[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

WO2024074312A1 - Transmission for a vehicle, and powertrain comprising such a transmission - Google Patents

Transmission for a vehicle, and powertrain comprising such a transmission Download PDF

Info

Publication number
WO2024074312A1
WO2024074312A1 PCT/EP2023/076039 EP2023076039W WO2024074312A1 WO 2024074312 A1 WO2024074312 A1 WO 2024074312A1 EP 2023076039 W EP2023076039 W EP 2023076039W WO 2024074312 A1 WO2024074312 A1 WO 2024074312A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
gear set
planetary gear
transmission
planetary
rotation
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/076039
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Stefan Beck
Matthias Reisch
Eckhardt LÜBKE
Domenico Bartilucci
Tamas Gyarmati
Original Assignee
Zf Friedrichshafen Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zf Friedrichshafen Ag filed Critical Zf Friedrichshafen Ag
Publication of WO2024074312A1 publication Critical patent/WO2024074312A1/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H48/00Differential gearings
    • F16H48/06Differential gearings with gears having orbital motion
    • F16H48/10Differential gearings with gears having orbital motion with orbital spur gears
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H37/00Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00
    • F16H37/02Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings
    • F16H37/06Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts
    • F16H37/08Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing
    • F16H37/0806Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing with a plurality of driving or driven shafts
    • F16H37/0826Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing with a plurality of driving or driven shafts with only one output shaft
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H48/00Differential gearings
    • F16H48/06Differential gearings with gears having orbital motion
    • F16H48/10Differential gearings with gears having orbital motion with orbital spur gears
    • F16H2048/104Differential gearings with gears having orbital motion with orbital spur gears characterised by two ring gears
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H48/00Differential gearings
    • F16H48/06Differential gearings with gears having orbital motion
    • F16H48/10Differential gearings with gears having orbital motion with orbital spur gears
    • F16H2048/106Differential gearings with gears having orbital motion with orbital spur gears characterised by two sun gears
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H48/00Differential gearings
    • F16H48/20Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices
    • F16H48/22Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices using friction clutches or brakes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H48/00Differential gearings
    • F16H48/20Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices
    • F16H48/24Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices using positive clutches or brakes

Definitions

  • the invention relates to a transmission for a drive train of a vehicle and to a drive train with such a transmission.
  • the epicyclic gear has a first planetary stage, which comprises a first sun gear, a first planetary set, a first planetary carrier and a first ring gear.
  • the epicyclic gear also has a second planetary stage, which comprises a second sun gear, a second planetary set, a second planetary carrier and a second ring gear.
  • the epicyclic gear also has a third planetary stage, which comprises a third sun gear, a third planetary set, a third planetary carrier and a third ring gear.
  • the first sun gear functions as the power input, with the first planetary carrier being connected to the second sun gear in a rotationally fixed manner.
  • the second planet carrier is fixed in a stationary manner, the first ring gear is connected to the third sun gear in a rotationally fixed manner and the third ring gear is connected to the second planet carrier in a rotationally fixed manner.
  • a first power output is achieved via the third planetary stage, with a second power output being achieved via the second ring gear of the second planetary stage.
  • the object of the present invention is to propose a space-saving and efficient transmission for a drive train of a vehicle that enables high levels of efficiency.
  • the object is achieved by a transmission with the features of independent patent claim 1 and by a drive train with the features of patent claim 15.
  • Advantageous embodiments are the subject of the subclaims, the following description and the figures.
  • a transmission according to the invention for a drive train of a vehicle comprises an input shaft having a first axis of rotation, a first output shaft, a second output shaft, wherein between the input shaft and the two output shafts a first planetary gear set with a plurality of gear set elements and at least one second planetary gear set operatively connected thereto with a plurality of gear set elements are operatively arranged, wherein one of the planetary gear sets has at least one planetary gear with a second axis of rotation, wherein the second axis of rotation of the respective planetary gear is arranged obliquely to the first axis of rotation of the input shaft.
  • the first axis of rotation is to be understood as the drive axis of the transmission.
  • the respective planetary gear with the second axis of rotation is arranged at an angle to the first axis of rotation. “Arranged at an angle” is to be understood as a non-parallel arrangement of the first to the second axis of rotation. Any arrangement of the second axis of rotation that is neither parallel nor exactly perpendicular to the first axis of rotation is therefore to be understood as an oblique arrangement of the axes of rotation. If one axis of rotation is arranged at an angle to the other, this essentially includes two alternatives.
  • an oblique arrangement of the axes of rotation exists if the angle between the axes of rotation is arbitrary but not 0°, i.e. the axes are not parallel to one another, and also not 90°, i.e. the axes are not perpendicular to one another.
  • the axes of rotation meet at a common intersection point.
  • an oblique arrangement of the rotation axes is also to be understood as meaning that the rotation axes are skewed to one another, i.e. the axes do not lie in a common plane and therefore do not have a common intersection point.
  • the input shaft rotates about the first rotation axis.
  • Both planetary gear sets each have at least one planetary gear with an associated rotation axis.
  • the rotation axis of the respective planetary gear of the first planetary gear set can be the second rotation axis in the sense of the invention, while the rotation axis of the respective planetary gear of the second planetary gear set is arranged axially parallel to the first rotation axis of the input shaft.
  • the rotation axis of the respective planetary gear of the second planetary gear set can be the second rotation axis in the sense of the invention. while the rotation axis of the respective planetary gear of the first planetary gear set is arranged parallel to the first rotation axis of the input shaft. Regardless of which alternative is selected, the second rotation axis is arranged at an angle to the first rotation axis.
  • This type of transmission can achieve high gear ratios while maintaining high power density and efficiency.
  • the installation space required for the transmission can also be reduced.
  • the drive torque applied to the input shaft is converted by the differential into two output torques of approximately equal magnitude that are greater than the drive torque.
  • the input shaft is preferably designed to be at least indirectly connected in a rotationally fixed manner to a drive shaft of a drive unit.
  • the drive unit generates a drive power that is transmitted to the input shaft via the drive shaft.
  • the drive shaft of the drive unit can be connected in a rotationally fixed manner to the input shaft.
  • the drive shaft and the input shaft are a connected or one-piece component.
  • two or more input shafts can also be provided, in particular if the drive train is a hybridized drive train and therefore two or more drive units are provided.
  • the input shaft is preferably designed as a hollow shaft.
  • one of the output shafts preferably the first output shaft
  • one of the output shafts can be guided axially through the input shaft.
  • one of the output shafts in particular the first output shaft, through the gearbox and, if necessary, through the drive unit of the drive train.
  • the respective output shaft is thus guided "inline" through the gearbox, so to speak, in order to transmit drive power to the wheel that is operatively connected to it.
  • the output shafts are advantageously arranged coaxially to one another.
  • the coaxial arrangement of the output shafts enables a radially narrow design of the gearbox to be achieved.
  • a parallel, offset arrangement of the output shafts is also conceivable.
  • a “shaft” is a rotatable component of the transmission, via which the associated components of the transmission are connected to one another in a rotationally fixed manner.
  • the respective shaft can connect the components axially or radially, or both axially and radially.
  • a shaft is not exclusively understood to mean, for example, a cylindrical, rotatably mounted machine element for transmitting torque, but rather also general connecting elements that connect individual components or elements to one another, in particular connecting elements that connect several elements to one another in a rotationally fixed manner.
  • the first planetary gear set and the at least second planetary gear set are associated with a differential, wherein a first output torque can be transmitted to the first output shaft at least indirectly by means of the first planetary gear set, wherein a support torque of the first planetary gear set can be converted at least in the second planetary gear set in such a way that a first output torque corresponding second output torque is transferable to the second output shaft, wherein a first gear set element of the first planetary gear set is operatively connected to the input shaft, wherein a second gear set element of the first planetary gear set is at least indirectly connected in a rotationally fixed manner to the first output shaft, wherein a third gear set element of the first planetary gear set is at least indirectly connected in a rotationally fixed manner to a first gear set element of the second planetary gear set, wherein a second gear set element of the second planetary gear set is connected in a rotationally fixed manner to a stationary component, wherein a third gear set element of the second planetary gear set is connected in a rotation
  • a transmission is therefore provided that, by means of the integral differential, can perform the two functions of torque conversion and torque distribution, which were previously solved by two separate components, using a single integral component.
  • the invention is therefore a combined transmission and differential transmission that realizes torque conversion on the one hand and torque distribution to the output shafts on the other, while also realizing power splitting. With such a transmission, high transmission ratios can be realized, in particular of i > 10.
  • the differential is to be understood as an integral differential, whereby the transmission is consequently a differential transmission.
  • an integral differential is to be understood as a differential with a first planetary gear set and at least one further planetary gear set operatively connected to the first planetary gear set.
  • the first planetary gear set is connected to the input shaft, to the second planetary gear set and at least indirectly to the first output shaft.
  • the second planetary gear set is connected to the second output shaft.
  • the input torque on the input shaft can be changed and divided or transferred to the two output shafts in a defined ratio.
  • the input torque is transferred 50% each, i.e. half, to the output shafts.
  • the differential therefore has no rotating component to which the sum of the two output torques is applied. In other words, the creation of a total torque is prevented.
  • the differential has no gears rotating in the block or rotating without a rolling motion. Therefore, regardless of the output speeds of the output shafts, there is always a relative movement of the meshing components of the differential.
  • one of the planetary gear sets is arranged on the input side and is drive-connected to the other two planetary gear sets, via which the output is transmitted to the first and/or second output shaft.
  • the first planetary gear set is drive-connected to the input shaft and to the second and third planetary gear sets, with the second planetary gear set additionally being drive-connected to the second output shaft and being supported on the housing via one of its gear set elements, and with the third planetary gear set additionally being drive-connected to the first output shaft and the second output shaft.
  • the first planetary gear set is drive-connected to the first output shaft and to the second and third planetary gear sets, with the second planetary gear set additionally being drive-connected to the second output shaft and being supported on the housing via one of its gear set elements, and with the third planetary gear set additionally being drive-connected to the input shaft.
  • the first planetary gear set is connected via one of its gear set elements supported on the housing and drive-connected to the second and third planetary gear sets, the second planetary gear set additionally drive-connected to the input shaft and the second output shaft, and the third planetary gear set additionally drive-connected to the first output shaft.
  • the first planetary gear set is drive-connected to the input shaft and to the second and third planetary gear sets, the second planetary gear set additionally drive-connected to the first output shaft and supported on the housing via one of its gear set elements, and the third planetary gear set additionally drive-connected to the second output shaft and also supported on the housing via one of its gear set elements.
  • the planetary gear or gears of one of the three planetary gear sets is or are located on a second axis of rotation which is or are arranged obliquely to the first axis of rotation on which the input shaft is located.
  • the input torque on the input shaft can also be changed and divided or transferred to the two output shafts in a defined ratio.
  • the input torque is transferred 50% each, i.e. half, to the output shafts.
  • the differential has no rotating component to which the sum of the two output torques is applied, so that the creation of a total torque is prevented.
  • Such a differential has gears that rotate in the block or rotate without rolling motion when the output shafts have identical output speeds, namely on the gear set elements of the second or third planetary gear set, which are directly connected to the output shafts.
  • Such a differential is to be understood as an asymmetrical differential.
  • the output shafts of the transmission are designed in particular to be operatively connected to a wheel of the vehicle.
  • the respective output shaft can be connected to the associated wheel directly or indirectly, i.e. via a joint and/or a wheel hub, for example.
  • the differential is therefore designed as a planetary gear with at least two planetary gear sets and the gear set elements sun gear, ring gear and several planetary gears guided by a planet carrier on a circular path around the sun gear.
  • a “planetary gear set” is to be understood as a unit with several gear set elements in the form of a sun gear, a ring gear and a planet carrier, with at least one planetary gear guided by the planet carrier on a circular path around the sun gear, preferably several planetary gears, being rotatably arranged on the planet carrier, with the planet gear or the planet gears meshing with the ring gear and/or the sun gear depending on the design of the respective planetary gear set. It is conceivable that the differential has three or more planetary gear sets that are operatively connected to one another.
  • sun gear, ring gear and planetary gears are also used for planetary gear sets with planetary gears or planetary axes that are inclined in relation to the input shaft or the first axis of rotation or second axes of rotation, whereby these are bevel gears.
  • the larger of the bevel gears is referred to as the ring gear and the smaller of the bevel gears is referred to as the sun gear.
  • a stationary component is understood to be a component of the transmission that is rotationally and axially fixed, for example the transmission housing.
  • the stationary component can therefore be arranged so that it is fixed to the housing.
  • the term "fixed to the housing" is to be understood to mean that no relative movement takes place or can take place between the respective gear set element fixed to the housing and the stationary component of the transmission.
  • the transmission has five shafts, namely the input shaft, the first output shaft, the second output shaft, a coupling shaft that at least indirectly connects the third gear set element of the first planetary gear set in a rotationally fixed manner to the first gear set element of the second planetary gear set, and a shaft for connecting the second gear set element of the second planetary gear set to the stationary component.
  • the third gear set element of the first planetary gear set is connected in a rotationally fixed manner to the first gear set element of the second planetary gear set via a coupling shaft.
  • the planetary gear sets are operatively connected to one another via the coupling shaft.
  • the second rotation axis has a common intersection point with the first rotation axis.
  • the second rotation axis is only arranged at an angle to the first rotation axis.
  • the first and respective second rotation axes therefore lie in a common plane.
  • the planetary gear set which has the respective planetary gear that lies on the second axis of rotation, can in this case be designed as an angular gear in planetary design, in particular as a bevel gear.
  • the gears of the gear set elements of this planetary gear set are preferably designed as straight gears, helical gears, curved gears or spiral gears. It has been found that curved or spiral gears are advantageous for transmitting the drive torque.
  • the second rotation axis is arranged skewed to the first rotation axis.
  • the first and respective second rotation axes do not have a common intersection point and are not arranged parallel or exactly perpendicular to each other.
  • the planetary gear set which has the respective planetary gear that lies on the second axis of rotation, can in this case be designed as a hypoid gear in planetary design, in particular as a bevel gear screw gear.
  • the gears of the gear set elements of this planetary gear set are preferably designed as straight gears, helical gears, curved gears or spiral gears. It has been found that curved or spiral gears are advantageous for transmitting the drive torque.
  • the first planetary gear set is arranged at least partially radially within the second planetary gear set. By arranging the first planetary gear set at least partially radially within the second planetary gear set according to the first aspect of the invention, a radially nested design of the integral differential is realized.
  • the gear set elements of the first and second planetary gear sets are arranged axially in a common plane.
  • the first and second planetary gear sets are therefore arranged essentially in a common gear plane, which means that the transmission is axially short and can therefore be designed to be particularly compact.
  • the first and second planetary gear sets are arranged one above the other when viewed radially. It is also conceivable that the first and second planetary gear sets are not arranged in a common plane, but that the first planetary gear set is arranged offset in the axial direction to the second planetary gear set.
  • the input shaft and the output shafts have the same direction of rotation.
  • the advantage is that a lower transmission support torque is applied to the second gear set element of the second planetary gear set or to the component via which the second gear set element of the second planetary gear set is supported on the stationary component.
  • the input shaft rotates in a first direction of rotation that is opposite to a second direction of rotation of the output shafts.
  • the direction of rotation of the output shafts we mean that they rotate in the same direction.
  • operating states can be imagined and represented in which one output shaft rotates in a first direction of rotation, for example forwards, and the other output shaft rotates in a second direction of rotation that is opposite to this, i.e. backwards.
  • the first gear set element of the first planetary gear set is connected to the input shaft in a rotationally fixed manner.
  • a gear ratio is arranged between the first input shaft and the first gear set element of the first planetary gear set.
  • the gear ratio is connected upstream of the first planetary gear set of the differential.
  • the gear ratio is to be understood as a pre-mounted group that is intended to increase a gear ratio of the transmission.
  • the transmission stage can be designed as a planetary gear transmission in the form of a planetary gear with at least one third planetary gear set and is connected upstream of the integral differential.
  • the planetary gear set of the transmission stage has several gear set elements in the form of a sun gear, a ring gear and a planet carrier, with at least one planet gear, preferably several planet gears, being rotatably arranged on the planet carrier and guided by the planet carrier on a circular path around the sun gear, with the planet gear or the planet gears meshing with the ring gear and/or the sun gear depending on the design of the respective planetary gear set.
  • a first gear set element of the planetary gear set of the transmission stage is firmly connected to the stationary component, which can be the transmission housing, a second gear set element of the planetary gear set of the transmission stage is connected in a rotationally fixed manner to the drive side of the transmission, in particular the input shaft, and a third gear set element of the planetary gear set of the transmission stage is connected in a rotationally fixed manner to the input side of the differential, in particular to the first gear set element of the first planetary gear set.
  • the transmission stage designed as an epicyclic gear comprises a fourth or further planetary gear sets.
  • the transmission stage is designed as a spur gear stage.
  • the spur gear stage can be designed as a single or multi-stage, i.e. with gears on intermediate shafts.
  • the drive or a drive shaft be it a rotor shaft of an electric machine or a crankshaft of an internal combustion engine, is arranged axially parallel to the input shaft of the transmission.
  • a multi-speed transmission is arranged between the first input shaft and the first gear set element of the first planetary gear set.
  • the multi-speed transmission can be an epicyclic gear transmission in the form of a planetary gear with at least a third planetary gear set, analogous to the gear ratio, and is connected upstream of the integral differential.
  • One of the gear set elements of the third planetary gear set can, for example, be connected in a rotationally fixed manner to another of the gear set elements of the same planetary gear set via a first switching element in order to achieve a blocking of the third planetary gear set.
  • a further switching element can be provided to connect one of the gear set elements in a rotationally fixed manner to the stationary component, in particular to the transmission housing.
  • a switching element for transmitting torque between the output shafts is arranged between the first output shaft and the second output shaft.
  • the switching element therefore serves as a differential lock.
  • the switching element can be designed as a positive or frictional switching element.
  • a positive switching element achieves a rotationally fixed coupling of the two output shafts, whereby a frictional switching element makes it possible to regulate the torque transmission.
  • the switching element can influence the driving dynamics of the vehicle.
  • the planetary gear sets of the transmission can be arranged in any order and can be operatively connected to one another in order to achieve a desired gear ratio with the transmission.
  • the first gear set element is a sun gear of the respective planetary gear set of the differential
  • the second gear set element is a planet carrier of the respective planetary gear set of the differential
  • the third gear set element is a ring gear of the respective planetary gear set of the differential.
  • the input shaft is thus rotationally connected to the sun gear of the first planetary gear set, the planet carrier of the first planetary gear set being at least indirectly rotationally connected to the first output shaft, and the ring gear of the first planetary gear set being at least indirectly rotationally connected to the sun gear of the second planetary gear set.
  • the ring gear of the first planetary gear set is rotationally connected to the sun gear of the second planetary gear set via a coupling shaft.
  • the input shaft and the sun gear of the first planetary gear set can be designed as one piece, provided that no other transmission components or component groups are effectively arranged between the input shaft. Furthermore, in this sense the planet carrier of the second planetary gear set is fixed in place, for example on a housing of the transmission, the ring gear of the second planetary gear set being at least indirectly rotationally connected to the second output shaft.
  • the first gear set element of the first planetary gear set is a sun gear
  • the second gear set element of the first planetary gear set is a ring gear
  • the third gear set element of the first planetary gear set is a planet carrier
  • the first gear set element of the second planetary gear set is a ring gear
  • the second gear set element of the second planetary gear set is a planet carrier
  • the third gear set element of the second planetary gear set is a sun gear
  • the input shaft is thus connected in a rotationally fixed manner to the sun gear of the first planetary gear set, the ring gear of the first planetary gear set is at least indirectly connected in a rotationally fixed manner to the first output shaft, and the planet carrier of the first planetary gear set is at least indirectly connected in a rotationally fixed manner to the ring gear of the second planetary gear set.
  • the planet carrier of the first planetary gear set is connected in a rotationally fixed manner to the ring gear of the second planetary gear set via a coupling shaft.
  • the input shaft and the sun gear of the first planetary gear set can be designed as one piece, provided that no other transmission components or component groups are effectively arranged between the input shaft.
  • the planet carrier of the second planetary gear set is fixed in place, for example on the transmission housing, with the sun gear of the second planetary gear set being at least indirectly connected in a rotationally fixed manner to the second output shaft.
  • the connection of the gear set elements between the planetary gear sets can be swapped as required depending on the gear ratio requirements. In other words, the connection of the gear set elements can be varied as required. Additional components, such as intermediate or coupling shafts, can also be arranged between the components mentioned, i.e. the gear set elements of the planetary gear sets of the differential.
  • One or more of the planetary gear sets are preferably designed as a minus planetary gear set or as a plus planetary gear set.
  • a minus planetary gear set corresponds to a planetary gear set with a planet carrier on which first planetary gears are rotatably mounted, a sun gear and a ring gear, wherein the teeth of at least one of the planetary gears mesh with both the teeth of the sun gear and the teeth of the ring gear, whereby the ring gear and the sun gear rotate in opposite directions when the sun gear rotates with the web stationary.
  • a plus planetary gear set differs from the minus planetary gear set in that the plus planetary gear set has first and second or inner and outer planetary gears which are rotatably mounted on the planet carrier.
  • the teeth of the first or inner planetary gears mesh on the one hand with the teeth of the sun gear and on the other hand with the teeth of the second or outer planetary gears.
  • the teeth of the outer planet gears also mesh with the teeth of the ring gear. This means that when the planet carrier is stationary, the ring gear and the sun gear rotate in the same direction.
  • each stepped planetary gear of the respective stepped planetary gear set preferably comprises a first gear with a second gear connected to it in a rotationally fixed manner, the first gear meshing with the sun gear and the second gear meshing with the ring gear, for example, or vice versa.
  • These two gears can be connected to one another in a rotationally fixed manner, for example, via an intermediate shaft or a hollow shaft. In the case of a hollow shaft, this can be rotatably mounted on a bolt of the planet carrier.
  • the two gears of the respective stepped planetary gear preferably have different diameters and numbers of teeth in order to set a transmission ratio.
  • Compound planetary gear sets are also conceivable.
  • the first output shaft is arranged radially inside the second output shaft in sections and is mounted so that it can rotate relative to it.
  • the second output shaft is designed as a hollow shaft at least in sections, with the second output shaft spatially accommodating and mounting the first output shaft in the area designed as a hollow shaft.
  • the bearing can be a roller bearing, a needle bearing or a plain bearing. Other types of bearing are also conceivable.
  • the differential further comprises a third planetary gear set with several gear set elements.
  • the differential has three planetary gear sets that are operatively connected to one another.
  • the first planetary gear set is in this case operatively connected to the input shaft with a first gear set element, to the second planetary gear set with a second gear set element and to the third planetary gear set with a third gear set element.
  • the housing is supported, for example, by a gear set element of the second planetary gear set, which is also operatively connected, in particular rotationally fixed, to another gear set element both to the second output shaft and to a gear set element of the third planetary gear set.
  • the third planetary gear set also has a gear set element that is operatively connected, in particular rotationally fixed, to the first output shaft.
  • the second and third planetary gear sets can also be swapped.
  • the term "actively connected” refers to a non-switchable connection between two components, which is intended for the permanent transmission of drive power, in particular a speed and/or a torque.
  • the connection can be made either directly, i.e. as a rotationally fixed connection, or via a fixed gear ratio.
  • the connection can be made, for example, via a fixed shaft, a gearing, in particular a spur gearing, and/or a belt.
  • the term "at least indirectly” means that two components are (operatively) connected to one another via at least one other component that is arranged between the two components, or are directly and thus immediately connected to one another.
  • further components that are operatively connected to the shaft or gear can be arranged between shafts or gears.
  • a drive train according to the invention for a vehicle comprises a transmission according to the previous embodiments.
  • the transmission is operatively connected to a drive unit.
  • the drive unit is preferably an electric machine, wherein the input shaft of the transmission is a rotor of the electric machine or is connected or coupled in a rotationally fixed manner to the rotor or a rotor shaft.
  • the rotor is rotatably mounted relative to a stator of the electric machine that is fixed to the housing.
  • the electric machine is preferably connected to an accumulator that supplies the electric machine with electrical energy. Furthermore, the electric machine can preferably be controlled or regulated by power electronics.
  • the drive unit can alternatively also be an internal combustion engine, in which case the input shaft is, for example, a crankshaft or is connected or coupled to the crankshaft in a rotationally fixed manner.
  • the drive unit is arranged coaxially to the integral differential. This means that an additional transmission from the input shaft to the rotor shaft or the rotor or the crankshaft of the drive unit is not required.
  • One of the output shafts, preferably the first output shaft, is guided axially through the drive unit in this case.
  • Additional intermediate components can be arranged between the input shaft of the transmission and the drive unit, for example in the form of planetary gears, spur gears, chain drives, belt drives, angle drives, cardan shafts, torsion dampers, multi-speed transmissions or the like. Additional intermediate components can also be arranged between the respective output shaft and the wheel operatively connected to it, such as cardan shafts, transmission gears, spring and damping elements or the like.
  • the drive train according to the type described above can be used in a vehicle.
  • the vehicle is preferably a motor vehicle, in particular an automobile (e.g. a passenger car weighing less than 3.51), bus or truck (bus and truck, for example, weighing more than 3.5 t).
  • the vehicle is an electric vehicle or a hybrid vehicle.
  • the vehicle comprises at least two axles, one of the axles forming an axle that can be driven by means of the drive train.
  • the drive train according to the invention is effectively arranged on this drivable axle, the drive train transmitting a drive power of the drive unit to the wheels of this axle via the transmission according to the invention. It is also conceivable to provide such a drive train for each axle.
  • the drive train is preferably installed in a front-transverse design, so that the input shaft and the output shafts are essentially aligned transversely to the longitudinal direction of the vehicle.
  • the drive train can be arranged at an angle to the longitudinal and transverse axes of the vehicle, with the output shafts being connected via corresponding joints to the wheels of the respective axle, which are arranged transversely to the longitudinal axis of the vehicle.
  • Fig. 1 is a highly schematic plan view of a vehicle with a drive train according to the invention and a transmission according to the invention according to a preferred embodiment
  • Fig. 2 is a highly schematic longitudinal section of the transmission according to the invention according to Fig. 1,
  • Fig. 3 is a highly schematic longitudinal section of the transmission according to the invention according to a second embodiment
  • Fig. 4 is a highly schematic longitudinal section of the transmission according to the invention according to a third embodiment
  • Fig. 5 is a highly schematic longitudinal section of the transmission according to the invention according to a fourth embodiment
  • Fig. 6 is a highly schematic longitudinal section of the transmission according to the invention according to a fifth embodiment
  • Fig. 7 is a highly schematic longitudinal section of the transmission according to the invention according to a sixth embodiment
  • Fig. 8 is a highly schematic longitudinal section of the transmission according to the invention according to a seventh embodiment
  • Fig. 9 is a highly schematic longitudinal section of the transmission according to the invention according to an eighth embodiment
  • Fig. 10 is a highly schematic longitudinal section of the transmission according to the invention according to a ninth embodiment
  • Fig. 11 is a highly schematic longitudinal section of the transmission according to the invention according to a tenth embodiment
  • Fig. 12 is a highly schematic longitudinal section of the transmission according to the invention according to an eleventh embodiment
  • Fig. 13 is a highly schematic longitudinal section of the transmission according to the invention according to a twelfth embodiment
  • Fig. 14 is a highly schematic longitudinal section of the transmission according to the invention according to a thirteenth embodiment
  • Fig. 15 is a highly schematic longitudinal section of the transmission according to the invention according to a fourteenth embodiment.
  • Fig. 16 is a highly schematic longitudinal section of the transmission according to the invention according to a fifteenth embodiment.
  • a vehicle 1 with two axles 11a, 11b is shown, with a drive train 2 according to the invention being arranged on the first axle 11a in a drive-effective manner.
  • the vehicle 1 is an electric vehicle here, with the drive of the vehicle 1 being purely electric.
  • the first axle 11a can be either the front axle or the rear axle of the vehicle 1 and forms a driven axle of the vehicle 1.
  • the first axle 11a is the rear axle or the non-steerable axle of the vehicle 1.
  • the drive train 2 comprises a drive unit 22 designed as an electric machine and a transmission 3 connected to it in a drive-effective manner, with the structure and arrangement of the transmission 3 being shown in the following figures. is explained in more detail.
  • the structure of the drive unit 22 is not shown here.
  • the drive unit 22 or electric machine in any case has an accumulator that supplies it with electrical energy, and power electronics for controlling and regulating the drive unit 22.
  • a stator not shown here
  • a rotor also not shown here
  • the drive power of the drive unit 22 is fed into the transmission 3 via the input shaft 4 and there converted by a differential 7 and at least indirectly divided between a first output shaft 5 and a second output shaft 6.
  • the drive unit 22 is arranged coaxially to the integral differential 7.
  • a wheel 18 is connected at least indirectly in order to drive the vehicle 1. Joints and wheel hubs can be arranged between the respective wheel 18 and the output shafts 5, 6 in order to compensate for any misalignment of the output shafts 5, 6. These are not shown or described in detail here.
  • the transmission 3 shown in Fig. 2 to Fig. 17 is a differential transmission.
  • the output shafts 5, 6 are arranged coaxially to one another and extend in opposite directions towards the wheels 18 according to Fig. 1, the first output shaft 5 being guided axially through the transmission 3, in particular through the integral differential 7 and the drive unit 22.
  • the integral differential 7 is assigned a first planetary gear set 8 with several gear set elements and a second planetary gear set 9 operatively connected thereto, also with several gear set elements.
  • a first output torque can be transmitted to the first output shaft 5, wherein a support torque of the first planetary gear set 8 in the second planetary gear set 9 can be converted in such a way that a second output torque corresponding to the first output torque can be transmitted to the second output shaft 6.
  • the input shaft 4 and the output shafts 5, 6 can have the same direction of rotation.
  • the input shaft 4 can rotate in a first direction of rotation that is opposite to a second direction of rotation of the output shafts 5, 6.
  • the first gear set element is a first sun gear 25a
  • the second gear set element is a first planet carrier 26a
  • the third gear set element is a first ring gear 27a
  • several first planet gears 28a are rotatably arranged on the first planet carrier 26a, which mesh with the first sun gear 25a and the first ring gear 27a.
  • the first output shaft 5 is guided axially through the first sun gear 25a of the first planetary gear set 8.
  • the first sun gear 25a is therefore designed as a ring gear and the input shaft 4 connected to it is designed as a hollow shaft.
  • the first sun gear 25a sits firmly on the input shaft 4 or is connected to it in a rotationally fixed manner.
  • the first sun gear 25a and the input shaft 4 are connected to one another in one piece.
  • the first gear set element is a second sun gear 25b
  • the second gear set element is a second planet carrier 26b
  • the third gear set element is a second ring gear 27b, wherein a plurality of second planet gears 28b are rotatably arranged on the second planet carrier 26b, which are in tooth engagement with the second sun gear 25b and the second ring gear 27b.
  • the first ring gear 27a of the first planetary gear set 8 is connected in a rotationally fixed manner to the second sun gear 25b of the second planetary gear set 9 via a coupling shaft 14.
  • the second planet carrier 26b of the second planetary gear set 9 is supported in a housing-fixed manner on the stationary component 13, which in this case is the transmission housing.
  • the second planet carrier 26b is connected in a rotationally fixed manner to the stationary component 13 via a shaft 20.
  • the second ring gear 27b of the second planetary gear set 9 can be connected in a rotationally fixed manner to the second output shaft 6 via a coupling element or the like, which can be designed as a ring gear carrier.
  • the first and second planetary gear sets 8, 9 are each designed as a minus planetary gear set and are nested radially and thus arranged in a common plane which runs perpendicular to the axis 11a. This saves axial installation space.
  • the first planetary gear set 8 is arranged radially within the second planetary gear set 9.
  • the input shaft 4 lies on a first rotation axis 15.
  • the first rotation axis 15 forms the drive axis of the transmission 3.
  • the first rotation axis 15 can be arranged coaxially or axially parallel to the first axis 11a.
  • the rotation axes of the output shafts 5, 6 also lie on the first rotation axis 15.
  • the output shafts 5, 6 are thus arranged coaxially to the input shaft 4.
  • the drive axis is arranged coaxially to the output axis.
  • the first and second planetary gear sets 8, 9 are arranged coaxially to the input shaft 4 and to the first rotation axis 15, respectively.
  • each of the conical second planetary gears 28b of the second planetary gear set 9 lies on an associated second rotation axis 16, with the respective second rotation axis 16 being arranged obliquely, i.e. at an angle, to the first rotation axis 15 of the input shaft 4.
  • Each second planetary gear 18b thus rotates about its own second rotation axis 16, with all rotation axes 16 being arranged equally obliquely to the first rotation axis 15 of the input shaft 4.
  • the second planetary gear 28b is formed as a ring gear.
  • the second planetary gear set 9 By slanting the respective second rotation axis 16, which is to be understood as the planetary axis, to the first rotation axis 15, it is possible to design the second planetary gear set 9 with a small stationary ratio without the planet diameter of the second planetary gears 28b necessarily having to be small. This means that there is sufficient space inside the respective second planetary gear 28b to accommodate a sufficiently dimensioned bearing for the respective planetary gear 28b.
  • the first rotation axis 15 of the input shaft 4 and the second rotation axis 16 of the respective second planetary gear 28b can have a common intersection point X.
  • first rotation axis 15 of the input shaft 4 and the second rotation axis 16 of the respective second planetary gear 28b can be arranged at an angle to one another.
  • the rotation axes 15, 16 are also arranged at an angle to one another, but do not have a common intersection point.
  • the angle between the first and second rotation axes 15, 16 is either between 0° and 90° or between 90° and 180°.
  • the rotation axes 15, 16 are neither exactly parallel nor exactly perpendicular to one another.
  • the first planet gears 28a are arranged axially parallel to the first rotation axis 15 of the input shaft 4.
  • the angle between the first and second rotation axes 15, 16 is here less than 90°.
  • the transmission 3 according to Fig. 3 differs from the embodiment according to Fig. 2 in that the second rotation axis 16 is tilted or inclined in the opposite direction.
  • the angle between the first and second rotation axes 15, 16 is greater than 90° here.
  • the gear set elements of the first and second planetary gear sets 8, 9 are arranged essentially within the second ring gear 27b of the second planetary gear set 9.
  • the first planetary gears 28a are each designed as stepped planetary gears, comprising a first gear Z1 and a second gear Z2 connected to it in a rotationally fixed manner.
  • the first gear Z1 has a larger outer diameter than the second gear Z2.
  • the first gear Z1 meshes with the first sun gear 25a, whereby the second gear Z2 meshes with the first ring gear 27a.
  • the first planetary gears 28a designed as stepped planets ensure the The desired large stationary gear ratio can be represented on the first planetary gear set 8 without the ring gear diameter of the first ring gear 27a of the first planetary gear set 8 becoming too large.
  • a cone angle of the teeth of the outer, second planetary gear 28b can be smaller than 90°, cf.
  • Fig. 6 This depends on the angle of the planetary axis to the drive axis or the second rotation axis 16 to the first rotation axis 15, as well as on the diameter of the planetary gears 28a, 28b.
  • a gear 3 according to Fig. 4 or Fig. 8 also has a high level of efficiency and requires little installation space. In addition, specific installation space requirements can be met flexibly.
  • the connection of the gear set elements is different compared to the other embodiments. This is to make it clear that the respective connection of the gear set elements sun gear, planet carrier and ring gear can be made and adapted depending on the requirements for the gear ratios including the sign.
  • the first gear set element of the first planetary gear set 8 is the sun gear 25a
  • the second gear set element of the first planetary gear set 8 is the ring gear 27a
  • the third gear set element of the first planetary gear set 8 is the planet carrier 26a.
  • the first gear set element of the second planetary gear set 9 is the ring gear 27b
  • the second gear set element of the second planetary gear set 9 is the planet carrier 26b
  • the third gear set element of the second planetary gear set 9 is the sun gear 25b.
  • the input shaft 4 is therefore rotationally connected to the first sun gear 25a
  • the first ring gear 27a is rotationally connected to the first output shaft 5
  • the first planet carrier 26a is connected to the second ring gear 27b via a coupling shaft 14.
  • the second planet carrier 26b is also fixed to the stationary component 13 via the shaft 20, with the second sun gear 25b being rotationally connected to the second output shaft 6.
  • the first planet gears 28a are each designed as stepped planet gears analogous to Fig. 4 to Fig. 8.
  • the first gear Z1 meshes with the first sun gear 25a, whereby the second gear Z2 meshes with the first ring gear 27a.
  • the axial order of the gears Z1, Z2 of the first planet gears 28a of the first planetary gear set 8 can be adapted depending on the space required or available installation space.
  • the first gear Z1 is arranged in front of the second gear Z2 on the first planet carrier 27a.
  • a gear ratio 12 is arranged between the first input shaft 4 and the first gear set element of the first planetary gear set 8, here the first sun gear 25a.
  • the gear ratio 12 is to be understood as the pre-transmission of the transmission 3.
  • the transmission stage 12 is a planetary gear with a third planetary gear set 10, comprising the gear set elements third sun gear 25c, third planet carrier 26c and third ring gear 27c.
  • the third planetary gear set 10 is a minus planetary gear set, so that third planetary gears 28c of the third planetary gear set 10, which are rotatably mounted on the third planet carrier 26c, mesh with the third sun gear 25c and the third ring gear 27c.
  • the third ring gear 27c is connected in a rotationally fixed manner to the input shaft 4, with the third sun gear 25c being fixed to the stationary component 13.
  • the output of the transmission stage 12 takes place via the third planet carrier 26c, which is connected via an intermediate shaft 21 in a rotationally fixed manner to the first gear set element of the first planetary gear set 8 of the differential 7, in this case to the first sun gear 25a.
  • the transmission stage 12 is arranged axially between the drive unit 22 according to Fig. 1 and the differential 7.
  • the gear ratio increases the overall gear ratio of the transmission 3. Furthermore, the respective transmission 3 according to Fig. 11 is designed in a similar way to the embodiment according to Fig. 5, so that reference is made to the corresponding description sections. It should be mentioned that, depending on the required gear ratio, the connection of the gear set elements of the third planetary gear set 10 can be exchanged as desired.
  • the gear ratio 12 according to Fig. 12 is a spur gear stage 24, comprising a third gear Z3 and a fourth gear Z4 meshing with it.
  • the third gear Z3 is connected in a rotationally fixed manner to the input shaft 4 of the transmission 3.
  • the input shaft 4 arranged on the first rotation axis 15 is, in contrast to the previous embodiments, axially parallel to the output shafts 5, 6, whereby the gear ratio 12 can compensate for an axial offset in addition to the aforementioned increase in the overall gear ratio.
  • the drive axle is thus offset parallel to the output axle on which the output shafts 5, 6 are arranged. Such an arrangement can be advantageous if the drive unit 22 is an internal combustion engine.
  • the fourth gear Z4 is connected in a rotationally fixed manner to the first gear set element of the first planetary gear set 8 of the differential 7 via an intermediate shaft 21. here with the first sun gear 25a.
  • the respective gear 3 according to Fig. 12 is designed analogously to the embodiment according to Fig. 5, so that reference is made to the corresponding description sections.
  • a multi-speed transmission 17 can be arranged between the first input shaft 4 and the first gear set element or the first sun gear 25a of the first planetary gear set 8.
  • a 2-speed group is connected upstream of the differential gear.
  • This is, for example, a planetary transmission with a third planetary set 10, comprising the gear set elements third sun gear 25c, third planet carrier 26c and third ring gear 27c.
  • the third planetary gear set 10 according to Fig.
  • the third planet gears 28c of the third planetary gear set 10 which are rotatably mounted on the third planet carrier 26c, mesh with the third sun gear 25c and the third ring gear 27c.
  • the third ring gear 27c is connected to the input shaft 4 in a rotationally fixed manner.
  • the third sun gear 25c can be fixed to the stationary component 13 via a first frictional switching element B.
  • the output of the transmission stage 12 takes place via the third planet carrier 26c, which is connected to the first gear set element of the first planetary gear set 8 of the differential 7 in a rotationally fixed manner via an intermediate shaft 21, in this case to the first sun gear 25a.
  • the two gears are realized on the one hand by fixing the third sun gear 25a and on the other hand by the third ring gear 27c being able to be coupled to the third sun gear 25c in a rotationally fixed manner by means of a second frictional switching element K, so that the third planetary gear set is blocked.
  • the multi-speed transmission 17 is arranged axially between the drive unit 22 according to Fig. 1 and the differential 7. The advantage is that high output torques and high final speeds can be achieved.
  • the switching elements B, K can also be positive-locking switching elements.
  • Fig. 14 and Fig. 15 are essentially analogous to the example according to Fig. 5.
  • the difference here is that a third switching element S is arranged between the first output shaft 5 and the second output shaft 6 for torque transmission between the output shafts 5, 6.
  • the third switching element S can create a torque-transmitting connection between the output shafts 5, 6.
  • This connection can be designed, for example, as a form-fitting connection using claws (cf.
  • connection can be implemented frictionally via one or more friction surfaces acting in parallel, for example in the form of a multi-disk clutch (see Fig. 14).
  • torque-transmitting connection between the output shafts 5, 6 can be implemented frictionally via one or more cone-shaped friction surface or surfaces. The latter case is not shown here.
  • a locking function of the differential 7 can therefore be implemented by the third switching element S.
  • the connection of the gear set elements can be chosen as desired. It is also conceivable that the differential has more than two planetary gear sets 8, 9. Such a differential gear is shown in Fig. 16, and in addition to the first and second planetary gear sets 8, 9, the differential 7 also has a fourth planetary gear set 19 with several gear set elements in the form of a fourth sun gear 25d, a fourth planet carrier 26d and a fourth ring gear 27d.
  • the fourth planetary gear set 19 is a minus planetary gear set, so that fourth planetary gears 28d of the fourth planetary gear set 19, which are rotatably mounted on the fourth planet carrier 26d, mesh with the fourth sun gear 25d and the fourth ring gear 27d.
  • the first sun gear 25a of the first planetary gear set 8 is connected in a rotationally fixed manner to the input shaft 4, with the first planet carrier 26a being connected in a rotationally fixed manner to the second sun gear 25b of the second planetary gear set 9 via an intermediate shaft 21.
  • the first ring gear 27a is connected in a rotationally fixed manner to the fourth sun gear 25d of the fourth planetary gear set 19 via the coupling shaft 14.
  • the fourth planet carrier 26d is connected in a rotationally fixed manner to the first output shaft 5, with the fourth ring gear 27d being connected in a rotationally fixed manner to the second output shaft 6 and the second ring gear 27b.
  • the second planet carrier 26b is connected in a rotationally fixed manner to the stationary component 13 via the shaft 20.
  • a first output torque can be transmitted at least indirectly to the first output shaft 5 by means of the first planetary gear set 8, wherein a support torque of the first planetary gear set 8 in the second planetary gear set 9 and the fourth planetary gear set 19 can be converted in such a way that a second output torque corresponding to the first output torque can be transmitted to the second output shaft 6.
  • the respective fourth planetary gear 28d of the fourth planetary gear set 19 is arranged on the second rotation axis 16 and thus obliquely, i.e. at an angle between 0° and 90° or between 90° and 180° to the first rotation axis 15 of the input shaft 4.
  • the angle is between 0° and 90°.
  • the respective planetary gear set 8, 9, 10, 19 can always be designed as a positive planetary gear set instead of a negative planetary gear set by swapping the connection of the planet carrier and ring gear and increasing the value of the stationary gear ratio by one. This is also possible the other way round.
  • the rotation axes 15, 16 have a common intersection point X.
  • the rotation axes 15, 16 can also be skewed to one another so that they do not have a common intersection point.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Retarders (AREA)

Abstract

The invention relates to a transmission (3) for the powertrain (2) of a vehicle (1), comprising an input shaft (4) which has a first rotational axis (15), a first output shaft (5), a second output shaft (6), and a differential (7) which is effectively arranged between the input shaft (4) and the two output shafts (5, 6), wherein the differential (7) comprises a first planetary gear set (8), which comprises multiple gear set elements, and at least one second planetary gear set (9), which is operatively connected to the first planetary gear set and comprises multiple gear set elements, and a first output torque can be transmitted to the first output shaft (5) at least indirectly by means of the first planetary gear set (8). A support torque of the first planetary gear set (8) can be converted at least in the second planetary gear set (9) such that a second output torque which corresponds to the first output torque can be transmitted to the second output shaft (5). One of the planetary gear sets (8, 9) has at least one planetary gear (28b, 28c) with a second rotational axis (16), and the second rotational axis (16) of each planetary gear (28b, 28c) is diagonal to the first rotational axis (15) of the input shaft (4). The invention additionally relates to a powertrain (2) comprising such a transmission (3).

Description

Getriebe für ein Fahrzeug sowie Antriebsstrang mit einem solchen Getriebe Transmission for a vehicle and drive train with such a transmission
Die Erfindung betrifft ein Getriebe für einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs sowie ei- nen Antriebsstrang mit einem solchen Getriebe. The invention relates to a transmission for a drive train of a vehicle and to a drive train with such a transmission.
Aus der DE 10 2013 215 877 B4 geht ein Umlaufrädergetriebe zur Verzweigung der an einem Leistungseingang anliegenden Antriebsleistung auf einen ersten und auf einen zweiten Leistungsausgang in Verbindung mit einer Reduktion der Ausgangs- drehzahl auf ein unter der Antriebsdrehzahl am Leistungseingang liegendes Dreh- zahlniveau hervor. Das Umlaufrädergetriebe weist eine erste Planetenstufe auf, die ein erstes Sonnenrad, einen ersten Planetensatz, einen ersten Planetenträger und ein erstes Hohlrad umfasst. Ferner weist das Umlaufrädergetriebe eine zweite Plane- tenstufe auf, die ein zweites Sonnenrad, einen zweiten Planetensatz, einen zweiten Planetenträger und ein zweites Hohlrad umfasst. Außerdem weist das Umlaufräder- getriebe eine dritte Planetenstufe auf, die ein drittes Sonnenrad, einen dritten Plane- tensatz, einen dritten Planetenträger und ein drittes Hohlrad umfasst. Das erste Son- nenrad fungiert als Leistungseingang, wobei der erste Planetenträger mit dem zwei- ten Sonnenrad drehfest verbunden ist. Der zweite Planetenträger ist stationär festge- legt, das erste Hohlrad ist mit dem dritten Sonnenrad drehfest verbunden und das dritte Hohlrad ist mit dem zweiten Planetenträger drehfest verbunden. Ein erster Leis- tungsausgang ist über die dritte Planetenstufe bewerkstelligt, wobei ein zweiter Leis- tungsausgang über das zweite Hohlrad der zweiten Planetenstufe bewerkstelligt ist. DE 10 2013 215 877 B4 discloses an epicyclic gear for branching the drive power applied to a power input to a first and a second power output in conjunction with a reduction of the output speed to a speed level below the drive speed at the power input. The epicyclic gear has a first planetary stage, which comprises a first sun gear, a first planetary set, a first planetary carrier and a first ring gear. The epicyclic gear also has a second planetary stage, which comprises a second sun gear, a second planetary set, a second planetary carrier and a second ring gear. The epicyclic gear also has a third planetary stage, which comprises a third sun gear, a third planetary set, a third planetary carrier and a third ring gear. The first sun gear functions as the power input, with the first planetary carrier being connected to the second sun gear in a rotationally fixed manner. The second planet carrier is fixed in a stationary manner, the first ring gear is connected to the third sun gear in a rotationally fixed manner and the third ring gear is connected to the second planet carrier in a rotationally fixed manner. A first power output is achieved via the third planetary stage, with a second power output being achieved via the second ring gear of the second planetary stage.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein platzsparendes und effizi- entes Getriebe für einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs vorzuschlagen, das hohe Wirkungsgrade ermöglicht. Die Aufgabe wird gelöst durch ein Getriebe mit den Merk- malen des unabhängigen Patentanspruchs 1 sowie durch einen Antriebsstrang mit den Merkmalen des Patentanspruchs 15. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Ge- genstand der Unteransprüche, der folgenden Beschreibung sowie der Figuren. The object of the present invention is to propose a space-saving and efficient transmission for a drive train of a vehicle that enables high levels of efficiency. The object is achieved by a transmission with the features of independent patent claim 1 and by a drive train with the features of patent claim 15. Advantageous embodiments are the subject of the subclaims, the following description and the figures.
Ein erfindungsgemäßes Getriebe für einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs umfasst eine Eingangswelle, die eine erste Rotationsachse aufweist, eine erste Ausgangs- welle, eine zweite Ausgangswelle, wobei zwischen der Eingangswelle und den bei- den Ausgangswelten ein erster Planetenradsatz mit mehreren Radsatzelementen und zumindest einen damit wirkverbundener zweiter Planeten radsatz mit mehreren Radsatzelementen wirksam angeordnet sind, wobei einer der Pia netenrad Sätze we- nigstens ein Planetenrad mit einer zweiten Rotationsachse aufweist, wobei die zweite Rotationsachse des jeweiligen Planetenrades schräg zur ersten Rotationsachse der Eingangswelle angeordnet ist. A transmission according to the invention for a drive train of a vehicle comprises an input shaft having a first axis of rotation, a first output shaft, a second output shaft, wherein between the input shaft and the two output shafts a first planetary gear set with a plurality of gear set elements and at least one second planetary gear set operatively connected thereto with a plurality of gear set elements are operatively arranged, wherein one of the planetary gear sets has at least one planetary gear with a second axis of rotation, wherein the second axis of rotation of the respective planetary gear is arranged obliquely to the first axis of rotation of the input shaft.
Die erste Rotationsachse ist als Antriebsachse des Getriebes zu verstehen. Das je- weilige Planetenrad mit der zweiten Rotationsachse ist mit einem Winkel zur ersten Rotationsachse angeordnet Als „schräg angeordnet“ ist eine nicht parallele Anord- nung der ersten zur zweiten Rotationsachse zu verstehen. Jede Anordnung der zwei- ten Rotationsachse, die weder parallel noch exakt senkrecht zur ersten Rotations- achse liegt, ist mithin als schräge Anordnung der Rotationsachsen zu verstehen. Wenn eine Rotationsachse schräg zur anderen angeordnet ist, so umfasst dies im Wesentlichen zwei Alternativen. Zum einen liegt eine schräge Anordnung der Rotati- onsachsen vor, wenn der Winkel zwischen den Rotationsachsen beliebig, jedoch nicht 0°, d. h. die Achsen sind nicht parallel zueinander, und auch nicht 90°, d. h. die Achsen sind nicht senkrecht zueinander, ist. Dabei treffen sich die Rotationsachsen in einem gemeinsamen Schnittpunkt. Zum anderen ist im Rahmen dieser Erfindung unter einer schrägen Anordnung der Rotationsachsen ebenso zu verstehen, dass die Rotationsachsen windschief zueinander sind, d. h. die Achsen liegen nicht in einer gemeinsamen Ebene und haben somit keinen gemeinsamen Schnittpunkt. The first axis of rotation is to be understood as the drive axis of the transmission. The respective planetary gear with the second axis of rotation is arranged at an angle to the first axis of rotation. “Arranged at an angle” is to be understood as a non-parallel arrangement of the first to the second axis of rotation. Any arrangement of the second axis of rotation that is neither parallel nor exactly perpendicular to the first axis of rotation is therefore to be understood as an oblique arrangement of the axes of rotation. If one axis of rotation is arranged at an angle to the other, this essentially includes two alternatives. On the one hand, an oblique arrangement of the axes of rotation exists if the angle between the axes of rotation is arbitrary but not 0°, i.e. the axes are not parallel to one another, and also not 90°, i.e. the axes are not perpendicular to one another. The axes of rotation meet at a common intersection point. On the other hand, within the scope of this invention, an oblique arrangement of the rotation axes is also to be understood as meaning that the rotation axes are skewed to one another, i.e. the axes do not lie in a common plane and therefore do not have a common intersection point.
Die Eingangswelle rotiert um die erste Rotationsachse. Beide Planetenradsätze wei- sen jeweils mindestens ein Planetenrad mit einer dazugehörigen Rotationsachse auf. Dabei kann in einer ersten Alternative die Rotationsachse des jeweiligen Planetenra- des des ersten Planetenradsatz die zweite Rotationsachse im Sinne der Erfindung sein, während die Rotationsachse des jeweiligen Planetenrades des zweiten Plane- tenradsatzes achsparallel zur ersten Rotationsachse der Eingangswelte angeordnet ist. In einer zweiten Alternative kann die Rotationsachse des jeweiligen Planetenra- des des zweiten Planetenradsatz die zweite Rotationsachse im Sinne der Erfindung sein, während die Rotationsachse des jeweiligen Planetenrades des ersten Plane- tenradsatzes achsparallel zur ersten Rotationsachse der Eingangswelle angeordnet ist. Unabhängig welche Alternative gewählt wird, ist die zweite Rotationsachse schräg zur ersten Rotationsachse angeordnet. The input shaft rotates about the first rotation axis. Both planetary gear sets each have at least one planetary gear with an associated rotation axis. In a first alternative, the rotation axis of the respective planetary gear of the first planetary gear set can be the second rotation axis in the sense of the invention, while the rotation axis of the respective planetary gear of the second planetary gear set is arranged axially parallel to the first rotation axis of the input shaft. In a second alternative, the rotation axis of the respective planetary gear of the second planetary gear set can be the second rotation axis in the sense of the invention. while the rotation axis of the respective planetary gear of the first planetary gear set is arranged parallel to the first rotation axis of the input shaft. Regardless of which alternative is selected, the second rotation axis is arranged at an angle to the first rotation axis.
Durch die Schrägstellung der Planetenachse bzw. der jeweiligen zweiten Rotations- achse zur ersten Rotationsachse ist es möglich, den entsprechenden Planetenrad- satz mit einer betragsmäßig kleinen Standübersetzung auszuführen, ohne dass dadurch zwingend der Planetenraddurchmesser klein werden muss. Somit ist im In- neren des jeweiligen Planetenrades, das auf der zweiten Rotationsachse liegt, aus- reichend Platz darstellbar, um eine ausreichend dimensionierte Lagerung für das je- weilige Planetenrad unterzubringen. By slanting the planetary axis or the respective second rotation axis to the first rotation axis, it is possible to design the corresponding planetary gear set with a small stationary ratio without the planetary gear diameter necessarily having to be small. This means that there is enough space inside the respective planetary gear that lies on the second rotation axis to accommodate a sufficiently dimensioned bearing for the respective planetary gear.
Durch ein derartiges Getriebe können hohe Übersetzungen bei gleichzeitig hoher Leistungsdichte und Wirkungsgrad realisiert werden. Zudem kann der Bauraumauf- wand des Getriebes reduziert werden. Ein an der Eingangswelle anliegendes An- triebsdrehmoment wird durch das Differential in zwei etwa gleich große Abtriebsdreh- momente umgewandelt, die größer sind als das Antriebsdrehmoment. This type of transmission can achieve high gear ratios while maintaining high power density and efficiency. The installation space required for the transmission can also be reduced. The drive torque applied to the input shaft is converted by the differential into two output torques of approximately equal magnitude that are greater than the drive torque.
Die Eingangswelle ist bevorzugt dazu eingerichtet, zumindest mittelbar drehfest mit einer Antriebswelle einer Antriebseinheit verbunden zu sein. Die Antriebseinheit er- zeugt eine Antriebsleistung, die über die Antriebswelle auf die Eingangswelle über- tragen wird. Die Antriebswelle der Antriebseinheit kann drehfest mit der Eingangs- welle verbunden sein. Alternativ sind die Antriebswelle und die Eingangswelle ein zu- sammenhängendes bzw. einstückiges Bauteil. Je nach Ausbildung des Antriebs- stranges können auch zwei oder mehrere Eingangswellen vorgesehen sein, insbe- sondere wenn der Antriebsstrang ein hybridisierter Antriebsstrang ist und daher zwei oder mehrere Antriebseinheiten vorgesehen sind. The input shaft is preferably designed to be at least indirectly connected in a rotationally fixed manner to a drive shaft of a drive unit. The drive unit generates a drive power that is transmitted to the input shaft via the drive shaft. The drive shaft of the drive unit can be connected in a rotationally fixed manner to the input shaft. Alternatively, the drive shaft and the input shaft are a connected or one-piece component. Depending on the design of the drive train, two or more input shafts can also be provided, in particular if the drive train is a hybridized drive train and therefore two or more drive units are provided.
Die Eingangswelle ist bevorzugt als Hohlwelle ausgebildet. Dadurch kann eine der Ausgangswellen, vorzugsweise die erste Ausgangswelle, durch die Eingangswelle axial hindurchgeführt sein. Bevorzugt ist eine der Ausgangswellen, insbesondere die erste Ausgangswelle, durch das Getriebe und gegebenenfalls durch die Antriebsein- heit des Antriebsstranges hindurchgeführt. Damit ist die jeweilige Ausgangswelle sozusagen „inline“ durch das Getriebe hindurchgeführt, um eine Antriebsleistung auf das damit Wirkverbundene Rad zu übertragen. Die Ausgangswellen sind in diesem Fall vorteilhafterweise koaxial zueinander angeordnet. Durch die koaxiale Anordnung der Ausgangswellen kann eine radial schmale Bauweise des Getriebes realisiert wer- den. Eine parallel versetzte Anordnung der Ausgangswellen ist ebenfalls denkbar. The input shaft is preferably designed as a hollow shaft. As a result, one of the output shafts, preferably the first output shaft, can be guided axially through the input shaft. Preferably, one of the output shafts, in particular the first output shaft, through the gearbox and, if necessary, through the drive unit of the drive train. The respective output shaft is thus guided "inline" through the gearbox, so to speak, in order to transmit drive power to the wheel that is operatively connected to it. In this case, the output shafts are advantageously arranged coaxially to one another. The coaxial arrangement of the output shafts enables a radially narrow design of the gearbox to be achieved. A parallel, offset arrangement of the output shafts is also conceivable.
Unter einer „Welle“ ist ein rotierbares Bauteil des Getriebes zu verstehen, über wel- ches je zugehörige Komponenten des Getriebes drehfest miteinander verbunden sind. Die jeweilige Welle kann die Komponenten dabei axial oder radial oder auch sowohl axial und radial miteinander verbinden. Unter einer Welle ist nicht ausschließ- lich ein beispielsweise zylindrisches, drehbar gelagertes Maschinenelement zur Übertragung von Drehmomenten zu verstehen, sondern vielmehr sind hierunter auch allgemeine Verbindungselemente zu verstehen, die einzelne Bauteile oder Elemente miteinander verbinden, insbesondere Verbindungselemente, die mehrere Elemente drehtest miteinander verbinden. A "shaft" is a rotatable component of the transmission, via which the associated components of the transmission are connected to one another in a rotationally fixed manner. The respective shaft can connect the components axially or radially, or both axially and radially. A shaft is not exclusively understood to mean, for example, a cylindrical, rotatably mounted machine element for transmitting torque, but rather also general connecting elements that connect individual components or elements to one another, in particular connecting elements that connect several elements to one another in a rotationally fixed manner.
Dass zwei Bauelemente des Getriebes drehtest „verbunden“ bzw. „gekoppelt“ sind bzw. „miteinander in Verbindung stehen“, meint im Sinne der Erfindung eine perma- nente Koppelung dieser Bauelemente, sodass diese nicht unabhängig voneinander rotieren können. Darunter ist also eine dauerhafte Drehverbindung zu verstehen. Ins- besondere ist zwischen diesen Bauelementen, bei welchen es sich um Elemente des Differentials und/oder auch Wellen und/oder ein drehfestes Bauelement des Getrie- bes handeln kann, kein Schaltelement vorgesehen, sondern die entsprechenden Bauelemente sind fest miteinander gekoppelt. Auch eine drehelastische Verbindung zwischen zwei Bauteilen wird als fest oder drehfest verstanden. The fact that two components of the transmission are rotationally "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. This is therefore to be understood as a permanent rotary connection. In particular, no switching element is provided between these components, which can be elements of the differential and/or shafts and/or a rotationally fixed component of the transmission, but rather the corresponding components are firmly coupled to one another. A torsionally elastic connection between two components is also understood as fixed or rotationally fixed.
Vorzugsweise sind der erste Planetenradsatz und der zumindest zweite Planetenrad- satz einem Differential zugeordnet, wobei mittels des ersten Planetenradsatzes zu- mindest mittelbar ein erstes Abtriebsmoment auf die erste Ausgangswelle übertrag- bar ist, wobei ein Abstützmoment des ersten Planetenradsatzes zumindest in dem zweiten Planetenradsatz derart wandelbar ist, dass ein dem ersten Abtriebsmoment entsprechendes zweites Abtriebsmoment auf die zweite Ausgangswelle übertragbar ist, wobei ein erstes Radsatzelement des ersten Planetenradsatzes mit der Ein- gangswelle wirkverbunden ist, wobei ein zweites Radsatzelement des ersten Plane- tenradsatzes zumindest mittelbar drehfest mit der ersten Ausgangswelle verbunden ist, wobei ein drittes Radsatzelement des ersten Planetenradsatzes zumindest mittel- bar drehfest mit einem ersten Radsatzelement des zweiten Planetenradsatzes ver- bunden ist, wobei ein zweites Radsatzelement des zweiten Planetenradsatzes dreh- fest mit einem ortsfesten Bauelement verbunden ist, wobei ein drites Radsatzele- ment des zweiten Planetenradsatzes drehfest mit der zweiten Ausgangswelle ver- bunden ist. Preferably, the first planetary gear set and the at least second planetary gear set are associated with a differential, wherein a first output torque can be transmitted to the first output shaft at least indirectly by means of the first planetary gear set, wherein a support torque of the first planetary gear set can be converted at least in the second planetary gear set in such a way that a first output torque corresponding second output torque is transferable to the second output shaft, wherein a first gear set element of the first planetary gear set is operatively connected to the input shaft, wherein a second gear set element of the first planetary gear set is at least indirectly connected in a rotationally fixed manner to the first output shaft, wherein a third gear set element of the first planetary gear set is at least indirectly connected in a rotationally fixed manner to a first gear set element of the second planetary gear set, wherein a second gear set element of the second planetary gear set is connected in a rotationally fixed manner to a stationary component, wherein a third gear set element of the second planetary gear set is connected in a rotationally fixed manner to the second output shaft.
Bei einem derartigen Getriebe werden die Summen beider Radmomente nicht zu ei- nem gemeinsamen Achsmoment in einem rotierenden Bauteil vereint bzw. zusam- mengefasst. Vielmehr wird die in die Eingangswelle eingeleitete Antriebsleistung im Differential aufgeteilt und entsprechend der Ausbildung und Anbindung der Planeten- radsätze in die damit Wirkverbundenen Ausgangswellen weitergeleitet. Damit können die Bauteile des Differentials aufgrund des jeweiligen, vergleichsweise kleinen Dreh- moments schlanker ausgebildet werden. Des Weiteren erfolgen eine Bauteilreduzie- rung sowie eine Gewichtseinsparung. Mithin wird ein Getriebe bereitgestellt, dass mittels des integralen Differentials die beiden Funktionen Drehmomentwandlung und Drehmomentverteilung, welche bisher durch zwei separate Baugruppen gelöst wurde, durch eine einzige integrale Baugruppe darstellen kann. Bei der Erfindung handelt es sich somit um ein kombiniertes Übersetzungs- und Differentialgetriebe, das einerseits eine Drehmomentwandlung und andererseits die Drehmomentvertei- lung auf die Ausgangswellen realisiert, wobei zudem eine Leistungsverzweigung rea- lisiert wird. Mit einem derartigen Getriebe lassen sich hohe Übersetzungen realisie- ren, insbesondere von i > 10. In such a transmission, the sums of both wheel torques are not combined or combined to form a common axle torque in a rotating component. Rather, the drive power introduced into the input shaft is divided in the differential and passed on to the output shafts connected to it in accordance with the design and connection of the planetary gear sets. This means that the components of the differential can be made slimmer due to the respective, comparatively small torque. Furthermore, there is a reduction in the number of components and a saving in weight. A transmission is therefore provided that, by means of the integral differential, can perform the two functions of torque conversion and torque distribution, which were previously solved by two separate components, using a single integral component. The invention is therefore a combined transmission and differential transmission that realizes torque conversion on the one hand and torque distribution to the output shafts on the other, while also realizing power splitting. With such a transmission, high transmission ratios can be realized, in particular of i > 10.
Das Differential ist als integrales Differential zu verstehen, wobei das Getriebe folg- lich ein Differentialgetriebe ist. Unter einem integralen Differential ist im Rahmen die- ser Erfindung ein Differential mit einem ersten Planetenradsatz und mindestens ei- nem mit dem ersten Planetenradsatz Wirkverbundenen weiteren Planeten radsatz zu verstehen. Für ein Differential mit genau zwei Planetenradsätzen gilt, dass der erste Planeten- radsatz mit der Eingangswelle, mit dem zweiten Planetenradsatz sowie zumindest mittelbar mit der ersten Ausgangswelle antriebswirksam verbunden ist. Der zweite Planetenradsatz ist mit der zweiten Ausgangswelle antriebswirksam verbunden. Mit- tels eines solchen integralen Differentials ist das Eingangsmoment an der Eingangs- welle wandelbar und in einem definierten Verhältnis auf die beiden Ausgangswellen aufteilbar bzw. übertragbar. Vorzugsweise wird das Eingangsmoment zu je 50%, das heißt hälftig auf die Ausgangswellen übertragen. Somit weist das Differential kein ro- tierendes Bauteil auf, an dem die Summe der beiden Abtriebsmomente anliegt. An- ders gesagt wird die Entstehung eines Summendrehmoments verhindert. Darüber hinaus weist das Differential bei identischen Abtriebsdrehzahlen der Ausgangswellen keine im Block umlaufenden bzw. ohne Wälzbewegung umlaufenden Verzahnungen auf. Mithin erfolgt unabhängig der Abtriebsdrehzahlen der Ausgangswellen stets eine Relativbewegung der miteinander in Zahneingriff stehenden Bauteile des Differenti- als. The differential is to be understood as an integral differential, whereby the transmission is consequently a differential transmission. In the context of this invention, an integral differential is to be understood as a differential with a first planetary gear set and at least one further planetary gear set operatively connected to the first planetary gear set. For a differential with exactly two planetary gear sets, the first planetary gear set is connected to the input shaft, to the second planetary gear set and at least indirectly to the first output shaft. The second planetary gear set is connected to the second output shaft. Using such an integral differential, the input torque on the input shaft can be changed and divided or transferred to the two output shafts in a defined ratio. Preferably, the input torque is transferred 50% each, i.e. half, to the output shafts. The differential therefore has no rotating component to which the sum of the two output torques is applied. In other words, the creation of a total torque is prevented. In addition, when the output shafts have identical output speeds, the differential has no gears rotating in the block or rotating without a rolling motion. Therefore, regardless of the output speeds of the output shafts, there is always a relative movement of the meshing components of the differential.
Für ein Differential mit genau drei Planetenradsätzen gilt, dass einer der Planeten- radsätze antriebsseitig angeordnet sowie mit den beiden anderen Planetenradsätzen antriebswirksam verbunden ist, über die der Abtrieb auf die erste und/oder zweite Ausgangswelle erfolgt. Nach einem Ausführungsbeispiel ist der erste Planetenrad- satz mit der Eingangswelle sowie mit dem zweiten und dritten Planetenradsatz an- triebswirksam verbunden, wobei der zweite Planetenradsatz zusätzlich mit der zwei- ten Ausgangswelle antriebswirksam verbunden und über eines seiner Radsatzele- mente am Gehäuse abgestützt ist, und wobei der dritte Planeten radsatz zusätzlich mit der ersten Ausgangswelle und der zweiten Ausgangswelle antriebswirksam ver- bunden ist. Nach einer alternativen Ausgestaltung ist der erste Planetenradsatz mit der ersten Ausgangswelle sowie mit dem zweiten und dritten Planetenradsatz an- triebswirksam verbunden, wobei der zweite Planetenradsatz zusätzlich mit der zwei- ten Ausgangswelle antriebswirksam verbunden und über eines seiner Radsatzele- mente am Gehäuse abgestützt ist, und wobei der dritte Planetenradsatz zusätzlich mit der Eingangswelle antriebswirksam verbunden ist. Nach einer weiteren alternati- ven Ausgestaltung ist der erste Planeten radsatz über eines seiner Radsatzelemente am Gehäuse abgestützt sowie mit dem zweiten und dritten Planetenradsatz antriebs- wirksam verbunden, wobei der zweite Planetenradsatz zusätzlich mit der Eingangs- welle sowie der zweiten Ausgangswelle antriebswirksam verbunden ist, und wobei der dritte Planetenradsatz zusätzlich mit der ersten Ausgangswelle antriebswirksam verbunden ist. Nach einer weiteren alternativen Ausgestaltung ist der erste Planeten- radsatz mit der Eingangswelle sowie mit dem zweiten und dritten Planetenradsatz antriebswirksam verbunden, wobei der zweite Planetenradsatz zusätzlich mit der ers- ten Ausgangswelle antriebswirksam verbunden und über eines seiner Radsatzele- mente am Gehäuse abgestützt ist, und wobei der dritte Planetenradsatz zusätzlich mit der zweiten Ausgangswelle antriebswirksam verbunden und über eines seiner Radsatzelemente ebenfalls am Gehäuse abgestützt ist. Unabhängig von der Anbin- dung der Planetenradsatzelemente untereinander sowie von der Zuordnung der Pla- netenradsätze zu der Eingangswelle, den Ausgangswellen und der Gehäuseanbin- dung gilt für alle Beispiele, dass das Planetenrad oder die Planetenräder eines der drei Planetenradsätze auf einer zweiten Rotationsachse liegt bzw. liegen, die schräg zur ersten Rotationsachse, auf der die Eingangswelle liegt, angeordnet ist bzw. sind. For a differential with exactly three planetary gear sets, one of the planetary gear sets is arranged on the input side and is drive-connected to the other two planetary gear sets, via which the output is transmitted to the first and/or second output shaft. According to one embodiment, the first planetary gear set is drive-connected to the input shaft and to the second and third planetary gear sets, with the second planetary gear set additionally being drive-connected to the second output shaft and being supported on the housing via one of its gear set elements, and with the third planetary gear set additionally being drive-connected to the first output shaft and the second output shaft. According to an alternative embodiment, the first planetary gear set is drive-connected to the first output shaft and to the second and third planetary gear sets, with the second planetary gear set additionally being drive-connected to the second output shaft and being supported on the housing via one of its gear set elements, and with the third planetary gear set additionally being drive-connected to the input shaft. According to another alternative design, the first planetary gear set is connected via one of its gear set elements supported on the housing and drive-connected to the second and third planetary gear sets, the second planetary gear set additionally drive-connected to the input shaft and the second output shaft, and the third planetary gear set additionally drive-connected to the first output shaft. According to a further alternative embodiment, the first planetary gear set is drive-connected to the input shaft and to the second and third planetary gear sets, the second planetary gear set additionally drive-connected to the first output shaft and supported on the housing via one of its gear set elements, and the third planetary gear set additionally drive-connected to the second output shaft and also supported on the housing via one of its gear set elements. Irrespective of the connection of the planetary gear set elements to one another and of the assignment of the planetary gear sets to the input shaft, the output shafts and the housing connection, the following applies to all examples: the planetary gear or gears of one of the three planetary gear sets is or are located on a second axis of rotation which is or are arranged obliquely to the first axis of rotation on which the input shaft is located.
Mittels eines solchen integralen Differentials mit drei Planetenradsätzen ist das Ein- gangsmoment an der Eingangswelle ebenfalls wandelbar und in einem definierten Verhältnis auf die beiden Ausgangswellen aufteilbar bzw. übertragbar. Vorzugsweise wird das Eingangsmoment zu je 50%, das heißt hälftig auf die Ausgangswellen über- tragen. Das Differential weist kein rotierendes Bauteil auf, an dem die Summe der beiden Abtriebsmomente anliegt, sodass die Entstehung eines Summendrehmo- ments verhindert wird. Ein solches Differential weist bei identischen Abtriebsdrehzah- len der Ausgangswellen im Block umlaufende bzw. ohne Wälzbewegung umlaufende Verzahnungen auf, nämlich an den Radsatzelementen des zweiten bzw. dritten Pla- netenradsatzes, die unmittelbar mit den Ausgangswellen verbunden sind. Ein derarti- ges Differential ist als unsymmetrisches Differential zu verstehen. Using such an integral differential with three planetary gear sets, the input torque on the input shaft can also be changed and divided or transferred to the two output shafts in a defined ratio. Preferably, the input torque is transferred 50% each, i.e. half, to the output shafts. The differential has no rotating component to which the sum of the two output torques is applied, so that the creation of a total torque is prevented. Such a differential has gears that rotate in the block or rotate without rolling motion when the output shafts have identical output speeds, namely on the gear set elements of the second or third planetary gear set, which are directly connected to the output shafts. Such a differential is to be understood as an asymmetrical differential.
Die Ausgangswellen des Getriebes sind insbesondere dazu eingerichtet, mit einem Rad des Fahrzeugs wirkverbunden zu sein. Die jeweilige Ausgangswelle kann direkt bzw. unmittelbar oder indirekt bzw. mittelbar, das heißt über z. B. ein Gelenk und/o- der eine Radnabe, mit dem dazugehörigen Rad verbunden sein. Das Differential ist folglich als Planetengetriebe mit zumindest zwei Planetenradsät- zen und den Radsatzelementen Sonnen rad, Hohlrad und mehreren von einem Pla- netenträger auf einer Kreisbahn um das Sonnenrad geführten Planetenrädern ausge- bildet, Unter einem „Planetenradsatz“ ist eine Einheit mit mehreren Radsatzelemen- ten in Form eines Sonnenrades, eines Hohlrades und eines Planetenträgers zu ver- stehen, wobei am Planetenträger mindestens ein vom Planetenträger auf einer Kreis- bahn um das Sonnenrad geführtes Planetenrad, vorzugsweise mehrere Planetenrä- der, drehbar angeordnet sind, wobei das Planetenrad oder die Planetenräder je nach Ausgestaltung des jeweiligen Planeten radsatzes mit dem Hohlrad und/oder dem Sonnenrad in Zahneingriff stehen. Denkbar ist, dass das Differential drei oder mehr miteinander Wirkverbundene Planetenradsätze aufweist. The output shafts of the transmission are designed in particular to be operatively connected to a wheel of the vehicle. The respective output shaft can be connected to the associated wheel directly or indirectly, i.e. via a joint and/or a wheel hub, for example. The differential is therefore designed as a planetary gear with at least two planetary gear sets and the gear set elements sun gear, ring gear and several planetary gears guided by a planet carrier on a circular path around the sun gear. A "planetary gear set" is to be understood as a unit with several gear set elements in the form of a sun gear, a ring gear and a planet carrier, with at least one planetary gear guided by the planet carrier on a circular path around the sun gear, preferably several planetary gears, being rotatably arranged on the planet carrier, with the planet gear or the planet gears meshing with the ring gear and/or the sun gear depending on the design of the respective planetary gear set. It is conceivable that the differential has three or more planetary gear sets that are operatively connected to one another.
Auch bei Planetenradsätzen mit in Bezug auf die Eingangswelle bzw. die erste Rota- tionsachse schräg stehenden Planeten rädern bzw. Planetenachsen bzw. zweiten Rotationsachsen werden die Bezeichnungen Sonnenrad, Hohlrad und Planetenräder verwendet, wobei es sich hierbei sinngemäß um Kegelräder handelt. Analog zum Planetenradsatz mit paralleler Planetenachse, insbesondere gemäß den Ausführun- gen im vorherigen Absatz, werden das größere der Kegelräder jeweils als Hohlrad und das kleinere der Kegelräder als Sonnenrad bezeichnet. The terms sun gear, ring gear and planetary gears are also used for planetary gear sets with planetary gears or planetary axes that are inclined in relation to the input shaft or the first axis of rotation or second axes of rotation, whereby these are bevel gears. Analogous to the planetary gear set with a parallel planetary axis, in particular in accordance with the explanations in the previous paragraph, the larger of the bevel gears is referred to as the ring gear and the smaller of the bevel gears is referred to as the sun gear.
Als ortsfestes Bauelement ist ein dreh- und axialfestes Bauteil des Getriebes zu ver- stehen, beispielsweise das Getriebegehäuse. Mithin kann das ortsfeste Bauelement gehäusefest angeordnet sein. Unter dem Begriff „gehäusefest“ ist zu verstehen, dass zwischen dem jeweiligen gehäusefesten Radsatzelement und dem ortsfesten Bau- element des Getriebes keine Relativbewegung statfindet bzw. stattfinden kann. A stationary component is understood to be a component of the transmission that is rotationally and axially fixed, for example the transmission housing. The stationary component can therefore be arranged so that it is fixed to the housing. The term "fixed to the housing" is to be understood to mean that no relative movement takes place or can take place between the respective gear set element fixed to the housing and the stationary component of the transmission.
Das Getriebe weist in diesem Fall fünf Wellen auf, und zwar die Eingangswelle, die erste Ausgangswelle, die zweite Ausgangswelle, eine das dritte Radsatzelement des ersten Planetenradsatzes zumindest mittelbar drehfest mit dem ersten Radsatzele- ment des zweiten Planetenradsatzes verbindende Koppelwelle sowie eine Welle zur Anbindung des zweiten Radsatzelementes des zweiten Planetenradsatzes an das ortsfeste Bauelement. Vorzugsweise ist das dritte Radsatzelement des ersten Planetenradsatzes über eine Koppelwelle drehfest mit dem ersten Radsatzelement des zweiten Planetenradsatzes verbunden ist. Anders gesagt sind die Planetenradsätze über die Koppelwelle mitei- nander wirkverbunden. In this case, the transmission has five shafts, namely the input shaft, the first output shaft, the second output shaft, a coupling shaft that at least indirectly connects the third gear set element of the first planetary gear set in a rotationally fixed manner to the first gear set element of the second planetary gear set, and a shaft for connecting the second gear set element of the second planetary gear set to the stationary component. Preferably, the third gear set element of the first planetary gear set is connected in a rotationally fixed manner to the first gear set element of the second planetary gear set via a coupling shaft. In other words, the planetary gear sets are operatively connected to one another via the coupling shaft.
Bevorzugt weist die zweite Rotationsachse einen gemeinsamen Schnittpunkt mit der ersten Rotationsachse auf. Die zweite Rotationsachse ist lediglich mit einem Winkel zur ersten Rotationsachse angeordnet. Die erste und jeweilige zweite Rotations- achse liegende damit in einer gemeinsamen Ebene. Preferably, the second rotation axis has a common intersection point with the first rotation axis. The second rotation axis is only arranged at an angle to the first rotation axis. The first and respective second rotation axes therefore lie in a common plane.
Der Planetenradsatz, der das jeweilige Planetenrad, das auf der zweiten Rotations- achse liegt, aufweist, kann in diesem Fall als Winkelgetriebe in Planetenbauweise, insbesondere als Kegelradgetriebe ausgebildet sein. Die Verzahnungen der Radsat- zelemente dieses Planetenradsatzes sind vorzugsweise als Geradverzahnung, Schrägverzahnung, Bogenverzahnung oder Spiralverzahnung ausgebildet. Es hat sich herausgestellt, dass eine Bogen- oder Spiralverzahnung zur Übertragung des Antriebsdrehmoments vorteilhaft ist. The planetary gear set, which has the respective planetary gear that lies on the second axis of rotation, can in this case be designed as an angular gear in planetary design, in particular as a bevel gear. The gears of the gear set elements of this planetary gear set are preferably designed as straight gears, helical gears, curved gears or spiral gears. It has been found that curved or spiral gears are advantageous for transmitting the drive torque.
Alternativ ist die zweite Rotationsachse windschief zur ersten Rotationsachse ange- ordnet. In diesem Fall weisen die erste und jeweilige zweite Rotationsachse keinen gemeinsamen Schnittpunkt auf und sind nicht parallel oder exakt senkrecht zueinan- der angeordnet. Alternatively, the second rotation axis is arranged skewed to the first rotation axis. In this case, the first and respective second rotation axes do not have a common intersection point and are not arranged parallel or exactly perpendicular to each other.
Der Planetenradsatz, der das jeweilige Planetenrad, das auf der zweiten Rotations- achse liegt, aufweist, kann in diesem Fall als Hypoidgetriebe in Planetenbauweise, insbesondere als Kegelradschraubgetriebe ausgebildet sein. Die Verzahnungen der Radsatzelemente dieses Planetenradsatzes sind vorzugsweise als Geradverzah- nung, Schrägverzahnung, Bogenverzahnung oder Spiralverzahnung ausgebildet. Es hat sich herausgestellt, dass eine Bogen- oder Spiralverzahnung zur Übertragung des Antriebsdrehmoments vorteilhaft ist. Vorzugsweise ist der erste Planetenradsatz zumindest bereichsweise radial innerhalb des zweiten Planetenradsatzes angeordnet. Indem der erste Planetenradsatz gemäß dem ersten Erfindungsaspekt zumindest bereichsweise radial innerhalb des zweiten Planetenradsatzes angeordnet ist, wird eine radial geschachtelte Bauweise des in- tegralen Differentials realisiert. Mit anderen Worten sind die Radsatzelemente des ersten und zweiten Planetenradsatzes axial in einer gemeinsamen Ebene angeord- net. Mithin sind der erste und zweite Planetenradsatz im Wesentlichen in einer ge- meinsamen Radebene angeordnet, wodurch das Getriebe axial kurzbauend und dadurch besonders kompakt gestaltbar ist. Der erste und zweite Planetenradsatz sind radial betrachtet übereinander angeordnet. Denkbar ist auch, dass der erste und zweite Planetenradsatz nicht in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind, sondern dass der erste Planetenradsatz in axialer Richtung versetzt zum zweiten Planeten- radsatz angeordnet ist. The planetary gear set, which has the respective planetary gear that lies on the second axis of rotation, can in this case be designed as a hypoid gear in planetary design, in particular as a bevel gear screw gear. The gears of the gear set elements of this planetary gear set are preferably designed as straight gears, helical gears, curved gears or spiral gears. It has been found that curved or spiral gears are advantageous for transmitting the drive torque. Preferably, the first planetary gear set is arranged at least partially radially within the second planetary gear set. By arranging the first planetary gear set at least partially radially within the second planetary gear set according to the first aspect of the invention, a radially nested design of the integral differential is realized. In other words, the gear set elements of the first and second planetary gear sets are arranged axially in a common plane. The first and second planetary gear sets are therefore arranged essentially in a common gear plane, which means that the transmission is axially short and can therefore be designed to be particularly compact. The first and second planetary gear sets are arranged one above the other when viewed radially. It is also conceivable that the first and second planetary gear sets are not arranged in a common plane, but that the first planetary gear set is arranged offset in the axial direction to the second planetary gear set.
Bevorzugt weisen die Eingangswelle und die Ausgangswellen die gleiche Drehrich- tung auf. Der Vorteil besteht darin, dass ein geringeres Getriebestützmoment am zweiten Radsatzelement des zweiten Planetenradsatzes bzw. an dem Bauteil, über welches das zweite Radsatzelement des zweiten Planetenradsatzes am ortsfesten Bauelement abgestützt ist, anliegt. Preferably, the input shaft and the output shafts have the same direction of rotation. The advantage is that a lower transmission support torque is applied to the second gear set element of the second planetary gear set or to the component via which the second gear set element of the second planetary gear set is supported on the stationary component.
Alternativ rotiert die Eingangswelle in eine erste Drehrichtung, die entgegengesetzt zu einer zweiten Drehrichtung der Ausgangswellen gerichtet ist. Wenn von der Dreh- richtung der Ausgangswellen gesprochen wird, so ist darunter zu verstehen, dass diese in dieselbe Richtung drehen. Selbstverständlich sind, wie bei anderen bekann- ten Differentialgetrieben auch, Betriebszustände vor- und darstellbar, bei denen eine Ausgangswelle in eine erste Drehrichtung, also beispielsweise vorwärts, und die an- dere Ausgangswelle in eine dazu entgegengesetzte zweite Drehrichtung, also ent- sprechend rückwärts, dreht. Alternatively, the input shaft rotates in a first direction of rotation that is opposite to a second direction of rotation of the output shafts. When we talk about the direction of rotation of the output shafts, we mean that they rotate in the same direction. Of course, as with other known differential gears, operating states can be imagined and represented in which one output shaft rotates in a first direction of rotation, for example forwards, and the other output shaft rotates in a second direction of rotation that is opposite to this, i.e. backwards.
Das erste Radsatzelement des ersten Planetenradsatzes ist nach einem Ausfüh- rungsbeispiel drehfest mit der Eingangswelle verbunden. Alternativ ist zwischen der Eingangswelle und dem ersten Radsatzelement des ersten Planeten radsatzes eine Übersetzungsstufe angeordnet. In diesem Sinn ist zwischen der ersten Eingangs- welle und dem ersten Radsatzelement des ersten Planetenradsatzes eine Überset- zungsstufe angeordnet. Die Übersetzungsstufe ist dem ersten Planetenradsatz des Differentials vorgeschaltet. Die Übersetzungsstufe ist als Vorschaltgruppe zu verste- hen, die dazu vorgesehen ist, eine Übersetzung des Getriebes zu erhöhen. According to one embodiment, the first gear set element of the first planetary gear set is connected to the input shaft in a rotationally fixed manner. Alternatively, a In this sense, a gear ratio is arranged between the first input shaft and the first gear set element of the first planetary gear set. The gear ratio is connected upstream of the first planetary gear set of the differential. The gear ratio is to be understood as a pre-mounted group that is intended to increase a gear ratio of the transmission.
Die Übersetzungsstufe kann als Um la ufrädergetriebe in Form eines Planetengetrie- bes mit wenigstens einem dritten Planetenradsatz ausgebildet sein und ist dem integ- ralen Differential vorgeschaltet. Der Planetenradsatz der Übersetzungsstufe weist mehrere Radsatzelemente in Form eines Sonnenrades, eines Hohlrades und eines Planetenträgers auf, wobei am Planetenträger mindestens ein vom Planetenträger auf einer Kreisbahn um das Sonnenrad geführtes Planetenrad, vorzugsweise meh- rere Planetenräder, drehbar angeordnet sind, wobei das Planetenrad oder die Plane- tenräder je nach Ausgestaltung des jeweiligen Planetenradsatzes mit dem Hohlrad und/oder dem Sonnenrad in Zahneingriff stehen. The transmission stage can be designed as a planetary gear transmission in the form of a planetary gear with at least one third planetary gear set and is connected upstream of the integral differential. The planetary gear set of the transmission stage has several gear set elements in the form of a sun gear, a ring gear and a planet carrier, with at least one planet gear, preferably several planet gears, being rotatably arranged on the planet carrier and guided by the planet carrier on a circular path around the sun gear, with the planet gear or the planet gears meshing with the ring gear and/or the sun gear depending on the design of the respective planetary gear set.
Ein erstes Radsatzelement des Planetenradsatzes der Übersetzungsstufe ist mit dem ortsfesten Bauelement, welches das Getriebegehäuse sein kann, fest verbun- den, ein zweites Radsatzelement des Planetenradsatzes der Übersetzungsstufe ist mit der Antriebsseite des Getriebes, insbesondere der Eingangswelle drehfest ver- bunden, wobei ein drittes Radsatzelement des Planetenradsatzes der Übersetzungs- stufe mit der Eingangsseite des Differentials, insbesondere mit dem ersten Radsatze- lement des ersten Planetenradsatzes, drehfest verbunden. Denkbar ist, dass die als Umlaufrädergetriebe ausgebildete Übersetzungsstufe einen vierten oder weitere Pla- netenradsätze umfasst. A first gear set element of the planetary gear set of the transmission stage is firmly connected to the stationary component, which can be the transmission housing, a second gear set element of the planetary gear set of the transmission stage is connected in a rotationally fixed manner to the drive side of the transmission, in particular the input shaft, and a third gear set element of the planetary gear set of the transmission stage is connected in a rotationally fixed manner to the input side of the differential, in particular to the first gear set element of the first planetary gear set. It is conceivable that the transmission stage designed as an epicyclic gear comprises a fourth or further planetary gear sets.
Alternativ ist die Übersetzungsstufe als Stirnradstufe ausgebildet. Die Stirnradstufe kann ein- oder mehrstufig, also mit Zahnrädern auf Zwischenwellen, ausgebildet sein. Im Falle einer Stirnradstufe ist der Antrieb bzw. eine Antriebswelle, sei es eine Rotorwelle einer elektrischen Maschine oder eine Kurbelwelle eines Verbrennungs- motors, achsparallel zur Eingangswelle des Getriebes angeordnet. In einer weiteren alternativen Ausgestaltung des Getriebes ist zwischen der ersten Eingangswelle und dem ersten Radsatzelement des ersten Planeten radsatzes ein Mehrganggetriebe angeordnet. Das Mehrganggetriebe kann analog zur Überset- zungsstufe ein Umlaufrädergetriebe in Form eines Planetengetriebes mit wenigstens einem dritten Planetenradsatz sein und ist dem integralen Differential vorgeschaltet. Eines der Radsatzelemente des dritten Planetenradsatzes kann beispielsweise über ein erstes Schaltelement mit einem weiteren der Radsatzelemente desselben Plane- tenradsatzes drehfest verbunden werden, um ein Verblocken des dritten Planeten- radsatzes zu realisieren. Ein weiteres Schaltelement kann dazu vorgesehen sein, um eines der Radsatzelement drehfest mit dem ortsfesten Bauelement, insbesondere mit dem Getriebegehäuse, zu verbinden. Der Vorteil eines vorgeschalteten Mehrgangge- triebe ist unter anderem, dass einerseits hohe Abtriebsdrehmomente und anderer- seits eine hohe Endgeschwindigkeit möglich sind. Nach einem Ausführungsbeispiel ist das Mehrganggetriebe ein 2-Gang-Getriebe. Alternatively, the transmission stage is designed as a spur gear stage. The spur gear stage can be designed as a single or multi-stage, i.e. with gears on intermediate shafts. In the case of a spur gear stage, the drive or a drive shaft, be it a rotor shaft of an electric machine or a crankshaft of an internal combustion engine, is arranged axially parallel to the input shaft of the transmission. In a further alternative embodiment of the transmission, a multi-speed transmission is arranged between the first input shaft and the first gear set element of the first planetary gear set. The multi-speed transmission can be an epicyclic gear transmission in the form of a planetary gear with at least a third planetary gear set, analogous to the gear ratio, and is connected upstream of the integral differential. One of the gear set elements of the third planetary gear set can, for example, be connected in a rotationally fixed manner to another of the gear set elements of the same planetary gear set via a first switching element in order to achieve a blocking of the third planetary gear set. A further switching element can be provided to connect one of the gear set elements in a rotationally fixed manner to the stationary component, in particular to the transmission housing. The advantage of an upstream multi-speed transmission is, among other things, that high output torques and a high final speed are possible. According to one embodiment, the multi-speed transmission is a 2-speed transmission.
Vorzugsweise ist zwischen der ersten Ausgangswelle und der zweiten Ausgangs- welle ein Schaltelement zur Drehmomentübertragung zwischen den Ausgangswellen angeordnet. Das Schaltelement dient demnach als Differentialsperre. Das Schaltele- ment kann als formschlüssiges oder reibschlüssiges Schaltelement ausgebildet sein. Ein formschlüssiges Schaltelement realisiert ein drehfestes Koppeln der beiden Aus- gangswellen, wobei durch ein reibschlüssiges Schaltelement eine Regelung der Drehmomentübertragung möglich ist. Durch das Schaltelement kann Einfluss auf die Fahrdynamik des Fahrzeugs genommen werden. Preferably, a switching element for transmitting torque between the output shafts is arranged between the first output shaft and the second output shaft. The switching element therefore serves as a differential lock. The switching element can be designed as a positive or frictional switching element. A positive switching element achieves a rotationally fixed coupling of the two output shafts, whereby a frictional switching element makes it possible to regulate the torque transmission. The switching element can influence the driving dynamics of the vehicle.
Prinzipiell können die Planetenradsätze des Getriebes beliebig zueinander angeord- net und miteinander wirkverbunden sein, um ein gewünschtes Übersetzungsverhält- nis mit dem Getriebe zu realisieren. In principle, the planetary gear sets of the transmission can be arranged in any order and can be operatively connected to one another in order to achieve a desired gear ratio with the transmission.
Nach einem Ausführungsbeispiel sind das erste Radsatzelement ein Sonnenrad des jeweiligen Planetenradsatzes des Differentials, das zweite Radsatzelement ein Pla- netenträger des jeweiligen Planeten radsatzes des Differentials und das dritte Radsat- zelement ein Hohlrad des jeweiligen Planetenradsatzes des Differentials. Die Ein- gangswelle ist somit drehtest mit dem Sonnenrad des ersten Planeten radsatzes ver- bunden, wobei der Planetenträger des ersten Planetenradsatzes zumindest mitelbar drehtest mit der ersten Ausgangswelle verbunden ist, und wobei das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes zumindest mittelbar drehtest mit dem Sonnenrad des zwei- ten Planetenradsatzes verbunden ist. Insbesondere ist das Hohlrad des ersten Pla- netenradsatzes über eine Koppelwelle drehtest mit dem Sonnenrad des zweiten Pla- netenradsatzes verbunden. Die Eingangswelle und das Sonnenrad des ersten Plane- tenradsatzes können einteilig ausgebildet sein, sofern zwischen der Eingangswelle keine weiteren Getriebebauteile oder -bauteilgruppen wirksam angeordnet sind. Fer- ner ist in diesem Sinn der Planetenträger des zweiten Planetenradsatzes ortsfest festgesetzt, beispielsweise an einem Gehäuse des Getriebes, wobei das Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes zumindest mittelbar drehfest mit der zweiten Ausgangs- welle verbunden ist. According to one embodiment, the first gear set element is a sun gear of the respective planetary gear set of the differential, the second gear set element is a planet carrier of the respective planetary gear set of the differential and the third gear set element is a ring gear of the respective planetary gear set of the differential. The The input shaft is thus rotationally connected to the sun gear of the first planetary gear set, the planet carrier of the first planetary gear set being at least indirectly rotationally connected to the first output shaft, and the ring gear of the first planetary gear set being at least indirectly rotationally connected to the sun gear of the second planetary gear set. In particular, the ring gear of the first planetary gear set is rotationally connected to the sun gear of the second planetary gear set via a coupling shaft. The input shaft and the sun gear of the first planetary gear set can be designed as one piece, provided that no other transmission components or component groups are effectively arranged between the input shaft. Furthermore, in this sense the planet carrier of the second planetary gear set is fixed in place, for example on a housing of the transmission, the ring gear of the second planetary gear set being at least indirectly rotationally connected to the second output shaft.
Nach einem alternativen Ausführungsbeispiel ist das erste Radsatzelement des ers- ten Planetenradsatzes ein Sonnenrad, wobei das zweite Radsatzelement des ersten Planetenradsatzes ein Hohlrad ist, und wobei das dritte Radsatzelement des ersten Planetenradsatzes ein Planetenträger ist, wobei das erste Radsatzelement des zwei- ten Planetenradsatzes ein Hohlrad ist, wobei das zweite Radsatzelement des zwei- ten Planetenradsatzes ein Planetenträger ist, und wobei das dritte Radsatzelement des zweiten Planetenradsatzes ein Sonnenrad ist. Die Eingangswelle ist somit dreh- fest mit dem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes verbunden, wobei das Hohl- rad des ersten Planetenradsatzes zumindest mittelbar drehfest mit der ersten Aus- gangswelle verbunden ist, und wobei der Planetenträger des ersten Planetenradsat- zes zumindest mittelbar drehfest mit dem Hohlrad des zweiten Planeten radsatzes verbunden ist. Insbesondere ist der Planetenträger des ersten Planetenradsatzes über eine Koppelwelle drehfest mit dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes ver- bunden. Die Eingangsweile und das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes kön- nen einteilig ausgebildet sein, sofern zwischen der Eingangswelle keine weiteren Ge- triebebauteile oder -bauteilgruppen wirksam angeordnet sind. Ferner ist in diesem Sinn der Planetenträger des zweiten Planetenradsatzes ortsfest festgesetzt, bei- spielsweise am Getriebegehäuse, wobei das Sonnenrad des zweiten Planetenrad- satzes zumindest mittelbar drehfest mit der zweiten Ausgangswelle verbunden ist. Die Anbindung der Radsatzelemente zwischen den Planetenradsätzen kann je nach Anforderung an die Übersetzungen beliebig getauscht werden. Mit anderen Worten kann die Anbindung der Radsatzelemente beliebig variiert werden. Zwischen den ge- nannten Bauteilen, also den Radsatzelementen der Planetenradsätze des Differenti- als, können außerdem weitere Bauteile, beispielsweise Zwischen- bzw. Koppelwellen angeordnet sein. According to an alternative embodiment, the first gear set element of the first planetary gear set is a sun gear, the second gear set element of the first planetary gear set is a ring gear, and the third gear set element of the first planetary gear set is a planet carrier, the first gear set element of the second planetary gear set is a ring gear, the second gear set element of the second planetary gear set is a planet carrier, and the third gear set element of the second planetary gear set is a sun gear. The input shaft is thus connected in a rotationally fixed manner to the sun gear of the first planetary gear set, the ring gear of the first planetary gear set is at least indirectly connected in a rotationally fixed manner to the first output shaft, and the planet carrier of the first planetary gear set is at least indirectly connected in a rotationally fixed manner to the ring gear of the second planetary gear set. In particular, the planet carrier of the first planetary gear set is connected in a rotationally fixed manner to the ring gear of the second planetary gear set via a coupling shaft. The input shaft and the sun gear of the first planetary gear set can be designed as one piece, provided that no other transmission components or component groups are effectively arranged between the input shaft. Furthermore, in this sense, the planet carrier of the second planetary gear set is fixed in place, for example on the transmission housing, with the sun gear of the second planetary gear set being at least indirectly connected in a rotationally fixed manner to the second output shaft. The connection of the gear set elements between the planetary gear sets can be swapped as required depending on the gear ratio requirements. In other words, the connection of the gear set elements can be varied as required. Additional components, such as intermediate or coupling shafts, can also be arranged between the components mentioned, i.e. the gear set elements of the planetary gear sets of the differential.
Eine oder mehrere der Planeten radsätze sind jeweils bevorzugt als Minus-Planeten- radsatz oder als Plus-Planetenradsatz ausgebildet. Ein Minus-Planetenradsatz ent- spricht einem Planetenradsatz mit einem Planetenträger, an dem erste Planetenrä- der drehbar gelagert sind, einem Sonnenrad und einem Hohlrad, wobei die Verzah- nung zumindest eines der Planetenräder sowohl mit der Verzahnung des Sonnenra- des als auch mit der Verzahnung des Hohlrades kämmt, wodurch das Hohlrad und das Sonnenrad in entgegengesetzter Richtung rotieren, wenn das Sonnenrad bei feststehendem Steg rotiert. Ein Plus-Planetensatz unterscheidet sich von dem Minus- Planetensatz dahingehend, dass der Plus-Planetensatz erste und zweite bzw. innere und äußere Planetenräder aufweist, welche drehbar an dem Planetenträger gelagert sind. Die Verzahnung der ersten bzw. inneren Planetenräder kämmt dabei einerseits mit der Verzahnung des Sonnenrads und andererseits mit der Verzahnung der zwei- ten bzw. äußeren Planetenräder. Die Verzahnung der äußeren Planetenräder kämmt darüber hinaus mit der Verzahnung des Hohlrads. Dies hat zur Folge, dass bei fest- stehendem Planetenträger das Hohlrad und das Sonnenrad in die gleiche Richtung rotieren. One or more of the planetary gear sets are preferably designed as a minus planetary gear set or as a plus planetary gear set. A minus planetary gear set corresponds to a planetary gear set with a planet carrier on which first planetary gears are rotatably mounted, a sun gear and a ring gear, wherein the teeth of at least one of the planetary gears mesh with both the teeth of the sun gear and the teeth of the ring gear, whereby the ring gear and the sun gear rotate in opposite directions when the sun gear rotates with the web stationary. A plus planetary gear set differs from the minus planetary gear set in that the plus planetary gear set has first and second or inner and outer planetary gears which are rotatably mounted on the planet carrier. The teeth of the first or inner planetary gears mesh on the one hand with the teeth of the sun gear and on the other hand with the teeth of the second or outer planetary gears. The teeth of the outer planet gears also mesh with the teeth of the ring gear. This means that when the planet carrier is stationary, the ring gear and the sun gear rotate in the same direction.
Bei der Ausbildung eines oder mehrerer der Planetenradsätze als Plus-Planetenrad- satz ist die Anbindung von Planetenträger und Hohlrad getauscht und der Betrag der Standübersetzung um 1 erhöht. Sinngemäß ist dies auch umgekehrt möglich, wenn an Stelle eines Plus-Planetenradsatzes ein Minus-Planetenradsatz vorgesehen wer- den soll. Alternativ ist auch denkbar, einen oder mehrere Planeten radsätze als Stufenplane- tenradsätze auszubilden. Jedes Stufenplanentenrad des jeweiligen Stufenplaneten- radsatzes umfasst bevorzugt ein erstes Zahnrad mit einem drehfest damit verbunde- nen zweiten Zahnrad, wobei das erste Zahnrad beispielsweise mit dem Sonnenrad und das zweite Zahnrad entsprechend mit dem Hohlrad in Zahneingriff steht, oder umgekehrt. Diese beiden Zahnräder können beispielsweise über eine Zwischenwelle oder eine Hohlwelle drehfest miteinander verbunden sein. Im Fall einer Hohlwelle kann diese auf einem Bolzen des Planetenträgers drehbar gelagert sein. Vorzugs- weise haben die beiden Zahnräder des jeweiligen Stufenplanetenrades unterschiedli- che Durchmesser und Zähnezahlen, um ein Übersetzungsverhältnis einzustellen. Au- ßerdem sind auch zusammengesetzte Planetenradsätze denkbar. When one or more of the planetary gear sets are designed as a plus planetary gear set, the connection between the planet carrier and the ring gear is swapped and the value of the stationary gear ratio is increased by 1. This is also possible in reverse if a minus planetary gear set is to be provided instead of a plus planetary gear set. Alternatively, it is also conceivable to design one or more planetary gear sets as stepped planetary gear sets. Each stepped planetary gear of the respective stepped planetary gear set preferably comprises a first gear with a second gear connected to it in a rotationally fixed manner, the first gear meshing with the sun gear and the second gear meshing with the ring gear, for example, or vice versa. These two gears can be connected to one another in a rotationally fixed manner, for example, via an intermediate shaft or a hollow shaft. In the case of a hollow shaft, this can be rotatably mounted on a bolt of the planet carrier. The two gears of the respective stepped planetary gear preferably have different diameters and numbers of teeth in order to set a transmission ratio. Compound planetary gear sets are also conceivable.
Vorzugsweise ist die erste Ausgangswelle abschnittsweise radial innerhalb der zwei- ten Ausgangswelle angeordnet und drehbar dazu gelagert. Die zweite Ausgangs- welle ist wenigstens abschnittsweise als Hohlwelle ausgebildet, wobei die zweite Ausgangswelle in dem als Hohlwelle ausgebildeten Bereich die erste Ausgangswelle räumlich aufnimmt und lagert. Je nach Größe der Ausgangswellen kann die Lage- rung ein Wälzlager, ein Nadellager oder ein Gleitlager sein. Auch weitere Lagerarten sind denkbar. Preferably, the first output shaft is arranged radially inside the second output shaft in sections and is mounted so that it can rotate relative to it. The second output shaft is designed as a hollow shaft at least in sections, with the second output shaft spatially accommodating and mounting the first output shaft in the area designed as a hollow shaft. Depending on the size of the output shaft, the bearing can be a roller bearing, a needle bearing or a plain bearing. Other types of bearing are also conceivable.
Nach einem Ausführungsbeispiel umfasst das Differential ferner einen dritten Plane- tenradsatz mit mehreren Radsatzelementen. Mit anderen Worten weist das Differen- tial drei miteinander Wirkverbundene Planetenradsätze. Der erste Planetenradsatz ist in diesem Fall mit einem ersten Radsatzelement mit der Eingangswelle, mit einem zweiten Radsatzelement mit dem zweiten Planetenradsatz und mit einem dritte Rad- satzelement mit dem dritten Planetenradsatz wirkverbunden. Die Gehäuseabstüt- zung erfolgt beispielsweise über ein Radsatzelement des zweiten Planetenradsatz, der zudem mit einem weiteren Radsatzelement sowohl mit der zweiten Ausgangs- welle als auch mit einem Radsatzelement des dritten Planetenradsatzes wirkverbun- den, insbesondere drehfest verbunden, ist. Der dritte Planetenradsatz weist zudem ein Radsatzelement auf, welches mit der ersten Ausgangswelle wirkverbunden, ins- besondere drehfest verbunden, ist. Der zweite und dritte Planetenradsatz können auch vertauscht werden. Jedenfalls liegt das Planetenrad oder, wenn mehr als eines vorgesehen ist, mehrere Planetenräder eines der Planetenradsätze auf einer zweiten Rotationsachse, die schräg zur ersten Rotationsachse der Eingangswelle angeordnet ist. According to one embodiment, the differential further comprises a third planetary gear set with several gear set elements. In other words, the differential has three planetary gear sets that are operatively connected to one another. The first planetary gear set is in this case operatively connected to the input shaft with a first gear set element, to the second planetary gear set with a second gear set element and to the third planetary gear set with a third gear set element. The housing is supported, for example, by a gear set element of the second planetary gear set, which is also operatively connected, in particular rotationally fixed, to another gear set element both to the second output shaft and to a gear set element of the third planetary gear set. The third planetary gear set also has a gear set element that is operatively connected, in particular rotationally fixed, to the first output shaft. The second and third planetary gear sets can also be swapped. In any case, the planetary gear or, if more than one is provided, several planetary gears of one of the planetary gear sets on a second axis of rotation which is arranged obliquely to the first axis of rotation of the input shaft.
Unter dem Begriff „wirkverbunden“ ist eine nicht schaltbare Verbindung zwischen zwei Bauteilen zu verstehen, welche zu einer permanenten Übertragung einer An- triebsleistung, insbesondere einer Drehzahl und/oder eines Drehmoments, vorgese- hen ist. Die Verbindung kann dabei sowohl direkt, also als drehfeste Verbindung, o- der über eine Festübersetzung erfolgen. Die Verbindung kann beispielsweise über eine feste Welle, eine Verzahnung, insbesondere eine Stirnradverzahnung, und/oder ein Umschlingungsmittel erfolgen. The term "actively connected" refers to a non-switchable connection between two components, which is intended for the permanent transmission of drive power, in particular a speed and/or a torque. The connection can be made either directly, i.e. as a rotationally fixed connection, or via a fixed gear ratio. The connection can be made, for example, via a fixed shaft, a gearing, in particular a spur gearing, and/or a belt.
Unter dem Begriff „zumindest mittelbar“ ist zu verstehen, dass zwei Bauteile über mindestens ein weiteres Bauteil, das zwischen den beiden Bauteilen angeordnet ist, miteinander (wirk-)verbunden sind oder direkt und somit unmittelbar miteinander ver- bunden sind. Mithin können zwischen Wellen oder Zahnrädern noch weitere Bauteile angeordnet sein, die mit der Welle bzw. dem Zahnrad wirkverbunden sind. The term "at least indirectly" means that two components are (operatively) connected to one another via at least one other component that is arranged between the two components, or are directly and thus immediately connected to one another. Thus, further components that are operatively connected to the shaft or gear can be arranged between shafts or gears.
Ein erfindungsgemäßer Antriebsstrang für ein Fahrzeug umfasst ein Getriebe gemäß den vorherigen Ausführungen. Das Getriebe ist mit einer Antriebseinheit wirkverbun- den. Die Antriebseinheit ist bevorzugt eine elektrische Maschine, wobei die Ein- gangswelle des Getriebes ein Rotor der elektrischen Maschine ist oder mit dem Ro- tor oder einer Rotorwelle drehfest verbunden bzw. gekoppelt ist. Der Rotor ist gegen- über einem gehäusefesten Stator der elektrischen Maschine drehbar gelagert. A drive train according to the invention for a vehicle comprises a transmission according to the previous embodiments. The transmission is operatively connected to a drive unit. The drive unit is preferably an electric machine, wherein the input shaft of the transmission is a rotor of the electric machine or is connected or coupled in a rotationally fixed manner to the rotor or a rotor shaft. The rotor is rotatably mounted relative to a stator of the electric machine that is fixed to the housing.
Die elektrische Maschine ist vorzugsweise mit einem Akkumulator verbunden, der die elektrische Maschine mit elektrischer Energie versorgt. Ferner ist die elektrische Ma- schine bevorzugt von einer Leistungselektronik steuer- bzw. regelbar. Die Antriebs- einheit kann alternativ auch ein Verbrennungsmotor sein, wobei die Eingangswelle in diesem Fall beispielsweise eine Kurbelwelle ist oder mit der Kurbelwelle drehfest ver- bunden bzw. gekoppelt ist. Bevorzugt ist die Antriebseinheit koaxial zum integralen Differential angeordnet. Da- mit ist eine zusätzliche Übersetzung von der Eingangswelle auf die Rotorwelle bzw. den Rotor bzw. die Kurbelwelle der Antriebseinheit nicht erforderlich. Eine der Aus- gangswellen, vorzugsweise die erste Ausgangswelle, ist in diesem Fall durch die An- triebseinheit axial hindurchgeführt. The electric machine is preferably connected to an accumulator that supplies the electric machine with electrical energy. Furthermore, the electric machine can preferably be controlled or regulated by power electronics. The drive unit can alternatively also be an internal combustion engine, in which case the input shaft is, for example, a crankshaft or is connected or coupled to the crankshaft in a rotationally fixed manner. Preferably, the drive unit is arranged coaxially to the integral differential. This means that an additional transmission from the input shaft to the rotor shaft or the rotor or the crankshaft of the drive unit is not required. One of the output shafts, preferably the first output shaft, is guided axially through the drive unit in this case.
Es können zwischen der Eingangswelle des Getriebes und der Antriebseinheit wei- tere zwischengeschaltete Komponenten angeordnet sein, beispielsweise ausgebildet als Planetengetriebe, Stirnradgetriebe, Kettentrieb, Riementrieb, Winkeltrieb, Gelenk- welle, Torsionsdämpfer, Mehrganggetriebe oder dergleichen. Ebenso können zwi- schen der jeweiligen Ausgangswelle und dem damit Wirkverbundenen Rad weitere zwischengeschaltete Komponenten angeordnet sein, wie beispielsweise Gelenkwel- len, Übersetzungsgetriebe, Feder- und Dämpfelemente oder dergleichen. Additional intermediate components can be arranged between the input shaft of the transmission and the drive unit, for example in the form of planetary gears, spur gears, chain drives, belt drives, angle drives, cardan shafts, torsion dampers, multi-speed transmissions or the like. Additional intermediate components can also be arranged between the respective output shaft and the wheel operatively connected to it, such as cardan shafts, transmission gears, spring and damping elements or the like.
Der Antriebsstrang gemäß der vorher beschriebenen Art ist in einem Fahrzeug ein- setzbar. Bei dem Fahrzeug handelt es sich vorzugsweise um ein Kraftfahrzeug, ins- besondere ein Automobil (z.B. ein Personenkraftfahrwagen mit einem Gewicht von weniger als 3,51), Bus oder Lastkraftwagen (Bus und Lastkraftwagen z. B. mit einem Gewicht von über 3,5 t). Insbesondere ist das Fahrzeug ein Elektrofahrzeug oder ein Hybridfahrzeug. Das Fahrzeug umfasst wenigstens zwei Achsen, wobei eine der Achsen eine mittels des Antriebsstrangs antreibbare Achse bildet. An dieser antreib- baren Achse ist der erfindungsgemäße Antriebsstrang wirksam angeordnet, wobei der Antriebsstrang eine Antriebsleistung der Antriebseinheit über das erfindungsge- mäße Getriebe auf die Räder dieser Achse überträgt Es ist auch denkbar für jede Achse einen solchen Antriebsstrang vorzusehen. The drive train according to the type described above can be used in a vehicle. The vehicle is preferably a motor vehicle, in particular an automobile (e.g. a passenger car weighing less than 3.51), bus or truck (bus and truck, for example, weighing more than 3.5 t). In particular, the vehicle is an electric vehicle or a hybrid vehicle. The vehicle comprises at least two axles, one of the axles forming an axle that can be driven by means of the drive train. The drive train according to the invention is effectively arranged on this drivable axle, the drive train transmitting a drive power of the drive unit to the wheels of this axle via the transmission according to the invention. It is also conceivable to provide such a drive train for each axle.
Der Antriebsstrang ist bevorzugt in Front-Quer-Bauweise verbaut, sodass die Ein- gangswelle sowie die Ausgangswellen im Wesentlichen quer zur Fahrzeuglängsrich- tung ausgerichtet sind. Alternativ kann der Antriebsstrang schräg zur Längs- und Querachse des Fahrzeugs angeordnet sein, wobei die Ausgangswellen über ent- sprechende Gelenke mit den Rädern der jeweiligen Achse, die quer zur Fahr- zeuglängsachse angeordnet sind, verbunden sind. Die obigen Definitionen sowie Ausführungen zu technischen Effekten, Vorteilen und vorteilhaften Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Getriebes gelten sinnge- mäß ebenfalls für den erfindungsgemäßen Antriebsstrang, und umgekehrt. The drive train is preferably installed in a front-transverse design, so that the input shaft and the output shafts are essentially aligned transversely to the longitudinal direction of the vehicle. Alternatively, the drive train can be arranged at an angle to the longitudinal and transverse axes of the vehicle, with the output shafts being connected via corresponding joints to the wheels of the respective axle, which are arranged transversely to the longitudinal axis of the vehicle. The above definitions as well as explanations of technical effects, advantages and advantageous embodiments of the transmission according to the invention also apply mutatis mutandis to the drive train according to the invention, and vice versa.
Im Folgenden werden mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigt In the following, several embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the schematic drawings.
Fig. 1 eine stark schematische Draufsicht auf ein Fahrzeug mit einem erfin- dungsgemäßen Antriebsstrang und einem erfindungsgemäßen Getriebe nach einer bevorzugten Ausführungsform, und Fig. 1 is a highly schematic plan view of a vehicle with a drive train according to the invention and a transmission according to the invention according to a preferred embodiment, and
Fig. 2 ein stark schematischer Längsschnitt des erfindungsgemäßen Getriebes gemäß Fig. 1 , Fig. 2 is a highly schematic longitudinal section of the transmission according to the invention according to Fig. 1,
Fig. 3 ein stark schematischer Längsschnit des erfindungsgemäßen Getriebes gemäß einer zweiten Ausführungsform, Fig. 3 is a highly schematic longitudinal section of the transmission according to the invention according to a second embodiment,
Fig. 4 ein stark schematischer Längsschnitt des erfindungsgemäßen Getriebes gemäß einer dritten Ausführungsform, Fig. 4 is a highly schematic longitudinal section of the transmission according to the invention according to a third embodiment,
Fig. 5 ein stark schematischer Längsschnitt des erfindungsgemäßen Getriebes gemäß einer vierten Ausführungsform, Fig. 5 is a highly schematic longitudinal section of the transmission according to the invention according to a fourth embodiment,
Fig. 6 ein stark schematischer Längsschnit des erfindungsgemäßen Getriebes gemäß einer fünften Ausführungsform, Fig. 6 is a highly schematic longitudinal section of the transmission according to the invention according to a fifth embodiment,
Fig. 7 ein stark schematischer Längsschnit des erfindungsgemäßen Getriebes gemäß einer sechsten Ausführungsform, Fig. 7 is a highly schematic longitudinal section of the transmission according to the invention according to a sixth embodiment,
Fig. 8 ein stark schematischer Längsschnitt des erfindungsgemäßen Getriebes gemäß einer siebten Ausführungsform, Fig. 9 ein stark schematischer Längsschnit des erfindungsgemäßen Getriebes gemäß einer achten Ausführungsform, Fig. 8 is a highly schematic longitudinal section of the transmission according to the invention according to a seventh embodiment, Fig. 9 is a highly schematic longitudinal section of the transmission according to the invention according to an eighth embodiment,
Fig. 10 ein stark schematischer Längsschnitt des erfindungsgemäßen Getriebes gemäß einer neunten Ausführungsform, Fig. 10 is a highly schematic longitudinal section of the transmission according to the invention according to a ninth embodiment,
Fig. 11 ein stark schematischer Längsschnitt des erfindungsgemäßen Getriebes gemäß einer zehnten Ausführungsform, Fig. 11 is a highly schematic longitudinal section of the transmission according to the invention according to a tenth embodiment,
Fig. 12 ein stark schematischer Längsschnitt des erfindungsgemäßen Getriebes gemäß einer elften Ausführungsform, Fig. 12 is a highly schematic longitudinal section of the transmission according to the invention according to an eleventh embodiment,
Fig. 13 ein stark schematischer Längsschnitt des erfindungsgemäßen Getriebes gemäß einer zwölften Ausführungsform, Fig. 13 is a highly schematic longitudinal section of the transmission according to the invention according to a twelfth embodiment,
Fig. 14 ein stark schematischer Längsschnitt des erfindungsgemäßen Getriebes gemäß einer dreizehnten Ausführungsform, Fig. 14 is a highly schematic longitudinal section of the transmission according to the invention according to a thirteenth embodiment,
Fig. 15 ein stark schematischer Längsschnitt des erfindungsgemäßen Getriebes gemäß einer vierzehnten Ausführungsform, und Fig. 15 is a highly schematic longitudinal section of the transmission according to the invention according to a fourteenth embodiment, and
Fig. 16 ein stark schematischer Längsschnitt des erfindungsgemäßen Getriebes gemäß einer fünfzehnten Ausführungsform. Fig. 16 is a highly schematic longitudinal section of the transmission according to the invention according to a fifteenth embodiment.
Gemäß Fig. 1 ist ein Fahrzeug 1 mit zwei Achsen 11a, 11b dargestellt, wobei an der ersten Achse 11a ein erfindungsgemäßer Antriebsstrang 2 antriebswirksam angeord- net ist. Das Fahrzeug 1 ist hier ein Elektrofahrzeug, wobei der Antrieb des Fahr- zeugs 1 rein elektrisch erfolgt. Die erste Achse 11a kann sowohl Frontachse als auch Heckachse des Fahrzeugs 1 sein und bildet eine angetriebene Achse des Fahr- zeugs 1. Hier ist die erste Achse 11a die Heckachse bzw. die nicht lenkbare Achse des Fahrzeugs 1. Der Antriebsstrang 2 umfasst eine als elektrische Maschine ausge- führte Antriebseinheit 22 sowie ein damit antriebswirksam verbundenes Getriebe 3, wobei der Aufbau und die Anordnung des Getriebes 3 in den nachfolgenden Figuren näher erläutert wird. Der Aufbau der Antriebseinheit 22 ist hier nicht gezeigt. Die An- triebseinheit 22 bzw. elektrische Maschine weist jedenfalls einen Akkumulator auf, der sie mit elektrischer Energie versorgt, und eine Leistungselektronik zur Steuerung und Regelung der Antriebseinheit 22 auf. Durch Bestromung eines - hier nicht ge- zeigten - Stators wird ein - hier ebenfalls nicht gezeigter - drehbar zum Stator ange- ordneter Rotor, welcher als Antriebswelle wiederum drehfest mit in den nachfolgen- den Figuren gezeigten Eingangswelle 4 des Getriebes 3 verbunden ist, in eine Dreh- bewegung relativ zum Stator versetzt. Die Antriebsleistung der Antriebseinheit 22 wird über die Eingangswelle 4 in das Getriebe 3 geleitet und dort von einem Differen- tial 7 gewandelt und zumindest mittelbar auf eine erste Ausgangswelle 5 und eine zweite Ausgangswelle 6 aufgeteilt. Die Antriebseinheit 22 ist koaxial zum integralen Differential 7 angeordnet. According to Fig. 1, a vehicle 1 with two axles 11a, 11b is shown, with a drive train 2 according to the invention being arranged on the first axle 11a in a drive-effective manner. The vehicle 1 is an electric vehicle here, with the drive of the vehicle 1 being purely electric. The first axle 11a can be either the front axle or the rear axle of the vehicle 1 and forms a driven axle of the vehicle 1. Here, the first axle 11a is the rear axle or the non-steerable axle of the vehicle 1. The drive train 2 comprises a drive unit 22 designed as an electric machine and a transmission 3 connected to it in a drive-effective manner, with the structure and arrangement of the transmission 3 being shown in the following figures. is explained in more detail. The structure of the drive unit 22 is not shown here. The drive unit 22 or electric machine in any case has an accumulator that supplies it with electrical energy, and power electronics for controlling and regulating the drive unit 22. By energizing a stator (not shown here), a rotor (also not shown here) that is arranged to rotate relative to the stator and which, as a drive shaft, is in turn connected in a rotationally fixed manner to the input shaft 4 of the transmission 3 shown in the following figures, is set in a rotary movement relative to the stator. The drive power of the drive unit 22 is fed into the transmission 3 via the input shaft 4 and there converted by a differential 7 and at least indirectly divided between a first output shaft 5 and a second output shaft 6. The drive unit 22 is arranged coaxially to the integral differential 7.
An den Enden der vorliegend koaxial zueinander angeordneten Ausgangswellen 5, 6 ist jeweils ein Rad 18 zumindest mittelbar angeschlossen, um das Fahrzeug 1 anzu- treiben. Zwischen dem jeweiligen Rad 18 und den Ausgangswellen 5, 6 können Ge- lenke und Radnaben angeordnet, um eventuelle Schiefstellungen der Ausgangswel- len 5, 6 auszugleichen. Diese sind hier nicht näher gezeigt oder beschrieben. At the ends of the output shafts 5, 6, which are arranged coaxially to one another in this case, a wheel 18 is connected at least indirectly in order to drive the vehicle 1. Joints and wheel hubs can be arranged between the respective wheel 18 and the output shafts 5, 6 in order to compensate for any misalignment of the output shafts 5, 6. These are not shown or described in detail here.
Das in Fig. 2 bis Fig. 17 jeweils gezeigte Getriebe 3 ist ein Differentialgetriebe. Die Ausgangswellen 5, 6 sind koaxial zueinander angeordnet und erstrecken sich in ent- gegengesetzte Richtungen hin zu den Rädern 18 gemäß Fig. 1 , wobei die erste Aus- gangswelle 5 axial durch das Getriebe 3, insbesondere durch das integrale Differen- tial 7 sowie die Antriebseinheit 22, hindurchgeführt ist. The transmission 3 shown in Fig. 2 to Fig. 17 is a differential transmission. The output shafts 5, 6 are arranged coaxially to one another and extend in opposite directions towards the wheels 18 according to Fig. 1, the first output shaft 5 being guided axially through the transmission 3, in particular through the integral differential 7 and the drive unit 22.
Dem integralen Differential 7 sind nach Fig. 2 bis Fig. 16 ein erster Planetenradsatz 8 mit mehreren Radsatzelementen sowie ein damit Wirkverbundener zweiter Planeten- radsatz 9 mit ebenfalls mehreren Radsatzelementen zugeordnet. Mittels des ersten Planetenradsatzes 8 ist ein erstes Abtriebsmoment auf die erste Ausgangswelle 5 übertragbar, wobei ein Abstützmoment des ersten Planetenradsatzes 8 in dem zwei- ten Planetenradsatz 9 derart wandelbar ist, dass ein dem ersten Abtriebsmoment entsprechendes zweites Abtriebsmoment auf die zweite Ausgangswelle 6 übertrag- bar ist. Für alle Ausführungsformen gilt, dass die Eingangswelle 4 und die Ausgangswel- len 5, 6 die gleiche Drehrichtung aufweisen können. Alternativ kann die Eingangs- welle 4 in eine erste Drehrichtung rotieren, die entgegengesetzt zu einer zweiten Drehrichtung der Ausgangswellen 5, 6 gerichtet ist. According to Fig. 2 to Fig. 16, the integral differential 7 is assigned a first planetary gear set 8 with several gear set elements and a second planetary gear set 9 operatively connected thereto, also with several gear set elements. By means of the first planetary gear set 8, a first output torque can be transmitted to the first output shaft 5, wherein a support torque of the first planetary gear set 8 in the second planetary gear set 9 can be converted in such a way that a second output torque corresponding to the first output torque can be transmitted to the second output shaft 6. For all embodiments, the input shaft 4 and the output shafts 5, 6 can have the same direction of rotation. Alternatively, the input shaft 4 can rotate in a first direction of rotation that is opposite to a second direction of rotation of the output shafts 5, 6.
Nach Fig. 2 bis Fig. 8 sowie Fig. 11 bis Fig. 15 sind am ersten Planetenradsatz 8 das erste Radsatzelement ein erstes Sonnenrad 25a, das zweite Radsatzelement ein erster Planetenträger 26a und das dritte Radsatzelement ein erstes Hohlrad 27a, wo- bei am ersten Planetenträger 26a mehrere erste Planetenräder 28a drehbar ange- ordnet sind, die mit dem ersten Sonnenrad 25a und dem ersten Hohlrad 27a in Zahn- eingriff stehen. Die erste Ausgangswelle 5 ist durch das erste Sonnenrad 25a des ersten Planetenradsatzes 8 axial hindurchgeführt. Mithin ist das erste Sonnenrad 25a als Hohlrad und die damit verbundene Eingangswelle 4 als Hohlwelle ausgebildet. Das erste Sonnenrad 25a sitzt fest auf der Eingangswelle 4 bzw. ist drehfest damit verbunden. Das erste Sonnenrad 25a und die Eingangswelle 4 sind hier einteilig mit- einander verbunden. Ferner sind am zweiten Planetenradsatz 9 das erste Radsatze- lement ein zweites Sonnenrad 25b, das zweite Radsatzelement ein zweiter Planeten- träger 26b und das dritte Radsatzelement ein zweites Hohlrad 27b, wobei am zwei- ten Planetenträger 26b mehrere zweite Planetenräder 28b drehbar angeordnet sind, die mit dem zweiten Sonnenrad 25b und dem zweiten Hohlrad 27b in Zahneingriff stehen. According to Fig. 2 to Fig. 8 and Fig. 11 to Fig. 15, on the first planetary gear set 8, the first gear set element is a first sun gear 25a, the second gear set element is a first planet carrier 26a and the third gear set element is a first ring gear 27a, wherein several first planet gears 28a are rotatably arranged on the first planet carrier 26a, which mesh with the first sun gear 25a and the first ring gear 27a. The first output shaft 5 is guided axially through the first sun gear 25a of the first planetary gear set 8. The first sun gear 25a is therefore designed as a ring gear and the input shaft 4 connected to it is designed as a hollow shaft. The first sun gear 25a sits firmly on the input shaft 4 or is connected to it in a rotationally fixed manner. The first sun gear 25a and the input shaft 4 are connected to one another in one piece. Furthermore, on the second planetary gear set 9, the first gear set element is a second sun gear 25b, the second gear set element is a second planet carrier 26b and the third gear set element is a second ring gear 27b, wherein a plurality of second planet gears 28b are rotatably arranged on the second planet carrier 26b, which are in tooth engagement with the second sun gear 25b and the second ring gear 27b.
Das erste Hohlrad 27a des ersten Planeten radsatzes 8 ist nach Fig. 2 bis Fig. 8 so- wie Fig. 11 bis Fig. 15 über eine Koppelwelle 14 drehfest mit dem zweiten Sonnen- rad 25b des zweiten Planeten radsatzes 9 verbunden. Der zweite Planetenträger 26b des zweiten Planetenradsatzes 9 ist am ortsfesten Bauelement 13, welches vorlie- gend das Getriebegehäuse ist, gehäusefest abgestützt. Der zweite Planetenträ- ger 26b ist über eine Welle 20 mit dem ortsfesten Bauelement 13 drehfest verbun- den. Das zweite Hohlrad 27b des zweiten Planetenradsatzes 9 kann über ein Kop- pelelement oder dergleichen, das als Hohlradträger ausgebildet sein kann, drehfest mit der zweiten Ausgangswelle 6 verbunden sein. Der erste und zweite Planetenradsatz 8, 9 sind hier jeweils als Minus-Planetenrad- satz ausgebildet und radial geschachtelt und somit in einer gemeinsamen Ebene an- geordnet, welche senkrecht zur Achse 11a verläuft. Dadurch wird axialer Bauraum eingespart. Der erste Planetenradsatz 8 ist vorliegend radial innerhalb des zweiten Planetenradsatzes 9 angeordnet. According to Fig. 2 to Fig. 8 and Fig. 11 to Fig. 15, the first ring gear 27a of the first planetary gear set 8 is connected in a rotationally fixed manner to the second sun gear 25b of the second planetary gear set 9 via a coupling shaft 14. The second planet carrier 26b of the second planetary gear set 9 is supported in a housing-fixed manner on the stationary component 13, which in this case is the transmission housing. The second planet carrier 26b is connected in a rotationally fixed manner to the stationary component 13 via a shaft 20. The second ring gear 27b of the second planetary gear set 9 can be connected in a rotationally fixed manner to the second output shaft 6 via a coupling element or the like, which can be designed as a ring gear carrier. The first and second planetary gear sets 8, 9 are each designed as a minus planetary gear set and are nested radially and thus arranged in a common plane which runs perpendicular to the axis 11a. This saves axial installation space. The first planetary gear set 8 is arranged radially within the second planetary gear set 9.
Nach Fig. 2 bis Fig. 8 sowie Fig. 11 bis Fig. 15 liegt die Eingangswelle 4 auf einer ersten Rotationsachse 15. Die erste Rotationsachse 15 bildet die Antriebsachse des Getriebes 3. Die erste Rotationsachse 15 kann koaxial oder achsparallel versetzt zur ersten Achse 11a angeordnet sein. Die Rotationsachsen der Ausgangswellen 5, 6 liegen ebenfalls auf der ersten Rotationsachse 15. Damit sind die Ausgangswel- len 5, 6 koaxial zur Eingangswelle 4 angeordnet. In diesem Fall ist die Antriebsachse koaxial zur Abtriebsachse angeordnet. According to Fig. 2 to Fig. 8 and Fig. 11 to Fig. 15, the input shaft 4 lies on a first rotation axis 15. The first rotation axis 15 forms the drive axis of the transmission 3. The first rotation axis 15 can be arranged coaxially or axially parallel to the first axis 11a. The rotation axes of the output shafts 5, 6 also lie on the first rotation axis 15. The output shafts 5, 6 are thus arranged coaxially to the input shaft 4. In this case, the drive axis is arranged coaxially to the output axis.
Der erste und zweite Planetenradsatz 8, 9 sind koaxial zur Eingangswelle 4 bzw. zur ersten Rotationsachse 15 angeordnet. Jedes der kegelförmig ausgebildeten zweiten Planetenräder 28b des zweiten Planetenradsatzes 9 liegt jedoch auf einer zugehöri- gen zweiten Rotationsachse 16, wobei die jeweilige zweite Rotationsachse 16 schräg, also mit einem Winkel, zur ersten Rotationsachse 15 der Eingangswelle 4 angeordnet ist. Jedes zweite Planetenrad 18b rotiert also um eine eigene zweite Ro- tationsachse 16, wobei alle Rotationsachsen 16 gleichermaßen schräg zur ersten Rotationsachse 15 der Eingangswelle 4 angeordnet sind. Das zweite Planeten- rad 28b ist als Tellerrad ausgeformt. Durch die Schrägstellung der jeweiligen zweiten Rotationsachse 16, die als Planetenachse zu verstehen ist, zur ersten Rotations- achse 15 ist es möglich, den zweiten Planetenradsatz 9 mit einer betragsmäßig klei- nen Standübersetzung auszuführen, ohne dass dadurch zwingend der Planeten- durchmesser der zweiten Planetenräder 28b klein werden muss. Somit ist im Inneren des jeweiligen zweiten Planetenrades 28b ausreichend Platz darstellbar, um eine ausreichend dimensionierte Lagerung für das jeweilige Planetenrad 28b unterzubrin- gen. Je nach vorhandenem Bauraum können die erste Rotationsachse 15 der Eingangs- welle 4 und zweite Rotationsachse 16 des jeweiligen zweiten Planetenrades 28b ei- nen gemeinsamen Schnittpunkt X aufweisen. Alternativ können die erste Rotations- achse 15 der Eingangswelle 4 und zweite Rotationsachse 16 des jeweiligen zweiten Planetenrades 28b windschief zueinander angeordnet sein. In diesem Fall sind die Rotationsachsen 15, 16 ebenfalls schräg zueinander angeordnet, weisen jedoch kei- nen gemeinsamen Schnittpunkt auf. Der Winkel zwischen der ersten und zweiten Ro- tationsachse 15, 16 liegt entweder zwischen 0° und 90° oder zwischen 90° und 180°. Jedenfalls sind die Rotationsachsen 15, 16 weder exakt parallel noch exakt senk- recht zueinander angeordnet. The first and second planetary gear sets 8, 9 are arranged coaxially to the input shaft 4 and to the first rotation axis 15, respectively. However, each of the conical second planetary gears 28b of the second planetary gear set 9 lies on an associated second rotation axis 16, with the respective second rotation axis 16 being arranged obliquely, i.e. at an angle, to the first rotation axis 15 of the input shaft 4. Each second planetary gear 18b thus rotates about its own second rotation axis 16, with all rotation axes 16 being arranged equally obliquely to the first rotation axis 15 of the input shaft 4. The second planetary gear 28b is formed as a ring gear. By slanting the respective second rotation axis 16, which is to be understood as the planetary axis, to the first rotation axis 15, it is possible to design the second planetary gear set 9 with a small stationary ratio without the planet diameter of the second planetary gears 28b necessarily having to be small. This means that there is sufficient space inside the respective second planetary gear 28b to accommodate a sufficiently dimensioned bearing for the respective planetary gear 28b. Depending on the available installation space, the first rotation axis 15 of the input shaft 4 and the second rotation axis 16 of the respective second planetary gear 28b can have a common intersection point X. Alternatively, the first rotation axis 15 of the input shaft 4 and the second rotation axis 16 of the respective second planetary gear 28b can be arranged at an angle to one another. In this case, the rotation axes 15, 16 are also arranged at an angle to one another, but do not have a common intersection point. The angle between the first and second rotation axes 15, 16 is either between 0° and 90° or between 90° and 180°. In any case, the rotation axes 15, 16 are neither exactly parallel nor exactly perpendicular to one another.
Nach Fig. 2 sind die ersten Planetenräder 28a achsparallel zur ersten Rotations- achse 15 der Eingangswelle 4 angeordnet. Der Winkel zwischen der ersten und zweiten Rotationsachse 15, 16 ist hier kleiner als 90°. According to Fig. 2, the first planet gears 28a are arranged axially parallel to the first rotation axis 15 of the input shaft 4. The angle between the first and second rotation axes 15, 16 is here less than 90°.
Das Getriebe 3 nach Fig. 3 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 dadurch, dass die zweite Rotationsachse 16 in die entgegengesetzte Richtung gekippt bzw. schräggestellt ist. Der Winkel zwischen der ersten und zweiten Rotati- onsachse 15, 16 ist hier größer als 90°. In diesem Fall sind die Radsatzelemente des ersten und zweiten Planetenradsatzes 8, 9 im Wesentlichen innerhalb des zweiten Hohlrades 27b des zweiten Planetenradsatzes 9 angeordnet. Hinsichtlich der Effekte und Vorteile wird auf das zu Fig. 2 Gesagte verwiesen. Ein Getriebe 3 nach Fig. 2 bzw. Fig. 3 weist einen hohen Wirkungsgrad auf und hat einen geringen Bauraumbe- darf. Zudem kann flexibel auf bestimmte Bauraumanforderungen eingegangen wer- den. The transmission 3 according to Fig. 3 differs from the embodiment according to Fig. 2 in that the second rotation axis 16 is tilted or inclined in the opposite direction. The angle between the first and second rotation axes 15, 16 is greater than 90° here. In this case, the gear set elements of the first and second planetary gear sets 8, 9 are arranged essentially within the second ring gear 27b of the second planetary gear set 9. With regard to the effects and advantages, reference is made to what has been said about Fig. 2. A transmission 3 according to Fig. 2 or Fig. 3 has a high degree of efficiency and requires little installation space. In addition, specific installation space requirements can be met flexibly.
Nach Fig. 4 bis Fig. 8 sind die ersten Planetenräder 28a jeweils als Stufenplanetenrä- der ausgebildet, aufweisend ein erstes Zahnrad Z1 und ein drehfest damit verbunde- nes zweites Zahnrad Z2. Das erste Zahnrad Z1 weist einen größeren Außendurch- messer auf als das zweite Zahnrad Z2. Das erste Zahnrad Z1 kämmt mit dem ersten Sonnenrad 25a, wobei das zweite Zahnrad Z2 mit dem ersten Hohlrad 27a kämmt. Durch die als Stufenplaneten ausgebildeten ersten Planetenräder 28a ist die ge- wünschte betragsmäßig große Standübersetzung am ersten Planetenradsatz 8 dar- stellbar, ohne dass dabei der Hohlraddurchmesser des ersten Hohlrades 27a des ersten Planetenradsatzes 8 zu groß wird. Der Unterschied zwischen den Ausfüh- rungsbeispielen nach Fig. 4 und Fig. 5 besteht lediglich in der axialen Reihenfolge der Zahnräder Z1 , Z2 der ersten Planetenräder 28a des ersten Planetenradsatzes. Nach Fig. 4 ist von links nach rechts betrachtet das zweite Zahnrad Z2 vor dem ers- ten Zahnrad Z1 auf dem ersten Planetenträger 27a angeordnet. In Fig. 5 ist dies um- gekehrt. Im Übrigen sind die Ausführungsbeispiele nach Fig. 4 und Fig. 5 identisch zu Fig. 2 ausgebildet. According to Fig. 4 to Fig. 8, the first planetary gears 28a are each designed as stepped planetary gears, comprising a first gear Z1 and a second gear Z2 connected to it in a rotationally fixed manner. The first gear Z1 has a larger outer diameter than the second gear Z2. The first gear Z1 meshes with the first sun gear 25a, whereby the second gear Z2 meshes with the first ring gear 27a. The first planetary gears 28a designed as stepped planets ensure the The desired large stationary gear ratio can be represented on the first planetary gear set 8 without the ring gear diameter of the first ring gear 27a of the first planetary gear set 8 becoming too large. The difference between the embodiments according to Fig. 4 and Fig. 5 is only in the axial order of the gears Z1, Z2 of the first planetary gears 28a of the first planetary gear set. According to Fig. 4, viewed from left to right, the second gear Z2 is arranged in front of the first gear Z1 on the first planet carrier 27a. In Fig. 5, this is reversed. Otherwise, the embodiments according to Fig. 4 and Fig. 5 are identical to Fig. 2.
Je nach Ausgestaltung und Bauraumsituation, kann ein Kegelwinkel der Verzahnung des äußeren, zweiten Planetenrades 28b kleiner als 90° ausgeführt werden, vgl.Depending on the design and installation space situation, a cone angle of the teeth of the outer, second planetary gear 28b can be smaller than 90°, cf.
Fig. 6. Dies hängt zum einen von dem Winkel der Planetenachse zur Antriebsachse bzw. der zweiten Rotationsachse 16 zur ersten Rotationsachse 15, als auch vom Durchmesser der Planetenräder 28a, 28b ab. Fig. 6. This depends on the angle of the planetary axis to the drive axis or the second rotation axis 16 to the first rotation axis 15, as well as on the diameter of the planetary gears 28a, 28b.
Analog zu Fig. 3 ist auch für die Ausführungsbeispiele nach Fig. 7 und Fig. 8 denk- bar, den Winkel der zweiten Rotationsachse 16 relativ zur ersten Rotationsachse 15 größer als 90° zu wählen. Die axiale Anordnung der Zahnräder Z1 , Z2 der ersten Planetenräder 28a kann zudem analog zu Fig. 4 und Fig. 5 beliebig gestaltet werden. Dies erfolgt stets unter Berücksichtigung des vorhandenen Bauraumes im Fahr- zeug 1. Analogous to Fig. 3, it is also conceivable for the embodiments according to Fig. 7 and Fig. 8 to choose the angle of the second rotation axis 16 relative to the first rotation axis 15 to be greater than 90°. The axial arrangement of the gears Z1, Z2 of the first planetary gears 28a can also be designed as desired, analogous to Fig. 4 and Fig. 5. This is always done taking into account the available installation space in the vehicle 1.
Ein Getriebe 3 nach Fig. 4 bzw. Fig. 8 weist jeweils ebenfalls einen hohen Wirkungs- grad auf und hat einen geringen Bauraumbedarf. Zudem kann flexibel auf bestimmte Bauraumanforderungen eingegangen werden. A gear 3 according to Fig. 4 or Fig. 8 also has a high level of efficiency and requires little installation space. In addition, specific installation space requirements can be met flexibly.
Nach Fig. 9 und Fig. 10 ist die Anbindung der Radsatzelemente im Vergleich zu den anderen Ausführungsbeispielen anders gewählt. Damit soll verdeutlich werden, dass die jeweilige Anbindung der Radsatzelemente Sonnenrad, Planetenträger und Hohl- rad je nach Anforderung an die Übersetzungen inklusive Vorzeichen erfolgen und an- gepasst werden kann. Vorliegend sind das erste Rad satze lerne nt des ersten Planeten radsatzes 8 das Son- nenrad 25a, das zweite Radsatzelement des ersten Planetenradsatzes 8 das Hohl- rad 27a und das dritte Radsatzelement des ersten Planetenradsatzes 8 der Plane- tenträger 26a. Das erste Radsatzelement des zweiten Planeten radsatzes 9 ist das Hohlrad 27b, das zweite Radsatzelement des zweiten Planetenradsatzes 9 ist der Planetenträger 26b und das dritte Radsatzelement des zweiten Planetenradsatzes 9 ist das Sonnenrad 25b. Die Eingangswelle 4 ist also drehtest mit dem ersten Son- nenrad 25a verbunden, wobei das erste Hohlrad 27a drehtest mit der ersten Aus- gangswelle 5 verbunden ist, und wobei der erste Planetenträger 26a über eine Kop- pelwelle 14 mit dem zweiten Hohlrad 27b verbunden ist. Der zweite Planetenträ- ger 26b ist zudem über die Welle 20 ortsfest am ortsfesten Bauelement 13 festge- setzt, wobei das zweite Sonnenrad 25b drehtest mit der zweiten Ausgangswelle 6 verbunden ist According to Fig. 9 and Fig. 10, the connection of the gear set elements is different compared to the other embodiments. This is to make it clear that the respective connection of the gear set elements sun gear, planet carrier and ring gear can be made and adapted depending on the requirements for the gear ratios including the sign. In the present case, the first gear set element of the first planetary gear set 8 is the sun gear 25a, the second gear set element of the first planetary gear set 8 is the ring gear 27a and the third gear set element of the first planetary gear set 8 is the planet carrier 26a. The first gear set element of the second planetary gear set 9 is the ring gear 27b, the second gear set element of the second planetary gear set 9 is the planet carrier 26b and the third gear set element of the second planetary gear set 9 is the sun gear 25b. The input shaft 4 is therefore rotationally connected to the first sun gear 25a, the first ring gear 27a is rotationally connected to the first output shaft 5, and the first planet carrier 26a is connected to the second ring gear 27b via a coupling shaft 14. The second planet carrier 26b is also fixed to the stationary component 13 via the shaft 20, with the second sun gear 25b being rotationally connected to the second output shaft 6.
Mit Ausnahme der Anbindung ist das Getriebe 3 nach Fig. 9, insbesondere die Rota- tionsachsen 15, 16, analog zu Fig. 1 ausgeführt. Hinsichtlich der Ausführungsform nach Fig. 9 wird im Übrigen auf die Ausführungsgen zum Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 verwiesen. With the exception of the connection, the gear 3 according to Fig. 9, in particular the rotation axes 15, 16, is designed analogously to Fig. 1. With regard to the embodiment according to Fig. 9, reference is also made to the embodiments of the embodiment according to Fig. 2.
Nach Fig. 10 sind die ersten Planetenräder 28a jeweils als Stufenplanetenräder ana- log zu Fig. 4 bis Fig. 8 ausgebildet. Das erste Zahnrad Z1 kämmt mit dem ersten Sonnenrad 25a, wobei das zweite Zahnrad Z2 mit dem ersten Hohlrad 27a kämmt Ebenso wie bei den vorherigen Ausführungsbeispielen kann je nach Platzbedarf oder vorhandenem Bauraum die axiale Reihenfolge der Zahnräder Z1 , Z2 der ersten Pla- netenräder 28a des ersten Planetenradsatzes 8 angepasst werden. Nach Fig. 10 ist von links nach rechts betrachtet das erste Zahnrad Z1 vor dem zweiten Zahnrad Z2 auf dem ersten Planetenträger 27a angeordnet. Hinsichtlich der Ausführungsform nach Fig. 10 wird im Übrigen auf die Ausführungsgen zum Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 bis Fig. 8 verwiesen. According to Fig. 10, the first planet gears 28a are each designed as stepped planet gears analogous to Fig. 4 to Fig. 8. The first gear Z1 meshes with the first sun gear 25a, whereby the second gear Z2 meshes with the first ring gear 27a. Just as with the previous embodiments, the axial order of the gears Z1, Z2 of the first planet gears 28a of the first planetary gear set 8 can be adapted depending on the space required or available installation space. According to Fig. 10, viewed from left to right, the first gear Z1 is arranged in front of the second gear Z2 on the first planet carrier 27a. With regard to the embodiment according to Fig. 10, reference is also made to the embodiments of the embodiment according to Fig. 4 to Fig. 8.
Gemäß Fig. 11 und Fig. 12 ist zwischen der ersten Eingangswelle 4 und dem ersten Radsatzelement des ersten Planetenradsatzes 8, hier dem ersten Sonnenrad 25a, eine Übersetzungsstufe 12 angeordnet. Die Übersetzungsstufe 12 ist als Vorüberset- zung des Getriebes 3 zu verstehen. According to Fig. 11 and Fig. 12, between the first input shaft 4 and the first gear set element of the first planetary gear set 8, here the first sun gear 25a, a gear ratio 12 is arranged. The gear ratio 12 is to be understood as the pre-transmission of the transmission 3.
Nach Fig. 11 ist die Übersetzungsstufe 12 ein Planetengetriebe mit einem dritten Pla- netenradsatz 10, umfassend die Radsatzelemente drites Sonnenrad 25c, dritter Pla- netenträger 26c und drittes Hohlrad 27c. Der dritte Planetenradsatz 10 ist ein Minus- Planetenradsatz, sodass auf dem dritten Planetenträger 26c drehbar gelagerte dritte Planetenräder 28c des dritten Planetenradsatzes 10 mit dem driten Sonnenrad 25c und dem dritten Hohlrad 27c in Zahneingriff stehen. Das dritte Hohlrad 27c ist dreh- fest mit der Eingangswelle 4 verbunden, wobei das dritte Sonnenrad 25c am ortsfes- ten Bauelement 13 festgesetzt ist. Der Abtrieb der Übersetzungsstufe 12 erfolgt über den dritten Planetenträger 26c, der über eine Zwischenwelle 21 drehfest mit dem ers- ten Radsatzelement des ersten Planetenradsatzes 8 des Differentials 7 verbunden ist, vorliegend mit dem ersten Sonnenrad 25a. Die Übersetzungsstufe 12 ist axial zwischen der Antriebseinheit 22 nach Fig. 1 und dem Differential 7 angeordnet. According to Fig. 11, the transmission stage 12 is a planetary gear with a third planetary gear set 10, comprising the gear set elements third sun gear 25c, third planet carrier 26c and third ring gear 27c. The third planetary gear set 10 is a minus planetary gear set, so that third planetary gears 28c of the third planetary gear set 10, which are rotatably mounted on the third planet carrier 26c, mesh with the third sun gear 25c and the third ring gear 27c. The third ring gear 27c is connected in a rotationally fixed manner to the input shaft 4, with the third sun gear 25c being fixed to the stationary component 13. The output of the transmission stage 12 takes place via the third planet carrier 26c, which is connected via an intermediate shaft 21 in a rotationally fixed manner to the first gear set element of the first planetary gear set 8 of the differential 7, in this case to the first sun gear 25a. The transmission stage 12 is arranged axially between the drive unit 22 according to Fig. 1 and the differential 7.
Durch die Übersetzungsstufe wird eine Gesamtübersetzung des Getriebes 3 erhöht. Im Übrigen ist das jeweilige Getriebe 3 nach Fig. 11 analog zum Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ausgebildet, sodass auf die entsprechenden Beschreibungsabschnitte verwiesen wird. Es sei erwähnt, dass in Abhängigkeit der geforderten Übersetzung die Anbindung der Radsatzelemente des dritten Planetenradsatzes 10 beliebig ge- tauscht werden kann. The gear ratio increases the overall gear ratio of the transmission 3. Furthermore, the respective transmission 3 according to Fig. 11 is designed in a similar way to the embodiment according to Fig. 5, so that reference is made to the corresponding description sections. It should be mentioned that, depending on the required gear ratio, the connection of the gear set elements of the third planetary gear set 10 can be exchanged as desired.
Die Übersetzungsstufe 12 nach Fig. 12 ist eine Stirnradstufe 24, umfassend ein drit- tes Zahnrad Z3 und ein damit kämmendes viertes Zahnrad Z4. Das dritte Zahnrad Z3 ist drehfest mit der Eingangswelle 4 des Getriebes 3 verbunden. Die auf der ersten Rotationsachse 15 angeordnete Eingangswelle 4 ist im Gegensatz zu den vorherigen Ausführungsbeispielen achsparallel zu den Ausgangswellen 5, 6, wobei durch die Übersetzungsstufe 12 neben der genannten Erhöhung der Gesamtübersetzung au- ßerdem ein Achsversatz ausgleichbar ist. Damit liegt die Antriebsachse parallel ver- setzt zur Abtriebsachse, auf der die Ausgangswellen 5, 6 angeordnet sind. Eine sol- che Anordnung kann von Vorteil sein, wenn die Antriebseinheit 22 ein Verbrennungs- motor ist. das vierte Zahnrad Z4 ist über eine Zwischenwelle 21 drehfest mit dem ers- ten Radsatzelement des ersten Planetenradsatzes 8 des Differentials 7 verbunden, hier mit dem ersten Sonnenrad 25a. Im Übrigen ist das jeweilige Getriebe 3 nach Fig. 12 analog zum Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ausgebildet, sodass auf die ent- sprechenden Beschreibungsabschnite verwiesen wird. The gear ratio 12 according to Fig. 12 is a spur gear stage 24, comprising a third gear Z3 and a fourth gear Z4 meshing with it. The third gear Z3 is connected in a rotationally fixed manner to the input shaft 4 of the transmission 3. The input shaft 4 arranged on the first rotation axis 15 is, in contrast to the previous embodiments, axially parallel to the output shafts 5, 6, whereby the gear ratio 12 can compensate for an axial offset in addition to the aforementioned increase in the overall gear ratio. The drive axle is thus offset parallel to the output axle on which the output shafts 5, 6 are arranged. Such an arrangement can be advantageous if the drive unit 22 is an internal combustion engine. The fourth gear Z4 is connected in a rotationally fixed manner to the first gear set element of the first planetary gear set 8 of the differential 7 via an intermediate shaft 21. here with the first sun gear 25a. Otherwise, the respective gear 3 according to Fig. 12 is designed analogously to the embodiment according to Fig. 5, so that reference is made to the corresponding description sections.
An Steile einer reinen Übersetzungsstufe kann zwischen der ersten Eingangswelle 4 und dem ersten Radsatzelement bzw. dem ersten Sonnenrad 25a des ersten Plane- tenradsatzes 8 ein Mehrganggetriebe 17 angeordnet sein. Dies zeigt ein weiteres Beispiel nach Fig. 13. Dem Differentialgetriebe ist vorliegend eine 2-Gang Gruppe vorgeschaltet. Diese ist beispielhaft ein Planetengetriebe mit einem driten Planeten- satz 10, umfassend die Radsatzelemente drites Sonnenrad 25c, dritter Planetenträ- ger 26c und drittes Hohlrad 27c. Der drite Planetenradsatz 10 nach Fig. 13 ist ein Minus-Planetenradsatz, sodass auf dem driten Planetenträger 26c drehbar gela- gerte drite Planetenräder 28c des driten Planeten radsatzes 10 mit dem driten Son- nenrad 25c und dem dritten Hohlrad 27c in Zahneingriff stehen. Das dritte Hohl- rad 27c ist drehfest mit der Eingangswelle 4 verbunden. Das dritte Sonnenrad 25c ist über ein erstes reibschlüssiges Schaltelement B am ortsfesten Bauelement 13 fest- setzbar. Der Abtrieb der Übersetzungsstufe 12 erfolgt über den dritten Planetenträ- ger 26c, der über eine Zwischenwelle 21 drehfest mit dem ersten Radsatzelement des ersten Planetenradsatzes 8 des Differentials 7 verbunden ist, vorliegend mit dem ersten Sonnenrad 25a. Die beiden Gänge werden zum einen durch Festsetzen des dritten Sonnenrades 25a und zum anderen dadurch realisiert, dass mittels eines zweiten reibschlüssigen Schaltelements K das dritte Hohlrad 27c mit dem driten Sonnenrad 25c drehfest koppelbar ist, so dass der dritte Planetenradsatz verblockt wird. Das Mehrganggetriebe 17 ist axial zwischen der Antriebseinheit 22 nach Fig. 1 und dem Differential 7 angeordnet. Der Vorteil besteht darin, dass einerseits hohe Abtriebsdrehmomente und andererseits hohe Endgeschwindigkeiten realisierbar sind. Die Schaltelemente B, K können auch formschlüssige Schaltelemente sein. At the point of a pure gear ratio, a multi-speed transmission 17 can be arranged between the first input shaft 4 and the first gear set element or the first sun gear 25a of the first planetary gear set 8. This is shown in another example according to Fig. 13. In this case, a 2-speed group is connected upstream of the differential gear. This is, for example, a planetary transmission with a third planetary set 10, comprising the gear set elements third sun gear 25c, third planet carrier 26c and third ring gear 27c. The third planetary gear set 10 according to Fig. 13 is a minus planetary gear set, so that third planet gears 28c of the third planetary gear set 10, which are rotatably mounted on the third planet carrier 26c, mesh with the third sun gear 25c and the third ring gear 27c. The third ring gear 27c is connected to the input shaft 4 in a rotationally fixed manner. The third sun gear 25c can be fixed to the stationary component 13 via a first frictional switching element B. The output of the transmission stage 12 takes place via the third planet carrier 26c, which is connected to the first gear set element of the first planetary gear set 8 of the differential 7 in a rotationally fixed manner via an intermediate shaft 21, in this case to the first sun gear 25a. The two gears are realized on the one hand by fixing the third sun gear 25a and on the other hand by the third ring gear 27c being able to be coupled to the third sun gear 25c in a rotationally fixed manner by means of a second frictional switching element K, so that the third planetary gear set is blocked. The multi-speed transmission 17 is arranged axially between the drive unit 22 according to Fig. 1 and the differential 7. The advantage is that high output torques and high final speeds can be achieved. The switching elements B, K can also be positive-locking switching elements.
Die Ausführungsbeispiele nach Fig. 14 und Fig. 15 sind im Wesentlichen analog zum Beispiel nach Fig. 5 ausgebildet Der Unterschied besteht hier darin, dass zwischen der ersten Ausgangswelle 5 und der zweiten Ausgangswelle 6 ein drittes Schaltele- ment S zur Drehmomentübertragung zwischen den Ausgangswellen 5, 6 angeordnet ist. Anders gesagt kann durch das dritte Schaltelement S eine drehmomentübertra- gende Verbindung zwischen den Ausgangswellen 5, 6 geschaffen werden. Diese Verbindung kann beispielsweise formschlüssig über Klauen gestaltet werden (vgl.The embodiments according to Fig. 14 and Fig. 15 are essentially analogous to the example according to Fig. 5. The difference here is that a third switching element S is arranged between the first output shaft 5 and the second output shaft 6 for torque transmission between the output shafts 5, 6. In other words, the third switching element S can create a torque-transmitting connection between the output shafts 5, 6. This connection can be designed, for example, as a form-fitting connection using claws (cf.
Fig. 15). Alternativ kann die Verbindung reibschlüssig über ein oder mehrere parallel wirkende Reibflächen realisiert werden, beispielsweise in Form einer Lamellenkupp- lung (vgl. Fig. 14. Ferner alternativ kann die drehmomentübertragende Verbindung zwischen den Ausgangswellen 5, 6 reibschlüssig über eine oder mehrere konusför- mig gestaltete Reibfläche oder Reibflächen realisiert werden. Letzterer Fall ist hier nicht gezeigt. Mithin ist durch das dritte Schaltelement S eine Sperrfunktion des Diffe- rentials 7 realisierbar. Fig. 15). Alternatively, the connection can be implemented frictionally via one or more friction surfaces acting in parallel, for example in the form of a multi-disk clutch (see Fig. 14). Furthermore, alternatively, the torque-transmitting connection between the output shafts 5, 6 can be implemented frictionally via one or more cone-shaped friction surface or surfaces. The latter case is not shown here. A locking function of the differential 7 can therefore be implemented by the third switching element S.
Wie bereits erwähnt, kann die Anbindung der Radsatzelemente beliebig gewählt wer- den. Zudem ist denkbar, dass das Differential mehr als zwei Planetenradsätze 8, 9 aufweist. Nach Fig. 16 ist ein solches Differentialgetriebe gezeigt, und zwar weist das Differential 7 neben dem ersten und zweiten Planetenradsatz 8, 9 ferner einen vier- ten Planetenradsatz 19 mit mehreren Radsatzelementen in Form eines vierten Son- nenrades 25d, eines vierten Planetenträgers 26d und eines vierten Hohlrades 27d auf. Der vierte Planetenradsatz 19 ist ein Minus-Planetenradsatz, sodass auf dem vierten Planetenträger 26d drehbar gelagerte vierte Planetenräder 28d des vierten Planetenradsatzes 19 mit dem vierten Sonnenrad 25d und dem vierten Hohlrad 27d in Zahneingriff stehen. As already mentioned, the connection of the gear set elements can be chosen as desired. It is also conceivable that the differential has more than two planetary gear sets 8, 9. Such a differential gear is shown in Fig. 16, and in addition to the first and second planetary gear sets 8, 9, the differential 7 also has a fourth planetary gear set 19 with several gear set elements in the form of a fourth sun gear 25d, a fourth planet carrier 26d and a fourth ring gear 27d. The fourth planetary gear set 19 is a minus planetary gear set, so that fourth planetary gears 28d of the fourth planetary gear set 19, which are rotatably mounted on the fourth planet carrier 26d, mesh with the fourth sun gear 25d and the fourth ring gear 27d.
Das erste Sonnenrad 25a des ersten Planetenradsatzes 8 ist drehfest mit der Ein- gangswelle 4 verbunden, wobei der erste Planetenträger 26a über eine Zwischen- welle 21 drehfest mit dem zweiten Sonnenrad 25b des zweiten Planetenradsatzes 9 verbunden ist. Das erste Hohlrad 27a ist über die Koppelwelle 14 drehfest mit dem vierten Sonnenrad 25d des vierten Planetenradsatzes 19 verbunden. Der vierte Pla- netenträger 26d ist drehfest mit der ersten Ausgangswelle 5 verbunden, wobei das vierte Hohlrad 27d drehfest mit der zweiten Ausgangswelle 6 und dem zweiten Hohl- rad 27b verbunden ist. Der zweite Planetenträger 26b ist über die Welle 20 drehfest mit dem ortsfesten Bauelement 13 verbunden. Auch in diesem Ausführungsbeispiel wird mittels des ersten Planetenradsatzes 8 zu- mindest mitelbar ein erstes Abtriebsmoment auf die erste Ausgangswelle 5 übertrag- bar ist, wobei ein Abstützmoment des ersten Planeten radsatzes 8 in dem zweiten Planetenradsatz 9 und dem vierten Planetenradsatz 19 derart wandelbar ist, dass ein dem ersten Abtriebsmoment entsprechendes zweites Abtriebsmoment auf die zweite Ausgangswelle 6 übertragbar ist. The first sun gear 25a of the first planetary gear set 8 is connected in a rotationally fixed manner to the input shaft 4, with the first planet carrier 26a being connected in a rotationally fixed manner to the second sun gear 25b of the second planetary gear set 9 via an intermediate shaft 21. The first ring gear 27a is connected in a rotationally fixed manner to the fourth sun gear 25d of the fourth planetary gear set 19 via the coupling shaft 14. The fourth planet carrier 26d is connected in a rotationally fixed manner to the first output shaft 5, with the fourth ring gear 27d being connected in a rotationally fixed manner to the second output shaft 6 and the second ring gear 27b. The second planet carrier 26b is connected in a rotationally fixed manner to the stationary component 13 via the shaft 20. In this embodiment, too, a first output torque can be transmitted at least indirectly to the first output shaft 5 by means of the first planetary gear set 8, wherein a support torque of the first planetary gear set 8 in the second planetary gear set 9 and the fourth planetary gear set 19 can be converted in such a way that a second output torque corresponding to the first output torque can be transmitted to the second output shaft 6.
Nach Fig .16 ist das jeweilige vierte Planetenrad 28d des vierten Planetenradsat- zes 19 auf der zweiten Rotationsachse 16 und damit schräg, also mit einem Winkel zwischen 0° und 90° bzw. zwischen 90° und 180° zur ersten Rotationsachse 15 der Eingangswelle 4, angeordnet. Vorliegend liegt der Winkel zwischen 0° und 90°. According to Fig. 16, the respective fourth planetary gear 28d of the fourth planetary gear set 19 is arranged on the second rotation axis 16 and thus obliquely, i.e. at an angle between 0° and 90° or between 90° and 180° to the first rotation axis 15 of the input shaft 4. In the present case, the angle is between 0° and 90°.
Für alle Planetenradsätze 8, 9, 10, 19 gilt, dass der jeweilige Planetenradsatz 8, 9, 10, 19 an Stelle eines Minusplanetenradsatzes immer auch als Plusplanetenradsatz ausgebildet sein, indem die Anbindung von Planetenträger und Hohlrad getauscht wird und der Betrag der Standübersetzung um eins erhöht wird. Sinngemäß ist dies auch umgekehrt möglich. For all planetary gear sets 8, 9, 10, 19, the respective planetary gear set 8, 9, 10, 19 can always be designed as a positive planetary gear set instead of a negative planetary gear set by swapping the connection of the planet carrier and ring gear and increasing the value of the stationary gear ratio by one. This is also possible the other way round.
Alle Ausführungsbeispiele nach Fig. 2 bis Fig. 10 sind mit einer Übersetzungs- stufe 12, einem Mehrganggetriebe 17 und/oder einem Schaltelement S zur Realisie- rung einer Differentialsperre ergänzbar. All embodiments according to Fig. 2 to Fig. 10 can be supplemented with a gear ratio 12, a multi-speed transmission 17 and/or a switching element S to implement a differential lock.
In allen hier gezeigten Ausführungsbeispielen nach Fig. 2 bis Fig. 16 weisen die Ro- tationsachsen 15, 16 einen gemeinsamen Schnittpunkt X auf. Die Rotationsach- sen 15, 16 können jedoch auch windschief zueinander liegen, so dass sie keinen ge- meinsamen Schnittpunkt haben. Bezugszeichen In all embodiments shown here according to Fig. 2 to Fig. 16, the rotation axes 15, 16 have a common intersection point X. However, the rotation axes 15, 16 can also be skewed to one another so that they do not have a common intersection point. Reference symbols
1 Fahrzeug 1 vehicle
2 Antriebsstrang 2 Drivetrain
3 Getriebe 3 Gearbox
4 Eingangswelle 4 Input shaft
5 Erste Ausgangswelle 5 First output shaft
6 Zweite Ausgangswelle 6 Second output shaft
7 Differential 7 Differential
8 Erster Planetenradsatz 8 First planetary gear set
9 Zweiter Planetenradsatz 9 Second planetary gear set
10 Dritter Planetenradsatz 10 Third planetary gear set
11a Erste Achse 11a First axis
11b Zweite Achse 11b Second axis
12 Übersetzungsstufe 12 gear ratio
13 Ortsfestes Bauelement 13 Fixed component
14 Koppelwelle 14 Coupling shaft
15 Erste Rotationsachse der Eingangswelle 15 First rotation axis of the input shaft
16 Zweite Rotationsachse des Planetenrades 16 Second rotation axis of the planetary gear
17 Mehrganggetriebe 17 multi-speed gearbox
18 Rad 18 Wheel
19 Vierter Planetenradsatz 19 Fourth planetary gear set
20 Welle 20 Wave
21 Zwischenwelle 21 Intermediate shaft
22 Antriebseinheit 22 Drive unit
24 Stirnradstufe 24 Spur gear stage
25a Erstes Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes25a First sun gear of the first planetary gear set
25b Zweites Sonnenrad des zweiten Planeten radsatzes25b Second sun gear of the second planetary gear set
25c Drittes Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes25c Third sun gear of the third planetary gear set
25d Viertes Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes25d Fourth sun gear of the fourth planetary gear set
26a Erster Planetenträger des ersten Planetenradsatzes26a First planet carrier of the first planetary gear set
26b Zweiter Planetenträger des zweiten Planetenradsatzes26b Second planet carrier of the second planetary gear set
26c Dritter Planetenträger des dritten Planetenradsatzes 26d Vierter Planetenträger des vierten Planetenradsatzes26c Third planet carrier of the third planetary gear set 26d Fourth planet carrier of the fourth planetary gear set
27a Erstes Hohlrad des ersten Planetenradsatzes 27a First ring gear of the first planetary gear set
27b Zweites Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes27b Second ring gear of the second planetary gear set
27c Drites Hohlrad des dritten Planetenradsatzes 27c Third ring gear of the third planetary gear set
27d Viertes Hohlrad des vierten Planetenradsatzes27d Fourth ring gear of the fourth planetary gear set
28a Erstes Planetenrad des ersten Planetenradsatzes28a First planetary gear of the first planetary gear set
28b Zweites Planetenrad des zweiten Planetenradsatzes28b Second planetary gear of the second planetary gear set
28c Drittes Planetenrad des dritten Planetenradsatzes28c Third planetary gear of the third planetary gear set
28d Viertes Planetenrad des vierten Planetenradsatzes 28d Fourth planetary gear of the fourth planetary gear set
B Erstes Schaltelement B First switching element
K Zweites Schaltelement K Second switching element
S Drittes Schaltelement S Third switching element
X Schnittpunkt der Rotationsachsen X Intersection of the rotation axes
Z1 Erstes Zahnrad des Stufenplanetenrades Z1 First gear of the stepped planetary gear
Z2 Zweites Zahnrad des Stufenplanetenrades Z2 Second gear of the stepped planetary gear
Z3 Drittes Zahnrad der Stirnradstufe Z3 Third gear of the spur gear stage
Z4 Viertes Zahnrad der Stirnradstufe Z4 Fourth gear of the spur gear stage

Claims

Patentansprüche Patent claims
1. Getriebe (3) für einen Antriebsstrang (2) eines Fahrzeugs (1), umfassend eine Ein- gangswelle (4), die eine erste Rotationsachse (15) aufweist, eine erste Ausgangs- welle (5), eine zweite Ausgangswelle (6), wobei zwischen der Eingangswelle (4) und den beiden Ausgangswellen (5, 6) ein erster Planetenradsatz (8) mit mehreren Rad- satzelementen und zumindest einen damit Wirkverbundener zweiter Planetenrad- satz (9) mit mehreren Radsatzelementen wirksam angeordnet sind, wobei einer der Planetenradsätze (8, 9) wenigstens ein Planetenrad (28b, 28d) mit einer zweiten Ro- tationsachse (16) aufweist, wobei die zweite Rotationsachse (16) des jeweiligen Pla- netenrades (28b, 28d) schräg zur ersten Rotationsachse (15) der Eingangswelle (4) angeordnet ist. 1. Transmission (3) for a drive train (2) of a vehicle (1), comprising an input shaft (4) which has a first axis of rotation (15), a first output shaft (5), a second output shaft (6), wherein a first planetary gear set (8) with a plurality of gear set elements and at least one second planetary gear set (9) operatively connected thereto with a plurality of gear set elements are operatively arranged between the input shaft (4) and the two output shafts (5, 6), wherein one of the planetary gear sets (8, 9) has at least one planetary gear (28b, 28d) with a second axis of rotation (16), wherein the second axis of rotation (16) of the respective planetary gear (28b, 28d) is arranged obliquely to the first axis of rotation (15) of the input shaft (4).
2. Getriebe (3) nach Anspruch 1 , wobei der erste Planetenradsatz (8) und der zumin- dest zweite Planetenradsatz (9) einem Differential (7) zugeordnet sind, wobei mitels des ersten Planetenradsatzes (8) zumindest mittelbar ein erstes Abtriebsmoment auf die erste Ausgangswelle (5) übertragbar ist, wobei ein Abstützmoment des ersten Pla- netenradsatzes (8) zumindest in dem zweiten Planetenradsatz (9) derart wandelbar ist, dass ein dem ersten Abtriebsmoment entsprechendes zweites Abtriebsmoment auf die zweite Ausgangswelle (6) übertragbar ist, wobei ein erstes Radsatzelement des ersten Planetenradsatzes (8) mit der Eingangswelle (4) wirkverbunden ist, wobei ein zweites Radsatzelement des ersten Planetenradsatzes (8) zumindest mittelbar dreh- fest mit der ersten Ausgangswelle (5) verbunden ist, wobei ein drittes Radsatzelement des ersten Planetenradsatzes (8) zumindest mittelbar drehfest mit einem ersten Rad- satzelement des zweiten Planetenradsatzes (9) verbunden ist, wobei ein zweites Rad- satzelement des zweiten Planetenradsatzes (9) drehfest mit einem ortsfesten Bauele- ment (13) verbunden ist, wobei ein drites Radsatzelement des zweiten Planetenrad- satzes (9) drehfest mit der zweiten Ausgangswelle (6) verbunden ist. 2. Transmission (3) according to claim 1, wherein the first planetary gear set (8) and the at least second planetary gear set (9) are assigned to a differential (7), wherein a first output torque can be transmitted to the first output shaft (5) at least indirectly by means of the first planetary gear set (8), wherein a support torque of the first planetary gear set (8) can be converted at least in the second planetary gear set (9) such that a second output torque corresponding to the first output torque can be transmitted to the second output shaft (6), wherein a first gear set element of the first planetary gear set (8) is operatively connected to the input shaft (4), wherein a second gear set element of the first planetary gear set (8) is at least indirectly connected in a rotationally fixed manner to the first output shaft (5), wherein a third gear set element of the first planetary gear set (8) is at least indirectly connected in a rotationally fixed manner to a first gear set element of the second planetary gear set (9). wherein a second gear set element of the second planetary gear set (9) is connected in a rotationally fixed manner to a stationary component (13), wherein a third gear set element of the second planetary gear set (9) is connected in a rotationally fixed manner to the second output shaft (6).
3. Getriebe (3) nach Anspruch 2, wobei das dritte Radsatzelement des ersten Plane- tenradsatzes (8) über eine Koppelwelle (14) drehfest mit dem ersten Radsatzelement des zweiten Planetenradsatzes (9) verbunden ist. 3. Transmission (3) according to claim 2, wherein the third gear set element of the first planetary gear set (8) is connected in a rotationally fixed manner to the first gear set element of the second planetary gear set (9) via a coupling shaft (14).
4. Getriebe (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die zweite Rotations- achse (16) einen gemeinsamen Schnittpunkt (X) mit der ersten Rotationsachse (15) aufweist. 4. Gearbox (3) according to one of claims 1 to 3, wherein the second axis of rotation (16) has a common intersection point (X) with the first axis of rotation (15).
5. Getriebe (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die zweite Rotations- achse (16) windschief zur ersten Rotationsachse (15) angeordnet ist. 5. Gearbox (3) according to one of claims 1 to 3, wherein the second axis of rotation (16) is arranged skewed to the first axis of rotation (15).
6. Getriebe (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Plane- tenradsatz (8) zumindest bereichsweise radial innerhalb des zweiten Planetenradsat- zes (9) angeordnet ist. 6. Transmission (3) according to one of the preceding claims, wherein the first planetary gear set (8) is arranged at least partially radially within the second planetary gear set (9).
7. Getriebe (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Eingangswelle (4) und die Ausgangswellen (5, 6) die gleiche Drehrichtung aufweisen. 7. Transmission (3) according to one of claims 1 to 6, wherein the input shaft (4) and the output shafts (5, 6) have the same direction of rotation.
8. Getriebe (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Eingangswelle (4) in eine erste Drehrichtung rotiert, die entgegengesetzt zu einer zweiten Drehrichtung der Ausgangswellen (5, 6) gerichtet ist 8. Transmission (3) according to one of claims 1 to 6, wherein the input shaft (4) rotates in a first direction of rotation which is opposite to a second direction of rotation of the output shafts (5, 6)
9. Getriebe (3) nach einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei zwischen der ersten Ein- gangswelle (4) und dem ersten Radsatzelement des ersten Planetenradsatzes (8) eine Übersetzungsstufe (12) angeordnet ist. 9. Transmission (3) according to one of claims 2 to 8, wherein a transmission stage (12) is arranged between the first input shaft (4) and the first gear set element of the first planetary gear set (8).
10. Getriebe (3) nach einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei zwischen der ersten Ein- gangswelle (4) und dem ersten Radsatzelement des ersten Planetenradsatzes (8) ein Mehrganggetriebe (17) angeordnet ist. 10. Transmission (3) according to one of claims 2 to 8, wherein a multi-speed transmission (17) is arranged between the first input shaft (4) and the first gear set element of the first planetary gear set (8).
11. Getriebe (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwischen der ersten Ausgangswelle (5) und der zweiten Ausgangswelle (6) ein Schaltelement (S) zur Drehmomentübertragung zwischen den Ausgangswellen (5, 6) angeordnet ist. 11. Transmission (3) according to one of the preceding claims, wherein a switching element (S) for transmitting torque between the output shafts (5, 6) is arranged between the first output shaft (5) and the second output shaft (6).
12. Getriebe (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Rad- satzelement ein Sonnenrad (25a, 25b) des jeweiligen Planeten radsatzes (8, 9), das zweite Radsatzelement ein Planetenträger (26a, 26b) des jeweiligen Planetenradsat- zes (8, 9) und das dritte Radsatzelement ein Hohlrad (27a, 27b) des jeweiligen Pla- netenradsatzes (8, 9) sind. 12. Transmission (3) according to one of the preceding claims, wherein the first gear set element is a sun gear (25a, 25b) of the respective planetary gear set (8, 9), the second gear set element is a planet carrier (26a, 26b) of the respective planetary gear set (8, 9) and the third gear set element is a ring gear (27a, 27b) of the respective planetary gear set (8, 9).
13. Getriebe (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , wobei das erste Radsatzele- ment des ersten Planetenradsatzes (8) ein Sonnenrad (25a) ist, wobei das zweite Radsatzelement des ersten Planetenradsatzes (8) ein Hohlrad (27a) ist, und wobei das dritte Radsatzelement des ersten Planeten radsatzes (8) ein Planetenträger (26a) ist, wobei das erste Radsatzelement des zweiten Planeten radsatzes (9) ein Hohl- rad (27b) ist, wobei das zweite Radsatzelement des zweiten Planetenradsatzes (9) ein Planetenträger (26b) ist, und wobei das dritte Radsatzelement des zweiten Plane- tenradsatzes (9) ein Sonnenrad (25b) ist. 13. Transmission (3) according to one of claims 1 to 11, wherein the first gear set element of the first planetary gear set (8) is a sun gear (25a), wherein the second gear set element of the first planetary gear set (8) is a ring gear (27a), and wherein the third gear set element of the first planetary gear set (8) is a planet carrier (26a), wherein the first gear set element of the second planetary gear set (9) is a ring gear (27b), wherein the second gear set element of the second planetary gear set (9) is a planet carrier (26b), and wherein the third gear set element of the second planetary gear set (9) is a sun gear (25b).
14. Getriebe (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Differen- tial (7) ferner einen weiteren Planetenradsatz (19) mit mehreren Radsatzelementen umfasst. 14. Transmission (3) according to one of the preceding claims, wherein the differential (7) further comprises a further planetary gear set (19) with a plurality of gear set elements.
15. Antriebsstrang (2) für ein Fahrzeug (1), umfassend ein Getriebe (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche sowie eine mit dem Getriebe (3) Wirkverbundene An- triebseinheit (22). 15. Drive train (2) for a vehicle (1), comprising a transmission (3) according to one of the preceding claims and a drive unit (22) operatively connected to the transmission (3).
PCT/EP2023/076039 2022-10-06 2023-09-21 Transmission for a vehicle, and powertrain comprising such a transmission WO2024074312A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022210571.0A DE102022210571A1 (en) 2022-10-06 2022-10-06 Transmission for a vehicle and drive train with such a transmission
DE102022210571.0 2022-10-06

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024074312A1 true WO2024074312A1 (en) 2024-04-11

Family

ID=88197236

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2023/076039 WO2024074312A1 (en) 2022-10-06 2023-09-21 Transmission for a vehicle, and powertrain comprising such a transmission

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102022210571A1 (en)
WO (1) WO2024074312A1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060025267A1 (en) * 2004-07-29 2006-02-02 Mircea Gradu Differential with torque vectoring capabilities
DE102013215877B4 (en) 2013-08-12 2016-06-09 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Planetary gear, in particular axle for a motor vehicle

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060025267A1 (en) * 2004-07-29 2006-02-02 Mircea Gradu Differential with torque vectoring capabilities
DE102013215877B4 (en) 2013-08-12 2016-06-09 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Planetary gear, in particular axle for a motor vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
DE102022210571A1 (en) 2024-04-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2020058235A1 (en) Drive device for an electrically driven axle of a motor vehicle
WO2004022373A1 (en) Drive axle comprising a variable torque distribution for a motor vehicle
EP1986880B1 (en) Differential with planetary gearing
WO2022156944A1 (en) Powertrain for a motor vehicle
WO2022156945A1 (en) Drive train for a motor vehicle
DE102021208556A1 (en) Transmission and drive train for a vehicle
DE102017204971B3 (en) Multi-stage hybrid transmission
WO2023208545A1 (en) Gearbox mechanism and drivetrain for a vehicle
DE102021208564B3 (en) Transmission and drive train for a vehicle
DE102021208545A1 (en) Transmission for a vehicle and drive train with such a transmission
DE102021208557A1 (en) Transmission and drive train for a vehicle
DE102022213923B4 (en) Transmission for a vehicle and drive train with such a transmission
DE102021210740B3 (en) Transmission for a vehicle and drive train with such a transmission
DE102022213921B4 (en) Transmission for a vehicle with two planetary gear sets and simplified axial fixation
DE102022210581B4 (en) transmission and drive device for a motor vehicle
DE102022201321B4 (en) Transmission for a vehicle
DE102022213926A1 (en) Transmission for a vehicle and drive train with such a transmission
DE102021208560B3 (en) Transmission and drive train for a vehicle
DE102021208567B3 (en) Transmission and drive train for a vehicle
DE102021200354B4 (en) Transmission and drive device for an at least partially electrically powered vehicle
DE102022201141A1 (en) Transmission for a vehicle and drive train with such a transmission
WO2024074312A1 (en) Transmission for a vehicle, and powertrain comprising such a transmission
DE102021208543A1 (en) Transmission for a vehicle and drive train with such a transmission
DE102022206034A1 (en) Transmission for a drive train
DE102021208555A1 (en) Transmission and drive train for a vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23776890

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1