DE102005001527A1

DE102005001527A1 - Getriebevorrichtung

Info

Publication number: DE102005001527A1
Application number: DE102005001527A
Authority: DE
Inventors: Axel Dr. Heitmann; Stefan Dr. Ing. Kilian; Oliver Steffen
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2005-01-13
Filing date: 2005-01-13
Publication date: 2006-07-27
Also published as: US7364523B2; US20060194665A1; JP2006194446A

Abstract

Es wird eine Getriebevorrichtung (1) mit einer Getriebeeingangswelle (2), mit einer Getriebeausgangswelle (3), mit mehreren Schaltelementen (7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 19), mit wenigstens einem Planetenradsatz (5) und mit einer elektrischen Maschine (14) beschrieben. In Abhängigkeit einer Ansteuerung der Schaltelemente (7 bis 13, 19) und der elektrischen Maschine (14) ist eine angeforderte Übersetzung einstellbar. Die elektrische Maschine (14) ist über ein erstes Schaltelement (12) mit einer ersten Welle (21) des ersten Planetenradsatzes (5) und über ein zweites Schaltelement (13) mit einer zweiten Welle (18) des ersten Planetenradsatzes (5) verbindbar. Wenigstens das erste Schaltelement (12) oder das zweite Schaltelement (13) ist in axialer Richtung der Getriebeeingangswelle (2) neben der elektrischen Maschine (14) angeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Getriebevorrichtung gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.

Aus der DE 101 40 424 A1 ist eine gattungsgemäße Getriebevorrichtung bzw. ein automatisch schaltbares Fahrzeuggetriebe bekannt, das mit einer Getriebeeingangswelle ausgeführt ist, die wiederum mit einer Antriebswelle einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs verbindbar ist. Ferner weist das Fahrzeuggetriebe eine mit wenigstens einer Fahrzeugachse verbindbare Getriebeausgangswelle auf. Ein als mechanisches Schaltgetriebe ausgebildeter Teil der Getriebevorrichtung ist mit einem ersten Planetenradsatz und einem zweiten Planetenradsatz, mehreren Schaltelementen und einer elektrischen Maschine ausgeführt, welche als Starter-Generator und/oder zum stufenlosen Verstellen der Drehzahl-Übersetzung des Schaltgetriebes und/oder zum wenigstens teilweise elektrischen Fahrbetrieb eines Fahrzeugs vorgesehen ist. Dazu ist die elektrische Maschine mittels zwei weiterer Schaltelemente mit einer ersten Welle oder einer zweiten Welle des ersten Planetenradsatzes verbindbar.

Nachteilhafterweise sind die beiden weiteren Schaltelemente und die elektrische Maschine derart koaxial zur Antriebswelle angeordnet, dass die Schaltelemente radial zwischen der elektrischen Maschine und der Eingangswelle positioniert sind. Aufgrund des für das Fahrzeuggetriebe im Fahrzeug begrenzt vorhandenen Bauraums sind die maximale Leistungsfähigkeit der elektrischen Maschine und die maximal zur Verfügung stellbaren Übertragungsfähigkeiten der innerhalb der elektrischen Maschine angeordneten weiteren Schaltelemente in unerwünschtem Umfang limitiert.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Getriebevorrichtung zur Verfügung zu stellen, welche mit einer im Vergleich zu dem aus dem Stand der Technik bekannten Fahrzeuggetriebe leistungsfähigeren elektrischen Maschine sowie mit höherer Übertragungsfähigkeit ausgeführten Schaltelementen im Bereich der elektrischen Maschine zur Verfügung steht, ohne den Bauraumbedarf der Getriebevorrichtung im Vergleich zu einem aus dem Stand der Technik bekannten Fahrzeuggetriebe in radialer Richtung zu vergrößern.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Getriebevorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Getriebevorrichtung mit einer Getriebeeingangswelle, mit einer Getriebeausgangswelle, mit mehreren Schaltelementen, mit wenigstens zwei Planetenradsätzen und mit einer elektrischen Maschine, wobei in Abhängigkeit einer Ansteuerung der Schaltelemente und der elektrischen Maschine eine angeforderte Übersetzung in der Getriebevorrichtung einstellbar ist, und wobei die elektrische Maschine über ein erstes Schaltelement mit einer ersten Welle des ersten Planetenradsatzes und über ein zweites Schaltelement mit einer zweiten Welle des ersten Planetenradsatzes verbindbar ist, bietet vorteilhafterweise die Möglichkeit, sowohl die elektrische Maschine hinsichtlich ihrer Leistungsfähigkeit im Vergleich zu einem aus dem Stand der Technik bekannten Fahrzeuggetriebe größer zu dimensionieren als auch das erste Schaltelement und das zweite Schaltelement jeweils im Vergleich zu einem herkömmlichen Fahrzeuggetriebe mit einer höheren Übertragungsfähigkeit auszuführen, ohne den Bauraumbedarf der Getriebevorrichtung in radialer Richtung wesentlich zu erhöhen.

Dies wird dadurch erreicht, dass wenigstens das erste Schaltelement oder wenigstens das zweite Schaltelement in axialer Richtung der Getriebeein gangswelle neben der elektrischen Maschine angeordnet ist. Die erfindungsgemäße Anordnung wenigstens des ersten Schaltelementes oder wenigstens des zweiten Schaltelementes führt dazu, dass zwischen der Getriebeeingangswelle und der elektrischen Maschine für die Dimensionierung der elektrischen Maschine im Vergleich zu einem aus der Praxis bekannten Fahrzeuggetriebe selbst dann zusätzlicher Bauraum zur Verfügung steht, wenn lediglich das erste Schaltelement oder lediglich das zweite Schaltelement aus dem Bereich zwischen der elektrischen Maschine und der Getriebeeingangswelle heraus und in axialer Richtung der Getriebeeingangswelle neben die elektrische Maschine positioniert wird, da der zuvor von dem nunmehr außerhalb des von der elektrischen Maschine umschlossenen radialen Bereiches angeordneten Schaltelement benötigte Bauraum für das innerhalb des radialen Bereiches der elektrischen Maschine verbleibende Schaltelement und auch für die elektrische Maschine selbst zur Verfügung steht.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen und den unter Bezugnahme auf die Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispielen, wobei in der Beschreibung der verschiedenen Ausführungsbeispiele der Übersichtlichkeit halber für bau- und funktionsgleiche Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet werden.
Es zeigt:
1 ein Räderschema einer erfindungsgemäß ausgeführten Getriebevorrichtung;
2 den in 1 näher gekennzeichneten Bereich X in einer stark schematisierten Ansicht;
3 den Bereich X in einer 2 entsprechenden Darstellung, wobei ein erstes Schaltelement und ein zweites Schaltelement radial ineinander angeordnet sind, die zwischen der elektrischen Maschine und dem ersten Planetenradsatz positioniert sind;
4 eine 3 entsprechende Darstellung des Bereichs X aus 1, wobei die beiden radial ineinander angeordneten Schaltelemente auf einer dem Getriebeeingang zugewandten Seite der elektrischen Maschine angeordnet sind;
5 eine schematische Darstellung des Bereichs X gemäß 1 in einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform einer Getriebevorrichtung, bei welcher sowohl auf einer dem Getriebeeingang zugewandten Seite als auch auf einer dem Getriebeeingang abgewandten Seite der elektrischen Maschine jeweils eines der beiden Schaltelemente angeordnet ist;
6 den Bereich X eines weiteren ertindungsgemäßen Ausführungsbeispiels einer Getriebevorrichtung gemäß 1, bei der beide Schaltelemente auf der dem Getriebeeingang zugeordneten Seite der elektrischen Maschine angeordnet sind;
7 den in 1 näher gekennzeichneten Bereich X einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung, bei der eines der Schaltelemente auf der der elektrischen Maschine abgewandten Seite des Getriebeeingangs angeordnet ist und das zweite Schaltelement koaxial zu der elektrischen Maschine und radial zwischen der elektrischen Maschine und der Getriebeeingangswelle positioniert ist; und
8 eine schematisierte Darstellung des Bereichs X einer zu der in
7 dargestellten Getriebevorrichtung alternativen Ausführungsform, bei der das erste Schaltelement auf der dem Getriebeeingang zugewandten Seite angeordnet ist und das zweite Schaltelement koaxial zu der elektrischen Maschine und radial zwischen der elektrischen Maschine und der Getriebeeingangswelle positioniert ist.
In 1 ist ein Räderschema einer automatisch schaltbaren Getriebevorrichtung 1 für Fahrzeuge, insbesondere für Kraftfahrzeuge, stark schematisiert dargestellt. Die Getriebevorrichtung 1 umfasst unter anderem eine Getriebeeingangswelle 2, welche eingangsseitig mit einer Torsionsdämpfereinrichtung 35 in Wirkverbindung steht, wobei auf der der Getriebeeingangswelle 2 abgewandten Seite der Torsionsdämpfereinrichtung 35 eine Motorausgangswelle 36 vorgesehen ist, so dass die Getriebeeingangswelle 2 über die Torsionsdämpfereinrichtung 35 mit der Motorausgangswelle 36 in Wirkverbindung steht. Ausgangsseitig ist die Getriebevorrichtung 1 mit einer Getriebeausgangswelle 3 ausgeführt, welche in montiertem Zustand der Getriebevorrichtung 1 mit wenigstens einer Fahrzeugachse eines Fahrzeugs verbunden ist.
Zwischen der Getriebeeingangswelle 2 und der Getriebeausgangswelle 3 sind mehrere Schaltelemente 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 und 19, ein erster Planetenradsatz 5, ein zweiter Planetenradsatz 6 und eine elektrische Maschine 14 vorgesehen. Der erste Planetenradsatz 5, der vorliegend als einfacher Planetenradsatz ausgeführt ist, ist dem zweiten Planetenradsatz 6, der als Ravigneaux-Planetenradsatz ausgebildet ist, vorgeschaltet.
Mit dem in 1 exemplarisch gezeigten Getriebekonzept ist beispielsweise ein Stufen-Automatik-Getriebe eines Kraftfahrzeugs mit sechs Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang darstellbar, wobei in Abhängigkeit einer Ansteuerung der Schaltelemente 7 bis 13 und 19 sowie der elektrischen Maschine 14 eine in Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Betriebszustandes von einer Getriebesteuereinrichtung angeforderte Gesamtübersetzung der Getriebevorrichtung 1 oder eine fahrerseitig angeforderte Gesamtübersetzung der Getriebevorrichtung 1 eingestellt wird.
Es liegt selbstverständlich im Ermessen des Fachmannes, die Getriebevorrichtung 1 im Bereich zwischen dem ersten Planetenradsatz 5 und dem Getriebeausgang in einer von der in 1 dargestellten Art und Weise abweichenden geeigneten Form auszuführen, um verschiedene Übersetzungen gestuft oder stufenlos darstellen zu können. Des Weiteren besteht auch die Möglichkeit, die Getriebevorrichtung ohne die Torsionsdämpfereinrichtung auszubilden.
Ein Sonnenrad 17 des ersten Planetenradsatzes 5 ist über eine Sonnenradwelle 18 mit dem als Bremse ausgeführten Schaltelement 19 verbunden, so dass ein mit der Getriebevorrichtung 1 ausgerüstetes Fahrzeug ohne einen hydrodynamischen Drehmomentwandler angefahren werden kann. Die elektrische Maschine 14 ist vorliegend als eine Starter- und Generatoreinrichtung ausgebildet, der ein nicht näher dargestelltes elektronisches Steuersystem und eine Speicherbatterie zugeordnet ist. Die Integration der elektrischen Maschine in die Getriebevorrichtung 1 bietet die Möglichkeit, dass ein mit der Getriebevorrichtung 1 ausgestattetes Fahrzeug aus einem Betriebszustand "geared neutral" heraus angefahren werden kann.
Zwischen der elektrischen Maschine 14 und dem ersten Planetenradsatz 5 sind in axialer Richtung der Getriebeeingangswelle 2 ein als Kupplung ausgeführtes erstes Schaltelement 12 und ein zweites ebenfalls als Kupplung ausgeführtes Schaltelement 13 vorgesehen, über welche die elektrische Maschine 14 in geschlossenem Zustand jeweils mit einem Hohlrad 20 oder der Sonnenradwelle 18 des ersten Planetenradsatzes 5 in Wirkverbindung bringbar ist.
So wird vorliegend beispielsweise zum Starten einer mit der Getriebeeingangswelle 2 wirkverbundenen Brennkraftmaschine das zweite Schaltelement 13 geschlossen und ein von der elektrischen Maschine 14 aufgebrachtes Starterdrehmoment über die Sonnenradwelle 18 in den ersten Planetenradsatz 5 eingeleitet. Dadurch erhöht sich das Starter-Drehmoment der elektrischen Maschine 14, welches auf die Getriebeeingangswelle 2 und von dort auf die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine übertragen wird.
Während eines Fahrbetriebs können aufgrund eines drehzahlvariablen Eingriffs der elektrischen Maschine 14 auf die Sonnenradwelle 18 nicht nur sieben Vorwärtsgänge mit festen Übersetzungen sondern auch fünf Vorwärtsfahrbereiche mit stufenlos veränderlicher Übersetzung gewählt werden. Darüber hinaus besteht vorteilhafterweise die Möglichkeit, während des Fahrbetriebs, insbesondere während eines Bremsbetriebs über die elektrische Maschine 14 eine Energie-Rekuperation durchzuführen und die über die dann als Generator betriebene elektrische Maschine erzeugte elektrische Energie in dem nicht näher dargestellten und mit der elektrischen Maschine 14 verbundenen Energiespeicher zwischenzuspeichern.
Zusätzlich sind mit einem Fahrzeug, das mit der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung 1 ausgeführt ist, ein emissionsfreier elektrischer Fahrbetrieb in Vorwärtsfahrtrichtung als auch in Rückwärtsfahrtrichtung, beispielsweise bei einem Rangieren in Innenstädten, durchführbar.
Die in 1 dargestellte Anordnung des ersten Schaltelementes 12 und des zweiten Schaltelementes 13 bietet die Möglichkeit, die elektrische Maschine 14 nach dem Anlassen der Brennkraftmaschine über das erste Schaltele ment 12 mit der Getriebeeingangswelle 2 zu verbinden. Die Getriebeeingangswelle 2 ist dann unmittelbar mit der Motorausgangswelle 36 der Brennkraftmaschine verbunden.
In diesem Betriebszustand der Getriebevorrichtung 1 besteht vorteilhafterweise die Möglichkeit, einem Fahrer auf Wunsch eine Verstärkung des von der Brennkraftmaschine abgegebenen Drehmoments zur Verfügung stellen zu können, so dass ein so genannter Boost-Betrieb möglich wird. Zusätzlich steht durch eine derartige Verschaltung der Bauteile in der Getriebevorrichtung 1 eine permanente elektrische Versorgung des elektrischen Bordnetzes im Generatorbetrieb der elektrischen Maschine 14 zur Verfügung. Sind sowohl das erste Schaltelement 12 als auch das zweite Schaltelement 13 gleichzeitig geschlossen, ist der erste Planetenradsatz 5 verblockt, so dass durch die Kombination des ersten Planetenradsatzes 5 und des zweiten Planetenradsatzes 6 zwei zusätzliche Vorwärtsgänge und ein zusätzlicher Rückwärtsgang schaltbar sind.
Das Hohlrad 20 des ersten Planetenradsatzes 5 ist über die Hohlradwelle 21 mit der Getriebeeingangswelle 2 in ständiger Verbindung. Die Planetenräder 22 des ersten Planetenradsatzes sind mit einem Planetenträger 23 verbunden, welcher wiederum über die Schaltelemente 7, 8 und 9 mit dem zweiten Planetenradsatz verbindbar oder über das als Bremse ausgeführte Schaltelement 11 mit einem Gehäuse 34 der Getriebevorrichtung 1 verblockbar ist.
Der zweite Planetenradsatz 6 umfasst im Wesentlichen ein erstes Sonnenrad 24 und ein zweites Sonnenrad 25, welche über eine erste Sonnenradwelle 26 sowie über eine zweite Sonnenradwelle 27 mit dem ersten Planetenradsatz 5 verbindbar oder über die Bremse 11 mit dem Gehäuse 34 verblockbar sind. Ein Satz erster Planetenräder 28 ist an einem ersten Planetenträger 30 des zweiten Planetenradsatzes 6 gelagert, welcher mittels der Brem se 10 mit dem Gehäuse 34 verblockbar ist. Sowohl die ersten Planetenräder 28 als auch zweite Planetenräder 29 sind über einen zweiten Planetenträger 31 und eine Zwischenwelle 32 mit dem ersten Planetenradsatz 5 verbindbar. Das Hohlrad 33 des zweiten Planetenradsatzes 6 ist direkt mit der Getriebeausgangswelle 3 der Getriebevorrichtung 1 verbunden.
In 2 bis 8 ist der in 1 näher gekennzeichnete Bereich X jeweils in stark schematisierter Einzeldarstellung verschiedener Ausführungsbeispiele der Getriebevorrichtung 1 gezeigt, wobei sich die verschiedenen Ausführungsbeispiele im Wesentlichen jeweils in der Anordnung des ersten Schaltelementes und des zweiten Schaltelementes in Bezug auf die elektrische Maschine 14 unterscheiden.
So entspricht die in 2 dargestellte Anordnung des ersten Schaltelementes 12 und des zweiten Schaltelementes 13 in Bezug auf die elektrische Maschine 14 der in 1 gezeigten Getriebevorrichtung 1, bei der die beiden Schaltelemente 12 und 13 getriebeeingangsseitig auf der der Torsionsdämpfereinrichtung 35 bzw. dem Getriebeeingang abgewandten Seite der elektrischen Maschine 14 in axialer Richtung der Getriebeeingangswelle 2 neben der elektrischen Maschine 14, d. h. zwischen der elektrischen Maschine 14 und dem ersten Planetenradsatz 5, und auch in axialer Richtung nebeneinander angeordnet sind.
Damit sind die Schaltelemente 12 und 13 im Vergleich zu dem aus der DE 101 40 424 A1 bekannten Fahrzeuggetriebe aus dem radialen Bereich zwischen der elektrischen Maschine 14 und der Getriebeeingangswelle 2 heraus neben der elektrischen Maschine 14 positioniert, so dass der zuvor für die Anordnung des ersten Schaltelementes 12 und des zweiten Schaltelementes 13 zwischen der elektrischen Maschine 14 und der Getriebeeingangswelle 2 benötigte Bauraum nunmehr für die elektrische Maschine 14 zur Verfügung steht. Dadurch ist die erfindungsgemäße Getriebevorrichtung 1 gemäß 1 mit einer mit einer größeren Leistungsfähigkeit ausgebildeten elektrischen Maschine 14 ausführbar, ohne die Abmessungen des Gehäuses 34 der Getriebevorrichtung 1 in radialer Richtung im Vergleich zu dem aus dem Stand der Technik bekannten Fahrzeuggetriebe wesentlich verändern zu müssen.
Darüber hinaus sind sowohl das erstes Schaltelement 12 als auch das zweite Schaltelement 13, die in axialer Richtung der Getriebeeingangswelle 2 nebeneinander zwischen der elektrischen Maschine 14 und dem ersten Planetenradsatz 5 angeordnet sind, im Vergleich zu dem aus dem Stand der Technik bekannten Fahrzeuggetriebe mit einem größeren Außendurchmesser ausführbar. Dies hat zur Folge, dass eine für den Betrieb der Getriebevorrichtung 1 erforderliche Übertragungsfähigkeit bei gleichzeitig in axialer Richtung geringerem Bauraumbedarf der beiden Schaltelemente 12 und 13 erzielbar ist, da bei einer Ausführung der Schaltelemente 12 und 13 als Lamellenkupplungen aufgrund des nunmehr größeren Außendurchmessers weniger Lamellen zur Erzielung der gleichen Übertragungsfähigkeit erforderlich sind.
Zusätzlich besteht bei einer Ausgestaltung des ersten Schaltelementes 12 und des zweiten Schaltelementes 13 als nasslaufende Kupplungen die Möglichkeit, einen so genannten Nassraum der Getriebevorrichtung von einem so genannten Trockenraum der Getriebevorrichtung 1 auf einfache Art und Weise im Bereich zwischen der elektrischen Maschine 14 und den beiden Schaltelementen 12 und 13 zu trennen. Somit sind die beiden Schaltelemente 12 und 13 sowie der restliche Bereich der Getriebevorrichtung 1 gegenüber der elektrischen Maschine und der Torsionsdämpfereinrichtung 35, die in dem Trockenraum der Getriebevorrichtung 1 angeordnet sind, mittels einer einfachen Gehäusegestaltung und mit nur geringem Dichtaufwand gegenüber den restlichen im Trockenraum der Getriebevorrichtung 1 angeordneten Bauteilen separiert.
Selbstverständlich liegt es im Ermessen des Fachmannes, das erste Schaltelement 12 und das zweite Schaltelement 13 in Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles abweichend von der in 2 dargestellten Anordnung bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Getriebevorrichtung in umgekehrter Reihenfolge, d. h. das zweite Schaltelement 13 in axialer Richtung der Getriebeeingangswelle 2 auf der der elektrischen Maschine 14 abgewandten Seite der Torsionsdämpfereinrichtung 35 zwischen der elektrischen Maschine 14 und dem ersten Schaltelement 12 zu positionieren.
3 zeigt eine zweite zu dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel alternative Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung 1. Bei dieser zweiten Ausführungsform sind das erste Schaltelement 12 und das zweite Schaltelement 13 ebenfalls wie bei dem in 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel zwischen der elektrischen Maschine 14 und dem ersten Planetenradsatz 5 angeordnet. Jedoch sind die beiden Schaltelemente 12 und 13 koaxial zueinander angeordnet und das zweite Schaltelement 13 ist radial zwischen dem ersten Schaltelement 12 und der Getriebeeingangswelle 2 positioniert. Hiervon abweichend besteht auch die Möglichkeit, die Anordnung des ersten Schaltelementes 12 in Bezug auf das zweite Schaltelement 13 in Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles umzukehren, so dass das erste Schaltelement 12 radial zwischen dem zweiten Schaltelement 13 und der Getriebeeingangswelle 2 positioniert ist.
Die in 3 dargestellte Ausführungsform der Getriebevorrichtung 1 weist gegenüber der in 1 und 2 gezeigten Ausführungsform der Getriebevorrichtung 1 in axialer Richtung einen geringeren Bauraumbedarf auf, da das erste Schaltelement 12 und das zweite Schaltelement 13 nicht nebeneinander, sondern in radialer Richtung der Getriebevorrichtung 1 ineinander ver schachtelt zwischen der elektrischen Maschine 14 und dem ersten Planetenradsatz 5 positioniert sind.
4 zeigt den Bereich X einer dritten Ausführungsform der Getriebevorrichtung 1, bei der das erste Schaltelement 12 koaxial zu dem zweiten Schaltelement 13 und radial zwischen dem zweiten Schaltelement 13 und der Getriebeeingangswelle 2 angeordnet ist. Darüber hinaus sind beide Schaltelemente 12 und 13 auf der der Torsionsdämpfereinrichtung 35 zugewandten Seite der elektrischen Maschine 14 zwischen dieser und der Torsionsdämpfereinrichtung 35 positioniert. Diese Anordnung der beiden Schaltelemente 12 und 13 bietet sich besonders dann an, wenn die beiden Schaltelemente 12 und 13 als trockenlaufende Kupplungen ausgeführt sind, da diese dann auf einfache Art und Weise gemeinsam mit der Torsionsdämpfereinrichtung 35 und der elektrischen Maschine 14 im Trockenraum der Getriebevorrichtung 1 anordenbar sind und gegenüber dem Nassraum der Getriebevorrichtung 1 mit einer einfachen Gehäusegestaltung und mit geringem Dichtaufwand separierbar sind.
Zusätzlich weist die in 4 dargestellte Ausführungsform der Getriebevorrichtung 1 in gleichem Maße wie die in 3 dargestellte zweite Ausführungsform der Getriebevorrichtung 1 im Vergleich zu dem in 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der Getriebevorrichtung 1 in axialer Richtung der Getriebeeingangswelle 2 einen geringeren Bauraumbedart auf, da die beiden Schaltelemente 12 und 13 radial ineinander verschachtelt angeordnet sind.
Selbstverständlich besteht auch bei der Ausführungsform gemäß 4 die Möglichkeit, das zweite Schaltelement 13 radial zwischen das erste Schaltelement 12 und die Getriebeeingangswelle 2 zu positionieren, falls das erste Schaltelement 12 in Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles mit einer höheren Übertragungsfähigkeit als das zweite Schaltelement 13 auszuführen ist. Dies resultiert aus der Tatsache, dass jeweils das Schaltelement, das das jeweils andere Schaltelement radial umschließt, aufgrund des größeren Außendurchmessers bei gleicher axialer Baulänge im Allgemeinen eine höhere Übertragungsfähigkeit aufweist, als das innen liegende Schaltelement.
Der Bereich X eines vierten Ausführungsbeispiels einer efindungsgemäßen Getriebevorrichtung ist in 5 dargestellt. Hier ist sowohl eines der beiden Schaltelemente 12 oder 13 in axialer Richtung der Getriebeeingangswelle 2 zwischen der Torsionsdämpfereinrichtung 35 und der elektrischen Maschine 14 als auch zwischen der elektrischen Maschine 14 und dem ersten Planetenradsatz 5 positioniert. Diese Ausgestaltung der Getriebevorrichtung 1 ist beispielsweise dann von Vorteil, wenn eines der beiden Schaltelemente 12 oder 13 als trockenlaufende Kupplung ausgeführt ist und das jeweils andere Schaltelement 13 oder 12 als nasslaufende Kupplung ausgeführt ist. Dann kann auch hier auf einfache Art und Weise die Trennebene zwischen dem Trockenraum der Getriebevorrichtung 1 und dem Nassraum der Getriebevorrichtung 1 im Bereich zwischen der elektrischen Maschine 14 und dem als nasslaufende Kupplung ausgeführten Schaltelement 13 oder 12 realisiert werden.
6 zeigt den Bereich X einer fünften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung 1, bei der wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 4 beide Schaltelemente 12 und 13 zwischen der Torsionsdämpfereinrichtung 35 und der elektrischen Maschine 14 angeordnet sind. Abweichend zu dem Ausführungsbeispiel gemäß 4 sind die beiden Schaltelemente 12 und 13 in axialer Richtung der Getriebeeingangswelle 2 nebeneinander angeordnet, so dass die Getriebevorrichtung 1 gemäß 6 in axialer Richtung einen größeren Bauraumbedarf aufweist als die Ausführung gemäß 4. Andererseits sind die beiden Schaltelemente 12 und 13 bei dem Ausführungsbeispiel der Getriebevorrichtung 1 gemäß 6 mit demselben Außendurchmesser ausführbar, so dass beide Schaltelemente 12, 13 mit einer ähnlichen Übertragungsfähigkeit zur Verfügung gestellt werden können.
Bei den in 7 und 8 dargestellten Ausführungsbeispielen ist jeweils eines der Schaltelemente 12 oder 13 koaxial zu der elektrischen Maschine 14 und zwischen der elektrischen Maschine 14 und der Getriebeeingangswelle 2 angeordnet. Das jeweils andere Schaltelement 13 oder 12 ist in axialer Richtung der Getriebeeingangswelle 2 neben der elektrischen Maschine 14 positioniert, wobei bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 7 das Schaltelement 13 oder 12 zwischen der elektrischen Maschine 14 und dem ersten Planetenradsatz 5 und bei dem siebten Ausführungsbeispiel der Getriebevorrichtung 1 gemäß 8 zwischen der Torsionsdämpfereinrichtung 35 und der elektrischen Maschine 14 angeordnet ist.
Diese beiden Ausführungsbeispiele bieten sich beispielsweise dann an, wenn das im Kraftfahrzeug zur Verfügung stehende Bauraumangebot in axialer Richtung der Getriebevorrichtung 1 limitiert ist und über eines der beiden Schaltelemente 12 oder 13 wesentlich mehr Drehmoment zu übertragen ist als über das jeweils andere Schaltelement 13 oder 12, so dass das mit einer größeren Übertragungsfähigkeit auszuführende Schaltelement 12 oder 13 in axialer Richtung neben der elektrischen Maschine 14 angeordnet wird und das mit der niedrigeren Übertragungsfähigkeit auszuführende Schaltelement 13 oder 12 innerhalb der elektrischen Maschine 14 mit geringerem Durchmesser positioniert ist.

1: Getriebevorrichtung
2: Getriebeeingangswelle
3: Getriebeausgangswelle
5: erster Planetenradsatz
6: zweiter Planetenradsatz
7, 8, 9, 10, 11: Schaltelement
12: erstes Schaltelement
13: zweites Schaltelement
14: elektrische Maschine
17: Sonnenrad
18: Sonnenradwelle
19: Schaltelement
20: Hohlrad
21: Hohlradwelle
22: Planetenträger
23: Planetenträger
24: erstes Sonnenrad
25: zweites Sonnenrad
26: erste Sonnenradwelle
27: zweite Sonnenradwelle
28: erste Planetenräder
29: zweite Planetenräder
30: erster Planetenträger
31: zweiter Planetenträger
32: Zwischenwelle
33: Hohlrad
34: Gehäuse
35: Torsionsdämpfereinrichtung
36: Motorausgangswelle

Claims

Getriebevorrichtung (1) mit einer Getriebeeingangswelle (2), mit einer Getriebeaungangswelle (3), mit mehreren Schaltelementen (7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 19), mit wenigstens einem Planetenradsatz (5) und mit einer elektrischen Maschine (14), wobei in Abhängigkeit einer Ansteuerung der Schaltelemente (7 bis 13, 19) und der elektrischen Maschine (14) eine angeforderte Übersetzung einstellbar ist, und wobei die elektrische Maschine (14) über ein erstes Schaltelement (12) mit einer ersten Welle (21) des ersten Planetenradsatzes (5) und über ein zweites Schaltelement (13) mit einer zweiten Welle (18) des ersten Planentenradsatzes (5) verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens das erste Schaltelement (12) oder das zweite Schaltelement (13) in axialer Richtung der Getriebeeingangswelle (2) neben der elektrischen Maschine (14) angeordnet ist.
Getriebevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schaltelement (12) in Bezug auf den Getriebeeingang in axialer Richtung der Getriebeeingangswelle (2) zwischen dem Getriebeeingang und der elektrischen Maschine (14) oder zwischen der elektrischen Maschine (14) und dem ersten Planetenradsatz (5) positioniert ist, während das zweite Schaltelement (13) koaxial zur elektrischen Maschine (14) und radial zwischen der elektrischen Maschine (14) und der Getriebeeingangswelle (2) angeordnet ist.
Getriebevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl das erste Schaltelement (12) als auch das zweite Schaltelement (13) in axialer Richtung der Getriebeeingangswelle (2) neben der elektrischen Maschine (14) angeordnet ist.
Getriebevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schaltelement (12) und das zweite Schaltelement (13) in Bezug auf den Getriebeeingang in axialer Richtung der Getriebeeingangswelle (2) zwischen dem Getriebeeingang und der elektrischen Maschine (14) angeordnet sind.
Getriebevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schaltelement (12) und das zweite Schaltelement (13) in Bezug auf den Getriebeeingang in axialer Richtung der Getriebeeingangswelle (2) zwischen der elektrischen Maschine (14) und dem ersten Planentenradsatz (5) positioniert sind.
Getriebevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schaltelement (12) in axialer Richtung der Getriebeeingangswelle (2) zwischen dem Getriebeeingang und der elektrischen Maschine (14) angeordnet ist und das zweite Schaltelement (13) zwischen der elektrischen Maschine (14) und dem ersten Planetenradsatz (5) positioniert ist.
Getriebevorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Schaltelemente (12, 13) in axialer Richtung der Getriebeeingangswelle (2) nebeneinander angeordnet sind.
Getriebevorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schaltelement (12) koaxial zu dem zweiten Schaltelement (13) angeordnet ist und radial zwischen der Getriebeeingangswelle (2) und dem zweiten Schaltelement (13) positioniert ist.
Getriebevorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Schaltelement (13) koaxial zu dem ersten Schaltelement (12) positioniert ist und radial zwischen der Getriebeeingangswelle (2) und dem ersten Schaltelement (12) angeordnet ist.
Getriebevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein zweiter Planetenradsatz (6) vorgesehen ist, der vorzugsweise als Ravigneaux-Planetenradsatz ausgebildet ist.