Die Erfindung betrifft ein Getriebe nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 . Ein derartiges Getriebe kann insbesondere als Achsgetriebe eines Kraftfahrzeugs ausgestaltet sein.

Aus den Druckschriften DE 10 2009 028 384 A1 , DE 10 2006 022 174 A1 ,

DE 10 2007 034 561 A1 , US 2010323837 A, US 201 1098151 A und

DE 10 201 1 005 615 A1 sind Torque Vectoring Systeme für Hinterachsgetriebe bekannt. Derartige Systeme erlauben eine Steuerung der Drehmomentverteilung zwischen dem rechten und dem linken Rad einer Hinterachse. Das an den beiden

Rädern anliegende Drehmoment ist dabei gleichgerichtet. Beide Räder werden also entweder vorwärts oder rückwärts angetrieben.

Mittels einer Allradlenkung, bei der sämtliche Räder eines Fahrzeugs verschwenkt werden können, ist es möglich, das Fahrzeug auf der Stelle zu wenden. Sämtliche Räder werden dazu so eingeschlagen, so dass die Radachsen sich in einem innerhalb des Fahrzeugs liegenden Punkt schneiden. Um diesen Punkt kann das Fahrzeug gedreht werden.

Dies ist allerdings nur möglich, wenn die Räder einer Achse gegensinnig angetrieben werden. Wird etwa das rechte Rad einer Achse vorwärts angetrieben, muss das linke Rad derselben Achse rückwärts angetrieben werden. Wird umgekehrt das rechte Rad rückwärts angetrieben, muss das linke Rad vorwärts angetrieben werden.

Bei aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen kommen mindestens zwei Elektromotoren pro Achse zum Einsatz. Dies ermöglicht zwar einen gegensinnigen Antrieb gegenüberliegender Räder einer Achse, allerdings vergrößern sich sowohl die Herstellungskosten als auch das Gewicht des Fahrzeugs. Insbesondere schließt ein solches Konzept die Verwendung von Verbrennungsmotoren aus.

Aufgabe der Erfindung ist es, unter Umgehung der den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen innewohnenden Nachteile die Räder einer Achse eines Kraftfahrzeugs gegensinnig antreibbar zu machen. Wenn ein erstes Rad der Achse vorwärts angetrieben wird, soll also ein zweites Rad der Achse rückwärts

angetrieben werden. Wird das erste Rad der Achse hingegen rückwärts angetrieben, soll das zweite Rad der Achse vorwärts angetrieben werden. Dies soll unter

Verwendung eines einzigen Motors möglich sein.

Diese Aufgabe wird durch ein Getriebe nach Anspruch 1 gelöst. Die Erfindung basiert auf einem Schaltmechanismus, der den Drehmomentfluss von einem Motor zu zwei gegenüberliegenden Rädern einer Achse partiell umkehrt.

Ein erfindungsgemäßes Getriebe weist ein Getriebegehäuse, eine erste drehbare Komponente, eine zweite drehbare Komponente, eine dritte drehbare Komponente, eine vierte drehbare Komponente, eine Bremse, eine erste Kupplung und eine zweite Kupplung auf. Die drehbaren Komponenten weisen jeweils genau einen

rotatorischen Freiheitsgrad und höchstens einen translatorischen Freiheitsgrad auf. Bevorzugt beträgt der translatorische Freiheitsgrad Null, das heißt die Komponenten weisen keinen translatorischen Freiheitsgrad auf und können lediglich um genau eine Achse verdreht, nicht aber verschoben werden.

Bei der Bremse, der ersten Kupplung und der zweiten Kupplung handelt es sich um Schaltelemente, die ausgebildet sind, eine drehfeste Verbindung zwischen zwei Komponenten des Getriebes herzustellen. Wenn ein Schaltelement geöffnet ist, lassen sich die beiden Komponenten - vorzugsweise um eine gemeinsame

Drehachse - gegeneinander verdrehen.

Die drehfeste Verbindung entsteht durch Schließen des Schaltelements.

Die Schaltelemente können von einem geöffneten Zustand in einen geschlossenen Zustand überführt werden und von dem geschlossenen Zustand zurück in den offenen Zustand überführt werden. Dies geschieht vorzugsweise mittels eines

Aktuators. Insbesondere lassen sich die Schaltelemente auf diese Weise im Betrieb des Getriebes wahlfrei öffnen und schließen. Der Unterschied zwischen einer Kupplung und einer Bremse besteht darin, dass die Bremse ausgebildet ist, eine drehbare Komponente drehfest mit einer drehfest angeordneten weiteren Komponente zu verbinden. Wird die Bremse geschlossen, führt dies dazu, dass die drehbare Komponente temporär drehfest gehalten wird. Eine Kupplung hingegen ist ausgebildet, zwei Komponenten drehfest miteinander zu verbinden, die jeweils relativ zu anderen, drehfest angeordneten Komponenten verdrehbar sind. Insbesondere sind die beiden Komponenten relativ zueinander verdrehbar. Wenn die Kupplung geschlossen wird, bleiben die Komponenten drehbar, allerdings können sie nicht mehr gegeneinander verdreht werden.

Die zweite drehbare Komponente, die dritte drehbare Komponente und die vierte drehbare Komponente des erfindungsgemäßen Getriebes sind so gekoppelt, dass sie einen Laufgrad von 2 aufweisen. Laufgrad ist ein Synonym für

Getriebefreiheitsgrad oder kinematischer Freiheitsgrad. Der Laufgrad stimmt mit der Anzahl relativer Bewegungen überein, die verhindert werden müssen, um alle

Glieder bzw. Wellen des Getriebes bewegungsunfähig zu machen

(Hanfried Kerle, et al.:„Einführung in die Getriebelehre" 2007). Der Laufgrad ist damit gleichbedeutend mit der Zahl beweglicher bzw. drehbarer Getriebeglieder, die unabhängig voneinander angetrieben bzw. gedreht werden müssen, so dass

Zwangslauf eintritt.

Im Falle der vorliegenden Erfindung besteht Zwangslauf, wenn die zweite drehbare Komponente und die dritte drehbare Komponente, die zweite drehbare Komponente und die vierte drehbare Komponente oder die dritte drehbare Komponente und die vierte drehbare Komponente unabhängig voneinander angetrieben werden. Aufgrund des Zwangslaufs ist dann die Drehzahl der jeweils nicht genannten Komponente festgelegt.

Die Bremse ist so angeordnet, dass durch Schließen der Bremsen die zweite drehbare Komponente drehfest mit dem Getriebegehäuse verbunden werden kann. Ist die Bremse geöffnet, kann die zweite drehbare Komponente gegenüber dem Getriebegehäuse verdreht werden. Das Getriebegehäuse ist drehfest angeordnet. Die erste Kupplung ist so ausgebildet, dass durch Schließen der ersten Kupplung die erste drehbare Komponente drehfest mit der dritten drehbaren Komponente verbunden werden kann. Ist die erste Kupplung geöffnet, kann die erste drehbare Komponente gegenüber der dritten drehbaren Komponente verdreht werden.

Die zweite Kupplung ist so ausgebildet, dass durch Schließen der zweiten Kupplung die erste drehbare Komponente drehfest mit der zweiten drehbaren Komponente verbunden werden kann. Bei geöffneter zweiter Kupplung sind die erste drehbare Komponente und die zweite drehbare Komponente relativ zueinander verdrehbar.

Die Bremse, die erste Kupplung und die zweite Kupplung sind so miteinander gekoppelt, dass entweder die Bremse geöffnet, die erste Kupplung geöffnet und die zweite Kupplung geschlossen sind oder die Bremse geschlossen, die erste Kupplung geschlossen und die zweite Kupplung geöffnet sind. In einem ersten Zustand sind also die Bremse geöffnet, die erste Kupplung geöffnet und die zweite Kupplung geschlossen. In einem zweiten Zustand sind die Bremse geschlossen, die erste Kupplung geschlossen und die zweite Kupplung geöffnet. Die Kopplung der Bremse, der ersten Kupplung und der zweiten Kupplung erfolgt derart, dass sich die Bremse, die erste Kupplung und die zweite Kupplung entweder im ersten oder im zweiten Zustand befinden. Weiterhin sind die beiden Zustände ineinander überführbar. Die Bremse, die erste Kupplung und die zweite Kupplung können also in den zweiten Zustand überführt werden, wenn sie sich im ersten Zustand befinden. Befinden sie sich im zweiten Zustand, können sie zurück in den ersten Zustand überführt werden.

Das Getriebe ist in einer bevorzugten Weiterbildung als Achsgetriebe eines

Kraftfahrzeugs ausgestaltet. Vorzugsweise ist die dritte drehbare Komponente drehfest mit einem ersten Rad des Kraftfahrzeugs verbindbar. Die vierte drehbare Komponente ist vorzugsweise mit einem zweiten Rad des Kraftfahrzeugs verbindbar, wobei das erste Rad und das zweite Rad bevorzugt gegenüberliegende, zu einer gemeinsamen Achse gehörige Räder sind.

Bevorzugt wird weiterhin, dass ein von einem Motor des Kraftfahrzeugs erzeugtes Drehmoment auf die erste drehbare Komponente übertragen werden kann, indem die erste drehbare Komponente drehbar mit einer Ausgangswelle des Motors oder eines im Kraftfluss des Motors befindlichen Getriebes verbunden wird. Von der ersten Drehbaren Komponente wird das Drehmoment über die erste Kupplung auf die dritte drehbare Komponente übertragen, wenn die erste Kupplung geschlossen ist. Ist die zweite Kupplung geschlossen, wird das Drehmoment über die zweite Kupplung auf die zweite drehbare Komponente übertragen. Die oben beschriebene Kopplung der Bremse, der ersten Kupplung und der zweiten Kupplung ermöglicht damit eine Umschaltung zwischen einem gleichsinnigen Antrieb des ersten Rads und des zweiten Rads und einem gegensinnigen Antrieb des ersten Rads und des zweiten Rads.

In einer besonders bevorzugten Weiterbildung weist das Getriebe ein herkömmliches Kegelraddifferenzial mit einem Differenzialkorb, einem ersten Achswellenrad und einem zweiten Achswellenrad auf. Dabei bildet der Differenzialkorb die zweite drehbare Komponente. Das erste Achswellenrad bildet die dritte drehbare

Komponente, und das zweite Achswellenrad bildet die vierte drehbare Komponente. Ein Ausgleichsrad kämmt so mit dem ersten Achswellenrad und dem zweiten

Achswellenrad, dass das Kegelraddifferenzial einen rotatorischen Freiheitsgrad von 2 hat. Bei der ersten drehbaren Komponente handelt es sich vorzugsweise um ein Tellerrad, das mit einem von dem Motor angetriebenen Ritzel kämmt.

Statt des Kegelraddifferentials kann auch ein Planetengetriebe verwendet werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt. Dabei kennzeichnen übereinstimmende Bezugsziffern gleiche oder funktionsgleiche

Merkmale. Im Einzelnen zeigt

Fig. 1 ein Achsgetriebe in einem ersten Zustand; und

Fig. 2 ein Achsgetriebe in einem zweiten Zustand.

Ein in Fig. 1 und fig. 2 dargestelltes Ritzel 102 wird von einem nicht abgebildeten Motor angetrieben. Das Ritzel 102 kämmt mit einem Tellerrad 104. Ein Kegel raddifferenzial 106 weist einen Differenzialkorb 108, ein erstes Achswellenrad 1 10, ein zweites Achswellenrad 1 12 und ein Ausgleichsrad 1 14 auf. Das erste Achswellenrad 1 10, das zweite Achswellenrad 1 12 und das

Ausgleichsrad 1 14 sind drehbar in dem Differenzialkorb 108 gelagert.

Ebenso ist der Differenzialkorb 108 drehbar gelagert. Dabei stimmen die Drehachsen des Differenzialkorbs 108, des ersten Achswellenrads 1 10 und des zweiten

Achswellenrads 1 12 überein. Die Drehachse des Ausgleichsrads 1 14 verläuft orthogonal dazu.

Das Ausgleichsrad 1 14 kämmt mit dem ersten Achswellenrad 1 10 und dem zweiten Achswellenrad 1 12. Folglich hat das Kegel raddifferenzial 106 einen rotatorischen Freiheitsgrad von 2.

Eine Bremse 1 15 wirkt auf den Differenzialkorb 108. Durch Schließen der

Bremse 1 15 kommt eine drehfeste Verbindung zwischen dem Differenzialkorb 108 und einem Getriebegehäuse 1 16 zustande.

Eine erste Kupplung 1 17 ist so angeordnet, dass sie im geschlossenen Zustand eine drehfeste Verbindung zwischen dem Tellerrad 1 14 und einer ersten

Antriebswelle 1 18 herstellt. Die Antriebswelle 1 18 ist drehfest mit dem ersten

Achswellenrad 1 10 verbunden. Infolgedessen entsteht durch Schließen der ersten Kupplung 1 17 eine drehfeste Verbindung zwischen dem Tellerrad 104 und dem ersten Achswellenrad 1 10.

Eine zweite Kupplung 120 stellt, wenn sie geschlossen ist, eine drehfeste

Verbindung zwischen dem Tellerrad 104 und dem Kegel raddifferenzial 108 her.

Ein Gestänge 122 koppelt die Bremse 1 12 mit der ersten Kupplung 1 17 und der zweiten Kupplung 120. Dies hat zur Folge, dass die Bremse 1 12, die erste

Kupplung 1 17 und die zweite Kupplung 120 genau zwei Zustände einnehmen können. Einen ersten Zustand stellt Fig. 1 dar. Dabei ist die Bremse 1 12 geöffnet, die erste Kupplung 1 17 geöffnet und die zweite Kupplung 120 geschlossen. Das Tellerrad 104 ist also gegenüber dem ersten Achswellenrad 1 10 verdrehbar. Ebenso ist der Differenzialkorb 108 gegenüber dem Getriebegehäuse 1 16 verdrehbar. Eine drehfeste Verbindung hingegen besteht zwischen dem Differenzialkorb 108 und dem Tellerrad 104.

In dem in Fig. 1 dargestellten Zustand wirkt die Anordnung demnach wie ein herkömmliches Kegel raddifferenzial. Die erste Antriebswelle 1 18 und eine mit dem zweiten Achswellenrad 1 12 drehfest verbundene zweite Antriebswelle 124 werden gleichsinnig angetrieben. Entweder erfolgt ein Antrieb der ersten Antriebswelle 1 18 und der zweiten Antriebswelle 124 vorwärts bzw. in eine erste Richtung oder der rückwärts bzw. in eine zweite, entgegengesetzt zu der ersten Richtung verlaufende Richtung.

Während sich in Fig. 1 das Gestänge 122 in einer - aus der Perspektive von Fig. 1 gesehen - linken Position befindet, befindet sich das Gestänge 122 in Fig. 2 in einer - aus der Perspektive von Fig. 2 gesehen - rechten Position. Hierdurch nimmt das Achsgetriebe 106 einen zweiten Zustand an. In diesem Zustand ist die Bremse 1 12 geschlossen und verbindet den Differenzialkorb 108 drehfest mit dem

Getriebegehäuse 1 16.

Ebenso ist die erste Kupplung 1 17 geschlossen. Die erste Kupplung 1 17 stellt also eine drehfeste Verbindung zwischen dem Tellerrad 104 und der ersten

Antriebsachse 1 18 her. Folglich besteht auch eine drehfeste Verbindung zwischen dem Tellerrad 104 und dem ersten Achswellenrad 1 10.

Die zweite Kupplung 120 ist geöffnet. Das Tellerrad 104 und der Differenzialkorb 108 sind somit gegeneinander verdrehbar.

Aufgrund der durch die erste Kupplung 1 17 hergestellten drehfesten Verbindung zwischen dem Tellerrad 104 und der ersten Antriebsachse 108 wird die

Antriebsachse 1 18 direkt angetrieben. Ein Drehmomentfluss eines von dem Motor erzeugten Antriebsdreh moments verläuft über das Ritzel 102 auf das Tellerrad 104 und von dort über die erste Kupplung 1 17 zu der ersten Antriebsachse 1 18.

Von der ersten Antriebsachse 1 18 fließt das Drehmoment in eine erste Richtung - aus der Perspektive von Fig. 2 nach links - zu einem drehfest mit der ersten

Antriebsachse 1 18 gekoppelten Rad und in eine zweite Richtung - aus der

Perspektive von Fig. 2 nach rechts - zu dem ersten Achswellenrad 1 10.

Da der Differenzialkorb aufgrund der geschlossenen Bremse 1 12 drehfest mit dem Gehäuse 1 14 verbunden ist, überträgt das Ausgleichsrad 1 14 das Drehmoment von dem ersten Achswellenrad 1 10 zu dem zweiten Achswellenrad 1 12. Dabei findet eine Umkehr der Richtung des Drehmoments um 180° statt. Das zweite

Achswellenrad 1 12, die zweite Achswelle 124 und ein drehfest mit der zweiten Achswelle 124 verbundenes Rad werden also in entgegengesetzter Richtung angetrieben.

Bezugszeichen

102 Ritzel

104 Tellerrad

106 Kegelraddifferenzial

108 Differenzialkorb

1 10 erstes Achswellenrad

1 12 zweites Achswellenrad

1 14 Ausgleichsrad

1 15 Bremse

1 16 Getriebegehäuse

1 17 erste Kupplung

1 18 erste Antriebswelle

120 zweite Kupplung

122 Gestänge

124 zweite Antriebswelle