elements of the first planetary gear set is connected to either the first or the second output shaft, a differential locking effect is also generated by means of the switching element.
  • the switching element can be switched by an actuator.
  • a “differential locking effect” is to be understood as a locking effect between the two output shafts.
  • the switching element can be designed as a frictional or positive switching element.
  • a positive switching element is designed as a claw clutch.
  • a positive switching element can increase the efficiency of the transmission due to reduced drag losses.
  • positive switching elements are more compact and designed to be efficient and have a Cost advantage over frictional switching elements.
  • slip operation ie a limited locking effect under differential speed, is not possible with positive switching elements.
  • a frictional switching element comprises several plates or at least a conical friction surface. In the case of a frictional switching element, this can be actuated via an actuator or mechanically, in particular by using axial forces from helical gears.
  • An actuator can be fixed to the housing or can be arranged so that it rotates.
  • the first element of the second planetary gear set is connected to the drive shaft in a rotationally fixed manner
  • the second element of the second planetary gear set is connected to the first coupling shaft in a rotationally fixed manner
  • the third element of the second planetary gear set is connected to the second coupling shaft in a rotationally fixed manner
  • the first element of the third planetary gear set is connected to the first coupling shaft in a rotationally fixed manner
  • the second element of the third planetary gear set is connected to a stationary component in a rotationally fixed manner
  • the third element of the third planetary gear set is connected to the second output shaft in a rotationally fixed manner
  • the first element of the first planetary gear set is connected to the second coupling shaft in a rotationally fixed manner
  • the second element of the first planetary gear set is connected to the first output shaft in a rotationally fixed manner
  • the third element of the first planetary gear set is connected to the second output shaft in a rotationally fixed manner.
  • the first element of the second planetary gear set is connected to the drive shaft in a rotationally fixed manner
  • the second element of the second planetary gear set is connected to the second coupling shaft in a rotationally fixed manner
  • the third element of the second planetary gear set is connected to the first coupling shaft in a rotationally fixed manner
  • the first element of the third planetary gear set is connected to the first coupling shaft in a rotationally fixed manner
  • the second element of the third planetary gear set is connected to a stationary component in a rotationally fixed manner
  • the third element of the third planetary gear set is connected to the second output shaft in a rotationally fixed manner
  • the first element of the first planetary gear set is connected to the second output shaft in a rotationally fixed manner
  • the second element of the first Planetary gear set is connected to the first output shaft, wherein the third element of the first planetary gear set is connected to the second coupling shaft.
  • the first element of the second planetary gear set is rotationally connected to the input shaft
  • the second element of the second planetary gear set is rotationally connected to the first coupling shaft
  • the third element of the second planetary gear set is rotationally connected to the second coupling shaft
  • the first element of the third planetary gear set is rotationally connected to the first coupling shaft
  • the second element of the third planetary gear set is rotationally connected to a stationary component
  • the third element of the third planetary gear set is rotationally connected to the second output shaft
  • the first element of the first planetary gear set is rotationally connected to the second output shaft
  • the second element of the first planetary gear set is rotationally connected to the first output shaft
  • the third element of the first planetary gear set is rotationally connected to the second coupling shaft.
  • the first element of the second planetary gear set is rotationally fixedly connected to the input shaft
  • the second element of the second planetary gear set is rotationally fixedly connected to the first coupling shaft
  • the third element of the second planetary gear set is rotationally fixedly connected to the second coupling shaft
  • the first element of the third planetary gear set is rotationally fixedly connected to the first coupling shaft
  • the second element of the third planetary gear set is rotationally fixedly connected to the second output shaft
  • the third element of the third planetary gear set is rotationally fixedly connected to a stationary component
  • the first element of the first planetary gear set is rotationally fixedly connected to the second coupling shaft
  • the second element of the first planetary gear set is rotationally fixedly connected to the second output shaft
  • the third element of the first planetary gear set is rotationally fixedly connected to the first output shaft.
  • the first element of the second planetary gear set is connected to the input shaft in a rotationally fixed manner
  • the second element of the second planetary gear set is connected to the second coupling shaft in a rotationally fixed manner
  • the third element of the second planetary gear set is connected to the first coupling shaft in a rotationally fixed manner
  • the first element of the third planetary gear set is connected to the first coupling shaft in a rotationally fixed manner
  • the second element of the third planetary gear set is connected to the second output shaft in a rotationally fixed manner
  • the third element of the third planetary gear set is connected to a stationary component in a rotationally fixed manner
  • the first element of the first planetary gear set is connected to the second coupling shaft in a rotationally fixed manner
  • the second element of the first planetary gear set is connected to the second output shaft in a rotationally fixed manner
  • the third element of the first planetary gear set is connected to the first output shaft in a rotationally fixed manner.
  • two of the three planetary gear sets are arranged radially nested.
  • the elements of the two planetary gear sets are arranged axially overlapping in such a way that one of the two planetary gear sets is arranged on the outside and the other of the two planetary gear sets is arranged on the inside.
  • the first and third planetary gear sets are arranged radially nested.
  • the first and second planetary gear sets are arranged radially nested.
  • one of the two coupling shafts or one of the two output shafts is designed in one piece with the elements of the respective planetary gear set connected thereto.
  • a coupling shaft or an output shaft can be designed in one piece as an intermediate gear with two toothings, with an internal toothing of the intermediate gear forming a ring gear for a radially inner planetary gear set, with an external toothing of the intermediate gear forming a sun gear for a radially outer planetary gear set.
  • Such an intermediate gear is also called a sun ring gear.
  • a coupling shaft or an output shaft can have a toothing that forms a common ring gear for two planetary gear sets.
  • a coupling shaft or an output shaft can have a toothing that forms a common sun gear for two planetary gear sets.
  • a coupling shaft or an output shaft can form a common planet carrier.
  • At least one of the planetary gear sets is designed as a minus planetary gear set, wherein the first element of the respective planetary gear set is designed as a sun gear, wherein the second element of the respective planetary gear set is designed as a planet carrier, wherein the third element of the respective planetary gear set is designed as a ring gear.
  • Several planetary gears are rotatably mounted on the planet carrier and are in meshing engagement with the sun gear and the ring gear.
  • the invention further relates to a transmission for a motor vehicle comprising at least a first planetary gear set with a first element, a second element and a third element, wherein the first planetary gear set is designed as a minus planetary gear set with a sun gear, a ring gear and a planet carrier, a drive shaft for connecting the transmission to a drive engine of the motor vehicle, a first output shaft and a second output shaft each for connecting the transmission to a wheel of the motor vehicle, a switching element, wherein one of the elements of the first planetary gear set is connected in a rotationally fixed manner to the first output shaft, wherein another of the elements of the first planetary gear set is connected in a rotationally fixed manner to the second output shaft, and wherein another of the elements of the first planetary gear set can be connected to one of the two output shafts via the switching element.
  • a drive device has a drive machine and a transmission according to the invention.
  • the drive machine is preferably designed as an electric machine.
  • the drive machine is designed as an internal combustion engine.
  • the drive machine can be arranged coaxially or axially parallel to the drive shaft of the transmission.
  • the drive power of the drive machine is fed into the transmission via the drive shaft and distributed to the two output shafts, with the respective output shaft being connected to a respective drive wheel of a drive axle of the vehicle.
  • a motor vehicle according to the invention comprises a drive device according to the invention.
  • the motor vehicle is designed as an electric vehicle and has an electric drive axle with the drive device according to the invention.
  • Fig. 1 is a highly abstracted schematic view of a motor vehicle with a drive device according to the invention
  • Fig. 2 is a highly abstracted schematic diagram of the drive device according to the invention.
  • Fig. 3 is a highly abstracted schematic diagram of the drive device according to the invention according to an alternative embodiment
  • Fig. 4 is a highly abstracted schematic view of the drive device according to the invention according to a first embodiment
  • Fig. 5 is a highly abstracted schematic view of a drive device according to the invention according to a second embodiment
  • Fig. 6 is a highly abstracted schematic view of a drive device according to the invention according to a third embodiment
  • Fig. 7 is a highly abstracted schematic view of a drive device according to the invention according to a fourth embodiment
  • Fig. 8 is a highly abstracted schematic view of a drive device according to the invention according to a fifth embodiment
  • Fig. 9 is a highly abstracted schematic view of a drive device according to the invention according to a sixth embodiment.
  • Fig. 10 is a highly abstracted schematic view of a drive device according to the invention according to a seventh embodiment
  • Fig. 11 is a highly abstracted schematic view of a drive device according to the invention according to an eighth embodiment.
  • Fig. 12 is a highly abstracted schematic view of a drive device according to the invention according to a ninth embodiment.
  • Fig. 1 shows a motor vehicle 100 with a first wheel axle 101 with two wheels R1, R2 and a second wheel axle 102 with two wheels R3, R4.
  • the first wheel axle 101 is designed as the rear drive axle of the motor vehicle 100 and is equipped with a drive device according to the invention which has a single drive machine 2 designed as an electric machine and a transmission 1 designed as an epicyclic gear.
  • the motor vehicle 100 is therefore designed as an electric vehicle.
  • the drive device is arranged transversely to the longitudinal direction of the vehicle and is drivingly connected to the wheels R1, R2 of the first wheel axle 101.
  • no further drive device is arranged on the second wheel axle 102, i.e. on the front axle of the vehicle 100, which saves costs, weight and installation space.
  • the drive device can also be arranged on the front axle of the motor vehicle 100 instead of on the rear axle.
  • a further drive device can be arranged on the second wheel axle 102 and can be connected to the wheels R3, R4 of this wheel axle 102 in a driving manner.
  • Fig. 2 and Fig. 3 each show a schematic diagram of the drive device according to Fig. 1.
  • the transmission 1 of the drive device comprises a first planetary gear set P1, a second planetary gear set P2 and a third planetary gear set P3, each of which is graphically represented by a circle.
  • Each planetary gear set P1, P2, P3 has a first element, a second element and a third element, each of which is indicated by three connection options on the respective planetary gear set P1, P2, P3.
  • the transmission 1 also comprises five shafts, namely an input shaft WAn for connecting the transmission 1 to the drive machine 2, a first output shaft WAb1 and a second output shaft WAb2, each for connecting the transmission 1 to a wheel of the motor vehicle, as well as a first coupling shaft W1 and a second coupling shaft W2.
  • One of the elements of the second planetary gear set P2 is connected in a rotationally fixed manner to the drive shaft WAn.
  • the second planetary gear set P2 is connected in a drivingly effective manner to the drive machine 2 via the drive shaft WAn.
  • at least one further shaft, a gear, a switching element or the like can be arranged in the power flow between the drive machine 2 and the drive shaft WAn.
  • Another of the elements of the second planetary gear set P2 is connected in a rotationally fixed manner to the first coupling shaft W1.
  • Another of the elements of the second planetary gear set P2 is connected in a rotationally fixed manner to the second coupling shaft W2.
  • One of the elements of the third planetary gear set P3 is connected in a rotationally fixed manner to the first coupling shaft W1.
  • the third planetary gear set P3 is therefore connected to the second planetary gear set P2 via the first coupling shaft W1.
  • Another of the elements of the third planetary gear set P3 is connected in a rotationally fixed manner to a stationary component of the transmission 1, designed as a housing G, and is thus prevented from rotating.
  • Another of the elements of the third planetary gear set P3 is connected in a rotationally fixed manner to the second output shaft WAb2.
  • the first planetary gear set P1 is connected in a rotationally fixed manner to the second coupling shaft W2.
  • the first planetary gear set P1 is therefore connected to the second planetary gear set P2 via the second coupling shaft W2.
  • Another of the elements of the first planetary gear set P1 is connected to the first output shaft WAb1
  • Another of the elements of the first planetary gear set P1 is connected to the second output shaft WAb2 in a rotationally fixed manner.
  • the first planetary gear set P1 is therefore connected to the third planetary gear set P3 via the second output shaft WAb2.
  • the transmission 1 further comprises a switching element S for transmitting a torque between the second output shaft WAb2 and the second coupling shaft W2.
  • the second coupling shaft W2 can be connected to the second output shaft WAb2 via the switching element S.
  • the transmission 1 comprises a switching element S for transmitting a torque between the first output shaft WAb1 and the second coupling shaft W2.
  • the second coupling shaft W2 can be connected to the first output shaft WAb1 via the switching element S.
  • the switching element is provided as a differential lock and is preferably designed as a friction clutch.
  • the friction clutch comprises at least two corresponding friction surfaces, i.e. a pair of friction surfaces.
  • the friction clutch is designed as a multi-disk clutch and comprises several pairs of friction surfaces acting in parallel.
  • the friction surfaces are flat.
  • the friction surfaces are conical, which can increase a friction torque.
  • a friction element designed as a friction disc or friction cone or a component axially adjacent to it serves to adjust the axial play.
  • the switching element S is designed as a claw clutch.
  • the switching element is designed as a synchronizer.
  • the switching element S is preferably actuated by means of a hydraulic cylinder that is fixed to the housing or is arranged so that it rotates.
  • the switching element S is actuated electromechanically, for example via a spindle, a ramp or a lever.
  • the switching element S is actuated electromagnetically.
  • the force required to actuate the switching element S results at least partially or completely from an axial force of at least one helical gear.
  • the power flow in the first planetary gear set P1 is designed in such a way that in the traction and when the drive train is in overrun mode, forces from the at least one helical gear act on the switching element S.
  • the switching element S is provided for transmitting a torque between one of the two output shafts WAb1, WAb2 and the second coupling shaft W2.
  • one of the two output shafts WAb1, WAb2 is connected to an element of the first planetary gear set P1 designed as a planet carrier.
  • the reaction torque of the drive machine 2 in sum with the housing support torque, is inversely equal to the output torques on the two output shafts WAb1, WAb2. Therefore, the output torques are not added up in the same way as a differential carrier on a rotating component.
  • the sum of the two output torques is not applied to any rotating component of the transmission 1.
  • the sum of the output torques is greater than the drive torque, since it is not just a differential, but a transmission with a differential function.
  • the first planetary gear set P1 rotates in a block so that the elements of the first planetary gear set P1 do not roll and therefore no corresponding losses are generated.
  • the second planetary gear set P2 has no housing support so that all three elements of the second planetary gear set P2 can rotate.
  • the third planetary gear set P3 has a housing support which enables torque conversion.
  • the three planetary gear sets P1, P2, P3 are connected to one another in such a way that each planetary gear set P1, P2, P3 shares exactly one rotationally fixed connection with each planetary gear set P1, P2, P3.
  • Fig. 4 shows schematically the drive device with the transmission 1 according to a first embodiment.
  • the advantage of this first embodiment is a good efficiency and a wide gear ratio range of the transmission 1.
  • the transmission 1 comprises the first planetary gear set P1, the second planetary gear set P2 and the third planetary gear set P3, wherein each of the three planetary gear sets P1, P2, P3 has a first element E11, E21, E31, a second element E12, E22, E32 and a third element E13, E23, E33.
  • the first element E11, E21, E31 of the respective planetary gear set P1, P2, P3 is designed as a sun gear
  • the second element E12, E22, E32 of the respective planetary gear set P1, P2, P3 is designed as a planet carrier
  • the third element E13, E23, E33 of the respective planetary gear set P1, P2, P3 is designed as a ring gear.
  • Each planet carrier carries at least one planetary gear which meshes with the sun gear and the ring gear of the respective planetary gear set P1, P2, P3.
  • Each of the three planetary gear sets P1, P2, P3 is therefore designed as a minus planetary gear set.
  • the first element E21 of the second planetary gear set P2 is connected to the drive shaft WAn
  • the second element E22 of the second planetary gear set P2 is connected to the first coupling shaft W1
  • the third element E23 of the second planetary gear set P2 is connected to the second coupling shaft W2.
  • the drive shaft WAn is connected to the drive machine 2.
  • further elements, in particular shafts, gears, switching elements or other devices, can be arranged in the power flow between the drive machine 2 and the drive shaft WAn.
  • the power flow between the drive machine 2 and the drive shaft WAn can be interrupted by such a switching element.
  • the first element E31 of the third planetary gear set P3 is connected in rotation to the first coupling shaft W1, wherein the second element E32 of the third planetary gear set P3 is connected in rotation to a stationary component designed as a housing G, wherein the third element E33 of the third planetary gear set P3 is connected in rotation to the second output shaft WAb2.
  • the first element E11 of the first planetary gear set P1 is connected to the second coupling shaft W2, the second element E12 of the first planetary gear set P1 is connected to the first output shaft WAb1, the third element E13 of the first planetary gear set P1 is connected to the second output shaft WAb2.
  • the first coupling shaft W1 connects the second element E12 of the second planetary gear set P2 with the first element E31 of the third planetary gear set P3, whereby the second coupling shaft W2 connects the third element E23 of the second planetary gear set P2 with the first element E11 of the first planetary gear set P1.
  • the second planetary gear set P2 is arranged axially between the third planetary gear set P3 and the first planetary gear set P1, with the third planetary gear set P3 axially adjacent to the drive machine 2.
  • All three planetary gear sets P1, P2, P3 are arranged on a common axis of rotation R.
  • the drive machine 2 is arranged coaxially to the axis of rotation R.
  • the drive shaft WAn is designed as a hollow shaft, with the first output shaft WAb1 extending axially through the drive shaft WAn and the drive machine 2.
  • the respective output shaft WAb1, WAb2 is, for example, rotationally connected to a respective wheel of the motor vehicle.
  • the respective output shaft WAb1, WAb2 can be indirectly connected to a respective wheel of the motor vehicle via further transmission elements, in particular spur gear stages, chain drives or cardan shafts.
  • the switching element S is designed to transmit a torque between the second output shaft WAb2 and the second coupling shaft W2, wherein the switching element S in a closed state connects the third element E13 of the first planetary gear set P1 and the first element E11 of the first planetary gear set P1 in a rotationally fixed manner. This blocks the first planetary gear set P1. If the switching element S is only partially closed, then only part of the torque is transmitted between the second coupling shaft W2 and the second output shaft WAb2.
  • the switching element S By arranging the switching element S in the power flow between the sun gear and the ring gear of the first planetary gear set P1, the first planetary gear set P1 can be blocked at least partially or completely, wherein the torques occurring in the switching element S are then lower than when the switching element S is arranged between the two output shafts WAb1, WAb2.
  • the switching element S is therefore effectively arranged between the second coupling shaft W2 and the second output shaft WAb2 and acts between the first element E11 of the first planetary gear set P1 and the third element E13 of the first planetary gear set P1.
  • the switching element S is arranged axially adjacent to the first planetary gear set P1.
  • the switching element S is arranged axially between the first planetary gear set P1 and the second planetary gear set P2.
  • the switching element S can be arranged radially on the outside around the second planetary gear set P2.
  • the second planetary gear set P2 can, for example, be made particularly small in diameter, which means that there is space radially between the second planetary gear set P2 and the second output shaft WAb2 in order to arrange the switching element S there. If the switching element S is arranged radially nested with the second planetary gear set P2, axial length can be saved.
  • Fig. 5 shows a second embodiment of the drive device according to the invention.
  • the drive device according to Fig. 5 essentially corresponds to the drive device according to Fig. 4, with a difference between these two embodiments in the arrangement and connection of the switching element S.
  • the switching element S is set up to transmit a torque between the first output shaft WAb1 and the second coupling shaft W2, with the switching element S in a closed state connecting the second element E12 of the first planetary gear set P1 and the first element E11 of the first planetary gear set P1 in a rotationally fixed manner.
  • the switching element S therefore acts between the first element E11 of the first planetary gear set P1 and the second element E12 of the first planetary gear set P1.
  • the switching element S is arranged axially adjacent to the first planetary gear set P1.
  • the first planetary gear set P1 can be at least partially or completely blocked, whereby the torques occurring in the switching element S are then lower than when the switching element S is arranged between the two output shafts WAb1, WAb2.
  • the torques in the switching element S are higher than when the switching element S is arranged in the power flow between the sun gear and the ring gear of the first planetary gear set P1, this can result in design advantages, in particular when the arrangement of the switching element S in the power flow between the sun gear and the ring gear of the first planetary gear set P1 is structurally impossible due to the binding capability.
  • the embodiment according to Fig. 5 corresponds to the embodiment according to Fig. 4, to which reference is made.
  • FIG. 6 shows a third embodiment of the drive device according to the invention.
  • the drive device according to FIG. 6 essentially corresponds to the drive device according to FIG. 4, with one difference between these two embodiments being the arrangement of the first and second planetary gear sets P1, P2.
  • the advantage of this third embodiment over the first embodiment is a short axial length of the transmission 1.
  • the first and second planetary gear sets P1, P2 are arranged radially nested, with the second planetary gear set P2 being arranged radially on the inside and the first planetary gear set P1 being arranged radially on the outside.
  • the second planetary gear set P2 is therefore arranged closer to the axis of rotation R than the second planetary gear set P2.
  • the second coupling shaft W2 is designed as an intermediate gear with an internal toothing and an external toothing and connects the first planetary gear set P1 and the second planetary gear set P2.
  • the third element E23 of the second planetary gear set P2 the first element E11 of the first planetary gear set P1 and the second coupling shaft W2 are designed as a single piece as a common component.
  • the internal toothing of the intermediate gear forms a ring gear for the radially inner second planetary gear set P2.
  • the external toothing of the intermediate gear forms a sun gear for the radially outer first planetary gear set P1.
  • the intermediate gear makes the transmission 1 more compact and lighter.
  • the first and third planetary gear sets P1, P3 have a common ring gear.
  • the third element E13 of the first planetary gear set P1 and the third element E33 of the third planetary gear set P3 are designed as a common component with a single toothing. This reduces the assembly effort and increases compactness.
  • the second output shaft WAb2 is formed in one piece with the common ring gear.
  • the switching element S is effectively arranged between the second coupling shaft W2 and the second output shaft WAb2.
  • the switching element S therefore acts between the first element E11 of the first planetary gear set P1 and the third Element E13 of the first planetary gear set P1.
  • the switching element S is arranged axially adjacent to the third planetary gear set P3.
  • the switching element S is arranged axially between the first planetary gear set P1 and the third planetary gear set P3.
  • the embodiment according to Fig. 6 corresponds to the embodiment according to Fig. 4, to which reference is made.
  • Fig. 7 shows a fourth embodiment of the drive device according to the invention.
  • the drive device according to Fig. 7 essentially corresponds to the drive device according to Fig. 4, with a difference between these two embodiments in the connection of the first and second planetary gear sets P1, P2.
  • the first element E21 of the second planetary gear set P2 is connected in a rotationally fixed manner to the input shaft WAn
  • the second element E22 of the second planetary gear set P2 is connected in a rotationally fixed manner to the second coupling shaft W2
  • the third element E23 of the second planetary gear set P2 is connected in a rotationally fixed manner to the first coupling shaft W1.
  • the first element E31 of the third planetary gear set P3 is connected in a rotationally fixed manner to the first coupling shaft W1
  • the second element E32 of the third planetary gear set P3 is connected in a rotationally fixed manner to a stationary component designed as a housing G
  • the third element E33 of the third planetary gear set P3 is connected in a rotationally fixed manner to the second output shaft WAb2.
  • the first element E11 of the first planetary gear set P1 is connected in a rotationally fixed manner to the second output shaft WAb2
  • the second element E12 of the first planetary gear set P1 is connected in a rotationally fixed manner to the first output shaft WAb1
  • the third element E13 of the first planetary gear set P1 is connected in a rotationally fixed manner to the second coupling shaft W2.
  • the switching element S is effectively arranged between the second coupling shaft W2 and the second output shaft WAb2.
  • the switching element S therefore acts between the first element E11 of the first planetary gear set P1 and the third element E13 of the first planetary gear set P1.
  • the switching element S is arranged axially adjacent to the first planetary gear set P1.
  • the switching element S is arranged axially between the first planetary gear set P1 and the second planetary gear set P2.
  • the switching element S can be arranged radially on the outside around the second planetary gear set P2.
  • the second planetary gear set P2 can, for example, be made particularly small in diameter, which means that radially between the second Planetary gear set P2 and the second output shaft WAb2 space results in order to arrange the switching element S there. If the switching element S is arranged radially nested with the second planetary gear set P2, axial length can be saved. Otherwise, the embodiment according to Fig. 7 corresponds to the embodiment according to Fig. 4, to which reference is made.
  • Fig. 8 shows a fifth embodiment of the drive device according to the invention.
  • the drive device according to Fig. 8 essentially corresponds to the drive device according to Fig. 7, with one difference between these two embodiments being the arrangement of the first and third planetary gear sets P 1 , P3.
  • the advantage of this fifth embodiment over the fourth embodiment is a short axial length of the transmission 1.
  • the first and third planetary gear sets P1, P3 are arranged radially nested, with the third planetary gear set P3 being arranged radially on the inside and the first planetary gear set P1 being arranged radially on the outside.
  • the third planetary gear set P3 is therefore arranged closer to the axis of rotation R than the first planetary gear set P1.
  • An intermediate gear with an internal toothing and an external toothing is arranged in the power flow between the first planetary gear set P1 and the third planetary gear set P3.
  • the third element E33 of the third planetary gear set P3, the first element E11 of the first planetary gear set P1 and the second output shaft WAb2 are designed as a common component.
  • the internal toothing forms a ring gear for the radially inner third planetary gear set P3.
  • the external toothing forms a sun gear for the radially outer first planetary gear set P1.
  • the intermediate gear makes the transmission 1 more compact and lighter.
  • the switching element S is effectively arranged between the second coupling shaft W2 and the second output shaft WAb2.
  • the switching element S therefore acts between the first element E11 of the first planetary gear set P1 and the third element E13 of the first planetary gear set P1.
  • the switching element S is arranged axially adjacent to the first planetary gear set P1.
  • the embodiment according to Fig. 8 corresponds to the embodiment according to Fig. 7, to which reference is made.
  • Fig. 9 shows a sixth embodiment of the drive device according to the invention.
  • the drive device according to Fig. 9 essentially corresponds to the drive device according to Fig. 4, with a difference between these two embodiments being the connection of the third planetary gear set P3.
  • the first element E21 of the second planetary gear set P2 is connected in a rotationally fixed manner to the drive shaft WAn
  • the second element E22 of the second planetary gear set P2 is connected in a rotationally fixed manner to the first coupling shaft W1
  • the third element E23 of the second planetary gear set P2 is connected in a rotationally fixed manner to the second coupling shaft W2.
  • the first element E31 of the third planetary gear set P3 is connected in a rotationally fixed manner to the first coupling shaft W1
  • the second element E32 of the third planetary gear set P3 is connected in a rotationally fixed manner to a stationary component designed as a housing G
  • the third element E33 of the third planetary gear set P3 is connected in a rotationally fixed manner to the second output shaft WAb2.
  • the first element E11 of the first planetary gear set P1 is rotationally fixedly connected to the second output shaft WAb2, wherein the second element E12 of the first planetary gear set P1 is rotationally fixedly connected to the first output shaft WAb1, wherein the third element E13 of the first planetary gear set P1 is rotationally fixedly connected to the second coupling shaft W2.
  • the first and second planetary gear sets P1, P2 have a common ring gear with a single toothing.
  • the third element E13 of the first planetary gear set P1, the third element E23 of the second planetary gear set P2 and the second coupling shaft W2 are designed as a common component. This reduces the assembly effort and increases compactness.
  • the switching element S is effectively arranged between the second coupling shaft W2 and the second output shaft WAb2.
  • the switching element S therefore acts between the first element E11 of the first planetary gear set P1 and the third element E13 of the first planetary gear set P1.
  • the switching element S is arranged axially adjacent to the first planetary gear set P1. Otherwise, the embodiment according to Fig. 9 corresponds to the embodiment according to Fig. 4, to which reference is made.
  • Fig. 10 shows a seventh embodiment of the drive device according to the invention.
  • the drive device according to Fig. 10 corresponds essentially to the drive device according to Fig. 9, whereby a difference between these two Embodiments in the arrangement of the first and third planetary gear sets P1, P3.
  • the advantage of this seventh embodiment over the sixth embodiment is a short axial length of the transmission 1.
  • the first and third planetary gear sets P1, P3 are arranged radially nested, with the third planetary gear set P3 being arranged radially on the inside and the first planetary gear set P1 being arranged radially on the outside.
  • the third planetary gear set P3 is therefore arranged closer to the axis of rotation R than the first planetary gear set P1.
  • An intermediate gear with an internal toothing and an external toothing is arranged in the power flow between the first planetary gear set P1 and the third planetary gear set P3.
  • the third element E33 of the third planetary gear set P3 and the first element E11 of the first planetary gear set P1 form a common component.
  • the internal toothing of the intermediate gear forms a ring gear for the radially inner third planetary gear set P3.
  • the external toothing of the intermediate gear forms a sun gear for the radially outer first planetary gear set P1.
  • the intermediate gear makes the transmission 1 more compact and lighter.
  • the first and second planetary gear sets P1, P2 have a common ring gear with a single toothing.
  • the third element E13 of the first planetary gear set P1, the third element E23 of the second planetary gear set P2 and the second coupling shaft W2 are designed as a common component. This reduces the assembly effort and increases compactness.
  • the switching element S is effectively arranged between the second coupling shaft W2 and the second output shaft WAb2.
  • the switching element S therefore acts between the first element E11 of the first planetary gear set P1 and the third element E13 of the first planetary gear set P1.
  • the switching element S is arranged axially adjacent to the second planetary gear set P2.
  • the switching element S is arranged axially between the first planetary gear set P1 and the second planetary gear set P2.
  • the embodiment according to Fig. 10 corresponds to the embodiment according to Fig. 9, to which reference is made.
  • Fig. 11 shows an eighth embodiment of the drive device according to the invention.
  • the drive device according to Fig. 11 essentially corresponds to the Drive device according to Fig. 4, wherein a difference between these two embodiments lies in the connection of the planetary gear sets P1, P2, P3.
  • the first element E21 of the second planetary gear set P2 is rotationally fixed to the input shaft WAn
  • the second element E22 of the second planetary gear set P2 is rotationally fixed to the first coupling shaft W1
  • the third element E23 of the second planetary gear set P2 is rotationally fixed to the second coupling shaft W2.
  • the first element E31 of the third planetary gear set P3 is rotationally fixed to the first coupling shaft W1
  • the second element E32 of the third planetary gear set P3 is rotationally fixed to the second output shaft WAb2
  • the third element E33 of the third planetary gear set P3 is rotationally fixed to a stationary component designed as a housing G.
  • the first element E11 of the first planetary gear set P1 is rotationally fixedly connected to the second coupling shaft W2
  • the second element E12 of the first planetary gear set P1 is rotationally fixedly connected to the second output shaft WAb2
  • the third element E13 of the first planetary gear set P1 is rotationally fixedly connected to the first output shaft WAb1.
  • the drive shaft WAn is designed as a hollow shaft, with the second output shaft WAb2 extending axially through the drive shaft WAn and the drive machine 2.
  • the switching element S is effectively arranged between the second coupling shaft W2 and the second output shaft WAb2.
  • the switching element S therefore acts between the first element E11 of the first planetary gear set P1 and the second element E12 of the first planetary gear set P1.
  • the switching element S is arranged axially adjacent to the first planetary gear set P1.
  • the switching element S is arranged axially between the first planetary gear set P1 and the second planetary gear set P2.
  • the switching element S can be arranged radially on the outside around the second planetary gear set P2.
  • the second planetary gear set P2 can, for example, be made particularly small in diameter, which results in space being created radially between the second planetary gear set P2 and the second output shaft WAb2 in order to arrange the switching element S there. If the switching element S is arranged radially nested with the second planetary gear set P2, axial length can be saved. Otherwise, the embodiment according to Fig. 11 corresponds to the embodiment according to Fig. 4, to which reference is made.
  • Fig. 12 shows a ninth embodiment of the drive device according to the invention. The drive device according to Fig. 12 essentially corresponds to the drive device according to Fig. 4, with a difference between these two embodiments in the connection of the planetary gear sets P1, P2, P3.
  • the first element E21 of the second planetary gear set P2 is connected in a rotationally fixed manner to the input shaft WAn
  • the second element E22 of the second planetary gear set P2 is connected in a rotationally fixed manner to the second coupling shaft W2
  • the third element E23 of the second planetary gear set P2 is connected in a rotationally fixed manner to the first coupling shaft W1.
  • the first element E31 of the third planetary gear set P3 is connected in a rotationally fixed manner to the first coupling shaft W1
  • the second element E32 of the third planetary gear set P3 is connected in a rotationally fixed manner to the second output shaft WAb2
  • the third element E33 of the third planetary gear set P3 is connected in a rotationally fixed manner to a stationary component designed as a housing G.
  • the first element E11 of the first planetary gear set P1 is rotationally fixedly connected to the second coupling shaft W2, wherein the second element E12 of the first planetary gear set P1 is rotationally fixedly connected to the second output shaft WAb2, wherein the third element E13 of the first planetary gear set P1 is rotationally fixedly connected to the first output shaft WAb1.
  • the drive shaft WAn is designed as a hollow shaft, wherein the second output shaft WAb2 extends axially through the drive shaft WAn and the drive machine 2.
  • the switching element S is effectively arranged between the second coupling shaft W2 and the second output shaft WAb2.
  • the switching element S therefore acts between the first element E11 of the first planetary gear set P1 and the second element E12 of the first planetary gear set P1.
  • the switching element S is arranged axially adjacent to the first planetary gear set P1.
  • the switching element S is arranged axially between the first planetary gear set P1 and the second planetary gear set P2.
  • the switching element S can be arranged radially on the outside around the second planetary gear set P2.
  • the second planetary gear set P2 can, for example, be made particularly small in diameter, which results in space being created radially between the second planetary gear set P2 and the second output shaft WAb2 in order to arrange the switching element S there. If the switching element S is arranged radially nested with the second planetary gear set P2, axial length can be saved. Otherwise, the embodiment according to Fig. 12 corresponds to the embodiment according to Fig. 4, to which reference is made.
  • the transmission 1 comprises the first planetary gear set P1, which is designed as a minus planetary gear set with a sun gear, a ring gear and a planet carrier, the drive shaft WAn, which is designed to connect the transmission 1 to the drive machine 2, the first output shaft WAb1 and the second output shaft WAb2, each of which is designed to connect the transmission 1 to a wheel of the motor vehicle, and the switching element S.
  • One of the elements E11, E12, E13 of the first planetary gear set P1 is always connected in a rotationally fixed manner to the first output shaft WAb1, with another of the elements E11, E12, E13 of the first planetary gear set P1 always being connected in a rotationally fixed manner to the second output shaft WAb2, and with another of the elements E11, E12, E13 of the first planetary gear set P1 always being connectable to one of the two output shafts WAb1, WAb2 via the switching element S. is.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Getriebe (1) für ein Kraftfahrzeug (100), aufweisend • mindestens einen ersten Planetenradsatz (P1) mit einem ersten Element (E11), einem zweiten Element (E12) und einem dritten Element (E13), wobei der erste Planetenradsatz (P1) als Minus-Planetenradsatz mit einem Sonnenrad, einem Hohlrad und einem Planetenträger ausgebildet ist, • eine Antriebswelle (WAn) zur Anbindung des Getriebes (1) an eine Antriebsmaschine (2) des Kraftfahrzeugs (100), • eine erste Abtriebswelle (WAb1) und eine zweite Abtriebswelle (WAb2) jeweils zur Anbindung des Getriebes (1) an ein Rad (R1, R2) des Kraftfahrzeugs (100), • ein Schaltelement (S), • wobei eines der Elemente (E11, E12, E13) des ersten Planetenradsatzes (P1) mit der ersten Abtriebswelle (WAb1) drehfest verbunden ist, wobei ein anderes der Elemente (E11, E12, E13) des ersten Planetenradsatzes (P1) mit der zweiten Abtriebswelle (WAb2) drehfest verbunden ist, und wobei ein anderes der Elemente (E11, E12, E13) des ersten Planetenradsatzes (P1) über das Schaltelement (S) mit einer der beiden Abtriebswellen (WAb1, WAb2) verbindbar ist.

Description

Getriebe und Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug. Ferner betrifft die Erfindung eine Antriebsvorrichtung mit einem solchen Getriebe.
Beispielsweise offenbart DE 102013215 877 A1 ein Umlaufrädergetriebe zur Verzweigung der an einem Leistungseingang anliegenden Antriebsleistung auf einen ersten und auf einen zweiten Leistungsausgang in Verbindung mit einer Reduktion der Ausgangsdrehzahl auf ein unter der Antriebsdrehzahl am Leistungseingang liegendes Drehzahlniveau. Das Umlaufrädergetriebe umfasst eine erste Getriebestufe, die ein erstes Sonnenrad, einen ersten Planetensatz, einen ersten Planetenträger und ein erstes Hohlrad aufweist, eine zweite Getriebestufe, die ein zweites Sonnenrad, einen zweiten Planetensatz, einen zweiten Planetenträger und ein zweites Hohlrad aufweist, sowie eine dritte Planetenstufe, die ein drittes Sonnenrad, einen dritten Planetensatz und einen dritten Planetenträger umfasst. Das erste Sonnenrad ist als Leistungseingang eingerichtet, der erste Planetenträger ist mit dem zweiten Sonnenrad drehfest gekoppelt, der zweite Planetenträger ist stationär festgelegt, das erste Hohlrad ist mit dem dritten Sonnenrad gekoppelt, der erste Leistungsausgang erfolgt über die dritte Getriebestufe, und der zweite Leistungsausgang erfolgt über das zweite Hohlrad der zweiten Getriebestufe.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein alternatives Getriebe zu schaffen, das insbesondere eine verbesserte Leistungsdichte und einen verbesserten Wirkungsgrad sowie eine Differentialsperrwirkung aufweist. Diese Aufgaben werden gelöst durch ein Getriebe mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 und ein Getriebe mit den Merkmalen von Patentanspruch 10. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der nachfolgenden Beschreibung sowie der Figuren.
Ein erfindungsgemäßes Getriebe für ein Kraftfahrzeug umfasst einen ersten Planetenradsatz, einen zweiten Planetenradsatz und einen dritten Planetenradsatz, wobei jeder Planetenradsatz ein erstes Element, ein zweites Element und ein drittes Element aufweist, genau eine Antriebswelle zur Anbindung des Getriebes an eine Antriebsmaschine des Kraftfahrzeugs, eine erste Abtriebswelle und eine zweite Abtriebswelle jeweils zur Anbindung des Getriebes an ein Rad des Kraftfahrzeugs, eine erste Koppelwelle und eine zweite Koppelwelle jeweils zur drehfesten Verbindung von zwei Elementen zweier Planetenradsätze, und ein Schaltelement zum Übertragen eines Drehmoments zwischen einer der beiden Abtriebswellen und der zweiten Koppelwelle,
• wobei eines der Elemente des zweiten Planetenradsatzes mit der Antriebswelle drehfest verbunden ist, wobei ein anderes der Elemente des zweiten Planetenradsatzes mit der ersten Koppelwelle drehfest verbunden ist, wobei ein anderes der Elemente des zweiten Planetenradsatzes mit der zweiten Koppelwelle drehfest verbunden ist,
• wobei eines der Elemente des dritten Planetenradsatzes mit der ersten Koppelwelle drehfest verbunden ist, wobei ein anderes der Elemente des dritten Planetenradsatzes mit einem stationären Bauteil drehfest verbunden ist, wobei ein anderes der Elemente des dritten Planetenradsatzes mit der zweiten Abtriebswelle drehfest verbunden ist,
• wobei eines der Elemente des ersten Planetenradsatzes mit der zweiten Koppelwelle drehfest verbunden ist, wobei ein anderes der Elemente des ersten Planetenradsatzes mit der ersten Abtriebswelle drehfest verbunden ist, wobei ein anderes der Elemente des ersten Planetenradsatzes mit der zweiten Abtriebswelle drehfest verbunden ist.
Unter einer „Anbindung“ einer Vorrichtung oder eines Elements am Getriebe ist zu verstehen, dass das Getriebe, insbesondere die entsprechende Welle des Getriebes entweder unmittelbar, beispielsweise drehfest mit der Vorrichtung oder mit dem Element verbunden ist, oder mittelbar, beispielsweise über mindestens ein weiteres Bauteil, insbesondere über mindestens eine weitere Welle oder ein weiteres Zahnrad, verbunden ist. Wenn zwei Wellen drehfest miteinander verbunden sind, rotieren sie gemeinsam in einer Drehrichtung mit einer Rotationsgeschwindigkeit. Insbesondere kann die Anbindung auch über ein Schaltelement erfolgen, wodurch eine antriebswirksame Kopplung und Entkopplung der Vorrichtung oder des Elements mit der entsprechenden Welle des Getriebes möglich ist. Unter einer „Welle“ ist nicht ausschließlich ein beispielsweise zylindrisches, drehbar gelagertes Getriebeelement zur Übertragung von Drehmomenten zu verstehen, sondern vielmehr sind hierunter auch allgemeine Verbindungselemente zu verstehen, die einzelne Bauteile oder Elemente miteinander verbinden, insbesondere Verbindungselemente, die mehrere Elemente drehtest miteinander verbinden. Zwei drehtest miteinander verbundene Wellen können einteilig ausgebildet sein.
Unter einem „stationären Bauteil“ ist ein nicht rotierendes Bauteil des Getriebes zu verstehen. Beispielsweise ist das stationäre Bauteil als Gehäuse oder Gehäuseabschnitt des Getriebes ausgebildet. Alternativ kann das stationäre Bauteil als gehäusefeste Welle ausgebildet sein.
Mithin ist der zweite Planetenradsatz über die Antriebswelle mit der Antriebsmaschine zumindest mittelbar oder unmittelbar verbunden oder verbindbar, sowie über die erste Koppelwelle mit dem dritten Planetenradsatz verbunden und über die zweite Koppelwelle mit dem ersten Planeten radsatz verbunden. Ferner ist der dritte Planetenradsatz mit dem Gehäuse drehtest verbunden und über die zweite Abtriebswelle mit dem ersten Planeten radsatz verbunden. Der erste Planeten radsatz ist darüber hinaus mit der ersten Abtriebswelle verbunden. Über die erste Abtriebswelle ist der erste Planeten radsatz mit einem ersten Rad des Kraftfahrzeugs zumindest mittelbar oder unmittelbar verbunden oder verbindbar. Ferner sind über d ie zweite Abtriebswelle der erste und der dritte Planetenradsatz mit einem zweiten Rad des Kraftfahrzeugs zumindest mittelbar oder unmittelbar verbunden oder verbindbar.
Beispielsweise ist die Antriebsmaschine als elektrische Maschine ausgebildet, die zum Antrieb des Fahrzeugs als Antriebsmotor und zur Rekuperation von elektrischer Energie als Generator betreibbar ist. Dazu ist die elektrische Maschine mit einem elektrischen Energiespeicher elektrisch verbunden. Die elektrische Maschine umfasst einen Rotor und einen Stator, wobei der Rotor drehfest mit einer Rotorwelle verbunden ist. Die Rotorwelle der elektrischen Maschine ist zumindest mittelbar oder unmittelbar mit der Antriebswelle verbunden. Beispielsweise ist die Rotorwelle der elektrischen Maschine über mindestens eine weitere Welle, über mehrere Zahnräder und/oder über ein Zugmittel mit der Antriebswelle verbunden. Die elektrische Maschine kann auf einer gemeinsamen Rotationsachse mit dem Getriebe angeordnet sein und somit koaxial zu der Antriebswelle ausgebildet sein, wobei dann die Rotorwelle mit der Antriebswelle vorzugsweise drehtest verbunden ist. Alternativ kann die elektrische Maschine achsparallel zu der Antriebswelle ausgebildet sein, wobei dann die Rotorwelle mit der Antriebswelle mittelbar verbunden ist. Alternativ kann die Antriebsmaschine als Verbrennungsmotor mit einer Kurbelwelle ausgebildet sein.
Unter einem „Schaltelement“ ist eine schaltbare Vorrichtung zu verstehen, die zumindest einen geöffneten und einen geschlossenen Zustand aufweist, wobei im geöffneten Zustand zwei damit verbundene Wellen frei rotieren können, und wobei im geschlossenen Zustand die beiden Wellen drehfest miteinander verbunden sind.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform verbindet das Schaltelement in einem geschlossenen Zustand das dritte Element des ersten Planetenradsatzes und das erste Element des ersten Planetenradsatzes drehfest miteinander. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform verbindet das Schaltelement in einem geschlossenen Zustand das zweite Element des ersten Planetenradsatzes und das erste Element des ersten Planetenradsatzes drehfest miteinander.
Mithin wird über das Schaltelement der erste Planetenradsatz verblockt. Mit anderen Worten werden zwei Elemente des ersten Planetenradsatzes, beispielsweise das Sonnenrad und das Hohlrad oder das Sonnenrad und der Planetenträger, drehfest verbunden, sodass der erste Planeten radsatz im Block umläuft und die Übersetzung 1 aufweist. Dadurch das eines dieser Elemente des ersten Planetenradsatzes entweder mit der ersten oder mit der zweiten Abtriebswelle verbunden ist wird auch eine Differentialsperrwirkung mittels des Schaltelements erzeugt. Das Schaltelement ist von einem Aktuator schaltbar. Unter einer „Differentialsperrwirkung“ ist eine Sperrwirkung zwischen den beiden Abtriebswellen zu verstehen. Das Schaltelement kann als reibschlüssiges oder formschlüssiges Schaltelement ausgebildet sein. Beispielsweise ist ein formschlüssiges Schaltelement als Klauenkupplung ausgebildet. Durch ein formschlüssiges Schaltelement kann die Effizienz des Getriebes aufgrund verminderter Schleppverluste erhöht werden. Insbesondere sind formschlüssige Schaltelemente kompakter sowie wirkungsgradoptimiert ausgebildet und haben einen Kostenvorteil gegenüber reibschlüssigen Schaltelementen. Jedoch ist ein Schlupfbetrieb, d.h. eine begrenzte Sperrwirkung unter Differenzdrehzahl mit formschlüssigen Schaltelementen nicht möglich. Beispielsweise umfasst ein reibschlüssiges Schaltelement mehrere Lamellen oder zumindest eine konusförmige Reibfläche. Im Falle eines reibschlüssigen Schaltelementes kann dieses über einen Aktuator oder mechanisch, insbesondere durch Nutzung von Axialkräften aus Schrägverzahnungen betätigt werden. Ein Aktuator kann gehäusefest oder mitrotierend angeordnet sein.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das erste Element des zweiten Planetenradsatzes mit der Antriebswelle drehfest verbunden, wobei das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes mit der ersten Koppelwelle drehfest verbunden ist, wobei das dritte Element des zweiten Planeten radsatzes mit der zweiten Koppelwelle drehfest verbunden ist, wobei das erste Element des dritten Planetenradsatzes mit der ersten Koppelwelle drehfest verbunden ist, wobei das zweite Element des dritten Planetenradsatzes mit einem stationären Bauteil drehfest verbunden ist, wobei das dritte Element des dritten Planetenradsatzes mit der zweiten Abtriebswelle drehfest verbunden ist, wobei das erste Element des ersten Planetenradsatzes mit der zweiten Koppelwelle drehfest verbunden ist, wobei das zweite Element des ersten Planetenradsatzes mit der ersten Abtriebswelle drehfest verbunden ist, wobei das dritte Element des ersten Planetenradsatzes mit der zweiten Abtriebswelle drehfest verbunden ist. Hierzu wird auf die Ausführungsformen gemäß der Figuren 4, 5 und 6 verwiesen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das erste Element des zweiten Planetenradsatzes mit der Antriebswelle drehfest verbunden, wobei das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes mit der zweiten Koppelwelle drehfest verbunden ist, wobei das dritte Element des zweiten Planeten radsatzes mit der ersten Koppelwelle drehfest verbunden ist, wobei das erste Element des dritten Planetenradsatzes mit der ersten Koppelwelle drehfest verbunden ist, wobei das zweite Element des dritten Planetenradsatzes mit einem stationären Bauteil drehfest verbunden ist, wobei das dritte Element des dritten Planetenradsatzes mit der zweiten Abtriebswelle drehfest verbunden ist, wobei das erste Element des ersten Planetenradsatzes mit der zweiten Abtriebswelle drehfest verbunden ist, wobei das zweite Element des ersten Planetenradsatzes mit der ersten Abtriebswelle drehtest verbunden ist, wobei das dritte Element des ersten Planetenradsatzes mit der zweiten Koppelwelle drehtest verbunden ist. Hierzu wird auf die Ausführungsformen gemäß der Figuren 7 und 8 verwiesen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das erste Element des zweiten Planetenradsatzes mit der Antriebswelle drehtest verbunden, wobei das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes mit der ersten Koppelwelle drehtest verbunden ist, wobei das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes mit der zweiten Koppelwelle drehtest verbunden ist, wobei das erste Element des dritten Planetenradsatzes mit der ersten Koppelwelle drehtest verbunden ist, wobei das zweite Element des dritten Planetenradsatzes mit einem stationären Bauteil drehtest verbunden ist, wobei das dritte Element des dritten Planetenradsatzes mit der zweiten Abtriebswelle drehtest verbunden ist, wobei das erste Element des ersten Planetenradsatzes mit der zweiten Abtriebswelle drehtest verbunden ist, wobei das zweite Element des ersten Planetenradsatzes mit der ersten Abtriebswelle drehtest verbunden ist, wobei das dritte Element des ersten Planetenradsatzes mit der zweiten Koppelwelle drehtest verbunden ist. Hierzu wird auf die Ausführungsformen gemäß der Figuren 9 und 10 verwiesen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das erste Element des zweiten Planetenradsatzes mit der Antriebswelle drehfest verbunden, wobei das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes mit der ersten Koppelwelle drehfest verbunden ist, wobei das dritte Element des zweiten Planeten radsatzes mit der zweiten Koppelwelle drehfest verbunden ist, wobei das erste Element des dritten Planetenradsatzes mit der ersten Koppelwelle drehfest verbunden ist, wobei das zweite Element des dritten Planetenradsatzes mit der zweiten Abtriebswelle drehfest verbunden ist, wobei das dritte Element des dritten Planetenradsatzes mit einem stationären Bauteil drehfest verbunden ist, wobei das erste Element des ersten Planetenradsatzes mit der zweiten Koppelwelle drehfest verbunden ist, wobei das zweite Element des ersten Planetenradsatzes mit der zweiten Abtriebswelle drehfest verbunden ist, wobei das dritte Element des ersten Planetenradsatzes mit der ersten Abtriebswelle drehfest verbunden ist. Hierzu wird auf die Ausführungsform gemäß Figur 11 verwiesen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das erste Element des zweiten Planetenradsatzes mit der Antriebswelle drehfest verbunden, wobei das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes mit der zweiten Koppelwelle drehfest verbunden ist, wobei das dritte Element des zweiten Planeten radsatzes mit der ersten Koppelwelle drehfest verbunden ist, wobei das erste Element des dritten Planetenradsatzes mit der ersten Koppelwelle drehfest verbunden ist, wobei das zweite Element des dritten Planetenradsatzes mit der zweiten Abtriebswelle drehfest verbunden ist, wobei das dritte Element des dritten Planetenradsatzes mit einem stationären Bauteil drehfest verbunden ist, wobei das erste Element des ersten Planetenradsatzes mit der zweiten Koppelwelle drehfest verbunden ist, wobei das zweite Element des ersten Planetenradsatzes mit der zweiten Abtriebswelle drehfest verbunden ist, wobei das dritte Element des ersten Planetenradsatzes mit der ersten Abtriebswelle drehfest verbunden ist. Hierzu wird auf die Ausführungsform gemäß Figur 12 verwiesen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind zwei der drei Planetenradsätze radial geschachtelt angeordnet. Mit anderen Worten sind die Elemente der beiden Planetenradsätze derart axial überlappend angeordnet, dass einer der beiden Planetenradsätze außen und der andere der beiden Planetenradsätze innen angeordnet ist. Dadurch wird das Getriebe insbesondere in axialer Richtung kompakter ausgebildet. Bevorzugt sind der erste und dritte Planetenradsatz radial geschachtelt angeordnet. Alternativ sind der erste und zweite Planeten radsatz radial geschachtelt angeordnet.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist eine der beiden Koppelwellen oder eine der beiden Abtriebswellen einteilig mit den damit verbundenen Elementen des jeweiligen Planetenradsatzes ausgebildet. Beispielsweise kann eine Koppelwelle o- der eine Abtriebswelle einteilig als Zwischenrad mit zwei Verzahnungen ausgebildet sein, wobei eine Innenverzahnung des Zwischenrads ein Hohlrad für einen radial inneren Planetenradsatz bildet, wobei eine Außenverzahnung des Zwischenrads ein Sonnenrad für einen radial äußeren Planetenradsatz bildet. Ein solches Zwischenrad wird auch Sonnen-Hohlrad genannt. Alternativ kann eine Koppelwelle oder eine Abtriebswelle eine Verzahnung aufweisen, die ein gemeinsames Hohlrad für zwei Planetenradsätze bildet. Alternativ kann eine Koppelwelle oder eine Abtriebswelle eine Verzahnung aufweisen, die ein gemeinsames Sonnenrad für zwei Planetenradsätze bildet. Alternativ kann eine Koppelwelle oder eine Abtriebswelle einen gemeinsamen Planetenträger ausbilden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist zumindest einer der Planetenradsätze als Minus-Planetenradsatz ausgebildet, wobei das erste Element des jeweiligen Planetenradsatzes als Sonnenrad ausgebildet ist, wobei das zweite Element des jeweiligen Planetenradsatzes als Planetenträger ausgebildet ist, wobei das dritte Element des jeweiligen Planetenradsatzes als Hohlrad ausgebildet ist. An dem Planetenträger sind mehrere Planetenräder drehbar gelagert angeordnet, die mit dem Sonnenrad und dem Hohlrad im Zahneingriff stehen.
Die Erfindung betrifft ferner ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug umfassend mindestens einen ersten Planeten radsatz mit einem ersten Element, einem zweiten Element und einem dritten Element, wobei der erste Planetenradsatz als Minus-Planetenradsatz mit einem Sonnenrad, einem Hohlrad und einem Planetenträger ausgebildet ist, eine Antriebswelle zur Anbindung des Getriebes an eine Antriebsmaschine des Kraftfahrzeugs, eine erste Abtriebswelle und eine zweite Abtriebswelle jeweils zur Anbindung des Getriebes an ein Rad des Kraftfahrzeugs, ein Schaltelement, wobei eines der Elemente des ersten Planetenradsatzes mit der ersten Abtriebswelle drehfest verbunden ist, wobei ein anderes der Elemente des ersten Planetenradsatzes mit der zweiten Abtriebswelle drehfest verbunden ist, und wobei ein anderes der Elemente des ersten Planetenradsatzes über das Schaltelement mit einer der beiden Abtriebswellen verbindbar ist.
Eine erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung weist eine Antriebsmaschine und ein erfindungsgemäßes Getriebe auf. Vorzugsweise ist die Antriebsmaschine als elektrische Maschine ausgebildet. Alternativ ist die Antriebsmaschine als Verbrennungsmotor ausgebildet. Die Antriebsmaschine kann koaxial oder achsparallel zur Antriebswelle des Getriebes angeordnet sein. Über die Antriebswelle wird die Antriebsleistung der Antriebsmaschine in das Getriebe eingespeist und auf die beiden Abtriebswellen verteilt, wobei die jeweilige Abtriebswelle mit einem jeweiligen Antriebsrad einer Antriebsachse des Fahrzeugs antriebswirksam verbunden ist. Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug umfasst eine erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung. Insbesondere ist das Kraftfahrzeug als Elektrofahrzeug ausgebildet und weist eine elektrische Antriebsachse mit der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung auf. Die obigen Definitionen sowie Ausführungen zu technischen Effekten, Vorteilen und vorteilhaften Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Getriebes gelten sinngemäß ebenfalls für die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung und für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung, die nachfolgend erläutert werden, sind in den Zeichnungen dargestellt, wobei gleiche Elemente mit dem gleichen Bezugszeichen versehen sind. Es zeigen:
Fig. 1 eine stark abstrahierte schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugs mit einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung;
Fig. 2 eine stark abstrahierte schematische Prinzipskizze der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung;
Fig. 3 eine stark abstrahierte schematische Prinzipskizze der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung gemäß einer alternativen Ausführungsform;
Fig. 4 eine stark abstrahierte schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform;
Fig. 5 eine stark abstrahierte schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform;
Fig. 6 eine stark abstrahierte schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform ;
Fig. 7 eine stark abstrahierte schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform ; Fig. 8 eine stark abstrahierte schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform;
Fig. 9 eine stark abstrahierte schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform;
Fig. 10 eine stark abstrahierte schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung gemäß einer siebten Ausführungsform;
Fig. 11 eine stark abstrahierte schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung gemäß einer achten Ausführungsform; und
Fig. 12 eine stark abstrahierte schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung gemäß einer neunten Ausführungsform.
Fig. 1 zeigt ein Kraftfahrzeug 100 mit einer ersten Radachse 101 mit zwei Rädern R1 , R2 und einer zweiten Radachse 102 mit zwei Rädern R3, R4. Vorliegend ist die erste Radachse 101 als hintere Antriebsachse des Kraftfahrzeugs 100 ausgebildet und mit einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung ausgestattet, die eine einzige als elektrische Maschine ausgebildete Antriebsmaschine 2 und ein als Umlaufrädergetriebe ausgebildetes Getriebe 1 aufweist. Mithin ist das Kraftfahrzeug 100 als elektrisches Fahrzeug ausgebildet. Die Antriebsvorrichtung ist quer zur Fahrzeuglängsrichtung angeordnet und mit den Rädern R1 , R2 der ersten Radachse 101 antriebswirksam verbunden. Vorliegend ist an der zweiten Radachse 102, also an der Frontachse des Fahrzeugs 100, keine weitere Antriebsvorrichtung angeordnet, wodurch Kosten, Gewicht und Bauraum eingespart werden. Alternativ kann die Antriebsvorrichtung anstatt an der Heckachse auch an der Frontachse des Kraftfahrzeugs 100 angeordnet sein. Zur Realisierung eines Allradantriebsystems kann an der zweiten Radachse 102 eine weitere Antriebsvorrichtung angeordnet und mit den Rädern R3, R4 dieser Radachse 102 antriebswirksam verbunden sein. Fig. 2 und Fig 3 zeigen jeweils schematisch eine Prinzipskizze der Antriebsvorrichtung gemäß Fig. 1. Das Getriebe 1 der Antriebsvorrichtung umfasst einen ersten Planetenradsatz P1 , einen zweiten Planetenradsatz P2 und einen dritten Planetenradsatz P3, die jeweils durch einen Kreis grafisch dargestellt sind. Jeder Planetenradsatz P1 , P2, P3 weist ein erstes Element, ein zweites Element und ein drittes Element auf, die jeweils durch drei Anbindungsmöglichkeiten am jeweiligen Planetenradsatz P1 , P2, P3 angedeutet sind. Ferner umfasst das Getriebe 1 fünf Wellen, nämlich eine Antriebswelle WAn zur Anbindung des Getriebes 1 an die Antriebsmaschine 2, eine erste Abtriebswelle WAb1 und eine zweite Abtriebswelle WAb2 jeweils zur Anbindung des Getriebes 1 an ein Rad des Kraftfahrzeugs sowie eine erste Koppelwelle W1 und eine zweite Koppelwelle W2.
Eines der Elemente des zweiten Planetenradsatzes P2 ist mit der Antriebswelle WAn drehfest verbunden. Der zweite Planeten radsatz P2 ist über die Antriebswelle WAn mit der Antriebsmaschine 2 antriebswirksam verbunden. Mit anderen Worten kann im Leistungsfluss zwischen der Antriebsmaschine 2 und der Antriebswelle WAn mindestens eine weitere Welle, ein Zahnrad, ein Schaltelement oder dergleichen angeordnet sein. Ein anderes der Elemente des zweiten Planeten radsatzes P2 ist mit der ersten Koppelwelle W1 drehfest verbunden. Ein anderes der Elemente des zweiten Planetenradsatzes P2 ist mit der zweiten Koppelwelle W2 drehfest verbunden.
Eines der Elemente des dritten Planeten radsatzes P3 ist mit der ersten Koppelwelle W1 drehfest verbunden. Mithin ist der dritte Planeten radsatz P3 über die erste Koppelwelle W1 mit dem zweiten Planetenradsatz P2 verbunden. Ein anderes der Elemente des dritten Planetenradsatzes P3 ist mit einem als Gehäuse G ausgebildeten stationären Bauteil des Getriebes 1 drehfest verbunden und somit an einer Rotation gehindert. Ein anderes der Elemente des dritten Planeten radsatzes P3 ist mit der zweiten Abtriebswelle WAb2 drehfest verbunden.
Eines der Elemente des ersten Planeten radsatzes P1 ist mit der zweiten Koppelwelle W2 drehfest verbunden. Mithin ist der erste Planeten radsatz P1 über die zweite Koppelwelle W2 mit dem zweiten Planeten radsatz P2 verbunden. Ein anderes der Elemente des ersten Planetenradsatzes P1 ist mit der ersten Abtriebswelle WAb1 drehfest verbunden. Ein anderes der Elemente des ersten Planeten radsatzes P1 ist mit der zweiten Abtriebswelle WAb2 drehtest verbunden. Mithin ist der erste Planetenradsatz P1 über die zweite Abtriebswelle WAb2 mit dem dritten Planeten radsatz P3 verbunden.
Gemäß Fig. 2 umfasst das Getriebe 1 ferner ein Schaltelement S zum Übertragen eines Drehmoments zwischen der zweiten Abtriebswelle WAb2 und der zweiten Koppelwelle W2. Mit anderen Worten ist die zweite Koppelwelle W2 über das Schaltelement S mit der zweiten Abtriebswellen WAb2 verbindbar.
Gemäß Fig. 3 umfasst das Getriebe 1 ein Schaltelement S zum Übertragen eines Drehmoments zwischen der ersten Abtriebswelle WAb1 und der zweiten Koppelwelle W2. Mit anderen Worten ist die zweite Koppelwelle W2 über das Schaltelement S mit der ersten Abtriebswellen WAb1 verbindbar.
Das Schaltelement ist als Differentialsperre vorgesehen und vorzugsweise als Reibkupplung ausgebildet. Beispielsweise umfasst die Reibkupplung zumindest zwei korrespondierende Reibflächen, also ein Reibflächenpaar. Beispielsweise ist die Reibkupplung als Lamellenkupplung ausgebildet und umfasst mehrere parallel wirkende Reibflächenpaare. Beispielsweise sind die Reibflächen eben ausgebildet. Alternativ sind die Reibflächen konusförmig ausgebildet, wodurch ein Reibmoment erhöht werden kann. Beispielsweise dient ein als Reiblamelle oder Reibkonus ausgeführtes Reibelement oder ein daran axial angrenzendes Bauteil der Axialspieleinstellung. Alternativ ist das Schaltelement S als Klauenkupplung ausgebildet. Alternativ ist das Schaltelement als Synchronisierung ausgebildet. Bevorzugt erfolgt die Betätigung des Schaltelements S mittels eines Hydraulikzylinders, der gehäusefest oder mitrotierend angeordnet ist. Alternativ erfolgt die Betätigung des Schaltelements S elektromechanisch, beispielsweise über eine Spindel, eine Rampe oder einen Hebel. Alternativ erfolgt die Betätigung des Schaltelements S elektromagnetisch. Die für die Betätigung des Schaltelements S erforderliche Kraft resultiert zumindest teilweise oder vollständig aus einer Axialkraft von zumindest einer Schrägverzahnung. Insbesondere ist der Kraftfluss im ersten Planetenradsatz P1 derart ausgebildet, dass im Zug- und im Schubbetrieb des Antriebsstrangs Kräfte aus der mindestens einen Schrägverzahnung auf das Schaltelement S wirken.
Erfindungsgemäß ist das Schaltelement S zum Übertragen eines Drehmoments zwischen einer der beiden Abtriebswellen WAb1 , WAb2 und der zweiten Koppelwelle W2 vorgesehen. Insbesondere ist eine der beiden Abtriebswellen WAb1 , WAb2 mit einem als Planetenträger ausgebildeten Element des ersten Planetenradsatzes P1 drehtest verbunden. Das Reaktionsmoment der Antriebsmaschine 2 ist in Summe mit dem Gehäusestützmoment umgekehrt gleich groß zu den Abtriebsdrehmomenten an den beiden Abtriebswellen WAb1 , WAb2. Mithin erfolgt keine Aufsumm ierung der Abtriebsdrehmomente analog einem Differentialkorb an einem rotierenden Bauteil. An keinem rotierenden Bauteil des Getriebes 1 liegt die Summe der beiden Abtriebsdrehmomente an. Die Summe der Abtriebsfrehmomente ist betragsmäßig größer als das Antriebsdrehmoment, da es sich nicht nur um ein Differential, sondern um ein Übersetzungsgetriebe mit Differentialfunktion handelt.
Der erste Planetenradsatz P1 läuft bei Geradeausfahrt des Kraftfahrzeugs im Block um, sodass die Elemente des ersten Planetenradsatzes P1 nicht wälzen und dadurch keine entsprechenden Verluste generiert werden. Der zweite Planetenradsatz P2 weist keine Gehäuseabstützung auf, sodass alle drei Elemente des zweiten Planetenradsatz P2 rotieren können. Der dritte Planetenradsatz P3 weist eine Gehäuseabstützung auf, wodurch eine Drehmomentwandlung ermöglicht wird. Die drei Planetenradsätze P1 , P2, P3 sind derart miteinander verbunden, dass jeder Planetenradsatz P1 , P2, P3 mit jedem Planetenradsatz P1 , P2, P3 genau eine drehfeste Verbindung teilt.
Fig. 4 zeigt schematisch die Antriebsvorrichtung mit dem Getriebe 1 gemäß einer ersten Ausführungsform. Vorteilhaft an dieser ersten Ausführungsform ist ein guter Wirkungsgrad und ein breiter Übersetzungsbereich des Getriebes 1 . Das Getriebe 1 umfasst den ersten Planetenradsatz P1 , den zweiten Planetenradsatz P2 und den dritten Planetenradsatz P3, wobei jeder der drei Planetenradsätze P1 , P2, P3 ein erstes Element E11 , E21 , E31 , ein zweites Element E12, E22, E32 und ein drittes Element E13, E23, E33 aufweist. Vorliegend ist das erste Element E11 , E21 , E31 des jeweiligen Planeten radsatzes P1 , P2, P3 als Sonnenrad ausgebildet, wobei das zweite Element E12, E22, E32 des jeweiligen Planetenradsatzes P1 , P2, P3 als Planetenträger ausgebildet ist, wobei das dritte Element E13, E23, E33 des jeweiligen Planetenradsatzes P1 , P2, P3 als Hohlrad ausgebildet ist. Jeder Planetenträger trägt mindestens ein Planetenrad, das mit dem Sonnenrad und dem Hohlrad des jeweiligen Planetenradsatzes P1 , P2, P3 im Zahneingriff steht. Mithin ist jeder der drei Planetenradsätze P1 , P2, P3 als Minus-Planetenradsatz ausgebildet.
Das erste Element E21 des zweiten Planetenradsatzes P2 ist mit der Antriebswelle WAn drehtest verbunden, wobei das zweite Element E22 des zweiten Planetenradsatzes P2 mit der ersten Koppelwelle W1 drehtest verbunden ist, wobei das dritte Element E23 des zweiten Planetenradsatzes P2 mit der zweiten Koppelwelle W2 drehtest verbunden ist. Die Antriebswelle WAn ist vorliegend mit der Antriebsmaschine 2 drehtest verbunden. Alternativ können im Leistungsfluss zwischen der Antriebsmaschine 2 und der Antriebswelle WAn weitere Elemente, insbesondere Wellen, Zahnräder, Schaltelemente oder sonstige Vorrichtungen angeordnet sein. Beispielsweise kann durch ein solches Schaltelement der Leistungsfluss zwischen der Antriebsmaschine 2 und der Antriebswelle WAn unterbrochen werden.
Das erste Element E31 des dritten Planetenradsatzes P3 ist mit der ersten Koppelwelle W1 drehtest verbunden, wobei das zweite Element E32 des dritten Planetenradsatzes P3 mit einem als Gehäuse G ausgebildeten stationären Bauteil drehtest verbunden ist, wobei das dritte Element E33 des dritten Planetenradsatzes P3 mit der zweiten Abtriebswelle WAb2 drehtest verbunden ist.
Das erste Element E11 des ersten Planetenradsatzes P1 ist mit der zweiten Koppelwelle W2 drehtest verbunden, wobei das zweite Element E12 des ersten Planetenradsatzes P1 mit der ersten Abtriebswelle WAb1 drehtest verbunden ist, wobei das dritte Element E13 des ersten Planetenradsatzes P1 mit der zweiten Abtriebswelle WAb2 drehtest verbunden ist.
Mithin sind das dritte Element E13 des ersten Planetenradsatzes P1 und das dritte
Element E33 des dritten Planetenradsatzes P3 über die zweite Abtriebswelle WAb2 drehfest miteinander verbunden. Ferner verbindet die erste Koppelwelle W1 das zweite Element E12 des zweiten Planeten radsatzes P2 drehtest mit dem ersten Element E31 des dritten Planetenradsatzes P3, wobei die zweite Koppelwelle W2 das dritte Element E23 des zweiten Planeten radsatzes P2 drehtest mit dem ersten Element E11 des ersten Planetenradsatzes P1 verbindet.
Der zweite Planeten radsatz P2 ist axial zwischen dem dritten Planeten radsatz P3 und dem ersten Planeten radsatz P1 angeordnet, wobei der dritte Planetenradsatz P3 axial an der Antriebsmaschine 2 angrenzt. Dadurch wird die Antriebsvorrichtung kompakt ausgebildet. Alle drei Planetenradsätze P1 , P2, P3 sind auf einer gemeinsamen Rotationsachse R angeordnet. Die Antriebsmaschine 2 ist koaxial zur Rotationsachse R angeordnet. Die Antriebswelle WAn ist als Hohlwelle ausgebildet, wobei sich die erste Abtriebswelle WAb1 axial durch die Antriebswelle WAn und die Antriebsmaschine 2 erstreckt. Die jeweilige Abtriebswelle WAb1 , WAb2 ist beispielsweise drehtest mit einem jeweiligen Rad des Kraftfahrzeugs verbunden. Alternativ kann die jeweilige Abtriebswelle WAb1 , WAb2 mittelbar über weitere Getriebeelemente, insbesondere Stirnradstufen, Kettentriebe oder Gelenkwellen mit einem jeweiligen Rad des Kraftfahrzeugs verbunden sein.
Das Schaltelement S ist zum Übertragen eines Drehmoments zwischen der zweiten Abtriebswelle WAb2 und der zweiten Koppelwelle W2 eingerichtet, wobei das Schaltelement S in einem geschlossenen Zustand das dritte Element E13 des ersten Planetenradsatzes P1 und das erste Element E11 des ersten Planetenradsatzes P1 drehfest miteinander verbindet. Dadurch wird der erste Planetenradsatz P1 verblockt. Wenn das Schaltelement S nur teilweise geschlossen wird, dann wird nur ein Teil des Drehmoments zwischen der zweiten Koppelwelle W2 und der zweiten Abtriebswelle WAb2 übertragen. Durch die Anordnung des Schaltelements S im Leistungsfluss zwischen dem Sonnenrad und dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes P1 kann der erste Planetenradsatz P1 zumindest teilweise oder vollständig gesperrt werden, wobei dann die in dem Schaltelement S auftretenden Drehmomente niedriger als bei einer Anordnung des Schaltelements S zwischen den beiden Abtriebswellen WAb1 , WAb2 ist. Mithin ist das Schaltelement S zwischen der zweiten Koppelwelle W2 und der zweiten Abtriebswelle WAb2 wirksam angeordnet und wirkt zwischen dem ersten Element E11 des ersten Planetenradsatzes P1 und dem dritten Element E13 des ersten Planetenradsatzes P1 . Das Schaltelement S ist axial benachbart zum ersten Planetenradsatz P1 angeordnet. Das Schaltelement S ist axial zwischen dem ersten Planetenradsatz P1 und dem zweiten Planetenradsatz P2 angeordnet. Alternativ sowie vorliegend nicht dargestellt kann das Schaltelement S radial außen um den zweiten Planetenradsatz P2 herum angeordnet werden. Der zweite Planeten radsatz P2 kann beispielsweise im Durchmesser besonders klein ausgeführt werden, was dazu führt, dass radial zwischen dem zweiten Planetenradsatz P2 und der zweiten Abtriebswelle WAb2 Platz resultiert, um dort das Schaltelement S anzuordnen. Wenn das Schaltelement S radial geschachtelt mit dem zweiten Planetenradsatz P2 angeordnet wird kann axiale Baulänge eingespart werden.
Fig. 5 zeigt eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung. Die Antriebsvorrichtung gemäß Fig. 5 entspricht im Wesentlichen der Antriebsvorrichtung gemäß Fig. 4, wobei ein Unterschied zwischen diesen beiden Ausführungsformen in der Anordnung und Anbindung des Schaltelements S besteht. Vorliegend ist das Schaltelement S zum Übertragen eines Drehmoments zwischen der ersten Abtriebswelle WAb1 und der zweiten Koppelwelle W2 eingerichtet, wobei das Schaltelement S in einem geschlossenen Zustand das zweite Element E12 des ersten Planetenradsatzes P1 und das erste Element E11 des ersten Planetenradsatzes P1 drehfest verbindet. Mithin wirkt das Schaltelement S zwischen dem ersten Element E11 des ersten Planeten radsatzes P1 und dem zweiten Element E12 des ersten Planetenradsatzes P1 . Das Schaltelement S ist axial benachbart zum ersten Planetenradsatz P1 angeordnet. Durch die Anordnung des Schaltelements S im Leistungsfluss zwischen dem Sonnenrad und dem Planetenträger des ersten Planetenradsatzes P1 kann der erste Planetenradsatz P1 zumindest teilweise oder vollständig gesperrt werden, wobei dann die in dem Schaltelement S auftretenden Drehmomente niedriger als bei einer Anordnung des Schaltelements S zwischen den beiden Abtriebswellen WAb1 , WAb2 ist. Zwar sind die Drehmomente in dem Schaltelement S höher als bei der Anordnung des Schaltelements S im Leistungsfluss zwischen dem Sonnenrad und dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes P1 jedoch können sich dadurch konstruktive Vorteile ergeben, insbesondere dann, wenn die Anordnung des Schaltelements S im Leistungsfluss zwischen dem Sonnenrad und dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes P1 auf Grund der Bindbarkeit konstruktiv nicht möglich ist. Ansonsten entspricht das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4, auf das Bezug genommen wird.
Fig. 6 zeigt eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung. Die Antriebsvorrichtung gemäß Fig. 6 entspricht im Wesentlichen der Antriebsvorrichtung gemäß Fig. 4, wobei ein Unterschied zwischen diesen beiden Ausführungsformen in der Anordnung des ersten und zweiten Planetenradsatzes P1 , P2 besteht. Vorteilhaft an dieser dritten Ausführungsform gegenüber der ersten Ausführungsform ist eine kurze axiale Baulänge des Getriebes 1 . Vorliegend sind der erste und der zweite Planeten radsatz P1 , P2 radial geschachtelt angeordnet, wobei der zweite Planetenradsatz P2 radial innen angeordnet ist, und wobei der erste Planetenradsatz P1 radial außen angeordnet ist. Mithin ist der zweite Planetenradsatz P2 näher an der Rotationsachse R angeordnet als der zweite Planetenradsatz P2. Die Elemente E1 1 , E12, E13 des ersten Planetenradsatzes P1 und die Elemente E21 , E22, E23 des zweiten Planeten radsatzes P2 überlappen sich in axialer Richtung. Die zweite Koppelwelle W2 ist als Zwischenrad mit einer Innenverzahnung und einer Außenverzahnung ausgebildet und verbindet den ersten Planetenradsatz P1 und den zweiten Planetenradsatz P2. Mit anderen Worten sind das dritte Element E23 des zweiten Planetenradsatzes P2, das erste Element E11 des ersten Planeten radsatzes P1 und die zweite Koppelwelle W2 einteilig als gemeinsames Bauteil ausgebildet. Die Innenverzahnung des Zwischenrads bildet ein Hohlrad für den radial inneren zweiten Planetenradsatz P2. Die Außenverzahnung des Zwischenrads bildet ein Sonnenrad für den radial äußeren ersten Planeten radsatz P1 . Das Zwischenrad macht das Getriebe 1 kompakter und leichter. Ferner weisen der erste und der dritte Planeten radsatz P1 , P3 ein gemeinsames Hohlrad auf. Mit anderen Worten sind das dritte Element E13 des ersten Planetenradsatzes P1 und das dritte Element E33 des dritten Planetenradsatzes P3 als gemeinsames Bauteil mit einer einzigen Verzahnung ausgebildet. Dadurch wird der Montageaufwand verringert und die Kompaktheit erhöht. Insbesondere ist die zweite Abtriebswelle WAb2 einteilig mit dem gemeinsamen Hohlrad ausgebildet. Das Schaltelement S ist zwischen der zweiten Koppelwelle W2 und der zweiten Abtriebswelle WAb2 wirksam angeordnet. Mithin wirkt das Schaltelement S zwischen dem ersten Element E11 des ersten Planetenradsatzes P1 und dem dritten Element E13 des ersten Planetenradsatzes P1 . Das Schaltelement S ist axial benachbart zum dritten Planeten radsatz P3 angeordnet. Das Schaltelement S ist axial zwischen dem ersten Planetenradsatz P1 und dem dritten Planetenradsatz P3 angeordnet. Ansonsten entspricht das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4, auf das Bezug genommen wird.
Fig. 7 zeigt eine vierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung. Die Antriebsvorrichtung gemäß Fig. 7 entspricht im Wesentlichen der Antriebsvorrichtung gemäß Fig. 4, wobei ein Unterschied zwischen diesen beiden Ausführungsformen in der Anbindung des ersten und zweiten Planeten radsatzes P1 , P2 besteht. Vorliegend ist das erste Element E21 des zweiten Planetenradsatzes P2 mit der Antriebswelle WAn drehfest verbunden, wobei das zweite Element E22 des zweiten Planetenradsatzes P2 mit der zweiten Koppelwelle W2 drehfest verbunden ist, wobei das dritte Element E23 des zweiten Planetenradsatzes P2 mit der ersten Koppelwelle W1 drehfest verbunden ist. Das erste Element E31 des dritten Planetenradsatzes P3 ist mit der ersten Koppelwelle W1 drehfest verbunden, wobei das zweite Element E32 des dritten Planetenradsatzes P3 mit einem als Gehäuse G ausgebildeten stationären Bauteil drehfest verbunden ist, wobei das dritte Element E33 des dritten Planetenradsatzes P3 mit der zweiten Abtriebswelle WAb2 drehfest verbunden ist. Ferner ist das erste Element E11 des ersten Planetenradsatzes P1 mit der zweiten Abtriebswelle WAb2 drehfest verbunden, wobei das zweite Element E12 des ersten Planetenradsatzes P1 mit der ersten Abtriebswelle WAb1 drehfest verbunden ist, wobei das dritte Element E13 des ersten Planetenradsatzes P1 mit der zweiten Koppelwelle W2 drehfest verbunden ist. Das Schaltelement S ist zwischen der zweiten Koppelwelle W2 und der zweiten Abtriebswelle WAb2 wirksam angeordnet. Mithin wirkt das Schaltelement S zwischen dem ersten Element E11 des ersten Planetenradsatzes P1 und dem dritten Element E13 des ersten Planetenradsatzes P1 . Das Schaltelement S ist axial benachbart zum ersten Planetenradsatz P1 angeordnet. Das Schaltelement S ist axial zwischen dem ersten Planetenradsatz P1 und dem zweiten Planetenradsatz P2 angeordnet. Alternativ sowie vorliegend nicht dargestellt kann das Schaltelement S radial außen um den zweiten Planeten radsatz P2 herum angeordnet werden. Der zweite Planetenradsatz P2 kann beispielsweise im Durchmesser besonders klein ausgeführt werden, was dazu führt, dass radial zwischen dem zweiten Planetenradsatz P2 und der zweiten Abtriebswelle WAb2 Platz resultiert, um dort das Schaltelement S anzuordnen. Wenn das Schaltelement S radial geschachtelt mit dem zweiten Planetenradsatz P2 angeordnet wird, kann axiale Baulänge eingespart werden. Ansonsten entspricht das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4, auf das Bezug genommen wird.
Fig. 8 zeigt eine fünfte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung. Die Antriebsvorrichtung gemäß Fig. 8 entspricht im Wesentlichen der Antriebsvorrichtung gemäß Fig. 7, wobei ein Unterschied zwischen diesen beiden Ausführungsformen in der Anordnung des ersten und dritten Planetenradsatzes P 1 , P3 besteht. Vorteilhaft an dieser fünften Ausführungsform gegenüber der vierten Ausführungsform ist eine kurze axiale Baulänge des Getriebes 1 . Vorliegend sind der erste und der dritte Planetenradsatz P1 , P3 radial geschachtelt angeordnet, wobei der dritte Planetenradsatz P3 radial innen angeordnet ist, und wobei der erste Planetenradsatz P1 radial außen angeordnet ist. Mithin ist der dritte Planetenradsatz P3 näher an der Rotationsachse R angeordnet als der erste Planeten radsatz P1 . Die Elemente E11 , E12, E13 des ersten Planeten radsatzes P1 und die Elemente E31 , E32, E33 des dritten Planetenradsatzes P3 überlappen sich in axialer Richtung. Ein Zwischenrad mit einer Innenverzahnung und einer Außenverzahnung ist im Leistungsfluss zwischen dem ersten Planetenradsatz P1 und dem dritten Planetenradsatz P3 angeordnet. Das dritte Element E33 des dritten Planeten radsatzes P3, das erste Element E11 des ersten Planeten radsatzes P1 und die zweite Abtriebswelle WAb2 sind als gemeinsames Bauteil ausgebildet. Die Innenverzahnung bildet ein Hohlrad für den radial inneren dritten Planetenradsatz P3. Die Außenverzahnung bildet ein Sonnenrad für den radial äußeren ersten Planetenradsatz P1. Das Zwischenrad macht das Getriebe 1 kompakter und leichter. Das Schaltelement S ist zwischen der zweiten Koppelwelle W2 und der zweiten Abtriebswelle WAb2 wirksam angeordnet. Mithin wirkt das Schaltelement S zwischen dem ersten Element E11 des ersten Planetenradsatzes P1 und dem dritten Element E13 des ersten Planetenradsatzes P1 . Das Schaltelement S ist axial benachbart zum ersten Planeten radsatz P1 angeordnet. Ansonsten entspricht das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7, auf das Bezug genommen wird. Fig. 9 zeigt eine sechste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung. Die Antriebsvorrichtung gemäß Fig. 9 entspricht im Wesentlichen der Antriebsvorrichtung gemäß Fig. 4, wobei ein Unterschied zwischen diesen beiden Ausführungsformen in der Anbindung des dritten Planetenradsatzes P3 besteht. Vorliegend ist das erste Element E21 des zweiten Planeten radsatzes P2 mit der Antriebswelle WAn drehfest verbunden, wobei das zweite Element E22 des zweiten Planetenradsatzes P2 mit der ersten Koppelwelle W1 drehfest verbunden ist, wobei das dritte Element E23 des zweiten Planeten radsatzes P2 mit der zweiten Koppelwelle W2 drehfest verbunden ist. Das erste Element E31 des dritten Planetenradsatzes P3 ist mit der ersten Koppelwelle W1 drehfest verbunden, wobei das zweite Element E32 des dritten Planetenradsatzes P3 mit einem als Gehäuse G ausgebildeten stationären Bauteil drehfest verbunden ist, wobei das dritte Element E33 des dritten Planetenradsatzes P3 mit der zweiten Abtriebswelle WAb2 drehfest verbunden ist. Ferner ist das erste Element E11 des ersten Planetenradsatzes P1 mit der zweiten Abtriebswelle WAb2 drehfest verbunden, wobei das zweite Element E12 des ersten Planetenradsatzes P1 mit der ersten Abtriebswelle WAb1 drehfest verbunden ist, wobei das dritte Element E13 des ersten Planetenradsatzes P1 mit der zweiten Koppelwelle W2 drehfest verbunden ist. Ferner weisen der erste und der zweite Planetenradsatz P1 , P2 ein gemeinsames Hohlrad mit einer einzigen Verzahnung auf. Mit anderen Worten sind das dritte Element E13 des ersten Planetenradsatzes P1 , das dritte Element E23 des zweiten Planetenradsatzes P2 und die zweite Koppelwelle W2 als gemeinsames Bauteil ausgebildet. Dadurch wird der Montageaufwand verringert und die Kompaktheit erhöht. Das Schaltelement S ist zwischen der zweiten Koppelwelle W2 und der zweiten Abtriebswelle WAb2 wirksam angeordnet. Mithin wirkt das Schaltelement S zwischen dem ersten Element E11 des ersten Planetenradsatzes P1 und dem dritten Element E13 des ersten Planetenradsatzes P1 . Das Schaltelement S ist axial benachbart zum ersten Planeten radsatz P1 angeordnet. Ansonsten entspricht das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 9 dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4, auf das Bezug genommen wird.
Fig. 10 zeigt eine siebte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung. Die Antriebsvorrichtung gemäß Fig. 10 entspricht im Wesentlichen der Antriebsvorrichtung gemäß Fig. 9, wobei ein Unterschied zwischen diesen beiden Ausführungsformen in der Anordnung des ersten und dritten Planetenradsatzes P1 , P3 besteht. Vorteilhaft an dieser siebten Ausführungsform gegenüber der sechsten Ausführungsform ist eine kurze axiale Baulänge des Getriebes 1 . Vorliegend sind der erste und der dritte Planetenradsatz P1 , P3 radial geschachtelt angeordnet, wobei der dritte Planeten radsatz P3 radial innen angeordnet ist, und wobei der erste Planetenradsatz P1 radial außen angeordnet ist. Mithin ist der dritte Planeten radsatz P3 näher an der Rotationsachse R angeordnet als der erste Planeten radsatz P1 . Die Elemente E11 , E12, E13 des ersten Planeten radsatzes P1 und die Elemente E31 , E32, E33 des dritten Planetenradsatzes P3 überlappen sich in axialer Richtung. Ein Zwischenrad mit einer Innenverzahnung und einer Außenverzahnung ist im Leistungsfluss zwischen dem ersten Planeten radsatz P1 und dem dritten Planetenradsatz P3 angeordnet. Vorliegend bilden das dritte Element E33 des dritten Planetenradsatzes P3 und das erste Element E11 des ersten Planeten radsatzes P1 ein gemeinsames Bauteil. Die Innenverzahnung des Zwischenrads bildet ein Hohlrad für den radial inneren dritten Planeten radsatz P3. Die Außenverzahnung des Zwischenrads bildet ein Sonnenrad für den radial äußeren ersten Planetenradsatz P1. Das Zwischenrad macht das Getriebe 1 kompakter und leichter. Ferner weisen der erste und der zweite Planetenradsatz P1 , P2 ein gemeinsames Hohlrad mit einer einzigen Verzahnung auf. Mit anderen Worten sind das dritte Element E13 des ersten Planetenradsatzes P1 , das dritte Element E23 des zweiten Planeten radsatzes P2 und die zweite Koppelwelle W2 als gemeinsames Bauteil ausgebildet. Dadurch wird der Montageaufwand verringert und die Kompaktheit erhöht. Das Schaltelement S ist zwischen der zweiten Koppelwelle W2 und der zweiten Abtriebswelle WAb2 wirksam angeordnet. Mithin wirkt das Schaltelement S zwischen dem ersten Element E11 des ersten Planetenradsatzes P1 und dem dritten Element E13 des ersten Planetenradsatzes P1 . Das Schaltelement S ist axial benachbart zum zweiten Planetenradsatz P2 angeordnet. Das Schaltelement S ist axial zwischen dem ersten Planetenradsatz P1 und dem zweiten Planetenradsatz P2 angeordnet. Ansonsten entspricht das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 10 dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 9, auf das Bezug genommen wird.
Fig. 11 zeigt eine achte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung. Die Antriebsvorrichtung gemäß Fig. 11 entspricht im Wesentlichen der Antriebsvorrichtung gemäß Fig. 4, wobei ein Unterschied zwischen diesen beiden Ausführungsformen in der Anbindung der Planetenradsätze P1 , P2, P3 besteht. Vorliegend ist das erste Element E21 des zweiten Planetenradsatzes P2 mit der Antriebswelle WAn drehfest verbunden, wobei das zweite Element E22 des zweiten Planetenradsatzes P2 mit der ersten Koppelwelle W1 drehfest verbunden ist, wobei das dritte Element E23 des zweiten Planetenradsatzes P2 mit der zweiten Koppelwelle W2 drehfest verbunden ist. Das erste Element E31 des dritten Planetenradsatzes P3 ist mit der ersten Koppelwelle W1 drehfest verbunden, wobei das zweite Element E32 des dritten Planeten radsatzes P3 mit der zweiten Abtriebswelle WAb2 drehfest verbunden ist, wobei das dritte Element E33 des dritten Planetenradsatzes P3 mit einem als Gehäuse G ausgebildeten stationären Bauteil drehfest verbunden ist. Ferner ist das erste Element E11 des ersten Planetenradsatzes P1 mit der zweiten Koppelwelle W2 drehfest verbunden, wobei das zweite Element E12 des ersten Planetenradsatzes P1 mit der zweiten Abtriebswelle WAb2 drehfest verbunden ist, wobei das dritte Element E13 des ersten Planetenradsatzes P1 mit der ersten Abtriebswelle WAb1 drehfest verbunden ist. Die Antriebswelle WAn ist als Hohlwelle ausgebildet, wobei sich die zweite Abtriebswelle WAb2 axial durch die Antriebswelle WAn und die Antriebsmaschine 2 erstreckt. Das Schaltelement S ist zwischen der zweiten Koppelwelle W2 und der zweiten Abtriebswelle WAb2 wirksam angeordnet. Mithin wirkt das Schaltelement S zwischen dem ersten Element E11 des ersten Planetenradsatzes P1 und dem zweiten Element E12 des ersten Planeten radsatzes P1. Das Schaltelement S ist axial benachbart zum ersten Planetenradsatz P1 angeordnet. Das Schaltelement S ist axial zwischen dem ersten Planetenradsatz P1 und dem zweiten Planetenradsatz P2 angeordnet. Alternativ sowie vorliegend nicht dargestellt kann das Schaltelement S radial außen um den zweiten Planeten radsatz P2 herum angeordnet werden. Der zweite Planeten radsatz P2 kann beispielsweise im Durchmesser besonders klein ausgeführt werden, was dazu führt, dass radial zwischen dem zweiten Planeten radsatz P2 und der zweiten Abtriebswelle WAb2 Platz resultiert, um dort das Schaltelement S anzuordnen. Wenn das Schaltelement S radial geschachtelt mit dem zweiten Planetenradsatz P2 angeordnet wird, kann axiale Baulänge eingespart werden. Ansonsten entspricht das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 11 dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4, auf das Bezug genommen wird. Fig. 12 zeigt eine neunte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung. Die Antriebsvorrichtung gemäß Fig. 12 entspricht im Wesentlichen der Antriebsvorrichtung gemäß Fig. 4, wobei ein Unterschied zwischen diesen beiden Ausführungsformen in der Anbindung der Planeten radsätze P1 , P2, P3 besteht. Vorliegend ist das erste Element E21 des zweiten Planetenradsatzes P2 mit der Antriebswelle WAn drehfest verbunden, wobei das zweite Element E22 des zweiten Planetenradsatzes P2 mit der zweiten Koppelwelle W2 drehfest verbunden ist, wobei das dritte Element E23 des zweiten Planeten radsatzes P2 mit der ersten Koppelwelle W1 drehfest verbunden ist. Das erste Element E31 des dritten Planetenradsatzes P3 ist mit der ersten Koppelwelle W1 drehfest verbunden, wobei das zweite Element E32 des dritten Planetenradsatzes P3 mit der zweiten Abtriebswelle WAb2 drehfest verbunden ist, wobei das dritte Element E33 des dritten Planeten radsatzes P3 mit einem als Gehäuse G ausgebildeten stationären Bauteil drehfest verbunden ist. Ferner ist das erste Element E11 des ersten Planetenradsatzes P1 mit der zweiten Koppelwelle W2 drehfest verbunden, wobei das zweite Element E12 des ersten Planetenradsatzes P1 mit der zweiten Abtriebswelle WAb2 drehfest verbunden ist, wobei das dritte Element E13 des ersten Planetenradsatzes P1 mit der ersten Abtriebswelle WAb1 drehfest verbunden ist. Die Antriebswelle WAn ist als Hohlwelle ausgebildet, wobei sich die zweite Abtriebswelle WAb2 axial durch die Antriebswelle WAn und die Antriebsmaschine 2 erstreckt. Das Schaltelement S ist zwischen der zweiten Koppelwelle W2 und der zweiten Abtriebswelle WAb2 wirksam angeordnet. Mithin wirkt das Schaltelement S zwischen dem ersten Element E11 des ersten Planetenradsatzes P1 und dem zweiten Element E12 des ersten Planetenradsatzes P1. Das Schaltelement S ist axial benachbart zum ersten Planetenradsatz P1 angeordnet. Das Schaltelement S ist axial zwischen dem ersten Planetenradsatz P1 und dem zweiten Planetenradsatz P2 angeordnet. Alternativ sowie vorliegend nicht dargestellt kann das Schaltelement S radial außen um den zweiten Planeten radsatz P2 herum angeordnet werden. Der zweite Planetenradsatz P2 kann beispielsweise im Durchmesser besonders klein ausgeführt werden, was dazu führt, dass radial zwischen dem zweiten Planetenradsatz P2 und der zweiten Abtriebswelle WAb2 Platz resultiert, um dort das Schaltelement S anzuordnen. Wenn das Schaltelement S radial geschachtelt mit dem zweiten Planetenradsatz P2 angeordnet wird, kann axiale Baulänge eingespart werden. Ansonsten entspricht das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 12 dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4, auf das Bezug genommen wird.
Gemäß aller neun Ausführungsbeispiele umfasst das Getriebe 1 den ersten Planetenradsatz P1 , der als Minus-Planetenradsatz mit einem Sonnenrad, einem Hohlrad und einem Planetenträger ausgebildet ist, die Antriebswelle WAn, die zur Anbindung des Getriebes 1 an die Antriebsmaschine 2 eingerichtet ist, die erste Abtriebswelle WAb1 und die zweite Abtriebswelle WAb2, die jeweils zur Anbindung des Getriebes 1 an ein Rad des Kraftfahrzeugs eingerichtet ist, und das Schaltelement S. Eines der Elemente E11 , E12, E13 des ersten Planetenradsatzes P1 ist stets mit der ersten Abtriebswelle WAb1 drehfest verbunden, wobei ein anderes der Elemente E11 , E12, E13 des ersten Planetenradsatzes P1 stets mit der zweiten Abtriebswelle WAb2 drehfest verbunden ist, und wobei ein anderes der Elemente E11 , E12, E13 des ersten Planetenradsatzes P1 stets über das Schaltelement S mit einer der beiden Abtriebswellen WAb1 , WAb2 verbindbar ist.
Bezugszeichen
1 Getriebe
2 Antriebsmaschine
W1 erste Koppelwelle
W2 zweite Koppelwelle
WAn Antriebswelle
WAb1 erste Abtriebswelle
WAb2 zweite Abtriebswelle
G Gehäuse
S Schaltelement
R Rotationsachse
P1 erster Planetenradsatz
E11 erstes Element des ersten Planetenradsatzes
E12 zweites Element des ersten Planetenradsatzes
E13 drittes Element des ersten Planetenradsatzes
P2 zweiter Planetenradsatz
E21 erstes Element des zweiten Planeten radsatzes
E22 zweites Element des zweiten Planetenradsatzes
E23 drittes Element des zweiten Planetenradsatzes
P3 dritter Planetenradsatz
E31 erstes Element des dritten Planetenradsatzes
E32 zweites Element des dritten Planetenradsatzes
E33 drittes Element des dritten Planetenradsatzes
100 Kraftfahrzeug
101 erste Radachse
102 zweite Radachse
R1 Rad
R2 Rad
R3 Rad
R4 Rad

Claims

Patentansprüche
1 . Getriebe (1 ) für ein Kraftfahrzeug (100), aufweisend
• einen ersten Planetenradsatz (P1 ), einen zweiten Planeten radsatz (P2) und einen dritten Planetenradsatz (P3), wobei jeder Planetenradsatz (P1 , P2, P3) ein erstes Element (E11 , E21 , E31 ), ein zweites Element (E12, E22, E32) und ein drittes Element (E13, E23, E33) aufweist,
• genau eine Antriebswelle (WAn) zur Anbindung des Getriebes (1 ) an eine Antriebsmaschine (2) des Kraftfahrzeugs (100),
• eine erste Abtriebswelle (WAb1 ) und eine zweite Abtriebswelle (WAb2) jeweils zur Anbindung des Getriebes (1 ) an ein Rad (R1 , R2) des Kraftfahrzeugs (100),
• eine erste Koppelwelle (W1 ) und eine zweite Koppelwelle (W2) jeweils zur drehfesten Verbindung von zwei Elementen zweier Planetenradsätze (P1 , P2, P3),
• ein Schaltelement (S) zum Übertragen eines Drehmoments zwischen einer der beiden Abtriebswellen (WAb1 , WAb2) und der zweiten Koppelwelle (W2),
• wobei eines der Elemente (E21 , E22, E23) des zweiten Planeten radsatzes (P2) mit der Antriebswelle (WAn) drehfest verbunden ist, wobei ein anderes der Elemente (E21 , E22, E23) des zweiten Planetenradsatzes (P2) mit der ersten Koppelwelle (W1 ) drehfest verbunden ist, wobei ein anderes der Elemente (E21 , E22, E23) des zweiten Planetenradsatzes (P2) mit der zweiten Koppelwelle (W2) drehfest verbunden ist,
• wobei eines der Elemente (E31 , E32, E33) des dritten Planetenradsatzes (P3) mit der ersten Koppelwelle (W1 ) drehfest verbunden ist, wobei ein anderes der Elemente (E31 , E32, E33) des dritten Planetenradsatzes (P3) mit einem stationären Bauteil drehfest verbunden ist, wobei ein anderes der Elemente (E31 , E32, E33) des dritten Planetenradsatzes (P3) mit der zweiten Abtriebswelle (WAb2) drehfest verbunden ist,
• wobei eines der Elemente (E11 , E12, E13) des ersten Planeten radsatzes (P1 ) mit der zweiten Koppelwelle (W2) drehfest verbunden ist, wobei ein anderes der Elemente (E11 , E12, E13) des ersten Planetenradsatzes (P1 ) mit der ersten Abtriebswelle (WAb1 ) drehfest verbunden ist, wobei ein anderes der Elemente (E1 1 , E12, E13) des ersten Planetenradsatzes (P1 ) mit der zweiten Abtriebswelle (WAb2) drehfest verbunden ist.
2. Getriebe nach Anspruch 1 ,
• wobei das erste Element (E21 ) des zweiten Planetenradsatzes (P2) mit der Antriebswelle (WAn) drehtest verbunden ist, wobei das zweite Element (E22) des zweiten Planetenradsatzes (P2) mit der ersten Koppelwelle (W1 ) drehtest verbunden ist, wobei das dritte Element (E23) des zweiten Planeten radsatzes (P2) mit der zweiten Koppelwelle (W2) drehtest verbunden ist,
• wobei das erste Element (E31 ) des dritten Planetenradsatzes (P3) mit der ersten Koppelwelle (W1 ) drehtest verbunden ist, wobei das zweite Element (E32) des dritten Planetenradsatzes (P3) mit einem stationären Bauteil drehtest verbunden ist, wobei das dritte Element (E33) des dritten Planetenradsatzes (P3) mit der zweiten Abtriebswelle (WAb2) drehtest verbunden ist,
• wobei das erste Element (E11 ) des ersten Planetenradsatzes (P1 ) mit der zweiten Koppelwelle (W2) drehtest verbunden ist, wobei das zweite Element (E12) des ersten Planetenradsatzes (P1 ) mit der ersten Abtriebswelle (WAb1 ) drehtest verbunden ist, wobei das dritte Element (E13) des ersten Planetenradsatzes (P1 ) mit der zweiten Abtriebswelle (WAb2) drehtest verbunden ist.
3. Getriebe (1 ) nach Anspruch 1 ,
• wobei das erste Element (E21 ) des zweiten Planetenradsatzes (P2) mit der Antriebswelle (WAn) drehtest verbunden ist, wobei das zweite Element (E22) des zweiten Planetenradsatzes (P2) mit der zweiten Koppelwelle (W2) drehtest verbunden ist, wobei das dritte Element (E23) des zweiten Planetenradsatzes (P2) mit der ersten Koppelwelle (W1 ) drehtest verbunden ist,
• wobei das erste Element (E31 ) des dritten Planetenradsatzes (P3) mit der ersten Koppelwelle (W1 ) drehtest verbunden ist, wobei das zweite Element (E32) des dritten Planetenradsatzes (P3) mit einem stationären Bauteil drehtest verbunden ist, wobei das dritte Element (E33) des dritten Planetenradsatzes (P3) mit der zweiten Abtriebswelle (WAb2) drehtest verbunden ist,
• wobei das erste Element (E11 ) des ersten Planetenradsatzes (P1 ) mit der zweiten Abtriebswelle (WAb2) drehtest verbunden ist, wobei das zweite Element (E12) des ersten Planetenradsatzes (P1 ) mit der ersten Abtriebswelle (WAb1 ) drehtest verbunden ist, wobei das dritte Element (E13) des ersten Planetenradsatzes (P1 ) mit der zweiten Koppelwelle (W2) drehtest verbunden ist.
4. Getriebe (1 ) nach Anspruch 1 ,
• wobei das erste Element (E21 ) des zweiten Planetenradsatzes (P2) mit der Antriebswelle (WAn) drehtest verbunden ist, wobei das zweite Element (E22) des zweiten Planetenradsatzes (P2) mit der ersten Koppelwelle (W1 ) drehtest verbunden ist, wobei das dritte Element (E23) des zweiten Planeten radsatzes (P2) mit der zweiten Koppelwelle (W2) drehtest verbunden ist,
• wobei das erste Element (E31 ) des dritten Planetenradsatzes (P3) mit der ersten Koppelwelle (W1 ) drehtest verbunden ist, wobei das zweite Element (E32) des dritten Planetenradsatzes (P3) mit einem stationären Bauteil drehtest verbunden ist, wobei das dritte Element (E33) des dritten Planetenradsatzes (P3) mit der zweiten Abtriebswelle (WAb2) drehtest verbunden ist,
• wobei das erste Element (E11 ) des ersten Planetenradsatzes (P1 ) mit der zweiten Abtriebswelle (WAb2) drehtest verbunden ist, wobei das zweite Element (E12) des ersten Planetenradsatzes (P1 ) mit der ersten Abtriebswelle (WAb1 ) drehtest verbunden ist, wobei das dritte Element (E13) des ersten Planetenradsatzes (P1 ) mit der zweiten Koppelwelle (W2) drehtest verbunden ist.
5. Getriebe (1 ) nach Anspruch 1 ,
• wobei das erste Element (E21 ) des zweiten Planetenradsatzes (P2) mit der Antriebswelle (WAn) drehtest verbunden ist, wobei das zweite Element (E22) des zweiten Planetenradsatzes (P2) mit der ersten Koppelwelle (W1 ) drehtest verbunden ist, wobei das dritte Element (E23) des zweiten Planeten radsatzes (P2) mit der zweiten Koppelwelle (W2) drehtest verbunden ist,
• wobei das erste Element (E31 ) des dritten Planetenradsatzes (P3) mit der ersten Koppelwelle (W1 ) drehtest verbunden ist, wobei das zweite Element (E32) des dritten Planetenradsatzes (P3) mit der zweiten Abtriebswelle (WAb2) drehtest verbunden ist, wobei das dritte Element (E33) des dritten Planetenradsatzes (P3) mit einem stationären Bauteil drehtest verbunden ist,
• wobei das erste Element (E11 ) des ersten Planetenradsatzes (P1 ) mit der zweiten Koppelwelle (W2) drehtest verbunden ist, wobei das zweite Element (E12) des ersten Planetenradsatzes (P1 ) mit der zweiten Abtriebswelle (WAb2) drehtest verbunden ist, wobei das dritte Element (E13) des ersten Planetenradsatzes (P1 ) mit der ersten Abtriebswelle (WAb1 ) drehtest verbunden ist.
6. Getriebe (1 ) nach Anspruch 1 ,
• wobei das erste Element (E21 ) des zweiten Planetenradsatzes (P2) mit der Antriebswelle (WAn) drehtest verbunden ist, wobei das zweite Element (E22) des zweiten Planetenradsatzes (P2) mit der zweiten Koppelwelle (W2) drehtest verbunden ist, wobei das dritte Element (E23) des zweiten Planetenradsatzes (P2) mit der ersten Koppelwelle (W1 ) drehtest verbunden ist,
• wobei das erste Element (E31 ) des dritten Planetenradsatzes (P3) mit der ersten Koppelwelle (W1 ) drehtest verbunden ist, wobei das zweite Element (E32) des dritten Planetenradsatzes (P3) mit der zweiten Abtriebswelle (WAb2) drehtest verbunden ist, wobei das dritte Element (E33) des dritten Planetenradsatzes (P3) mit einem stationären Bauteil drehtest verbunden ist,
• wobei das erste Element (E11 ) des ersten Planeten radsatzes (P1 ) mit der zweiten Koppelwelle (W2) drehtest verbunden ist, wobei das zweite Element (E12) des ersten Planetenradsatzes (P1 ) mit der zweiten Abtriebswelle (WAb2) drehtest verbunden ist, wobei das dritte Element (E13) des ersten Planeten radsatzes (P1 ) mit der ersten Abtriebswelle (WAb1 ) drehtest verbunden ist.
7. Getriebe (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwei der drei Planetenradsätze (P1 , P2, P3) radial geschachtelt angeordnet sind.
8. Getriebe (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine der beiden Koppelwellen (W1 , W2) oder eine der beiden Abtriebswellen (WAb1 , WAb2) einteilig mit den damit verbundenen Elementen des jeweiligen Planetenradsatzes (P1 , P2, P3) ausgebildet ist.
9. Getriebe (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest einer der Planetenradsätze (P1 , P2, P3) als Minus-Planetenradsatz ausgebildet ist, wobei das erste Element (E11 , E21 , E31 ) des jeweiligen Planetenradsatzes (P1 , P2, P3) als Sonnenrad ausgebildet ist, wobei das zweite Element (E12, E22, E32) des jeweiligen Planetenradsatzes (P1 , P2, P3) als Planetenträger ausgebildet ist, wobei das dritte Element (E13, E23, E33) des jeweiligen Planetenradsatzes (P1 , P2, P3) als Hohlrad ausgebildet ist.
10. Getriebe (1 ) für ein Kraftfahrzeug (100), aufweisend
• mindestens einen ersten Planetenradsatz (P1 ) mit einem ersten Element (E1 1 ), einem zweiten Element (E12) und einem dritten Element (E13), wobei der erste Planetenradsatz (P1 ) als Minus-Planetenradsatz mit einem Sonnenrad, einem Hohlrad und einem Planetenträger ausgebildet ist,
• eine Antriebswelle (WAn) zur Anbindung des Getriebes (1 ) an eine Antriebsmaschine (2) des Kraftfahrzeugs (100),
• eine erste Abtriebswelle (WAb1 ) und eine zweite Abtriebswelle (WAb2) jeweils zur Anbindung des Getriebes (1 ) an ein Rad (R1 , R2) des Kraftfahrzeugs (100),
• ein Schaltelement (S),
• wobei eines der Elemente (E11 , E12, E13) des ersten Plane ten radsatzes (P1 ) mit der ersten Abtriebswelle (WAb1 ) drehfest verbunden ist, wobei ein anderes der Elemente (E11 , E12, E13) des ersten Planetenradsatzes (P1 ) mit der zweiten Abtriebswelle (WAb2) drehfest verbunden ist, und wobei ein anderes der Elemente (E11 , E12, E13) des ersten Planetenradsatzes (P1 ) über das Schaltelement (S) mit einer der beiden Abtriebswellen (WAb1 , WAb2) verbindbar ist.
11 . Getriebe (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Schaltelement (S) als Reibkupplung oder Klauenkupplung ausgebildet ist.
12. Getriebe (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Betätigung des Schaltelements (S) zumindest teilweise mittels einer aus einer Schrägverzahnung resultierenden Axialkraft erfolgt.
13. Getriebe (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Schaltelement (S) in einem geschlossenen Zustand das dritte Element (E13) des ersten Planetenradsatzes (P1 ) und das erste Element (E1 1 ) des ersten Planetenradsatzes (P1 ) drehfest verbindet.
14. Getriebe (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Schaltelement (S) in einem geschlossenen Zustand das zweite Element (E12) des ersten Planetenradsatzes (P1 ) und das erste Element (E11 ) des ersten Planetenradsatzes (P1 ) drehtest verbindet.
15. Antriebsvorrichtung mit einer Antriebsmaschine (2) und einem Getriebe (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 14.
PCT/EP2023/076035 2022-10-06 2023-09-21 Getriebe und antriebsvorrichtung für ein kraftfahrzeug WO2024074311A1 (de)

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