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Patent Searching and Data


Title:
GEARBOX MECHANISM AND DRIVETRAIN FOR A VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/208545
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a gearbox mechanism (3) for a drivetrain (2) of an at least partly electrically driven vehicle (1), the gearbox mechanism comprising a stepped planetary gearset (4), a first gearshift element (A), a second gearshift element (B) and a third gearshift element (C), wherein the stepped planetary gearset (4) has a first sun gear (7a), a second sun gear (7b), a first ring gear (8a), a second ring gear (8b) and a plurality of stepped planetary gears (10) which are rotatably mounted on a first planetary carrier (9), wherein the first ring gear (8a) is connected to a housing (13) for conjoint rotation, wherein the second ring gear (8b) is connected to an output shaft (12) of the gearbox mechanism (3) for conjoint rotation, wherein the first gearshift element (A) is designed, in a closed state, to connect the first sun gear (7a) to a rotor (19) of an electric machine (11) for conjoint rotation, wherein the second gearshift element (B) is designed, in a closed state, to connect the second sun gear (7b) to the rotor (19) of the electric machine (11) for conjoint rotation, wherein the third gearshift element (C) is designed, in a closed state, to connect the planetary carrier (9) to the rotor (19) of the electric machine (11) for conjoint rotation, and wherein one of the three gearshift elements (A-C) is in the closed state in order to rotationally drive the output shaft (12). The invention also relates to a drivetrain (2) comprising such a gearbox mechanism (3).

Inventors:
MARTIN THOMAS (DE)
WECHS MICHAEL (DE)
KUTTER FABIAN (DE)
Application Number:
PCT/EP2023/058844
Publication Date:
November 02, 2023
Filing Date:
April 04, 2023
Export Citation:
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Assignee:
ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN (DE)
International Classes:
F16H3/66; B60K1/00; F16H48/08; F16H48/10
Domestic Patent References:
WO2014139744A12014-09-18
Foreign References:
DE102019114803A12020-12-03
DE102020211070A12022-03-03
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Claims:
Patentansprüche

1 . Getriebe (3) für einen Antriebsstrang (2) eines zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugs (1 ), umfassend einen Stufenplanetenradsatz (4), ein erstes Gangschaltelement (A), ein zweites Gangschaltelement (B) und ein drittes Gangschaltelement (C), wobei der Stufenplanetenradsatz (4) ein erstes Sonnenrad (7a), ein zweites Sonnenrad (7b), ein erstes Hohlrad (8a), ein zweites Hohlrad (8b) sowie mehrere an einem ersten Planetenträger (9) drehbar gelagerte Stufenplanentenräder (10) aufweist, wobei das erste Hohlrad (8a) mit einem Gehäuse (13) drehfest verbunden ist, wobei das zweite Hohlrad (8b) mit einer Ausgangswelle (12) des Getriebes (3) drehfest verbunden ist, wobei das erste Gangschaltelement (A) dazu eingerichtet ist, in einem geschlossenen Zustand das erste Sonnenrad (7a) mit einem Rotor (19) einer elektrischen Maschine (11 ) drehfest zu verbinden, wobei das zweite Gangschaltelement (B) dazu eingerichtet ist, in einem geschlossenen Zustand das zweite Sonnenrad (7b) mit dem Rotor (19) der elektrischen Maschine (11 ) drehfest zu verbinden, wobei das dritte Gangschaltelement (C) dazu eingerichtet ist, in einem geschlossenen Zustand den ersten Planetenträger (9) mit dem Rotor (19) der elektrischen Maschine (11 ) drehfest zu verbinden, und wobei zum Drehantrieb der Ausgangswelle (12) eines der drei Gangschaltelemente (A - C) im geschlossenen Zustand vorliegt.

2. Getriebe (3) nach Anspruch 1 , wobei eines der Gangschaltelemente (A - C) als formschlüssiges Schaltelement ausgebildet ist.

3. Getriebe (3) nach Anspruch 1 oder 2, wobei eines der Gangschaltelemente (A - C) als kraftschlüssiges Schaltelement ausgebildet ist.

4. Getriebe (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwei der drei Gangschaltelemente (A - C) zu einem Doppelschaltelement (42) zusammengefasst sind.

5. Getriebe (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Gangschaltelemente (A - C) zu einem Dreifachschaltelement (43) zusammengefasst sind.

6. Antriebsstrang (2) für ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Fahrzeug (1 ), umfassend ein Getriebe (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche sowie eine elektrische Maschine (11 ), deren Rotor (19) mit einer Eingangswelle (29) des Getriebes (3) drehtest verbunden ist.

7. Antriebsstrang (2) nach Anspruch 6, wobei die Ausgangswelle (12) des Getriebes (3) den Eingang eines dem Stufenplaneten radsatz (4) nachgelagerten Übersetzungsgetriebes (24) bildet.

8. Antriebsstrang (2) nach Anspruch 7, wobei das Übersetzungsgetriebe (24) als Planetengetriebe (14) mit wenigstens einem ersten Planetenradsatz (15) ausgebildet ist.

9. Antriebsstrang (2) nach Anspruch 7, wobei das Übersetzungsgetriebe (24) als Stirnradstufe (6) ausgebildet ist.

10. Antriebsstrang (2) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, ferner umfassend ein Differential (16), welches die Ausgangswelle (12) des Getriebes (3) antriebswirksam mit zwei koaxial zu einer Abtriebsachse (17) angeordneten Abtriebswellen (18a, 18b) verbindet.

11 . Antriebsstrang (2) nach Anspruch 10, wobei das Differential (16) als Kegelraddifferential (5) ausgebildet ist.

12. Getriebe (3) nach Anspruch 11 , wobei das Differential (16) als integrales Differential (25) ausgebildet ist, aufweisend einen zweiten Planeten radsatz (26) und einen damit wirkverbundenen dritten Planeten radsatz (27), wobei jeder Planetenradsatz (26, 27) mit einer jeweiligen Abtriebswelle (18a, 18b) antriebswirksam verbunden ist, wobei mittels des zweiten Planeten radsatzes (26) zumindest mittelbar ein erstes Abtriebsmoment auf die erste Abtriebswelle (18a) übertragbar ist, wobei ein Abstützmoment des zweiten Planeten radsatzes (26) in dem dritten Planetenradsatz (27) derart wandelbar ist, dass ein dem ersten Abtriebsmoment entsprechendes zweites Abtriebsmoment auf die zweite Abtriebswelle (18b) übertragbar ist.

13. Antriebsstrang (2) nach Anspruch 12, wobei das integrale Differential (25) und die Abtriebswellen (18a, 18b) dazu eingerichtet sind, koaxial zu einer Antriebsachse (33) des Fahrzeugs (1 ) angeordnet zu sein.

14. Antriebsstrang (2) nach einem der Ansprüche 6 bis 13, wobei das Getriebe (3) und/oder das Differential (16) zumindest teilweise räumlich innerhalb des Rotors (19) der elektrischen Maschine (11 ) angeordnet ist.

Description:
Getriebe und Antriebsstrang für ein Fahrzeug

Die Erfindung betrifft ein Getriebe für einen Antriebsstrang eines zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugs. Die Erfindung betrifft weiterhin einen Antriebsstrang, umfassend ein solches Getriebe.

Aus der Druckschrift WO 2014/139744 A1 ist ein Antriebsstrang für ein Fahrzeug bekannt, mit zumindest einem elektrischen Antrieb, der über eine Antriebswelle mit zumindest einer ersten Übersetzungsstufe und einer zweiten Übersetzungsstufe koppelbar ist. Zumindest eine Schalteinrichtung ist zum Schalten der Übersetzungsstufen vorgesehen, wobei die Schalteinrichtung zum Ausführen von Lastschaltungen zumindest ein formschlüssiges Schaltelement und zumindest ein reibschlüssiges Schaltelement umfasst. Jede der Übersetzungsstufen ist mit dem formschlüssigen Schaltelement schaltbar, wobei zumindest eine der Übersetzungsstufen sowohl mit dem formschlüssigen Schaltelement als auch mit dem reibschlüssigen Schaltelement schaltbar ist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein 3-Gang-Getriebe sowie einen alternativen Antriebsstrang mit einem 3-Gang-Getriebe vorzuschlagen, das jeweils eine hohe Wandlung bei gleichzeitig erhöhter Spreizung realisiert. Diese Aufgabe wird gemäß einem ersten Erfindungsaspekt mit einem Getriebe nach Anspruch 1 gelöst. Die Aufgabe wird weiterhin gemäß einem zweiten Erfindungsaspekt mit einem Antriebsstrang nach Anspruch 6 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den davon abhängigen Unteransprüchen.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung umfasst ein Getriebe für einen Antriebsstrang eines zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugs einen Stufenplanetenradsatz, ein erstes Gangschaltelement, ein zweites Gangschaltelement und ein drittes Gangschaltelement, wobei der Stufenplanetenradsatz ein erstes Sonnenrad, ein zweites Sonnenrad, ein erstes Hohlrad, ein zweites Hohlrad sowie mehrere an einem ersten Planetenträger drehbar gelagerte Stufenplanentenräder aufweist, wobei das erste Hohlrad mit einem Gehäuse drehfest verbunden ist, wobei das zweite Hohlrad mit einer Ausgangswelle des Getriebes drehfest verbunden ist, wobei das erste Gangschaltelement dazu eingerichtet ist, in einem geschlossenen Zustand das erste Sonnenrad mit einem Rotor einer elektrischen Maschine drehtest zu verbinden, wobei das zweite Gangschaltelement dazu eingerichtet ist, in einem geschlossenen Zustand das zweite Sonnenrad mit dem Rotor der elektrischen Maschine drehtest zu verbinden, wobei das dritte Gangschaltelement dazu eingerichtet ist, in einem geschlossenen Zustand den ersten Planetenträger mit dem Rotor der elektrischen Maschine drehtest zu verbinden, und wobei zum Drehantrieb der Ausgangswelle eines der drei Gangschaltelemente im geschlossenen Zustand vorliegt. Mittels eines solchen Getriebes ist ein 3-Gang-Antrieb des Fahrzeugs auf einfache Weise möglich, wobei mittels des Getriebes vorteilhaft eine vergleichsweise hohe Wandlung von größer als 1 und gleichzeitig eine vergleichsweise hohe Spreizung von größer als 3 ermöglicht wird. Ein weiterer Vorteil bei einer derartigen Ausbildung des Getriebes sind die hohen realisierbaren Wrkungsgrade.

Unter dem Begriff „Spreizung“, auch Übersetzungsspreizung genannt, ist der Verstellbereich als Verhältnis der maximalen zur minimalen Übersetzung zu verstehen. Die Spreizung des Getriebes gibt das Verhältnis zwischen größter und kleinster Übersetzung an. Unter dem Begriff „hohe Wandlung“ ist ein erhöhtes Übersetzungsniveau des gesamten System zu verstehen. Anders gesagt weist der Antrieb in allen Gängen bzw. Gangstufen ein vergleichsweise hohes Übersetzungsverhältnis auf.

Als „Wirkverbindung“ oder „antriebswirksame Verbindung“ wird eine Verbindung zwischen zwei Drehmoment führenden Teilen verstanden, die es erlaubt, zwischen diesen Teilen ein Drehmoment bzw. eine Leistung zu übertragen. Insbesondere sind beide Teile entsprechend drehbar gelagert. Als antriebswirksame Verbindungen sind sowohl solche zu verstehen, die keine Übersetzung oder Zwischenbauteile aufweisen, als auch solche, die eine Übersetzung oder Zwischenbauteile aufweisen. Beispielsweise können zwischen zwei Wellen oder zwei Zahnrädern weitere Wellen und/oder Zahnräder antriebswirksam angeordnet sein. Eine solche Verbindung kann auch eine drehfeste Verbindung sein.

Zur Ausbildung einer der drei Gangstufen wird entweder das erste Sonnenrad oder das zweite Sonnenrad oder der erste Planetenträger über das jeweilige Gangschaltelement mit einer elektrischen Maschine, insbesondere mit dem Rotor beziehungsweise einer Rotorwelle der elektrischen Maschine, verbunden. Die elektrische Maschine ist Teil eines erfindungsgemäßen Antriebsstranges, auf den unten eingegangen wird. Die Rotorwelle der elektrischen Maschine dient in einem Rotorbetrieb der elektrischen Maschine als Ausgangswelle der elektrischen Maschine. Das erste Sonnenrad, das zweite Sonnenrad bzw. der erste Planetenträger sind im Rotorbetrieb der elektrischen Maschine Eingangswellen des Stufenplanetenradsatzes oder mit jeweiligen Eingangswellen drehfest verbunden. Im Rotorbetrieb der elektrischen Maschine wird beispielsweise von einem Energiespeicher, insbesondere einer Batterie oder dergleichen, elektrische Energie in die elektrische Maschine gespeist, die resultierend eine Rotation des Rotors relativ zu einem Stator der elektrischen Maschine zur Erzeugung einer Antriebsleistung bewirkt, wobei die Antriebsleistung je nach Schaltstellung des jeweiligen Gangschaltelements zum Drehantrieb des ersten bzw. zweiten Sonnenrades bzw. des ersten Planetenträgers vorgesehen ist. In einem Generatorbetrieb wird mit der elektrischen Maschine demgegenüber elektrische Energie erzeugt. Die Ausgangswelle des Getriebes fungiert im Generatorbetrieb der elektrischen Maschine als Eingangswelle, wohingegen das erste Sonnenrad, das zweite Sonnenrad oder der erste Planetenträger über das jeweilige aktivierte bzw. gekoppelte Gangschaltelement dementsprechend als Ausgangswellen des Getriebes zu verstehen sind, wobei eine Antriebsleistung des Fahrzeugs über das Getriebe und das jeweilige Gangschaltelement in die elektrische Maschine geleitet wird, sodass mit der elektrischen Maschine elektrische Energie erzeugt wird, die in den Energiespeicher zur Speicherung eingespeist werden kann. Im Generatorbetrieb wird die Leistung beispielsweise aus einem oder mehreren sich drehenden Rädern des Fahrzeugs über das Getriebe und das jeweilige Gangschaltelement in die elektrische Maschine eingeleitet.

Unter dem Begriff „zumindest mittelbar“ ist zu verstehen, dass zwei Bauteile über mindestens ein weiteres Bauteil, das zwischen den beiden Bauteilen angeordnet ist, miteinander verbunden sind oder direkt und somit unmittelbar miteinander verbunden sind. Mithin können zwischen Wellen oder Zahnrädern noch weitere Bauteile angeordnet sein, die mit der Welle bzw. dem Zahnrad wirkverbunden sind. Unter einer „Welle“, sei es eine Eingangswelle, eine Ausgangswelle, eine Abtriebswelle, eine Zwischenwelle oder dergleichen, ist ein rotierbares Bauteil des Getriebes zu verstehen, über welches je zugehörige Komponenten des Getriebes drehtest miteinander verbunden sind. Die jeweilige Welle kann die Komponenten dabei axial oder radial oder auch sowohl axial und radial miteinander verbinden. Unter einer Welle ist nicht ausschließlich ein beispielsweise zylindrisches, drehbar gelagertes Maschinenelement zur Übertragung von Drehmomenten zu verstehen, sondern vielmehr sind hierunter auch allgemeine Verbindungselemente zu verstehen, die einzelne Bauteile oder Elemente miteinander verbinden, insbesondere Verbindungselemente, die mehrere Elemente drehtest miteinander verbinden.

Das erste Sonnenrad steht in Zahneingriff mit einem ersten Zahnrad des jeweiligen Stufenplanetenrades des Stufenplanetenradsatzes. Das jeweilige Stufenplanetenrad weist ein koaxial sowie drehtest zum ersten Zahnrad angeordnetes zweites Zahnrad auf, welches mit dem zweiten Sonnenrad in Zahneingriff steht. Die beiden Zahnräder des jeweiligen Stufenplanetenrades weisen unterschiedliche Durchmesser und Zähnezahlen auf. Insbesondere weist das erste Zahnrad einen größeren Durchmesser als das zweite Zahnrad auf. Zahnräder, die miteinander in Eingriff stehen oder miteinander kämmen, übertragen über ihre ineinandergreifenden Verzahnungen eine Drehzahl und ein Drehmoment. Das Vorsehen eines Stufenplanetenradsatzes hat den Vorteil, dass es für den ersten Planetenträger keiner Anbindung an weitere Bauteile des Getriebes benötigt, wodurch ein kostenoptimiertes Getriebe bereitgestellt wird. Zudem weist der Stufenplanetenradsatz unabhängig davon, ob das erste, zweite oder dritte Gangschaltelement geschlossen ist und gleichzeitig die jeweils anderen Gangschaltelemente geöffnet sind, bei einer hohen Wandlung vergleichsweise gute mechanische Kenngrößen, also Drehzahlen und Drehmoment, bei gleichzeitig hohen Wirkungsgraden auf.

Das erste Sonnenrad, das zweite Sonnenrad und der erste Planetenträger sind beispielsweise koaxial sowie relativ drehbar zueinander angeordnet, wobei vorzugsweise eines der Sonnenräder wenigstens teilweise durch das andere Sonnenrad axial hindurchgeführt ist, und wobei die beiden Sonnenräder durch den ersten Planetenträger axial hindurchgeführt sind. Alternativ kann der erste Planetenträger radial innerhalb der beiden Sonnräder geführt sein. Mithin ist zumindest eines der Sonnenräder, je nach Ausbildung des Antriebsstrangs vorzugsweise beide Sonnenräder, mit einer jeweiligen Hohlwelle verbunden. Der erste Planetenträger kann mit einer Hohlwelle oder einer Vollwelle verbunden sein. Das jeweilige Sonnenrad kann eine dazugehörige als Hohlwelle ausgebildete Eingangswelle aufweisen, welche mit dem ersten bzw. zweiten Gangschaltelement wirkverbunden ist. Der erste Planetenträger kann ebenfalls eine dazugehörige Eingangswelle aufweisen, die mit dem dritten Gangschaltelement wirkverbunden ist.

Während das erste Hohlrad das Antriebsmoment am Gehäuse abstützt, überträgt das zweite Hohlrad je nach Schaltstellung bzw. Zustand der Gangschaltelemente eine Antriebsleistung mit einer jeweiligen Übersetzung zumindest mittelbar auf die Ausgangswelle, die wiederum mit zumindest einer Abtriebswelle, vorzugsweise zwei Abtriebswellen, des Antriebsstranges des Fahrzeugs. Die Abtriebswelle bzw. die Abtriebswellen ist bzw. sind koaxial zu einer Abtriebsachse angeordnet. Somit wird wenigstens ein Rad des Fahrzeugs durch die mit der elektrischen Maschine erzeugte und zumindest mit dem Getriebe gewandelte Antriebsleistung über die Ausgangswelle und die Abtriebswelle bzw. die Abtriebswellen zumindest mittelbar drehangetrieben. Das jeweilige Rad ist mit der jeweiligen Abtriebswelle wirkverbunden.

Unter einem Gangschaltelement ist ein Verbindungsteil zu verstehen, mittels dessen wenigstens ein Drehmoment übertragendes Teil mit einem weiteren Drehmoment übertragenden Teil oder mit einem orts- oder gehäusefesten Teil antriebswirksam verbindbar ist. Das jeweilige Gangschaltelement ist zwischen zumindest einen geöffneten und einen geschlossenen Zustand schaltbar, wobei das Gangschaltelement im geöffneten Zustand weder ein Drehmoment noch eine Drehzahl zwischen zwei mit dem Gangschaltelement zusammenwirkenden Teilen übertragen kann, und wobei das Gangschaltelement im geschlossenen Zustand ein Drehmoment und eine Drehzahl zwischen den zwei mit dem Gangschaltelement zusammenwirkenden Teilen übertragen kann. Sofern eine antriebswirksame Verbindung zwischen zwei Getriebeelementen besteht, werden Drehmomente und Kräfte, und je nach Ausbildung der Getriebeelemente gegebenenfalls eine Drehzahl, von einem Getriebeelement auf das andere Getriebeelement übertragen. Wenn das erste Gangschaltelement im geschlossenen Zustand vorliegt oder in den geschlossenen Zustand geschaltet wird und das zweite und dritte Gangschaltelement geöffnet sind, wird eine Antriebsleistung vom Getriebeeingang zum Getriebeausgang, oder umgekehrt, in einem ersten Gang bzw. einer ersten Gangstufe übertragen, und zwar mit einer ersten Übersetzung bzw. einem ersten Übersetzungsverhältnis. Das erste Sonnenrad bzw. die drehfest mit dem ersten Sonnenrad verbundene Eingangswelle ist dadurch drehfest mit dem Rotor der elektrischen Maschine verbunden, wodurch die Antriebsleistung über das erste Sonnenrad in das Getriebe eingeleitet wird. Im geschlossenen Zustand des ersten Gangschaltelements liegen das zweite und dritte Gangschaltelement im geöffneten Zustand vor, um die Antriebsleistung mit dem ersten Übersetzungsverhältnis über das zweite Hohlrad des Getriebes auf die Ausgangswelle zu übertragen. Beispielsweise ist eine im ersten Gang realisierte erste Übersetzung größer als 1 , wobei die erste Übersetzung von der nachfolgend beschriebenen zweiten und dritten Übersetzung verschieden ist, um einen 3- Gang-Antrieb zu realisieren.

Wenn das zweite Gangschaltelement im geschlossenen Zustand vorliegt oder in den geschlossenen Zustand geschaltet wird und das erste und dritte Gangschaltelement geöffnet sind, wird eine Antriebsleistung vom Getriebeeingang zum Getriebeausgang, oder umgekehrt, in einem zweiten Gang bzw. einer zweiten Gangstufe übertragen, und zwar mit einer zweiten Übersetzung bzw. einem zweiten Übersetzungsverhältnis. Das zweite Sonnenrad bzw. die drehfest mit dem zweiten Sonnenrad verbundene Eingangswelle ist dadurch drehfest mit dem Rotor der elektrischen Maschine verbunden, wodurch die Antriebsleistung über das zweite Sonnenrad in das Getriebe eingeleitet wird. Im geschlossenen Zustand des zweiten Gangschaltelements liegen das erste und dritte Gangschaltelement im geöffneten Zustand vor, um die Antriebsleistung mit dem zweiten Übersetzungsverhältnis über das zweite Hohlrad des Getriebes auf die Ausgangswelle zu übertragen. Beispielsweise ist eine im zweiten Gang realisierte zweite Übersetzung ebenfalls größer als 1 , wobei die zweite Übersetzung von der ersten und der nachfolgend beschriebenen dritten Übersetzung verschieden ist, um den 3-Gang-Antrieb zu realisieren. Wenn das dritte Gangschaltelement im geschlossenen Zustand vorliegt oder in den geschlossenen Zustand geschaltet wird und das erste und zweite Gangschaltelement geöffnet sind, wird eine Antriebsleistung vom Getriebeeingang zum Getriebeausgang, oder umgekehrt, in einem dritten Gang bzw. einer dritten Gangstufe übertragen, und zwar mit einer dritten Übersetzung bzw. einem dritten Übersetzungsverhältnis. Der erste Planetenträger bzw. die drehfest mit dem ersten Planetenträger verbundene Eingangswelle ist dadurch drehfest mit dem Rotor der elektrischen Maschine verbunden, wodurch die Antriebsleistung über den ersten Planetenträger in das Getriebe eingeleitet wird. Im geschlossenen Zustand des dritten Gangschaltelements liegen das erste und zweite Gangschaltelement im geöffneten Zustand vor, um die Antriebsleistung mit dem dritten Übersetzungsverhältnis über das zweite Hohlrad des Getriebes auf die Ausgangswelle zu übertragen. Beispielsweise ist eine im dritten Gang realisierte dritte Übersetzung ebenfalls größer als 1 , wobei die dritte Übersetzung von der ersten und der zweiten Übersetzung verschieden ist, um den 3- Gang-Antrieb zu realisieren. Mithin ist zum wirksamen Antrieb des Fahrzeugs entweder das erste Gangschaltelement, das zweite Gangschaltelement oder das dritte Gangschaltelement geschlossen.

Sind alle drei Gangschaltelemente geöffnet, wird keine Antriebsleistung in das Getriebe eingeleitet und somit auch keine Antriebsleistung auf die Ausgangswelle des Getriebes übertragen. Das Getriebe befindet sich somit im Leerlauf. Sind demgegenüber wenigstens zwei oder alle drei Gangschaltelemente geschlossen, wird eine Rotation der Ausgangswelle blockiert. Insofern können zur Realisierung einer Parksperrenfunktion wenigstens zwei der Gangschaltelemente gleichzeitig in einem geschlossenen Zustand vorliegen.

Das erste Gangschaltelement und/oder das zweite Gangschaltelement und/oder das dritte Gangschaltelement ist vorzugsweise als kraftschlüssiges Schaltelement ausgebildet. Insbesondere kann das kraftschlüssige Schaltelement als Reibschaltelement, insbesondere als Lamellenschaltkupplung oder Konuskupplung, ausgebildet sein, um je nach Schaltstellung der Gangschaltelemente eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Rotor der elektrischen Maschine und dem ersten Sonnenrad bzw. dem zweiten Sonnenrad bzw. dem ersten Planetenträger zu erzeugen. Ein kraftschlüssiges Schaltelement ist ein solches, das eine Normalkraft auf zwei miteinander zu verbindende Teile oder Flächen von Getriebeelementen einleitet, wobei eine gegenseitige Verschiebung der Teile oder Flächen verhindert wird, solange eine im Wesentlichen durch Haftreibung bewirkte Gegenkraft nicht überschritten wird. Dadurch wird ein Reibschluss zum Übertragen eines Drehmoments zwischen den zu verbindenden Getriebeelementen gebildet.

Vorteilhaft ist mit dem erfindungsgemäßen Getriebe gemäß dem ersten Erfindungsaspekt eine Lastschaltung zwischen den Gängen möglich, also ein Schalten zwischen einem ersten, zweiten und dritten Gang, ohne dass die Antriebsleistung am Abtrieb bzw. an der Ausgangswelle, insbesondere während eines Schaltvorgangs, unterbrochen wird. Dazu müssen vorteilhaft keine separaten Lastschaltelemente vorgesehen werden, sondern das Getriebe kann mit baulich einfacheren kraftschlüssigen Gangschaltelementen ausgestattet sein. Für eine Zuglastschaltung oder eine Schublastschaltung ist es erforderlich, dass wenigstens eines der Gangschaltelemente als kraftschlüssiges Gangschaltelement bzw. als Reibschaltelement ausgeführt ist. Für eine Zug- und Schublastschaltung mittels der Gangschaltelemente ist es demgegenüber erforderlich, dass alle Gangschaltelemente jeweils als kraftschlüssiges Gangschaltelement ausgeführt sind. Wenigstens eines der anderen Gangschaltelemente kann demgegenüber nicht als kraftschlüssiges Schaltelement, sondern jeweils als formschlüssiges Gangschaltelement bzw. Klauenschaltelement, ausgebildet sein. Somit kann ein Gangschaltelement, vorzugsweise zwei Gangschaltelemente, ferner bevorzugt alle Gangschaltelemente jeweils als reibschlüssiges Schaltelement ausgebildet sein und eine Lastschaltung ausführen. Ein Gangschaltelement, welches eine Lastschaltung realisiert, ist ein Schaltelement, das es erlaubt, zwei Getriebeelemente miteinander zu verbinden, während an dem einen Getriebeelement eine Antriebsleistung, insbesondere ein Drehmoment, anliegt, sodass nach dem Schließen die Antriebsleistung auf das andere Getriebeelement übertragen wird. Eine Synchronisation der Drehzahlen der beteiligten Getriebeelementen vor dem Schließen eines Lastschaltelements ist nicht notwendig.

Alternativ bzw. ergänzend ist das erste Gangschaltelement und/oder das zweite Gangschaltelement und/oder das dritte Gangschaltelement als formschlüssiges Schaltelement ausgebildet. Ein formschlüssiges Schaltelement kann beispielsweise als Klauenschaltelement ausgebildet sein, um je nach Schaltstellung der Gangschaltelemente eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Rotor der elektrischen Maschine und dem ersten Sonnenrad bzw. dem zweiten Sonnenrad zu erzeugen. Ein formschlüssiges Schaltelement ist ein solches, bei dem zwei Teile des Getriebes ineinandergreifen und einen Formschluss zum Übertragen eines Drehmoments zwischen zwei Getriebeelementen bilden. Ein formschlüssiges Schaltelement ist im Vergleich zum kraftschlüssigen Schaltelement kostengünstiger und vor allem wirkungsgradoptimiert. In diesem Sinn ist das jeweilige Gangschaltelement also entweder ein formschlüssiges Schaltelement oder ein kraftschlüssiges Schaltelement.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung sind zwei der drei Gangschaltelemente zu einem Doppelschaltelement zusammengefasst. Das bedeutet, dass je nach Ausführungsform das erste und zweite Gangschaltelement, das zweite und dritte Gangschaltelement oder das erste und dritte Gangschaltelement axial direkt nebeneinanderliegend angeordnet sind, wobei die jeweiligen beiden Gangschaltelemente zu einer Baueinheit zusammengefasst sind. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn beide Schaltelemente der zusammengefassten Schaltelemente als Klauenschaltelemente zur Realisierung einer formschlüssigen Verbindung zwischen dem Rotor der elektrischen Maschine und dem ersten Sonnenrad bzw. dem zweiten Sonnenrad bzw. dem ersten Planetenträger ausgeführt sind. In diesem Fall ist zwar keine Lastschaltung zwischen den Gängen möglich, jedoch kann mit einer derartigen Anordnung und Ausbildung der Gangschaltelemente axialer Bauraum des Getriebes eingespart werden. Die Ausführung der Gangschaltelemente als Klauenschaltelemente vereinfacht zudem die Realisierung der Parksperrenfunktion, also wenn die beiden zum Doppelschaltelement zusammengefassten Gangschaltelemente in den geschlossenen Zustand überführt werden bzw. vorliegen.

Unter einem Doppelschaltelement ist generell eine Anordnung aus zwei Schaltelementen zu verstehen, die mittels einer einzelnen Betätigungseinrichtung alternativ betätigbar sind. Ferner kann ein Doppelschaltelement eine Neutralstellung aufweisen, bei der keine der zwei Schaltelemente des Doppelschaltelements geschlossen ist. Das Doppelschaltelement weist folglich eine erste Stellung auf, in der ein erstes Schaltelement geschlossen ist, eine zweite Stellung, in der ein zweites Schaltelement geschlossen ist, und eine dritte Stellung, in der weder das erste Schaltelement noch das zweite Schaltelement geschlossen ist, also eine Neutralstellung. Das Doppelschaltelement weist insbesondere eine einzige Schaltgabel und einen einzigen Aktor zum Schalten der beiden Schaltelemente auf. Dadurch werden Bauraum, Gewicht und Getriebebauteile eingespart.

Nach einer weiteren Ausführungsform sind alle Gangschaltelemente zu einem Dreifachschaltelement zusammengefasst. Das bedeutet, dass alle Gangschaltelemente axial direkt nebeneinanderliegend angeordnet und zu einer Baueinheit zusammengefasst sind. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn alle Schaltelemente der zusammengefassten Schaltelemente als Klauenschaltelemente zur Realisierung einer formschlüssigen Verbindung zwischen dem Rotor der elektrischen Maschine und dem ersten Sonnenrad bzw. dem zweiten Sonnenrad bzw. dem ersten Planetenträger ausgeführt sind. In diesem Fall ist zwar keine Lastschaltung zwischen den Gängen möglich, jedoch kann mit einer derartigen Anordnung und Ausbildung der Gangschaltelemente axialer Bauraum des Getriebes eingespart werden. Die Ausführung der Gangschaltelemente als Klauenschaltelemente vereinfacht zudem die Realisierung der Parksperrenfunktion, also wenn die Gangschaltelemente in den geschlossenen Zustand überführt werden bzw. vorliegen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass alle Schaltelemente durch einen gemeinsamen Aktuator angesteuert werden können. Außerdem ist eine derartige Ausbildung von Vorteil, wenn ein sequenzielles Schalten zwischen den einzelnen Gangstufen erforderlich ist, also wenn ein Schalten von der ersten in die dritte Gangstufe, oder umgekehrt, nicht erforderlich ist.

Unter einem Dreifachschaltelement ist also eine Anordnung aus drei Schaltelementen zu verstehen, die mittels einer einzelnen Betätigungseinrichtung alternativ oder sequenziell betätigbar sind. Ferner kann das Dreifachschaltelement eine Neutralstellung aufweisen, bei der keine der drei Schaltelemente geschlossen ist. Das Doppelschaltelement weist folglich eine erste Stellung auf, in der ein erstes Schaltelement geschlossen ist, eine zweite Stellung, in der ein zweites Schaltelement geschlossen ist, eine dritte Stellung, in der ein drittes Schaltelement geschlossen ist, und eine vierte Stellung, in der weder das erste Schaltelement noch das zweite Schaltelement noch das dritte Schaltelement geschlossen ist, also eine Neutralstellung.

Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung umfasst ein Antriebsstrang für ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Fahrzeug ein Getriebe gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, sowie eine elektrische Maschine, deren Rotor mit einer Eingangswelle des Getriebes drehfest verbunden ist. Die Eingangswelle ist mit den drei Gangschaltelementen wirkverbunden und je nach Schaltstellung der Gangschaltelemente mit dem ersten Sonnenrad, dem zweiten Sonnenrad und/oder dem ersten Planetenträger drehfest verbunden. Ein solcher Antriebsstrang ist mit dem erfindungsgemäßen Getriebe kompakt ausgebildet und realisiert eine vergleichsweise hohe Wandlung von größer als 1 und gleichzeitig eine vergleichsweise hohe Spreizung von größer als 3.

Die Ausgangswelle des Getriebes bildet vorzugsweise den Eingang eines dem Stufenplanetenradsatz nachgelagerten Übersetzungsgetriebes. Das Übersetzungsgetriebes erhöht die Übersetzung des Antriebs. Aufgrund der nachgelagerten Anordnung des Übersetzungsgetriebes können die Bauteile des Stufenplanetenradsatzes vergleichsweise klein und kompakt ausgebildet werden.

Das Übersetzungsgetriebe kann prinzipiell beliebig ausgebildet sein. Nach einem Ausführungsbeispiel ist das Übersetzungsgetriebe als Stirnradstufe ausgebildet. Die Stirnradstufe kann ein-, zwei- oder mehrstufig ausgebildet sein. Bei einer zwei- oder mehrstufigen Variante kann eine oder mehrere Zwischenwellen vorgesehen sein, auf denen ebenfalls Stirnräder bzw. Stufenräder angeordnet sind. Mittels einer Stirnradstufe kann neben einer Übersetzungsänderung ferner eine Achsparallelität der Antriebsachse zur einer Abtriebsachse realisiert werden, wodurch der Antriebsstrang an die vorhandenen Gegebenheiten des Fahrzeugs flexibel angepasst werden kann.

Alternativ ist das Übersetzungsgetriebe als Planetengetriebe mit wenigstens einem ersten Planetenradsatz ausgebildet. Unter einem „Planetenradsatz“ ist eine Einheit mit einem Sonnenrad, einem Hohlrad und mit mehreren von einem Planetenträger auf einer Kreisbahn um das Sonnenrad geführten Planetenrädern zu verstehen, wobei die Planetenräder mit dem Hohlrad und dem Sonnenrad in Zahneingriff stehen.

Der erste Planetenradsatz ist vorteilhafterweise als Minus-Planetenradsatz ausgebildet, wobei mittels des jeweiligen Planetenradsatzes des Planetengetriebes eine Gesamtübersetzung in Abhängigkeit des jeweiligen gewählten Ganges am Getriebe erhöht wird. Mittels des im Leistungsfluss nach dem Getriebe angeordneten Planetengetriebes ist bevorzugt eine Gesamtübersetzung zwischen 6 und 13,5 realisierbar.

Ein Minus-Planetenradsatz setzt sich aus den Elementen Sonnenrad, Planetenträger und Hohlrad zusammen, wobei der Planetenträger mindestens ein, bevorzugt aber mehrere Planetenräder drehbar gelagert führt, die jeweils sowohl mit dem Sonnenrad als auch mit dem umliegenden Hohlrad kämmen bzw. in Zahneingriff stehen. Denkbar ist auch, dass das Planetengetriebe als Plus-Planetenradsatz ausgebildet ist.

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 zweiten bzw. äußeren Planetenräder. Die Verzahnung der äußeren Planetenräder kämmt darüber hinaus mit der Verzahnung des Hohlrads. Dies hat zur Folge, dass bei feststehendem Planetenträger das Hohlrad und das Sonnenrad in die gleiche Richtung rotieren.

Bei der Ausbildung eines oder mehrerer der P I an etenrad Sätze 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 werden soll.

Das Planetengetriebe ist mit der Ausgangswelle des Getriebes antriebswirksam verbunden, wobei entsprechend eines der Radsatzelemente des ersten Planetenradsatzes den Eingang des Planetengetriebes bildet. Ein zweites Radsatzelement des ersten Planetenradsatzes bildet den Ausgang des Planetengetriebes und ein dritter Radsatzelemente des ersten Planetenradsatzes ist gehäusefest abgestützt. Die Anbindung der Radsatzelemente kann dabei jedoch beliebig erfolgen. Nach einem Ausführungsbeispiel weist der erste Plane ten radsatz des Planetengetriebes ein mit der Ausgangswelle des Getriebes drehfest verbundenes drittes Sonnenrad, ein gehäusefestes drittes Hohlrad sowie mehrere an einem dritten Planetenträger drehbar gelagerte Planentenräder auf. Mithin ist das dritte Sonnenrad des Übersetzungsgetriebes mit dem zweiten Hohlrad des Getriebes drehfest verbunden. In diesem Fall ist das Übersetzungsgetriebe bevorzugt koaxial zum Stufenplanetenradsatz des Getriebes angeordnet.

Vorzugsweise umfasst der Antriebsstrang ferner ein Differential, welches die Ausgangswelle des Getriebes antriebswirksam mit zwei koaxial zu einer Abtriebsachse angeordneten Abtriebswellen verbindet. Das Differential kann koaxial oder achsparallel zur elektrischen Maschine angeordnet sein. Das Differential ist nach einer Ausführungsform direkt, also ohne zwischengeschaltete Übersetzungsstufen oder dergleichen, mit der Ausgangswelle des Getriebes wirkverbunden. In einer alternativen Ausführung ist das genannte Übersetzungsgetriebe im Leistungsfluss zwischen der Ausgangswelle des Getriebes bzw. dem Stufenplanetenradsatz und dem Differential angeordnet. In diesem Sinn ist ein Übersetzungsgetriebe antriebstechnisch zwischen der Ausgangswelle des Getriebes und dem Differential angeordnet.

Nach einer Ausführungsform ist das Differential als Kegelraddifferential ausgebildet. Denkbar sind auch andere alternative Ausbildungsformen des Differentials, beispielsweise als Stirnraddifferential bzw. Planetendifferential. Die mit einer ersten, zweiten oder dritten Übersetzung aus dem Getriebe kommende Antriebsleistung wird von der Ausgangswelle des Getriebes zumindest mittelbar über das Differential auf die beiden Abtriebswellen übertragen, wobei das Differential die Antriebsleistung, das heißt eine Drehzahl und ein Drehmoment auf die Abtriebswellen verteilt. Damit die Abtriebswellen koaxial auf der Abtriebsachse liegen, ist auch das Differential auf der Abtriebsachse und somit koaxial zum Stufenplanetenradsatz angeordnet. Ein als Kegelraddifferential ausgebildetes Differential weist zwei radseitige Abtriebselemente auf, insbesondere ein erstes Abtriebsrad und zweites Abtriebsrad. Die beiden Abtriebsräder kämmen jeweils mit einem Ausgleichselement. Die Ausgleichselemente sind in einem Differentialkorb um ihre eigene Achse drehbar gelagert. Das jeweilige Abtriebsrad ist mit der jeweiligen Abtriebswelle drehfest verbunden. Der Antrieb des Differentials erfolgt über den Differentialkorb.

Vorzugsweise ist ein Differentialkorb des Differentials drehfest mit dem dritten Planetenträger des ersten Planetenradsatzes des Übersetzungsgetriebes verbunden. Zudem ist denkbar, dass die Ausgangswelle des Getriebes hohl zur axialen Durchführung einer der beiden Abtriebswellen des Differentials ausgebildet ist. Mit anderen Worten kann die jeweilige Abtriebswelle radial innerhalb des ersten und/oder zweiten Sonnenrades des Getriebes angeordnet sein, wobei eine der beiden Abtriebswellen des Differentials radial innerhalb der Ausgangswelle des Getriebes angeordnet sein kann.

Alternativ ist das Differential als integrales Differential ausgebildet, aufweisend einen zweiten Planetenradsatz und einen damit wirkverbundenen dritten Planetenradsatz, wobei jeder Planetenradsatz mit einer jeweiligen Abtriebswelle antriebswirksam verbunden ist, wobei mittels des zweiten Planetenradsatzes zumindest mittelbar ein erstes Abtriebsmoment auf die erste Abtriebswelle übertragbar ist, und wobei ein Abstützmoment des zweiten Planetenradsatzes in dem dritten Planetenradsatz derart wandelbar ist, dass ein dem ersten Abtriebsmoment entsprechendes zweites Abtriebsmoment auf die zweite Abtriebswelle übertragbar ist.

Unter einem integralen Differential ist ein Differential mit zwei Planetenradsätzen zu verstehen, wobei der zweite Planetenradsatz mit der Ausgangswelle des Getriebes bzw. dem Stufenplanetenradsatz antriebswirksam verbunden ist. Mithin bildet die Ausgangswelle des Getriebes die Eingangswelle des Differentials oder ist drehfest damit verbunden. Der zweite Planeten radsatz ist mit der ersten Abtriebswelle antriebswirksam verbunden. Der dritte Planetenradsatz ist mit der zweiten Abtriebswelle antriebswirksam verbunden. Ferner ist der dritte Planetenradsatz zumindest mittelbar an einem ortsfesten Gehäuse des Getriebes oder am Fahrwerk des Kraftfahrzeugs abgestützt, also drehfest damit verbunden. Mittels des integralen Differentials ist das Eingangsmoment der Eingangswelle des Differentials wandelbar und in einem definierten Verhältnis auf die beiden Abtriebswellen aufteilbar bzw. übertragbar. Vorzugsweise wird das Eingangsmoment zu je 50%, das heißt hälftig auf die Abtriebswellen übertragen. Somit weist das Differential kein Bauteil auf, an dem die Summe der beiden Abtriebsmomente anliegt. Darüber hinaus weist das Differential bei identischen Abtriebsdrehzahlen der Abtriebswellen keine im Block umlaufenden bzw. ohne Wälzbewegung um laufenden Verzahnungen auf. Anders gesagt erfolgt unabhängig der Abtriebsdrehzahlen der Abtriebswellen stets eine Relativbewegung der miteinander in Zahneingriff stehenden Bauteile des jeweiligen Planetenradsatzes. Mittels des Differentials wird zugleich die Funktion der Erzeugung der Gesamtübersetzung sowie die Differentialfunktion dargestellt. Anders gesagt realisiert das integrale Differential eine Drehmomenterhöhung sowie eine Aufteilung einer Antriebsleistung realisiert. Des Weiteren erfolgt eine Gewichtseinsparung.

Vorzugsweise sind das integrale Differential und die Abtriebswellen dazu eingerichtet, koaxial zur Antriebsachse des Fahrzeugs angeordnet zu sein. Damit verläuft die Abtriebsachse, auf der das integrale Differential und die Abtriebswellen liegen, koaxial zur Antriebsachse, und zwar insbesondere koaxial zur Rotationsachse des Rotors der elektrischen Maschine, koaxial zur Eingangswelle des Getriebes und/oder koaxial zur Ausgangswelle des Getriebes.

Ein erstes Radsatzelement des zweiten Planeten radsatzes ist drehfest mit der Ausgangswelle des Getriebes verbunden, wobei ein zweites Radsatzelement des zweiten Planeten radsatzes drehfest mit der ersten Abtriebswelle verbunden ist, und wobei ein drittes Radsatzelement des zweiten Planeten radsatzes zumindest mittelbar drehfest mit einem ersten Radsatzelement des dritten Planeten radsatzes verbunden ist. Ein zweites Radsatzelement des dritten Planetenradsatzes ist drehfest mit einem ortsfesten Bauelement, insbesondere dem ortsfesten Gehäuse des Getriebes oder dem Fahrwerk des Kraftfahrzeugs, verbunden, wobei ein drittes Radsatzelement des dritten Planetenradsatzes drehfest mit der zweiten Abtriebswelle verbunden ist. Vorzugsweise ist das jeweilige erste Radsatzelement des zweiten bzw. dritten Planetenradsatzes als Sonnenrad zu verstehen, wobei das jeweilige zweite Radsatzelement des zweiten bzw. dritten Planetenradsatzes als Planetenträger zu verstehen ist, und wobei das jeweilige dritte Radsatzelement des zweiten bzw. dritten Planetenradsatzes als Hohlrad zu verstehen ist.

Bevorzugt ist zumindest das Getriebe und/oder das Differential zumindest teilweise oder vollständig räumlich innerhalb des Rotors der elektrischen Maschine angeordnet. Durch Anordnung des Getriebes und/oder des Differentials radial innerhalb des Rotors kann axialer Bauraum des Antriebsstranges eingespart werden. Mithin ist der Antriebsstrang dadurch axial kurzbauend ausgebildet. Beispielsweise ist das Getriebe vollständig räumlich innerhalb des Rotors der elektrischen Maschine angeordnet. Beispielsweise ist das Differential vollständig räumlich innerhalb des Rotors der elektrischen Maschine angeordnet. Beispielsweise ist wenigstens eines der Gangschaltelemente, vorzugsweise mehrere Gangschaltelemente, innerhalb des Rotors angeordnet.

Der erfindungsgemäße Antriebsstrang sowie das erfindungsgemäße Getriebe sind in rein elektrisch angetriebenen Fahrzeugen sowie gleichermaßen in hybridisch angetriebenen Fahrzeugen einsetzbar, die teilweise elektrisch und gegebenenfalls teilweise mittels eines separaten Verbrennungsmotors antreibbar sind. Das Fahrzeug kann je nach Ausbildung und Anzahl der angetriebenen Achsen auch zwei oder mehrere derartige Antriebsstränge bzw. Getriebe umfassen, wobei eine Achse, mehrere Achsen oder alle Achsen des Fahrzeugs mit dem jeweiligen erfindungsgemäßen Antriebsstrang ausgestattet und dadurch antreibbar ausgeführt sein können. Unter einem solchen Fahrzeug sind somit Kraftfahrzeuge zu verstehen, insbesondere PKW, NKW oder LKW.

Es versteht sich, dass Merkmale der vorstehend bzw. in den Ansprüchen und/oder Figuren beschriebenen Lösungen ggf. auch kombiniert werden können, um die vorliegend genannten Vorteile und Effekte kumuliert umsetzen zu können. Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren beschrieben, die verschiedene Ausführungsformen der Erfindung zeigen, wobei gleiche oder ähnliche Elemente mit dem gleichen Bezugszeichen versehen sind. Im Einzelnen zeigt:

Fig. 1 ein Fahrzeug, umfassend einen erfindungsgemäßen Antriebsstrang mit einem erfindungsgemäßen Getriebe nach einer ersten Ausführungsform;

Fig. 2 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Getriebes nach Fig. 1 ;

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Schaltmatrix betreffend Schaltzuständen zum Antrieb mit einem erfindungsgemäßen Getriebe gemäß Fig. 2;

Fig. 4 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Getriebes nach einer zweiten Ausführungsform;

Fig. 5 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Getriebes nach einer dritten Ausführungsform;

Fig. 6 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Getriebes nach einer vierten Ausführungsform;

Fig. 7 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Getriebes nach einer fünften Ausführungsform;

Fig. 8 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Antriebsstranges mit dem erfindungsgemäßen Getriebe nach Fig. 1 und Fig. 2;

Fig. 9 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Antriebsstranges mit dem erfindungsgemäßen Getriebe nach einer sechsten Ausführungsform; Fig. 10 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Antriebsstranges mit dem erfindungsgemäßen Getriebe nach einer siebten Ausführungsform;

Fig. 11 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Antriebsstranges mit dem erfindungsgemäßen Getriebe nach einer achten Ausführungsform;

Fig. 12 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Antriebsstranges mit dem erfindungsgemäßen Getriebe nach einer neunten Ausführungsform; und

Fig. 13 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Antriebsstranges mit dem erfindungsgemäßen Getriebe nach einer zehnten Ausführungsform.

Fig. 1 zeigt ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug 1 mit einem erfindungsgemäßen Antriebsstrang 2 gemäß einer ersten Ausführungsform. Der Antriebsstrang 2 umfasst eine elektrische Maschine 11 , die eine Antriebsleistung erzeugt und diese in ein Getriebe 3 einleitet. Das Getriebe 3 ist in Fig. 2 und Fig. 8 dargestellt, wobei eine dazugehörige Schaltmatrix in Fig. 3 dargestellt ist. Das Getriebe 3 überträgt die Antriebsleistung vorliegend auf ein koaxial dazu angeordnetes Differential 16, das die Antriebsleistung wiederum auf eine erste Abtriebswelle 18a und eine zweite Abtriebswelle 18b aufteilt, die je mit einem Rad 28 des Fahrzeugs 1 antriebswirksam verbunden sind. Das Differential 16 und die Abtriebswellen 18a, 18b liegen auf einer Abtriebsachse 17, wobei die Abtriebsachse 17 hier wiederum koaxial zur Antriebsachse 33 angeordnet ist, auf der das Getriebe 3 und die elektrische Maschine 11 angeordnet sind.

Das Fahrzeug 1 kann weiterhin einen - hier nicht gezeigten - Energiespeicher umfassen, der die elektrische Maschine 11 mit elektrischer Energie speist und der von der elektrischen Maschine 11 bei umgekehrtem Leistungsfluss, also in einem Generatorbetrieb, mit elektrischer Energie gespeist wird. Der Energiespeicher kann beispielsweise eine Batterie oder dergleichen sein. Zudem ist die elektrische Maschine 11 mit einer - hier ebenfalls nicht gezeigten - Leistungselektronik verbunden.

In Fig. 2, der Basisvariante der Erfindung, ist das Getriebe 3 aus Fig. 1 stark schematisch dargestellt. Das Getriebe 3 gemäß Fig. 2 ist im Antriebsstrang 2 gemäß Fig. 8 über ein erstes Gangschaltelement A oder über ein zweites Gangschaltelement B o- der über ein drittes Gangschaltelement C mit einem relativ zu einem Stator 30 drehbar gelagerten Rotor 19 der elektrischen Maschine 11 drehtest verbindbar. Mittels der elektrischen Maschine 11 wird über eines der Gangschaltelemente A, B, C eine Antriebsleistung in das Getriebe 3 eingeleitet. In Fig. 2 ist exemplarisch eine Ausgangswelle 41 der elektrischen Maschine 11 gezeigt, die drehtest mit dem Rotor 19 verbunden und mit den Gangschaltelementen A, B, C wirkverbunden ist. Die Anbindung des Rotors 19 an das Getriebe 3 ist durch den senkrechten Pfeil an der Ausgangswelle 41 symbolisiert.

Das Getriebe 3 umfasst einen Stufenplanetenradsatz 4 mit einem gehäusefesten ersten Hohlrad 8a, einem zweiten Hohlrad 8b, einem drehfest mit einer ersten Eingangswelle 29a verbundenen ersten Sonnenrad 7a, einem koaxial und axial benachbart dazu angeordneten und drehfest mit einer zweiten Eingangswelle 29b verbundenen zweiten Sonnenrad 7b, das durch das erste Sonnenrad 7a axial hindurchgeführt ist. Ein erster Planetenträger 9 ist zudem drehfest mit einer dritten Eingangswelle 29c verbunden. Am ersten Planetenträger 9 sind mehrere drehbar gelagerte Stufenplanentenräder 10 angeordnet. Das erste Gangschaltelement A ist dazu eingerichtet, in einem geschlossenen Zustand das erste Sonnenrad 7a bzw. die erste Eingangswelle 29a mit dem Rotor 19 der elektrischen Maschine 11 drehfest zu verbinden, wobei das zweite Gangschaltelement B dazu eingerichtet ist, in einem geschlossenen Zustand das zweite Sonnenrad 7b bzw. die zweite Eingangswelle 29b mit dem Rotor 19 der elektrischen Maschine 11 drehfest zu verbinden, und wobei das dritte Gangschaltelement C dazu eingerichtet ist, in einem geschlossenen Zustand den ersten Planetenträger 9 bzw. die dritte Eingangswelle 29c mit dem Rotor 19 der elektrischen Maschine 11 drehfest zu verbinden. Zum Drehantrieb der Ausgangswelle 12 des Getriebes 3 liegt eines der Gangschaltelemente A, B, C im geschlossenen Zustand vor, während die jeweils anderen beiden Gangschaltelemente A, B, C geöffnet sind. Mithin erfolgt der Antrieb über eines der beiden Sonnenräder 7a, 7b oder über den ersten Planetenträger 9. Das erste Sonnenrad 7a steht mit einem ersten Zahnrad 31a des jeweiligen Stufenplanetenrades 10 in Zahneingriff und das zweite Sonnenrad 7b steht mit einem zweiten Zahnrad 31 b des jeweiligen Stufenplanetenrades 10 in Zahneingriff. Die beiden Zahnräder 31 a, 31 b des jeweiligen Stufenplanetenrades 10 sind drehfest miteinander verbunden. Der Abtrieb erfolgt über das zweite Hohlrad 8b, das mit dem zweiten Zahnrad 31 b des jeweiligen Stufenplanetenrades 10 in Zahneingriff steht. Das erste Zahnrad 31a steht zudem mit dem an einem Gehäuse 13 festgesetzten ersten Hohlrad 8a in Zahneingriff. Die beiden Zahnräder 31a, 31 b weisen unterschiedliche Durchmesser und Zähnezahlen auf, sodass, je nachdem über welches Zahnrad 31a, 31 b die Antriebsleistung übertragen wird bzw. welches Gangschaltelement A, B, C geschlossen bzw. offen ist, drei unterschiedliche Übersetzungen auf den Ausgangs des Getriebes 3 übertragbar sind. Vorliegend weist das erste Zahnrad 31a des jeweiligen Stufenplanetenrades 10 einen kleineren Durchmesser auf als das zweite Zahnrad 31 b des jeweiligen Stufenplanetenrades 10.

Wenn das erste Gangschaltelement A in einem geschlossenen Zustand vorliegt oder in den geschlossenen Zustand geschaltet wird und das zweite und dritte Gangschaltelement B, C in einem geöffneten Zustand vorliegen, ist das erste Sonnenrad 7a bzw. die erste Eingangswelle 29a mit dem Rotor 19 bzw. mit der Ausgangswelle 41 der elektrischen Maschine 11 drehfest verbunden, sodass eine Antriebsleistung über das erste Sonnenrad 7a auf die Stufenplanetenräder 10 und von dort über das zweite Hohlrad 8b auf die Ausgangswelle 12 des Getriebes 3 geleitet wird. Wenn das zweite Gangschaltelement B in einem geschlossenen Zustand vorliegt oder in den geschlossenen Zustand geschaltet wird und das erste und dritte Gangschaltelement A, C in einem geöffneten Zustand vorliegen, ist das zweite Sonnenrad 7b bzw. die zweite Eingangswelle 29b mit dem Rotor 19 bzw. mit der Ausgangswelle 41 der elektrischen Maschine 11 drehfest verbunden, sodass eine Antriebsleistung über das zweite Sonnenrad 7b auf die Stufenplanetenräder 10 und von dort über das zweite Hohlrad 8b auf die Ausgangswelle 12 des Getriebes 3 geleitet wird. Wenn das dritte Gangschaltelement C in einem geschlossenen Zustand vorliegt oder in den geschlossenen Zustand geschaltet wird und das erste und zweite Gangschaltelement A, B in einem geöffneten Zustand vorliegen, ist der erste Planetenträger 9 bzw. die dritte Eingangswelle 29c mit dem Rotor 19 bzw. mit der Ausgangswelle 41 der elektrischen Maschine 11 drehfest verbunden, sodass eine Antriebsleistung über den ersten Planetenträger 9 auf die Stufenplanetenräder 10 und von dort über das zweite Hohlrad 8b auf die Ausgangswelle 12 des Getriebes 3 geleitet wird. In einem geöffneten Zustand des jeweiligen Gangschaltelements A, B, C wird kein Drehmoment über das jeweilige Gangschaltelement A, B, C übertragen, wohingegen in einem geschlossenen Zustand des jeweiligen Gangschaltelements A, B, C ein Drehmoment über das jeweilige Gangschaltelement A, B, C übertragen wird. Wenn mindestens zwei der Gangschaltelement A, B, C geschlossen sind, ist eine Parksperrenfunktion realisierbar.

In Fig. 3 ist eine Schaltmatrix für eine erste Gangstufe E1 , eine zweite Gangstufe E2 und eine dritte Gangstufe E3 des Getriebes 3 gezeigt. Das jeweilige Gangschaltelement A, B, C ist bei eingetragenem „x“ geschlossen und bei keiner Eintragung geöffnet. Über die jeweilige Gangstufe E1 , E2, E3 wird eine elektrische Vorwärtsfahrt des Fahrzeugs 1 mit drei unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen realisiert. Bei geschlossenem ersten Gangschaltelement A und geöffnetem zweiten und dritten Gangschaltelement B, C ist die erste Gangstufe E1 eingelegt, und somit eine erste Übersetzung realisiert. Bei geschlossenem zweiten Gangschaltelement B und geöffnetem ersten und dritten Gangschaltelement A, C ist die zweite Gangstufe E2 eingelegt, und somit eine zweite Übersetzung realisiert. Bei geschlossenem dritten Gangschaltelement C und geöffnetem ersten und zweiten Gangschaltelement A, B ist die dritte Gangstufe E3 eingelegt, und somit eine dritte Übersetzung realisiert. Diese Schaltmatrix gilt für alle dargestellten Ausführungsbeispiele der Erfindung.

Je nach Ausbildung der Gangschaltelemente A, B, C kann eine Zug- und/oder Schub-Lastschaltung realisiert werden. In einem solchen Fall ist das jeweilige Gangschaltelement A, B, C als Lastschaltelement, vorliegend als reibschlüssig wirkendes Schaltelement ausgebildet.

Nach Fig. 2 in Verbindung mit Fig. 8 sowie in Fig. 6 sind alle Gangschaltelemente A, B, C jeweils als formschlüssige Schaltelemente, hier als Klauenschaltelemente, ausgebildet und verbinden im geschlossenen Zustand die Ausgangswelle 41 über die jeweilige Eingangswelle 29a, 29b, 29c mit dem ersten Sonnenrad 7a, dem zweiten Sonnenrad 7b bzw. dem ersten Planetenträger 9. Die miteinander zu verbindenden Teile werden vor Eingehen der formschlüssigen Verbindung idealerweise synchronisiert. Die Gangschaltelemente A und C sind vorliegend zu einem Doppelschaltelement 42 zusammengefasst. Mithin ist die Ausgangswelle 41 der elektrischen Maschine 11 axial zwischen dem zweiten Gangschaltelement B und dem Doppelschaltelement 42 angeordnet. Denkbar ist auch das erste und zweite Gangschaltelement A, B oder das zweite und dritte Gangschaltelement B, C zu einem Doppelschaltelement 42 zusammenzufassen. Das Schalten der Gangschaltelemente A, B, C kann beliebig erfolgen. Beispielsweise können zwei getrennte - hier nicht gezeigte - Aktuatoren vorgesehen sein, wobei ein erster Aktuator das hier separate Gangschaltelement B und ein zweiter Aktuator das Doppelschaltelement 42 betätigt. Alternativ können die Gangschaltelemente A, B, C durch eine Schaltwalze mit zwei, oder alternativ drei, Schaltgabeln betätigt werden. Die Schaltung kann sequenziell o- der individuell erfolgen, sodass auch eine Schaltung von der ersten in die dritte Gangstufe E1 , E3, oder umgekehrt, erfolgen kann.

In einer zweiten Ausgestaltungsvariante des Getriebes 3 nach Fig. 4 sind die Gangschaltelemente A und B zu einem Doppelschaltelement 42 zusammengefasst, während das dritte Gangschaltelement C ein separates Gangschaltelement ist. Mithin ist die Ausgangswelle 41 der elektrischen Maschine 11 axial zwischen dem dritten Gangschaltelement C und dem Doppelschaltelement 42 angeordnet. Im Übrigen sei auf die vorherigen Ausführungen verwiesen.

In einer dritten Ausgestaltungsvariante des Getriebes 3 nach Fig. 5 sind alle drei Gangschaltelemente A, B, C zu einem Dreifachschaltelement 43 zusammengefasst, wobei die Gangschaltelemente A, B, C hier ausgehend von der Ausgangswelle 41 der elektrischen Maschine 11 in der axialen Reihenfolge: zweites Gangschaltelement B, erstes Gangschaltelement A und drittes Gangschaltelement C angeordnet sind. Die Gangschaltelemente A, B, C sind axial zwischen der Ausgangswelle 41 und dem Stufenplanetenradsatz 4 angeordnet. Die Gangschaltelemente A, B, C werden sequenziell geschaltet und können mit einem gemeinsamen Aktuator angesteuert werden.

In einer vierten Ausgestaltungsvariante des Getriebes 3 nach Fig. 6 sind die drei Gangschaltelemente A, B, C ebenfalls zu einem Dreifachschaltelement 43 zusammengefasst, wobei der Unterschied zur vorherigen Ausführungsform darin besteht, dass die axiale Reihenfolge ausgehend von der Ausgangswelle 41 der elektrischen Maschine 11 hier drittes Gangschaltelement C, zweites Gangschaltelement B und erstes Gangschaltelement A ist. Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass die mit dem ersten Planetenträger 9 drehfest verbundene dritte Eingangswelle 29c hier als Zentralwelle innerhalb der beiden Sonnenräder 7a, 7b ausgebildet ist. Das Dreifachschaltelement 43 kann dadurch axial kürzer und kompakter gestaltet werden. Im Übrigen sei auf die vorherigen Ausführungen verwiesen.

In einer fünften Ausgestaltungsvariante des Getriebes 3 nach Fig. 7 sind die drei Gangschaltelemente A, B, C als kraftschlüssige Schaltelemente bzw. Lastschaltelemente ausgebildet. Vorliegend sind die Gangschaltelemente A, B, C Lamellenkupplungen. Dadurch ist eine Synchronisation der Drehgeschwindigkeiten der Teile nicht erforderlich. Anders gesagt realisieren die Gangschaltelement A, B, C jeweils eine Zug-Lastschaltung zwischen den einzelnen Gangstufen E1 - E3. Die Last bei Schaltvorgängen zwischen den Gangstufen E1 - E3 ist durch eines der Gangschaltelemente A, B, C stützbar, während das zweite der Gangschaltelemente A, B, C geschlossen und das dritte der Gangschaltelemente A, B, C geöffnet wird, oder umgekehrt. Ein Lastabfall am Abtrieb wird damit bei Schaltvorgängen vermieden. Alle Gänge können unter Last geschaltet werden. Aus Platz- oder Kostengründen können auch nur einzelne Gangschaltelemente als kraftschlüssige Schaltelemente ausgeführt werden, um unter Berücksichtigung des gewünschten Zug- bzw. Schubverhaltens nur gezielte Gangfolgen lastschalbar auszuführen.

Fig. 8 zeigt einen Teil des erfindungsgemäßen Antriebsstranges 2, umfassend das erfindungsgemäße Getriebe 3 nach Fig. 2 sowie zusätzlich ein Differential 16. Es soll verdeutlicht werden, dass beide Sonnenräder 7a, 7b als Hohlräder und die dazugehörigen Eingangswellen 29a, 29b als Hohlwellen ausgebildet sind, damit die erste Abtriebswelle 18a ausgehend vom Differential 16 axial durch das Getriebe 3 hindurchgeführt werden kann, wobei sich die zweite Abtriebswelle 18b ausgehend vom Differential 16 in die entgegengesetzte Richtung erstreckt. Es handelt sich bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel um eine koaxiale Anordnung des Antriebsstranges 2, wobei die Antriebsachse 33 koaxial zur Abtriebsachse 17 angeordnet ist.

Fig. 9 bis Fig. 14 zeigen verschiedene Ausführungsvarianten des Antriebsstranges 2, der durch die elektrische Maschine 11 ergänzt wurde, welche über die dazugehörige Ausgangswelle 41 mit dem Getriebe 3 wirkverbindbar ist und auf die in Fig. 1 bereits Bezug genommen wurde. Es wird verdeutlicht, dass die elektrische Maschine 11 koaxial zum Getriebe 3 bzw. zur Antriebsachse 33 angeordnet ist, wobei die Gangschaltelemente A, B, C als Teil des Getriebes 3 radial innerhalb des Rotors 19 aufgenommen sind, um axialen Bauraum des Antriebsstranges 2 einzusparen.

Fig. 9 zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel. Das Getriebe 3 ist vorliegend über die Ausgangswelle 12 mit einem Übersetzungsgetriebe 24 antriebswirksam verbunden, welches eine Gesamtübersetzung erhöht und die Antriebsleistung auf ein im Leistungsfluss nachgelagertes, hier parallel zur Antriebsachse 33 angeordnetes Differential 16 überträgt. In diesem Ausführungsbeispiel sind das Differential 16 und die Abtriebswellen 18a, 18b auf der Abtriebsachse 17 angeordnet, die somit achsparallel zur Antriebsachse 33 angeordnet ist. Die Anordnung der Gangschaltelemente A, B, C ist analog zu Fig. 8 bzw. Fig. 2.

Das Übersetzungsgetriebe 24 ist vorliegend eine einstufige Stirnradstufe 6, bestehend aus einem mit der Ausgangswelle 12 drehfest verbundenen ersten Zahnrad 39a und einem mit dem Differential 16 wirkverbundenen zweiten Zahnrad 39b. Die Übersetzungsstufe 24 realisiert durch entsprechende Ausbildung der Zahnraddurchmesser und Zähnezahlen die Erzeugung der Gesamtübersetzung des Antriebsstranges 2. Durch achsparallele Anordnung der Antriebsstrangkomponenten wird axialer Bauraum des Antriebsstranges 2 eingespart, und zwar insbesondere dadurch, dass die elektrische Maschine 11 zusammen mit dem Getriebe 3 sowie das Differential 16 zumindest teilweise nebeneinander angeordnet sind. Dadurch kann auch die elektrische Maschine 11 schlanker gestaltet werden, was sich wiederum positiv auf den Achsabstand zwischen der Antriebs- und Abtriebsachse 33, 17 auswirkt.

Das Differential gemäß Fig. 8 bis Fig. 12 ist als Kegelraddifferential 5 ausgebildet und verbindet das Getriebe 3 über das Planetengetriebe 14 antriebswirksam mit den beiden koaxial zu einer Abtriebsachse 17 angeordneten Abtriebswellen 18a, 18b, wobei ausgehend vom Differential 16 die erste Abtriebswelle 18a nach links und die zweite Abtriebswelle 18b koaxial und entgegengesetzt dazu nach rechts ausgerichtet sind. Das aus dem Stand der Technik bekannte Kegelraddifferential 5 weist zwei radseitige Abtriebselemente auf, die als ein erstes Abtriebsrad 16b und zweites Abtriebsrad 16c ausgebildet sind. Die Abtriebsräder 16b, 16c kämmen jeweils mit einem Ausgleichselement 16d, 16e. Die Ausgleichselemente 16d, 16e sind in einem Differentialkorb 16a um ihre eigene Achse drehbar gelagert. Das erste Abtriebsrad 16b ist mit der ersten Abtriebswelle 18a und das zweite Abtriebsrad 16c ist mit der zweiten Abtriebswelle 18b drehfest verbunden.

Nach Fig. 8 ist der Differentialkorb 16a des Differentials 16 direkt drehfest mit der Ausgangswelle 12 des Getriebes 3 verbunden. Mithin wird die Antriebsleistung vom Getriebe 3 im Gegensatz zu den weiteren Ausführungsbeispielen direkt auf das Differential 16 übertragen. Nach Fig. 9 und Fig. 10 ist der Differentialkorb 16a des Differentials 16 drehfest mit dem zweiten Zahnrad 39b des Übersetzungsgetriebes 24 verbunden. Nach Fig. 11 und Fig. 12 ist der Differentialkorb 16a des Differentials 16 über eine erste Zwischenwelle 32 mit einem Radsatzelement des als Planetengetriebe 14 ausgebildeten Übersetzungsgetriebes 24 drehfest verbunden. In den nachfolgenden Ausführungen zu Fig. 11 und Fig. 12 wird darauf näher Bezug genommen.

In den Beispielen nach Fig. 8 und Fig. 11 bis Fig. 13 sind das Differential 16, die Abtriebswellen 18a, 18b und gegebenenfalls das Übersetzungsgetriebe 24 auf der Antriebsachse 33 angeordnet. Die Abtriebsachse 17 ist somit zur Antriebsachse 33 angeordnet. Lediglich in den Beispielen nach Fig. 9 und Fig. 10 sind die Abtriebsachse 17 und die Antriebsachse 33 achsparallel ausgerichtet. Der Unterschied zwischen dem siebten Ausführungsbeispiel nach Fig. 10 und dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 besteht darin, dass das Übersetzungsgetriebe 24 eine zweistufige Stirnradstufe 6 ist, wobei auf einer zweiten Zwischenwelle 40 zwei weitere als Stirnräder ausgebildete Zahnräder 39c, 39d drehfest angeordnet sind. Das dritte Zahnrad 39c kämmt mit dem koaxial zur Antriebsachse 33 angeordneten ersten Zahnrad 39a und das vierte Zahnrad 39d kämmt mit dem koaxial zur Abtriebsachse 17 angeordneten zweiten Zahnrad 39b. Durch die zweistufige Stirnradstufe 6 ist eine höhere Bandbreite an Abtriebsübersetzungen darstellbar.

Das achte Ausführungsbeispiel nach Fig. 11 basiert auf dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8, weshalb auf die entsprechenden Ausführungen zu Fig. 8 verwiesen wird. Der Antriebsstrang 2 ist durch ein als Planetengetriebe 14 ausgebildetes Übersetzungsgetriebe 24 ergänzt, das zusammen mit dem Differential 16 koaxial zum Getriebe 3 und zur elektrischen Maschine 1 1 angeordnet ist. Die Abtriebsachse 17 ist demnach koaxial zur Antriebsachse 33 angeordnet. Das Planetengetriebe 14 umfasst vorliegend ersten Planetenradsatz 15, wobei auch zwei oder mehr Planetenradsätze vorgesehen sein können. Der erste Planetenradsatz 15 ist als Minus-Plane- tenradsatz ausgebildet und umfasst ein drehfest mit der Ausgangswelle 12 des Getriebes 3 verbundenes drittes Sonnenrad 20, ein drehfest mit dem Gehäuse 13 verbundenes, ortsfestes drittes Hohlrad 21 sowie mehrere an einem zweiten Planetenträger 22 drehbar gelagerte Planentenräder 23. Das dritte Sonnenrad 20 ist über die Ausgangswelle 12 des Getriebes 3 mit dem zweiten Hohlrad 8b des Getriebes 3 antriebswirksam bzw. drehfest verbunden, sodass das Planetengetriebe 14 folglich antriebsseitig mit der Ausgangswelle 12 wirkverbunden ist. Der Abtrieb des Planetengetriebes 14 erfolgt über den zweiten Planetenträger 22, welcher antriebswirksam mit einem Differential 16 verbunden ist. Der zweite Planetenträger 22 ist über die Zwischenwelle 32 drehfest mit dem Differentialkorb 16a verbunden. Mittels einer derartigen Kombination aus Getriebe 3 und Planetengetriebe 14 lassen sich beispielsweise Gesamtübersetzungen zwischen 6 und 13,5 realisieren. Vorliegend ist die erste Abtriebswelle 18a axial durch das Übersetzungsgetriebe 24, das Getriebe 3 und die elektrische Maschine 11 hindurchgeführt. Das Planetengetriebe 14 ist axial zwischen der elektrischen Maschine 11 und dem Getriebe 3 einerseits sowie dem Differential 16 andererseits angeordnet. Es ist denkbar, das Differential 16 zusammen mit dem Getriebe 3 räumlich innerhalb des Rotors 19 der elektrischen Maschine 11 anzuordnen, um zusätzlichen axialen Bauraum einzusparen.

Fig. 12 unterscheidet sich von Fig. 11 lediglich durch die Anbindung des Getriebes 3 und des Differentials 16 an das Planetengetriebe 14. Vorliegend ist das dritte Hohlrad 21 drehfest mit der Ausgangswelle 12 des Getriebes 3 verbunden, wohingegen das dritte Sonnenrad 20 gehäusefest angeordnet ist. Der Abtrieb des Planetengetriebes 14 erfolgt auch hier über den zweiten Planetenträger 22, welcher über eine radial innerhalb des dritten Sonnenrades 20 geführte Zwischenwelle 32 an den Differentialkorb 16 des Differentials 16 angebunden ist.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 13 basiert ebenfalls auf dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 8, mit dem Unterschied, dass an Stelle eines als Kegelraddifferential ausgebildeten Differentials 16 ein als integrales Differential 25 ausgebildetes Differential 16 vorgesehen ist, das auf der Abtriebsachse 17 liegt, die koaxial zur Antriebsachse 33 angeordnet ist. Das integrale Differential 25 umfasst einen zweiten und dritten Planetenradsatz 26, 27, wobei die beiden Planetenradsätze 26, 27 je nach Anforderung an das integrale Differential 25, insbesondere an die zu realisierende Übersetzung des integralen Differentials 25, entweder axial nebeneinander oder radial übereinander angeordnet sind. Vorliegend sind die Planetenradsätze 26, 27 radial übereinander bzw. radial geschachtelt angeordnet, wodurch axialer Bauraum des Antriebsstranges 2 eingespart wird. Anders gesagt liegen die Planetenradsätze 26, 27 in einer gemeinsamen Ebene senkrecht zu den Abtriebswellen 18a, 18b bzw. zur Abtriebsachse 17.

Mittels des zweiten Planetenradsatzes 26 ist ein erstes Abtriebsmoment auf die erste Abtriebswelle 18a übertragbar, die durch das Getriebe 3 und die elektrische Maschine 11 axial hindurchgeführt ist. Ein dem ersten Abtriebsmoment entgegengesetzt wirkendes Abstützmoment des zweiten Planeten radsatzes 26 wird auf den dritten Planetenradsatz 27 übertragen und ist im dritten Planeten radsatz 27 derart wandelbar, dass ein dem ersten Abtriebsmoment entsprechendes zweites Abtriebsmoment auf die zweite Abtriebswelle 18b übertragbar ist. Mithin ist das integrale Differential 25 als Planetengetriebe ausgebildet. Das integrale Differential 25 ist über dessen Eingangswelle, die gleichzeitig die Ausgangswelle 12 des Getriebes 3 ist, mit dem Getriebe 3 wirksam verbunden. Der Abtrieb am integralen Differential 25 erfolgt über die zwei Abtriebswellen 18a, 18b. Mit anderen Worten wird mittels des integralen Differentials 25 eine Antriebsleistung auf zwei Abtriebswellen 18a, 18b aufgeteilt. Die zweite Abtriebswelle 18b erstreckt sich bezogen auf die erste Abtriebswelle 18a in entgegengesetzte Richtung. Indem das integrale Differential 25, welches ein aus dem Getriebe 3 kommendes Drehmoment erhöht, erst am Ende des Antriebsstranges 2 angeordnet ist, können die im Leistungsfluss davor angeordneten Bauteile vergleichsweise klein und schlank ausgebildet werden, wodurch die Herstellung des Antriebsstranges 2 kostengünstiger gestaltet und das Gesamtgewicht desselben reduziert werden kann.

Die Ausgangswelle 12 des Getriebes 3 ist drehfest mit einem vierten Sonnenrad 34a des zweiten Planeten radsatzes 26 verbunden. Damit ist das zweite Hohlrad 8b des Getriebes 3 drehfest mit dem vierten Sonnenrad 34a verbunden. Die Leistungsübertragung vom zweiten Planeten radsatz 26 auf den dritten Planeten radsatz 27 erfolgt über eine Koppelwelle 35, die einerseits drehfest mit einem vierten Hohlrad 36a des zweiten Planeten radsatzes 26 und andererseits drehfest mit einem fünften Sonnenrad 34b des dritten Planeten radsatzes 27 verbunden ist. Mithin sind die Koppelwelle 35, das vierte Hohlrad 36a und das fünfte Sonnenrad 34b einteilig miteinander verbunden. Die Koppelwelle 35 mit dem vierten Hohlrad 36a und dem fünften Sonnenrad 34b kann auch als Hohlrad, das neben einer Innenverzahnung auch eine Außenverzahnung aufweist, ausgebildet sein. Räumlich zwischen dem vierten Sonnenrad 34a und dem vierten Hohlrad 36a sind eine Mehrzahl von zweiten Planetenrädern 37a angeordnet, die vorliegend drehbar auf einem drehbar gelagerten dritten Planetenträger 38a angeordnet sind. Ferner sind auf der gleichen sich radial erstreckenden Ebene und radial außerhalb des zweiten Planeten radsatzes 26 räumlich zwischen dem fünften Sonnenrad 34b und einem fünften Hohlrad 36b des dritten Planetenradsatzes 27 eine Mehrzahl von dritten Planeten rädern 37b angeordnet, die vorliegend drehbar auf einem gehäusefesten vierten Planetenträger 38b angeordnet sind. Der erste Abtrieb auf die erste Abtriebswelle 18a erfolgt über den drehfest damit verbundenen dritten Planetenträger 38a des zweiten Planeten radsatzes 26. Der zweite Abtrieb auf die zweite Abtriebswelle 18b erfolgt über das drehfest damit verbundene fünfte Hohlrad 36b des dritten Planeten radsatzes 27.

Bezugszeichen Fahrzeug Antriebsstrang Getriebe Stufenplanetenradsatz Kegelraddifferential Stirnradstufe a Erstes Sonnenrad b Zweites Sonnenrad a Erstes Hohlrad b Zweites Hohlrad Erster Planetenträger 0 Stufenplanetenräder 1 Elektrische Maschine 2 Ausgangswelle des Getriebes 3 Gehäuse 4 Planetengetriebe 5 Erster Planetenradsatz 6 Differential 6a Differentialkorb 6b Erstes Abtriebsrad des Differentials 6c Zweites Abtriebsrad des Differentials 6d Ausgleichselement des Differentials 6e Ausgleichselement des Differentials 7 Abtriebsachse 8a Erste Abtriebswelle 8b Zweite Abtriebswelle 9 Rotor der elektrischen Maschine 0 Drittes Sonnenrad 1 Drittes Hohlrad 2 Zweiter Planetenträger 3 Erstes Planetenrad 24 Übersetzungsgetriebe

25 Integrales Differential

26 Zweiter Planeten radsatz

27 Dritter Planetenradsatz

28 Rad des Fahrzeugs

29a Erste Eingangswelle

29b Zweite Eingangswelle

29c Dritte Eingangswelle

30 Stator der elektrischen Maschine

31 a Erstes Zahnrad des Stufenplanetenrades

31 b Zweites Zahnrad des Stufenplanetenrades

32 Erste Zwischenwelle

33 Antriebsachse

34a Viertes Sonnenrad des integralen Differentials

34b Fünftes Sonnenrad des integralen Differentials

35 Koppelwelle des integralen Differentials

36a Viertes Hohlrad des integralen Differentials

36b Fünftes Hohlrad des integralen Differentials

37a Zweites Planetenrad des integralen Differentials

37b Drittes Planetenrad des integralen Differentials

38a Dritter Planetenträger des integralen Differentials

38b Vierter Planetenträger des integralen Differentials

39a Erstes Zahnrad des Übersetzungsgetriebes

39b Zweites Zahnrad des Übersetzungsgetriebes

39c Drittes Zahnrad des Übersetzungsgetriebes

39d Viertes Zahnrad des Übersetzungsgetriebes

40 Zweite Zwischenwelle

41 Ausgangswelle der elektrischen Maschine

42 Doppelschaltelement

43 Dreifachschaltelement

A Erstes Gangschaltelement

B Zweites Gangschaltelement

C Drittes Gangschaltelement E1 Erster Gang bzw. erste Gangstufe

E2 Zweiter Gang bzw. zweite Gangstufe

E3 Dritter Gang bzw. dritte Gangstufe