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Die Erfindung betrifft eine Getriebevorrichtung, insbesondere eine Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung.
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Aus der
EP 2 342 477 B1 ist bereits eine Getriebevorrichtung, insbesondere eine Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung, bekannt, mit einem Getriebegehäuse, mit vier wirkungsmäßig miteinander verbundenen Planetenradstufen, die jeweils ein Sonnenrad, ein Hohlrad und einen Planetenradträger aufweisen, mit zumindest sechs Schalteinheiten, und mit einer Eingangswelle, die drehfest mit dem Sonnenrad der ersten Planetenradstufe und dem Planetenradträger der vierten Planetenradstufe verbunden ist, und mit einer Ausgangswelle, die drehfest mit dem Planetenradträger der dritten Planetenradstufe verbunden ist, wobei das Hohlrad der zweiten Planetenradstufe, ein zweites Kopplungselement der dritten Schalteinheit, das Sonnenrad der dritten Planetenradstufe und das Sonnenrad der vierten Planetenradstufe permanent drehfest miteinander verbunden sind, und wobei der Planetenradträger der zweiten Planetenradstufe und das Hohlrad der ersten Planetenradstufe permanent drehfest miteinander verbunden sind.
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Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine bestehende Getriebevorrichtung um eine E-Maschine zur geschickten Erschließung hybrider Funktionalitäten zu erweitern. Sie wird durch eine erfindungsgemäße Ausgestaltung entsprechend dem Anspruch 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Die Erfindung geht aus von einer Getriebevorrichtung, insbesondere von einer Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung, mit einem Getriebegehäuse, mit vier wirkungsmäßig miteinander verbundenen Planetenradstufen, die jeweils ein Sonnenrad, ein Hohlrad und einen Planetenradträger aufweisen, mit zumindest sechs Schalteinheiten, und mit einer Eingangswelle, die drehfest mit dem Sonnenrad der ersten Planetenradstufe und dem Planetenradträger der vierten Planetenradstufe verbunden ist, und mit einer Ausgangswelle, die drehfest mit dem Planetenradträger der dritten Planetenradstufe verbunden ist, wobei das Hohlrad der zweiten Planetenradstufe, ein zweites Kopplungselement der dritten Schalteinheit, das Sonnenrad der dritten Planetenradstufe und das Sonnenrad der vierten Planetenradstufe permanent drehfest miteinander verbunden sind, und wobei der Planetenradträger der zweiten Planetenradstufe und das Hohlrad der ersten Planetenradstufe permanent drehfest miteinander verbunden sind.
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Es wird vorgeschlagen, dass die Getriebevorrichtung zumindest eine E-Maschine mit zumindest einem Rotor aufweist, welcher permanent drehfest mit dem Planetenradträger der zweiten Planetenradstufe und dem Hohlrad der ersten Planetenradstufe verbunden ist. Vorzugsweise ist eine Antriebseinheit mit der Eingangswelle der Getriebevorrichtung gekoppelt. Bevorzugt ist ferner eine Abtriebseinheit mit der Ausgangswelle der Getriebevorrichtung gekoppelt.
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Durch eine solche Ausgestaltung kann eine kompakte Getriebevorrichtung, insbesondere Planetengetriebevorrichtung, für ein hybrides Antriebssystem bereitgestellt werden, die eine vorteilhafte Anbindung einer E-Maschine ermöglicht. Es kann vorzugsweise eine bestehende Getriebevorrichtung um die E-Maschine erweitert werden. Ferner kann insbesondere ein Anfahren aus „geared neutral“ erfolgen. Es ist insbesondere der Entfall eines Drehmomentwandlers möglich. Durch den Entfall eines Drehmomentwandlers ergeben sich insbesondere Wirkungsgradvorteile. Es kann zumindest ein sinnvoller elektrischer Gang, vorzugsweise zumindest sechs sinnvolle elektrische Gänge, bereitgestellt werden. Des Weiteren sind insbesondere alle verbrennungsmotorischen Gänge boostfähig. Im Boostfall bei verbrennungsmotorischer Fahrt erhöht sich die Belastung der Antriebswelle nicht. Ferner ergibt sich ein vorteilhaft geringer Bauraumbedarf. Es ergibt sich insbesondere eine Brauraumreduzierung im Vergleich zu einer konventionellen Getriebevorrichtung, insbesondere gegenüber dem nächstliegenden Stand der Technik, bei gleichzeitiger Erschließung hybrider Funktionalitäten. Die E-Maschine kann aufgrund des großen Innendurchmessers insbesondere bestehende Planetenradstufen und Schalteinheiten aufnehmen, wodurch sie den axialen Bauraum nur geringfügig beeinflusst. Bevorzugt ermöglicht die Getriebevorrichtung das Anfahren mittels EDA, mittels einer Trennkupplung oder mittels eines Anfahrelements (IAE). Ferner ist die Getriebevorrichtung insbesondere 48 V tauglich wenn über eine Trennkupplung oder ein Anfahrelement (IAE) angefahren wird bzw. weiterhin ein vorgeschalteter Wandler verwendet wird. Des Weiteren weist die E-Maschine eine vorteilhafte Wirkungsgradanbindung auf und kann bei Schaltungen unterstützen.
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Unter einer „Planetengetriebevorrichtung“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein zwischen der Antriebseinheit und einem Achsantrieb angeordnetes Getriebe zur Schaltung der unterschiedlich übersetzten Vorwärtsgetriebegänge verstanden werden. Unter einer „Planetenradstufe“ soll weiter insbesondere eine Zahnradstufe verstanden werden, die durch einen Zahneingriff zwischen einem Sonnenrad und einem von einem Planetenradträger geführten Planetenrad und/oder einen Zahneingriff zwischen einem von einem Planetenradträger geführten Planetenrad und einem Hohlrad definiert ist. Grundsätzlich können die Planetenradstufen zumindest teilweise einstückig ausgeführt werden. Insbesondere ist es denkbar, dass zwei der Planetenradstufen ein gemeinsames Hohlrad und getrennte Sonnenräder oder ein gemeinsames Sonnenrad und getrennte Hohlräder aufweisen.
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Unter einer „Antriebseinheit“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Hauptantrieb eines Kraftfahrzeugs verstanden werden. Vorzugsweise ist die Antriebseinheit von einem Verbrennungsmotor gebildet. Grundsätzlich wäre jedoch auch eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Ausbildung denkbar. Unter einer „Eingangswelle“ soll dabei insbesondere ein Getriebeelement verstanden werden, das zumindest konstruktiv zur drehfesten Anbindung an die Antriebseinheit, insbesondere an eine Kurbelwelle der Antriebseinheit, vorgesehen ist. Unter einer „Abtriebswelle“ soll insbesondere ein Getriebeelement verstanden werden, das zumindest konstruktiv zur drehfesten Anbindung einer Abtriebseinheit, insbesondere eines Achsantriebs, vorgesehen ist. Unter einem „Getriebeelement“ soll insbesondere eine Ausgestaltung verstanden werden, die zur permanenten drehfesten Verbindung zwischen den Sonnenrädern, Planetenradträgern, Hohlrädern und/oder Kopplungselementen vorgesehen ist.
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Die Planetenradstufen sind im Folgenden mit „erste Planetenradstufe“, „zweite Planetenradstufe“, „dritte Planetenradstufe“ und „vierte Planetenradstufe“ bezeichnet. Die Bezeichnungen „erste“, „zweite“, „dritte“ und „vierte“ Planetenradstufe sind insbesondere zur Festlegung einer axialen Anordnung vorgesehen, wobei eine axiale Reihenfolge der Planetenradstufen von der Nummerierung abweichen kann. Grundsätzlich ist eine geänderte Anordnung der Planetenradstufen und/oder eine gestapelte Anordnung, bei der die Planetenradstufen zumindest teilweise radial ineinander geschachtelt sind, denkbar. Insbesondere durch eine räumliche Umordnung der Schalteinheiten, durch eine geänderte Anordnung von Getriebeelementen und/oder durch Vertauschung der Sonnenräder, Planetenräder und/oder Hohlräder sind verschiedene, kinematisch äquivalente Getriebestrukturen realisierbar. Unter „kinematisch äquivalenten Getriebestrukturen“ sollen dabei Getriebestrukturen verstanden werden, welche eine gleiche Anzahl von Schalteinheiten sowie identische Schaltschemata zur Schaltung der Vorwärtsgetriebegänge und der Rückwärtsgetriebegänge aufweisen.
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Unter einer „Schalteinheit“ soll weiter insbesondere eine Einheit mit genau zwei relativ zueinander drehbaren Kopplungselementen, die zur drehfesten Verbindung miteinander vorgesehen sind, verstanden werden. Eine Schalteinheit kann wahlweise als Kupplung oder Bremse ausgebildet werden. Unter einer Schalteinheit, die als „Kupplung“ ausgebildet ist, soll insbesondere eine Schalteinheit verstanden werden, die in einem Leistungsfluss zwischen zwei Planetenradstufen angeordnet ist und die dazu vorgesehen ist, ihre zwei drehbar angeordneten Kopplungselemente, die in einem geöffneten Zustand unabhängig voneinander verdrehbar sind, in einem geschlossenen Zustand drehfest miteinander zu verbinden. Unter einer Schalteinheit, die als „Bremse“ ausgebildet ist, soll insbesondere eine Schalteinheit verstanden werden, die wirkungsmäßig zwischen einer der Planetenradstufen und einem Getriebegehäuse angeordnet ist und die dazu vorgesehen ist, ihr drehbares Kopplungselement, das in einem geöffneten Zustand unabhängig von dem Getriebegehäuse verdrehbar ist, in einem geschlossenen Zustand mit ihrem drehfest mit dem Getriebegehäuse verbundenen Kopplungselement drehfest zu verbinden. Unter „drehfest verbunden“ soll insbesondere eine Verbindung verstanden werden, bei der ein Leistungsfluss über eine vollständige Umdrehung, gemittelt mit einem unveränderten Drehmoment, einer unveränderten Drehrichtung und/oder einer unveränderten Drehzahl, übertragen wird.
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Unter einer Schalteinheit soll in diesem Zusammenhang insbesondere keine Kupplung verstanden werden, die einem durch die Planetenradstufen ausgebildeten Zahnradsatz vorgeschaltet oder nachgeschaltet ist. Unter einer „dem Zahnradsatz vorgeschalteten Kupplung“ soll insbesondere eine Kupplung verstanden werden, die in zumindest einem Getriebegang in einem Leistungsfluss zwischen der Antriebseinheit und der Eingangswelle angeordnet ist, wie beispielsweise eine Trennkupplung oder eine Anfahrkupplung. Unter einer „dem Zahnradsatz nachgeschalteten Kupplung“ soll insbesondere eine Kupplungseinheit verstanden werden, die in zumindest einem Getriebegang in einem Leistungsfluss zwischen dem Getriebeausgangselement und einem Achsantrieb angeordnet ist, wie beispielsweise eine Allradkupplung. Grundsätzlich kann eine Schaltbarkeit der Planetengetriebevorrichtung durch eine dem Zahnradsatz vorgeschaltete oder nachgeschaltete Kupplungseinheit erhöht werden.
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Vorzugsweise ist ein Teil der Schalteinheiten formschlüssig ausgebildet. Dadurch kann ein Schleppverlust gering gehalten werden, sodass ein Leistungsverlust innerhalb der Planetengetriebevorrichtung vorteilhaft verringert werden kann. Unter einer „formschlüssig ausgebildeten Schalteinheit“ soll dabei insbesondere eine Schalteinheit verstanden werden, die zur Verbindung ihrer Kopplungselemente bzw. zur Anbindung ihres Kopplungselements eine Verzahnung und/oder Klauen aufweist, die zur Herstellung einer drehfesten Verbindung formschlüssig ineinandergreifen, wobei eine Übertragung eines Leistungsflusses in einem vollständig geschlossenen Zustand zumindest hauptsächlich durch einen Formschluss erfolgt. Die Schalteinheiten können grundsätzlich reibschlüssig oder formschlüssig ausgebildet sein. Unter einer „reibschlüssig ausgebildeten Schalteinheit“ soll dabei insbesondere eine Schalteinheit verstanden werden, die zur Verbindung ihrer Kopplungselemente bzw. zur Anbindung ihres Kopplungselements zumindest zwei Reibpartner aufweist, die zur Herstellung einer drehfesten Verbindung reibschlüssig aneinander anliegen, wobei eine Übertragung eines Leistungsflusses in einem vollständig geschlossenen Zustand zumindest hauptsächlich durch Reibung erfolgt. Eine reibschlüssig ausgebildete Kupplungseinheit ist vorzugsweise als eine Lamellenkupplungseinheit ausgebildet und eine reibschlüssig ausgebildete Bremseinheit ist vorzugsweise als eine Lamellenbremseinheit ausgebildet. Eine formschlüssig ausgebildete Kupplungseinheit ist vorzugsweise als eine Klauenkupplungseinheit ausgebildet und eine formschlüssig ausgebildete Bremseinheit ist vorzugsweise als eine Klauenbremseinheit ausgebildet. Eine formschlüssig ausgebildete Schalteinheit ist vorteilhaft über eine Schiebemuffe schaltbar. Dabei sind die formschlüssig ausgebildeten Schalteinheiten vorzugsweise ohne eine Synchronisierung ausgeführt, können grundsätzlich aber auch eine Synchronisierung aufweisen.
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Vorzugsweise umfasst die Planetengetriebevorrichtung Aktuatoren zur automatisierten Schaltung der Schalteinheiten. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, zumindest einen Teil der Schalteinheiten zumindest teilweise selbstständig schaltend auszuführen. Eine selbstständig schaltende Kupplungseinheit bzw. Bremseinheit ist vorzugsweise als ein Freilauf ausgebildet. Zudem kann auch eine Ausgestaltung der Planetenradstufen mit Einfachplanetenradsätzen oder Doppelplanetenradsätzen von dem dargestellten Ausführungsbeispiel abweichen. In kinematisch äquivalenter Weise ist es beispielsweise möglich, einen Einfachplanetenradsatz durch einen Doppelplanetenradsatz zu ersetzen, wobei für eine kinematisch gleiche Wirkweise zusätzlich insbesondere eine Standübersetzung der Planetenradstufe anzupassen ist. Insbesondere bei einer Ausbildung mittels eines Doppelplanetenradsatzes kann grundsätzlich auch eine Anbindung von einem Sonnenrad und einem Planetenradträger, einem Hohlrad und einem Planetenradträger oder einem Sonnenrad und einem Hohlrad getauscht werden, wobei für eine kinematisch gleiche Wirkweise zusätzlich insbesondere eine Standübersetzung der Planetenradstufe angepasst werden muss.
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Weiter wird vorgeschlagen, dass der Rotor der E-Maschine eine Welle aufweist, die eingangsseitig der ersten Planetenradstufe und entweder ausgangsseitig der erstgen Planetenradstufe oder ausgangsseitig der zweiten Planetenradstufe jeweils eine Lagerstelle aufweist. Vorzugsweise sind die Lagerstellen jeweils von radialen Lagerstellen gebildet. Ferner wird vorgeschlagen, dass die Welle eingangsseitig der ersten Planetenradstufe auf dem Planetenradträger der ersten Planetenradstufe oder an dem Getriebegehäuse gelagert ist. Zudem wird vorgeschlagen, dass die Welle zum Zwecke einer zweiten Lagerung ausgangsseitig der zweiten Planetenradstufe auf dem Sonnenrad der zweiten Planetenradstufe oder an dem Getriebegehäuse gelagert ist. Alternativ kann die zweite Lagerung auch der Welle ausgangsseitig der ersten Planetenradstufe auf einem Getriebeelement erfolgen, welches das Sonnenrad der vierten Planetenradstufe permanent drehfest mit dem zweiten Kopplungselement der dritten Schalteinheit verbindet.
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Dadurch kann insbesondere eine vorteilhafte Lagerung der E-Maschine erreicht werden. Es kann insbesondere eine vorteilhaft platzsparende Lagerung erreicht werden.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass die Getriebevorrichtung eine Trennkupplung aufweist, welche zwischen der Antriebseinheit und dem Sonnenrad der ersten Planetenradstufe angeordnet ist. Durch die Trennkupplung kann eine größere Zahl von elektrischen Gängen, insbesondere zumindest sechs sinnvolle elektrische Gänge, bereitgestellt werden. Dadurch kann insbesondere eine vorteilhafte Schaltbarkeit der Getriebevorrichtung bereitgestellt werden.
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Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Getriebevorrichtung eine siebte Schalteinheit, welche zwischen der Antriebseinheit und dem Sonnenrad der ersten Planetenradstufe und zwischen der ersten Schalteinheit und dem Sonnenrad der ersten Planetenradstufe angeordnet ist, aufweist. Dadurch kann insbesondere eine vorteilhafte Schaltbarkeit der Getriebevorrichtung bereitgestellt werden. Es kann insbesondere eine Trennkupplung ersetzt werden.
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Es wird ferner vorgeschlagen, dass die erste Schalteinheit dazu vorgesehen ist, den Planetenradträger der ersten Planetenradstufe drehfest mit der Eingangswelle zu verbinden. Ferner ist die zweite Schalteinheit dazu vorgesehen, den Planetenradträger der ersten Planetenradstufe drehfest mit dem Getriebegehäuse zu verbinden. Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass ein erstes Kopplungselement der dritten Schalteinheit permanent drehfest mit dem Planetenradträger der ersten Planetenradstufe verbunden ist. Dadurch kann insbesondere eine vorteilhafte Schaltbarkeit der Getriebevorrichtung bereitgestellt werden.
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Es wird weiter vorgeschlagen, dass die E-Maschine die axial erste Planetenradstufe radial umgebend angeordnet ist und axial vor der axial zweiten Planetenradstufe endet. Ferner wird vorgeschlagen, dass die erste Schalteinheit radial innerhalb des Rotors der E-Maschine angeordnet ist. Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die dritte Schalteinheit radial innerhalb des Rotors der E-Maschine angeordnet ist. Zudem wird vorgeschlagen, dass die zweite Schalteinheit radial innerhalb des Rotors der E-Maschine angeordnet ist und einen inneren Lamellenträger aufweist, der fest mit dem Getriebegehäuse verbunden ist. Vorzugsweise ist die zweite Schalteinheit axial neben und radial innerhalb des Rotors der E-Maschine angeordnet. Dadurch kann insbesondere eine vorteilhaft kompakte Getriebevorrichtung bereitgestellt werden. Es kann insbesondere eine axial bauraumsparende Anordnung der Getriebevorrichtung bereitgestellt werden. Alternativ und/oder zusätzlich wird vorgeschlagen, dass die zweite Schalteinheit radial auf Höhe des Rotors der E-Maschine angeordnet ist und einen inneren Lamellenträger aufweist, der fest mit dem Getriebegehäuse verbunden ist. Zudem wird vorgeschlagen, dass die zweite Schalteinheit axial auf Höhe der ersten Schalteinheit angeordnet ist. Dadurch kann insbesondere eine vorteilhaft kompakte Getriebevorrichtung bereitgestellt werden. Es kann insbesondere eine radial bauraumsparende Anordnung der Getriebevorrichtung bereitgestellt werden.
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Die Begriffe „axial“ und „radial“ sind im Folgenden insbesondere auf die Hauptrotationsachse der Getriebevorrichtung bezogen, sodass der Ausdruck „axial“ insbesondere eine Richtung bezeichnet, die parallel oder koaxial zu der Hauptrotationsachse verläuft. Ferner bezeichnet der Ausdruck „radial“ insbesondere eine Richtung, die senkrecht zu der Hauptrotationsachse verläuft. Unter einer „getriebeeingangsseitigen Anordnung“ soll insbesondere verstanden werden, dass das genannte Bauteil auf einer Seite des weiteren Bauteils angeordnet ist, welche der Eingangswelle und/oder der Antriebseinheit zugewandt ist. Unter einer „getriebeausgangsseitigen Anordnung“ soll insbesondere verstanden werden, dass das genannte Bauteil auf einer Seite des weiteren Bauteils angeordnet ist, welche der Eingangswelle und/oder der Antriebseinheit abgewandt ist, auch wenn das weitere Bauteil in axialer Richtung nach der Ausgangswelle angeordnet ist, beispielsweise weil die Ausgangswelle zwischen zwei Planetenradstufen angeordnet ist.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. In den Figuren sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Figuren, die Figurenbeschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Dabei zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einer erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung in einer schematischen Darstellung,
- 2 ein Getriebeschema der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung,
- 3 eine konstruktive Anordnung der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung in einer schematischen Darstellung,
- 4 eine konstruktive Anordnung einer alternativen erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung in einer schematischen Darstellung und
- 5 ein Getriebeschema der weiteren alternativen erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung.
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Die 1 zeigt schematisch ein Kraftfahrzeug 18a. Das Kraftfahrzeug 18a umfasst einen Antriebsstrang, über welchen nicht weiter sichtbar Antriebsräder des Kraftfahrzeugs 18a angetrieben werden. Der Antriebsstrang umfasst eine Antriebseinheit 16a. Die Antriebseinheit 16a ist von einer Brennkraftmaschine gebildet. Die Antriebseinheit 16a ist von einem Verbrennungsmotor gebildet. Ferner weist das Kraftfahrzeug 18a eine Getriebevorrichtung 19a auf. Die Getriebevorrichtung 19a ist von einer Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung gebildet. Die Getriebevorrichtung 19a ist von einem Mehrstufengetriebe gebildet. Die Antriebseinheit 16a weist eine angetriebene Kurbelwelle auf, welche mit einer Eingangswelle 11a der Getriebevorrichtung 19a verbunden ist. Die Getriebevorrichtung 19a bildet einen Teil des Antriebsstrangs des Kraftfahrzeugs 18a. Die Getriebevorrichtung 19a ist entlang des Antriebsstrangs, insbesondere entlang eines Kraftflusses des Antriebsstrangs, hinter der Antriebseinheit 16a angeordnet. Die Getriebevorrichtung 19a wird in zumindest einem Betriebszustand über die Antriebseinheit 16a angetrieben.
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2 zeigt ein Getriebeschema der Getriebevorrichtung 19a. Die Getriebevorrichtung 19a weist vier wirkungsmäßig miteinander verbundene Planetenradstufen P1a, P2a, P3a, P4a auf. Die Getriebevorrichtung 19a weist genau vier wirkungsmäßig miteinander verbundene Planetenradstufen P1a, P2a, P3a, P4a auf. Die Getriebevorrichtung 19a weist eine Hauptrotationsachse auf, zu der die erste Planetenradstufe P1a, die zweite Planetenradstufe P2a, die dritte Planetenradstufe P3a und die vierte Planetenradstufe P4a koaxial angeordnet sind. Die erste Planetenradstufe P1a, die zweite Planetenradstufe P2a, die dritte Planetenradstufe P3a und die vierte Planetenradstufe P4a sind im dargestellten Ausführungsbeispiel entlang der Hauptrotationsachse hintereinander angeordnet. Die vier Planetenradstufen P1a, P2a, P3a, P4a weisen jeweils ein Sonnenrad P11a, P21a, P31a, P41a, ein Hohlrad P13a, P23a, P33a, P43a und einen Planetenradträger P12a, P22a, P32a, P42a auf.
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Die Getriebevorrichtung 19a weist mehrere Schalteinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a auf. Die Getriebevorrichtung 19a weist genau sechs Schalteinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a auf, insbesondere eine erste Schalteinheit S1a, eine zweite Schalteinheit S2a, eine dritte Schalteinheit S3a, eine vierte Schalteinheit S4a, eine fünfte Schalteinheit S5a und eine sechste Schalteinheit S6a. Die Schalteinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a sind zur Schaltung und/oder Verschaltung der Planetenradstufen P1a, P2a, P3a, P4a vorgesehen.
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Die Getriebevorrichtung 19a weist ferner ein Getriebegehäuse 10a auf. Das Getriebegehäuse 10a nimmt die Planetenradstufen P1a, P2a, P3a, P4a und die Schalteinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a auf.
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Die Schalteinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a sind wirkungsmäßig innerhalb eines durch die Planetenradstufen P1a, P2a, P3a, P4a ausgebildeten Zahnradsatzes angeordnet. Die Schalteinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a, S7a sind somit dazu vorgesehen, unterschiedliche Wirkverbindungen zwischen den Planetenradstufen P1a, P2a, P3a, P4a untereinander und/oder dem Getriebegehäuse 10a herzustellen.
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Die Getriebevorrichtung 19a ist konstruktiv dazu vorgesehen, zumindest neun unterschiedlich übersetzte Vorwärtsgetriebegänge zu schalten. Im vorliegenden Fall ist die Getriebevorrichtung 19a konstruktiv dazu vorgesehen, genau neun unterschiedlich übersetzte verbrennungsmotorische Vorwärtsgetriebegänge sowie sechs unterschiedlich übersetzte elektrische Vorwärtsgetriebegänge zu schalten.
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Weiterhin ist die Getriebevorrichtung 19a konstruktiv dazu vorgesehen, zumindest einen Rückwärtsgetriebegang zu schalten. Im vorliegenden Fall ist die Getriebevorrichtung 19a konstruktiv dazu vorgesehen, genau einen Rückwärtsgetriebegang zu schalten. Der Rückwärtsgetriebegang ist von einem elektrischen Rückwärtsgetriebegang gebildet.
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Eine Anzahl der tatsächlich verwendeten Vorwärtsgetriebegänge sowie der tatsächlich verwendeten Rückwärtsgetriebegänge kann dabei in Abhängigkeit von einer Betriebsstrategie eingeschränkt sein, beispielsweise elektronisch durch eine entsprechend programmierte Steuer- und Regeleinheit.
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Die Getriebevorrichtung 19a ist dazu vorgesehen, die Antriebseinheit 16a mit zumindest einem nicht näher dargestellten Achsantrieb für einen Antrieb von Antriebsrädern des Kraftfahrzeugs 18a zu verbinden. Mittels der Getriebevorrichtung 19a kann ein Übersetzungsverhältnis zwischen der Antriebseinheit 16a und dem Achsantrieb eingestellt und/oder verändert werden.
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Die Getriebevorrichtung 19a weist eine Eingangswelle 11a auf. Die Eingangswelle 11a ist getriebeeingangsseitig angeordnet. Die Eingangswelle 11a ist als Getriebeeingangswelle ausgebildet. Die Eingangswelle 11a ist dazu vorgesehen, ein von der Antriebseinheit 16a abgegebenes Antriebsmoment in die Getriebevorrichtung 19a einzuleiten. Die Eingangswelle 11a ist dazu vorgesehen, in montiertem Zustand drehfest mit einer Kurbelwelle der Antriebseinheit 16a verbunden zu werden. Grundsätzlich können zwischen der Eingangswelle 11a und der Antriebseinheit 16a weitere Bauteile, wie beispielsweise ein Schwingungsdämpfer oder ein Drehmomentwandler, angeordnet sein.
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Weiter weist die Getriebevorrichtung 19a eine Ausgangswelle 12a auf. Die Ausgangswelle 12a ist getriebeausgangsseitig angeordnet. Die Ausgangswelle 12a ist als Getriebeausgangswelle ausgebildet. Die Ausgangswelle 12a ist dazu vorgesehen, ein Antriebsmoment aus der Getriebevorrichtung 19a auszuleiten. Die Ausgangswelle ist dazu vorgesehen, in montiertem Zustand permanent drehfest mit dem Achsantrieb des Kraftfahrzeugs 18a verbunden zu werden. Der Ausgangswelle 12a können unterschiedliche Module nachgeschaltet werden, mittels welcher das aus der Getriebevorrichtung 10a ausgeleitete Moment auf die Antriebsräder des Kraftfahrzeugs 18a verteilt werden kann, wie beispielsweise ein Differentialgetriebe, das für einen Drehzahlausgleich zwischen den Antriebsrädern 15a vorgesehen ist, oder ein Allradantriebsmodul, das das Antriebsmoment auf zwei verschiedene Antriebsachsen verteilt.
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Die Eingangswelle 11a und die Ausgangswelle 12a sind koaxial zu der Hauptrotationsachse angeordnet. Die Eingangswelle 11a definiert im vorliegenden Fall eine der Antriebseinheit 16a zugewandte Seite. Die Ausgangswelle 12a definiert im vorliegenden Fall eine der Antriebseinheit 16a abgewandte Seite.
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Für die Eingangswelle 11a und/oder die Ausgangswelle 12a sind in axialer Richtung grundsätzlich unterschiedliche Anordnungen denkbar. Die dargestellte Getriebevorrichtung 19a ist insbesondere für einen Front-Längs-Einbau bzw. einen Heck-Längs-Einbau vorgesehen, bei welchem die Planetenradstufen P1a, P2a, P3a, P4a zwischen der Eingangswelle 11a und der Ausgangswelle 12a angeordnet sind. Grundsätzlich ist jedoch auch eine Umordnung der Eingangswelle 11a, der Ausgangswelle 12a und/oder der Planetenradstufen P1a, P2a, P3a, P4a möglich, bei der beispielsweise die Ausgangswelle 12a zwischen zwei der Planetenradstufen P1a, P2a, P3a, P4a und/oder auf einer Seite der Eingangswelle 11a angeordnet ist, beispielsweise für einen Front-Quer-Einbau.
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Die Planetenradstufen P1a, P2a, P3a, P4a sind in axialer Richtung hintereinander angeordnet. Die Getriebevorrichtung 19a weist dabei vier Ebenen auf, in denen die Planetenradstufen P1a, P2a, P3a, P4a angeordnet sind. Eine Nummerierung der Ebene entspricht einer Reihenfolge der Ebenen, die im Folgenden auf die Eingangswelle 11a bezogen ist. Die erste Ebene weist einen kleineren Abstand zu der Antriebseinheit 16a auf als die zweite Ebene, die dritte Ebene und/oder die vierte Ebene. Zudem weist die zweite Ebene einen kleineren Abstand zu der Antriebseinheit 16a auf als die dritte Ebene und/oder vierte Ebene. Zudem weist die dritte Ebene einen kleineren Abstand zu der Antriebseinheit 16a auf als die vierte Ebene. Zur Umgestaltung der Getriebevorrichtung 19a ist es jedoch auch möglich, eine Reihenfolge der Planetenradstufen P1a, P2a, P3a, P4a entlang der Hauptrotationsachse zu ändern.
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Die erste Planetenradstufe P1a ist entlang der Hauptrotationsachse in der ersten Ebene angeordnet. Die erste Planetenradstufe P1a weist einen Einfachplanetenradsatz auf. Die erste Planetenradstufe P1a umfasst ein Sonnenrad P11a, ein Hohlrad P13a und einen Planetenradträger P12a. Der Planetenradträger P12a führt Planetenräder P14a auf einer Kreisbahn. Die Planetenräder P14a kämmen mit dem Sonnenrad P11a und mit dem Hohlrad P13a. Die Planetenräder P14a sind drehbar auf dem Planetenradträger P12a gelagert.
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Die zweite Planetenradstufe P2a ist entlang der Hauptrotationsachse in der zweiten Ebene angeordnet. Die zweite Planetenradstufe P2a ist entlang der Hauptrotationsachse auf einer dem Getriebeeingangselement 10a abgewandten Seite der ersten Planetenradstufe P1a angeordnet. Die zweite Planetenradstufe P2a weist einen Einfachplanetenradsatz auf. Die zweite Planetenradstufe P2a umfasst ein Sonnenrad P21a, ein Hohlrad P23a und einen Planetenradträger P22a. Der Planetenradträger P22a führt Planetenräder P24a auf einer Kreisbahn. Die Planetenräder P24a kämmen mit dem Sonnenrad P21a und mit dem Hohlrad P23a. Die Planetenräder P24a sind drehbar auf dem Planetenradträger P22a gelagert.
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Die dritte Planetenradstufe P3a ist entlang der Hauptrotationsachse in der dritten Ebene angeordnet. Die dritte Planetenradstufe P3a ist entlang der Hauptrotationsachse auf einer dem Getriebeeingangselement 10a abgewandten Seite der zweiten Planetenradstufe P2a angeordnet. Die dritte Planetenradstufe P3a weist einen Einfachplanetenradsatz auf. Die dritte Planetenradstufe P3a umfasst ein Sonnenrad P31a, ein Hohlrad P33a und einen Planetenradträger P32a. Der Planetenradträger P32a führt Planetenräder P34a auf einer Kreisbahn. Die Planetenräder P34a kämmen mit dem Sonnenrad P31a und mit dem Hohlrad P33a. Die Planetenräder P34a sind drehbar auf dem Planetenradträger P32a gelagert.
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Die vierte Planetenradstufe P4a ist entlang der Hauptrotationsachse in der vierten Ebene angeordnet. Die vierte Planetenradstufe P4a ist entlang der Hauptrotationsachse auf einer dem Getriebeeingangselement 10a abgewandten Seite der dritten Planetenradstufe P3a angeordnet. Die vierte Planetenradstufe P4a weist einen Einfachplanetenradsatz auf.
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Die vierte Planetenradstufe P4a umfasst ein Sonnenrad P41a, ein Hohlrad P43a und einen Planetenradträger P42a. Der Planetenradträger P42a führt Planetenräder P44a auf einer Kreisbahn. Die Planetenräder P44a kämmen mit dem Sonnenrad P41a und mit dem Hohlrad P43a. Die Planetenräder P44a sind drehbar auf dem Planetenradträger P42a gelagert.
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Drei Schalteinheiten S1a, S3a, S6a der Schalteinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a sind als Kupplungen ausgebildet. Im vorliegenden Fall sind die erste Schalteinheit S1a, die dritte Schalteinheit S3a und die sechste Schalteinheit S6a als Kupplungen ausgebildet. Die als Kupplungen ausgebildeten Schalteinheiten S1a, S3a, S6a weisen jeweils ein erstes drehbar gelagertes Kopplungselement S11a, S31a, S61a und ein zweites drehbar gelagertes Kopplungselement S12a, S32a, S62a auf. Die als Kupplungen ausgebildeten Schalteinheiten S1a, S3a, S6a sind jeweils dazu vorgesehen, ihre beiden Kopplungselemente S11a, S31a, S61a, S12a, S32a, S62a drehfest miteinander zu verbinden. Jedes der Kopplungselemente S11a, S31a, S61a, S12a, S32a, S62a der als Kupplungen ausgebildeten Schalteinheiten S1a, S3a, S6a ist mit zumindest einem der Sonnenräder P11a, P21a, P31a, P41a, einem der Planetenradträger P12a, P22a, P32a, P42a und/oder einem der Hohlräder P13a, P23a, P33a, P43a permanent drehfest verbunden.
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Drei Schalteinheiten S2a, S4a, S5a der Schalteinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a sind als Bremsen ausgebildet. Im vorliegenden Fall sind die zweite Schalteinheit S2a, die vierte Schalteinheit S4a und die fünfte Schalteinheit S5a als Bremsen ausgebildet. Die als Bremsen ausgebildeten Schalteinheiten S2a, S4a, S5a weisen jeweils ein drehbar gelagertes Kopplungselement S21a, S41a, S51a und ein gehäusefest angeordnetes Kopplungselement S22a, S42a, S52a auf. Die als Bremsen ausgebildeten Schalteinheiten S2a, S4a, S5a sind jeweils dazu vorgesehen, ihr drehbar gelagertes Kopplungselement S21a, S41a, S51a drehfest mit dem Getriebegehäuse 10a zu verbinden. Jedes der drehbar gelagerten Kopplungselemente S21a, S41a, S51a der als Bremsen ausgebildeten Schalteinheiten S2a, S4a, S5a ist mit zumindest einem der Sonnenräder P11a, P21a, P31a, P41a, einem der Planetenradträger P12a, P22a, P32a, P42a und/oder einem der Hohlräder P13a, P23a, P33a, P43a permanent drehfest verbunden. Die gehäusefest angeordneten Kopplungselemente S22a, S42a, S52a der als Bremsen ausgebildeten Schalteinheiten S2a, S4a, S5a sind permanent drehfest mit dem Getriebegehäuse 10a verbunden.
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Zur Verbindung der Planetenradstufen P1a, P2a, P3a, P4a untereinander und mit den Kopplungselementen S11a-S62a umfasst die Getriebevorrichtung 19a eine Mehrzahl von Getriebeelementen 20a, 21a, 22a, 23a, insbesondere ein erstes Getriebeelement 20a, ein zweites Getriebeelement 21a, ein drittes Getriebeelement 22a und ein viertes Getriebeelement 23a. Die Getriebeelemente 20a, 21a, 22a, 23a sind dazu vorgesehen, Drehmomente und/oder Drehbewegungen innerhalb des durch die Planetenradstufen P1a, P2a, P3a, P4a ausgebildeten Zahnradsatzes abzustützen und/oder zu übertragen. Jedes der Getriebeelemente 20a, 21a, 22a, 23a verbindet zumindest zwei der Sonnenräder P11a, P21a, P31a, P41a, Planetenradträger P12a, P22a, P32a, P42a, Hohlräder P13a, P23a, P33a, P43a und/oder Kopplungselemente S11a-S62a permanent drehfest miteinander oder stützt zumindest eines der Sonnenräder P11a, P21a, P31a, P41a, Planetenradträger P12a, P22a, P32a, P42a und/oder Hohlräder P13a, P23a, P33a, P43a permanent gegen das Getriebegehäuse 10a ab.
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Die Eingangswelle 11a ist drehfest mit dem Sonnenrad P11a der ersten Planetenradstufe P1a und dem Planetenradträger P42a der vierten Planetenradstufe P4a verbunden. Das Sonnenrad P11a der ersten Planetenradstufe P1a und der Planetenradträger P42a der vierten Planetenradstufe P4a sind über das erste Getriebeelement 20a permanent drehfest miteinander verbunden. Das erste Getriebeelement 20a ist permanent drehfest mit dem Sonnenrad P11a der ersten Planetenradstufe P1a und dem Planetenradträger P42a der vierten Planetenradstufe P4a verbunden. Das erste Getriebeelement 20a bildet in einem geschlossenen Zustand einer Trennkupplung T1a die Eingangswelle 11a aus. Ferner ist die Ausgangswelle 12a drehfest mit dem Planetenradträger P32a der dritten Planetenradstufe P3a verbunden. Die Ausgangswelle 12a ist permanent drehfest mit dem Planetenradträger P32a der dritten Planetenradstufe P3a verbunden. Des Weiteren sind der Planetenradträger P22a der zweiten Planetenradstufe P2a und das Hohlrad P13a der ersten Planetenradstufe P1a permanent drehfest miteinander verbunden. Der Planetenradträger P22a der zweiten Planetenradstufe P2a und das Hohlrad P13a der ersten Planetenradstufe P1a sind über das vierte Getriebeelement 23a permanent drehfest miteinander verbunden. Das vierte Getriebeelement 23a ist permanent mit dem Planetenradträger P22a der zweiten Planetenradstufe P2a und dem Hohlrad P13a der ersten Planetenradstufe P1a verbunden. Ferner sind das Hohlrad P23a der zweiten Planetenradstufe P2a, das zweite Kopplungselement S32a der dritten Schalteinheit S3a, das Sonnenrad P31a der dritten Planetenradstufe P3a und das Sonnenrad P41a der vierten Planetenradstufe P4a permanent drehfest miteinander verbunden. Das Hohlrad P23a der zweiten Planetenradstufe P2a, das zweite Kopplungselement S32a der dritten Schalteinheit S3a, das Sonnenrad P31a der dritten Planetenradstufe P3a und das Sonnenrad P41a der vierten Planetenradstufe P4a sind über das zweite Getriebeelement 21a permanent drehfest miteinander verbunden. Das zweite Getriebeelement 21a ist dazu permanent drehfest mit dem Hohlrad P23a der zweiten Planetenradstufe P2a, dem zweiten Kopplungselement S32a der dritten Schalteinheit S3a, dem Sonnenrad P31a der dritten Planetenradstufe P3a und dem Sonnenrad P41a der vierten Planetenradstufe P4a verbunden. Das erste Kopplungselement S31a der dritten Schalteinheit S3a ist permanent drehfest mit dem Planetenradträger P12a der ersten Planetenradstufe P1a verbunden.
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Ferner ist die erste Schalteinheit S1a der Schalteinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a dazu vorgesehen, den Planetenradträger P12a der ersten Planetenradstufe P1a drehfest mit dem ersten Getriebeelement 20a zu verbinden. Der Planetenradträger P12a der ersten Planetenradstufe P1a ist dazu permanent drehfest mit dem zweiten Kopplungselement S12a der ersten Schalteinheit S1a verbunden. Der Planetenradträger P12a der ersten Planetenradstufe P1a ist über das dritte Getriebeelement 22a permanent drehfest mit dem zweiten Kopplungselement S12a der ersten Schalteinheit S1a verbunden. Die Eingangswelle 11a ist über die Trennkupplung T1a mit dem ersten Kopplungselement S11a der ersten Schalteinheit S1a verbindbar. Das erste Getriebeelement 20a ist permanent drehfest mit dem ersten Kopplungselement S11a der ersten Schalteinheit S1a verbunden. Die zweite Schalteinheit S2a der Schalteinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a ist dazu vorgesehen, den Planetenradträger P12a der ersten Planetenradstufe P1a drehfest mit dem Getriebegehäuse 10a zu verbinden. Die zweite Schalteinheit S2a der Schalteinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a ist dazu vorgesehen, den Planetenradträger P12a der ersten Planetenradstufe P1a gehäusefest anzuordnen. Der Planetenradträger P12a der ersten Planetenradstufe P1a ist dazu über das dritte Getriebeelement 22a permanent drehtfest mit dem ersten Kopplungselement S21a der zweiten Schalteinheit S2a verbunden. Des Weiteren ist die dritte Schalteinheit S3a der Schalteinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a dazu vorgesehen, den Planetenradträger P12a der ersten Planetenradstufe P1a drehfest mit dem Hohlrad P23a der zweiten Planetenradstufe P2a, dem Sonnenrad P31a der dritten Planetenradstufe P3a und dem Sonnenrad P41a der vierten Planetenradstufe P4a zu verbinden. Der Planetenradträger P12a der ersten Planetenradstufe P1a ist dazu permanent drehfest mit dem ersten Kopplungselement S31a der dritten Schalteinheit verbunden. Ferner ist das Hohlrad P23a der zweiten Planetenradstufe P2a, das Sonnenrad P31a der dritten Planetenradstufe P3a und das Sonnenrad P41a der vierten Planetenradstufe P4a dazu über das zweite Getriebeelement 21a permanent drehfest mit dem zweiten Kopplungselement S32a der dritten Schalteinheit S3a verbunden. Die vierte Schalteinheit S4a der Schalteinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a ist dazu vorgesehen, das Sonnenrad P21a der zweiten Planetenradstufe P2a drehfest mit dem Getriebegehäuse 10a zu verbinden. Die vierte Schalteinheit S4a der Schalteinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a ist dazu vorgesehen, das Sonnenrad P21a der zweiten Planetenradstufe P2a gehäusefest anzuordnen. Das Sonnenrad P21a der zweiten Planetenradstufe P2a ist dazu permanent drehtfest mit dem ersten Kopplungselement S41a der vierten Schalteinheit S4a verbunden. Die fünfte Schalteinheit S5a der Schalteinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a ist dazu vorgesehen, das Hohlrad P33a der dritten Planetenradstufe P3a drehfest mit dem Getriebegehäuse 10a zu verbinden. Die fünfte Schalteinheit S5a der Schalteinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a ist dazu vorgesehen, das Hohlrad P33a der dritten Planetenradstufe P3a gehäusefest anzuordnen. Das Hohlrad P33a der dritten Planetenradstufe P3a ist dazu permanent drehtfest mit dem ersten Kopplungselement S51a der fünften Schalteinheit S5a verbunden. Ferner ist die sechste Schalteinheit S6a der Schalteinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a dazu vorgesehen, das Hohlrad P43a der vierten Planetenradstufe P4a drehfest mit der Ausgangswelle 12a und dem Planetenradträger P32a der dritten Planetenradstufe P3a zu verbinden. Das Hohlrad P43a der vierten Planetenradstufe P4a ist dazu permanent drehfest mit dem ersten Kopplungselement S61a der sechsten Schalteinheit S6a verbunden. Ferner ist die Ausgangswelle 12a und damit auch der Planetenradträger P32a der dritten Planetenradstufe P3a permanent drehfest mit dem zweiten Kopplungselement S62a der sechsten Schalteinheit S6a verbunden.
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Ferner weist die Getriebevorrichtung 19a die Trennkupplung T1a auf. Die Trennkupplung T1a ist zwischen der Antriebseinheit 16a und dem Sonnenrad P11a der ersten Planetenradstufe P1a angeordnet ist. Die Antriebseinheit 16a ist dazu permanent drehfest mit einem ersten Kopplungselement T11a der Trennkupplung T1a verbunden. Ferner ist das erste Getriebeelemente 20a dazu permanent drehfest mit einem zweiten Kopplungselement T12a der Trennkupplung T1a verbunden. Grundsätzlich wäre auch denkbar, auf die Trennkupplung T1a zu verzichten, wobei dann das erste Getriebeelemente 20a permanent drehfest mit der Eingangswelle 11a verbunden werden könnte.
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Die Trennkupplung T1a ist vorteilhaft axial vor der ersten Planetenradstufe P1a angeordnet.
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Die Trennkupplung T1a ist besonders vorteilhaft auf einem geringeren Radius als die zweite Schalteinheit S2a angeordnet.
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Des Weiteren weist die Getriebevorrichtung 19a eine E-Maschine 13a auf. Die E-Maschine 13a weist einen Rotor 14a auf. Ferner weist die E-Maschine 13a einen Stator 24a auf. Der Rotor 14a ist permanent drehfest mit dem Planetenradträger P22a der zweiten Planetenradstufe P2a und dem Hohlrad P13a der ersten Planetenradstufe P1a verbunden. Der Rotor 14a ist permanent drehfest mit dem vierten Getriebeelement 23a verbunden. Der Rotor 14a ist direkt an das vierte Getriebeelement 23a angebunden. Ferner weist der Rotor 14a der E-Maschine 13a eine Welle 15a auf, die eingangsseitig der ersten Planetenradstufe P1a und ausgangsseitig der zweiten Planetenradstufe P2a eine Lagerstelle aufweist. Die Welle 15a weist eingangsseitig der ersten Planetenradstufe P1a und ausgangsseitig der zweiten Planetenradstufe P2a eine radiale Lagerstelle auf. Die Welle 15a ist eingangsseitig der ersten Planetenradstufe P1a auf dem Planetenradträger P12a der ersten Planetenradstufe P1a oder an dem Getriebegehäuse 10a gelagert. Die Welle 15a ist eingangsseitig der ersten Planetenradstufe P1a beispielhaft an dem Getriebegehäuse 10a gelagert. Ferner ist die Welle 15a ausgangsseitig der zweiten Planetenradstufe P2a auf dem Sonnenrad P21a der zweiten Planetenradstufe P2a oder an dem Getriebegehäuse 10a gelagert. Die Welle 15a ist ausgangsseitig der zweiten Planetenradstufe P2a beispielhaft an dem Getriebegehäuse 10a gelagert (2, 3).
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Die E-Maschine 13a ist die axial erste Planetenradstufe P1a radial umgebend angeordnet. Ferner endet die E-Maschine 13a axial vor der axial zweiten Planetenradstufe P2a. Die E-Maschine 13a ragt teilweise in eine Steuereinheit 25a der Getriebevorrichtung 19a. Die Steuereinheit 25a ist von einer elektrohydraulischen Steuereinheit gebildet. Ferner ist die erste Schalteinheit S1a radial innerhalb des Rotors 14a der E-Maschine 13a angeordnet. Die erste Schalteinheit S1a ist radial vollständig innerhalb des Rotors 14a und axial neben dem Rotor 14a der E-Maschine 13a angeordnet. Die dritte Schalteinheit S3a ist radial innerhalb des Rotors 14a der E-Maschine 13a angeordnet. Die dritte Schalteinheit S3a ist radial vollständig innerhalb und axial auf Höhe des Rotors 14a der E-Maschine 13a angeordnet. Die dritte Schalteinheit S3a ist abtriebsseitig der ersten Schalteinheit S1a angeordnet. Die dritte Schalteinheit S3a ist radial auf Höhe der ersten Schalteinheit S1a angeordnet. Des Weiteren ist die zweite Schalteinheit S2a radial auf Höhe des Rotors 14a der E-Maschine 13a angeordnet. Die zweite Schalteinheit S2a ist neben dem Rotor 14a der E-Maschine 13a angeordnet. Die zweite Schalteinheit S2a ist antriebsseitig des Rotors 14a der E-Maschine 13a angeordnet. Die zweite Schalteinheit S2a ist axial auf Höhe der ersten Schalteinheit S1a angeordnet. Ferner weist die zweite Schalteinheit S2a einen äußeren Lamellenträger auf, der fest mit dem Getriebegehäuse 10a verbunden ist. Der äußere Lamellenträger der zweiten Schalteinheit S2a bildet das zweite Kopplungselement S22a der zweiten Schalteinheit S2a aus (3).
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Ferner ist die erste Schalteinheit S1a axial zwischen der Antriebseinheit 16a und der ersten Planetenradstufe P1a angeordnet. Die erste Schalteinheit S1a ist außenliegend ausgeführt. Die zweite Schalteinheit S2a ist axial zwischen der Antriebseinheit 16a und der ersten Planetenradstufe P1a angeordnet. Die zweite Schalteinheit S2a ist außenliegend ausgeführt. Die dritte Schalteinheit S3a ist axial zwischen der ersten Planetenradstufe P1a und der zweiten Planetenradstufe P2a angeordnet. Die dritte Schalteinheit S3a ist innenliegend ausgeführt. Die vierte Schalteinheit S4a ist axial zwischen der zweiten Planetenradstufe P2a und der dritten Planetenradstufe P3a angeordnet. Die vierte Schalteinheit S4a ist außenliegend ausgeführt. Die fünfte Schalteinheit S5a ist in einer Ebene der dritten Planetenradstufe P3a angeordnet. Die fünfte Schalteinheit S5a ist außenliegend ausgeführt. Die sechste Schalteinheit S6a ist in einer Ebene der vierten Planetenradstufe P4a angeordnet. Die sechste Schalteinheit S6a ist außenliegend ausgeführt. Ferner können die Schalteinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a grundsätzlich reibschlüssig oder formschlüssig ausgebildet sein. Im vorliegenden Fall ist zumindest ein Teil der Schalteinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a, S7a formschlüssig ausgebildet. Besonders vorteilhaft sind die erste Schalteinheit S1a, die zweite Schalteinheit S2a, die dritte Schalteinheit S3a als Klauenkupplungen ausgebildet, womit sich Reibverluste in der Getriebevorrichtung verringern lassen.
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In den 4 und 5 sind zwei weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleichbleibender Bauteile, Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung der anderen Ausführungsbeispiele, insbesondere der 1 bis 3, verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a in den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels der 1 bis 3 durch die Buchstaben b und c in den Bezugszeichen der Ausführungsbeispiele der 4 und 5 ersetzt. Bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, kann grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung der anderen Ausführungsbeispiele, insbesondere der 1 bis 3, verwiesen werden.
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4 zeigt eine konstruktive Anordnung einer Getriebevorrichtung 19b. Die Getriebevorrichtung 19b unterscheidet sich im Wesentlichen durch die Anordnung der Bauteile, insbesondere von Schalteinheiten S1b, S2b, S3b, S4b, S5b, S6b, von der Getriebevorrichtung 19a der 1 bis 3. Die Getriebevorrichtung 19b ist von einem Mehrstufengetriebe gebildet. Die Getriebevorrichtung 19b weist vier wirkungsmäßig miteinander verbundene Planetenradstufen P1b, P2b auf, von denen lediglich die erste Planetenradstufe P1b und die zweite Planetenradstufe P2b dargestellt sind. Die Getriebevorrichtung 19b weist ferner mehrere Schalteinheiten S1b, S2b, S3b, S4b, S5b, S6b auf. Die Getriebevorrichtung 19b weist genau sechs Schalteinheiten S1b, S2b, S3b, S4b, S5b, S6b auf, insbesondere eine erste Schalteinheit S1b, eine zweite Schalteinheit S2b, eine dritte Schalteinheit S3b, eine vierte Schalteinheit S4b, eine fünfte Schalteinheit S5b und eine sechste Schalteinheit S6b. Ferner weist die Getriebevorrichtung 19b ein Getriebegehäuse 10b auf.
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Besonders vorteilhaft sind die erste Schalteinheit S1b, die zweite Schalteinheit S2b, die dritte Schalteinheit S3b als Klauenkupplungen ausgebildet, womit sich Reibverluste in der Getriebevorrichtung verringern lassen.
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Des Weiteren weist die Getriebevorrichtung 19b eine E-Maschine 13b auf. Die E-Maschine 13b weist einen Rotor 14b auf. Ferner weist die E-Maschine 13b einen Stator 24b auf. Der Rotor 14b ist permanent drehfest mit einem Planetenradträger P22b der zweiten Planetenradstufe P2b und einem Hohlrad P13b der ersten Planetenradstufe P1b verbunden. Der Rotor 14b ist permanent drehfest mit einem vierten Getriebeelement 23b verbunden. Der Rotor 14b ist direkt an das vierte Getriebeelement 23b angebunden. Ferner weist der Rotor 14b der E-Maschine 13b eine Welle 15b auf, die eingangsseitig der ersten Planetenradstufe P1b und ausgangsseitig der zweiten Planetenradstufe P2b eine Lagerstelle aufweist. Die Welle 15b weist eingangsseitig der ersten Planetenradstufe P1b und ausgangsseitig der zweiten Planetenradstufe P2b eine radiale Lagerstelle auf. Die Welle 15b ist eingangsseitig der ersten Planetenradstufe P1b auf dem Planetenradträger P12b der ersten Planetenradstufe P1b oder an dem Getriebegehäuse 10b gelagert. Die Welle 15b ist eingangsseitig der ersten Planetenradstufe P1b beispielhaft auf dem Planetenradträger P12b der ersten Planetenradstufe P1b gelagert. Ferner ist die Welle 15b ausgangsseitig der zweiten Planetenradstufe P2b auf dem Sonnenrad P21b der zweiten Planetenradstufe P2b oder an dem Getriebegehäuse 10b gelagert. Die Welle 15b ist ausgangsseitig der zweiten Planetenradstufe P2b beispielhaft auf dem Sonnenrad P21b der zweiten Planetenradstufe P2b gelagert.
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Die E-Maschine 13b ist die axial erste Planetenradstufe P1b radial umgebend angeordnet. Die E-Maschine 13b weist gegenüber der E-Maschine 13a der 1 bis 3 einen geringeren Durchmesser auf und ist axial länger. Ferner endet die E-Maschine 13b axial vor der axial zweiten Planetenradstufe P2b. Die E-Maschine 13b ragt nicht in eine Steuereinheit 25b der Getriebevorrichtung 19b. Ferner ist die erste Schalteinheit S1b radial innerhalb des Rotors 14b der E-Maschine 13b angeordnet. Die erste Schalteinheit S1b ist radial vollständig innerhalb und axial auf Höhe des Rotors 14b der E-Maschine 13b angeordnet. Die dritte Schalteinheit S3b ist radial innerhalb des Rotors 14b der E-Maschine 13b angeordnet. Die dritte Schalteinheit S3b ist radial vollständig innerhalb und axial auf Höhe des Rotors 14b der E-Maschine 13b angeordnet. Die dritte Schalteinheit S3b ist abtriebsseitig der ersten Schalteinheit S1b angeordnet. Die dritte Schalteinheit S3b ist radial auf Höhe der ersten Schalteinheit S1b angeordnet. Des Weiteren ist die zweite Schalteinheit S2b radial innerhalb des Rotors 14b der E-Maschine 13b angeordnet. Die zweite Schalteinheit S2b ist radial innerhalb des Rotors 14b und axial neben dem Rotor 14b der E-Maschine 13b angeordnet. Die zweite Schalteinheit S2b ist antriebsseitig der ersten Schalteinheit S1b angeordnet. Die erste Schalteinheit S1b, die zweite Schalteinheit S2b und die dritte Schalteinheit S3b sind radial auf einer Höhe angeordnet. Ferner weist die zweite Schalteinheit S2b einen inneren Lamellenträger auf, der fest mit dem Getriebegehäuse 10b verbunden ist. Der innere Lamellenträger der zweiten Schalteinheit S2b bildet das zweite Kopplungselement S22b der zweiten Schalteinheit S2b aus.
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5 zeigt ein Getriebeschema einer Getriebevorrichtung 19c. Die Getriebevorrichtung 19c ist von einem Mehrstufengetriebe gebildet. Die Getriebevorrichtung 19c weist vier wirkungsmäßig miteinander verbundene Planetenradstufen P1c, P2c auf, von denen lediglich die erste Planetenradstufe P1c und die zweite Planetenradstufe P2c dargestellt sind. Die Getriebevorrichtung 19c weist ferner mehrere Schalteinheiten S1c, S2c, S3c, S4c, S5c, S6c, S7c auf. Die Getriebevorrichtung 19c weist genau sieben Schalteinheiten S1c, S2c, S3c, S4c, S5c, S6c, S7c auf, insbesondere eine erste Schalteinheit S1c, eine zweite Schalteinheit S2c, eine dritte Schalteinheit S3c, eine vierte Schalteinheit S4c, eine fünfte Schalteinheit S5c, eine sechste Schalteinheit S6c und eine siebte Schalteinheit S7c. Die siebte Schalteinheit S7c ist zwischen einer Antriebseinheit 16c und einem Sonnenrad P11a der ersten Planetenradstufe P1 und zwischen der ersten Schalteinheit S1a und dem Sonnenrad P11a der ersten Planetenradstufe P1a angeordnet. Ferner weist die Getriebevorrichtung 19c ein Getriebegehäuse 10c auf. Des Weiteren weist die Getriebevorrichtung 19c eine Eingangswelle 11c und eine Ausgangswelle 12c auf. Die siebte Schalteinheit S7c ist mit der Eingangswelle 11c gekoppelt.
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Die siebte Schalteinheit S7c ist vorteilhaft axial vor der ersten Planetenradstufe P1c angeordnet. Die siebte Schalteinheit S7c ist besonders vorteilhaft auf einem geringeren Radius als die zweite Schalteinheit S2c angeordnet.
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Besonders vorteilhaft sind die erste Schalteinheit S1c, die zweite Schalteinheit S2c, die dritte Schalteinheit S3c als Klauenkupplungen ausgebildet, womit sich Reibverluste in der Getriebevorrichtung verringern lassen.
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Die Eingangswelle 11c ist drehfest mit dem Sonnenrad P11c der ersten Planetenradstufe P1c und dem Planetenradträger P42c der vierten Planetenradstufe P4c verbunden. Die Eingangswelle 11c ist über die siebte Schalteinheit S7c drehfest mit dem Sonnenrad P11c der ersten Planetenradstufe P1c und dem Planetenradträger P42c der vierten Planetenradstufe P4c verbunden. Das Sonnenrad P11c der ersten Planetenradstufe P1c und der Planetenradträger P42c der vierten Planetenradstufe P4c sind über ein erstes Getriebeelement 20c permanent drehfest miteinander verbunden. Das erste Getriebeelement 20c ist permanent drehfest mit dem Sonnenrad P11c der ersten Planetenradstufe P1c und dem Planetenradträger P42c der vierten Planetenradstufe P4c verbunden.
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Ferner ist die erste Schalteinheit S1c der Schalteinheiten S1c, S2c, S3c, S4c, S5c, S6c, S7c dazu vorgesehen, den Planetenradträger P12c der ersten Planetenradstufe P1c drehfest mit der Eingangswelle 11c zu verbinden. Der Planetenradträger P12c der ersten Planetenradstufe P1c ist dazu permanent drehfest mit dem zweiten Kopplungselement S12c der ersten Schalteinheit S1c verbunden. Der Planetenradträger P12c der ersten Planetenradstufe P1c ist über das dritte Getriebeelement 22c permanent drehfest mit dem zweiten Kopplungselement S12c der ersten Schalteinheit S1c verbunden. Ferner ist die Eingangswelle 11c dazu permanent drehfest mit dem ersten Kopplungselement S11c der ersten Schalteinheit S1c verbunden.
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Des Weiteren ist die siebte Schalteinheit S7c der Schalteinheiten S1c, S2c, S3c, S4c, S5c, S6c, S7c dazu vorgesehen, einen Planetenradträger P42c der vierten Planetenradstufe P4c und das Sonnenrad P11c der ersten Planetenradstufe P1c drehfest mit der Eingangswelle 11c zu verbinden. Der Planetenradträger P42c der vierten Planetenradstufe P4c und das Sonnenrad P11c der ersten Planetenradstufe P1c sind dazu permanent drehfest mit dem ersten Kopplungselement S71c der siebten Schalteinheit S7c verbunden. Der Planetenradträger P42c der vierten Planetenradstufe P4c und das Sonnenrad P11c der ersten Planetenradstufe P1c sind über das erste Getriebeelement 20c permanent drehfest mit dem ersten Kopplungselement S71c der siebten Schalteinheit S7c verbunden. Ferner ist dazu die Eingangswelle 11c permanent drehfest mit dem zweiten Kopplungselement S72c der siebten Schalteinheit S7c verbunden.
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Die siebte Schalteinheit S7c übernimmt die Funktion einer Trennkupplung. Die siebte Schalteinheit S7c ersetzt eine reine Trennkupplung. Die erste Schalteinheit S1a erfüllt nur den Zweck der Verblockung der ersten Planetenradstufe P1c. Diese Funktion kann auch durch eine Ankopplung des Planetenradträgers P12c der ersten Planetenradstufe P1c an die Antriebseinheit 16c erfolgen, statt an das Sonnenrad P11c der ersten Planetenradstufe P1c. Dadurch ergeben sich weitere Übersetzungsmöglichkeiten, insbesondere ein zusätzlicher Zwischengang 3/4 und ein 10. Gang.
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Des Weiteren weist die Getriebevorrichtung 19c eine E-Maschine 13c auf. Die E-Maschine 13c weist einen Rotor 14c auf. Ferner weist die E-Maschine 13c einen Stator 24c auf. Der Rotor 14c ist permanent drehfest mit einem Planetenradträger P22c der zweiten Planetenradstufe P2c und einem Hohlrad P13c der ersten Planetenradstufe P1c verbunden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Getriebegehäuse
- 11
- Eingangswelle
- 12
- Ausgangswelle
- 13
- E-Maschine
- 14
- Rotor
- 15
- Welle
- 16
- Antriebseinheit
- 18
- Kraftfahrzeug
- 19
- Getriebevorrichtung
- 20
- Getriebeelement
- 21
- Getriebeelement
- 22
- Getriebeelement
- 23
- Getriebeelement
- 24
- Stator
- 25
- Steuereinheit
- P1
- Planetenradstufe
- P11
- Sonnenrad
- P12
- Planetenradträger
- P13
- Hohlrad
- P14
- Planetenräder
- P2
- Planetenradstufe
- P21
- Sonnenrad
- P22
- Planetenradtäger
- P23
- Hohlrad
- P24
- Planetenräder
- P3
- Planetenradstufe
- P31
- Sonnenrad
- P32
- Planetenradträger
- P33
- Hohlrad
- P34
- Planetenräder
- P4
- Planetenradstufe
- P41
- Sonnenrad
- P42
- Planetenradträger
- P43
- Hohlrad
- P44
- Planetenräder
- S1
- Schalteinheit
- S11
- Kopplungselement
- S12
- Kopplungselement
- S2
- Schalteinheit
- S21
- Kopplungselement
- S22
- Kopplungselement
- S3
- Schalteinheit
- S31
- Kopplungselement
- S32
- Kopplungselement
- S4
- Schalteinheit
- S41
- Kopplungselement
- S42
- Kopplungselement
- S5
- Schalteinheit
- S51
- Kopplungselement
- S52
- Kopplungselement
- S6
- Schalteinheit
- S61
- Kopplungselement
- S62
- Kopplungselement
- S7
- Schalteinheit
- S71
- Kopplungselement
- S72
- Kopplungselement
- T1
- Trennkupplung
- T11
- Kopplungselement
- T12
- Kopplungselement
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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