DE102024201734A1

DE102024201734A1 - Transmission for a vehicle drive train

Info

Publication number: DE102024201734A1
Application number: DE102024201734.5A
Authority: DE
Inventors: Tamas Gyarmati
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2024-02-26
Filing date: 2024-02-26
Publication date: 2025-08-28
Also published as: WO2025180941A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Getriebe (3) für einen Antriebsstrang (2) eines Fahrzeugs (1), umfassend ein Differential (7), das dazu eingerichtet ist, eine Antriebsleistung auf eine erste Ausgangswelle (5) und eine zweite Ausgangswelle (6) aufzuteilen, wobei das Differential (7) einen Planetenträger (18b) mit einer zumindest teilweise umlaufenden sowie segmentiert ausgebildeten Steckverzahnung (9) aufweist, wobei die Steckverzahnung (9) am Planetenträger (18b) in eine Steckverzahnung (11) an einem Gehäuse (21) des Getriebes (3) eingreift und drehfest mit dieser verbunden ist, wobei in Umfangsrichtung zwischen zwei Segmenten (22) der Steckverzahnung (9) am Planetenträger (18b) mindestens eine Bohrung (23) am Gehäuse (21) ausgebildet ist, wobei diese Bohrungen (23) zur Aufnahme von Schraubelementen und Fixierung eines Gehäusedeckels (25) am Gehäuse (21) eingerichtet sind. The invention relates to a transmission (3) for a drive train (2) of a vehicle (1), comprising a differential (7) which is designed to distribute drive power between a first output shaft (5) and a second output shaft (6), wherein the differential (7) has a planetary carrier (18b) with an at least partially circumferential and segmented spline (9), wherein the spline (9) on the planetary carrier (18b) engages in a spline (11) on a housing (21) of the transmission (3) and is connected thereto in a rotationally fixed manner, wherein in the circumferential direction between two segments (22) of the spline (9) on the planetary carrier (18b) at least one bore (23) is formed on the housing (21), wherein these bores (23) are designed to receive screw elements and to fix a housing cover (25) on the housing (21).

Description

Die Erfindung betrifft ein Getriebe für einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs sowie einen Antriebsstrang mit einem solchen Getriebe. Außerdem betrifft die Erfindung auch ein Fahrzeug mit einem solchen Getriebe.The invention relates to a transmission for a drive train of a vehicle and to a drive train with such a transmission. Furthermore, the invention also relates to a vehicle with such a transmission.

Aus der DE 10 2013 215 877 B4 geht ein Umlaufrädergetriebe zur Verzweigung der an einem Leistungseingang anliegenden Antriebsleistung auf einen ersten und auf einen zweiten Leistungsausgang in Verbindung mit einer Reduktion der Ausgangsdrehzahl auf ein unter der Antriebsdrehzahl am Leistungseingang liegendes Drehzahlniveau hervor. Das Umlaufrädergetriebe weist eine erste Planetenstufe auf, die ein erstes Sonnenrad, einen ersten Planetensatz, einen ersten Planetenträger und ein erstes Hohlrad umfasst. Ferner weist das Umlaufrädergetriebe eine zweite Planetenstufe auf, die ein zweites Sonnenrad, einen zweiten Planetensatz, einen zweiten Planetenträger und ein zweites Hohlrad umfasst. Außerdem weist das Umlaufrädergetriebe eine dritte Planetenstufe auf, die ein drittes Sonnenrad, einen dritten Planetensatz, einen dritten Planetenträger und ein drittes Hohlrad umfasst. Das erste Sonnenrad fungiert als Leistungseingang, wobei der erste Planetenträger mit dem zweiten Sonnenrad drehfest verbunden ist. Der zweite Planetenträger ist stationär festgelegt, das erste Hohlrad ist mit dem dritten Sonnenrad drehfest verbunden und das dritte Hohlrad ist mit dem zweiten Planetenträger drehfest verbunden. Ein erster Leistungsausgang ist über die dritte Planetenstufe bewerkstelligt, wobei ein zweiter Leistungsausgang über das zweite Hohlrad der zweiten Planetenstufe bewerkstelligt ist.From the DE 10 2013 215 877 B4 A planetary gear train is used to branch the drive power applied to a power input to a first and a second power output, combined with a reduction in the output speed to a speed level below the drive speed at the power input. The planetary gear train has a first planetary stage comprising a first sun gear, a first planetary set, a first planet carrier, and a first ring gear. The planetary gear train also has a second planetary stage comprising a second sun gear, a second planetary set, a second planet carrier, and a second ring gear. In addition, the planetary gear train has a third planetary stage comprising a third sun gear, a third planetary set, a third planet carrier, and a third ring gear. The first sun gear acts as the power input, with the first planet carrier being rotationally fixed to the second sun gear. The second planet carrier is stationary, the first ring gear is rotationally fixed to the third sun gear, and the third ring gear is rotationally fixed to the second planet carrier. A first power output is achieved via the third planetary stage, while a second power output is achieved via the second ring gear of the second planetary stage.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein kompaktes Getriebe für einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs zu schaffen. Insbesondere soll das Getriebe in radialer Richtung kompakter ausgebildet sowie einfach zu fertigen und zu montieren sein. Die Aufgabe wird gelöst durch ein Getriebe mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche, der folgenden Beschreibung sowie der Figuren.The object of the present invention is to create a compact transmission for a vehicle drivetrain. In particular, the transmission should be more compact in the radial direction and simple to manufacture and assemble. This object is achieved by a transmission having the features of independent patent claim 1. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims, the following description, and the figures.

Ein erfindungsgemäßes Getriebe für einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs umfasst ein Differential, das dazu eingerichtet ist, eine Antriebsleistung auf eine erste Ausgangswelle und eine zweite Ausgangswelle aufzuteilen, wobei das Differential einen Planetenträger mit einer zumindest teilweise umlaufenden sowie segmentiert ausgebildeten Steckverzahnung aufweist, wobei die Steckverzahnung am Planetenträger in eine korrespondierend dazu ausgebildeten Steckverzahnung an einem Gehäuse des Getriebes eingreift und drehfest, insbesondere formschlüssig, mit dieser verbunden ist, wobei in Umfangsrichtung zwischen zwei Segmenten der Steckverzahnung am Planetenträger mindestens eine Bohrung am Gehäuse ausgebildet ist, wobei diese Bohrungen am Gehäuse zur Aufnahme von Schraubelementen und Fixierung eines Gehäusedeckels am Gehäuse eingerichtet sind.A transmission according to the invention for a drive train of a vehicle comprises a differential which is designed to distribute a drive power between a first output shaft and a second output shaft, wherein the differential has a planetary carrier with an at least partially circumferential and segmented spline, wherein the spline on the planetary carrier engages in a correspondingly designed spline on a housing of the transmission and is connected to it in a rotationally fixed, in particular form-fitting manner, wherein in the circumferential direction between two segments of the spline on the planetary carrier at least one bore is formed on the housing, wherein these bores on the housing are designed to receive screw elements and to fix a housing cover on the housing.

Über die ineinandergreifenden Steckverzahnungen am Planetenträger und am Gehäuse ist der Planetenträger drehfest mit dem Gehäuse verbunden, sodass der Planetenträger stationär am Gehäuse festgelegt ist und somit nicht rotieren kann. Das Gehäuse kann einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein, sodass unter dem Begriff Gehäuse auch ein Gehäuseteil, insbesondere ein Element, das drehfest mit dem Gehäuse verbunden ist, zu verstehen ist.The planet carrier is connected to the housing via the intermeshing splines on the planet carrier and the housing, so that the planet carrier is fixed to the housing and thus cannot rotate. The housing can be constructed as a single piece or in multiple pieces, so the term "housing" also refers to a housing part, in particular an element that is connected to the housing in a rotationally fixed manner.

Unter einer segmentierten Steckverzahnung am Planetenträger ist zu verstehen, dass der Planetenträger mehrere verzahnte Segmente aufweist, die gemeinsam eine zumindest teilweise umlaufende Steckverzahnung ausbilden. Insbesondere weist das jeweilige Segment eine Außenverzahnung auf, wobei das Gehäuse eine Innenverzahnung aufweist. Durch die Segmentierung der Steckverzahnung wird nicht nur Material und Gewicht bei der Herstellung des Planetenträgers eingespart, sondern Freiräume in Umfangsrichtung zwischen den Segmenten geschaffen. Diese Freiräume werden erfindungsgemäß dazu genutzt, Abschnitte des Gehäuses in denen mindestens eine Bohrung aufzunehmen. Dadurch kann das Getriebe kompakter ausgebildet werden. In diese Bohrungen am Gehäuse werden Schraubelemente eingeschraubt, die dadurch den Gehäusedeckel am Gehäuse fixieren. Alternativ können die Bohrungen, die in Umfangsrichtung zwischen den Segmenten angeordnet sind, auch andere Mittel aufnehmen und/oder führen, um beispielsweise den Gehäusedeckel am Gehäuse zu fixieren.Segmented spline engagement on the planet carrier means that the planet carrier has a plurality of toothed segments which together form at least partially circumferential spline engagement. In particular, each segment has external teeth, while the housing has internal teeth. Segmenting the spline engagement not only saves material and weight during production of the planet carrier, but also creates circumferential clearance between the segments. According to the invention, this clearance is used to accommodate sections of the housing in which at least one bore is located. This allows the transmission to be made more compact. Screw elements are screwed into these bores on the housing, thereby fixing the housing cover to the housing. Alternatively, the bores arranged circumferentially between the segments can also accommodate and/or guide other means, for example to fix the housing cover to the housing.

Das Differential ist dazu eingerichtet, im montierten Zustand des Antriebsstrangs zwischen einer Eingangswelle sowie einer ersten Ausgangswelle und einer zweiten Ausgangswelle wirksam angeordnet zu sein. Das Differential teilt eine an der Eingangswelle anliegende Antriebsleistung, die von einer Antriebseinheit, insbesondere einer elektrischen Maschine, in das Getriebe eingeleitet wird, auf die beiden Ausgangswellen auf. Die Ausgangswellen dienen also als Abtriebswellen des Getriebes.The differential is designed to be operatively arranged, in the assembled state of the drivetrain, between an input shaft and a first output shaft and a second output shaft. The differential distributes the drive power applied to the input shaft, which is introduced into the transmission by a drive unit, in particular an electric motor, between the two output shafts. The output shafts thus serve as the transmission's output shafts.

Unter einer „Welle“ ist ein rotierbares Bauteil des Getriebes zu verstehen, über welches je zugehörige Komponenten des Getriebes drehfest miteinander verbunden sind. Die jeweilige Welle kann die Komponenten dabei axial oder radial oder auch sowohl axial und radial miteinander verbinden. Unter einer Welle ist nicht ausschließlich ein beispielsweise zylindrisches, drehbar gelagertes Maschinenelement zur Übertragung von Drehmomenten zu verstehen, sondern vielmehr sind hierunter auch allgemeine Verbindungselemente zu verstehen, die einzelne Bauteile oder Elemente miteinander verbinden, insbesondere Verbindungselemente, die mehrere Elemente drehfest miteinander verbinden.A "shaft" is a rotatable component of the transmission, through which the associated components of the transmission are connected to each other in a rotationally fixed manner. The respective shaft can connect the components axially or radially, or even both axially and radially. A shaft is not exclusively a This does not only mean a cylindrical, rotatably mounted machine element for transmitting torque, but also general connecting elements that connect individual components or elements to one another, in particular connecting elements that connect several elements to one another in a rotationally fixed manner.

Gemäß einer Ausführungsform weist ein Fußkreisdurchmesser der Steckverzahnung am Gehäuse eine Überschneidung in radialer Richtung mit den Bohrungen zur Aufnahme von Schraubelementen und Fixierung des Gehäusedeckels am Gehäuse auf. Durch die radiale Überschneidung des Fußkreisdurchmessers der Steckverzahnung am Gehäuse und der Bohrungen zur Aufnahme von Schraubelementen am Gehäuse wird das Getriebe insbesondere in radialer Richtung kompakter ausgebildet. Denn die Bohrungen zur Aufnahme der Schraubelemente am Gehäuse werden dadurch radial weiter nach innen verschoben. Der Außendurchmesser des Gehäuses verkleinert sich, ohne das axiale Abmaß des Gehäuses zu beeinflussen.According to one embodiment, the root diameter of the spline on the housing has a radial overlap with the bores for accommodating screw elements and securing the housing cover to the housing. Due to the radial overlap of the root diameter of the spline on the housing and the bores for accommodating screw elements on the housing, the gearbox is designed to be more compact, particularly in the radial direction. This is because the bores for accommodating the screw elements on the housing are thereby shifted further radially inward. The outer diameter of the housing is reduced without affecting the axial dimensions of the housing.

Beispielsweise sind der Fußkreisdurchmesser der Steckverzahnung am Gehäuse und die Bohrungen zur Aufnahme von Schraubelementen und Fixierung des Gehäusedeckels am Gehäuse im Wesentlichen auf einer gemeinsamen Kreisbahn angeordnet. Mit anderen Worten ist das Zentrum der Bohrungen zur Aufnahme von Schraubelementen am Gehäuse im Wesentlichen, also höchstens mit geringen Abweichungen von wenigen Millimetern, auf dem Fußkreisdurchmesser der Steckverzahnung am Gehäuse angeordnet. Dies stellt einen guten Kompromiss zwischen einer kompakten Ausbildung und einer einfachen Fertigung und Montage des Getriebes dar. Insbesondere sind alle Bohrungen, die zur Aufnahme von Schraubelementen und Fixierung des Gehäusedeckels am Gehäuse eingerichtet sind, auf dieser gemeinsamen Kreisbahn, die im Wesentlichen dem Fußkreisdurchmesser der Steckverzahnung am Gehäuse entspricht, angeordnet. Dadurch wird die Fertigung und Montage des Getriebes weiter verbessert.For example, the root diameter of the spline on the housing and the holes for accommodating screw elements and securing the housing cover to the housing are essentially arranged on a common circular path. In other words, the center of the holes for accommodating screw elements on the housing is essentially located on the root diameter of the spline on the housing, i.e. with at most minor deviations of a few millimeters. This represents a good compromise between a compact design and simple manufacture and assembly of the gearbox. In particular, all holes designed to accommodate screw elements and secure the housing cover to the housing are arranged on this common circular path, which essentially corresponds to the root diameter of the spline on the housing. This further improves the manufacture and assembly of the gearbox.

Gemäß einer Ausführungsform sind in Umfangsrichtung zwischen zwei Segmenten der Steckverzahnung am Planetenträger genau zwei Bohrungen zur Aufnahme von Schraubelementen und Fixierung des Gehäusedeckels am Gehäuse ausgebildet. Mithin folgen in Umfangsrichtung nach einem Segment der Steckverzahnung am Planetenträger stets zwei Bohrungen am Gehäuse, die zur Aufnahme von Schraubelementen vorgesehen sind. Danach folgen in Umfangsrichtung wieder ein Segment der Steckverzahnung am Planetenträger.According to one embodiment, exactly two bores are formed in the circumferential direction between two segments of the spline on the planet carrier for accommodating screw elements and securing the housing cover to the housing. Thus, in the circumferential direction, after each segment of the spline on the planet carrier, there are always two bores on the housing designed to accommodate screw elements. This is followed in the circumferential direction by another segment of the spline on the planet carrier.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Steckverzahnung am Planetenträger zumindest drei, bevorzugt sechs, in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilte Segmente auf. Beispielsweise weist der Planetenträger ferner zumindest sechs, bevorzugt zwölf, in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilte Bohrungen zur Aufnahme von Schraubelementen und Fixierung des Gehäusedeckels am Gehäuse auf.According to one embodiment, the spline on the planet carrier has at least three, preferably six, segments evenly distributed in the circumferential direction. For example, the planet carrier further has at least six, preferably twelve, bores evenly distributed in the circumferential direction for receiving screw elements and securing the housing cover to the housing.

Gemäß einer Ausführungsform sind am Planetenträger Bohrungen zur Aufnahme von Planetenradbolzen angeordnet, wobei in Umfangsrichtung zwischen zwei Segmenten der Steckverzahnung am Planetenträger genau eine Bohrung für einen Bolzen angeordnet ist. Insbesondere sind die Bohrungen zur Aufnahme von Bolzen für Planetenräder und die Segmente der Steckverzahnung am Planetenträger derart angeordnet, dass die Sitze für die Planetenräder am Planetenträger bearbeitbar bleiben. Dadurch wird insbesondere die Fertigung des Getriebes verbessert.According to one embodiment, bores for receiving planetary gear pins are arranged on the planetary carrier, with exactly one bore for a pin being arranged in the circumferential direction between two segments of the spline on the planetary carrier. In particular, the bores for receiving pins for planetary gears and the segments of the spline on the planetary carrier are arranged in such a way that the seats for the planetary gears on the planetary carrier remain machinable. This, in particular, improves the production of the transmission.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das Differential einen ersten Planetenradsatz und mindestens einen damit wirkverbundenen zweiten Planetenradsatz auf, wobei mittels des ersten Planetenradsatzes des Differentials zumindest mittelbar ein erstes Abtriebsmoment auf die erste Ausgangswelle übertragbar ist, wobei ein Abstützmoment des ersten Planetenradsatzes in dem zweiten Planetenradsatz derart wandelbar ist, dass ein dem ersten Abtriebsmoment entsprechendes zweites Abtriebsmoment auf die zweite Ausgangswelle übertragbar ist.According to a preferred embodiment, the differential has a first planetary gear set and at least one second planetary gear set operatively connected thereto, wherein a first output torque can be transmitted at least indirectly to the first output shaft by means of the first planetary gear set of the differential, wherein a support torque of the first planetary gear set in the second planetary gear set can be converted such that a second output torque corresponding to the first output torque can be transmitted to the second output shaft.

Das Differential kann beliebig ausgebildet sein. Vorzugsweise ist das Differential ein integrales Differential, das einen ersten Planetenradsatz und mindestens einen damit wirkverbundenen zweiten Planetenradsatz umfasst, wobei mittels des ersten Planetenradsatzes des Differentials zumindest mittelbar ein erstes Abtriebsmoment auf die erste Ausgangswelle übertragbar ist, wobei ein Abstützmoment des ersten Planetenradsatzes in dem zweiten Planetenradsatz des Differentials derart wandelbar ist, dass ein dem ersten Abtriebsmoment entsprechendes zweites Abtriebsmoment auf die zweite Ausgangswelle übertragbar ist.The differential can be designed in any desired manner. Preferably, the differential is an integral differential comprising a first planetary gear set and at least one second planetary gear set operatively connected thereto. A first output torque can be transmitted at least indirectly to the first output shaft by means of the first planetary gear set of the differential. A support torque of the first planetary gear set can be converted in the second planetary gear set of the differential such that a second output torque corresponding to the first output torque can be transmitted to the second output shaft.

Unter einem integralen Differential ist im Rahmen dieser Erfindung ein Differential mit einem ersten Planetenradsatz und mindestens einem mit dem ersten Planetenradsatz wirkverbundenen zweiten Planetenradsatz zu verstehen, wobei der erste Planetenradsatz mit der Eingangswelle, mit dem zweiten Planetenradsatz sowie zumindest mittelbar mit der ersten Ausgangswelle antriebswirksam verbunden ist. Der zweite Planetenradsatz ist zudem mit der zweiten Ausgangswelle antriebswirksam verbunden. Mittels eines solchen integralen Differentials ist das Eingangsmoment an der Eingangswelle wandelbar und in einem definierten Verhältnis auf die beiden Ausgangswellen aufteilbar bzw. übertragbar. Vorzugsweise wird das Eingangsmoment zu je 50%, das heißt hälftig auf die Ausgangswellen übertragen. Somit weist das Differential kein Bauteil auf, an dem die Summe der beiden Abtriebsmomente anliegt. Anders gesagt wird die Entstehung eines Summendrehmoments verhindert. Darüber hinaus weist das Differential bei identischen Abtriebsdrehzahlen der Ausgangswellen keine im Block umlaufenden bzw. ohne Wälzbewegung umlaufenden Verzahnungen auf. Mithin erfolgt unabhängig der Abtriebsdrehzahlen der Ausgangswellen stets eine Relativbewegung der miteinander in Zahneingriff stehenden Bauteile des Differentials.An integral differential, in the context of this invention, is understood to mean a differential with a first planetary gear set and at least one second planetary gear set operatively connected to the first planetary gear set, wherein the first planetary gear set is drivingly connected to the input shaft, to the second planetary gear set and at least indirectly to the first output shaft. The second planetary gear set is also drivingly connected to the second output shaft. By means of such an integral differential, the input torque at the input shaft is convertible and transmitted in a defined ratio to the The input torque can be divided or transferred between the output shafts. Preferably, the input torque is transmitted 50% to each output shaft, i.e., half to each output shaft. Thus, the differential has no component on which the sum of the two output torques is applied. In other words, the creation of a cumulative torque is prevented. Furthermore, when the output shafts have identical output speeds, the differential has no gears rotating in a single unit or rotating without a rolling motion. Therefore, regardless of the output shafts' output speeds, there is always a relative movement between the meshing components of the differential.

Unter einem „Planetenradsatz“ ist eine Einheit mit einem Sonnenrad, einem Hohlrad und mit mehreren von einem Planetenträger auf einer Kreisbahn um das Sonnenrad geführten Planetenrädern zu verstehen, wobei die Planetenräder mit dem Hohlrad und dem Sonnenrad in Zahneingriff stehen.A “planetary gear set” is a unit comprising a sun gear, a ring gear and several planetary gears guided by a planet carrier on a circular path around the sun gear, the planetary gears meshing with the ring gear and the sun gear.

Bevorzugt ist ein erstes Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes dazu eingerichtet, im montierten Zustand des Antriebsstranges drehfest mit der Eingangswelle verbunden zu sein. Ein erster Planetenträger des ersten Planetenradsatzes ist ferner bevorzugt dazu eingerichtet, zumindest mittelbar drehfest mit der ersten Ausgangswelle verbunden zu sein. Ein erstes Hohlrad des ersten Planetenradsatzes ist weiterhin bevorzugt zumindest mittelbar drehfest mit einem zweiten Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes verbunden. Ein zweites Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes ist außerdem bevorzugt dazu eingerichtet, zumindest mittelbar drehfest mit der zweiten Ausgangswelle verbunden zu sein. Der Planetenträger des zweiten Planetenradsatzes, im Weiteren auch zweiter Planetenträger genannt, ist drehfest mit dem Gehäuse oder einem Teil des Gehäuses verbunden. Der oben beschriebene Planetenträger gehört zum zweiten Planetenradsatz und ist somit der zweite Planetenträger in diesem Beispiel.Preferably, a first sun gear of the first planetary gear set is configured to be non-rotatably connected to the input shaft when the drive train is assembled. A first planet carrier of the first planetary gear set is further preferably configured to be at least indirectly non-rotatably connected to the first output shaft. A first ring gear of the first planetary gear set is further preferably at least indirectly non-rotatably connected to a second sun gear of the second planetary gear set. A second ring gear of the second planetary gear set is also preferably configured to be at least indirectly non-rotatably connected to the second output shaft. The planet carrier of the second planetary gear set, also referred to below as the second planet carrier, is non-rotatably connected to the housing or a part of the housing. The planet carrier described above belongs to the second planetary gear set and is thus the second planet carrier in this example.

Nach einem Ausführungsbeispiel ist der erste Planetenträger über eine Steckverzahnung drehfest mit der ersten Ausgangswelle verbunden. Die Steckverzahnung ist zur Abstützung und Übertragung eines Drehmoments und einer Drehzahl vorgesehen. Die Steckverzahnung realisiert eine lösbare Verbindung zwischen dem ersten Planetenträger und der ersten Ausgangswelle, wobei die Steckverzahnung während des Betriebs ein Drehmoment und eine Drehzahl wirksam übertragen bzw. abstützen kann.According to one embodiment, the first planetary carrier is connected to the first output shaft in a rotationally fixed manner via a spline. The spline is provided for supporting and transmitting a torque and a rotational speed. The spline provides a detachable connection between the first planetary carrier and the first output shaft, whereby the spline can effectively transmit and support a torque and a rotational speed during operation.

Als Gehäuseteil ist ein dreh- und axialfestes Bauteil des Getriebes zu verstehen, beispielsweise das Getriebegehäuse selbst, Teil oder ein Deckel des Getriebegehäuses. Bauteile, die sich am Gehäuseteil abstützen sind demnach gehäusefest angeordnet. Unter dem Begriff „gehäusefest“ ist zu verstehen, dass zwischen dem jeweiligen Bauteil und dem Gehäuseteil des Getriebes keine Relativbewegung stattfindet bzw. stattfinden kann.A housing part is defined as a rotationally and axially fixed component of the transmission, for example, the transmission housing itself, a part of it, or a cover of the transmission housing. Components that rest on the housing part are therefore fixed to the housing. The term "fixed to the housing" means that no relative movement occurs or can occur between the respective component and the transmission housing part.

Dass zwei Bauelemente des Getriebes drehfest „verbunden“ bzw. „gekoppelt“ sind bzw. „miteinander in Verbindung stehen“, meint im Sinne der Erfindung eine permanente Koppelung dieser Bauelemente, sodass diese nicht unabhängig voneinander rotieren können. Darunter ist also eine dauerhafte Drehverbindung zu verstehen. Insbesondere ist zwischen diesen Bauelementen, bei welchen es sich um Elemente des Differentials und/oder auch Wellen und/oder ein drehfestes Bauelement des Getriebes handeln kann, kein Schaltelement vorgesehen, sondern die entsprechenden Bauelemente sind fest miteinander gekoppelt. Auch eine drehelastische Verbindung zwischen zwei Bauteilen wird als fest oder drehfest verstanden.The fact that two components of the transmission are "connected" or "coupled" or "connected to one another" in a rotationally fixed manner means, in the context of the invention, a permanent coupling of these components so that they cannot rotate independently of one another. This is therefore understood to mean a permanent rotary connection. In particular, no switching element is provided between these components, which can be elements of the differential and/or shafts and/or a rotationally fixed component of the transmission; instead, the corresponding components are firmly coupled to one another. A torsionally flexible connection between two components is also understood to be fixed or rotationally fixed.

Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass das Getriebe ferner ein Trägerelement umfasst, das drehfest mit der zweiten Ausgangswelle verbunden ist, und den zweiten Planetenradsatz mit der zweiten Ausgangswelle wirkverbindet. Im Fall, dass das zweite Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes zumindest mittelbar drehfest mit der zweiten Ausgangswelle verbunden ist, ist das Trägerelement als Koppelwelle, insbesondere als Hohlradträger des zweiten Hohlrades, zu verstehen. Das zweite Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes ist demnach über den Hohlradträger drehfest mit der zweiten Ausgangswelle verbunden. Denkbar ist, dass das Trägerelement und die zweite Ausgangswelle einteilig ausgebildet sind. In diesem Fall ist das Trägerelement Teil der zweiten Ausgangswelle. Das Trägerelement ist beispielsweise als blechförmiges, ringscheibenförmiges Bauteil ausgebildet, das am zweiten Hohlrad drehfest angebunden ist, beispielsweise über eine Kronenverzahnung oder dergleichen. Das Trägerelement kann ebenso einteilig, beispielsweise stoffschlüssig, mit dem zweiten Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes oder der zweiten Ausgangswelle verbunden sein. Mit dem Trägerelement kann ein radialer Versatz zwischen dem zweiten Hohlrad und der zweiten Ausgangswelle ausgeglichen werden. The invention includes the technical teaching that the transmission further comprises a carrier element that is non-rotatably connected to the second output shaft and operatively connects the second planetary gear set to the second output shaft. If the second ring gear of the second planetary gear set is at least indirectly non-rotatably connected to the second output shaft, the carrier element is to be understood as a coupling shaft, in particular as a ring gear carrier of the second ring gear. The second ring gear of the second planetary gear set is therefore non-rotatably connected to the second output shaft via the ring gear carrier. It is conceivable that the carrier element and the second output shaft are formed as a single piece. In this case, the carrier element is part of the second output shaft. The carrier element is formed, for example, as a sheet-metal, annular disk-shaped component that is non-rotatably connected to the second ring gear, for example via a crown gear or the like. The carrier element can also be connected as a single piece, for example by a material bond, to the second ring gear of the second planetary gear set or to the second output shaft. The carrier element can compensate for a radial offset between the second ring gear and the second output shaft.

Ein erfindungsgemäßer Antriebsstrang für ein Fahrzeug umfasst ein erfindungsgemäßes Getriebe, eine Eingangswelle, eine erste Ausgangswelle sowie eine zweite Ausgangswelle, wobei das Differential des Getriebes zwischen der Eingangswelle und den beiden Ausgangswellen wirksam angeordnet ist und eine an der Eingangswelle anliegende Antriebsleistung auf die beiden Ausgangswellen aufteilt.A drive train according to the invention for a vehicle comprises a transmission according to the invention, an input shaft, a first output shaft and a second output shaft, wherein the differential of the transmission is effectively arranged between the input shaft and the two output shafts and divides a drive power applied to the input shaft between the two output shafts.

Das Getriebe ist im montierten Zustand des Antriebsstrangs also über die Eingangswelle mit der Antriebseinheit wirkverbunden. Die Antriebseinheit ist bevorzugt eine elektrische Maschine, wobei die Eingangswelle der Antriebseinheit ein Rotor der elektrischen Maschine ist oder mit dem Rotor oder einer Rotorwelle der elektrischen Maschine drehfest verbunden bzw. gekoppelt ist. Der Rotor ist gegenüber einem gehäusefesten Stator der elektrischen Maschine drehbar gelagert. Die elektrische Maschine ist vorzugsweise mit einem Energiespeicher verbunden, der die elektrische Maschine mit elektrischer Energie versorgt. Ferner ist die elektrische Maschine bevorzugt von einer Leistungselektronik steuer- bzw. regelbar. Die Antriebseinheit kann alternativ auch ein Verbrennungsmotor sein, wobei die Eingangswelle in diesem Fall beispielsweise eine Kurbelwelle ist oder mit der Kurbelwelle drehfest verbunden bzw. gekoppelt ist.When the drive train is in the assembled state, the transmission is operatively connected to the drive unit via the input shaft. The drive unit is preferably an electric machine, wherein the input shaft of the drive unit is a rotor of the electric machine or is connected or coupled in a rotationally fixed manner to the rotor or a rotor shaft of the electric machine. The rotor is rotatably mounted relative to a stator of the electric machine that is fixed to the housing. The electric machine is preferably connected to an energy storage device that supplies the electric machine with electrical energy. Furthermore, the electric machine can preferably be controlled or regulated by power electronics. Alternatively, the drive unit can also be an internal combustion engine, wherein the input shaft in this case is, for example, a crankshaft or is connected or coupled in a rotationally fixed manner to the crankshaft.

Die Eingangswelle ist bevorzugt als Hohlwelle ausgebildet. Dadurch kann eine der Ausgangswellen, insbesondere die erste Ausgangswelle, durch die Eingangswelle axial hindurchgeführt sein. Bevorzugt ist eine der Ausgangswellen, insbesondere die erste Ausgangswelle, durch das Getriebe und gegebenenfalls durch die Antriebseinheit des Antriebsstrangs hindurchgeführt. Damit ist die jeweilige Ausgangswelle „inline“ durch das Getriebe hindurchgeführt, um eine Antriebsleistung auf das damit wirkverbundene Rad des Fahrzeugs zu übertragen. Die Ausgangswellen sind in diesem Fall koaxial zueinander angeordnet, was sich positiv auf den erforderlichen radialen Bauraum auswirkt. Durch die koaxiale Anordnung der Ausgangswellen kann mithin eine radial kompakte Bauweise des Getriebes realisiert werden. Eine parallel versetzte Anordnung der Ausgangswellen ist ebenfalls denkbar und ist durch entsprechende Übersetzungsstufen realisierbar.The input shaft is preferably designed as a hollow shaft. This allows one of the output shafts, in particular the first output shaft, to be guided axially through the input shaft. One of the output shafts, in particular the first output shaft, is preferably guided through the transmission and, if applicable, through the drive unit of the drive train. The respective output shaft is thus guided "inline" through the transmission in order to transmit drive power to the vehicle wheel operatively connected to it. In this case, the output shafts are arranged coaxially to one another, which has a positive effect on the required radial installation space. The coaxial arrangement of the output shafts therefore enables a radially compact design of the transmission. A parallel, offset arrangement of the output shafts is also conceivable and can be implemented using appropriate gear ratios.

Die Ausgangswellen des Antriebsstrangs sind insbesondere dazu eingerichtet, mit einem Rad des Fahrzeugs wirkverbunden zu sein. Die jeweilige Ausgangswelle kann direkt bzw. unmittelbar oder indirekt bzw. mittelbar, das heißt über z. B. ein Gelenk und/oder eine Radnabe, mit dem dazugehörigen Rad verbunden sein.The output shafts of the drive train are designed, in particular, to be operatively connected to a wheel of the vehicle. The respective output shaft can be connected to the corresponding wheel directly or indirectly, i.e., via a joint and/or a wheel hub, for example.

Das erfindungsgemäße Getriebe, insbesondere ein Antriebsstrang mit einem solchen Getriebe ist in einem Fahrzeug einsetzbar. Mithin weist ein erfindungsgemäßes Fahrzeug mindestens einen solchen Antriebsstrang auf. Bei dem Fahrzeug handelt es sich vorzugsweise um ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Automobil (z.B. ein Personenkraftfahrwagen mit einem Gewicht von weniger als 3,5 t), Bus oder Lastkraftwagen (Bus und Lastkraftwagen z. B. mit einem Gewicht von über 3,5 t). Insbesondere ist das Fahrzeug ein Elektrofahrzeug oder ein Hybridfahrzeug. Das Fahrzeug umfasst wenigstens zwei Achsen, wobei eine der Achsen eine mittels des Antriebsstrangs antreibbare Achse bildet. An dieser antreibbaren Achse ist der erfindungsgemäße Antriebsstrang wirksam angeordnet, wobei der Antriebsstrang eine Antriebsleistung der Antriebseinheit über das erfindungsgemäße Getriebe auf die Räder dieser Achse überträgt. Es ist auch denkbar, für jede Achse einen solchen Antriebsstrang vorzusehen. Der Antriebsstrang ist bevorzugt in Front-Quer-Bauweise verbaut, sodass die Eingangswelle sowie die Ausgangswellen im Wesentlichen quer zur Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtet sind. Alternativ kann der Antriebsstrang schräg zur Längs- und Querachse des Fahrzeugs angeordnet sein, wobei die Ausgangswellen über entsprechende Gelenke mit den Rädern der jeweiligen Achse, die quer zur Fahrzeuglängsachse angeordnet sind, verbunden sind.The transmission according to the invention, in particular a drive train with such a transmission, can be used in a vehicle. Thus, a vehicle according to the invention has at least one such drive train. The vehicle is preferably a motor vehicle, in particular an automobile (e.g., a passenger car weighing less than 3.5 t), a bus, or a truck (e.g., a bus and a truck weighing more than 3.5 t). In particular, the vehicle is an electric vehicle or a hybrid vehicle. The vehicle comprises at least two axles, one of which forms an axle that can be driven by the drive train. The drive train according to the invention is operatively arranged on this drivable axle, the drive train transmitting drive power from the drive unit to the wheels of this axle via the transmission according to the invention. It is also conceivable to provide such a drive train for each axle. The drive train is preferably installed in a front-transverse design, so that the input shaft and the output shafts are aligned substantially transversely to the vehicle's longitudinal direction. Alternatively, the drive train can be arranged obliquely to the longitudinal and transverse axes of the vehicle, with the output shafts being connected via corresponding joints to the wheels of the respective axle, which are arranged transversely to the vehicle's longitudinal axis.

Die obigen Definitionen sowie Ausführungen zu technischen Effekten, Vorteilen und vorteilhaften Ausführungsformen des Getriebes gemäß dem ersten Erfindungsaspekt gelten sinngemäß ebenfalls für den erfindungsgemäßen Antriebsstrang gemäß dem zweiten Erfindungsaspekt und für das erfindungsgemäße Fahrzeug gemäß dem dritten Erfindungsaspekt.The above definitions as well as statements on technical effects, advantages and advantageous embodiments of the transmission according to the first aspect of the invention also apply mutatis mutandis to the drive train according to the invention according to the second aspect of the invention and to the vehicle according to the invention according to the third aspect of the invention.

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert, wobei gleiche oder ähnliche Bauteile mit demselben Bezugszeichen versehen sind. Hierbei zeigt

1 eine stark schematische Draufsicht auf ein exemplarisches Fahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Antriebsstrang der ein erfindungsgemäßes Getriebe umfasst,
2 eine stark vereinfachte Darstellung des erfindungsgemäßen Getriebes,
3 eine schematische Perspektivdarstellung eines Planetenträgers des erfindungsgemäßen Getriebes,
4 eine schematische Schnittdarstellung eines Ausschnitts des erfindungsgemäßen Getriebes,
5 eine weitere schematische Schnittdarstellung eines Ausschnitts des erfindungsgemäßen Getriebes, und
6 eine stark vereinfachte Schnittdarstellung eines Gehäuses des erfindungsgemäßen Getriebes.

In the following, embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the schematic drawings, wherein identical or similar components are provided with the same reference numerals.

1 a highly schematic plan view of an exemplary vehicle with a drive train according to the invention which includes a transmission according to the invention,
2 a highly simplified representation of the transmission according to the invention,
3 a schematic perspective view of a planet carrier of the transmission according to the invention,
4 a schematic sectional view of a section of the transmission according to the invention,
5 a further schematic sectional view of a section of the transmission according to the invention, and
6 a highly simplified sectional view of a housing of the transmission according to the invention.

Gemäß 1 ist ein Fahrzeug 1 mit zwei Achsen 10a, 10b dargestellt, wobei an der ersten Achse 10a ein erfindungsgemäßer Antriebsstrang 2 antriebswirksam angeordnet ist. Das Fahrzeug 1 ist hier ein Elektrofahrzeug, wobei der Antrieb des Fahrzeugs 1 rein elektrisch erfolgt. Die erste Achse 10a kann sowohl Frontachse als auch Heckachse des Fahrzeugs 1 sein und bildet eine angetriebene Achse des Fahrzeugs 1. Hier ist der Antriebsstrang 2 beispielsweise an einer nicht lenkbaren Heckachse des Fahrzeugs 1 angeordnet.According to 1 A vehicle 1 with two axles 10a, 10b is shown, with a drive train 2 according to the invention being arranged on the first axle 10a. The vehicle 1 is Here, an electric vehicle, with the drive of the vehicle 1 being purely electric. The first axle 10a can be either the front axle or the rear axle of the vehicle 1 and forms a driven axle of the vehicle 1. Here, the drive train 2 is arranged, for example, on a non-steerable rear axle of the vehicle 1.

Der Antriebsstrang 2 umfasst eine als elektrische Maschine ausgeführte Antriebseinheit 12 sowie ein damit wirkverbundenes Getriebe 3, wobei der Aufbau und die Anordnung des Getriebes 3 in den nachfolgenden Figuren näher erläutert wird. Der detaillierte Aufbau der Antriebseinheit 12 ist hier nicht gezeigt. Die Antriebseinheit 12 bzw. elektrische Maschine weist jedenfalls einen Akkumulator auf, der sie mit elektrischer Energie versorgt, und eine Leistungselektronik zur Steuerung und Regelung der Antriebseinheit 12 auf. Durch Bestromung eines - hier nicht gezeigten - Stators wird ein - hier ebenfalls nicht gezeigter - drehbar zum Stator angeordneter Rotor, welcher drehfest mit einer in 2 als Pfeil angedeuteten Eingangswelle 4 verbunden ist, in eine Drehbewegung relativ zum Stator versetzt. Die Eingangswelle 4 ist als Antriebswelle zu verstehen, die eine Antriebsleistung der Antriebseinheit 12 in das Getriebe 3 leitet, wobei die Antriebsleistung von einem als integrales Differential ausgebildeten Differential 7 gewandelt und auf eine erste Ausgangswelle 5 und eine zweite Ausgangswelle 6 aufgeteilt wird.The drive train 2 comprises a drive unit 12 designed as an electric machine and a transmission 3 operatively connected thereto, wherein the structure and arrangement of the transmission 3 are explained in more detail in the following figures. The detailed structure of the drive unit 12 is not shown here. The drive unit 12 or electric machine in any case has an accumulator that supplies it with electrical energy and power electronics for controlling and regulating the drive unit 12. By energizing a stator (not shown here), a rotor (also not shown here) is arranged rotatably relative to the stator and is connected in a rotationally fixed manner to a 2 connected to the input shaft 4, indicated by an arrow, is set in a rotary motion relative to the stator. The input shaft 4 is to be understood as a drive shaft that transmits drive power from the drive unit 12 to the transmission 3. The drive power is converted by a differential 7 designed as an integral differential and distributed between a first output shaft 5 and a second output shaft 6.

Die Antriebseinheit 12 ist koaxial zum integralen Differential 7 angeordnet. Ebenso sind die Ausgangswellen 5, 6 koaxial zueinander sowie zur Antriebseinheit 12 angeordnet und erstrecken sich im montierten Zustand des Antriebsstrangs 2 ausgehend vom Getriebe 3 in entgegengesetzte Richtungen zu Rädern 13 der ersten Achse 10a. Zwischen dem jeweiligen Rad 13 und den Ausgangswellen 5, 6 sind nach 2 Gelenke 14 angeordnet, um eventuelle Schiefstellungen der Ausgangswellen 5, 6 gegenüber - hier nicht gezeigter - Radnaben der ersten Achse 10a auszugleichen.The drive unit 12 is arranged coaxially to the integral differential 7. Likewise, the output shafts 5, 6 are arranged coaxially to each other and to the drive unit 12 and, in the assembled state of the drive train 2, extend from the transmission 3 in opposite directions to wheels 13 of the first axle 10a. Between the respective wheel 13 and the output shafts 5, 6, 2 Joints 14 are arranged to compensate for any misalignment of the output shafts 5, 6 relative to the wheel hubs of the first axle 10a - not shown here.

Das in 2 und teilweise in 4 und 5 gezeigte Getriebe 3 ist als Differential 7 ausgebildet und umfasst zwei Planetenradsätze 15, 16 mit jeweils mehreren Radsatzelementen. Mittels des ersten Planetenradsatzes 15 ist ein erstes Abtriebsmoment auf die erste Ausgangswelle 5 übertragbar, wobei ein Abstützmoment des ersten Planetenradsatzes 15 in dem zweiten Planetenradsatz 16 derart wandelbar ist, dass ein dem ersten Abtriebsmoment entsprechendes zweites Abtriebsmoment auf die zweite Ausgangswelle 6 übertragbar ist.The 2 and partly in 4 and 5 The transmission 3 shown is designed as a differential 7 and comprises two planetary gear sets 15, 16, each with a plurality of gear set elements. A first output torque can be transmitted to the first output shaft 5 by means of the first planetary gear set 15, wherein a support torque of the first planetary gear set 15 can be converted in the second planetary gear set 16 such that a second output torque corresponding to the first output torque can be transmitted to the second output shaft 6.

Der erste und zweite Planetenradsatz 15, 16 sind hier jeweils als Minus-Planetenradsatz ausgebildet und radial geschachtelt, also in einer gemeinsamen Ebene liegend, angeordnet, wobei die gemeinsame Ebene senkrecht zur ersten Achse 10a verläuft. Dadurch wird axialer Bauraum des Getriebes 3 eingespart. Der erste Planetenradsatz 15 ist vorliegend radial innerhalb des zweiten Planetenradsatzes 16 angeordnet. The first and second planetary gear sets 15, 16 are each designed as a negative planetary gear set and are arranged radially nested, i.e., lying in a common plane, with the common plane running perpendicular to the first axis 10a. This saves axial installation space of the transmission 3. The first planetary gear set 15 is arranged radially within the second planetary gear set 16.

Am ersten Planetenradsatz 15 sind das erste Radsatzelement ein erstes Sonnenrad 17a, das zweite Radsatzelement ein erster Planetenträger 18a und das dritte Radsatzelement ein erstes Hohlrad 19a, wobei am ersten Planetenträger 18a mehrere erste Planetenräder 20a drehbar auf - hier nicht gezeigten - Planetenbolzen gelagert sind. Die ersten Planetenräder 20a stehen mit dem ersten Sonnenrad 17a sowie dem ersten Hohlrad 19a in Zahneingriff.On the first planetary gear set 15, the first gear set element is a first sun gear 17a, the second gear set element is a first planet carrier 18a, and the third gear set element is a first ring gear 19a. Several first planet gears 20a are rotatably mounted on planetary pins (not shown) on the first planet carrier 18a. The first planet gears 20a mesh with the first sun gear 17a and the first ring gear 19a.

Die erste Ausgangswelle 5 ist axial durch das Getriebe 3, insbesondere durch das integrale Differential 7, sowie durch die Antriebseinheit 12 hindurchgeführt. Demnach ist die erste Ausgangswelle 5 auch durch das erste Sonnenrad 17a des ersten Planetenradsatzes 15 axial hindurchgeführt. Mithin ist das erste Sonnenrad 17a als innen hohles Zahnrad und die damit drehfest verbundene Eingangswelle 4 als Hohlwelle ausgebildet.The first output shaft 5 extends axially through the transmission 3, in particular through the integral differential 7, as well as through the drive unit 12. Accordingly, the first output shaft 5 also extends axially through the first sun gear 17a of the first planetary gear set 15. Thus, the first sun gear 17a is designed as an internally hollow gear, and the input shaft 4, which is connected to it in a rotationally fixed manner, is designed as a hollow shaft.

Am zweiten Planetenradsatz 16 sind das erste Radsatzelement ein zweites Sonnenrad 17b, das zweite Radsatzelement ein zweiter Planetenträger 18b und das dritte Radsatzelement ein zweites Hohlrad 19b, wobei am zweiten Planetenträger 18b mehrere Planetenräder 20b drehbar auf - hier nicht gezeigten - Planetenbolzen gelagert sind. Die zweiten Planetenräder 20b stehen mit dem zweiten Sonnenrad 17b sowie dem zweiten Hohlrad 19b in Zahneingriff.On the second planetary gear set 16, the first gear set element is a second sun gear 17b, the second gear set element is a second planet carrier 18b, and the third gear set element is a second ring gear 19b. Several planet gears 20b are rotatably mounted on planetary pins (not shown) on the second planet carrier 18b. The second planet gears 20b mesh with the second sun gear 17b and the second ring gear 19b.

Das erste Sonnenrad 17a des ersten Planetenradsatzes 15 ist dazu eingerichtet, im montierten Zustand des Antriebsstranges 2 drehfest mit der Eingangswelle 4 verbunden zu sein. Der erste Planetenträger 18a des ersten Planetenradsatzes 15 ist dazu eingerichtet, im montierten Zustand des Antriebsstranges 2 über eine Steckverzahnung 22 drehfest mit der ersten Ausgangswelle 5 verbunden zu sein. Das erste Hohlrad 19a des ersten Planetenradsatzes 15 ist drehfest, hier einteilig, mit dem zweiten Sonnenrad 17b des zweiten Planetenradsatzes 16 verbunden. Das zweite Hohlrad 19b des zweiten Planetenradsatzes 16 ist zudem über ein ringscheibenförmig ausgebildete Trägerelement 8, das hier als Hohlradträger ausgebildet ist, drehfest mit der zweiten Ausgangswelle 6 verbunden.The first sun gear 17a of the first planetary gear set 15 is designed to be non-rotatably connected to the input shaft 4 when the drive train 2 is assembled. The first planet carrier 18a of the first planetary gear set 15 is designed to be non-rotatably connected to the first output shaft 5 via a spline 22 when the drive train 2 is assembled. The first ring gear 19a of the first planetary gear set 15 is non-rotatably connected, here in one piece, to the second sun gear 17b of the second planetary gear set 16. The second ring gear 19b of the second planetary gear set 16 is also non-rotatably connected to the second output shaft 6 via an annular disk-shaped carrier element 8, which is designed here as a ring gear carrier.

Es sei explizit darauf hingewiesen, dass die Zuordnung der Radsatzelemente zu den Elementen des jeweiligen Planetenradsatzes 15, 16 beliebig getauscht werden kann. Die jeweilige Anbindung der Radsatzelemente Sonnenrad, Planetenträger und Hohlrad erfolgt je nach Anforderung an die Übersetzungen inklusive Vorzeichen. Anstelle eines Minusplanetenradsatzes kann der jeweiligen Planetenradsatz 15, 16 immer auch als Plusplanetenradsatz ausgebildet sein, indem die Anbindung von erstem Planetenträger und erstem Hohlrad getauscht wird und der Betrag der Standübersetzung um eins erhöht wird. Sinngemäß ist dies auch umgekehrt möglich. Es ist ferner denkbar, zwischen der Antriebseinheit 12 und dem Getriebe 3 eine zusätzliche Übersetzungsstufe anzuordnen, beispielsweise ausgebildet als Stirnradstufe oder als Planetengetriebe mit einem oder mehreren Planetenradsätzen, um eine Gesamtübersetzung des Antriebs zu erhöhen.It should be explicitly noted that the assignment of the gear set elements to the elements of the respective planetary gear set 15, 16 can be exchanged as desired. The respective connection The gear set elements sun gear, planet carrier, and ring gear are configured depending on the gear ratio requirements, including the sign. Instead of a negative planetary gear set, the respective planetary gear set 15, 16 can always be designed as a positive planetary gear set by swapping the connection between the first planet carrier and the first ring gear and increasing the value of the stationary gear ratio by one. The reverse is also possible. It is also conceivable to arrange an additional gear ratio between the drive unit 12 and the transmission 3, for example, designed as a spur gear stage or as a planetary gear with one or more planetary gear sets, in order to increase the overall gear ratio of the drive.

3 zeigt den Planetenträger 18b des zweiten Planetenradsatzes 16 gemäß 2. Der Planetenträger 18b weist eine umlaufende sowie segmentiert ausgebildete Steckverzahnung 9 auf. Vorliegend besteht die Steckverzahnung 9 am Planetenträger 18b aus insgesamt sechs Segmenten 22, die in Umfangsrichtung gleichmäßig an einem Außenumfang des Planetenträgers 18b verteilt sind. Aufgrund der perspektivischen Darstellung sind nur fünf der sechs Segmente 22 der Steckverzahnung 9 am Planetenträger 18b dargestellt. In Umfangsrichtung ist jeweils zwischen zwei Segmenten 22 der Steckverzahnung 9 genau eine Bohrung 26 zur Aufnahme eines Planetenradbolzens am Planetenträger 18b angeordnet. Die Planetenräder sind im montierten Zustand in den dafür vorgesehenen Taschen 27 am Planetenträger 18b angeordnet. Die Bohrungen 26 verlaufen zentral durch die Taschen 27 am Planetenträger 18b. Mithin ist in Umfangsrichtung jeweils zwischen zwei Segmenten 22 der Steckverzahnung 9 genau eine Tasche 27 zur Aufnahme eines Planetenrads am Planetenträger 18b angeordnet. Aufgrund der perspektivischen Darstellung sind nur vier der sechs Taschen 27 dargestellt. 3 shows the planet carrier 18b of the second planetary gear set 16 according to 2 . The planet carrier 18b has a circumferential and segmented spline 9. In the present case, the spline 9 on the planet carrier 18b consists of a total of six segments 22, which are evenly distributed in the circumferential direction on an outer circumference of the planet carrier 18b. Due to the perspective view, only five of the six segments 22 of the spline 9 on the planet carrier 18b are shown. In the circumferential direction, between each two segments 22 of the spline 9, exactly one bore 26 for receiving a planet gear bolt is arranged on the planet carrier 18b. In the assembled state, the planet gears are arranged in the pockets 27 provided for them on the planet carrier 18b. The bores 26 run centrally through the pockets 27 on the planet carrier 18b. Thus, in the circumferential direction, between each two segments 22 of the spline 9, exactly one pocket 27 for receiving a planet gear is arranged on the planet carrier 18b. Due to the perspective view, only four of the six pockets 27 are shown.

4 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Ausschnitts des erfindungsgemäßen Getriebes 3. Der Querschnitt gemäß 4 ist durch die Steckverzahnung 9 am Planetenträger 18b des Getriebes 3 geführt. Wie aus 4 ersichtlich wird, greift die Steckverzahnung 9 am Planetenträger 18b in eine Steckverzahnung 11 am Gehäuse 21 des Getriebes 3 ein, um den Planetenträger 18b und das Gehäuse 21 drehfest miteinander zu verbinden. In Umfangsrichtung zwischen zwei Segmenten 22 der Steckverzahnung 9 am Planetenträger 18b sind vorliegend genau zwei Bohrungen 23 am Gehäuse 21 ausgebildet, wobei diese Bohrungen 23 zur Aufnahme von in 5 dargestellten Schraubelementen 24 und zur Fixierung eines in 5 dargestellten Gehäusedeckels 25 am Gehäuse 21 eingerichtet sind. Der Längsschnitt gemäß 5 verläuft durch einen Planetenradbolzen des Getriebes 3, sodass nur die hinter der Schnittebene liegenden Schraubelemente 24 sichtbar sind. 4 shows a schematic sectional view of a section of the transmission 3 according to the invention. The cross section according to 4 is guided through the spline 9 on the planet carrier 18b of the gearbox 3. As can be seen from 4 As can be seen, the spline 9 on the planet carrier 18b engages in a spline 11 on the housing 21 of the transmission 3 in order to connect the planet carrier 18b and the housing 21 in a rotationally fixed manner. In the circumferential direction between two segments 22 of the spline 9 on the planet carrier 18b, exactly two bores 23 are formed on the housing 21, these bores 23 being designed to receive 5 shown screw elements 24 and for fixing a 5 shown housing cover 25 on the housing 21. The longitudinal section according to 5 runs through a planetary gear bolt of the gearbox 3, so that only the screw elements 24 located behind the cutting plane are visible.

Das Gehäuse 21 des Getriebes 3 ist in 6 stark vereinfacht dargestellt. In einem ersten Abschnitt des Gehäuses 3 ist eine elektrische Maschine 29 mit einem gehäusefesten Stator und einem innenliegenden Rotor angeordnet. In diesem Bereich weist das Gehäuse 3 einen ersten Innendurchmesser D1 auf. Axial daran angrenzend vergrößert sich der Innendurchmesser des Gehäuses 21 auf einen zweiten Innendurchmesser D2, wobei dieser Bereich des Gehäuses 21 dazu eingerichtet ist, eine nicht näher dargestellte Dichtung aufzunehmen. Axial daran angrenzend ist die Steckverzahnung 11 am Gehäuse 21 ausgebildet, wobei ein Kopfkreisdurchmesser 30 der Steckverzahnung 11 am Gehäuse 21 größer ist als der zweite Innendurchmesser D2 am Gehäuse 21. Ein Fußkreisdurchmesser 28 der Steckverzahnung 11 am Gehäuse 21 ist größer als der Kopfkreisdurchmesser 30 der Steckverzahnung 11 am Gehäuse 21. Ferner ist eine Bohrungen 23 am Gehäuse 21 ausgebildet, die zur Aufnahme der Schraubelemente 24 und Fixierung des Gehäusedeckels 25 am Gehäuse 21 eingerichtet ist. Die Schnittdarstellung gemäß 6 verläuft zum einen durch die Steckverzahnung 11 am Gehäuse 21 und zum anderen in Umfangsrichtung verdreht durch eine der Bohrungen 23 am Gehäuse 21.The housing 21 of the gearbox 3 is in 6 Shown in a highly simplified manner. In a first section of the housing 3, an electric machine 29 is arranged with a stator fixed to the housing and an internal rotor. In this area, the housing 3 has a first inner diameter D1. Axially adjacent thereto, the inner diameter of the housing 21 increases to a second inner diameter D2, wherein this area of the housing 21 is designed to accommodate a seal (not shown in detail). Axially adjacent thereto, the spline 11 is formed on the housing 21, wherein a tip diameter 30 of the spline 11 on the housing 21 is larger than the second inner diameter D2 on the housing 21. A root diameter 28 of the spline 11 on the housing 21 is larger than the tip diameter 30 of the spline 11 on the housing 21. Furthermore, a bore 23 is formed on the housing 21, which is designed to receive the screw elements 24 and to fix the housing cover 25 to the housing 21. The sectional view according to 6 runs on the one hand through the spline 11 on the housing 21 and on the other hand, rotated in the circumferential direction, through one of the bores 23 on the housing 21.

Aus 6 geht hervor, dass der Fußkreisdurchmesser 28 der Steckverzahnung 11 am Gehäuse 21 eine Überschneidung in radialer Richtung mit den Bohrungen 23 zur Aufnahme von Schraubelementen 24 und Fixierung des Gehäusedeckels 25 am Gehäuse 21 aufweist. Vorliegend sind der Fußkreisdurchmesser 28 der Steckverzahnung 11 am Gehäuse 21 und die Bohrungen 23 zur Aufnahme von Schraubelementen 24 und Fixierung des Gehäusedeckels 25 am Gehäuse 21 im Wesentlichen auf einer gemeinsamen Kreisbahn angeordnet. Durch die radiale Überschneidung des Fußkreisdurchmessers 28 der Steckverzahnung 11 am Gehäuse 21 und der Bohrungen 23 zur Aufnahme von Schraubelementen 24 am Gehäuse 21 wird das Getriebe 3 in radialer Richtung kompakter ausgebildet. Denn die Bohrungen 23 zur Aufnahme der Schraubelemente 24 am Gehäuse 21 sind radial weiter nach innen verschoben als bisher bekannt. Der Außendurchmesser des Gehäuses 21 verkleinert sich, ohne das axiale Abmaß des Gehäuses 21 zu beeinflussen. Die Fertigung und Montage des Getriebes 3 werden erleichtert. Die gesamte Antriebseinheit kann im Durchmesser kleiner ausgelegt werden, da sich ein Bauraumgewinn durch die Verringerung des Durchmessers des Gehäuses 21 ergibt. Ferner kann das Gewicht des Getriebes 3 reduziert werden. Vorteilhaft ist auch, dass die in der Antriebseinheit integrierte sowie hier nicht dargestellte Leistungselektronik näher zum Planetenradsatz positioniert und dadurch tiefer im Fahrzeug eingebaut werden kann.Out of 6 It can be seen that the root circle diameter 28 of the spline 11 on the housing 21 has an overlap in the radial direction with the bores 23 for receiving screw elements 24 and for fixing the housing cover 25 to the housing 21. In the present case, the root circle diameter 28 of the spline 11 on the housing 21 and the bores 23 for receiving screw elements 24 and for fixing the housing cover 25 to the housing 21 are arranged essentially on a common circular path. Due to the radial overlap of the root circle diameter 28 of the spline 11 on the housing 21 and the bores 23 for receiving screw elements 24 on the housing 21, the gear 3 is designed to be more compact in the radial direction. This is because the bores 23 for receiving the screw elements 24 on the housing 21 are shifted radially further inwards than previously known. The outer diameter of the housing 21 is reduced without affecting the axial dimension of the housing 21. The manufacture and assembly of the gearbox 3 are facilitated. The entire drive unit can be designed with a smaller diameter, since the reduction in the diameter of the housing 21 results in a gain in installation space. Furthermore, the weight of the gearbox 3 can be reduced. Another advantage is that the power unit integrated in the drive unit and not shown here electronics can be positioned closer to the planetary gear set and thus installed deeper in the vehicle.

BezugszeichenReference symbol

11: Fahrzeugvehicle
22: AntriebsstrangPowertrain
33: GetriebeGearbox
44: Eingangswelleinput shaft
55: Erste AusgangswelleFirst output wave
66: Zweite AusgangswelleSecond output shaft
77: Differentialdifferential
88: TrägerelementSupport element
99: Steckverzahnung am PlanetenträgerSpline on the planet carrier
10a10a: Erste AchseFirst axis
10b10b: Zweite AchseSecond axis
1111: Steckverzahnung am GehäuseSpline on the housing
1212: Antriebseinheitdrive unit
1313: Radwheel
1414: Gelenkjoint
1515: Erster PlanetenradsatzFirst planetary gear set
1616: Zweiter PlanetenradsatzSecond planetary gear set
17a17a: Erstes Sonnenrad des ersten PlanetenradsatzesFirst sun gear of the first planetary gear set
17b17b: Zweites Sonnenrad des zweiten PlanetenradsatzesSecond sun gear of the second planetary gear set
18a18a: Erster Planetenträger des ersten PlanetenradsatzesFirst planet carrier of the first planetary gear set
18b18b: Zweiter Planetenträger des zweiten PlanetenradsatzesSecond planet carrier of the second planetary gear set
19a19a: Erstes Hohlrad des ersten PlanetenradsatzesFirst ring gear of the first planetary gear set
19b19b: Zweites Hohlrad des zweiten PlanetenradsatzesSecond ring gear of the second planetary gear set
20a20a: Erstes Planetenrad des ersten PlanetenradsatzesFirst planetary gear of the first planetary gear set
20b20b: Zweites Planetenrad des zweiten PlanetenradsatzesSecond planetary gear of the second planetary gear set
2121: GehäuseHousing
2222: Segment der Steckverzahnung am PlanetenträgerSegment of the spline on the planet carrier
2323: Bohrung am GehäuseHole on the housing
2424: Schraubelementscrew element
2525: GehäusedeckelHousing cover
2626: Bohrung am PlanetenträgerHole on the planet carrier
2727: TascheBag
2828: FußkreisdurchmesserRoot circle diameter
2929: elektrische Maschineelectric machine
3030: KopfkreisdurchmesserTip diameter
3131: Strichline
D1D1: erster Innendurchmesserfirst inner diameter
D2D2: zweiter Innendurchmessersecond inner diameter

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10 2013 215 877 B4 [0002]

Claims

A transmission (3) for a drive train (2) of a vehicle (1), comprising a differential (7) which is designed to distribute drive power between a first output shaft (5) and a second output shaft (6), wherein the differential (7) has a planetary carrier (18b) with an at least partially circumferential and segmented spline (9), wherein the spline (9) on the planetary carrier (18b) engages in a spline (11) on a housing (21) of the transmission (3) and is connected thereto in a rotationally fixed manner, wherein in the circumferential direction between two segments (22) of the spline (9) on the planetary carrier (18b) at least one bore (23) is formed on the housing (21), said bores (23) being designed to receive screw elements (24) and to fix a housing cover (25) on the housing (21).

Gearbox (3) after Claim 1 , wherein a root circle diameter (28) of the spline (11) on the housing (21) has an overlap in the radial direction with the bores (23) for receiving screw elements (24) and fixing the housing cover (25) on the housing (21).

Gearbox (3) after Claim 2 , wherein the root circle diameter (28) of the spline (11) on the housing (21) and the bores (23) for receiving screw elements (24) and fixing the housing cover (25) on the housing (21) are arranged substantially on a common circular path.

Gearbox (3) according to one of the preceding claims, wherein in the circumferential direction between two segments (22) of the spline (9) on the planet carrier (18b) exactly two bores (23) are formed for receiving screw elements (24) and fixing the housing cover (25) to the housing (21).

Gearbox (3) according to one of the preceding claims, wherein in the circumferential direction between each two segments (22) of the spline (9) exactly one bore (26) for receiving a planetary gear bolt on the planet carrier (18b) is arranged.

Gearbox (3) according to one of the preceding claims, wherein the spline (9) on the planet carrier (18b) has at least three segments (22) evenly distributed in the circumferential direction.

Transmission (3) according to one of the preceding claims, wherein the differential (7) comprises a first planetary gear set (29) and at least one second planetary gear set (30) operatively connected thereto, wherein a first output torque can be transmitted at least indirectly to the first output shaft (5) by means of the first planetary gear set of the differential (7), wherein a support torque of the first planetary gear set (29) in the second planetary gear set (30) can be converted such that a second output torque corresponding to the first output torque can be transmitted to the second output shaft (6).

Drive train (2) for a vehicle (1), comprising a transmission (3) according to one of the preceding claims, an input shaft (4), a first output shaft (5) and a second output shaft (6), wherein the differential (7) of the transmission (3) is effectively arranged between the input shaft (4) and the two output shafts (5, 6) and divides a drive power applied to the input shaft (4) between the two output shafts (5, 6).

Vehicle with a drive train (2) according to Claim 8 .