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Die Erfindung betrifft ein Getriebe für einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs mit einer Eingangswelle, einer ersten Ausgangswelle, einer zweiten Ausgangswelle sowie einem zwischen der Eingangswelle und den beiden Ausgangswellen wirksam angeordneten Differential, welches eine an der Eingangswelle anliegenden Antriebsleistung auf die beiden Ausgangswellen aufteilt. Ferner betrifft die Erfindung einen Antriebsstrang mit einem solchen Getriebe.
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Aus der
DE 10 2013 215 877 B4 geht 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 hervor. Das Umlaufrädergetriebe weist eine erste Planetenstufe auf, die ein erstes Sonnenrad, einen ersten Planetensatz, einen ersten Planetenträger und ein erstes Hohlrad umfasst. Ferner weist das Umlaufrädergetriebe eine zweite Planetenstufe auf, die ein zweites Sonnenrad, einen zweiten Planetensatz, einen zweiten Planetenträger und ein zweites Hohlrad umfasst. Außerdem weist das Umlaufrädergetriebe eine dritte Planetenstufe auf, die ein drittes Sonnenrad, einen dritten Planetensatz, einen dritten Planetenträger und ein drittes Hohlrad umfasst. Das erste Sonnenrad fungiert als Leistungseingang, wobei der erste Planetenträger mit dem zweiten Sonnenrad drehfest verbunden ist. Der zweite Planetenträger ist stationär festgelegt, das erste Hohlrad ist mit dem dritten Sonnenrad drehfest verbunden und das dritte Hohlrad ist mit dem zweiten Planetenträger drehfest verbunden. Ein erster Leistungsausgang ist über die dritte Planetenstufe bewerkstelligt, wobei ein zweiter Leistungsausgang über das zweite Hohlrad der zweiten Planetenstufe bewerkstelligt ist.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Getriebe für einen Antriebsstrang mit einem verbesserten Schmierkonzept vorzuschlagen. Die Aufgabe wird gelöst durch ein Getriebe mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 sowie durch einen Antriebsstrang mit den Merkmalen des Patentanspruchs 14. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche, der folgenden Beschreibung sowie der Figuren.
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Ein erfindungsgemäßes Getriebe für einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs weist eine Eingangswelle, eine erste Ausgangswelle, eine zweite Ausgangswelle sowie ein zwischen der Eingangswelle und den beiden Ausgangswellen wirksam angeordnetes Differential auf, wobei das Differential einen ersten Planetenradsatz und einen damit wirkverbundenen zweiten Planetenradsatz umfasst, wobei das Differential eine an der Eingangswelle anliegende Antriebsleistung auf die beiden Ausgangswellen aufteilt, wobei das Differential räumlich innerhalb eines ortsfesten Bauelements angeordnet ist, wobei das ortsfeste Bauelement wenigstens eine erste Schmiermittelzuführung aufweist, die dazu eingerichtet ist, eine Schmiermittelversorgung des Getriebes mit einem wenigstens teilumlaufend am Außenumfang eines Planetenträgers des zweiten Planetenradsatzes ausgebildeten Ringkanal fluidisch zu verbinden, wobei der Ringkanal über zumindest einen ersten Kanal am Planetenträger des zweiten Planetenradsatzes mit einem Fluidraum verbunden ist, der wiederum fluidisch mit einem zweiten Kanal in einem am Planetenträger des zweiten Planetenradsatzes angeordneten Planetenbolzen fluidisch verbunden ist, wobei der zweite Kanal dazu eingerichtet ist, ein erstes Lagerelement zur Lagerung eines am Planetenbolzen drehbar aufgenommenen Planetenrades des zweiten Planetenradsatzes mit Schmiermittel zu versorgen.
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Das Differential kann beliebig ausgebildet sein. Vorzugsweise ist das Differential ein integrales Differential, wobei mittels des ersten Planetenradsatzes des Differentials zumindest mittelbar ein erstes Abtriebsmoment auf die zweite Ausgangswelle übertragbar ist, wobei ein Abstützmoment des ersten Planetenradsatzes in dem zweiten Planetenradsatz des Differentials derart wandelbar ist, dass ein dem ersten Abtriebsmoment entsprechendes zweites Abtriebsmoment auf die erste Ausgangswelle übertragbar ist.
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Unter einem integralen Differential ist im Rahmen dieser Erfindung ein Differential mit einem ersten Planetenradsatz und einem mit dem ersten Planetenradsatz wirkverbundenen zweiten Planetenradsatz zu verstehen, wobei der erste Planetenradsatz mit der Eingangswelle, mit dem zweiten Planetenradsatz sowie zumindest mittelbar mit der ersten Ausgangswelle antriebswirksam verbunden ist. Der zweite Planetenradsatz ist zudem mit der zweiten Ausgangswelle antriebswirksam verbunden. Mittels eines solchen integralen Differentials ist das Eingangsmoment an der Eingangswelle wandelbar und in einem definierten Verhältnis auf die beiden Ausgangswellen aufteilbar bzw. übertragbar. Vorzugsweise wird das Eingangsmoment zu je 50%, das heißt hälftig auf die Ausgangswellen übertragen. Somit weist das Differential kein Bauteil auf, an dem die Summe der beiden Abtriebsmomente anliegt. Anders gesagt wird die Entstehung eines Summendrehmoments verhindert. Darüber hinaus weist das Differential bei identischen Abtriebsdrehzahlen der Ausgangswellen keine im Block umlaufenden bzw. ohne Wälzbewegung umlaufenden Verzahnungen auf. Mithin erfolgt unabhängig der Abtriebsdrehzahlen der Ausgangswellen stets eine Relativbewegung der miteinander in Zahneingriff stehenden Bauteile des Differentials.
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Unter einem „Planetenradsatz“ ist eine Einheit mit einem Sonnenrad, einem Hohlrad und mit mehreren von einem Planetenträger auf einer Kreisbahn um das Sonnenrad geführten Planetenrädern zu verstehen, wobei die Planetenräder mit dem Hohlrad und dem Sonnenrad in Zahneingriff stehen.
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Vorzugsweise ist der erste Planetenradsatz zumindest bereichsweise radial innerhalb des zweiten Planetenradsatzes angeordnet. Mithin sind die Planetenradsätze des Differentials radial geschachtelt angeordnet. Die Radsatzelemente des ersten und zweiten Planetenradsatzes sind dadurch axial in einer gemeinsamen Ebene angeordnet. Bevorzugt sind der erste und zweite Planetenradsatz im Wesentlichen in einer gemeinsamen Radebene angeordnet, wodurch das Getriebe axial kurzbauend und dadurch besonders kompakt gestaltbar ist. Der erste und zweite Planetenradsatz sind radial betrachtet übereinander angeordnet. Denkbar ist, auch dass der erste und zweite Planetenradsatz nicht in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind, sondern dass der erste Planetenradsatz in axialer Richtung versetzt zum zweiten Planetenradsatz angeordnet ist.
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Bevorzugt ist ein erstes Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes drehfest mit der Eingangswelle verbunden, wobei ein erster Planetenträger des ersten Planetenradsatzes zumindest mittelbar drehfest mit der ersten Ausgangswelle verbunden ist, wobei ein erstes Hohlrad des ersten Planetenradsatzes zumindest mittelbar drehfest mit einem zweiten Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes verbunden ist, wobei ein zweiter Planetenträger des zweiten Planetenradsatzes drehfest mit dem ortsfesten Bauelement verbunden ist, wobei ein zweites Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes zumindest mittelbar drehfest mit der zweiten Ausgangswelle verbunden ist,
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Ferner bevorzugt ist das zweite Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes über ein Koppelelement drehfest mit der zweiten Ausgangswelle verbunden. Das Koppelelement überträgt eine Antriebsleistung zwischen dem zweiten Hohlrad und der zweiten Ausgangswelle. Das Koppelelement ist insbesondere als Hohlradträger zu verstehen.
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Die Ausgangswellen des Getriebes sind insbesondere dazu eingerichtet, mit einem Rad des Fahrzeugs wirkverbunden zu sein. Die jeweilige Ausgangswelle kann direkt bzw. unmittelbar oder indirekt bzw. mittelbar, das heißt über z. B. ein Gelenk und/oder eine Radnabe, mit dem dazugehörigen Rad verbunden sein.
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Die Eingangswelle des Getriebes ist bevorzugt als Hohlwelle ausgebildet. Dadurch kann eine der Ausgangswellen, vorzugsweise die erste Ausgangswelle, durch die Eingangswelle axial hindurchgeführt sein. Bevorzugt ist eine der Ausgangswellen, insbesondere die erste Ausgangswelle, durch das Getriebe und gegebenenfalls durch die Antriebseinheit des Antriebsstranges hindurchgeführt. Damit ist die jeweilige Ausgangswelle sozusagen „inline“ durch das Getriebe hindurchgeführt, um eine Antriebsleistung auf das damit wirkverbundene Rad zu übertragen. Die Ausgangswellen sind in diesem Fall vorteilhafterweise koaxial zueinander angeordnet. Durch die koaxiale Anordnung der Ausgangswellen kann eine radial schmale Bauweise des Getriebes realisiert werden. Eine parallel versetzte Anordnung der Ausgangswellen ist ebenfalls denkbar und ist durch entsprechende Übersetzungsstufen realisierbar. Die Eingangswelle ist bevorzugt dazu eingerichtet, zumindest mittelbar drehfest mit einer Antriebswelle einer Antriebseinheit verbunden zu sein. Die Antriebseinheit erzeugt eine Antriebsleistung, die über die Antriebswelle auf die Eingangswelle des Getriebes übertragen wird.
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Unter einer „Welle“ ist ein rotierbares Bauteil des Getriebes zu verstehen, über welches je zugehörige Komponenten des Getriebes drehfest miteinander verbunden sind. Die jeweilige Welle kann die Komponenten dabei axial oder radial oder auch sowohl axial und radial miteinander verbinden. Unter einer Welle ist nicht ausschließlich ein beispielsweise zylindrisches, drehbar gelagertes Maschinenelement 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 drehfest miteinander verbinden.
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Als ortsfestes Bauelement ist ein dreh- und axialfestes Bauteil des Getriebes zu verstehen, beispielsweise das Getriebegehäuse. Mithin kann das ortsfeste Bauelement gehäusefest angeordnet sein. Unter dem Begriff „gehäusefest“ ist zu verstehen, dass zwischen dem jeweiligen gehäusefesten Radsatzelement und dem ortsfesten Bauelement des Getriebes keine Relativbewegung stattfindet bzw. stattfinden kann.
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Dass zwei Bauelemente des Getriebes drehfest „verbunden“ bzw. „gekoppelt“ sind bzw. „miteinander in Verbindung stehen“, meint im Sinne der Erfindung eine permanente Koppelung dieser Bauelemente, sodass diese nicht unabhängig voneinander rotieren können. Darunter ist also eine dauerhafte Drehverbindung zu verstehen. Insbesondere ist zwischen diesen Bauelementen, bei welchen es sich um Elemente des Differentials und/oder auch Wellen und/oder ein drehfestes Bauelement des Getriebes handeln kann, kein Schaltelement vorgesehen, sondern die entsprechenden Bauelemente sind fest miteinander gekoppelt. Auch eine drehelastische Verbindung zwischen zwei Bauteilen wird als fest oder drehfest verstanden.
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Die erste Schmiermittelzuführung dient insbesondere zur Schmiermittelzuführung für den zweiten Planetenradsatz, wobei Schmiermittel über die erste Schmiermittelzuführung radial oder axial durch das ortsfeste Bauelement dem Ringkanal zugeführt wird. Es können Dichtelemente vorgesehen sein, die radial zwischen dem ortsfesten Bauelement und dem Außenumfang des Planetenträgers des zweiten Planetenradsatzes angeordnet sind, um die erste Schmiermittelzuführung, den Ringkanal und den ersten Kanal gegenüber dem übrigen Getriebeinnenraum abzudichten. Diese Dichtelemente können beispielsweise O-Ringe sein, wobei je eines dieser Dichtelemente in axialer Richtung vor bzw. hinter dem Ringkanal angeordnet ist. Am ortsfesten Bauelement und/oder am Planetenträger des zweiten Planetenradsatzes können entsprechende umlaufende Nuten zur Aufnahme des jeweiligen Dichtelements ausgebildet sein.
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Der Ringkanal ist wenigstens teilweise umlaufend, vorzugsweise vollumlaufend, am Außenumfang des Planetenträgers des zweiten Planetenradsatzes angeordnet. Der Ringkanal ist eine wenigstens teilweise umlaufende Vertiefung oder Nut am Außenumfang des Planetenträgers des zweiten Planetenradsatzes.
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Von dem Ringkanal führt ein erster Kanal zum Fluidraum, der den Planetenbolzen mit Schmiermittel versorgt. Der erste Kanal erstreckt sich vorzugsweise radial vom Außenumfang des Planetenträgers des zweiten Planetenradsatzes nach innen zur Aufnahme des Planetenbolzens des zweiten Planetenradsatzes. Der erste Kanal kann je nach Ausbildung des Differentials eine axiale Komponente aufweisen, sodass sich der erste Kanal schräg durch den Planetenträger des zweiten Planetenradsatzes erstreckt.
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Am Planetenträger des ersten Planetenradsatzes ist mindestens ein erster Planetenbolzen zur Aufnahme eines dazugehörigen, zwischen dem ersten Sonnenrad und dem ersten Hohlrad angeordneten ersten Planetenrades des ersten Planetenradsatzes vorgesehen. Vorzugsweise sind am Planetenträger des ersten Planetenradsatzes mehrere erste Planetenbolzen zur Aufnahme eines dazugehörigen ersten Planetenrades des ersten Planetenradsatzes vorgesehen. Am Planetenträger des zweiten Planetenradsatzes ist mindestens ein zweiter Planetenbolzen zur Aufnahme eines dazugehörigen, zwischen dem zweiten Sonnenrad und dem zweiten Hohlrad angeordneten zweiten Planetenrades des zweiten Planetenradsatzes vorgesehen. Vorzugsweise sind am Planetenträger des zweiten Planetenradsatzes mehrere zweite Planetenbolzen zur Aufnahme eines dazugehörigen zweiten Planetenrades des zweiten Planetenradsatzes vorgesehen. Somit kann jeder Planetenradsatz mehrere Planetenbolzen aufweisen. Ausgehend vom Ringkanal kann Schmiermittel über einen jeweiligen ersten Kanal zu jedem der zweiten Planetenbolzen bzw. zum Fluidraum an jedem zweiten Planetenbolzen geführt werden.
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Der Fluidraum ist als Vorkammer des zweiten Planetenbolzens des zweiten Planetenradsatzes zu verstehen. Der Fluidraum ist ein Hohlraum im Planetenträger des zweiten Planetenradsatzes, der beispielsweise den gleichen Durchmesser aufweist wie eine Aufnahme für den zweiten Planetenbolzen. Mithin kann der Fluidraum eine Bohrung sein, die nach Montage des Planetenbolzen räumlich begrenzt, also gegenüber dem übrigen Getriebeinnenraum verschlossen und gegebenenfalls abgedichtet wird. In diesem Sinn ist der Fluidraum vorzugsweise durch eine Verschlusskappe oder dergleichen gegenüber dem übrigen Getriebeinnenraum abgedichtet. Auch andere Dichtelemente sind denkbar, die den Fluidraum vom übrigen Getriebeinnenraum trennen. Die Verschlusskappe verschließt den Fluidraum bevorzugt in axialer Richtung.
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Jeder zweite Planetenbolzen weist einen zweiten Kanal auf, der dazu ausgebildet ist, Schmiermittel vom Fluidraum zum ersten Lagerelement des zweiten Planetenrades zu führen. Das jeweilige erste Lagerelement lagert ein zweites Planetenrad des zweiten Planetenradsatzes gegenüber dem dazugehörigen Planetenbolzen drehbar. Vom Fluidraum wird Schmiermittel in den zweiten Kanal des dazugehörigen zweiten Planetenbolzens geführt und in geeigneter Weise an das Lagerelement verteilt. Das erste Lagerelement kann aus einem oder mehreren Nadelkränzen bestehen, die das jeweilige zweite Planetenrad des zweiten Planetenradsatzes gegenüber dem dazugehörigen zweiten Planetenbolzen lagert bzw. lagern.
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Das Schmiermittel kann vom Fluidraum direkt in den zweiten Kanal geführt werden. Um eine definierte Schmiermittelmenge in den zweiten Kanal zu leiten, ist zwischen dem Fluidraum und dem zweiten Kanal bevorzugt eine Blende angeordnet oder ausgebildet. Die Blende ist dazu eingerichtet, eine bestimmte Schmiermittelmenge pro Zeiteinheit aus dem Fluidraum in den zweiten Kanal weiterzuleiten. Die Blende kann durch entsprechende Ausbildung des zweiten Kanals, beispielsweise durch Kanalabschnitte mit unterschiedlichen Innendurchmessern, ausgebildet werden. Dies ist unter dem Begriff „ausgebildet“ zu verstehen. Alternativ kann die Blende ein separates Bauteil, insbesondere ein kappenförmig ausgebildetes Bauteil, sein, das in eine Ausnehmung am zweiten Planetenbolzen eingesetzt ist. Dies ist unter dem Begriff „angeordnet“ zu verstehen. Die in den zweiten Kanal gelangende Schmiermittelmenge wird durch die Blende gedrosselt, wodurch der gewünschte Ölvolumenstrom zum ersten Lagerelement eingestellt wird.
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Flussabwärts des Fluidraums und gegebenenfalls der Blende führt der zweite Kanal das Schmiermittel zum ersten Lagerelement. Der zweite Kanal weist dazu vorzugsweise einen sich axial erstreckenden Abschnitt sowie zumindest einen sich radial erstreckenden Abschnitt auf. Der axial erstreckende Abschnitt des zweiten Kanals, der Fluidraum sowie gegebenenfalls die Verschlusskappe sind axial benachbart zueinander angeordnet. Der axial erstreckende Abschnitt des zweiten Kanals, der Fluidraum und gegebenenfalls die Verschlusskappe sind bevorzugt koaxial zueinander angeordnet. Der axiale Abschnitt des zweiten Kanals ist demnach in Fließrichtung des Schmiermittels zwischen dem Fluidraum und dem zumindest einen radialen Abschnitt des zweiten Kanals angeordnet. Der erste und/oder zweite Kanal kann bzw. können als Bohrung oder Ausnehmung ausgebildet sein.
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Nach einem Ausführungsbeispiel ist die erste Ausgangswelle abschnittsweise räumlich innerhalb der zweiten Ausgangswelle angeordnet und drehbar gelagert. In diesem Fall sind die Ausgangswellen koaxial zueinander angeordnet.
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Die zweite Ausgangswelle ist vorzugsweise über ein zweites Lagerelement, bevorzugt ausgebildet als Rillenkugellager oder dergleichen, gegenüber dem ortsfesten Bauelement drehbar gelagert. Die zweite Ausgangswelle ist gegenüber dem ortsfesten Bauelement zumindest in radialer Richtung, vorzugsweise in radialer und axialer Richtung abgestützt. Das zweite Lagerelement kann an der zweiten Ausgangswelle und am ortsfesten Bauelement durch geeignete Mittel axial gesichert sein. Das zweite Lagerelement ist am Außenumfang der zweiten Ausgangswelle radial zwischen einem axialen Abschnitt der zweiten Ausgangswelle sowie dem ortsfesten Bauelement angeordnet.
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Die erste Ausgangswelle ist vorzugsweise über zumindest ein drittes Lagerelement, bevorzugt ausgebildet als Nadel- oder Gleitlager oder dergleichen, drehbar gegenüber der zweiten Ausgangswelle gelagert. Mithin ist auch das dritte Lagerelement räumlich innerhalb der zweiten Ausgangswelle angeordnet. Die Ausgangswellen sind in radialer Richtung gegeneinander abgestützt. Das dritte Lagerelement kann, wo erforderlich, durch geeignete Mittel an der ersten und zweiten Ausgangswelle axial gesichert sein. Alternativ ist eine schwimmende Lagerung denkbar. Es ist ausreichend, wenn die erste Ausgangswelle über nur ein einziges Lagerelement gegenüber der zweiten Ausgangswelle drehbar gelagert ist.
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Der erste Planetenträger des ersten Planetenradsatzes ist vorzugsweise über ein viertes Lagerelement, bevorzugt ausgebildet als Nadel- oder Gleitlager oder dergleichen, gegenüber der zweiten Ausgangswelle drehbar gelagert. Der erste Planetenträger des ersten Planetenradsatzes ist gegenüber der zweiten Ausgangswelle in radialer Richtung abgestützt. Vorzugsweise ist der erste Planetenträger des ersten Planetenradsatzes gegenüber der zweiten Ausgangswelle schwimmend gelagert.
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Bevorzugt ist der erste Planetenträger des ersten Planetenradsatzes über ein erstes Axiallager, beispielsweise ausgebildet als Zylinderrollenlager oder dergleichen, gegenüber der zweiten Ausgangswelle drehbar gelagert. Der erste Planetenträger des ersten Planetenradsatzes ist gegenüber der zweiten Ausgangswelle zumindest in axialer Richtung abgestützt.
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Ferner bevorzugt ist der erste Planetenträger des ersten Planetenradsatzes über ein zweites Axiallager, beispielsweise ausgebildet als Zylinderrollenlager oder dergleichen, gegenüber dem ersten Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes drehbar gelagert. Der erste Planetenträger des ersten Planetenradsatzes ist gegenüber dem ersten Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes zumindest in axialer Richtung abgestützt.
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Vorzugsweise ist räumlich zwischen der zweiten Ausgangswelle und dem ortsfesten Bauelement ein Deckelelement mit zumindest einem sich radial erstreckenden und Schmiermittel führenden dritten Kanal abdichtend angeordnet, wobei das ortsfeste Bauelement wenigstens eine zweite Schmiermittelzuführung aufweist, die dazu eingerichtet ist, die Schmiermittelversorgung des Getriebes mit dem zumindest einen dritten Kanal fluidisch zu verbinden.
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Das Deckelelement ist vorzugsweise an einem Getriebegehäuse oder einem gehäusefesten Bauelement verschraubt bzw. drehfest angeordnet, wobei sich die beiden Ausgangswellen relativ zum Deckelement verdrehen können. Das Deckelelement weist Mittel auf, damit die Ausgangswellen möglichst reibungsarm relativ zum Deckelelement verdrehen können.
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Das Deckelelement weist Mittel zur Abdichtung eines Innenraumes des Getriebes gegenüber der Außenatmosphäre des Getriebes sowie zur Abdichtung zumindest des jeweiligen Schmiermittel führenden dritten Kanals auf. Dadurch wird das Getriebe und der jeweilige dritte Kanal vor Verunreinigungen und/oder Feuchtigkeitseintritt geschützt. Der sich im Wesentlichen radial erstreckende dritte Kanal ist zur Schmiermittelführung ausgebildet. Über den zumindest einen dritten Kanal, der als Bohrung oder Aussparung ausgebildet sein kann, wird Schmiermittel bevorzugt von radial außen nach radial innen gefördert, um Schmiermittel gezielt in das System bzw. in den Innenraum des Getriebes zu leiten. Das Deckelelement vereint somit mehrere Funktionen. Einerseits erfolgt über das Deckelelement eine Schmiermittelübergabe. Zudem wird der zumindest eine dritte Kanal abgedichtet und vor Verunreinigungen geschützt. Am Umfang des Deckelements können mehrere solcher Schmiermittel führenden dritten Kanäle, vorzugsweise gleichmäßig verteilt, angeordnet sein.
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Ein derart ausgebildetes Deckelelement ermöglicht eine Montage der zweiten Ausgangswelle am ortsfesten Bauelement bzw. am Getriebegehäuse mit dem daran vormontierten dritten Lagerelement. Die axiale Sicherung des dritten Lagerelements erfolgt bevorzugt durch Sprengringe oder dergleichen. Das Getriebe wird während der Montage und Verschraubung des Deckelelements abgedichtet und verschlossen.
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Die hier vorgeschlagene zweite Schmiermittelzuführung dient insbesondere zur Schmiermittelzuführung für den ersten Planetenradsatz und zur Schmierung der zuvor genannten Lagerstellen des zweiten bis vierten Lagerelements und/oder der genannten Axiallager. Schmiermittel wird aus dem ortsfesten Bauelement, insbesondere dem Gehäuse des Getriebes, zu den Ausgangswellen, vorzugsweise zur zweiten Ausgangswelle, geführt. Die zweite Schmiermittelzuführung kann eine radiale oder axiale Bohrung sein, durch die das Schmiermittel zum Deckelelement geführt wird. Das Deckelelement mit dem zumindest einen dritten Kanal dient als Ölübergabestelle zu den Ausgangswellen sowie als Ölübergabestelle zu den genannten Lagerstellen.
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Vorzugsweise ist radial zwischen einem Innenumfang des Deckelelements und einem Außenumfang der zweiten Ausgangswelle ein Gleitring mit mehreren über den Umfang verteilten Durchgangsöffnungen angeordnet. Der Gleitring ist dazu ausgebildet eine Reibung zwischen dem Deckelelement und der relativ dazu verdrehbaren zweiten Ausgangswelle zu reduzieren. Dazu ist der Gleitring bevorzugt am Innenumfang des Deckelementes, also an der der zweiten Ausgangswelle zugewandten Seite befestigt.
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Ferner bevorzugt ist der Gleitring am Deckelement vormontiert. Anders gesagt wird der Gleitring am Deckelelement befestigt, bevor das Deckelement zwischen dem ortsfesten Bauelement und der zweiten Ausgangswelle montiert und am ortsfesten Bauelement verschraubt wird. Der Gleitring kann entsprechend plastisch umgeformt werden, um einen festen Sitz am Deckelelement zu gewährleisten.
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Nach einem Ausführungsbeispiel ist radial zwischen dem Innenumfang des Deckelelements und dem Außenumfang der zweiten Ausgangswelle ein Radialwellendichtring angeordnet. Der Radialwellendichtring ist axial beabstandet zum Gleitring am Innenumfang des Deckelelements angeordnet, sodass Schmiermittel am Innenumfang des Deckelements räumlich zwischen dem Gleitring und dem Radialwellendichtring gesammelt werden kann. Der Radialwellendichtring ist auf dem Deckelelement vormontiert und kommt mit dessen Innenumfang am Außenumfang der zweiten Ausgangswelle abdichtend zur Anlage und ermöglicht eine Rotationsbewegung der zweiten Ausgangswelle relativ zum Deckelelement.
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Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass am Außenumfang der zweiten Ausgangswelle ein erster Rechteckring und ein zweiter Rechteckring den zumindest einen Kanal abdichtend angeordnet sind. Die Rechteckringe sind vorzugsweise in dazugehörigen Nuten am Deckelement aufgenommen und axial gesichert. Die Rechteckringe stützen sich bevorzugt am Gleitring radial ab und gleiten am Gleitring ab. Der Gleitring weist bevorzugt an dessen Innenumfang Laufbahnen für die Rechteckringe auf. Rechteckringe sind Dichtringe mit einem rechteckförmigen, insbesondere quadratischen Querschnitt. Rechteckringe werden auch „Kantseal“ oder Vierkantringe genannt. Ein Vorteil von Rechteckringen besteht darin, dass sie auch bei höheren Drücken nur unwesentlich verformen. Mithin sind Rechteckringe besonders formstabil. Die Nuten sichern insbesondere eine axiale Position der Rechteckringe während des Betriebs des Getriebes.
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Rechteckringe ermöglichen eine definierte und kontrollierte Leckage von Schmiermittel. Schmiermittel kann somit aus dem zumindest einen sich im Wesentlichen radial erstreckenden dritten Kanal zwischen den Rechteckringen und dem Gleitring beispielsweise zum zweiten Lagerelement oder zu anderen zu schmierenden Bauteilen oder Dichtungen des Getriebes gelangen.
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Vorzugsweise sind radial zwischen einem Außenumfang des Deckelelements und einem Innenumfang des gehäusefesten Bauelements ein erstes Dichtelement und wenigstens ein zweites Dichtelement den zumindest einen dritten Kanal abdichtend angeordnet. Die Dichtelemente dichten, ebenso wie die Rechteckringe, den jeweiligen Schmiermittel führenden dritten Kanal ab. Bevorzugt sind das erste Dichtelement in einer am Außenumfang des Deckelelements ausgebildeten dritten Nut und das zweite Dichtelement in einer ebenfalls am Außenumfang des Deckelelements ausgebildeten vierten Nut aufgenommen. Damit wird eine axiale Position der Dichtelemente im Betrieb des Getriebes gesichert. Die Dichtelemente stützen sich radial ortsfesten Bauelement ab. Die Dichtelemente sind bevorzugt jeweils als O-Ring ausgebildet.
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Bevorzugt weist das Deckelelement wenigstens eine sich im Wesentlichen radial erstreckende Ablaufbohrung zur Abführung von Schmiermittel von radial außen nach radial innen auf. Die Ablaufbohrung mündet radial innen des Deckelelements in den Zwischenraum zwischen dem Gleitring und dem Radialwellendichtring und führt das durch die Leckage des jeweiligen Rechteckrings in diesen Zwischenraum geförderte Schmiermittel von radial innen nach radial außen ab.
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Am Außenumfang des Deckelelements ist ferner bevorzugt ein drittes Dichtelement angeordnet, das vorzugsweise als O-Ring ausgebildet ist. Das dritte Dichtelement ist axial beabstandet zum ersten und zweiten Dichtelement ausgebildet und begrenzt einen Zwischenraum zwischen dem ersten Dichtelement und dem dritten Dichtelement oder zwischen dem zweiten Dichtelement und dem dritten Dichtelement, je nachdem welches der beiden ersten Dichtelemente näher am dritten Dichtelement angeordnet ist bzw. wie die Schmiermittelführung erfolgt. Die zuvor genannte Ablaufbohrung mündet radial außen des Deckelelements in den Zwischenraum zwischen dem ersten Dichtelement und dem dritten Dichtelement bzw. zwischen dem zweiten Dichtelement und dem dritten Dichtelement, wobei die beiden Dichtelemente die Ablaufbohrung gegenüber äußeren Verunreinigungen abdichten. Der Zwischenraum ist außerdem durch den Außenumfang des Deckelelements und den Innenumfang des ortsfesten Bauelements begrenzt.
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Die zweite Ausgangswelle hat im Bereich des zumindest einen dritten Kanals bevorzugt eine oder mehrere Querbohrungen, über die wenigstens ein Teil des aus dem Deckelelement kommenden Schmiermittels radial nach innen in einen Hohlraum der zweiten Ausgangswelle, wo die erste Ausgangswelle angeordnet ist, gelangt. Räumlich zwischen der ersten Ausgangswelle und der zweiten Ausgangswelle ist ein Ringraum ausgebildet, über den das Schmiermittel verteilt werden kann, um einerseits das dritte Lagerelement und/oder das vierte Lagerelement und/oder ein erstes Axiallager und/oder ein zweites Axiallager sowie andererseits ein oder mehrere Radsatzelemente des ersten Planetenradsatzes zu schmieren bzw. zu kühlen.
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Das Schmiermittel kann aus dem Ringraum in zwei Richtungen verteilt werden. Einerseits kann Schmiermittel am Innenumfang der zweiten Ausgangswelle zum dritten Lagerelement zwischen den beiden Ausgangswellen geführt werden. Andererseits kann das Schmiermittel am Innenumfang der zweiten Ausgangswelle zum vierten Lagerelement und durch das vierte Lagerelement zum ersten Axiallager geführt werden. Vom ersten Axiallager wird das Schmiermittel durch die Fliehkräfte im Betrieb des Getriebes nach außen geschleudert. Das nach außen geschleuderte Schmiermittel kann beispielsweise durch eine Auffangschale aufgefangen werden, über die das Schmiermittel an die gewünschte Stelle, beispielsweise zum ersten Planetenbolzen des ersten Planetenradsatzes abgeleitet werden kann. Der zumindest eine erste Planetenbolzen des ersten Planetenradsatzes kann analog zum zumindest einen zweiten Planetenbolzen des zweiten Planetenradsatzes einen Kanal aufweisen, über den ein fünftes Lagerelement für das zumindest eine erste Planetenrad des ersten Planetenradsatzes mit Schmiermittel versorgt wird.
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Zudem kann das Schmiermittel aus dem zwischen den Ausgangswellen ausgebildeten Ringraum durch eine Mitnahmeverzahnung zwischen dem ersten Planetenträger des ersten Planetenradsatzes und der ersten Ausgangswelle zu einem zweiten Axiallager geführt werden. Das zweite Axiallager ist dazu eingerichtet, den ersten Planetenträger des ersten Planetenradsatzes gegenüber dem ersten Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes axial abzustützen und drehbar zu lagern.
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Vorzugsweise ist die erste Schmiermittelzuführung mit der zweiten Schmiermittelzuführung fluidisch verbunden. Anders gesagt ist der Ringkanal am Außenumfang des zweiten Planetenträgers des zweiten Planetenradsatzes und der zumindest eine dritte Kanal am Deckelelement durch entsprechende Bohrungen und/oder Leitungen gehäuseseitig fluidisch miteinander verbunden. Damit ist nur eine Schmiermittelversorgung des Getriebes erforderlich. Die Schmiermittelversorgung kann eine Pumpe umfassen, die Schmiermittel zu den beiden Schmiermittelzuführungen fördert. Ferner kann Schmiermittel aus dem Getriebe in geeigneter Weise abgeleitet werden, beispielsweise in einen Sumpf, von wo das Schmiermittel zurück in den Kreislauf gefördert werden kann. Die Schmiermittelversorgung kann ferner wenigstens einen Filter aufweisen, um Partikel und andere Verunreinigungen aus dem Schmiermittel herauszufiltern.
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Unter dem Begriff „wirkverbunden“ ist eine nicht schaltbare Verbindung zwischen zwei Bauteilen zu verstehen, welche zu einer permanenten Übertragung einer Antriebsleistung, insbesondere einer Drehzahl und/oder eines Drehmoments, vorgesehen ist. Die Verbindung kann dabei sowohl direkt oder über eine Festübersetzung erfolgen. Die Verbindung kann beispielsweise über eine feste Welle, eine Verzahnung, insbesondere eine Stirnradverzahnung, und/oder ein Umschlingungsmittel erfolgen.
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Unter dem Begriff „zumindest mittelbar“ ist zu verstehen, dass zwei Bauteile über mindestens ein weiteres Bauteil, das zwischen den beiden Bauteilen angeordnet ist, miteinander (wirk-)verbunden sind oder direkt und somit unmittelbar miteinander verbunden sind. Mithin können zwischen Wellen oder Zahnrädern noch weitere Bauteile angeordnet sein, die mit der Welle bzw. dem Zahnrad wirkverbunden sind.
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Ein erfindungsgemäßer Antriebsstrang für ein Fahrzeug umfasst ein Getriebe gemäß den vorherigen Ausführungen. Das Getriebe ist mit einer Antriebseinheit wirkverbunden. Die Antriebseinheit ist bevorzugt eine elektrische Maschine, wobei die Eingangswelle des Getriebes ein Rotor der elektrischen Maschine ist oder mit dem Rotor oder einer Rotorwelle der elektrischen Maschine drehfest verbunden bzw. gekoppelt ist. Der Rotor ist gegenüber einem gehäusefesten Stator der elektrischen Maschine drehbar gelagert. Die elektrische Maschine ist vorzugsweise mit einem Energiespeicher verbunden, der die elektrische Maschine mit elektrischer Energie versorgt. Ferner ist die elektrische Maschine bevorzugt von einer Leistungselektronik steuer- bzw. regelbar. Die Antriebseinheit kann alternativ auch ein Verbrennungsmotor sein, wobei die Eingangswelle in diesem Fall beispielsweise eine Kurbelwelle ist oder mit der Kurbelwelle drehfest verbunden bzw. gekoppelt ist.
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Der Antriebsstrang gemäß der vorher beschriebenen Art ist in einem Fahrzeug einsetzbar. Bei dem Fahrzeug handelt es sich vorzugsweise um ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Automobil (z.B. ein Personenkraftfahrwagen mit einem Gewicht von weniger als 3,5 t), Bus oder Lastkraftwagen (Bus und Lastkraftwagen z. B. mit einem Gewicht von über 3,5 t). Insbesondere ist das Fahrzeug ein Elektrofahrzeug oder ein Hybridfahrzeug. Das Fahrzeug umfasst wenigstens zwei Achsen, wobei eine der Achsen eine mittels des Antriebsstrangs antreibbare Achse bildet. An dieser antreibbaren Achse ist der erfindungsgemäße Antriebsstrang wirksam angeordnet, wobei der Antriebsstrang eine Antriebsleistung der Antriebseinheit über das erfindungsgemäße Getriebe auf die Räder dieser Achse überträgt. Es ist auch denkbar für jede Achse einen solchen Antriebsstrang vorzusehen. Der Antriebsstrang ist bevorzugt in Front-Quer-Bauweise verbaut, sodass die Eingangswelle sowie die Ausgangswellen im Wesentlichen quer zur Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtet sind. Alternativ kann der Antriebsstrang schräg zur Längs- und Querachse des Fahrzeugs angeordnet sein, wobei die Ausgangswellen über entsprechende Gelenke mit den Rädern der jeweiligen Achse, die quer zur Fahrzeuglängsachse angeordnet sind, verbunden sind.
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Die obigen Definitionen sowie Ausführungen zu technischen Effekten, Vorteilen und vorteilhaften Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Getriebes gelten sinngemäß ebenfalls für den erfindungsgemäßen Antriebsstrang, und umgekehrt.
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Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert, wobei gleiche oder ähnliche Bauteile mit demselben Bezugszeichen versehen sind. Hierbei zeigt
- 1 eine stark schematische Draufsicht auf ein exemplarisches Fahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Antriebsstrang und einem erfindungsgemäßen Getriebe gemäß einer bevorzugten Ausführungsform,
- 2 eine stark vereinfachte Ansicht des erfindungsgemäßen Getriebes gemäß 1,
- 3 eine stark schematische Längsschnittdarstellung des erfindungsgemäßen Getriebes gemäß 1 und 2, und
- 4 ein stark schematischer Teillängsschnitt zur Veranschaulichung einer Lagerstelle zwischen einer ersten Ausgangswelle und einer zweiten Ausgangswelle des erfindungsgemäßen Getriebes gemäß 1 bis 3.
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Gemäß 1 ist ein Fahrzeug 1 mit zwei Achsen 26a, 26b dargestellt, wobei an der ersten Achse 26a ein erfindungsgemäßer Antriebsstrang 2 antriebswirksam angeordnet ist. Das Fahrzeug 1 ist hier ein Elektrofahrzeug, wobei der Antrieb des Fahrzeugs 1 rein elektrisch erfolgt. Die erste Achse 26a kann sowohl Frontachse als auch Heckachse des Fahrzeugs 1 sein und bildet eine angetriebene Achse des Fahrzeugs 1. Hier ist der Antriebsstrang 2 beispielsweise an einer nicht lenkbaren Heckachse des Fahrzeugs 1 angeordnet.
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Der Antriebsstrang 2 umfasst eine als elektrische Maschine ausgeführte Antriebseinheit 27 sowie ein damit wirkverbundenes Getriebe 3, wobei der Aufbau und die Anordnung des Getriebes 3 in den nachfolgenden Figuren näher erläutert wird. Der Aufbau der Antriebseinheit 27 ist hier nicht gezeigt. Die Antriebseinheit 27 bzw. elektrische Maschine weist jedenfalls einen Akkumulator auf, der sie mit elektrischer Energie versorgt, und eine Leistungselektronik zur Steuerung und Regelung der Antriebseinheit 27 auf. Durch Bestromung eines - hier nicht gezeigten - Stators wird ein - hier ebenfalls nicht gezeigter - drehbar zum Stator angeordneter Rotor, welcher als Antriebswelle wiederum drehfest mit einer in 2 gezeigten Eingangswelle 4 des Getriebes 3 verbunden ist, in eine Drehbewegung relativ zum Stator versetzt. Die Antriebsleistung der Antriebseinheit 27 wird über die Eingangswelle 4 in das Getriebe 3 geleitet und dort von einem als integrales Differential ausgebildeten Differential 7 gewandelt und auf eine erste Ausgangswelle 5 und eine zweite Ausgangswelle 6 aufgeteilt.
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Die Antriebseinheit 27 ist koaxial zum integralen Differential 7 angeordnet. Ebenso sind die Ausgangswellen 5, 6 koaxial zueinander angeordnet und erstrecken sich ausgehend vom Getriebe 3 in entgegengesetzte Richtungen zu Rädern 28 der ersten Achse 26a. Zwischen dem jeweiligen Rad 28 und den Ausgangswellen 5, 6 sind nach 2 Gelenke 50 angeordnet, um eventuelle Schiefstellungen der Ausgangswellen 5, 6 gegenüber - hier nicht gezeigter - Radnaben der ersten Achse 26a auszugleichen.
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Das in 2 und 3 näher gezeigte Getriebe 3 ist ein Differentialgetriebe. Die ersten Ausgangswelle 5 ist axial durch das Getriebe 3, insbesondere durch das integrale Differential 7, sowie durch die Antriebseinheit 27 hindurchgeführt.
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Das Differential 7 umfasst einen ersten Planetenradsatz 29 mit mehreren Radsatzelementen sowie einen damit wirkverbundenen zweiten Planetenradsatz 30 mit ebenfalls mehreren Radsatzelementen. Mittels des ersten Planetenradsatzes 29 ist ein erstes Abtriebsmoment auf die zweite Ausgangswelle 6 übertragbar, wobei ein Abstützmoment des ersten Planetenradsatzes 29 in dem zweiten Planetenradsatz 30 derart wandelbar ist, dass ein dem ersten Abtriebsmoment entsprechendes zweites Abtriebsmoment auf die erste Ausgangswelle 5 übertragbar ist.
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Der erste und zweite Planetenradsatz 29, 30 sind hier jeweils als Minus-Planetenradsatz ausgebildet und radial geschachtelt, also in einer gemeinsamen Ebene liegend, angeordnet, wobei die gemeinsame Ebene senkrecht zur Achse 26a verläuft. Dadurch wird axialer Bauraum des Getriebes 3 eingespart. Der erste Planetenradsatz 29 ist vorliegend radial innerhalb des zweiten Planetenradsatzes 30 angeordnet. Am ersten Planetenradsatz 29 sind das erste Radsatzelement ein erstes Sonnenrad 31 a, das zweite Radsatzelement ein erster Planetenträger 32a und das dritte Radsatzelement ein erstes Hohlrad 33a, wobei am ersten Planetenträger 32a mehrere erste Planetenbolzen 35a drehfest angeordnet sind, die wiederum dazu eingerichtet sind, dazugehörige erste Planetenräder 34a drehbar zu lagern. Die ersten Planetenräder 34a stehen mit dem ersten Sonnenrad 31 a sowie dem ersten Hohlrad 33a in Zahneingriff. Die erste Ausgangswelle 5 ist durch das erste Sonnenrad 31 a des ersten Planetenradsatzes 29 axial hindurchgeführt. Mithin ist das erste Sonnenrad 31a innen hohles Zahnrad und die damit drehfest verbundene Eingangswelle 4 als Hohlwelle ausgebildet.
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Am zweiten Planetenradsatz 30 sind das erste Radsatzelement ein zweites Sonnenrad 31 b, das zweite Radsatzelement ein zweiter Planetenträger 32b und das dritte Radsatzelement ein zweites Hohlrad 33b, wobei am zweiten Planetenträger 32b mehrere zweite Planetenbolzen 35b drehfest angeordnet sind, die wiederum dazu eingerichtet sind, dazugehörige zweite Planetenräder 34b drehbar zu lagern. Die zweiten Planetenräder 34b stehen mit dem zweiten Sonnenrad 31b sowie dem zweiten Hohlrad 33b in Zahneingriff.
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Der erste Planetenträger 32a des ersten Planetenradsatzes 29 ist drehfest mit der ersten Ausgangswelle 5 verbunden. Das erste Hohlrad 33a des ersten Planetenradsatzes 29 ist drehfest mit dem zweiten Sonnenrad 31 b des zweiten Planetenradsatzes 30 verbunden. Der zweite Planetenträger 32b des zweiten Planetenradsatzes 30 ist an einem ortsfesten Bauelement 36, welches vorliegend das Getriebegehäuse bildet, abgestützt und drehfest angeordnet. Das zweite Hohlrad 33b des zweiten Planetenradsatzes 30 ist zudem über ein Koppelelement 58, das hier als Hohlradträger ausgebildet ist, drehfest mit der zweiten Ausgangswelle 6 verbunden.
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Es sei explizit darauf hingewiesen, dass die Zuordnung der Radsatzelemente zu den Elementen des jeweiligen Planetenradsatzes 29, 30 beliebig getauscht werden kann. Die jeweilige Anbindung der Radsatzelemente Sonnenrad, Planetenträger und Hohlrad erfolgt je nach Anforderung an die Übersetzungen inklusive Vorzeichen. Anstelle eines Minusplanetenradsatzes kann der jeweiligen Planetenradsatz 29, 30 immer auch als Plusplanetenradsatz ausgebildet sein, indem die Anbindung von Planetenträger und Hohlrad getauscht wird und der Betrag der Standübersetzung um eins erhöht wird. Sinngemäß ist dies auch umgekehrt möglich.
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Es ist ferner denkbar, zwischen der Antriebseinheit 27 und dem Getriebe 3 ein - hier nicht gezeigtes - zusätzliches Übersetzungsgetriebe anzuordnen, beispielsweise ausgebildet als Stirnradstufe oder als Planetengetriebe mit einem oder mehreren Planetenradsätzen, um eine Gesamtübersetzung des Antriebs zu erhöhen und/oder um einen Achsversatz der Ausgangswellen 5, 6 zu realisieren, beispielsweise wenn ein axiales Durchführen einer der Ausgangswellen 5, 6 durch die Antriebseinheit 27 nicht möglich ist.
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Nach 3 weist das ortsfeste Bauelement 36 eine Eingangsschnittstelle 55 auf, die mit einer - hier nicht gezeigten - Schmiermittelversorgung des Getriebes 3 fluidisch verbunden ist. Über die Eingangsschnittstelle 55 wird Schmiermittel in das ortsfeste Bauelement 36 geleitet und über ein Leitungssystem 56 auf eine erste Schmiermittelzuführung 43 und eine zweite Schmiermittelzuführung 44 verteilt. Demnach sind die erste Schmiermittelzuführung 43 und die zweite Schmiermittelzuführung 44 fluidisch miteinander verbunden.
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Die erste Schmiermittelzuführung 43 ist nach 3 dazu eingerichtet, Schmiermittel aus dem Leitungssystem 56 zu einem vollumlaufend an einem Außenumfang 45 des zweiten Planetenträgers 32b ausgebildeten Ringkanal 46 zu führen. Der Ringkanal 46 ist über mehrere erste Kanäle 47, die sich teilweise radial, teilweise axial erstreckend am zweiten Planetenträger 32b angeordnet sind, mit einem Fluidraum 48 verbunden, der wiederum fluidisch mit einem dazugehörigen Planetenbolzen 35b des zweiten Planetenradsatzes 30 verbunden ist. Demnach ist für jeden Planetenbolzen 35b ein erster Kanal 47 sowie ein Fluidraum 48 vorgesehen. Der jeweilige Fluidraum 48 ist axial zwischen dem zweiten Planetenbolzen 35b und einer Verschlusskappe 52 ausgebildet, welche den Fluidraum 48 gegenüber dem übrigen Getriebeinnenraum 53 abdichtet. Der Ringkanal 46 ist durch zwei zwischen dem ortsfesten Bauelement 36 und dem Außenumfang 45 des zweiten Planetenträgers 32b angeordnete O-Ringe 59 gegenüber dem übrigen Getriebeinnenraum 53 abgedichtet. Die O-Ringe 59 sind in Nuten am Außenumfang 45 des zweiten Planetenträgers 32b aufgenommen und axial gesichert.
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Der jeweilige Fluidraum 48 ist über eine Blende 54 mit einem dazugehörigen zweiten Kanal 49 am zweiten Planetenbolzen 35b fluidisch verbunden. Der zweite Kanal 49 umfasst einen konzentrischen axialen Abschnitt 49a sowie mehrere davon ausgehende, sich radial erstreckende radiale Abschnitte 49b. Der jeweilige zweite Kanal 49 ist dazu eingerichtet, ein erstes Lagerelement 51 zur Lagerung des am zweiten Planetenbolzen 35b drehbar aufgenommenen zweiten Planetenrades 34b mit Schmiermittel zu versorgen.
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Nach 3 und 4 ist die erste Ausgangswelle 5 abschnittsweise räumlich innerhalb der zweiten Ausgangswelle 6 angeordnet. Die zweite Ausgangswelle 6 ist über ein zweites Lagerelement 37 am ortsfesten Bauelement 36 drehbar gelagert. Das zweite Lagerelement 37 ist durch die spezifische Ausgestaltung des Getriebes 3 auf der zweiten Ausgangswelle 6 vormontierbar, bevor die erste Ausgangswelle 5 in der zweiten Ausgangselle 6 montiert wird, oder umgekehrt. Das zweite Lagerelement 37 ist durch Sprengringe axial in seiner Position gesichert.
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Räumlich zwischen den beiden Ausgangswellen 5, 6 ist ein Deckelelement 8 angeordnet, mit dem der Getriebeinnenraum 53 abdichtend verschlossen werden kann. Die zweite Schmiermittelzuführung 44 ist dazu eingerichtet, Schmiermittel aus dem Leitungssystem 56 im ortsfesten Bauelement 36 zum Deckelelement 8 zu führen.
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Das Deckelelement 8 weist nach 4 in Verbindung mit 3 mehrere gleichmäßig über den Umfang verteilte dritte Kanäle 9 auf, die sich radial erstrecken. Über den jeweiligen dritten Kanal 9 wird Schmiermittel von radial außen, also von der zweiten Schmiermittelzuführung 44, nach radial innen zu den Ausgangswellen 5, 6 gefördert, was hier durch den Pfeil 42 veranschaulicht wird. Über den jeweiligen Kanal 9 wird Schmiermittel an das System übergeben.
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Am Innenumfang 12 des Deckelementes 8 ist ein Gleitring 10 befestigt. Dieser ist vormontiert, so dass der Gleitring 10 zusammen mit dem Deckelement 8 montierbar ist. Der Gleitring 10 ist im montierten Zustand des Deckelements 8 radial zwischen einem Innenumfang 12 des Deckelelements 8 und einem Außenumfang 13 der zweiten Ausgangswelle 6 angeordnet. Der Gleitring 10 weist eine den dritten Kanälen 9 entsprechende Anzahl an Durchgangsöffnungen 11 auf, wobei je eine Durchgangsöffnung 11 mit einem dritten Kanal 9 fluchtet.
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Radial zwischen dem Deckelelement 8 und der zweiten Ausgangswelle 6 ist ferner ein Radialwellendichtring 24 abdichtend angeordnet. Am Außenumfang 13 der zweiten Ausgangswelle 6 sind zwei Rechteckringe 14, 15 in dazugehörigen Nuten angeordnet. Der erste Rechteckring 14 ist derart dimensioniert, dass eine definierte Leckagemenge Schmiermittel zwischen dem Gleitring 10 und dem ersten Rechteckring 14 in einen ersten Zwischenraum 16 zwischen dem ersten Rechteckring 14 und dem zweiten Lagerelement 37 gelangen kann, um insbesondere das zweite Lagerelement 37 zu schmieren. Der zweite Rechteckring 15 ist derart dimensioniert, dass eine definierte Leckagemenge Schmiermittel zwischen dem Gleitring 10 und dem zweiten Rechteckring 15 in einen zweiten Zwischenraum 17 zwischen dem zweiten Rechteckring 15 und dem Radialwellendichtring 24 gelangen kann, um insbesondere den Radialwellendichtring 24 zu schmieren.
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Das Deckelelement 8 umfasst ferner mindestens eine sich im Wesentlichen radial erstreckende Ablaufbohrung 23, die dazu eingerichtet ist, Schmiermittel aus dem zweiten Zwischenraum 17 von radial innen nach radial außen zurückzuführen zu führen.
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Radial zwischen einem Außenumfang 20 des Deckelelements 8 und einem Innenumfang 25 des ortsfesten Bauelements 36 sind drei jeweils als O-Ring ausgebildete Dichtelemente 18, 19, 21 in einer jeweils dazugehörigen, am Außenumfang 20 des Deckelelements 8 ausgebildeten Nut angeordnet. Die Dichtelemente 18, 19, 21 sind axial beabstandet zueinander am Deckelelement 8 angeordnet, wobei das zweite Dichtelement 19 axial zwischen dem ersten und dritten Dichtelement 18, 21 angeordnet ist. Die Dichtelemente 18, 19, 40 stützen sich radial am Innenumfang 25 des ortsfesten Bauelements 36 ab, wobei das erste und zweite Dichtelement 18, 19 den jeweiligen dritten Kanal 9 abdichten und wobei das zweite und dritte Dichtelement 19, 21 die Ablaufbohrung 23 abdichten. Demnach trennt das erste Dichtelement 18 den jeweiligen dritten Kanal 9 fluidisch vom ersten Zwischenraum 16. Das dritte Dichtelement 40 dichtet die Ablaufbohrung 23 gegenüber einer Außenatmosphäre des Getriebes 3 ab. Das zweite Dichtelement 19 trennt den jeweiligen dritten Kanal 9 und die zumindest eine Ablaufbohrung 23 fluidisch voneinander.
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Das Deckelelement 8 ist ein Deckel zur Überbrückung eines Durchmessersprungs zwischen dem zweiten Lagerelement 37 und dem Radialwellendichtring 24. Das Deckelelement 8 ist als Sitz für den Radialwellendichtring 24 ausgebildet. Über das Deckelement 8 erfolgt eine Schmiermittelübergabe von radial außen nach radial innen ohne zusätzliche Leitungen oder Kanäle. Außerdem wird über das Deckelelement 8 ein Ablauf von Schmiermittel über die jeweilige Ablaufbohrung 23 von radial innen nach radial außen realisiert. Zudem ist das Deckelelement 8 derart ausgebildet bzw. mit Dichtungen ausgestattet, dass sowohl der jeweilige dritte Kanal 9 als auch die jeweilige Ablaufbohrung 23 abgedichtet sind. Hinsichtlich des Gleitrings 10 wird zudem der Vorteil erreicht, dass der Gleitring 10 einfacher und somit kostengünstiger gestaltet werden kann.
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In dem vorliegend gezeigten Ausführungsbeispiel ermöglicht das als integriertes Bauteil ausgebildete Deckelelement 8 die Montage der zweiten Ausgangswelle 6 am ortsfesten Bauelement 36 mit dem vormontierten zweiten Lagerelement 37 von rechts nach links. Durch das anschließend montierte Deckelelement 8 kann das Getriebe 3 bzw. der Getriebeinnenraum 53 abgedichtet verschlossen werden. Da das zweite Lagerelement 37 hier vergleichsweise weit vom Deckelelement 8 angeordnet werden kann, können auf weitere Lagerelemente, insbesondere Nadel- oder Gleitlager zur drehbaren Lagerung der zweiten Ausgangswellen 6 gegenüber dem ortsfesten Bauelement 36 verzichtet werden.
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Die zweite Ausgangswelle 6 weist nach 3 Querbohrungen 22 auf, über die das im jeweiligen dritten Kanal 9 nach radial innen geleitete Schmiermittel in einen Ringraum 38 zwischen den beiden Ausgangswellen 5, 6 geleitet wird. Der Ringraum 38 ist dazu ausgebildet, Schmiermittel mit Unterstützung der Fliehkraft einerseits nach rechts zu einem dritten Lagerelement 39, das zur schwimmenden Lagerung der beiden Ausgangswellen 5, 6 vorgesehen ist, zu leiten. Andererseits ist der Ringraum 38 dazu ausgebildet, Schmiermittel nach links zu einem vierten Lagerelement 40, das zur schwimmenden Lagerung und radialen Abstützung der zweiten Ausgangswelle 6 gegenüber dem zweiten Planetenträger 32a des ersten Planetenradsatzes 29 vorgesehen ist, zu einem ersten Axiallager 41, das zur drehbaren Lagerung und axialen Abstützung der zweiten Ausgangswelle 6 gegenüber dem zweiten Planetenträger 32a des ersten Planetenradsatzes 29 vorgesehen ist, sowie zu einem zweiten Axiallager 60, das zur drehbaren Lagerung und axialen Abstützung des zweiten Planetenträgers 32a des ersten Planetenradsatzes 29 gegenüber dem ersten Sonnenrad 31a des ersten Planetenradsatzes 29 vorgesehen ist, zu leiten.
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Vom ersten Axiallager 41 wird das Schmiermittel durch Fliehkräfte im Betrieb des Getriebes 3 nach außen geschleudert, wo es durch eine Auffangschale 57 aufgefangen und zu den Planetenbolzen 35a des ersten Planetenradsatzes 29 geführt wird. Jeder erste Planetenbolzen 35a weist einen vierten Kanal 62 mit einem konzentrischen sich axial erstreckenden Abschnitt 62a sowie mehrere davon ausgehende sich radial erstreckende Abschnitt 62b auf. Der jeweilige vierte Kanal 62 ist dazu eingerichtet, ein fünftes Lagerelement 63 zur Lagerung des am ersten Planetenbolzen 35a drehbar aufgenommenen ersten Planetenrades 34a des ersten Planetenradsatzes 29 mit Schmiermittel zu versorgen.
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Das zweite Axiallager 60 wird aus dem Ringraum 38 über eine Mitnahmeverzahnung 61 zwischen dem ersten Planetenträger 32a und der ersten Ausgangswelle 5 mit Schmiermittel versorgt. Die durch die Mitnahmeverzahnung 61 hindurchführbare Schmiermittelmenge kann eingestellt werden, indem einzelne Zähne der Mitnahmeverzahnung 61 verkleinert oder weggelassen werden.
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Bezugszeichen
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- 1
- Fahrzeug
- 2
- Antriebsstrang
- 3
- Getriebe
- 4
- Eingangswelle
- 5
- Erste Ausgangswelle
- 6
- Zweite Ausgangswelle
- 7
- Differential
- 8
- Deckelement
- 9
- Dritter Kanal
- 10
- Gleitring
- 11
- Durchgangsöffnung
- 12
- Innenumfang des Deckelementes
- 13
- Außenumfang der zweiten Ausgangswelle
- 14
- Erster Rechteckring
- 15
- Zweiter Rechteckring
- 16
- Erster Zwischenraum
- 17
- Zweiter Zwischenraum
- 18
- Erstes Dichtelement
- 19
- Zweites Dichtelement
- 20
- Außenumfang des Deckelelements
- 21
- Drittes Dichtelement
- 22
- Querbohrung
- 23
- Ablaufbohrung
- 24
- Radialwellendichtring
- 25
- Innenumfang des ortsfesten Bauelements
- 26a
- Erste Achse
- 26b
- Zweite Achse
- 27
- Antriebseinheit
- 28
- Rad
- 29
- Erster Planetenradsatz
- 30
- Zweiter Planetenradsatz
- 31 a
- Erstes Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes
- 31 b
- Zweites Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes
- 32a
- Erster Planetenträger des ersten Planetenradsatzes
- 32b
- Zweiter Planetenträger des zweiten Planetenradsatzes
- 33a
- Erstes Hohlrad des ersten Planetenradsatzes
- 33b
- Zweites Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes
- 34a
- Erstes Planetenrad des ersten Planetenradsatzes
- 34b
- Zweites Planetenrad des zweiten Planetenradsatzes
- 35a
- Erster Planetenbolzen des ersten Planetenradsatzes
- 35b
- Zweiter Planetenbolzen des zweiten Planetenradsatzes
- 36
- Ortsfestes Bauelement
- 37
- Zweites Lagerelement
- 38
- Ringraum
- 39
- Drittes Lagerelement
- 40
- Viertes Lagerelement
- 41
- Erstes Axiallager
- 42
- Pfeil
- 43
- Erste Schmiermittelzuführung
- 44
- Zweite Schmiermittelzuführung
- 45
- Außenumfang des zweiten Planetenträgers des zweiten Planetenradsatzes
- 46
- Ringkanal
- 47
- Erster Kanal
- 48
- Fluidraum
- 49
- Zweiter Kanal
- 49a
- Axial erstreckender Abschnitt des zweiten Kanals
- 49b
- Radial erstreckender Abschnitt des zweiten Kanals
- 50
- Gelenk
- 51
- Erstes Lagerelement
- 52
- Verschlusskappe
- 53
- Getriebeinnenraum
- 54
- Blende
- 55
- Eingangsschnittstelle
- 56
- Leitungssystem
- 57
- Auffangschale
- 58
- Koppelelement
- 59
- O-Ring
- 60
- Zweites Axiallager
- 61
- Mitnahmeverzahnung
- 62
- Vierter Kanal
- 62a
- Axial erstreckender Abschnitt des vierten Kanals
- 62b
- Radial erstreckender Abschnitt des vierten Kanals
- 63
- Fünftes Lagerelement
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013215877 B4 [0002]