DE102022214118A1 - Motor vehicle transmission for an at least partially electrically powered motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeuggetriebe (9), umfassend mindestens eine Antriebswelle (11), einen Differentialradsatz (29) sowie zwei Abtriebswellen (5, 6), wobei der mindestens einen Antriebswelle (11) je eine erste Stirnradstufe (17), je eine zweite Stirnradstufe (18), je eine dritte Stirnradstufe (19), je eine vierte Stirnradstufe (20) sowie jeweils ein Planetenradsatz (16) zugeordnet sind. Zudem sind der mindestens einen Antriebswelle (11) je ein zumindest funktional vorgesehenes, erstes Schaltelement, je ein zumindest funktional vorgesehenes, zweites Schaltelement und je ein zumindest funktional vorgesehenes, drittes Schaltelement zugeordnet, durch deren selektive Betätigung unterschiedliche Einbindungen der je einen ersten Stirnradstufe (17), der je einen zweiten Stirnradstufe (18) und der je einen dritten Stirnradstufe (19) in einen Kraftfluss realisierbar und hierdurch die mindestens eine Antriebswelle (11) jeweils mit je einer zugeordneten Zwischenwelle (13) koppelbar ist. Zudem ist die je eine Zwischenwelle (13) drehfest mit je einem ersten Element (30) des jeweils einen Planetenradsatzes (16) verbunden, dessen je eines drittes Element (32) festgesetzt ist. Das je eine zweite Element (31) des jeweils einen Planetenradsatzes (16) ist über die je eine vierte Stirnradstufe (20) und den Differentialradsatz (29) mit den beiden Abtriebswellen (5, 6) gekoppelt.The invention relates to a motor vehicle transmission (9), comprising at least one drive shaft (11), a differential gear set (29) and two output shafts (5, 6), wherein the at least one drive shaft (11) is assigned a first spur gear stage (17), a second spur gear stage (18), a third spur gear stage (19), a fourth spur gear stage (20) and a planetary gear set (16). In addition, the at least one drive shaft (11) is assigned an at least functionally provided first shifting element, an at least functionally provided second shifting element and an at least functionally provided third shifting element, through the selective actuation of which different integrations of the first spur gear stage (17), the second spur gear stage (18) and the third spur gear stage (19) into a power flow can be implemented and as a result the at least one drive shaft (11) can be coupled to an associated intermediate shaft (13). In addition, each intermediate shaft (13) is connected in a rotationally fixed manner to a first element (30) of each planetary gear set (16), a third element (32) of which is fixed. The second element (31) of each planetary gear set (16) is coupled to the two output shafts (5, 6) via the fourth spur gear stage (20) and the differential gear set (29).
Description
Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeuggetriebe für ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug, insbesondere für eine elektrisch antreibbare Kraftfahrzeugantriebsachse, umfassend mindestens eine Antriebswelle, welche jeweils für eine Koppelung mit je einer Antriebsmaschine vorgesehen ist, einen Differentialradsatz sowie zwei Abtriebswellen, wobei der mindestens einen Antriebswelle je eine erste Stirnradstufe, je eine zweite Stirnradstufe, je eine dritte Stirnradstufe, je eine vierte Stirnradstufe sowie jeweils ein Planetenradsatz zugeordnet sind, welcher je ein erstes Element, je ein zweites Element und je ein drittes Element in Form je eines Sonnenrades, je eines Planetenträgers und je eines Hohlrades aufweist, wobei der mindestens einen Antriebswelle je ein zumindest funktional vorgesehenes, erstes Schaltelement, je ein zumindest funktional vorgesehenes, zweites Schaltelement und je ein zumindest funktional vorgesehenes, drittes Schaltelement zugeordnet sind, durch deren selektive Betätigung unterschiedliche Einbindungen derje einen ersten Stirnradstufe, der je einen zweiten Stirnradstufe und der je einen dritten Stirnradstufe in einen Kraftfluss realisierbar und hierdurch die mindestens eine Antriebswelle jeweils mit je einer zugeordneten Zwischenwelle koppelbar ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Antriebseinheit für ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug, eine elektrisch antreibbare Kraftfahrzeugantriebsachse für ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug, ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeuggetriebes.The invention relates to a motor vehicle transmission for an at least partially electrically driven motor vehicle, in particular for an electrically driven motor vehicle drive axle, comprising at least one drive shaft, each of which is provided for coupling to a drive machine, a differential gear set and two output shafts, wherein the at least one drive shaft is assigned a first spur gear stage, a second spur gear stage, a third spur gear stage, a fourth spur gear stage and a planetary gear set, each of which has a first element, a second element and a third element in the form of a sun gear, a planet carrier and a ring gear, wherein the at least one drive shaft is assigned an at least functionally provided first shifting element, an at least functionally provided second shifting element and an at least functionally provided third shifting element, through the selective actuation of which different integrations of the first spur gear stage, the second spur gear stage and the third spur gear stage into a power flow can be realized and the at least one drive shaft can thereby be coupled to an associated intermediate shaft. Furthermore, the invention relates to a drive unit for an at least partially electrically driven motor vehicle, an electrically drivable motor vehicle drive axle for an at least partially electrically driven motor vehicle, a hybrid or electric vehicle and a method for operating a motor vehicle transmission.
Bei als Elektro- und Hybridfahrzeug ausgeführten Kraftfahrzeugen wird zum Teil in einem jeweiligen Antriebsstrang zwischen mindestens einer Elektromaschine und Antriebsrädern des jeweiligen Kraftfahrzeuges ein Kraftfahrzeuggetriebe vorgesehen, um eine Antriebsbewegung der mindestens einen Elektromaschine insbesondere ins Langsame zu den Antriebsrädern übersetzen zu können. Neben eingängig ausgebildeten Getrieben kommen hierbei auch teilweise Kraftfahrzeuggetriebe zur Anwendung, bei denen zwei oder mehr Gänge geschaltet werden können.In the case of motor vehicles designed as electric and hybrid vehicles, a motor vehicle transmission is sometimes provided in a respective drive train between at least one electric machine and the drive wheels of the respective motor vehicle in order to be able to translate a drive movement of the at least one electric machine, in particular at a lower speed, to the drive wheels. In addition to single-speed transmissions, motor vehicle transmissions are also sometimes used in which two or more gears can be engaged.
Aus der
Ausgehend vom vorstehend beschriebenen Stand der Technik ist es nun die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine alternative Ausgestaltung eines Kraftfahrzeuggetriebes zu schaffen, welches axial einen möglichst kompakten Aufbau aufweist und hierdurch insbesondere für die Anwendung bei einer Kraftfahrzeugantriebsachse geeignet ist.Based on the prior art described above, it is now the object of the present invention to provide an alternative design of a motor vehicle transmission which has an axially as compact structure as possible and is therefore particularly suitable for use in a motor vehicle drive axle.
Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die hierauf folgenden, abhängigen Ansprüche geben jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder. Eine Antriebseinheit, in welcher ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeuggetriebe vorgesehen ist, ist ferner Gegenstand von Anspruch 14. Ferner betrifft Anspruch 15 eine elektrisch antreibbare Kraftfahrzeugantriebsachse, während Anspruch 16 ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug zum Gegenstand hat. Schließlich betrifft noch Anspruch 17 ein Verfahren zum Betreiben eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes.This object is achieved on the basis of the preamble of
Gemäß der Erfindung umfasst ein Kraftfahrzeuggetriebe mindestens eine Antriebswelle, welche jeweils für eine Koppelung mit je einer Antriebsmaschine vorgesehen ist, einen Differentialradsatz sowie zwei Abtriebswellen. Dabei sind der mindestens einen Antriebswelle je eine erste Stirnradstufe, je eine zweite Stirnradstufe, je eine dritte Stirnradstufe, je eine vierte Stirnradstufe sowie jeweils ein Planetenradsatz zugeordnet, welcher je ein erstes Element, je ein zweites Element und je ein drittes Element in Form je eines Sonnenrades, je eines Planetenträgers und je eines Hohlrades aufweist. Ferner sind der mindestens einen Antriebswelle je ein zumindest funktional vorgesehenes, erstes Schaltelement, je ein zumindest funktional vorgesehenes, zweites Schaltelement und je ein zumindest funktional vorgesehenes, drittes Schaltelement zugeordnet, durch deren selektive Betätigung unterschiedliche Einbindungen der je einen ersten Stirnradstufe, der je einen zweiten Stirnradstufe und der je einen dritten Stirnradstufe in einen Kraftfluss realisiert und hierdurch die mindestens eine Antriebswelle jeweils mit je einer zugeordneten Zwischenwelle gekoppelt werden kann.According to the invention, a motor vehicle transmission comprises at least one drive shaft, each of which is provided for coupling to a drive machine, a differential gear set and two output shafts. In this case, the at least one drive shaft is assigned a first spur gear stage, a second spur gear stage, a third spur gear stage, a fourth spur gear stage and a planetary gear set, each of which has a first element, a second element and a third element in the form of a sun gear, a planet carrier and a ring gear. Furthermore, the at least one drive shaft is assigned an at least functionally provided first shifting element, an at least functionally provided second shifting element and an at least functionally provided third shifting element, the selective actuation of which enables different integration of the first spur gear stage, the second spur gear stage and the third spur gear stage into a power flow, and as a result the at least one drive shaft can be coupled to an associated intermediate shaft.
Unter einer „Welle“, wie der mindestens einen Antriebswelle, den Abtriebswellen und der je einen zugeordneten Zwischenwelle, ist im Sinne der Erfindung ein rotierbares Bauteil des Getriebes zu verstehen, über welches eine Kraftflussführung zwischen Komponenten ggf. bei gleichzeitiger Betätigung eines zumindest funktional vorgesehenen Schaltelements vorgenommen werden kann. Die jeweilige Welle kann die Komponenten dabei axial oder radial oder auch sowohl axial und radial miteinander verbinden. So kann die jeweilige Welle auch als Zwischenstück vorliegen, über welches eine jeweilige Komponente zum Beispiel rein radial angebunden wird. Ferner kann die jeweilige Welle, je nach Verlauf und Anbindung an die Komponenten bzw. einer Anbindbarkeit an diese, als Vollwelle, als Hohlwelle oder teilweise als Voll- und teilweise als Hohlwelle gestaltet sein. Alternativ oder ergänzend dazu kann die jeweilige Welle ein- oder mehrteilig ausgeführt sein.For the purposes of the invention, a “shaft”, such as the at least one drive shaft, the output shafts and the associated intermediate shaft, is to be understood as a rotatable component of the transmission, via which a force flow can be guided between components, possibly with simultaneous actuation of an at least functionally provided switching element. The respective shaft can connect the components axially or radially, or both axially and radially. The respective shaft can also be an intermediate piece, via which a respective component is connected purely radially, for example. Furthermore, the respective shaft can be designed as a solid shaft, as a hollow shaft, or partly as a solid and partly as a hollow shaft, depending on the course and connection to the components or the ability to connect to them. Alternatively or additionally, the respective shaft can be designed in one or more parts.
Mit „axial“ ist im Sinne der Erfindung eine Orientierung in Richtung einer Längsmittelachse des Kraftfahrzeuggetriebes gemeint, parallel zu welcher auch Rotationsachsen von Wellen des Kraftfahrzeuggetriebes und der jeweiligen Elemente des jeweils einen Planetenradsatzes orientiert sind. Unter „radial“ ist dann eine Orientierung in Durchmesserrichtung einer jeweiligen Komponente des Getriebes, insbesondere einer jeweiligen Welle oder eines jeweiligen Elements des jeweils einen Planetenradsatzes zu verstehen.In the sense of the invention, "axial" means an orientation in the direction of a longitudinal center axis of the motor vehicle transmission, parallel to which the rotation axes of shafts of the motor vehicle transmission and the respective elements of the respective planetary gear set are also oriented. "Radial" is then understood to mean an orientation in the diameter direction of a respective component of the transmission, in particular a respective shaft or a respective element of the respective planetary gear set.
Die mindestens eine Antriebswelle ist bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebe dafür vorgesehen, jeweils eine antriebsseitige Koppelung zu je einer Antriebsmaschine herzustellen, wobei die mindestens eine Antriebswelle hierbei bevorzugt der jeweiligen Koppelung mit genau einer Antriebsmaschine dient. Dazu ist die mindestens eine Antriebswelle insbesondere mit je einer Anschlussstelle ausgestattet, an welcher eine Koppelung der mindestens einen Antriebswelle mit der zugehörigen Antriebsmaschine ausgebildet werden kann. Die Anbindung der je einen Antriebsmaschine an die jeweilige Anschlussstelle der mindestens einen Antriebswelle ist im verbauten Zustand des Kraftfahrzeuggetriebes insbesondere permanent vorgenommen, bevorzugt dann, wenn die jeweilige Antriebsmaschine als Elektromaschine ausgeführt ist. Alternativ dazu kann aber auch jeweils ein zwischenliegendes Anfahrelement, wie beispielsweise ein hydrodynamischer Drehmomentwandler, eine Anfahrkupplung, etc., vorgesehen sein, über welches die mindestens eine Antriebswelle an ihrer jeweiligen Anschlussstelle mit der jeweils vorgeschalteten Antriebsmaschine gekoppelt werden kann bzw. ist. Dies wird hierbei insbesondere dann realisiert, wenn die jeweilige Antriebsmaschine als Brennkraftmaschine konzipiert ist.The at least one drive shaft in the motor vehicle transmission according to the invention is provided to establish a drive-side coupling to a respective drive machine, wherein the at least one drive shaft preferably serves the respective coupling to exactly one drive machine. For this purpose, the at least one drive shaft is in particular equipped with a connection point at which a coupling of the at least one drive shaft with the associated drive machine can be formed. The connection of each drive machine to the respective connection point of the at least one drive shaft is in particular permanent in the installed state of the motor vehicle transmission, preferably when the respective drive machine is designed as an electric machine. Alternatively, however, an intermediate starting element, such as a hydrodynamic torque converter, a starting clutch, etc., can also be provided, via which the at least one drive shaft can be or is coupled at its respective connection point to the respective upstream drive machine. This is achieved in particular when the respective drive machine is designed as an internal combustion engine.
Die Koppelung zwischen der jeweiligen Antriebsmaschine und der mindestens einen Antriebswelle liegt bevorzugt in der Form vor, dass im verbauten Zustand des Kraftfahrzeuggetriebes zwischen einer jeweiligen Drehzahl der mindestens einen Antriebswelle des Kraftfahrzeuggetriebes und einer jeweiligen Drehzahl der jeweiligen Antriebsmaschine jeweils stets ein festes Drehzahlverhältnis vorherrscht. So kann im Rahmen der Erfindung zwischen der mindestens einen Antriebswelle und der jeweiligen Antriebsmaschine ggf. noch jeweils mindestens eine weitere Übersetzungsstufe, wie beispielsweise eine Stirnradstufe und/oder eine Planetenstufe, vorgesehen sein, über welche eine Vorübersetzung einer Drehbewegung der Antriebsmaschine auf die Antriebswelle darstellbar ist. Besonders bevorzugt erfolgt aber an der mindestens einen Antriebswelle des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes jeweils eine drehfeste Anbindung der je zugehörigen Antriebsmaschine, so dass die jeweilige Antriebsmaschine und die mindestens eine Antriebswelle im Betrieb jeweils unter derselben Drehzahl laufen.The coupling between the respective drive machine and the at least one drive shaft is preferably in the form that, in the installed state of the motor vehicle transmission, a fixed speed ratio always prevails between a respective speed of the at least one drive shaft of the motor vehicle transmission and a respective speed of the respective drive machine. Thus, within the scope of the invention, at least one further gear stage, such as a spur gear stage and/or a planetary gear stage, can be provided between the at least one drive shaft and the respective drive machine, via which a pre-translation of a rotary movement of the drive machine to the drive shaft can be represented. However, it is particularly preferred for the respective associated drive machine to be connected in a rotationally fixed manner to the at least one drive shaft of the motor vehicle transmission according to the invention, so that the respective drive machine and the at least one drive shaft each run at the same speed during operation.
Bei dem Kraftfahrzeuggetriebe handelt es sich insbesondere um ein Hybrid- oder Elektrofahrzeuggetriebe, welches dafür vorgesehen ist, an der mindestens einen Antriebswelle mit jeweils einer Antriebsmaschine in Form je einer Elektromaschine verbunden zu werden. Besonders bevorzugt ist das erfindungsgemäße Kraftfahrzeuggetriebe hierbei für eine Anwendung bei einer elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugantriebsachse vorgesehen. Ein jeweiliger Rotor der jeweiligen Elektromaschine kann dabei, wie vorstehend beschrieben, über mindestens eine zwischenliegende Übersetzungsstufe mit der mindestens einen Antriebswelle des Getriebes gekoppelt sein. Besonders bevorzugt ist ein jeweiliger Rotor der jeweiligen Elektromaschine im verbauten Zustand des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes aber drehfest mit der mindestens einen Antriebswelle verbunden, so dass die mindestens eine Antriebswelle in diesem Fall als eine jeweilige Rotorwelle fungiert.The motor vehicle transmission is in particular a hybrid or electric vehicle transmission which is intended to be connected to the at least one drive shaft with a drive machine in the form of an electric machine. The motor vehicle transmission according to the invention is particularly preferably intended for use with an electrically driven motor vehicle drive axle. A respective rotor of the respective electric machine can, as described above, be coupled to the at least one drive shaft of the transmission via at least one intermediate gear stage. However, a respective rotor of the respective electric machine is particularly preferably connected in a rotationally fixed manner to the at least one drive shaft in the installed state of the motor vehicle transmission according to the invention, so that the at least one drive shaft functions as a respective rotor shaft in this case.
Erfindungsgemäß sind der mindestens einen Antriebswelle je eine erste Stirnradstufe, je eine zweite Stirnradstufe, je eine dritte Stirnradstufe, je eine vierte Stirnradstufe, je ein Planetenradsatz, je ein zumindest funktional vorgesehenes, erstes Schaltelement, je ein zumindest funktional vorgesehenes, zweites Schaltelement, je ein zumindest funktional vorgesehenes, drittes Schaltelement sowie je eine Zwischenwelle zugeordnet. Verfügt das erfindungsgemäße Kraftfahrzeuggetriebe dementsprechend über genau eine Antriebswelle, so sind bei diesem Kraftfahrzeuggetriebe für diese eine Antriebswelle dann auch genau eine erste Stirnradstufe, genau eine zweite Stirnradstufe, genau eine dritte Stirnradstufe, genau eine vierte Stirnradstufe, genau ein Planetenradsatz, genau eine Zwischenwelle sowie zumindest von der Funktion her genau drei Schaltelemente vorgesehen. Ist das Kraftfahrzeuggetriebe hingegen mit mehreren Antriebswellen ausgestattet, so sind pro Antriebswelle eine erste Stirnradstufe, eine zweite Stirnradstufe, eine dritte Stirnradstufe, eine vierte Stirnradstufe, ein Planetenradsatz, eine Zwischenwelle sowie zumindest von der Funktion her drei Schaltelemente vorgesehen.According to the invention, the at least one drive shaft is assigned a first spur gear stage, a second spur gear stage, a third spur gear stage, a fourth spur gear stage, a planetary gear set, a first shifting element that is at least functionally provided, a second shifting element that is at least functionally provided, a third shifting element that is at least functionally provided and an intermediate shaft. If the motor vehicle transmission according to the invention accordingly has exactly one drive shaft, then this motor vehicle transmission also has exactly one first spur gear stage, exactly one second spur gear stage, exactly one third spur gear stage, exactly one fourth spur gear stage, exactly one planetary gear set, exactly one intermediate shaft and at least in terms of function exactly three shifting elements are provided. If, however, the motor vehicle transmission is equipped with several drive shafts, then for each drive shaft there is a first spur gear stage, a second spur gear stage, a third spur gear stage, a fourth spur gear stage, a planetary gear set, an intermediate shaft and at least in terms of function three shifting elements.
Die der mindestens einen Antriebswelle jeweils zugeordneten Stirnradstufen setzen sich bevorzugt im Einzelnen aus mehreren Stirnrädern zusammen, die an Laufverzahnungen durch Zahneingriff miteinander gekoppelt sind. Insbesondere ist die einzelne Stirnradstufe hierbei durch genau zwei Stirnräder gebildet, die permanent miteinander kämmen. Je nach konkreter Anordnung und Einbindung innerhalb des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes sind die Stirnräder der einzelnen Stirnradstufe dabei entweder jeweils drehfest verbunden oder aber es kann eines der Stirnräder durch Betätigung eines der zumindest funktional vorgesehenen Schaltelemente drehfest angebunden werden.The spur gear stages assigned to the at least one drive shaft are preferably made up of several spur gears that are coupled to one another by meshing with one another on running gears. In particular, the individual spur gear stage is formed by exactly two spur gears that permanently mesh with one another. Depending on the specific arrangement and integration within the motor vehicle transmission according to the invention, the spur gears of the individual spur gear stage are either connected in a rotationally fixed manner or one of the spur gears can be connected in a rotationally fixed manner by actuating one of the at least functionally provided switching elements.
Bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebe sind der mindestens einen Antriebswelle jeweils zumindest von der Funktion her je ein erstes Schaltelement, je ein zweites Schaltelement und je ein drittes Schaltelement zugeordnet, durch deren selektive Betätigung unterschiedliche Einbindungen derje einen ersten Stirnradstufe, der je einen zweiten Stirnradstufe und der je einen dritten Stirnradstufe in einen Kraftfluss realisiert und hierdurch die mindestens eine Antriebswelle jeweils mit der je einen zugeordneten Zwischenwelle gekoppelt werden kann. Dass ein jeweiliges Schaltelement „zumindest funktional“ vorgesehen ist, bedeutet im Sinne der Erfindung, dass bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebe zumindest die jeweilige Funktion des jeweiligen Schaltelements abgebildet ist. Dabei können die Schaltelemente im Einzelnen tatsächlich physisch als Einzelschaltelement vorliegen oder ihre Funktion wird durch eine andere Komponente abgebildet, wie beispielsweise eine Schalteinrichtung. Eine die Funktion abbildende Komponente kann hierbei dann die Funktion von zwei oder mehr Schaltelementen in einer Einrichtung vereinigen.In the motor vehicle transmission according to the invention, a first shifting element, a second shifting element and a third shifting element are assigned to the at least one drive shaft, at least in terms of function, through the selective actuation of which different integrations of the first spur gear stage, the second spur gear stage and the third spur gear stage into a power flow are realized and as a result the at least one drive shaft can be coupled to the associated intermediate shaft. The fact that a respective shifting element is provided "at least functionally" means in the sense of the invention that at least the respective function of the respective shifting element is represented in the motor vehicle transmission according to the invention. The individual shifting elements can actually be physically present as a single shifting element or their function is represented by another component, such as a switching device. A component that represents the function can then combine the function of two or more shifting elements in one device.
Der je eine Planetenradsatz setzt sich jeweils aus je einem ersten Element, je einem zweiten Element und je einem dritten Element zusammen, wobei die Elemente des je einen Planetenradsatzes dabei durch jeweils ein Sonnenrad, jeweils einen Planetenträger und jeweils ein Hohlrad gebildet sind. Besonders bevorzugt liegt der je eine Planetenradsatz dabei als Minus-Planetensatz vor, bei welchem der jeweilige Planetenträger mindestens ein Planetenrad drehbar gelagert führt, wobei das mindestens eine Planetenrad dabei sowohl mit dem jeweiligen Sonnenrad, als auch dem jeweiligen Hohlrad jeweils im Zahneingriff steht. Bei einer Ausführung des jeweiligen Planetenradsatzes als Minus-Planetensatz handelt es sich dann insbesondere bei dem je einen ersten Element des jeweiligen Planetenradsatzes um das jeweilige Sonnenrad, bei dem je einen zweiten Element des jeweiligen Planetenradsatzes um den jeweiligen Planetenträger und bei dem je einen dritten Element des jeweiligen Planetenradsatzes um das jeweilige Hohlrad.Each planetary gear set is made up of a first element, a second element and a third element, with the elements of each planetary gear set being formed by a sun gear, a planet carrier and a ring gear. Each planetary gear set is particularly preferably in the form of a minus planetary gear set, in which the respective planet carrier rotatably supports at least one planetary gear, with the at least one planetary gear meshing with both the respective sun gear and the respective ring gear. If the respective planetary gear set is designed as a minus planetary gear set, the first element of the respective planetary gear set is the respective sun gear, the second element of the respective planetary gear set is the respective planet carrier and the third element of the respective planetary gear set is the respective ring gear.
Alternativ dazu könnte der jeweils eine Planetenradsatz aber auch als je ein Plus-Planetensatz ausgebildet sein. In diesem Fall ist in dem jeweiligen Planetenträger dann mindestens ein Planetenradpaar drehbar gelagert, von dessen Planetenrädern ein Planetenrad mit dem jeweiligen Sonnenrad und ein Planetenrad mit dem jeweiligen Hohlrad im Zahneingriff steht. Zudem kämmen die Planetenräder des mindestens einen Planetenradpaares untereinander. Im Unterschied zu einer Ausführung als Minus-Planetensatz handelt es sich dann bevorzugt bei dem je einen ersten Element des jeweiligen Planetenradsatzes um das jeweilige Sonnenrad, bei dem je einen zweiten Element des jeweiligen Planetenradsatzes um das jeweilige Hohlrad und bei dem je einen dritten Element des jeweiligen Planetenradsatzes um den jeweiligen Planetenträger. Im Vergleich zu einer Ausführung als Minus-Planetensatz ist zudem eine Standübersetzung des jeweiligen Planetenradsatzes um Eins zu erhöhen. Bevorzugt ist der der mindestens einen Antriebswelle jeweils zugeordnete Planetenradsatz aber als je ein Minus-Planetensatz ausgeführt.Alternatively, each planetary gear set could also be designed as a plus planetary gear set. In this case, at least one pair of planetary gears is rotatably mounted in the respective planet carrier, of which one planetary gear meshes with the respective sun gear and one planetary gear meshes with the respective ring gear. In addition, the planetary gears of the at least one pair of planetary gears mesh with one another. In contrast to a design as a minus planetary gear set, the first element of the respective planetary gear set is preferably the respective sun gear, the second element of the respective planetary gear set is the respective ring gear and the third element of the respective planetary gear set is the respective planet carrier. In comparison to a design as a minus planetary gear set, a stationary gear ratio of the respective planetary gear set must also be increased by one. Preferably, however, the planetary gear set assigned to the at least one drive shaft is designed as a minus planetary gear set.
Die Erfindung umfasst nun die technische Lehre, dass die je eine Zwischenwelle drehfest mit dem je einen ersten Element des jeweils einen Planetenradsatzes verbunden ist, dessen je eines drittes Element festgesetzt ist. Zudem ist das je eine zweite Element des jeweils einen Planetenradsatzes über die je eine vierte Stirnradstufe und den Differentialradsatz mit den beiden Abtriebswellen gekoppelt. Mit anderen Worten ist der je eine Planetenradsatz, welcher der mindestens einen Antriebswelle jeweils zugeordnet ist, also gemeinsam mit der vierten Stirnradstufe in Kraftflussrichtung zwischen der je einen zugeordneten Zwischenwelle und den beiden Abtriebswellen angeordnet. Dazu stehen die je eine Zwischenwelle und das je eine erste Element des jeweils einen Planetenradsatzes permanent drehfest miteinander in Verbindung, so dass die je eine Zwischenwelle und das je eine erste Element also stets gemeinsam rotieren. Zudem ist das je eine dritte Element ständig festgesetzt und damit permanent an einer Drehbewegung gehindert. Bei dem je einen zweiten Element des jeweils einen Planetenradsatzes besteht eine permanente Koppelung mit den beiden Abtriebswellen, wobei diese Koppelung dabei über die zwischenliegende, vierte Stirnradstufe und den Differentialradsatz hergestellt ist.The invention now includes the technical teaching that each intermediate shaft is connected in a rotationally fixed manner to the first element of each planetary gear set, the third element of which is fixed. In addition, each second element of each planetary gear set is coupled to the two output shafts via the fourth spur gear stage and the differential gear set. In other words, each planetary gear set, which is assigned to the at least one drive shaft, is arranged together with the fourth spur gear stage in the direction of power flow between the assigned intermediate shaft and the two output shafts. For this purpose, each intermediate shaft and each first element of each planetary gear set are permanently connected to one another in a rotationally fixed manner, so that each intermediate shaft and each first element always rotate together. In addition, each third element is permanently fixed and thus permanently prevented from rotating. The second element of each planetary gear set is permanently coupled to the two output shafts, whereby this coupling via the intermediate fourth spur gear stage and the differential gear set.
Eine derartige Ausgestaltung hat dabei den Vorteil, dass hierdurch ein axial kompakt bauendes Getriebe realisiert werden kann, bei welchem die je eine, an der mindestens einen Antriebswelle angebundene Antriebsmaschine mit unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen als Gänge eingebunden werden kann. Denn durch die unterschiedlichen Einbindungen der je einen ersten Stirnradstufe, der je einen zweiten Stirnradstufe und der je einen dritten Stirnradstufe mittels selektiver Betätigung der zumindest funktional vorgesehenen Schaltelemente können in Kombination mit dem je einen nachgeschalteten Planetenradsatz, sowie der je einen, nachgeschalteten vierten Stirnradstufe geeignete Gänge realisiert werden. Dabei kann über den je einen Planetenradsatzes und die je eine vierte Stirnradstufe problemlos eine späte Drehmomenterhöhung unmittelbar vor der über den Differentialradsatz vorgenommenen Verteilung auf die Abtriebswellen verwirklicht werden. Hierdurch treten an den in Kraftflussrichtung vor dem je einen Planetenradsatz vorgesehenen Stirnradstufen auch niedrigere Bauteilbelastungen auf. Insgesamt lässt sich dadurch ein axial kompakt bauendes Kraftfahrzeuggetriebe verwirklichen, welches besonders für die Anwendung bei einer elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugantriebsachse geeignet ist.Such a design has the advantage that it allows an axially compact transmission to be realized, in which the drive machine connected to the at least one drive shaft can be integrated with different gear ratios as gears. This is because the different integrations of the first spur gear stage, the second spur gear stage and the third spur gear stage by means of selective actuation of the at least functionally provided switching elements can be used in combination with the one downstream planetary gear set and the one downstream fourth spur gear stage to realize suitable gears. A late torque increase can be easily realized via the one planetary gear set and the one fourth spur gear stage immediately before the distribution to the output shafts via the differential gear set. This also results in lower component loads on the spur gear stages provided in front of the one planetary gear set in the direction of power flow. Overall, this makes it possible to realize an axially compact motor vehicle transmission that is particularly suitable for use with an electrically driven motor vehicle drive axle.
Das je eine zweite Element des jeweils einen Planetenradsatzes ist über den Differentialradsatz permanent mit den beiden Abtriebswellen gekoppelt, wobei der Differentialradsatz auf dem Fachmann prinzipiell bekannte Art und Weise eine Aufteilung eines an dem je einen zweiten Element dargestellten Antriebsmoments auf die beiden Abtriebswellen vornimmt und hierbei zudem ggf. Drehzahldifferenzen zwischen den Abtriebswellen ausgleicht. Bevorzugt wird über den Differentialradsatz eine gleichmäßige Aufteilung vorgenommen, um bei Verwendung des Kraftfahrzeuggetriebes bei einer elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugantriebsachse als Querdifferential eine gleichmäßige Verteilung auf Antriebsräder der Kraftfahrzeugantriebsachse zu realisieren. Hierbei ist der Differentialradsatz insbesondere als Kegelraddifferential ausgestaltet, wobei allerdings auch eine Ausführung als Planetenraddifferential oder als Stirnraddifferenzial infrage kommt. Alternativ dazu kann der Differentialradsatz aber auch als Längsdifferential fungieren, wobei hierbei dann ebenfalls eine gleichmäßige oder aber auch eine ungleichmäßige Aufteilung auf dann insbesondere mehrere Kraftfahrzeugantriebsachsen möglich ist.The second element of each planetary gear set is permanently coupled to the two output shafts via the differential gear set, with the differential gear set dividing a drive torque represented by the second element between the two output shafts in a manner known in principle to those skilled in the art and also compensating for any speed differences between the output shafts. The differential gear set preferably provides an even division in order to achieve an even distribution to the drive wheels of the motor vehicle drive axle when the motor vehicle transmission is used as a transverse differential on an electrically driven motor vehicle drive axle. The differential gear set is designed in particular as a bevel gear differential, although a design as a planetary gear differential or as a spur gear differential is also possible. Alternatively, the differential gear set can also function as a longitudinal differential, whereby an even or even an uneven distribution to, in particular, several motor vehicle drive axles is then also possible.
Die beiden Abtriebswellen sind bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebe insbesondere dafür vorgesehen, jeweils eine abtriebsseitige Koppelung des Kraftfahrzeuggetriebes zu Komponenten herzustellen, welche im verbauten Zustand des Kraftfahrzeuggetriebes in Kraftflussrichtung zu Antriebsrädern des jeweiligen Kraftfahrzeuges auf das Kraftfahrzeuggetriebe folgen. Dabei ist die einzelne Abtriebswelle im verbauten Zustand des Kraftfahrzeuggetriebes bevorzugt jeweils für die Koppelung mit je einem Antriebsrad einer elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugantriebsachse vorgesehen, wobei der Differentialradsatz in diesem Fall dann eben als Querdifferential ausgestaltet ist. Alternativ dazu kann die einzelne Abtriebswelle aber auch für die Koppelung mit je einer Kraftfahrzeugantriebsachse ausgestaltet sein, wenn der Differentialradsatz als Längsdifferential fungiert.The two output shafts in the motor vehicle transmission according to the invention are in particular intended to produce an output-side coupling of the motor vehicle transmission to components which, when the motor vehicle transmission is installed, follow the motor vehicle transmission in the direction of power flow to the drive wheels of the respective motor vehicle. In the installed state of the motor vehicle transmission, the individual output shaft is preferably intended for coupling to one drive wheel of an electrically driven motor vehicle drive axle, with the differential gear set in this case then being designed as a transverse differential. Alternatively, the individual output shaft can also be designed for coupling to one motor vehicle drive axle if the differential gear set functions as a longitudinal differential.
Insbesondere können bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebe durch selektive Betätigung der jeweils zumindest funktional vorgesehenen, drei Schaltelemente jeweils drei unterschiedliche Gänge dargestellt werden, die für die jeweilige an der mindestens einen Antriebswelle angebundene Antriebsmaschine nutzbar ist. So ergibt sich je ein erster Gang zwischen der mindestens einen Antriebswelle und der je einen zugeordneten Zwischenwelle, indem ein betätigter Zustand des je einen ersten Schaltelements dargestellt wird. Hingegen kann je ein zweiter Gang zwischen der mindestens einen Antriebswelle und der je einen zugeordneten Zwischenwelle geschaltet werden, wozu ein betätigter Zustand des je einen zweiten Schaltelements darzustellen ist. Ferner ergibt sich je ein dritter Gang zwischen der mindestens einen Antriebswelle und der je einen zugeordneten Zwischenwelle, indem ein betätigter Zustand des je einen dritten Schaltelements dargestellt wird.In particular, in the motor vehicle transmission according to the invention, by selectively actuating the three shifting elements, each of which is at least functionally provided, three different gears can be represented, which can be used for the respective drive machine connected to the at least one drive shaft. In this way, a first gear is produced between the at least one drive shaft and the one associated intermediate shaft, in that an actuated state of the first shifting element is represented. In contrast, a second gear can be switched between the at least one drive shaft and the one associated intermediate shaft, for which an actuated state of the second shifting element must be represented. Furthermore, a third gear is produced between the at least one drive shaft and the one associated intermediate shaft, in that an actuated state of the third shifting element is represented.
Der permanent festgesetzte Zustand des je einen dritten Elements des jeweils einen Planetenradsatzes ist bevorzugt durch drehfeste Verbindung des je einen dritten Elements mit einem permanent festgesetzten Bauelement des Kraftfahrzeuggetriebes realisiert, bei welchem es sich um ein Gehäuse des Kraftfahrzeuggetriebes, einen Teil des Gehäuses oder ein hiermit drehfest verbundenes Bauelement handeln kann.The permanently fixed state of the respective third element of the respective planetary gear set is preferably realized by a rotationally fixed connection of the respective third element to a permanently fixed component of the motor vehicle transmission, which can be a housing of the motor vehicle transmission, a part of the housing or a component rotationally fixedly connected thereto.
Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung liegt die mindestens eine Antriebswelle koaxial zu der je einen zugeordneten Zwischenwelle, wobei der m indestens einen Antriebswelle zudem je eine Vorgelegewelle zugeordnet ist, die achsversetzt zu der mindestens einen Antriebswelle platziert und mit der je einen zugeordneten Zwischenwelle oder mit der mindestens einen Antriebswelle über die je eine dritte Stirnradstufe gekoppelt ist. Das je eine erste Schaltelement koppelt bei Betätigung die mindestens eine Antriebswelle oder die je eine zugeordnete Zwischenwelle über die je eine erste Stirnradstufe mit der je einen Vorgelegewelle, während das je eine zweite Schaltelement bei Betätigung die mindestens eine Antriebswelle oder die je eine zugeordnete Zwischenwelle über die je eine zweite Stirnradstufe mit der je einen Vorgelegewelle koppelt. Zudem verbindet das je eine dritte Schaltelement bei Betätigung die mindestens eine Antriebswelle drehfest mit der je einen zugeordneten Zwischenwelle.According to one embodiment of the invention, the at least one drive shaft is coaxial with the respective one associated intermediate shaft, wherein the at least one drive shaft is also associated with a countershaft, which is placed axially offset from the at least one drive shaft and is coupled to the respective one associated intermediate shaft or to the at least one drive shaft via the respective one third spur gear stage. The respective one first switching element couples the at least one drive shaft or the respective one associated intermediate shaft via the respective one first spur gear stage to the respective one countershaft, while the When actuated, a second switching element couples the at least one drive shaft or the associated intermediate shaft via the second spur gear stage to the countershaft. When actuated, a third switching element also connects the at least one drive shaft to the associated intermediate shaft in a rotationally fixed manner.
In diesem Fall ist also jeweils achsversetzt zu der mindestens einen Antriebswelle je eine Vorgelegewelle vorgesehen, die permanent über die je eine dritte Stirnradstufe mit der je einen zugeordneten Zwischenwelle oder mit der mindestens einen Antriebswelle gekoppelt ist. Die je eine zugeordnete Zwischenwelle liegt hierbei koaxial zu der mindestens einen Antriebswelle. Dabei werden die Zwischenwelle und die mindestens eine Antriebswelle bei Betätigung des je einen ersten Schaltelements über die je eine erste Stirnradstufe und die je eine dritte Stirnradstufe miteinander gekoppelt, während im betätigten Zustand des je einen zweiten Schaltelements eine Koppelung der mindestens einen Antriebswelle mit der zugeordneten Zwischenwelle über die je eine zweite Stirnradstufe und die je eine dritte Stirnradstufe vollzogen ist. Bei Betätigung des je einen dritten Schaltelements werden die mindestens eine Antriebswelle und die je eine, koaxial liegende Zwischenwelle hingegen direkt drehfest miteinander verbunden. Ein derartiger Aufbau des Kraftfahrzeuggetriebes hat dabei den Vorteil, dass somit im betätigten Zustand des je einen dritten Schaltelements ein hoher Wirkungsgrad durch einen starren Durchtrieb von der mindestens einen Antriebswelle auf die zugeordnete Zwischenwelle realisiert werden kann.In this case, a countershaft is provided which is axially offset from the at least one drive shaft and is permanently coupled to the associated intermediate shaft or to the at least one drive shaft via the third spur gear stage. The associated intermediate shaft is coaxial with the at least one drive shaft. When the first switching element is actuated, the intermediate shaft and the at least one drive shaft are coupled to one another via the first spur gear stage and the third spur gear stage, while when the second switching element is actuated, the at least one drive shaft is coupled to the associated intermediate shaft via the second spur gear stage and the third spur gear stage. When the third switching element is actuated, however, the at least one drive shaft and the coaxial intermediate shaft are directly connected to one another in a rotationally fixed manner. Such a construction of the motor vehicle transmission has the advantage that, in the actuated state of the third switching element, a high degree of efficiency can be achieved by means of a rigid through-drive from the at least one drive shaft to the associated intermediate shaft.
Bevorzugt setzt sich die je eine dritte Stirnradstufe dabei aus zwei Stirnrädern zusammen, die permanent miteinander im Zahneingriff stehen und von denen ein Stirnrad drehfest auf der je einen Vorgelegewelle sowie ein Stirnrad drehfest auf der je einen zugeordneten Zwischenwelle oder der mindestens einen Antriebswelle platziert ist. Auch die je eine erste Stirnradstufe und die je eine zweite Stirnradstufe sind jeweils insbesondere durch je zwei Stirnräder gebildet, welche permanent miteinander kämmen. Von diesen Stirnrädern ist dann das jeweils eine Stirnrad drehfest entweder mit der je einen Vorgelegewelle oder der mindestens einen Antriebswelle bzw. der je einen zugeordneten Zwischenwelle verbunden, während das jeweils andere Stirnrad entweder zu der mindestens einen Antriebswelle bzw. der je einen zugeordneten Zwischenwelle oder zu der je einen Vorgelegewelle koaxial drehbar gelagert ist und mit der mindestens einen Antriebswelle bzw. der je einen zugeordneten Zwischenwelle bzw. der je einen Vorgelegewelle durch Betätigung des je zugeordneten Schaltelements drehfest verbunden werden kann.Preferably, each third spur gear stage is made up of two spur gears that are permanently meshing with one another, of which one spur gear is fixedly positioned on each countershaft and one spur gear is fixedly positioned on each associated intermediate shaft or the at least one drive shaft. Each first spur gear stage and each second spur gear stage are also each formed in particular by two spur gears that permanently mesh with one another. Of these spur gears, one spur gear is then fixedly connected either to the countershaft or to the at least one drive shaft or to the associated intermediate shaft, while the other spur gear is mounted so that it can rotate coaxially with either the at least one drive shaft or the associated intermediate shaft or the countershaft, and can be fixedly connected to the at least one drive shaft or the associated intermediate shaft or the countershaft by actuating the associated switching element.
Gemäß einer hierzu alternativen Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung liegt die mindestens eine Antriebswelle achsversetzt zu der je einen zugeordneten Zwischenwelle. Ferner koppelt das je eine erste Schaltelement bei Betätigung die mindestens eine Antriebswelle über die je eine erste Stirnradstufe mit der je einen zugeordneten Zwischenwelle, wobei das je eine zweite Schaltelement bei Betätigung die mindestens eine Antriebswelle über die je eine zweite Stirnradstufe mit der je einen zugeordneten Zwischenwelle koppelt. Des Weiteren koppelt das je eine dritte Schaltelement bei Betätigung die mindestens eine Antriebswelle über die je eine dritte Stirnradstufe mit der je einen zugeordneten Zwischenwelle. Bei dieser Variante der Erfindung liegen also die mindestens eine Antriebswelle und die je eine zugeordnete Zwischenwelle unter Achsversatz zueinander, wobei bei einer jeweiligen Betätigung je eines der zumindest funktional vorgesehenen Schaltelemente je eine zugehörige Stirnradstufe in den Kraftfluss eingebunden wird und hierdurch die mindestens eine Antriebswelle und die je eine Zwischenwelle miteinander koppelt.According to an alternative embodiment of the invention, the at least one drive shaft is axially offset from the one associated intermediate shaft. Furthermore, when actuated, the first switching element couples the at least one drive shaft via the one first spur gear stage to the one associated intermediate shaft, wherein the second switching element couples the at least one drive shaft via the one second spur gear stage to the one associated intermediate shaft, wherein the third switching element couples the at least one drive shaft via the one third ... associated intermediate shaft, wherein the third switching element couples the at least one drive shaft via the one associated intermediate shaft, wherein the third switching element couples the at least one drive shaft via the one associated intermediate shaft
Insbesondere sind die je eine erste Stirnradstufe, die je eine zweite Stirnradstufe und die je eine dritte Stirnradstufe jeweils durch je zwei Stirnräder gebildet, die miteinander im Zahneingriff stehen und von denen das eine Stirnrad drehfest auf der mindestens einen Antriebswelle oder der je einen zugeordneten Zwischenwelle angeordnet ist, während das andere Stirnrad koaxial zu der je einen zugeordneten Zwischenwelle oder der mindestens einen Antriebswelle gelagert ist und durch Betätigen des je zugeordneten, zumindest funktional vorgesehenen Schaltelements drehfest mit der je einen zugeordneten Zwischenwelle bzw. der mindestens eine Antriebswelle verbunden werden kann.In particular, each of the first spur gear stages, each of the second spur gear stages and each of the third spur gear stages are each formed by two spur gears which mesh with one another and of which one spur gear is arranged in a rotationally fixed manner on the at least one drive shaft or the one associated intermediate shaft, while the other spur gear is mounted coaxially to the one associated intermediate shaft or the at least one drive shaft and can be connected in a rotationally fixed manner to the one associated intermediate shaft or the at least one drive shaft by actuating the associated, at least functionally provided switching element.
In Weiterbildung der vorgenannten Ausgestaltungsmöglichkeit ist die mindestens eine Antriebswelle koaxial zu einer der beiden Abtriebswellen angeordnet. In vorteilhafter Weise ist es hierdurch möglich, die je eine Antriebsmaschine bei einer drehfesten Verbindung mit der mindestens einen Antriebswelle ebenfalls koaxial zu dieser Abtriebswelle zu platzieren, so dass auch ein Schwerpunkt der je einen Antriebsmaschine auf einer Rotationsachse dieser Abtriebswelle oder zumindest nahe an diese Rotationsachse heran verlagert wird.In a further development of the aforementioned design option, the at least one drive shaft is arranged coaxially to one of the two output shafts. This advantageously makes it possible to position each drive machine coaxially to this output shaft when connected in a rotationally fixed manner to the at least one drive shaft, so that a center of gravity of each drive machine is also shifted to a rotation axis of this output shaft or at least close to this rotation axis.
Es ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung, dass das je eine erste Schaltelement und/oder das je eine zweite Schaltelement und/oder das je eine dritte Schaltelement jeweils als kraftschlüssiges Schaltelement ausgeführt ist. In vorteilhafter Weise kann hierdurch ein Betätigen des jeweiligen Schaltelements unter Last vorgenommen werden, so dass auch Wechsel zwischen den Gängen unter Last durchführbar sind. Insbesondere ist das jeweilige Schaltelement dann als Einzelschaltelement ausgestaltet. Bevorzugt handelt es sich bei einem kraftschlüssigen Schaltelement dann um ein Lamellenschaltelement.It is a further embodiment of the invention that the first switching element and/or the second switching element and/or the third switching element are each designed as force-locking switching elements. In this way, the respective switching element can advantageously be operated under load, so that switching between the gears is also possible. can be carried out under load. In particular, the respective switching element is then designed as a single switching element. A force-locking switching element is then preferably a lamella switching element.
Alternativ oder in Ergänzung zu einer Ausführung einzelner Schaltelemente als kraftschlüssige Schaltelemente ist das je eine erste Schaltelement und/oder das je eine zweite Schaltelement und/oder das je eine dritte Schaltelement jeweils als formschlüssiges Schaltelement ausgeführt. Eine Ausführung des einzelnen Schaltelements als formschlüssiges Schaltelement hat den Vorteil, dass in einem geöffneten Zustand des jeweiligen Schaltelements keine oder nur geringe Schleppverluste an diesem Schaltelement auftreten. Dadurch lässt sich der Wirkungsgrad des Kraftfahrzeuggetriebes verbessern.Alternatively or in addition to designing individual switching elements as force-locking switching elements, the first switching element and/or the second switching element and/or the third switching element are each designed as form-locking switching elements. Designing the individual switching element as a form-locking switching element has the advantage that when the respective switching element is open, there are no or only minimal drag losses on this switching element. This improves the efficiency of the motor vehicle transmission.
Besonders bevorzugt sind das je eine erste Schaltelement, das je eine zweite Schaltelement und das je eine dritte Schaltelement dabei durch jeweils eine Schalteinrichtung gebildet, welche jeweils je ein Koppelelement aufweist. Hierbei kann das je eine Koppelelement jeweils in je einer ersten Schaltstellung, in je einer zweiten Schaltstellung und in je einer dritten Schaltstellung jeweils positioniert werden, wobei das je eine Koppelelement in der je einen ersten Schaltstellung einen betätigten Zustand des je einen ersten Schaltelements, in der je einen zweiten Schaltstellung einen betätigten Zustand des je einen zweiten Schaltelements sowie in der je einen dritten Schaltstellung einen betätigten Zustand des je einen dritten Schaltelements abbildet. In diesem Fall wird also die Funktion des je einen ersten Schaltelements, des je einen zweiten Schaltelements sowie des je einen dritten Schaltelements durch eine Schalteinrichtung und über ein Koppelelement abgebildet, was eine besonders kompakte Anordnung ermöglicht. Zudem kann hierdurch für eine Betätigung der Schaltelemente eine Stellaktuatorik vorgesehen werden, über welche das je eine Koppelelement in den jeweils unterschiedlichen Schaltstellungen positioniert werden kann. Bevorzugt kann das je eine Koppelelement zwischen benachbart liegenden Schaltstellungen noch in je einer Neutralstellung positioniert werden, in welcher jeweils keiner der betätigten Zustände der jeweiligen Schaltelemente dargestellt ist. Bei Zusammenfassung zu der Schalteinrichtung oder auch bei einer Ausführung als ein jeweiliges Einzelschaltelement kann das einzelne Schaltelement von der Funktion her nach Art eines Klauenschaltelements oder einer Sperrsynchronisation ausgeführt sein.Particularly preferably, the first switching element, the second switching element and the third switching element are each formed by a switching device, each of which has a coupling element. In this case, the coupling element can be positioned in a first switching position, a second switching position and a third switching position, with the coupling element in the first switching position representing an actuated state of the first switching element, in the second switching position representing an actuated state of the second switching element and in the third switching position representing an actuated state of the third switching element. In this case, the function of the first switching element, the second switching element and the third switching element is represented by a switching device and via a coupling element, which enables a particularly compact arrangement. In addition, an actuating actuator can be provided for actuating the switching elements, via which the coupling element can be positioned in the different switching positions. Preferably, each coupling element between adjacent switching positions can be positioned in a neutral position in which none of the actuated states of the respective switching elements is shown. When combined to form the switching device or when designed as a respective individual switching element, the individual switching element can be designed in terms of function in the manner of a claw switching element or a locking synchronization.
Entsprechend einer Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung ist das je eine erste Schaltelement und/oder das je eine zweite Schaltelement und/oder das je eine dritte Schaltelement zumindest funktional axial zwischen der mindestens einen Antriebswelle und der je einen Zwischenwelle angeordnet. Besonders bevorzugt ist bei Zusammenfassung der Schaltelemente zu jeweils einer Schalteinrichtung hierbei diese Schalteinrichtung dann auch axial zwischen der mindestens einen Antriebswelle und der je einen Zwischenwelle platziert. In vorteilhafter Weise kann das einzelne Schaltelement bzw. die jeweils eine Schalteinrichtung problemlos axial in diesem Bereich untergebracht werden. Insbesondere ist hierbei eine Verbindung des jeweiligen Schaltelements bzw. der jeweils einen Schalteinrichtung zu der zugehörigen Komponente, die jeweils drehfest zu verbinden ist, über je eine zwischenliegende Welle bzw. über je ein zwischenliegendes Wellenstück hergestellt.According to one possible embodiment of the invention, the first switching element and/or the second switching element and/or the third switching element is arranged, at least functionally, axially between the at least one drive shaft and the one intermediate shaft. When the switching elements are combined to form a switching device, this switching device is particularly preferably also placed axially between the at least one drive shaft and the one intermediate shaft. The individual switching element or the one switching device can advantageously be accommodated axially in this area without any problem. In particular, the respective switching element or the one switching device is connected to the associated component, which is to be connected in a rotationally fixed manner, via an intermediate shaft or an intermediate shaft section.
In Weiterbildung der vorgenannten Ausgestaltungsmöglichkeit ist das je eine erste Schaltelement und/oder das je eine zweite Schaltelement und/oder das je eine dritte Schaltelement zumindest funktional axial im Bereich je einer Anschlussstelle der mindestens einen Antriebswelle vorgesehen. Somit ist das jeweilige Schaltelement bzw. jeweils eine, die jeweiligen Schaltelemente bildende Schalteinrichtung axial im Bereich je einer Anschlussstelle vorgesehen, an welcher die Koppelung der mindestens einen Antriebswelle mit der je einen Antriebsmaschine herstellbar ist. Dies hat den Vorteil, dass das einzelne Schaltelement bzw. die jeweilige Schalteinrichtung hierdurch auch axial überdeckend mit der je einen Antriebsmaschine oder sogar vollständig innerhalb der je einen Antriebsmaschine angeordnet werden kann, wodurch sich die axiale Baulänge weiter reduzieren lässt.In a further development of the aforementioned design option, the first switching element and/or the second switching element and/or the third switching element are provided at least functionally axially in the area of a connection point of the at least one drive shaft. The respective switching element or a switching device forming the respective switching elements is thus provided axially in the area of a connection point at which the coupling of the at least one drive shaft to the respective drive machine can be established. This has the advantage that the individual switching element or the respective switching device can also be arranged axially overlapping the respective drive machine or even completely within the respective drive machine, whereby the axial length can be further reduced.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist das je eine zweite Element des jeweils einen Planetenradsatzes drehfest mit je einem ersten Stirnrad der je einen vierten Stirnradstufe verbunden, wobei das je eine erste Stirnrad mit je einem zweiten Stirnrad der je einen vierten Stirnradstufe im Zahneingriff steht, welches jeweils drehfest mit einem Eingangselement des Differentialradsatzes in Verbindung steht. Hierdurch kann eine kompakte Koppelung des je einen zweiten Elements des jeweils einen Planetenradsatzes über die je eine vierte Stirnradstufe mit dem Differentialradsatz und damit im Weiteren auch mit den beiden Abtriebswellen realisiert werden. Besonders bevorzugt ist das je eine zweite Stirnrad einstückig mit dem Eingangselement des Differentialradsatzes ausgestaltet, wobei es sich bei dem Eingangselement hierbei insbesondere um einen Differentialkorb handelt. Dieser Differentialkorb kann dabei dann mit einer das je eine zweite Stirnrad bildenden Verzahnung versehen sein. Sind bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebe mehrere Antriebswellen vorgesehen, so weisen die vierten Stirnradstufen, welche den Antriebswellen jeweils zugeordnet sind, ein gemeinsames, zweites Stirnrad auf, welches, wie vorstehend bereits beschrieben, bevorzugt durch eine Verzahnung am Eingangselement und hierbei insbesondere an einem Differentialkorb des Differentialradsatzes gebildet ist.According to one embodiment of the invention, the second element of each planetary gear set is connected in a rotationally fixed manner to a first spur gear of each fourth spur gear stage, wherein each first spur gear meshes with a second spur gear of each fourth spur gear stage, which is each connected in a rotationally fixed manner to an input element of the differential gear set. This makes it possible to achieve a compact coupling of the second element of each planetary gear set via the fourth spur gear stage to the differential gear set and thus also to the two output shafts. Particularly preferably, each second spur gear is designed as one piece with the input element of the differential gear set, wherein the input element is in particular a differential cage. This differential cage can then be provided with a toothing forming each second spur gear. If several drive shafts are provided in the motor vehicle transmission according to the invention, the fourth spur gear stages, which are each assigned to the drive shafts, have a common, second spur gear, which, as already mentioned above, described, preferably formed by a toothing on the input element and in particular on a differential carrier of the differential gear set.
In Weiterbildung der Erfindung und hierbei insbesondere in Kombination mit der vorgenannten Ausführungsform ist die je eine vierte Stirnradstufe jeweils axial zumindest überschneidend, bevorzugt jeweils axial zumindest überwiegend überdeckend mit dem Differentialradsatz angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass auch hierdurch eine Reduzierung der axialen Baulänge des Kraftfahrzeuggetriebes erreicht werden kann. Ganz besonders bevorzugt überdeckt die je eine vierte Stirnradstufe hierbei axial nahezu vollständig mit dem Differentialradsatz.In a further development of the invention and in particular in combination with the aforementioned embodiment, the fourth spur gear stage is arranged so as to at least axially overlap, preferably so as to at least predominantly overlap, the differential gear set. This has the advantage that this also enables a reduction in the axial length of the motor vehicle transmission. It is particularly preferred that the fourth spur gear stage axially overlaps the differential gear set almost completely.
Es ist eine Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung, dass genau eine Antriebswelle vorgesehen ist, welche einer Koppelung mit genau einer Antriebsmaschine dient. In diesem Fall verfügt das Kraftfahrzeuggetriebe dann als Komponenten über genau vier Stirnradstufen, eine Zwischenwelle, ggf. eine Vorgelegewelle sowie einen Planetenradsatz. Alternativ dazu können bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebe aber auch mehrere Antriebswellen, bevorzugt genau zwei Antriebswellen, vorgesehen sein, welche jeweils einer Koppelung mit jeweils einer Antriebsmaschine dienen. Hierbei sind dann jeder diese Antriebswellen als Komponenten je vier Stirnradstufen, je eine Zwischenwelle, ggf. je eine Vorgelegewelle sowie je ein Planetenradsatz zugeordnet. Eine Ausführung des Kraftfahrzeuggetriebes mit mehreren Antriebswellen ist hierbei insbesondere dann realisiert, wenn die einzelne Antriebswelle koaxial zu der zugehörigen Zwischenwelle angeordnet ist. Innerhalb des Kraftfahrzeuggetriebes liegen Antriebswellen dann bevorzugt diametral zueinander mit einer Rotationsachse einer der Abtriebswellen als Mittelpunkt. Hierdurch können auch die Antriebsmaschinen diametral angeordnet werden, was hinsichtlich einer Masseverteilung um die Abtriebswellen vorteilhaft ist.One possible embodiment of the invention is that exactly one drive shaft is provided, which serves to couple with exactly one drive machine. In this case, the motor vehicle transmission then has exactly four spur gear stages, an intermediate shaft, possibly a countershaft and a planetary gear set as components. Alternatively, the motor vehicle transmission according to the invention can also have several drive shafts, preferably exactly two drive shafts, each of which serves to couple with a drive machine. In this case, each of these drive shafts is then assigned four spur gear stages, one intermediate shaft, possibly a countershaft and one planetary gear set as components. A design of the motor vehicle transmission with several drive shafts is particularly realized when the individual drive shaft is arranged coaxially to the associated intermediate shaft. Within the motor vehicle transmission, drive shafts are then preferably located diametrically to one another with a rotation axis of one of the output shafts as the center. This also allows the drive machines to be arranged diametrically, which is advantageous in terms of mass distribution around the output shafts.
Gegenstand der Erfindung ist zudem eine Antriebseinheit, die neben mindestens einer Elektromaschine ein Kraftfahrzeuggetriebe gemäß einer oder mehrerer der vorstehend beschriebenen Varianten aufweist. Dabei ist je ein Rotor der mindestens einen Elektromaschine mit der mindestens einen Antriebswelle des Kraftfahrzeuggetriebes gekoppelt. Die mindestens eine Elektromaschine kann dabei im Rahmen der Erfindung insbesondere jeweils zum einen als Generator sowie zum anderen als Elektromotor betrieben werden. Hierdurch kann eine Antriebseinheit geschaffen werden, welche für die Anwendung bei einem Kraftfahrzeug in Form eines Elektro- oder Hybridfahrzeuges und hierbei insbesondere bei einer elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugantriebsachse geeignet ist. Je nach konkreter Ausgestaltung des Kraftfahrzeuggetriebes kann dabei genau eine Elektromaschine vorgesehen sein, die mit der einen Antriebswelle des Kraftfahrzeuggetriebes gekoppelt ist, wobei im Falle eines Kraftfahrzeuggetriebes mit mehreren Antriebswellen dann auch eine entsprechende Anzahl an Elektromaschinen vorgesehen ist.The invention also relates to a drive unit which, in addition to at least one electric machine, has a motor vehicle transmission according to one or more of the variants described above. In this case, one rotor of the at least one electric machine is coupled to the at least one drive shaft of the motor vehicle transmission. Within the scope of the invention, the at least one electric machine can in particular be operated as a generator on the one hand and as an electric motor on the other. This makes it possible to create a drive unit which is suitable for use in a motor vehicle in the form of an electric or hybrid vehicle and in particular in an electrically driven motor vehicle drive axle. Depending on the specific design of the motor vehicle transmission, exactly one electric machine can be provided which is coupled to one drive shaft of the motor vehicle transmission, whereby in the case of a motor vehicle transmission with several drive shafts, a corresponding number of electric machines is also provided.
Eine entsprechend einer oder mehrerer der vorgenannten Varianten ausgeführte Antriebseinheit ist insbesondere Teil einer elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugantriebsachse, welche dabei für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug vorgesehen ist. Dabei sind die Abtriebswellen des Kraftfahrzeuggetriebes bevorzugt jeweils mit je einem Antriebsrad gekoppelt. In vorteilhafter Weise kann hierdurch ein kompakter Aufbau einer Kraftfahrzeugantriebsachse mit der Antriebseinheit erreicht werden, wobei die Koppelung zwischen den Abtriebswellen des Kraftfahrzeuggetriebes und dem jeweils zugehörigen Antriebsrad ggf. über eine oder mehrere weitere, zwischenliegende Übersetzungsstufen, beispielsweise in Form je einer zusätzlichen Planetenstufe, vollzogen sein kann.A drive unit designed according to one or more of the aforementioned variants is in particular part of an electrically driven motor vehicle drive axle, which is intended for an electric or hybrid vehicle. The output shafts of the motor vehicle transmission are preferably each coupled to a drive wheel. This advantageously makes it possible to achieve a compact structure of a motor vehicle drive axle with the drive unit, whereby the coupling between the output shafts of the motor vehicle transmission and the respective associated drive wheel can be carried out via one or more further intermediate gear ratios, for example in the form of an additional planetary stage.
Mindestens eine derartige elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugantriebsachse bzw. eine vorgenannte Antriebseinheit ist im Rahmen der Erfindung bei einem Hybrid- oder Elektrofahrzeug vorgesehen, bei welchem es sich insbesondere um ein Nutzfahrzeug, wie einen leichten, mittelschweren bis schweren Bus oder Lkw handeln kann.Within the scope of the invention, at least one such electrically driven motor vehicle drive axle or an aforementioned drive unit is provided in a hybrid or electric vehicle, which can in particular be a commercial vehicle, such as a light, medium to heavy bus or truck.
Dass zwei Bauelemente des Kraftfahrzeuggetriebes „verbunden“ bzw. „gekoppelt“ sind bzw. „miteinander in Verbindung stehen“, meint im Sinne der Erfindung eine permanente Koppelung dieser Bauelemente, so dass diese nicht unabhängig voneinander rotieren können. Insofern ist zwischen diesen Bauelementen, bei welchen es sich um Wellen und/oder Elemente des je einen Planetenradsatzes und/oder Stirnräder der Stirnradstufen und/oder ein drehfestes Bauelement des Getriebes handeln kann, kein Schaltelement vorgesehen, sondern die entsprechenden Bauelemente sind unter einem festen Drehzahlverhältnis miteinander gekoppelt.The fact that two components of the motor vehicle transmission are "connected" or "coupled" or "connected to one another" means, in the sense of the invention, a permanent coupling of these components so that they cannot rotate independently of one another. In this respect, no switching element is provided between these components, which can be shafts and/or elements of the planetary gear set and/or spur gears of the spur gear stages and/or a rotationally fixed component of the transmission, but rather the corresponding components are coupled to one another at a fixed speed ratio.
Ist hingegen zumindest funktional ein Schaltelement zwischen zwei Bauelementen vorgesehen, so sind diese Bauelemente nicht permanent miteinander gekoppelt, sondern eine Koppelung wird erst durch Betätigen des zumindest funktional zwischenliegenden Schaltelements vorgenommen. Dabei bedeutet eine Betätigung des Schaltelements im Sinne der Erfindung, dass das betreffende Schaltelement in einen geschlossenen Zustand überführt wird und in der Folge die hieran unmittelbar angekoppelten Bauelemente in ihren Drehbewegungen angleicht. Im Falle einer Ausgestaltung des betreffenden Schaltelements als formschlüssiges Schaltelement werden die hierüber unmittelbar drehfest miteinander verbundenen Bauelemente unter gleicher Drehzahl laufen, während im Falle eines kraftschlüssigen Schaltelements auch nach einem Betätigen desselbigen Drehzahlunterschiede zwischen den Bauelementen bestehen können. Dieser gewollte oder auch ungewollte Zustand wird im Rahmen der Erfindung dennoch als drehfeste Verbindung der jeweiligen Bauelemente über das Schaltelement bezeichnet.If, however, a switching element is provided between two components, at least functionally, these components are not permanently coupled to one another, but rather a coupling is only made by actuating the at least functionally intermediate switching element. Actuating the switching element in the sense of the invention means that the switching element in question is transferred to a closed state and subsequently adjusts the rotational movements of the components directly coupled to it. In the case of a design of the switching element in question as a form-fitting switching element the components that are directly connected to one another in a rotationally fixed manner will run at the same speed, while in the case of a force-locking switching element, speed differences can exist between the components even after the switching element has been actuated. This desired or unwanted state is nevertheless referred to in the context of the invention as a rotationally fixed connection of the respective components via the switching element.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung, die nachfolgend erläutert werden, sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt:
-
1 eine schematische Darstellung eines Elektrofahrzeugs entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung; -
2 eine schematische Ansicht einer Kraftfahrzeugantriebsachse desElektrofahrzeugs aus 1 , entsprechend einer ersten Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung; -
3 unterschiedliche Kraftflussführungen in unterschiedlichen Gängen eines Kraftfahrzeuggetriebes einer Antriebseinheit der Kraftfahrzeugantriebsachse ausbis 52 ; -
6 eine schematische Darstellung einer Kraftfahrzeugantriebsachse gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung; -
7 unterschiedliche Kraftflussführungen in unterschiedlichen Gängen eines Kraftfahrzeuggetriebes einer Antriebseinheit der Kraftfahrzeugantriebsachse ausbis 96 ; -
10 eine schematische Ansicht einer Kraftfahrzeugantriebsachse entsprechend einer dritten Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung; -
11 unterschiedliche Kraftflussführungen in unterschiedlichen Gängen eines Kraftfahrzeuggetriebes einer Antriebseinheit der Kraftfahrzeugantriebsachse ausbis 1310 ; -
14 eine schematische Darstellung einer Kraftfahrzeugantriebsachse gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung; -
15 unterschiedliche Kraftflussführungen in unterschiedlichen Gängen eines Kraftfahrzeuggetriebes einer Antriebseinheit der Kraftfahrzeugantriebsachse ausbis 1714 ; -
18 eine schematische Ansicht einer Kraftfahrzeugantriebsachse entsprechend einer fünften Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung; und -
19 unterschiedliche Kraftflussführungen in unterschiedlichen Gängen eines Kraftfahrzeuggetriebes einer Antriebseinheit der Kraftfahrzeugantriebsachse ausbis 2118 .
-
1 a schematic representation of an electric vehicle according to a preferred embodiment of the invention; -
2 a schematic view of a motor vehicle drive axle of the electric vehicle from1 , according to a first embodiment of the invention; -
3 to 5 different power flow guides in different gears of a motor vehicle transmission of a drive unit of the motorvehicle drive axle 2 ; -
6 a schematic representation of a motor vehicle drive axle according to a second embodiment of the invention; -
7 to 9 different power flow guides in different gears of a motor vehicle transmission of a drive unit of the motorvehicle drive axle 6 ; -
10 a schematic view of a motor vehicle drive axle according to a third embodiment of the invention; -
11 to 13 different power flow guides in different gears of a motor vehicle transmission of a drive unit of the motorvehicle drive axle 10 ; -
14 a schematic representation of a motor vehicle drive axle according to a fourth embodiment of the invention; -
15 to 17 different power flow guides in different gears of a motor vehicle transmission of a drive unit of the motorvehicle drive axle 14 ; -
18 a schematic view of a motor vehicle drive axle according to a fifth embodiment of the invention; and -
19 to 21 different power flow guides in different gears of a motor vehicle transmission of a drive unit of the motorvehicle drive axle 18 .
In
Das Kraftfahrzeuggetriebe 9 umfasst neben den Abtriebswellen 5 und 6 eine Antriebswelle 11, eine Vorgelegewelle 12 und eine Zwischenwelle 13, wobei die Antriebswelle 11 und die Zwischenwelle 13 dabei koaxial zueinander und achsversetzt zu den Abtriebswellen 5 und 6 angeordnet sind, während die Vorgelegewelle 12 koaxial zu den Abtriebswellen 5 und 6 platziert ist. Die Antriebswelle 11 ist zudem an einer Anschlussstelle 14 drehfest mit dem Rotor der Elektromaschine 10 verbunden, so dass die Antriebswelle 11 und der Rotor permanent unter derselben Drehzahl rotieren.In addition to the
Der Antriebswelle 11 sind als Radsatz 15 ein Planetenradsatz 16 und vier Stirnradstufen 17, 18, 19 und 20 zugeordnet, die sich jeweils aus je zwei miteinander in Zahneingriff stehenden Stirnrädern 21 und 22 bzw. 23 und 24 bzw. 25 und 26 bzw. 27 und 28 zusammensetzen. Der der Antriebswelle 11 zugeordnet Radsatz 15 ist bei dem Kraftfahrzeuggetriebe 9 dabei dafür vorgesehen, die Antriebswelle 11 mit unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen als Gängen mit einem Differentialradsatz 29 zu koppeln, über welchen auf dem Fachmann prinzipiell bekannte Art und Weise eine Verteilung auf die beiden Abtriebswellen 5 und 6 der Kraftfahrzeugantriebsachse 3 vorgenommen wird. Der Differentialradsatz 29 ist zu diesem Zweck als Kegelraddifferential ausgestaltet und weist einen dem Fachmann prinzipiell bekannten Aufbau auf.The
Der Planetenradsatz 16 des Radsatzes 15 umfasst ein erstes Element 30, ein zweites Element 31 und ein drittes Element 32, von welchen das erste Element 30 als Sonnenrad 33, das zweite Element 31 als Planetenträger 34 und das dritte Element 32 als Hohlrad 35 ausgestaltet ist. In dem Planetenträger 34 sind dabei mehrere Planetenräder 36 jeweils drehbar gelagert, die im Einzelnen sowohl mit dem Sonnenrad 33, als auch dem Hohlrad 35 jeweils im Zahneingriff stehen. Insofern ist der Planetenradsatz 16 vorliegend als Minus-Planetensatz ausgeführt, wobei prinzipiell aber auch eine Ausführung als Plus-Planetensatz denkbar wäre.The planetary gear set 16 of the gear set 15 comprises a
Wie in
Die Zwischenwelle 13 ist drehfest mit dem Sonnenrad 33 des Planetenradsatzes 16 verbunden, wobei die Zwischenwelle 13 und das Sonnenrad 33 hierbei auch einstückig ausgestaltet sein können. Hingegen ist das Hohlrad 35 des Planetenradsatzes 16 permanent festgesetzt, indem das Hohlrad 35 drehfest mit einem feststehenden Bauelement 39 in Verbindung steht, bei welchem es sich um ein Gehäuse des Kraftfahrzeuggetriebes 9, einen Teil des Gehäuses oder eine hiermit drehfest verbundene Komponente handeln kann. Der Planetenträger 34 des Planetenradsatzes 16 ist drehfest mit dem Stirnrad 27 der Stirnradstufe 20 verbunden, wobei diese Verbindung vorliegend über eine zwischenliegende Welle 40 hergestellt ist.The
Bei der Stirnradstufe 20 ist das Stirnrad 28 drehfest mit einem Eingangselement 41 des Differentialradsatzes 29 verbunden, wobei es sich bei diesem Eingangselement 41 hierbei insbesondere um einen Differentialkorb des Differentialradsatzes 29 handelt. Dabei können das Eingangselement 41 und das Stirnrad 28 auch einstückig ausgestaltet sein, indem das Eingangselement 41 an einem Außenumfang mit einer das Stirnrad 28 bildenden Verzahnung versehen ist.In the
Zur Darstellung der unterschiedlichen Gänge zwischen der Antriebswelle 11 und dem Eingangselement 41 des Differentialradsatzes 29 ist der Antriebswelle 11 innerhalb des Radsatzes 15 eine Schalteinrichtung 42 zugeordnet, die in
So wird ein erster Gang zwischen der Antriebswelle 11 dem Eingangselement 41 des Differentialradsatzes 29 über die Schalteinrichtung 42 geschaltet, indem die Schalteinrichtung 42 die Welle 37 und damit auch das Stirnrad 23 drehfest mit der Zwischenwelle 13 verbindet. In der Folge findet eine Kraftflussführung von der Antriebswelle 11 über die Stirnradstufe 17 und die Stirnradstufe 18 auf die Zwischenwelle 13 statt.Thus, a first gear is switched between the
Für die Schaltung eines zweiten Ganges verbindet die Schalteinrichtung 42 hingegen die Welle 38 drehfest mit der Welle 13, wodurch die Antriebswelle 11 dann über die Stirnradstufen 17 und 19 mit der Zwischenwelle 13 gekoppelt ist. Schließlich wird ein dritter Gang dadurch zwischen der Antriebswelle 11 und dem Eingangselement 41 geschaltet, indem die Schalteinrichtung 42 die Antriebswelle 11 direkt drehfest mit der Zwischenwelle 13 verbindet, so dass in diesem Fall ein starrer Durchtrieb von der Antriebswelle 11 auf die Zwischenwelle 13 stattfindet.However, to engage a second gear, the switching
Wie in
Des Weiteren gehen aus den
So unterscheidet sich der Radsatz 47 dadurch von dem Radsatz 15 aus den
Ferner zeigen die
So ist bei dem Radsatz 61 des Kraftfahrzeuggetriebes 62 die Schalteinrichtung 42 in die Elektromaschine 10 hinein verlegt, so dass die Schalteinrichtung 42 nun radial innenliegend sowie axial vollständig überdeckend mit der Elektromaschine 10 platziert ist. Nach wie vor liegt die Schalteinrichtung 42 dabei zwischen einer Antriebswelle 64 des Kraftfahrzeuggetriebes 62 und einer Zwischenwelle 65, die zu diesem Zweck axial bis in die Elektromaschine 10 hinein verlängert ist.Thus, in the gear set 61 of the
Ferner koppelt nun die Stirnradstufe 17 die Vorgelegewelle 12 mit der Zwischenwelle 65, indem das Stirnrad 21 nun drehfest auf der Zwischenwelle 65 platziert ist. Die Stirnräder 23 und 25 der Stirnradstufen 18 und 19 sind nach wie vor drehfest auf zugehörigen Wellen 37 und 38 angeordnet, die nun allerdings ebenfalls axial in die Elektromaschine 10 hinein verlängert sind, um hier jeweils über die Schalteinrichtung 42 eine drehfeste Verbindung mit der Antriebswelle 64 vornehmen zu können.Furthermore, the
Auch bei dem Kraftfahrzeuggetriebe 62 können unterschiedliche Gänge zwischen der Antriebswelle 64 und dem Eingangselement 41 des Differentialradsatzes 29 geschaltet werden, wobei die Kraftflussführungen in den einzelnen Gängen hierbei in den weiteren
Zudem zeigen die
Zu diesem Zweck sind dann auch die Zwischenwelle 65 und die Wellen 37 und 38 axial entsprechend länger bauend ausgeführt. Eine drehfest mit der Elektromaschine 10 in Verbindung stehende Antriebswelle 70 des Kraftfahrzeuggetriebes 68 ist axial auf Seiten der Schalteinrichtung 42 vorgesehen. In den
Schließlich zeigt noch
Bei den vorgenannten Varianten einer Kraftfahrzeugantriebsachse 3 bzw. 43 bzw. 60 bzw. 66 bzw. 71 können anstelle der jeweiligen Schalteinrichtung 42 auch Einzelschaltelemente vorgesehen sein, die hierbei im Einzelnen als formschlüssige Schaltelemente oder kraftschlüssige Schaltelemente ausgeführt sein können.In the aforementioned variants of a motor
Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltungen kann jeweils ein kompakt bauendes Kraftfahrzeuggetriebe verwirklicht werden.By means of the embodiments according to the invention, a compact motor vehicle transmission can be realized.
BezugszeichenReference symbols
- 11
- ElektrofahrzeugElectric vehicle
- 22
- FahrzeugachseVehicle axle
- 33
- KraftfahrzeugantriebsachseMotor vehicle drive axle
- 44
- AntriebseinheitDrive unit
- 55
- AbtriebswelleOutput shaft
- 66
- AbtriebswelleOutput shaft
- 77
- Antriebsraddrive wheel
- 88th
- Antriebsraddrive wheel
- 99
- KraftfahrzeuggetriebeAutomotive transmission
- 1010
- ElektromaschineElectric machine
- 1111
- Antriebswelledrive shaft
- 1212
- VorgelegewelleCountershaft
- 1313
- ZwischenwelleIntermediate shaft
- 1414
- AnschlussstelleJunction
- 1515
- RadsatzWheel set
- 1616
- PlanetenradsatzPlanetary gear set
- 1717
- StirnradstufeSpur gear stage
- 1818
- StirnradstufeSpur gear stage
- 1919
- StirnradstufeSpur gear stage
- 2020
- StirnradstufeSpur gear stage
- 2121
- StirnradSpur gear
- 2222
- StirnradSpur gear
- 2323
- StirnradSpur gear
- 2424
- StirnradSpur gear
- 2525
- StirnradSpur gear
- 2626
- StirnradSpur gear
- 2727
- StirnradSpur gear
- 2828
- StirnradSpur gear
- 2929
- DifferentialradsatzDifferential gear set
- 3030
- erstes Elementfirst element
- 3131
- zweites Elementsecond element
- 3232
- drittes Elementthird element
- 3333
- SonnenradSun gear
- 3434
- PlanetenträgerPlanet carrier
- 3535
- HohlradRing gear
- 3636
- PlanetenräderPlanetary gears
- 3737
- WelleWave
- 3838
- WelleWave
- 3939
- feststehendes Bauelementfixed component
- 4040
- WelleWave
- 4141
- EingangselementInput element
- 4242
- SchalteinrichtungSwitching device
- 4343
- KraftfahrzeugantriebsachseMotor vehicle drive axle
- 4444
- AntriebseinheitDrive unit
- 4545
- KraftfahrzeuggetriebeAutomotive transmission
- 4646
- Antriebswelledrive shaft
- 4747
- RadsatzWheel set
- 4848
- StirnradstufeSpur gear stage
- 4949
- StirnradstufeSpur gear stage
- 5050
- StirnradstufeSpur gear stage
- 5151
- StirnradSpur gear
- 5252
- StirnradSpur gear
- 5353
- StirnradSpur gear
- 5454
- StirnradSpur gear
- 5555
- StirnradSpur gear
- 5656
- StirnradSpur gear
- 5757
- WelleWave
- 5858
- WelleWave
- 5959
- WelleWave
- 6060
- KraftfahrzeugantriebsachseMotor vehicle drive axle
- 6161
- RadsatzWheel set
- 6262
- KraftfahrzeuggetriebeAutomotive transmission
- 6363
- AntriebseinheitDrive unit
- 6464
- Antriebswelledrive shaft
- 6565
- ZwischenwelleIntermediate shaft
- 6666
- KraftfahrzeugantriebsachseMotor vehicle drive axle
- 6767
- RadsatzWheel set
- 6868
- KraftfahrzeuggetriebeAutomotive transmission
- 6969
- AntriebseinheitDrive unit
- 7070
- Antriebswelledrive shaft
- 7171
- KraftfahrzeugantriebsachseMotor vehicle drive axle
- 7272
- AntriebseinheitDrive unit
- 7373
- ElektromaschineElectric machine
- 7474
- KraftfahrzeuggetriebeAutomotive transmission
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102017205662 A1 [0003]DE 102017205662 A1 [0003]
Claims (17)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102022214118.0A DE102022214118A1 (en) | 2022-12-21 | 2022-12-21 | Motor vehicle transmission for an at least partially electrically powered motor vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102022214118.0A DE102022214118A1 (en) | 2022-12-21 | 2022-12-21 | Motor vehicle transmission for an at least partially electrically powered motor vehicle |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102022214118A1 true DE102022214118A1 (en) | 2024-06-27 |
Family
ID=91434458
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE102022214118.0A Pending DE102022214118A1 (en) | 2022-12-21 | 2022-12-21 | Motor vehicle transmission for an at least partially electrically powered motor vehicle |
Country Status (1)
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|---|---|
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Citations (5)
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-
2022
- 2022-12-21 DE DE102022214118.0A patent/DE102022214118A1/en active Pending
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