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Title:
TRANSMISSION WITH A DIFFERENTIAL LOCKING UNIT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/259876
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a transmission with a differential locking unit, said transmission comprising an input shaft (10), a first output shaft (11), a second output shaft (12), a first planetary gear set (P1) and a second planetary gear set (P2) connected to the first planetary gear set, wherein each of the planetary gear sets (P1, P2) comprises multiple elements (E11, E21, E31, E12, E22, E32), wherein the input shaft (10), the two output shafts (11, 12), the planetary gear sets (P1, P2) as well as the elements thereof are arranged and designed in such a way that a torque introduced via the input shaft (10) is converted and distributed to the two output shafts (11, 12) in a defined ratio, and the development of a sum torque is prevented, wherein at least one element (E31) of the first planetary gear set (P1) is rotationally fixed to another element (E12) of the second planetary gear set (P2) via a linking shaft (3), and a further element (E22) of the second planetary gear set (P2) is secured to a rotationally fixed component (GG). The differential locking unit comprises an epicyclic gearing (P3), in particular in the form of a planetary gear set or a planetary stage, as well as a switching element (B1), wherein the epicyclic gearing (P3) has at least three connection shafts (3), wherein an at least first connection shaft (W1) is rotationally fixed to the linking shaft (3), an at least second connection shaft (W2) is rotationally fixed to the second element (E21) of the first planetary gear set (P1) (which is in turn rotationally fixed to the first output shaft (11)), wherein an at least third connection shaft (W3) can be secured on a rotationally fixed component (GG) by means of the switching element (B1).

Inventors:
BECK STEFAN (DE)
REISCH MATTHIAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2020/055787
Publication Date:
December 30, 2020
Filing Date:
March 05, 2020
Export Citation:
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Assignee:
ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN (DE)
International Classes:
F16H48/10; B60K1/00; B60K17/16; F16H48/22; F16H48/24
Foreign References:
CN109915570A2019-06-21
DE102008029282A12009-12-24
DE102018112880A12018-12-06
DE102013210312A12014-12-04
DE102018112880A12018-12-06
DE102011079975A12013-01-31
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Claims:
Patentansprüche

1. Getriebe mit einer Differential-Sperreinheit,

- das Getriebe umfassend

o eine Eingangswelle (10), eine erste Ausgangswelle (1 1 ), eine zweite Aus

gangswelle (12), einen ersten Planetenradsatz (P1 ) sowie einen mit dem ers ten Planetenradsatz verbundenen zweiten Planetenradsatz (P2), wobei die Planetenradsätze (P1 , P2) jeweils mehrere Elemente (E1 1 , E21 , E31 ,

E12, E22, E32) umfassen, wobei die Eingangswelle (10), die zwei Ausgangs wellen (1 1 , 12), die Planetenradsätze (P1 , P2) sowie deren Elemente derart angeordnet und ausgebildet sind, dass

o ein über die Eingangswelle (10) eingeleitetes Drehmoment gewandelt und in einem definierten Verhältnis auf die zwei Ausgangswellen (1 1 , 12) aufgeteilt wird, und die Entstehung eines Summendrehmoments verhindert wird, o wobei zumindest ein Element (E31 ) des ersten Planetenradsatzes (P1 ) mit ei nem anderen Element (E12) des zweiten Planetenradsatzes (P2) über eine Verbindungswelle (3) drehfest verbunden ist und

o ein weiteres Element (E22) des zweiten Planetenradsatzes (P2) an einem drehfesten Bauelement (GG) festgesetzt ist;

- die Differential-Sperreinheit umfassend ein Umlaufrädergetriebe (P3), insbesondere in Form eines Planetenradsatzes oder einer Planetenstufe, sowie ein Schaltelement (B1 ),

o wobei das Umlaufrädergetriebe (P3) zumindest drei Anschlusswellen auf weist,

o wobei eine zumindest erste Anschlusswelle (W1 ) mit der Verbindungswelle (3) drehfest verbunden ist,

o eine zumindest zweite Anschlusswelle (W2) mit dem zweiten Element (E21 ) des ersten Planetenradsatzes (P1 ) drehfest verbunden ist,

o wobei eine zumindest dritte Anschlusswelle (W3) mittels des Schaltelements (B1 ) an einem drehfesten Bauelement (GG) festgesetzt werden kann.

2. Getriebe nach Anspruch 1 , wobei das Schaltelement als eine reibschlüssige oder form schlüssige Bremse ausgeführt ist.

3. Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, wobei zwischen dem Umlaufrädergetriebe (P3) und dem Schaltelement (B1 ) zumindest ein weiteres Getriebe (VÜ 1 ) zur Erhöhung der Drehzahl der dritten Anschlusswelle (W3) vorgesehen ist.

4. Getriebe nach Anspruch 3, wobei das zumindest eine weitere Getriebe (VÜ1 ) in Form ei nes Planetenradsatzes (P4) oder in Form einer Stirnradstufe (SRS) vorliegt.

5. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zur Anpassung der Drehzahl der Eingangswelle (10) ein weiteres Getriebe (VÜ2), vorzugsweise in Form eines Planeten radsatzes (P5) oder in Vorgelegebauweise, vorgesehen ist.

6. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Antriebsmaschine, vor zugsweise in Form einer Verbrennungskraftmaschine oder einer Elektromaschine, zum An treiben der Eingangswelle (10) vorgesehen ist.

7. Getriebe nach Anspruch 6, wobei die Antriebsmaschine in Form einer Elektromaschine vorliegt, und wobei die Elektromaschine koaxial oder achsparallel angeordnet ist.

8. Getriebe nach Anspruch 7, wobei die Elektromaschine koaxial angeordnet ist und wobei das Umlaufrädergetriebe (P3) entweder

- zumindest teilweise radial innerhalb des Rotors der Elektromaschine angeordnet ist oder

- axial beabstandet zur Elektromaschine angeordnet ist.

9. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Ausgangs welle (1 1 ) hindurch das Umlaufrädergetriebe (P3) geführt ist.

10. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Eingangswelle (10) hindurch das Umlaufrädergetriebe (P3) geführt ist.

1 1 . Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Umlaufräderge triebe (P3) axial benachbart zum ersten Planetenradsatz (P1 ) angeordnet ist.

12. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Umlaufräderge triebe (P3) radial außerhalb des ersten Planetenradsatzes (P1 ) angeordnet ist.

13. Antriebsstrang mit einem Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 12.

14. Fahrzeug mit einem Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 12 oder mit einem Antriebsstrang nach Anspruch 13.

Description:
Getriebe mit einer Differential-Sperreinheit

Die Erfindung betrifft ein Getriebe mit einer Differential-Sperreinheit. Die Erfindung betrifft zudem einen Antriebstrang sowie ein Fahrzeug.

Ein herkömmliches Differentialgetriebe ermöglicht Kurvenfahrt, indem es unter schiedliche Drehzahlen der beiden Antriebsräder zulässt. Es überträgt das An triebsmoment gleichmäßig auf beide Räder (offenes Differential). Von Nachteil ist, dass das Rad mit der besseren Haftung nur so viel T raktion hat wie das, das sich auf glattem Untergrund befindet oder bei Kurvenfahrt gering belastet ist. Zur Traktionser höhung und Verbesserung der Fahrdynamik kann eine Differentialsperre eingesetzt werden, die über Reibung die beiden Antriebsräder teilweise miteinander verbindet. Durch regelbare Differentialsperren lässt sich die Kurvenwilligkeit eines offenen Diffe rentials mit der verbesserten Traktion eines Sperrdifferentials kombinieren. Das Diffe rentialgetriebe ist auch als Differential oder Differentialausgleichsgetriebe bekannt.

Aus der DE 10 2018 112 880 A1 ist ein integriertes Differential bekannt.

Aus dem Stand der Technik sind zudem Differential-Sperreinheiten bekannt. Diese werden auch Sperrdifferentiale oder Selbstsperrdifferentiale genannt. Ein Sperrdiffe rential ist ein Differentialgetriebe, das im Unterschied zum herkömmlichen Differential bis zu einem gewissen Grad schwergängig ist. Es bremst plötzlich auftretende Dreh zahlerhöhungen an demjenigen angetriebenen Rad ab, das z. B. seine Bodenhaf tung durch Springen kurzzeitig verloren hat.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Getriebe, insbesondere in der Form eines integrierten Differentials bereitzustellen, dass zudem eine Differential- Sperreinheit aufweist.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausfüh rungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Das Getriebe umfasst eine Eingangswelle, eine erste Ausgangswelle, eine zweite Ausgangswelle, einen ersten Planetenradsatz sowie einen mit dem ersten Planeten radsatz verbundenen zweiten Planeten radsatz. Die Planetenradsätze umfassen je weils mehrere Elemente. Die Eingangswelle, die zwei Ausgangswellen, die Planeten radsätze sowie deren Elemente sind derart angeordnet und ausgebildet, dass ein über die Eingangswelle eingeleitetes Drehmoment gewandelt und in einem definier ten Verhältnis auf die zwei Ausgangswellen aufgeteilt wird, und die Entstehung eines Summendrehmoments verhindert wird. Dabei ist zumindest ein Element des ersten Planetenradsatzes mit einem anderen Element des zweiten Planeten radsatzes dreh fest verbunden und ein weiteres Element des zweiten Planetenradsatzes an einem drehfesten Bauelement festgesetzt.

Die Elemente der Planetenradsätze liegen insbesondere in der Form Sonnenrad, Planetenträger sowie Hohlrad vor. Ist ein Element festgesetzt, so ist es an einer Drehbewegung gehindert. Bei dem drehfesten Bauelement des Getriebes, kann es sich vorzugsweise um eine permanent stillstehende Komponente handeln, bevorzugt um ein Gehäuse des Getriebes, einen Teil eines derartigen Gehäuses oder ein damit drehfest verbundenes Bauelement.

Unter einer„Welle“ ist im Sinne der Erfindung ein rotierbares Bauteil des Getriebes zu verstehen, über welches je zugehörige Komponenten des Getriebes drehfest mit einander verbunden sind oder über das eine derartige Verbindung bei Betätigung ei nes entsprechenden Schaltelements hergestellt wird. Die jeweilige Welle kann die Komponenten dabei axial oder radial oder auch sowohl axial und radial miteinander verbinden. So kann die jeweilige Welle auch als Zwischenstück vorliegen, über wel ches eine jeweilige Komponente zum Beispiel radial angebunden wird. Der Begriff „Welle“ schließt dabei nicht aus, dass die zu verbindenden Komponenten einteilig ausgeführt sein können.

Mit„axial“ ist im Sinne der Erfindung eine Orientierung in Richtung einer Längsmittel achse gemeint, entlang welcher die Planetenradsätze koaxial zueinander liegend an geordnet sind. Unter„radial“ ist dann eine Orientierung in Durchmesserrichtung einer Welle zu verstehen, die auf dieser Längsmittelachse liegt. Über die Eingangswelle kann ein Drehmoment in das Getriebe eingeleitet werden. Der Antrieb über welchen ein Drehmoment in das Getriebe eingeleitet werden kann durch eine beliebige Antriebsquelle erfolgen, bspw. über eine Antriebsmaschine in Form einer Verbrennungskraftmaschine oder in Form einer Elektromaschine.

Die Angabe der Drehmomentwandlung ist wie folgt zu verstehen:

Das Getriebe hat zwei Ausgangswellen deren Drehmomentsumme bezogen auf das Eingangsdrehmoment die Wandlung des Getriebes beschreibt. Das Getriebe hat zwei Ausgangswellen deren jeweilige Übersetzung zunächst nicht definiert ist. Erst die Kopplung der beiden Ausgangswellen, bspw. über Räder des Fahrzeugs auf ei ner Fahrbahn, erzeugt definierte Drehzahlen. Drehen beide Ausgangswellen mit glei cher Drehzahl, wie bspw. bei einer Geradeausfahrt, so kann, wie beim Stand der Technik, die Übersetzung als Drehzahlverhältnis zwischen Eingangsdrehzahl und ei ner der beiden identischen Ausgangsdrehzahlen gebildet werden. In allen anderen Fällen ist es nicht möglich mit der gängigen Definition der Drehmomentwand lung/Übersetzung eine Übersetzung des Getriebes zu benennen.

Die zwei Planetenradsätze des Getriebes können sowohl als ein Minus- oder ein Plus-Planetenradsatz ausgeführt sein. Auch eine Kombination von Minus- und Plus planetenradsatz ist möglich.

Ein Minus-Planetensatz setzt sich auf dem Fachmann prinzipiell bekannte Art und Weise aus den Elementen Sonnenrad, Planetensteg und Hohlrad zusammen, wobei der Planetensteg mindestens ein, bevorzugt aber mehrere Planetenräder drehbar gelagert führt, die im Einzelnen jeweils sowohl mit dem Sonnenrad, als auch dem umliegenden Hohlrad kämmen.

Bei einem Plus-Planetensatz sind ebenfalls die Elemente Sonnenrad, Hohlrad und Planetensteg vorhanden, wobei Letzterer mindestens ein Planetenradpaar führt, bei welchem das eine Planetenrad mit dem innenliegenden Sonnenrad und das andere Planetenrad mit dem umliegenden Hohlrad im Zahneingriff steht, sowie die Planeten räder untereinander kämmen.

Die ersten zwei Planetenradsätze können axial benachbart zueinander angeordnet sein. Der erste Planetenradsatz kann aber auch radial innerhalb des zweiten Plane tenradsatzes angeordnet sein. Man spricht bei letzterer Ausführung auch von einer geschachtelten Anordnung der Planeten radsätze.

Die Verzahnungen der zwei miteinander verbundenen Elemente des ersten und zweiten Planetenradsatzes, also drittes Element des ersten Planetensatzes und ers tes Element des zweiten Planetensatzes, können an demselben Bauteil ausgebildet sein. Darüber hinaus kann eine Steigung der Verzahnung am dritten Element des ersten Planetensatzes und am ersten Element des zweiten Planetensatzes identisch sein. Die identische Steigung ermöglich eine Axialkraftfreiheit des Verbindungsbau teils oder der Koppelwelle, sodass sich auf eine aufwändige Axiallagerung verzichten lässt.

Die Eingangswelle des Getriebes kann zur Einleitung eines Drehmoments in das Ge triebe mit einer Antriebsmaschine, insbesondere einer Elektromaschine oder einer Verbrennungskraftmaschine, verbunden sein. Entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform ist der Rotor der Elektromaschine drehfest mit der Eingangswelle verbunden. Alternativ dazu ist es eine Ausgestaltungsmöglichkeit des Getriebes, dass der Rotor über mindestens eine Übersetzungsstufe mit der Eingangswelle in Verbindung steht. Die Elektromaschine kann entweder koaxial zu den Planetenrads ätzen oder achsparallel zu diesen liegend angeordnet sein. Im erstgenannten Fall kann der Rotor der Elektromaschine dabei entweder unmittelbar drehfest mit der Ein gangswelle verbunden oder aber über eine oder auch mehrere zwischenliegende Übersetzungsstufen mit dieser gekoppelt sein, wobei Letzteres eine günstigere Aus legung der Elektromaschine mit höherer Drehzahl und geringerem Drehmoment er möglicht. Die mindestens eine Übersetzungsstufe kann dabei als Stirnradstufe und/o der als Planetenstufe ausgeführt sein. Ist die Elektromaschine hingegen achsversetzt zu den Planetenradsätzen vorgese hen, so erfolgt eine Koppelung über eine oder mehrere zwischenliegende Überset zungsstufen und/oder einen Zugmitteltrieb. Die eine oder die mehreren Überset zungsstufen können hierbei auch im Einzelnen entweder als Stirnradstufe oder als Planetenstufe realisiert sein. Bei einem Zugmitteltrieb kann es sich entweder um ei nen Riemen- oder einen Kettentrieb handeln.

Bei koaxialer Anordnung der Elektromaschine ist es besonders bevorzugt, wenn die erste Ausgangswelle hindurch den Rotor der Elektromaschine geführt ist. Dadurch ist das Getriebe mit Elektromaschine besonders kompakt.

Die Standgetriebeübersetzung des zweiten Planetenradsatzes kann sich zumindest annähernd aus dem Kehrwert der Standgetriebeübersetzung des ersten Planetensat zes minus 1 berechnen.

Weiterhin ist ein Getriebe bevorzugt, wobei sich die Standgetriebeübersetzung des zweiten Planetensatzes zumindest annähernd aus dem Kehrwert der Standgetriebe übersetzung des ersten Planetensatzes minus 1 berechnet, also: i 02 = - ~ 1.

Für den Fall, dass die beiden Planetensätze als Minus-Planetensätze ausgeführt sind (bspw. gern. Fig. 2 oder 3), bewirkt diese Rechenvorschrift unter Vernachlässi gung von Getriebeverlusten eine jeweils hälftige Aufteilung des Abtriebsdrehmo ments auf die beiden Ausgangswellen. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Erfindung zur Aufteilung des Drehmomentes auf zwei Räder derselben Achse verwendet wird.

Wird eine andere Drehmomentaufteilung gewünscht oder sind die Planetenradsätze anders ausgeführt (bspw. Fig. 4 bis 9), so kann in sinngemäßer Weise eine Rechen vorschrift definiert werden (Figur 19). Da im Betrieb unter realen Bedingungen die un symmetrischen Getriebeverluste hin zu den beiden Ausgangswellen dazu führen können, dass ein geringfügiges Abweichen von der Rechenvorschrift vorteilhaft ist um gleiche Abtriebsdrehmomente an beiden Wellen zu erhalten erfolgt die Wortwahl „zumindest annähernd“. Des Weiteren erfolgt diese Formulierung, da eine exakte Einhaltung der Rechenvorschrift unter Einhaltung von ganzzahligen Zähnezahlen und günstigen Zähnezahlkombinationen, z.B. hinsichtlich akustischer Anforderungen, manchmal nicht möglich ist.

In Figur 19 sind für die Radsatzkombinationen hinsichtlich der Figuren 4, 5, 6, 8, 9 in analoger Weise die Rechenvorschriften der jeweiligen Abhängigkeit der Standüber setzung des zweiten Planetensatzes von der Standübersetzung des ersten Planeten satzes benannt. Diese bewirken jeweils unter Vernachlässigung von Getriebeverlus ten ein Abtriebsdrehmoment in gleicher Höhe und mit gleichem Vorzeichen an bei den Ausgangswellen.

Die Antriebsmaschine kann quer zu einer Fahrtrichtung eingebaut sein. Zudem kön nen die zwei Ausgangswellen drehfest mit Rädern eines Fahrzeuges verbunden sein.

Zudem kann es sein, dass die zwei Ausgangswellen das eingeleitete Drehmoment auf unterschiedliche Achsen eines Fahrzeuges aufteilen. So lässt sich eine Anord nung als Längsverteilergetriebe (auch Längsverteiler genannt) realisieren, also ein Getriebe, das das eingeleitete Drehmoment bspw. auf mehrere Achsen, insbeson dere auf eine Vorderachse und auf eine Hinterachse eines Fahrzeugs aufteilt.

Die Drehmomentaufteilung des Getriebes muss nicht gleichmäßig auf die Ausgangs wellen erfolgen. Insbesondere bei der Ausführungsform als Längsverteilergetriebe kann eine nicht gleichmäßige Aufteilung zwischen der einen und der anderen Achse erfolgen. Bspw. kann die Aufteilung des von der Eingangswelle bereitgestellten Dreh moments derart erfolgen, dass 60% auf die Hinterachse und 40% auf die Vorder achse geleitet werden.

Als besonders vorteilhaft hat sich herausgestellt, wenn der erste und zweite Plane tenradsatz als Minus-Planetenradsatz ausgeführt sind. Diese haben einen guten Wir kungsgrad und lassen sich axial nebeneinander anordnen und radial schachteln. Bei einer Kombination von Minus- und Plusplanetenradsatz in einer geschachtelten Anordnung kann der radial innere Planetenradsatz ein Minus-Planetenradsatz und der radial äußere Planetenradsatz ein Plus-Planetenradsatz sein. Hierbei bleibt ei nerseits eine einfach zu realisierende Schachtelbarkeit erhalten. Außerdem bietet in diesem Zusammenhang das festgesetzte Hohlrad noch den Vorteil, dass der durch den Plus-Planetenradsatz bewirkte (üblicherweise) schlechtere Wirkungsgrad sich lediglich auf eine Ausgangswelle auswirkt.

Dem Getriebe kann zusätzlich ein Übersetzungsgetriebe oder ein mehrgängiges Ge triebe, vorzugsweise ein 2-Gang-Getriebe vorgeschaltet sein. Dieses Übersetzungs getriebe oder mehrgängige Getriebe kann dann auch Bestandteil des Getriebes sein und dient der Gestaltung einer zusätzlichen Übersetzung indem bspw, die Drehzahl der Antriebsmaschine übersetzt wird und die Eingangswelle mit dieser übersetzten Drehzahl angetrieben wird. Das mehrgängige Getriebe oder Übersetzungsgetriebe kann insbesondere in der Form eines Planetengetriebes vorliegen.

Die Elemente des Getriebes können wie folgt ausgeführt sein: a) Getriebe mit zwei Minus-Planetenradsätzen, wobei es sich bei

- dem ersten Element des ersten Planetenradsatzes um ein Sonnenrad,

- bei dem zweiten Element des ersten Planetenradsatzes um einen Planetenträ ger und

- bei dem dritten Element des ersten Planetenradsatzes um ein Hohlrad handelt und wobei es sich bei

- dem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes um ein Sonnenrad,

- bei dem zweiten Element des zweiten Planetenradsatzes um einen Planeten träger und

- bei dem dritten Element des zweiten Planetenradsatzes um ein Hohlrad han delt.

Dieses Getriebe könnte als ein erstes Konzept mit zwei Minus-Planetenradsätzen be zeichnet werden. b) Getriebe mit zwei Minus-Planetenradsätzen, wobei es sich bei

- dem ersten Element des ersten Planetenradsatzes um ein Sonnenrad,

- bei dem zweiten Element des ersten Planetenradsatzes um ein Hohlrad han delt und

- bei dem dritten Element des ersten Planetenradsatzes um einen Planetenträ ger handelt und wobei es sich bei

- dem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes um ein Hohlrad,

- bei dem zweiten Element des zweiten Planetenradsatzes um ein Planetenträ ger und

- bei dem dritten Element des zweiten Planetenradsatzes um ein Sonnenrad handelt.

Dieses Getriebe könnte als ein zweites Konzept mit zwei Minus-Planetenradsätzen bezeichnet werden. c) Getriebe mit zwei Minus-Planetenradsätzen, wobei es sich bei

- dem ersten Element des ersten Planetenradsatzes um ein Hohlrad,

- bei dem zweiten Element des ersten Planetenradsatzes um einen Planetenträ ger und

- bei dem dritten Element des ersten Planetenradsatzes um ein Sonnenrad han delt und wobei es sich bei

- dem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes um ein Sonnenrad,

- bei dem zweiten Element des zweiten Planetenradsatzes um einen Planeten träger und

- bei dem dritten Element des zweiten Planetenradsatzes um ein Hohlrad han delt.

Dieses Getriebe könnte als ein fünftes Konzept mit zwei Minus-Planetenradsätzen bezeichnet werden. d) Getriebe mit einem Plus- und einem Minus-Planetenradsatz, wobei der zweite Pla netenradsatz der Minus-Planetenradsatz ist, wobei es sich bei

- dem ersten Element des ersten Planetenradsatzes um ein Sonnenrad, - bei dem zweiten Element des ersten Planetenradsatzes um ein Hohlrad und

- bei dem dritten Element des ersten Planetenradsatzes um einen Planetenträ ger handelt und wobei es sich bei

- dem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes um ein Sonnenrad,

- bei dem zweiten Element des zweiten Planetenradsatzes um einen Planeten träger und

- bei dem dritten Element des zweiten Planetenradsatzes um einen Hohlrad handelt.

Bei diesem Getriebe handelt es sich quasi um das erste Konzept mit einem Plus-Pla- netenradsatz. e) Getriebe mit einem Plus- und einem Minus-Planetenradsatz, wobei der erste Pla netenradsatz der Minus-Planetenradsatz ist, wobei es sich bei

- dem ersten Element des ersten Planetenradsatzes um ein Sonnenrad,

- bei dem zweiten Element des ersten Planetenradsatzes um einen Planetenträ ger und

- bei dem dritten Element des ersten Planetenradsatzes um ein Hohlrad handelt und wobei es sich bei

- dem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes um ein Sonnenrad,

- bei dem zweiten Element des zweiten Planetenradsatzes (P2) um ein Hohlrad und

- bei dem dritten Element des zweiten Planetenradsatzes um einen Planetenträ ger handelt. f) Getriebe mit zwei Plus-Planetenradsätzen, wobei es sich bei

- dem ersten Element des ersten Planetenradsatzes um ein Sonnenrad,

- bei dem zweiten Element des ersten Planetenradsatzes um ein Hohlrad und

- bei dem dritten Element des ersten Planetenradsatzes um einen Planetenträ ger handelt und wobei es sich bei

- dem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes um ein Sonnenrad,

- bei dem zweiten Element des zweiten Planetenradsatzes um einen Hohlrad und - bei dem dritten Element des zweiten Planetenradsatzes um einen Planetenträ ger handelt.

Bei diesem Getriebe handelt es sich quasi um das erste Konzept mit zwei Plus-Pla- netenradsätzen.

Die Differential-Sperreinheit umfassend ein Umlaufrädergetriebe, insbesondere in Form eines Planetenradsatzes oder einer Planetenstufe, sowie ein Schaltelement.

Das Umlaufrädergetriebe weist zumindest drei Anschlusswellen auf. Eine zumindest erste Anschlusswelle ist mit der Verbindungswelle drehfest verbunden. Eine zumin dest zweite Anschlusswelle ist mit dem zweiten Element des ersten Planetenradsat zes drehfest verbunden, welches wiederum mit der ersten Ausgangswelle drehfest verbunden ist. Eine zumindest dritte Anschlusswelle kann mittels des Schaltelements an einem drehfesten Bauelement festgesetzt werden.

Die Differential-Sperreinheit ermöglicht bei Geradeausfahrt (beide Ausgangswellen drehen mit derselben Drehzahl) durch geeignete Wahl der Standübersetzung der Dif ferential-Sperreinheit an der verbleibenden dritten Anschlusswelle eine Drehzahl von Null oder nahe Null. Durch ein Festsetzen der dritten Anschlusswelle, welches durch Schließen des Schaltelements bewirkt werden kann, kann ein Gleichlauf der Aus gangswellen erzwungen werden, wodurch die Sperrwirkung erzielt wird.

Unter einem Umlaufrädergetriebe wird eine Anordnung aus einem oder mehreren Planetenradsätzen mit drei Anschlusswellen verstanden. Für alle Ausführungsvarian ten des Umlaufrädergetriebes gilt gemeinsam, dass die erste dieser drei Anschluss wellen mit der Verbindungswelle drehfest verbunden ist, die zweite Anschlusswelle mit der ersten Ausgangswelle des ersten Planetenradsatzes drehfest verbunden ist und die dritte Anschlusswelle mit einem Schaltelement an einem drehfesten Bauele ment festsetzbar ist.

Ein solches Getriebe vereint in einer einzigen Baugruppe die beiden Funktionen Drehmomentwandlung und Drehmomentverteilung. Bei dem Getriebe handelt es sich sozusagen um ein kombiniertes Übersetzungs- und Differentialgetriebe, das einer seits eine Drehmomentwandlung unter Zuhilfenahme einer Gehäuseabstützung und andererseits die Drehmomentverteilung auf die Ausgangswellen realisieren kann. Zu dem wird eine Sperrwirkung bereitgestellt.

Bevorzugt ist das Schaltelement als eine Bremse ausgeführt, insbesondere als eine reibschlüssige oder formschlüssige Bremse.

Ist das Schaltelement reibschlüssig ausgeführt, so kann dies bei Bedarf auch nur teil weise geschlossen werden. Dadurch lässt sich einstellen, wieviel Drehmoment von einem, z.B. durchrutschenden Rad, auf das andere Rad übertragen werden soll. Der Vorteil einer Bremse gegenüber einer Kupplung liegt insbesondere darin , dass die Bremse einfacher ausgeführt sein kann als eine Kupplung. Zudem wird eine elektro mechanische und dadurch verbrauchsgünstigere Aktuatorik ermöglicht. Dadurch kann auf hinsichtlich Verluste und Dimensionierung nachteilige Betätigungslager ver zichtet werden. Zudem ermöglicht die Erfindung ein Baukastensystem, bei dem an derselben Angriffsstelle entweder die bevorzugte Bremse oder bspw. eine Torque- Vectoring-Einheit angekoppelt werden kann.

Das Schaltelement kann auch als formschlüssiges Schaltelement, beispielsweise als eine Klauenbremse, ausgeführt sein. Der Vorteil einer Klaue liegt darin, dass diese mit geringer(er) Betätigungsenergie eingelegt werden kann. Dies kann z.B. manuell erfolgen. Des Weiteren benötigt eine Klaue weniger Bauraum.

Dass zwei Bauelemente des Getriebes oder der Differential-Sperreinheit drehfest „verbunden“ bzw.„gekoppelt“ sind bzw.„miteinander in Verbindung stehen“, meint im Sinne der Erfindung eine permanente Koppelung dieser Bauelemente, so dass diese nicht unabhängig voneinander rotieren können. Insbesondere ist zwischen diesen Bauelementen, bei welchen es sich um Elemente der Planetenradsätze und/oder auch Wellen und/oder ein drehfestes Bauelement des Getriebes handeln kann, kein Schaltelement vorgesehen, sondern die entsprechenden Bauelemente sind fest mit einander gekoppelt. Auch eine drehelastische Verbindung zwischen zwei Bauteilen wird als fest oder drehfest verstanden. Insbesondere kann eine drehfeste Verbindung auch Gelenke beinhalten, z.B. um eine Lenkbewegung oder eine Einfederung eines Rades zu ermöglichen.

Der dritte Planetenradsatz der Differential-Sperreinheit kann axial benachbart zum ersten Planetenradsatz oder aber auch radial außerhalb des ersten Planetenradsat zes des Getriebes angeordnet sein. Der dritte Planeten radsatz kann ebenfalls als ein Minus-Planetenradsatz ausgebildet sein. In einer anderen Ausführung kann er als ein Plus-Planetenradsatz ausgebildet sein. Zudem kann der dritte Planetenradsatz in Stufenplaneten-Bauweise ausgebildet sein, insbesondere als ein Plus-Planetenrad- satz in Stufenplaneten-Bauweise.

Zur Erhöhung der Drehzahl der dritten Anschlusswelle kann zwischen dem Umlaufrä dergetriebe und dem Schaltelement zumindest ein weiteres Getriebe, bspw. in Form eines Planetenradsatzes oder in Form einer Stirnradstufe, vorgesehen sein. Somit lässt sich die Übersetzung der dritten Anschlusswelle zusätzlich erhöhen.

Zur Anpassung der Drehzahl der Eingangswelle kann ein weiteres Getriebe, vorzugs weise in Form eines Planetenradsatzes oder in Vorgelegebauweise, vorgesehen sein. Dieses weitere Getriebe soll insbesondere die Drehzahl reduzieren.

Liegt die Antriebsmaschine in Form einer Elektromaschine vor, so ist die Elektroma- schine insbesondere koaxial oder achsparallel zur Eingangswelle angeordnet sein.

Liegt die Antriebsmaschine in Form einer Elektromaschine vor und ist diese koaxial zur Eingangswelle angeordnet, so kann das Umlaufrädergetriebe entweder zumin dest teilweise radial innerhalb des Rotors der Elektromaschine angeordnet sein oder axial beabstandet zur Elektromaschine angeordnet ist.

Bevorzugt ist es, wenn die Eingangswelle hindurch das Umlaufrädergetriebe geführt ist. Bevorzugt ist es, wenn die erste Ausgangswelle hindurch das Umlaufrädergetriebe geführt ist.

Ist die Eingangswelle und/oder die erste Ausgangswelle hindurch das Umlaufräder getriebe geführt, so lässt sich ein besonders kompakt bauendes Getriebe mit Diffe- rential-Sperrfunktion realisieren.

Das Getriebe kann bspw. als eine Quersperre verwendet werden. Hierunter versteht man die Einschränkung der Differentialfunktion zweier Räder derselben Achse.

Das Getriebe kann bspw. aber auch als eine Längssperre verwendet werden. Hierun ter versteht man die Einschränkung der Differentialfunktion zwischen zwei angetrie benen Achsen.

Das Getriebe mit der Differential-Sperreinheit ist insbesondere Teil eines Kraftfahr zeugantriebsstranges für ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug und ist dann zwischen ei ner als Verbrennungskraftmaschine oder als Elektromaschine gestalteten Antriebs maschine des Kraftfahrzeuges und weiteren, in Kraftflussrichtung zu Antriebsrädern des Kraftfahrzeuges folgenden Komponenten des Antriebsstranges angeordnet. Das Getriebe kann auch Teil eines Antriebsstrangs für ein konventionelles Kraftfahrzeug sein, also ein Fahrzeug, das lediglich durch eine Verbrennungskraftmaschine ange trieben wird.

Nach einem weiteren Aspekt wird ein Antriebsstrang mit einem vorstehend beschrie benen Getriebe mit einer Differential-Sperreinheit sowie ein Fahrzeug mit einem sol chen Getriebe oder mit einem solchen Antriebsstrang bereitgestellt. Die Vorteile des Getriebes mit Differential-Sperreinheit wirken sich zugleich auf den Antriebstrang so wie auf das Fahrzeug mit einem solchen Getriebe mit einer Differential-Sperreinheit aus.

Die Erfindung ist nicht auf die angegebene Kombination der Merkmale des Hauptan spruchs oder der hiervon abhängigen Ansprüche beschränkt. Es ergeben sich dar über hinaus Möglichkeiten, einzelne Merkmale, auch soweit sie aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung o- der unmittelbar aus den Zeichnungen hervorgehen, miteinander zu kombinieren. Die Bezugnahme der Ansprüche auf die Zeichnungen durch Verwendung von Bezugs zeichen soll den Schutzumfang der Ansprüche nicht beschränken.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung, die nachfolgend erläutert werden, sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 a - 1e eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs;

Fig. 2 - 7 je eine schematische Ansicht eines beispielhaften Getriebes, welches mit einer Differential-Sperreinheit gemäß der Erfindung bei dem Fahrzeug aus Fig. 1 a - 1e zur Anwendung kommen kann;

Fig. 8 - 13 je eine schematische Ansicht eines beispielhaften Antriebstrangs mit einem Getriebe mit einer Differential-Sperreinheit, wie er bei dem Fahrzeug aus Fig. 1 a bis 1 e zur Anwendung kommen kann;

Fig. 14 die Ausführung gemäß Fig. 3 in einer Schnittansicht;

Fig. 15-18 eine Schematische Darstellung des Funktionsprinzips der Erfin dung;

Fig. 19 eine Übersicht der Standgetriebeübersetzungen der einzelnen

Ausführungsformen; und

Fig. 20 - 34 eine schematische Ansicht je eines Antriebstrangs mit einem Ge triebe mit einer Differential-Sperreinheit in jeweils bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung. Fig. 1 a bis 1 e zeigen jeweils eine schematische Ansicht eines Getriebes G mit einer nicht näher dargestellten Differential-Sperreinheit eines Kraftfahrzeugantriebsstran ges 100 eines Fahrzeugs 1000, in Form eines PKW.

Der Antriebsstrang 100 gemäß Fig. 1 a zeigt einen elektrischen Antrieb der die hin tere Achse A des Fahrzeugs 1000 antreibt. Der Antriebsstrang umfasst ein Getriebe G, welches das Antriebsmoment der Elektromaschine EM auf zwei Ausgangswellen 11 und 12 aufteilt. Das Getriebe G sowie die Elektromaschine sind in einem gemein samen Gehäuse angeordnet. Die Fahrtrichtung Vorwärts ist durch den Pfeil 99 dar gestellt. Wie zudem in Fig. 1 a zu erkennen ist, sind das Getriebe G und die Elektro maschine EM quer zu der Fahrtrichtung des Fahrzeuges ausgerichtet.

Der Antriebsstrang 100 gemäß Fig. 1 b zeigt einen verbrennungsmotorischen Antrieb der die hintere Achse A des Fahrzeugs 1000 antreibt. Der Antriebsstrang umfasst ein Getriebe G, welches das Antriebsmoment der Verbrennungskraftmaschine VM auf zwei Ausgangswellen 1 1 und 12 aufteilt, wobei zwischen Getriebe G und Verbren nungskraftmaschine VM ein weiteres Getriebe, bspw. ein Automatikgetriebe des Fahrzeugs angeordnet ist. Die Fahrtrichtung Vorwärts ist durch den Pfeil 99 darge stellt. Wie zudem in Fig. 1 a zu erkennen ist, sind das Getriebe G und die Verbren nungskraftmaschine VM längs zu der Fahrtrichtung des Fahrzeuges ausgerichtet.

Der Antriebsstrang 100 gemäß Fig. 1 c zeigt einen verbrennungsmotorischen Antrieb der die hintere Achse A und die vorderer Achse B des Fahrzeugs 1000 antreibt. Der Antriebsstrang umfasst ein Getriebe G, welches das Antriebsmoment der Verbren nungskraftmaschine VM auf die Achsen A und B aufteilt, wobei zwischen Getriebe G und Verbrennungskraftmaschine VM ein weiteres Getriebe, bspw. ein Automatikge triebe, des Fahrzeugs angeordnet ist. Das Getriebe G kann dann über eine Aus gangswelle 11 mit einem Achsdifferential der Hinterradachse A und über eine Aus gangswelle 12 mit einem Achsdifferential der Vorderachse B verbunden sein. Die Fahrtrichtung Vorwärts ist durch den Pfeil 99 dargestellt. Wie zudem in Fig. 1 c zu er kennen ist, sind das Getriebe G und die Verbrennungskraftmaschine VM längs zu der Fahrtrichtung des Fahrzeuges ausgerichtet. Der Antriebsstrang 100 gemäß Fig. 1 d zeigt einen elektrischen Antrieb der die vor dere Achse B des Fahrzeugs 1000 antreibt, also einen elektrischen Fron-Quer-An- trieb. Der Antriebsstrang umfasst ein Getriebe G, welches das Antriebsmoment der Elektromaschine EM auf zwei Ausgangswellen 1 1 und 12 aufteilt. Das Getriebe G so wie die Elektromaschine sind in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet. Die Fahrtrichtung Vorwärts ist durch den Pfeil 99 dargestellt. Wie zudem in Fig. 1 d zu er kennen ist, sind das Getriebe G und die Elektromaschine EM quer zu der Fahrtrich tung des Fahrzeuges ausgerichtet.

Der Antriebsstrang 100 gemäß Fig. 1 e zeigt einen elektrischen Allrad-Antrieb der die hintere Achse A sowie die vordere Achse B des Fahrzeugs 1000 antreibt. Hierbei handelt es sich um ein als Längsverteiler ausgeführtes Getriebe. Der Antriebsstrang umfasst ein Getriebe G, welches das Antriebsmoment der Elektromaschine EM auf zwei Ausgangswellen 1 1 und 12 aufteilt. Die Ausgangswelle 1 1 überträgt das Dreh moment auf die vordere Achse B, während die Ausgangswelle 12 das Drehmoment auf die hintere Achse A überträgt. Die jeweiligen Drehmomente werden dann wiede rum in jeweilige Achsdifferentiale eingeleitet. Das Getriebe G sowie die Elektroma schine sind in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet. Die Fahrtrichtung Vorwärts ist durch den Pfeil 99 dargestellt. Wie zudem in Fig. 1 e zu erkennen ist, sind das Ge triebe G und die Elektromaschine EM quer zu der Fahrtrichtung des Fahrzeuges aus gerichtet.

Fig. 2 zeigt ein Getriebe G in einer ersten beispielhaften Ausführungsform. Das Ge triebe G umfasst eine Eingangswelle 10, eine erste Ausgangswelle 1 1 , eine zweite Ausgangswelle 12, einen ersten Planetenradsatz P1 sowie einen mit dem ersten Pla netenradsatz P1 verbundenen zweiten Planeten radsatz P2. Die Planetenradsätze P1 und P2 sind vorliegend jeweils als ein Minus-Planetenradsatz ausgebildet. Die Plane tenradsätze P1 , P2 umfassen jeweils mehrere Elemente E1 1 , E21 , E31 , E12, E22, E32, wobei es sich bei dem ersten Element E1 1 um ein Sonnenrad SOI , bei dem zweiten Element E21 um einen Planetenträger PT1 und bei dem dritten Element E31 des ersten Planetenradsatzes P1 um ein Hohlrad H01 handelt. Bei dem zweiten Pla netenradsatz P2 handelt es sich bei dem ersten Element E12 um ein Sonnenrad S02, bei dem zweiten Element E22 um einen Planetenradträger PT2 sowie bei dem dritten Element E32 um ein Hohlrad H02. Die Planetenradträger PT1 , PT2 lagern je weils mehrere Planetenräder, die dargestellt, aber nicht bezeichnet sind. Die Plane tenräder kämmen einerseits mit dem jeweiligen, radial innen liegenden Sonnenrad als auch mit dem jeweiligen, umliegenden Hohlrad. Die Eingangswelle 10, die erste Ausgangswelle 1 1 sowie die zweite Ausgangswelle 12 sind koaxial zueinander ange ordnet. Ebenso sind die zwei Planetenradsätze P1 , P2 koaxial zueinander angeord net.

Die Eingangswelle 10 ist vorliegend mit dem ersten Element E11 drehfest verbun den. Die erste Ausgangswelle 1 1 ist drehfest mit dem zweiten Element E21 des ers ten Planetenradsatzes drehfest verbunden. Die zweite Ausgangswelle 12 ist drehfest mit dem dritten Element E32 des zweiten Planetenradsatzes drehfest verbunden.

Das dritte Element E31 des ersten Planetenradsatzes P1 ist drehfest mit dem ersten Element E12 des zweiten Planetenradsatzes P2 verbunden, während das zweite Element E22 des zweiten Planetenradsatzes P2 an einem drehfesten Bauelement GG festgesetzt ist. Bei dem drehfesten Bauelement GG handelt es sich um ein Ge triebegehäuse des Getriebes G.

Das dritte Element E31 , also das Hohlrad H01 des ersten Planetenradsatzes P1 und das erste Element E12, also das Sonnenrad S02 des zweiten Planetenradsatzes bil den ein gemeinsames Bauteil, das vorliegend als eine Verbindungswelle oder Welle 3 vorliegt.

Wie in Fig. 2 zu erkennen ist, sind die Eingangswelle 10, die erste Ausgangswelle 1 1 sowie die zweite Ausgangswelle 12 koaxial zueinander angeordnet. Ebenso sind die zwei Planetenradsätze P1 , P2 koaxial zueinander angeordnet. Die zwei Planeten radsätze P1 , P2 sind gemäß dieser Ausführungsform axial beabstandet zueinander angeordnet.

Die Eingangswelle 10 kann mit einer Antriebsmaschine verbunden sein und so ein Eingangsdrehmoment in das Getriebe G einleiten. Das heißt, Eingangswelle 10 und Ausgangswellen 1 1 , 12 drehen in die gleiche Richtung. Durch die Verbindung der zwei Planetenradsätze P1 , P2 miteinander sowie der Abstützung des zweiten Elements E22 am Gehäuse GG kann das eingeleitete Eingangsdrehmoment auf die zwei Ausgangswellen 1 1 , 12 aufgeteilt werden. Hierbei übernimmt das Getriebe nicht nur die Funktion eines Übersetzungsgetriebes, sondern zusätzlich auch eines Diffe rentialgetriebes. Das heißt, das eingeleitete Drehmoment wird nicht nur übersetzt, sondern auch auf verschiedene Ausgangswellen aufgeteilt. Bei dieser Ausführungs form erfolgt keine Drehrichtungsumkehr.

Fig. 3 zeigt eine weitere beispielhafte Ausführungsform des Getriebes G. Im Unter schied zur Ausführung gemäß Fig. 2 zeigt die Ausführung gemäß Fig. 3 eine radial verschachtelte Anordnung der zwei Planeten radsätze P1 , P2. Während die Ausfüh rung gemäß Fig. 2 eine äußerst radial kompakt bauende Lösung vorschlägt, ermög licht die Ausführungsform gemäß Fig. 3 ein äußerst axial kompakt bauendes Ge triebe G. Der erste Planetenradsatz P1 bildet hierbei den radial innen liegenden Pla netenradsatz. Der zweite Planetenradsatz P2 bildet den radial außen liegenden Pla netenradsatz. Der erste Planetenradsatz P1 liegt demnach radial innerhalb des zwei ten Planetenradsatzes P2. Auch bei dieser Ausführungsform ist die Verbindung des ersten Hohlrades H01 des ersten Planetenradsatzes P1 mit dem Sonnenrad S02 des zweiten Planetenradsatzes als ein einziges Bauteil ausgebildet, das vorliegend ebenfalls als eine Welle 3 vorliegt. Bei dieser Ausführungsform erfolgt ebenfalls keine Drehrichtungsumkehr.

Fig. 4 zeigt ein Getriebe G in einer weiteren beispielhaften Ausführungsform. Im Un terschied zu Fig. 2 ist der erste Planetenradsatz P1 nun als ein Plus-Planetenradsatz ausgebildet. Das heißt, das dritte Element E31 des ersten Planetenradsatzes ist als ein Planetenradträger ausgebildet, der drehfest mit dem ersten Element E12 des zweiten Planetenradsatzes, also dem Sonnenrad S02 verbunden ist. Das zweite Ele ment E21 ist nunmehr als ein Hohlrad H01 ausgebildet und drehfest mit der ersten Ausgangswelle 11 verbunden. Das dritte Element E31 des ersten Planetenradsatzes und das erste Element E12 des zweiten Planetenradsatzes sind wiederum an dem selben Bauteil ausgebildet, das vorliegend als eine Welle 3 vorliegt. Im Übrigen wird auf die Ausführungen zu Fig. 2 verwiesen. Fig. 5 zeigt eine weiter beispielhafte Ausführungsform des Getriebes G. Im Unter schied zur Ausführung gemäß Fig. 2 sind nun beide Planetenradsätze P1 , P2 als Plus-Planetenradsätze ausgebildet. So ist das zweite Element E21 als ein Hohlrad H01 ausgebildet und mit der ersten Ausgangswelle 11 drehfest verbunden. Das dritte Element E31 ist nunmehr als ein Planetenträger PT1 ausgebildet und drehfest mit dem ersten Element E12, also dem Sonnenrad S02 des zweiten Planetenradsat zes P2 verbunden. Das zweite Element E22 des zweiten Planetenradsatzes P2 ist nunmehr als das Hohlrad H02 ausgebildet und an dem drehfesten Bauelement GG festgesetzt. Das dritte Element E32 des zweiten Planetenradsatzes P2 hingegen ist als Planetenträger PT2 ausgebildet und drehfest mit der zweiten Ausgangswelle 12 verbunden.

Es wurde also bei beiden Planetenradsätzen P1 , P2 die Planetenträger- und Hohl radanbindung vertauscht. Im Übrigen wird auf die Ausführungen zu Fig. 2 verwiesen.

Fig. 6 zeigt ein Getriebe in einer weiteren beispielhaften Ausführungsform. Im Unter schied zu der Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist nunmehr der zweite Planetenrad satz P2 als ein Plus-Planetenradsatz ausgebildet, während hingegen der erste Pla netenradsatz P1 unverändert bleibt. Somit ist also das Hohlrad H02 des zweiten Pla netenradsatzes P2 an dem Gehäuse GG festgesetzt. Zudem ist der Planetenträger PT2 mit der zweiten Ausgangswelle 12 drehfest verbunden. Es wurden also die Pla netenträger- und Hohlradanbindung des zweiten Planetenradsatzes vertauscht. Im Übrigen wird auf die Ausführungen zu Fig. 2 verwiesen.

Fig. 7 zeigt eine weitere beispielhafte Ausführungsform des Getriebes G. Im Unter schied zu der Ausführungsform gemäß Fig. 6 sieht die Ausführungsform gemäß Fig.

7 radial verschachtelte Planetenradsätze P1 , P2 vor. Der radial innen liegende Pla netenradsatz ist der erste Planetenradsatz P1. Der radial außen liegende Planeten radsatz ist der zweite Planetenradsatz P2. Im Übrigen wird auf die Ausführungen zu Fig. 6 bzw. 2 verwiesen.

Fig. 8 zeigt das Getriebe G in einer weiteren beispielhaften Ausführungsform. Diese Ausführungsform weist im Vergleich zur Ausführungsform gemäß Fig. 2 folgende Unterschiede auf. Zum einen ist eine Antriebsmaschine in Form einer Elektroma- schine EM vorgesehen. Die Elektromaschine EM umfasst einen gehäusefesten Sta tor S sowie einen Rotor R. Der Rotor R der Elektromaschine EM ist drehfest mit dem ersten Element E1 1 , also dem Sonnenrad S01 des ersten Planetenradsatzes ver bunden. Ein weiterer Unterschied liegt darin, dass das zweite Element E21 des ers ten Planetenradsatzes als ein Hohlrad H01 ausgebildet ist und drehfest mit der ers ten Ausgangswelle 1 1 verbunden ist. Zudem ist das dritte Element E31 des ersten Planetenradsatzes P1 als ein Planetenträger PT1 ausgebildet und drehfest mit dem ersten Element E12 des zweiten Planeten radsatzes P2 verbunden, das vorliegend als ein Hohlrad H02 ausgebildet ist. Das zweite Element E22 des zweiten Planeten radsatzes ist weiterhin als ein Planetenträger PT2 ausgebildet und an dem Gehäuse GG festgesetzt. Demnach ist das dritte Element E32 als ein Sonnenrad S02 ausge bildet und mit der zweiten Ausgangswelle drehfest verbunden. Bei dieser beispielhaf ten Ausführungsform erfolgt eine Drehrichtungsumkehr der Eingangsdrehzahl. Eine Verschachtelung der Planetenradsätze P1 , P2 ist bei dieser Ausführungsform nicht möglich.

Mit anderen Worten erfolgt die Einleitung des Drehmoments weiterhin über das Son nenrad S01 des ersten Planeten radsatzes P1 , während hingegen der Abtrieb über das Hohlrad H01 gewährleistet wird. Anders als bei Fig. 2 ist nunmehr der Planeten träger des ersten Planetenradsatzes P1 drehfest mit dem Hohlrad H02 des zweiten Planetenradsatzes verbunden. Im Unterschied zur Ausführung gemäß Fig. 2 erfolgt der Abtrieb des zweiten Planetenradsatzes demnach über das Sonnenrad S02.

Fig. 9 zeigt eine weitere beispielhafte Ausführungsform des Getriebes G. Die Ausfüh rungsform weist folgende Unterschiede zu der Ausführungsform gemäß Fig. 2 auf. Zum einen ist eine Antriebsmaschine in Form einer Elektromaschine EM vorgesehen, die einen gehäusefesten Stator S und einen Rotor R aufweist. Der Rotor R ist mit der Eingangswelle 10 drehfest verbunden, welche wiederum mit dem ersten Element E1 1 , das vorliegend als ein Hohlrad H01 ausgebildet ist, des ersten Planetenradsat zes P1 verbunden. Die erste Ausgangswelle 1 1 ist vorliegend mit dem zweiten Ele ment E21 , das vorliegend als ein Planetenträger PT2 vorliegt, des ersten Planeten radsatzes P1 verbunden. Das dritte Element E31 des ersten Planetenradsatzes P1 , das vorliegend als ein Sonnenrad S01 ausgebildet ist, ist drehfest mit dem ersten Element E12, also dem Sonnenrad S02 des zweiten Planetenradsatzes P2, verbun den. Die übrigen Elemente des zweiten Planetenradsatzes bleiben unverändert.

Anders als bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 erfolgt bei der Ausführungsform gemäß Fig. 9 die Einleitung des Drehmoments über das Hohlrad H01 des ersten Planetenradsatzes P1 , während der Abtrieb des ersten Planetenradsatzes P1 weiter hin über den Planetenträger PT 1 erfolgt. Im Unterschied zur Fig. 2 erfolgt die Verbin dung der beiden Planetenradsätze P1 , P2 über ein gemeinsames Sonnenrad, das vorliegend als eine Welle 3 vorliegt.

Fig. 9a zeigt eine konkrete Ausführungsform des Getriebes G für den Antriebsstrang aus Fig. 1 c. Abtrieb 12 überträgt das Drehmoment auf die Hinterachse A. Abtriebe 1 1 überträgt das Drehmoment auf die Vorderachse B. Wie gut zu erkennen ist, sind die Ausgangswellen 1 1 , 12 achsparallel zueinander - und nicht koaxial zueinander - an geordnet. Die zweite Ausgangswelle 12 des zweiten Planetenradsatzes P2 kämmt mit einem Zwischenzahnrad ZZ, welches wiederum mit einer Welle verbunden ist, welche das Drehmoment wiederum in eine nicht dargestelltes Hinterachsdifferential einleitet.

Fig. 10 zeigt einen Antriebsstrang 100 eines Fahrzeugs mit einem Getriebe in einer beispielhaften Ausführungsform, wobei dem Getriebe G zusätzlich ein Übersetzungs getriebe in Form eines Planetengetriebes P33 vorgeschaltet ist.

Bei dem Getriebe G handelt es sich um die Ausführungsform gemäß Fig. 3, auf wel che hiermit verwiesen wird. Der Planetenradsatz P33 ist als ein Minus-Planetenrad- satz ausgebildet und weist ein erstes Element E133, das als ein Sonnenrad ausgebil det ist, ein zweites Element E233, das als ein Planetenträger ausgebildet ist sowie ein drittes Element E333, das vorliegend als ein Hohlrad H033 ausgebildet ist, auf. Das zweite Element E233 des zusätzlichen Planetenradsatzes P33 ist drehfest mit der Eingangswelle 10 des Getriebes G verbunden. Des Weiteren ist dem Planetengetriebe P33 ein Schaltelement SE zugeordnet. Das Schaltelement SE ist dazu eingerichtet, das dritte Element E333 an dem drehfesten Bauelement GG festzusetzen. Ferner ist das Schaltelement SE dazu eingerichtet, in einer zweiten Schaltposition das dritte Element E333 mit dem ersten Element E133 des Planetenradsatzes P33 zu verbinden, also zu verblocken. Ist ein Planetenrad satz verblockt, so ist die Übersetzung unabhängig von der Zähnezahl stets 1. Anders ausgedrückt läuft der Planetenradsatz als Block um. In einer dritten Schaltposition ist das dritte Element E333 weder am Gehäuse festgesetzt, noch ist der Planetenrad satz P33 verblockt. Das Schaltelement SE liegt in diesem Fall in einer neutralen Schaltstellung vor. Die erste Schaltstellung des Schaltelements SE ist mit Bezugszei chen G1 gekennzeichnet, welche zugleich eine erste Gangstufe repräsentiert. Die zweite Schaltstellung ist mit dem Bezugszeichen G2 gekennzeichnet, welche zu gleich eine zweite Gangstufe repräsentiert. Das erste Element E13 des Planetenrad satzes P3 ist über eine Eingangswelle 14 mit einer nicht dargestellten Antriebsma schine verbunden. Ist das Schaltelement SE in seiner Neutralstellung, so wird das in das Übersetzungsgetriebe P33 eingeleitete Antriebsmoment nicht auf die Eingangs welle 10 des Getriebes G übertragen.

Wie zudem gut aus Fig. 10 zu entnehmen ist, ist das Übersetzungsgetriebe P33 koa xial zur Eingangswelle 10 und zu den Ausgangswellen 1 1 , 12 angeordnet. Zudem ist gut zu erkennen, wie die erste Ausgangswelle 1 1 durch die als Hohlwelle ausge führte Eingangswelle 10 und im weiteren Verlauf durch die als Hohlwelle ausgeführte weitere Welle 14 geführt ist. Die beiden Ausgangswellen 1 1 , 12 sind jeweils mit ei nem Antriebsrad 20 verbunden. Schwingungsdämpfer 15 sind vorgesehen, um die Schwingungen des Fahrzeugs aufzunehmen.

Fig. 1 1 zeigt einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs mit einem Getriebe in einer weite ren beispielhaften Ausführungsform. Bei dem Getriebe G handelt es sich um die be vorzugte Ausführung gemäß Fig. 2, worauf verwiesen wird. Anders als in Fig. 10 ist bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 1 kein Übersetzungsgetriebe vorgeschaltet.

Die Antriebsmaschine ist als eine Elektromaschine EM ausgebildet. Die Elektroma- schine EM weist einen gehäusefesten Stator S sowie einen Rotor R auf. Der Rotor R ist drehfest mit der Eingangswelle 10 verbunden. Die Elektromaschine EM ist, wie gut zu erkennen ist, koaxial zur Eingangswelle 10 und zu den Ausgangswellen 1 1 , 12 angeordnet. Zudem ist sie damit koaxial zu den Planetenradsätzen P1 , P2 angeord net. Die Eingangswelle 10 ist als eine Hohlwelle ausgeführt, durch welche hindurch die erste Ausgangswelle 1 1 geführt ist. Im Übrigen wird auf die Ausführungen zu Fig. 10 verwiesen.

Fig. 12 zeigt einen weiteren Antriebsstrang 100 mit einem Getriebe G in einer bei spielhaften Ausführungsform. Im Unterschied zur Ausführungsform gemäß Fig. 1 1 sind die Planetenradsätze P1 , P2 nicht axial nebeneinander, sondern radial überei nander, also geschachtelt, angeordnet. Bei dem Getriebe G handelt es sich somit um die bevorzugte Ausführungsform aus Fig. 3. Im Übrigen wird auf die Ausführungen gemäß Fig. 1 1 und Fig. 3 verwiesen.

Fig. 13 zeigt einen Antriebsstrang 100 in einer weiteren beispielhaften Ausführungs form. Diese Ausführungsform ähnelt der Ausführungsform gemäß Fig. 1 1 , wobei im Unterschied zu dieser die Elektromaschine EM nicht koaxial, sondern achsparallel zum Getriebe G angeordnet ist. Eine Anbindung erfolgt dabei über eine Stirnradstufe SRS, die sich aus einem ersten Stirnrad SR1 und einem zweiten Stirnrad SR2 zu sammensetzt. Das erste Stirnrad SR1 ist dabei drehfest an der Eingangswelle 10 an gebunden. Das Stirnrad SR1 steht dann mit dem Stirnrad SR2 im Zahneingriff, wel ches drehfest auf einer Eingangswelle EW der Elektromaschine EM platziert ist, die innerhalb der Elektromaschine EM die Anbindung an den - vorliegend nicht weiter dargestellten - Rotor der Elektromaschine EM herstellt. Ansonsten entspricht die Ausführung nach Fig. 13 der Ausführungsform nach Fig. 11 , sodass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.

Fig. 14 zeigt die Ausführungsform des Getriebes G gemäß Fig. 3 in einer Schnittan sicht. Die im Zentrum liegende Welle ist die Ausgangswelle 1 1. Die Eingangswelle 10 fällt in dieser Zeichnung mit dem Sonnenrad von P1 zusammen, d.h. anders ausge drückt, die Eingangswelle 10 ist mit einem Sonnenrad des ersten Planeten radsatzes P1 verbunden. Das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes P1 wiederum steht im Zahneingriff mit Planetenrädern des ersten Planetenradsatzes P1 . Die Planetenräder des ersten Planetenradsatzes P1 wiederum kämmen mit dem umliegenden Hohlrad des ersten Planetenradsatzes P1 , wobei das Hohlrad zugleich das Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes P2 bildet. Das Sonnenrad des zweiten Planeten radsatzes P2 wiederum steht im Zahneingriff mit Planetenrädern des zweiten Planetenradsat zes P2. Die Planetenräder des zweiten Planetenradsatzes P2 wiederum stehen im Zahneingriff des die Planetenräder umgebenden Hohlrads des zweiten Planetenrad satzes P2.

Die nachfolgenden Figuren 15 bis 17 zeigen die Krafteinleitung und Kraftabstützun- gen des Getriebes gemäß dieser Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik wie bspw. DE 10 2011 079 975 A1. Dem Stand der Technik wird die bevorzugte Ausfüh rungsform mit zwei Minus-Planetengetrieben gegenübergestellt, wie sie u.a. in Fig. 2 und 3 beschrieben wurden. Jedoch gilt diese Betrachtung sinngemäß auch für die übrigen Ausführungsformen.

Für die Figuren 15 bis 17 gilt allgemein:

Am ersten Planetenradsatz P1 wird das Drehmoment der Eingangswelle 10 in das Abtriebsmoment für den ersten Abtrieb 11 gewandelt. Das dritte Element E31 des ersten Planetenradsatzes P1 (welches zugleich das erste Element E12 des zweiten Planetenradsatzes P2 ist) wird durch dessen Reaktionsmoment rückwärts angetrie ben. Die Rückwärtsbewegung des dritten Elementes E31 wird zugelassen, sodass ein Teil der mechanischen Antriebsleistung (vorzugsweise 50% beim Querdifferential und Geradeausfahrt) durch den ersten Planetensatz P1 hindurch in den zweiten Pla netensatz geleitet wird.

Des Weiteren wird durch das Rückwärtsdrehen die Übersetzung zum ersten Abtrieb (1 1 ) vergrößert (Standgetriebeübersetzung iO = -3 würde bei festgesetztem Hohlrad nur eine Übersetzung von i = 4 ermöglichen).

Im zweiten Planetensatz P2 wird die am ersten Element (E12) eingebrachte Dreh richtung (rückwärts) unter Zuhilfenahme einer Gehäuseabstützung (E22) in die Ab triebsbewegung des zweiten Abtriebs (12) umgekehrt (vorwärts). Hierbei summieren sich das in den zweiten Planetensatz P2 eingeleitete Drehmoment und das zum zweiten Abtrieb (12) ausgeleitete Drehmoment zum Gehäusestützmoment auf. Der zweite Planetensatz P2 überträgt hierbei nur den Teil der mechanischen Leistung, der zum zweiten Abtrieb (12) geleitet wird (typischerweise 50%). Der zweite Plane tensatz P2 wird nur mit einem Teil der Leistung beaufschlagt, sodass der Gesamtwir kungsgrad positiv beeinflusst wird.

Beim Stand der T echnik erfolgt gewöhnlich eine Drehmomentwandlung unter Zuhilfe nahme einer Gehäuseabstützung. Das Reaktionsmoment des Übersetzungsgetrie bes wird dabei direkt ins Gehäuse geleitet und dient nicht der Erzeugung des zweiten Abtriebsmomentes. Das Ergebnis ist, dass man zuerst ein Getriebe für das Summen moment der beiden Abtriebswellen auslegen muß (in der Regel doppeltes Drehmo ment). Anschließend wird ein separates Differenzialgetriebe benötigt um dieses Sum menmoment, welches in dieser Form nirgends benötigt wird, wieder in zwei Ab triebsmomente aufzuteilen.

Die einzelnen Figuren 15 bis 18 zeigen konkret:

Fig. 15 zeigt schematisch den ersten Planetenradsatz P1 des Getriebes G (rechts) und eine erste Stufe des Stirnraddifferentials aus dem Stand der Technik (links). Die Krafteinleitung von den Planetenrädern auf das Sonnenrad erfolgt parallel über 3 ste hende, d.h. festgesetzte Zahneingriffe. Der Abtrieb zur ersten Ausgangswelle erfolgt über das Sonnenrad.

Die Krafteinleitung gemäß der bevorzugten Ausführungsform erfolgt im Gegensatz dazu parallel über acht bewegte, d.h. drehende Zahneingriffe. Vier Zahneingriffe be stehen zwischen Sonnenrad S01 und vier Planetenrädern. Vier weitere Zahneingriffe wirken zwischen einem jeweiligen Planetenrad und dem nicht dargestellten Hohlrad H01 . Der Abtrieb auf die erste Ausgangswelle 1 1 erfolgt über den Planetenradträger PT1 . Der technische Effekt liegt in den deutlich geringeren Zahnkräften, die am ers ten Planetenradsatz wirken. Fig. 16 zeigt schematisch den zweiten Planetenradsatz P2 des Getriebes G (rechts) und eine zweite Stufe des Stufenplaneten aus dem Stand der Technik (links). Die Krafteinleitung von den Planetenrädern auf das Sonnenrad erfolgt parallel über 3 ste hende, d.h. festgesetzte Zahneingriffe. Der Abtrieb zur zweiten Ausgangswelle erfolgt über das Sonnenrad.

Die Krafteinleitung in den zweiten Planetenradsatz P2 gemäß der bevorzugten Aus führungsform erfolgt im Gegensatz dazu parallel über 6 bewegte, d.h. drehende Zahneingriffe. Die sechs Zahneingriffe wirken jeweils zwischen einem der sechs Pla netenräder und dem Hohlrad H02. Der festgesetzte Planetenträger PT2, der die sechs Planetenräder trägt sowie das Sonnenrad S02 sind nicht dargestellt. Der Ab trieb auf die zweite Ausgangswelle 12 erfolgt über das Hohlrad H02. Der technische Effekt liegt in den deutlich geringeren Zahnkräften, die wegen des größeren Wirk durchmessers und wegen der größeren möglichen Planetenanzahl am zweiten Pla netenradsatz wirken.

Fig. 17 zeigt schematisch die Einleitung des Stützmoments in das Gehäuse. Die Krafteinleitung beim Stufenplaneten nach dem Stand der Technik (links) erfolgt über 3 parallele Zahneingriffe in ein festgesetztes Hohlrad.

Die Krafteinleitung gemäß der bevorzugten Ausführung erfolgt über 12 parallele Zahneingriffe in den festgesetzten Planetenträger PT2. Sechs Zahneingriffe wirken zwischen dem Sonnenrad S02 und den sechs Planetenrädern des zweiten Plane tenradsatzes. Die sechs anderen Zahneingriffe wirken zwischen einem jeden Plane tenrad des zweiten Planetenradsatzes und dem Hohlrad H02. Der technische Effekt liegt in den deutlich geringeren Zahnkräften, die am zweiten Planetenträger PT2 wir ken.

Fig. 18 zeigt das in den Fig. 15 bis 17 näher dargestellte Prinzip in einer weiteren An sicht. In der Abbildung sind die betragsmäßigen Drehmomente auf ihrem Weg durchs Getriebe symbolisch dargestellt. Drehrichtungen gehen daraus nicht hervor. Der Stufenplanetensatz nach dem Stand der Technik (links) erzeugt aus einem Ein gangsdrehmoment Man das volle Abtriebsdrehmoment, also das Summendrehmo ment beider Räder. Das Differential teilt dieses hohe Moment in zwei hälftige Radmo mente Man1 und Man2.

Das größte Drehmoment im Radsatz gemäß der Erfindung (rechts) entspricht dem Abtriebsmoment eines einzigen Rades. Einzig die Gehäuseabstützung hat physikali schen Gesetzmäßigkeiten folgend einen hohen Drehmomentfaktor.

Fig. 19 gibt eine Übersicht der Rechenvorschrift der Standgetriebeübersetzung der einzelnen Ausführungsformen. Diese bewirken jeweils unter Vernachlässigung von Getriebeverlusten ein Abtriebsdrehmoment in gleicher Höhe und mit gleichem Vor zeichen an beiden Ausgangswellen (1 1 , 12). ioi bezeichnet die Standgetriebeüber setzung des zweiten Planetenradsatzes P1 . 102 bezeichnet die Standgetriebeüberset zung des zweiten Planetenradsatzes P2. Je nach Verwendung des Getriebes kann eine der Planetenradsatz-Konfigurationen mit entsprechender Standgetriebeüberset zung gewählt werden.

Fig. 20 zeigt einen Antriebsstrang 100 eines Fahrzeugs mit einem Getriebe G mit ei ner Differential-Sperreinheit in einer bevorzugten Ausführungsform. Der Antriebs strang 100 basiert auf dem aus der Fig. 10 bekannten Antriebsstrang, wobei im Un terschied dazu kein zusätzliches Planetengetriebe P33 vorgesehen ist, um die Dreh zahl der Antriebsmaschine zu erhöhen. Es handelt sich bei den Planetenradsätzen P1 , P2 demnach um die radial gestapelte Anordnung zweier Minus-Planetenradsät zen, welche ebenso aus Fig. 3 bekannt ist. Diese Anordnung ist besonders gut ge eignet für das Vorsehen einer Differential-Sperreinheit, da durch die radial gestapelte Anordnung axialer Bauraum eingespart wird, welcher für die Differential-Sperreinheit verwendet werden kann.

Die Differential-Sperreinheit umfasst ein Umlaufrädergetriebe (P3) mit mindestens drei Anschlusswellen. Das Umlaufrädergetriebe P3 liegt in der Form eines dritten Planetenradsatzes vor, wobei der dritte Planetenradsatz als ein Minus-Planetenge triebe mit mehreren Elementen ausgeführt. Eine erste Anschlusswelle W1 bildet ein erstes Element E13 des dritten Planetenrad satzes, das vorliegend als ein Sonnenrad S03 ausgebildet ist. Eine zweite An schlusswelle W2 bildet ein drittes Element E33 des dritten Planeten radsatzes P3, das vorliegend als ein Hohlrad H03 ausgebildet ist. Eine dritte Anschlusswelle W3 bildet ein zweites Element E23 des dritten Planetenradsatzes, das vorliegend als ein Planetenträger PT3 ausgebildet ist.

Das Sonnenrad S03 des dritten Planetenradsatzes P3 ist mit der Verbindungswelle 3 drehfest verbunden. Das Hohlrad H03 des dritten Planetenradsatzes P3 ist mit ei nem Element des ersten Planetenradsatzes P1 , vorliegend als ein Planetenträger PT1 ausgebildet, drehfest verbunden. Der erste Planetenträger PT1 wiederum ist mit der ersten Ausgangswelle 1 1 drehfest verbunden. Der Planetenträger PT3 des drit ten Planetenradsatzes P3 ist mittels eines als Bremse B1 ausgeführten Schaltele ments mit einem drehfesten Bauteil GG verbindbar.

Anders ausgedrückt, ist das Umlaufrädergetriebe P3 als ein 3-Wellen-Getriebe aus gebildet, wobei der Planetenträger PT3 mittels der Bremse B1 an dem Gehäuse GG festsetzbar ist, das Hohlrad H03 mit dem Abtrieb 1 1 des ersten Planetenradsatzes P1 drehfest verbunden ist, sowie das Sonnenrad S03 mit der Verbindungswelle 3, also diejenige Welle 3, welche die zwei Planetenradsätze P1 und P2 miteinander ver bindet, drehfest verbunden ist. Die Verbindungswelle 3 wird gebildet durch das Hohl rad H01 des ersten Planetenradsatzes P1 und das Sonnenrad S02 des zweiten Pla netenradsatzes P2. Die Sperrwirkung wird erzielt, wenn die Bremse B1 betätigt ist, die dritte Anschlusswelle W3 also am Gehäuse festgesetzt ist.

Der dritte Planetenradsatz P3 sowie die Elektromaschine EM sind koaxial zu den zwei Ausgangswellen 1 1 , 12 und der Eingangswelle 10 des Getriebes G angeordnet. Wie gut zu erkennen ist, ist der dritte Planetenradsatz P3 axial beabstandet zu den radial gestapelten Planetenradsätzen P1 , P2 angeordnet.

Die Standgetriebeübersetzung kann bspw. wie folgt ausgelegt werden: io_P1 = - 3.00

io_P2 = - 1.33

io_P3 = - 1.33

Bei einer Geradeausfahrt weist die dritte Anschlusswelle W3 die Drehzahl Null auf. Bei geschlossener Bremse B1 wird ein Gleichlauf der zwei Ausgangswellen erzwun gen, wodurch die Sperrwirkung erzielt wird.

Fig. 21 zeigt einen Antriebsstrang 100 eines Fahrzeugs mit einem Getriebe G mit ei ner Differential-Sperreinheit in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform. Im Un terschied zu Fig. 20, ist der dritte Planetenradsatz P3 als ein Plus-Planetenradsatz ausgeführt, wobei die Planetenträger- und Hohlradanbindung vertauscht wurden und der Betrag der Standübersetzung um Eins erhöht wurde. Dadurch entsteht ein wir kungsgleiches Getriebe.

Das Sonnenrad S03 und damit die erste Anschlusswelle W1 bleibt mit der Verbin dungswelle 3 verbunden. Die zweite Anschlusswelle W2 ist weiterhin mit dem Abtrieb des ersten Planetenradsatzes P1 verbunden, wobei die Welle W2 nun durch den Planetenträger PT3 gebildet wird. Die dritte Anschlusswelle W3 ist weiterhin mittels der Bremse B1 festsetzbar, wobei die Welle W3 nunmehr das Hohlrad H03 bildet.

Die Sperrwirkung wird erzielt, wenn das Hohlrad H03 am Gehäuse GG festgesetzt ist. Die Standgetriebeübersetzung kann bspw. wie folgt ausgelegt werden: io_P1 = - 3.00

io_P2 = - 1.33

io_P3 = + 2.33

Bei einer Geradeausfahrt weist die dritte Anschlusswelle W3 die Drehzahl Null auf. Bei geschlossener Bremse B1 wird ein Gleichlauf der zwei Ausgangswellen erzwun gen, wodurch die Sperrwirkung erzielt wird. Im Übrigen entspricht die Ausführung gemäß Fig. 21 der Ausführung gemäß Fig. 20, sodass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.

Fig. 22 zeigt einen Antriebsstrang 100 eines Fahrzeugs mit einem Getriebe G mit ei ner Differential-Sperreinheit in einer bevorzugten Ausführungsform. Im Unterschied zu Fig. 20, ist der dritte Planetenradsatz P3 als ein Plus-Planetenradsatz ausgeführt, wobei die Anbindungen der Elemente sowie die benötigte Standübersetzung ange passt wurden.

So ist die zweite Anschlusswelle W2 des dritten Planetenradsatzes P3 als ein Son nenrad S03 ausgebildet und mit dem Abtrieb 1 1 verbunden. Die erste Anschluss welle des dritten Planetenradsatzes P3 ist als Planetenträger PT3 ausgebildet und drehfest mit der Verbindungswelle 3 verbunden. Die dritte Anschlusswelle des dritten Planetenradsatzes P3 liegt als ein Hohlrad vor und ist über die Bremse B1 mit dem Gehäuse GG verbindbar. Die Standgetriebeübersetzung kann bspw. wie folgt ausge legt werden: io_P1 = - 3.00

io_P2 = - 1.33

io_P3 = + 1.75

Bei einer Geradeausfahrt weist die dritte Anschlusswelle W3 die Drehzahl Null auf. Bei geschlossener Bremse B1 wird ein Gleichlauf der zwei Ausgangswellen erzwun gen, wodurch die Sperrwirkung erzielt wird.

Im Übrigen entspricht die Ausführung gemäß Fig. 22 der Ausführung gemäß Fig. 21 bzw. 20, sodass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.

Fig. 23 zeigt einen Antriebsstrang 100 eines Fahrzeugs mit einem Getriebe G mit ei ner Differential-Sperreinheit in einer bevorzugten Ausführungsform. Im Unterschied zu Fig. 22, ist das Umlaufrädergetriebe vorliegend als ein Stufenplanet mit mehreren Sonnenradanbindungen ausgeführt. Hierzu stehen zwei unterschiedlich große und am Planetenträger PT3 gelagerte Festräder mit je einem Sonnenrad in Zahneingriff. Es handelt sich also um eine Planetenstufe mit zwei Sonnenradanbindungen. Ein größeres erstes Festrad Z1 kämmt mit einem ersten Sonnenrad S03-1. Ein kleineres zweites Festrad Z2 kämmt mit einem zweiten Sonnenrad S03-2.

Die erste Anschlusswelle W1 ist als Planetenträger PT3 ausgebildet und drehfest mit der Verbindungswelle 3 verbunden.

Die zweite Anschlusswelle W2 ist als das erste Sonnenrad S03-1 ausgebildet und drehfest mit dem Planetenträger PT1 und damit mit dem Abtrieb 11 verbunden. Die dritte Anschlusswelle W3 liegt nunmehr nicht als das Hohlrad H03 vor sondern ist als das zweite Sonnenrad S03-2 ausgebildet und mittels der Bremse B1 am Gehäuse GG festsetzbar.

Die Standgetriebeübersetzung kann bspw. wie folgt ausgelegt werden: io_P1 = - 3.00

io_P2 = - 1.33

io_P3 = + 1.75

Bei einer Geradeausfahrt weist die dritte Anschlusswelle W3 die Drehzahl Null auf. Bei geschlossener Bremse B1 wird ein Gleichlauf der zwei Ausgangswellen erzwun gen, wodurch die Sperrwirkung erzielt wird.

Im Übrigen entspricht die Ausführung gemäß Fig. 23 der Ausführung gemäß Fig. 22, sodass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.

Fig. 24 zeigt einen Antriebsstrang 100 eines Fahrzeugs mit einem Getriebe G mit ei ner Differential-Sperreinheit in einer bevorzugten Ausführungsform. Im Unterschied zu Fig. 23, werden die Anbindungen des dritten Planetenradsatzes nicht über zwei Sonnenräder sondern über zwei Hohlräder H03-1 und H03-2 realisiert. Das kleinere der zwei Festräder der Planetenstufe steht mit dem Hohlrad H03-1 in Zahneingriff während hingegen das größere der beiden Festräder mit dem Hohlrad H03-2 in Zahneingriff steht. Man spricht hierbei auch von einer Planetenstufe mit zwei Hohlradanbindungen. Die erste Anschlusswelle des dritten Planetenradsatzes P3 ist weiterhin als Planetenträger PT3 ausgebildet und drehfest mit der Verbindungswelle 3 verbunden.

Die zweite Anschlusswelle W2 des dritten Planetenradsatzes P3 liegt als das Hohl rad H03-2 vor und ist drehfest mit dem Planetenträger PT 1 und damit mit dem Ab trieb 1 1 verbunden. Die dritte Anschlusswelle W3 des dritten Planetenradsatzes P3 ist demnach als ein Hohlrad H03-1 ausgebildet und mittels der Bremse B1 am Ge häuse GG festsetzbar. Die Standgetriebeübersetzung kann bspw. wie folgt ausgelegt werden: io_P1 = - 3.00

io_P2 = - 1.33

io_P3 = + 1.75

Bei einer Geradeausfahrt weist die dritte Anschlusswelle W3 die Drehzahl Null auf. Bei geschlossener Bremse B1 wird ein Gleichlauf der zwei Ausgangswellen erzwun gen, wodurch die Sperrwirkung erzielt wird.

Im Übrigen entspricht die Ausführung gemäß Fig. 24 der Ausführung gemäß Fig. 23, sodass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.

Fig. 25 zeigt einen Antriebsstrang 100 eines Fahrzeugs mit einem Getriebe G mit ei ner Differential-Sperreinheit in einer bevorzugten Ausführungsform. Im Unterschied zu Fig. 21 , ist das Umlaufrädergetriebe P3 als ein Plus-Planetenradsatz in Stufenpla- neten-Bauweise ausgeführt.

Zwei unterschiedlich große und am Planetenträger PT3 gelagerte Festräder stehen dabei mit je einem Sonnenrad in Zahneingriff. Es handelt sich also um eine Planeten stufe mit zwei Sonnenradanbindungen. Ein kleineres erstes Festrad kämmt mit ei nem ersten Sonnenrad S03-1 . Ein größeres zweites Festrad kämmt mit einem zwei ten Sonnenrad S03-2. Die zweite Anschlusswelle W2 des dritten Planetenradsatzes P3 ist als der Planeten träger PT3 ausgebildet und mit dem Abtrieb 1 1 verbunden. Die erste Anschlusswelle W1 des dritten Planetenradsatzes P3 ist als Sonnenrad S03-2 ausgebildet und dreh test mit der Verbindungswelle 3 verbunden. Die dritte Anschlusswelle W3 des dritten Planetenradsatzes P3 liegt als Sonnenrad S03-1 vor und ist mittels der Bremse B1 am Gehäuse GG festsetzbar. Die Standgetriebeübersetzung kann bspw. wie folgt ausgelegt werden: io_P1 = - 3.00

io_P2 = - 1.33

io_P3 = + 2.33

Bei einer Geradeausfahrt weist die dritte Anschlusswelle W3 die Drehzahl Null auf. Bei geschlossener Bremse B1 wird ein Gleichlauf der zwei Ausgangswellen erzwun gen, wodurch die Sperrwirkung erzielt wird.

Im Übrigen entspricht die Ausführung gemäß Fig. 25 der Ausführung gemäß Fig. 21 , sodass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.

Fig. 26 zeigt einen Antriebsstrang 100 eines Fahrzeugs mit einem Getriebe G mit ei ner Differential-Sperreinheit in einer bevorzugten Ausführungsform. Im Unterschied zu Fig. 25, wird die Anbindung des dritten Planetenradsatzes P3 nicht über Sonnen räder sondern über zwei Hohlräder H03-1 und H03-2 realisiert. Zwei unterschiedlich große und am Planetenträger PT3 gelagerte Festräder stehen dabei mit je einem Hohlrad in Zahneingriff. Es handelt sich also um eine Planetenstufe mit zwei Hohlrad anbindungen. Ein größeres erstes Festrad kämmt mit einem ersten Hohlrad H03-1. Ein kleineres zweites Festrad kämmt mit einem zweiten Hohlrad H03-2.

Die zweite Anschlusswelle des dritten Planetenradsatzes P3 ist als der Planetenträ ger PT3 ausgebildet und mit dem Abtrieb 1 1 verbunden. Die erste Anschlusswelle W1 des dritten Planetenradsatzes P3 ist als Hohlrad H03-1 ausgebildet und drehfest mit der Verbindungswelle 3 verbunden. Die dritte Anschlusswelle W3 des dritten Pla netenradsatzes P3 liegt als Hohlrad H03-2 vor und ist mittels der Bremse B1 am Gehäuse GG festsetzbar. Die Standgetriebeübersetzung kann bspw. wie folgt ausge legt werden: io_P1 = - 3.00

io_P2 = - 1.33

io_P3 = + 2.33

Bei einer Geradeausfahrt weist die dritte Anschlusswelle W3 die Drehzahl Null auf. Bei geschlossener Bremse B1 wird ein Gleichlauf der zwei Ausgangswellen erzwun gen, wodurch die Sperrwirkung erzielt wird.

Im Übrigen entspricht die Ausführung gemäß Fig. 26 der Ausführung gemäß Fig. 25, sodass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.

Die Vorteile der Differential-Sperreinheit bzw. dem Getriebe G mit der Differential- Sperreinheit gemäß der Ausführungsformen der Figuren 20 bis 26 liegt in einer kom pakten Bauweise und in einem guten Wirkungsgrad. Die Differential-Sperreinheit ist in konstruktiver Hinsicht technisch wenig komplex und dadurch preiswert. Zudem kann durch die Verbindung des Planetengetriebes P3 mit der Verbindungswelle 3 das Potential voll ausgeschöpft werden.

Das Potential des Kraftangriffes an Verbindungswelle 3 liegt darin, dass der Plane tenradsatz P3 durch die unterschiedlichen Drehrichtungen einfacher ausgeführt wer den kann. Wenn dieser wie beim Stand der Technik zwischen zwei gleichlaufenden Wellen wirken würde, wäre der Aufwand höher. Zudem sind bei einem konventionel len Differential in der Regel die linke und die rechte Seitenwelle durch den Antrieb am Differentialkorb nur erschwert bindbar.

Die Figuren 27 und 28 zeigen ausgehend von der Ausführungsform gemäß Fig. 20 weitere bevorzugte Varianten. Bei diesen Varianten ist der zweite und dritte Plane tenradsatz P2, P3 radial außerhalb des ersten Planetenradsatzes P1 angeordnet. Der dritte Planetenradsatz P3 ist axial beabstandet zum zweiten Planetenradsatz P2 angeordnet. Die Anbindungen bleiben dabei erhalten. Die dritte Anschlusswelle W3 ist mittels der Bremse B1 am Gehäuse GG festsetzbar. Die Ausführungsformen der Fig. 27 bis 29 sind im Vergleich zu den Ausführungsformen der Figuren 20 bis 26 in konstruktiver Hinsicht komplexer.

Die Variante nach Fig. 27 zeigt eine axiale Reihenfolge wie folgt: zweiter Planeten radsatz P2, dritter Planetenradsatz P3, Elektromaschine EM.

Die Variante nach Fig. 28 zeigt eine axiale Reihenfolge, bei der die zwei Planeten radsätze P2, P3 vertauscht sind. Die dritte Anschlusswelle W3 ist mittels der Bremse B1 mit dem permanent am Gehäuse GG festgesetzten Planetenträger PT2 des zwei ten Planetenradsatzes P2 verbindbar.

Fig. 29 zeigt ausgehend von der Ausführungsform gemäß Fig. 20 das Schaltelement B1 als formschlüssiges Schaltelement, in der Form einer Klauenbremse oder Klaue. Die Ausführung der Bremse als Klaue ist bei allen vorstehend beschriebenen Diffe- rential-Sperreinheiten möglich. Der Vorteil einer Klaue liegt darin, dass diese mit ge ringer Betätigungsenergie eingelegt werden kann. Dies kann z.B. manuell erfolgen. Des Weiteren benötigt eine Klaue weniger Bauraum .

Es ist denkbar, sowohl die Drehzahl der dritten Anschlusswelle W3 und/oder der Ein gangswelle 10 zusätzlich zu übersetzen, d.h. die durch die Differential-Sperreinheit bewirkte Übersetzung zusätzlich zu überhöhen. Unabhängig von der konkreten Aus gestaltung als Minus-Planetenradsatz, Plus-Planetenradsatz oder als Planetenstufe kann die dritte Anschlusswelle W3 mit einem weiteren Planetengetriebe oder mit ei ner Stirnradstufe übersetzt werden.

Fig. 30 zeigt ausgehend von der Ausführungsform gemäß Fig. 20 eine Übersetzung der dritten Anschlusswelle W3 mittels eines weiteren Getriebes VÜ1 in Form eines vierten Planetenradsatzes P4. Der vierte Planetenradsatz P4 weist drei Elemente auf, nämlich ein erstes Element E14, ein zweites Element E24 sowie ein drittes Ele ment E34. Das erste Element E14 ist als ein Sonnenrad S04 ausgeführt. Das zweite Element E24 ist als ein Planetenträger PT4 ausgeführt. Das dritte Element ist als ein Hohlrad H04 ausgeführt.

Das Hohlrad H04 ist permanent festgesetzt. Der Planetenträger PT4 ist drehfest mit der dritten Anschlusswelle W3 verbunden. Das Sonnenrad S04 ist mittels der Bremse B1 am Gehäuse festsetzbar.

Fig. 31 zeigt im Unterschied zur Ausführung gemäß 30 eine Stirnradstufe SRS als ein weiteres Getriebe VÜ1. Die Stirnradstufe SRS umfasst ein erstes Stirnrad SR1 sowie ein zweites Stirnrad SR2, wobei beide Stirnräder miteinander in Zahneingriff stehen. Das kleinere der zwei Stirnräder SR1 ist mittels der Bremse B1 am Gehäuse GG festsetzbar. Das größere der beiden Stirnräder SR2 ist drehfest mit der dritten Anschlusswelle W3 verbunden.

Fig. 32 zeigt die Ausführung gemäß Fig. 22 mit einem vierten Planetenradsatz P4 zur Übersetzung der dritten Anschlusswelle W3.

Der vierte Planetenradsatz P4 weist drei Elemente auf, nämlich ein erstes Element E14, ein zweites Element E24 sowie ein drittes Element E34.

Das erste Element E14 ist als ein Sonnenrad S04 ausgeführt. Das zweite Element E24 ist als ein Planetenträger PT4 ausgeführt. Das dritte Element ist als ein Hohlrad H04 ausgeführt.

Das Hohlrad H04 ist permanent festgesetzt. Der Planetenträger PT4 ist drehfest mit der dritten Anschlusswelle W3 verbunden. Das Sonnenrad S04 ist mittels der Bremse B1 am Gehäuse festsetzbar.

Die Übersetzung der dritten Welle ist auf gleiche Weise auch bei der Differential- Sperreinheit gern. Fig. 21 möglich. Fig. 33 zeigt die Ausführung gemäß Fig. 23 mit einem vierten Planetenradsatz P4 zur Übersetzung der dritten Anschlusswelle W3.

Der vierte Planetenradsatz P4 weist drei Elemente auf, nämlich ein erstes Element E14, ein zweites Element E24 sowie ein drittes Element E34.

Das erste Element E14 ist als ein Sonnenrad S04 ausgeführt. Das zweite Element E24 ist als ein Planetenträger PT4 ausgeführt. Das dritte Element ist als ein Hohlrad H04 ausgeführt.

Das Hohlrad H04 ist permanent festgesetzt. Der Planetenträger PT4 ist drehfest mit der dritten Anschlusswelle W3 verbunden. Das Sonnenrad S04 ist mittels der Bremse B1 am Gehäuse festsetzbar.

Die Übersetzung der dritten Welle ist auch bei den anderen Differential-Sperreinhei- ten in Stufenplaneten-Bauweise möglich, so insbesondere bei den Ausführungen gern. Fig. 25 und 26. Die dritte Anschlusswelle W3 bei der Ausführung gern. Fig. 24 ist möglich jedoch umständlich.

Fig. 34 zeigt beispielhaft die Übersetzung der Eingangswelle 10 ausgehend von der aus Fig. 20 bekannten Ausführungsform. Ein weiteres Getriebe VÜ2 in der Form ei nes fünften Planetenradsatzes P5 auf. Der fünfte Planetenradsatz P5 weist drei Ele mente auf, nämlich ein erstes Element E15, ein zweites Element E25 sowie ein drit tes Element E35.

Das erste Element E15 ist als ein Sonnenrad S05 ausgeführt. Das zweite Element E25 ist als ein Planetenträger PT5 ausgeführt. Das dritte Element E35 ist als ein Hohlrad H05 ausgeführt.

Das Hohlrad H05 ist permanent festgesetzt. Der Planetenträger PT5 ist drehfest mit der Eingangswelle 10 verbunden. Das Sonnenrad S05 ist permanent mit der An triebsmaschine verbunden. Gemäß dieser Ausführungsform ist das Sonnenrad S05 mit dem Rotor R der Elektromaschine EM verbunden. In den gezeigten Figuren 20 bis 34 sind die Übersetzungsgetriebe P4, P5, SRS in den Rotor R integriert dargestellt. Es ist jedoch ebenso bevorzugt, die Elemente axial nebeneinander anzuordnen. Zudem sind achsparallele Anordnungen der Elektroma- schinen vorstellbar. Alle Lösungen der Figuren 20 bis 34 haben gemeinsam, dass das Umlaufrädergetriebe P3 erstens am Abtrieb 11 des ersten Planeten radsatzes P1 und zweitens an der Verbindungswelle 3 zwischen den beiden Planeten radsätzen P1 und P2 angreift.

Die Erfindung wurde anhand der Zeichnungen und der Beschreibung umfassend be schrieben und erklärt. Die Beschreibung und Erklärung sind als Beispiel und nicht einschränkend zu verstehen. Die Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungs formen beschränkt. Andere Ausführungsformen oder Variationen ergeben sich für den Fachmann bei der Verwendung der vorliegenden Erfindung sowie bei einer ge nauen Analyse der Zeichnungen, der Offenbarung und der nachfolgenden Patentan sprüche.

In den Patentansprüchen schließen die Wörter„umfassen“ und„mit“ nicht das Vor handensein weiterer Elemente oder Schritte aus. Der Undefinierte Artikel„ein“ oder „eine“ schließt nicht das Vorhandensein einer Mehrzahl aus. Ein einzelnes Element oder eine einzelne Einheit kann die Funktionen mehrerer der in den Patentansprü chen genannten Einheiten ausführen. Die bloße Nennung einiger Maßnahmen in mehreren verschiedenen abhängigen Patentansprüchen ist nicht dahingehend zu verstehen, dass eine Kombination dieser Maßnahmen nicht ebenfalls vorteilhaft ver wendet werden kann.

Bezuqszeichen

G Getriebe

GG drehfestes Bauelement, Gehäuse

P1 erster Planetenradsatz

P2 zweiter Planetenradsatz

P33 zusätzlicher Planetenradsatz

P3 dritter Planetenradsatz

P4 vierter Planetenradsatz

P5 fünfter Planetenradsatz

E1 (x) erstes Element x. Planetenradsatz

E2(x) zweites Element x. Planeten radsatz

E3(x) drittes Element x. Planetenradsatz

SO(x) Sonnenrad x. Planetenradsatz

PT(x) Planetenträger x. Planetenradsatz

HO(x) Hohlrad x. Planeten radsatz

E133 erstes Element des zusätzlichen Planetengetriebes P33 E233 zweites Element des zusätzlichen Planetengetriebes P33 E333 drittes Element des zusätzlichen Planetengetriebes P33

EM Elektromaschine

S Stator

R Rotor

EW Eingangswelle Elektromaschine

VÜ1 weiteres Getriebe

VÜ2 weiteres Getriebe

SRS Stirnradstufe

SR1 erstes Stirnrad

SR2 zweites Stirnrad

SE Schaltelement

G1 erste Schaltstellung, erste Gangstufe

G2 zweite Schaltstellung, zweite Gangstufe

N neutrale Position VM Verbrennungskraftmaschine

A Achse des Fahrzeugs, hinten

B Achse des Fahrzeugs, vorne

T Getriebe, Automatikgetriebe

3 Welle, Verbindungswelle

10 Eingangswelle

1 1 erste Ausgangswelle

12 zweite Ausgangswelle

15 Dämpfer

20 Räder

99 Fahrtrichtung, vorwärts

Antriebsstrang

Fahrzeug