DE102009019046A1

DE102009019046A1 - Getriebevorrichtung

Info

Publication number: DE102009019046A1
Application number: DE200910019046
Authority: DE
Inventors: Tobias Schilder; Thomas Dipl.-Ing. Listner; Klaus Dr. Ing. Riedl
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2009-04-28
Filing date: 2009-04-28
Publication date: 2010-11-04

Abstract

Erfindungsgemäß wird eine Getriebevorrichtung, insbesondere eine Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung, mit vier, einem ersten, einem zweiten, einem dritten und einem vierten, entlang einer Hauptrotationsachse (10a; 10b; 10c) hintereinander angeordneten Planetenradgetrieben (P1a-P4a; P1b-P4b; P1c-P4c), mit sechs Koppeleinheiten (S1a-S6a; S1b-S6b; S1c-S6c) zur Schaltung von zumindest neun Vorwärtsgetriebegängen (V1a-V9y; V1b-V9b; V1c-V9c), mit einer Antriebseinheit (11a; 11b; 11c) und mit zumindest drei Kopplungselementen (S12a, S22a, S32a; S12b, S22b, S32b; S12c, S22c, S32c), die alle vier drehfest miteinander verbunden sind, sowie mit einer Abtriebseinheit (12a; 12b; 12c) und einem dritten Planetenradträger (P32a; P32b; P32c), die beide drehfest miteinander verbunden sind, vorgeschlagen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Getriebevorrichtung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs.
Es sind bereits Getriebevorrichtungen mit vier Planetenradsätzen und sechs Koppeleinheiten bekannt.
Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine kompakte Getriebevorrichtung mit einer hohen Anzahl von Vorwärtsgetriebegängen bereitzustellen. Sie wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Erfindungsgemäß wird eine Getriebevorrichtung, insbesondere eine Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung, mit vier, einem ersten, einem zweiten, einem dritten und einem vierten, entlang einer Hauptrotationsachse hintereinander angeordneten Planetenradgetrieben, mit sechs Koppeleinheiten zur Schaltung von zumindest neun Vorwärtsgetriebegängen, mit einer Antriebseinheit und mit zumindest drei Kopplungselementen, die alle vier drehfest miteinander verbunden sind, sowie mit einer Abtriebseinheit und einem dritten Planetenradträger, die beide drehfest miteinander verbunden sind, vorgeschlagen. Dadurch kann eine Getriebevorrichtung bereitgestellt werden, die eine kompakte Bauweise bei einer hohen Anzahl von Gängen mit guter Stufung und ausreichender Spreizung bereitstellt.
Unter einer „Koppeleinheit” soll insbesondere sowohl eine Kupplungseinheit als auch eine Bremseinheit verstanden werden. Unter einer „Kupplungseinheit” soll insbesondere eine Einheit verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, zwei drehbar angeordnete Kopplungselemente wahlweise drehfest zu verbinden oder zu trennen. Unter einer „Bremseinheit” soll insbesondere eine Einheit verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, ein drehbares Kopplungselement mit einer feststehenden Einheit, insbesondere einem Getriebegehäuse, wahlweise drehfest zu verbinden oder zu trennen. Unter „vorgesehen” soll insbesondere speziell ausgestattet und/oder ausgelegt verstanden werden.
Unter „einem ersten, einem zweiten, einem dritten und einem vierten Planetenradgetriebe, die entlang einer Hauptrotationsachse hintereinander angeordnet sind”, soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Reihenfolge von vier Planetenradgetrieben verstanden werden, die entlang der Hauptrotationsachse in dieser Reihenfolge angeordnet sind, wobei vorteilhafterweise das erste Planetenradgetriebe der Antriebswelle zugewandt ist. Zur Vereinfachung sollen weiter unter einem „ersten bis vierten Planetenradträger”, einem „ersten bis vierten Sonnenrad” und einem „ersten bis vierten Hohlrad” ein dem ersten bis vierten Planetenradgetriebe zugeordneter Planetenradträger bzw. ein Sonnenrad oder ein Hohlrad verstanden werden, d. h. beispielsweise, dass unter dem ersten Planetenradträger ein Planetenradträger des ersten Planetenradgetriebes verstanden werden soll.
Weitere Ausgestaltungen und weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen. In den Zeichnungen sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Dabei zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung,
2 beispielhafte Übersetzungsverhältnisse für Vorwärtsgetriebegänge der Getriebevorrichtung,
3 eine Schaltlogik der Getriebevorrichtung,
4 eine Schaltbarkeit der Getriebevorrichtung,
5 eine schematische Darstellung einer weiteren Getriebevorrichtung nach dem gleichen Grundsystem und
6 eine schematische Darstellung einer dritten Getriebevorrichtung nach dem gleichen Grundsystem.
1 zeigt eine Getriebevorrichtung, die als eine Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung ausgestaltet ist. Die Getriebevorrichtung weist vier Planetenradgetriebe P1a, P2a, P3a, P4a auf. Das erste Planetenradgetriebe P1a, das zweite Planetenradgetriebe P2a, das dritte Planetenradgetriebe P3a und das vierte Planetenradgetriebe P4a sind hintereinander entlang einer Hauptrotationsachse 10a angeordnet. Sämtliche Planetenradgetriebe P1a, P2a, P3a, P4a der Getriebevorrichtung weisen einen Einfachplanetenradsatz auf. Die Getriebevorrichtung weist sechs Koppeleinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a auf. Diese sind dazu vorgesehen, neun sequentiell lastschaltbare Vorwärtsgetriebegänge V1a, V2a, V3a, V4a, V5a, V6a, V7a, V8a, V9a zu schalten.
Die Getriebevorrichtung ist dazu vorgesehen eine nicht näher dargestellte Antriebsmaschine eines Kraftfahrzeugs mit nicht näher dargestellten Antriebsrädern des Kraftfahrzeugs zu verbinden. Mittels der Getriebevorrichtung kann ein Übersetzungsverhältnis zwischen der Antriebsmaschine und den Antriebsrädern eingestellt werden. Die Getriebevorrichtung kann mit einem Hybridantriebsmodul verbunden werden, mittels dem das Antriebsmoment verändert werden kann. Weiter kann mittels des Hybridantriebsmoduls und der Getriebevorrichtung ein CVT realisiert werden, wodurch eine Getriebevorrichtung realisiert werden kann, deren Übersetzungsverhältnis zumindest in Teilbereichen stufenlos eingestellt werden kann. Die Getriebevorrichtung ist als eine Automatikgetriebevorrichtung ausgebildet.
Die Getriebevorrichtung weist eine Antriebseinheit 11a auf, die dazu vorgesehen ist, ein Antriebsmoment in die Getriebevorrichtung einzuleiten. Der Antriebseinheit 11a kann ein nicht näher dargestelltes Modul vorgeschaltet sein, das insbesondere dazu vorgesehen sein soll, eine Anfahrfunktionalität bereitzustellen. Als ein vorgeschaltetes Modul ist beispielsweise ein Wandler oder eine nasse Anfahrkupplung denkbar. Grundsätzlich kann das zum Anfahren vorgesehene Modul aber auch in die Getriebevorrichtung integriert sein oder beispielsweise eine der Koppeleinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a, wie insbesondere die Koppeleinheit S3a, als Anfahrmodul verwendet werden.
Weiter weist die Getriebevorrichtung eine Abtriebseinheit 12a auf, die dazu vorgesehen ist, ein Antriebsmoment aus der Getriebevorrichtung auszuleiten. Die Abtriebseinheit 12a ist dazu vorgesehen, mit den Antriebsrädern des Kraftfahrzeugs verbunden zu werden. Der Abtriebseinheit 12a kann ein nicht näher dargestelltes Modul nachgeschaltet sein, mittels dem das aus der Getriebevorrichtung ausgeleitete Moment auf die Antriebsräder verteilt werden kann, wie beispielsweise eine Differentialgetriebeeinheit, die für einen Drehzahlausgleich zwischen den Antriebsrädern vorgesehen ist, oder eine Allradantriebseinheit, die das Antriebsmoment auf zwei verschiedene Antriebsachsen verteilt. Die Antriebseinheit 11a und die Abtriebseinheit 12a können grundsätzlich beliebig zueinander angeordnet sein. Dabei ist insbesondere eine koaxiale Anordnung auf gegenüberliegenden Seiten der Getriebevorrichtung vorteilhaft. Aber auch eine Anordnung auf der gleichen Seite der Getriebevorrichtung ist denkbar.
Das erste Planetenradgetriebe P1a ist eingangsseitig angeordnet. Das erste Planetenradgetriebe P1a weist einen Einfachplanetenradsatz auf. Der Einfachplanetenradsatz umfasst ein erstes Sonnenrad P11a, ein erstes Hohlrad P13a und einen ersten Planetenradträger P12a. Der Planetenradträger P12a führt Planetenräder P14a auf einer Kreisbahn. Die Planetenräder P14a kämmen mit dem Sonnenrad P11a und mit dem Hohlrad P13a. Die Planetenräder P14a sind drehbar auf dem Planetenradträger P12a gelagert. Das erste Planetenradgetriebe P1a weist zwischen dem Sonnenrad P11a und dem Hohlrad P13a bei fixiertem Planetenradträger P12a ein Standübersetzungsverhältnis von –3,700 auf.
Das zweite Planetenradgetriebe P2a ist mittig eingangsseitig angeordnet. Das zweite Planetenradgetriebe P2a weist einen Einfachplanetenradsatz auf. Der Einfachplanetenradsatz umfasst ein zweites Sonnenrad P21a, ein zweites Hohlrad P23a und einen zweiten Planetenradträger P22a. Der Planetenradträger P22a führt Planetenräder P24a auf einer Kreisbahn. Die Planetenräder P24a kämmen mit dem Sonnenrad P21a und mit dem Hohlrad P23a. Die Planetenräder P24a sind drehbar auf dem Planetenradträger P22a gelagert. Das zweite Planetenradgetriebe P2a weist zwischen dem Sonnenrad P21a und dem Hohlrad P23a bei fixiertem Planetenradträger P22a ein Standübersetzungsverhältnis von –1,400 auf.
Das dritte Planetenradgetriebe P3a ist mittig ausgangsseitig angeordnet. Das dritte Planetenradgetriebe P3a weist einen Einfachplanetenradsatz auf. Der Einfachplanetenradsatz umfasst ein drittes Sonnenrad P31a, ein drittes Hohlrad P33a und einen dritten Planetenradträger P32a. Der Planetenradträger P32a führt Planetenräder P34a auf einer Kreisbahn. Die Planetenräder P34a kämmen mit dem Sonnenrad P31a und mit dem Hohlrad P33a. Die Planetenräder P34a sind drehbar auf dem Planetenradträger P32a gelagert. Das dritte Planetenradgetriebe P3a weist zwischen dem Sonnenrad P31a und dem Hohlrad P33a bei fixiertem Planetenradträger P32a ein Standübersetzungsverhältnis von –2,209 auf.
Das vierte Planetenradgetriebe P4a ist ausgangsseitig angeordnet. Das vierte Planetenradgetriebe P4a weist einen Einfachplanetenradsatz auf. Der Einfachplanetenradsatz umfasst ein viertes Sonnenrad P41a, ein viertes Hohlrad P43a und einen vierten Planetenradträger P42a. Der Planetenradträger P42a führt Planetenräder P44a auf einer Kreis bahn. Die Planetenräder P44a kämmen mit dem Sonnenrad P41a und mit dem Hohlrad P43a. Die Planetenräder P44a sind drehbar auf dem Planetenradträger P42a gelagert. Das vierte Planetenradgetriebe P4a weist zwischen dem Sonnenrad P41a und dem Hohlrad P43a bei fixiertem Planetenradträger P42a ein Standübersetzungsverhältnis von –3,700 auf.
Die drei Koppeleinheiten S1a, S2a, S3a sind als Kupplungseinheiten ausgebildet. Sie weisen jeweils ein erstes drehbares Kopplungselement S11a, S21a, S31a und ein zweites drehbares Kopplungselement S12a, S22a, S32a auf. Die drei Koppeleinheiten S1a, S2a, S3a sind jeweils dazu vorgesehen, ihre beiden Kopplungselemente S11a, S12a, S21a, S22a, S31a, S32a drehfest miteinander zu verbinden.
Die drei Koppeleinheiten S4a, S5a, S6a sind als Bremseinheiten ausgebildet und weisen jeweils nur ein Kopplungselement S41a, S51a, S61a auf. Die Koppeleinheiten S4a, S5a, S6a sind jeweils dazu vorgesehen, ihr Kopplungselement S41a, S51a, S61a drehfest mit einem Getriebegehäuse 13a zu verbinden.
Die Koppeleinheiten S1, S2, S4, S5 sind als Lamellenpakete ausgeführt. Die Koppeleinheit S1a und die Koppeleinheit S5a sind als Klauenkoppeleinheiten ausgeführt. Sie weisen eine nicht näher dargestellte Synchronisiereinheit auf, auf die grundsätzlich auch verzichtet werden kann. Grundsätzlich können die zwei Koppeleinheiten S1a, S5a alternativ auch mittels einer Reibkoppeleinheit, wie insbesondere mittels einer Lamellenkoppeleinheit, ausgeführt werden.
Die Koppeleinheit S1a, S2a, S3a sowie die Koppeleinheiten S4a, S5a sind in axialer Richtung eingangsseitig von dem ersten Planetenradgetriebe P1a angeordnet. Die Koppeleinheit S6a ist in axialer Richtung ausgangsseitig von dem vierten Planetenradgetriebe P4a angeordnet. Sämtliche Koppeleinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a sind außenliegend ausgeführt.
Die Antriebseinheit 11a ist mittels einer Antriebswelle 14a, die an die Antriebseinheit 11a anschließt, drehfest mit dem zweiten Kopplungselement S12a der ersten Koppeleinheit S1a, dem zweiten Kopplungselement S22a der zweiten Koppeleinheit S2a und dem zweiten Kopplungselement S32a der dritte Koppeleinheit S3a verbunden. Mittels einer ersten Verbindungswelle 16a sind das erste Kopplungselemente S11a der ersten Koppeleinheit S1a und das dritte Sonnenrad P31a drehfest miteinander verbunden. Mittels einer zweiten Verbindungswelle 17a sind das erste Kopplungselement S21a der zweiten Koppelein heit S2a, das zweite Sonnenrad P21a, der erste Planetenradträger P12a und das Kopplungselement S51a der fünften Koppeleinheit S5a drehfest miteinander verbunden. Mittels einer dritten Verbindungswelle sind das erste Kopplungselement S31a der dritten Koppeleinheit S3a, das Kopplungselement S41a der vierten Koppeleinheit S4a und das erste Sonnenrad P11a drehfest miteinander verbunden. Der zweite Planetenradträger P22a ist direkt drehfest mit dem dritten Hohlrad P33a verbunden. Mittels einer vierten Verbindungswelle 19a sind das erste Hohlrad P13a, das zweite Hohlrad P23a und der vierte Planetenradträger P42a drehfest miteinander verbunden. Das vierte Sonnenrad P41a und das Kopplungselement S61a der Koppeleinheit S6a sind direkt drehfest miteinander verbunden. Die Abtriebseinheit 12a ist mittels einer Abtriebswelle 15a drehfest mit dem dritten Planetenradträger P32a und dem vierten Hohlrad P43a verbunden.
Die Antriebswelle 14a, die mit der Antriebseinheit 11a verbunden ist, ist von radial außen an die drei Koppeleinheiten S1a, S2a, S3a herangeführt. Die Verbindungswelle 16a durchsetzt die beiden ersten Planetenradgetriebe P1a, P2a. Die Verbindungswelle 17a ist als eine Hohlwelle ausgeführt, die von der Verbindungswelle 16a durchsetzt wird. Die Verbindungswelle 17a durchsetzt das erste Planetenradgetriebe P1a. Zur Anbindung des ersten Planetenradträgers P12a ist die Verbindungswelle 17a zwischen dem ersten Planetenradgetriebe P1 und dem zweiten Planetenradgetriebe P2 axial nach außen geführt. Das Kopplungselement S51a ist eingangsseitig des ersten Planetenradgetriebes P1a an den ersten Planetenradträger P12a angebunden. Die Verbindungswelle 18a ist ebenfalls als eine Hohlwelle ausgeführt. Die Verbindungswelle 18a wird von der Verbindungswelle 16a und der Verbindungswelle 17a durchsetzt.
Der zweite Planetenradträger P22a ist direkt mit dem dritten Hohlrad P33a verbunden. Die Verbindungswelle 19a, die das erste Hohlrad P13a mit dem zweiten Hohlrad P23a verbindet, ist radial außerhalb der Planetenradgetriebe P1a, P2a, P3a, P4a angeordnet. Zur Anbindung des vierten Planetenradgetriebes P4a ist die Verbindungswelle 19a um das dritte Planetenradgetriebe P3a und das vierte Planetenradgetriebe P4a herumgeführt. Die Abtriebswelle 15a, die den dritten Planetenradträger P32a und das vierte Hohlrad P43a mit der Abtriebseinheit 12a verbindet, ist axial zwischen dem dritten Planetenradgetriebe P3a und dem vierten Planetenradgetriebe P4a nach innen geführt und durchsetzt zur Anbindung der Abtriebseinheit 12a das vierte Planetenradgetriebe P4a.
Mittels der Getriebevorrichtung sind unterschiedliche Hybridantriebsmodule kombinierbar. Zur Realisierung eines Starter-Generators kann eine erste Antriebsmaschine des Hybridantriebsmoduls an die Antriebseinheit 11a bzw. die Antriebswelle 14a angebunden wer den. Zur Realisierung eines CVT mit unterschiedlichen Hybridantriebsarten, wie beispielsweise ein Boost-Modus oder ein Rekuperations-Modus, kann zusätzlich eine weitere Antriebsmaschine des Hybridantriebsmoduls an ein vorteilhaftes Getriebeelement der Getriebevorrichtung angebunden werden, wie beispielsweise an das erste Sonnenrad P11a, an den ersten Planetenradträger P12a oder an das vierte Sonnenrad P41a.
Die Vorwärtsgetriebegänge V1a–V9a werden mittels der Koppeleinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a geschaltet (vgl. 3). In den im Folgenden beschriebenen Vorwärtsgetriebegängen V1a–V9a sind jeweils höchstens drei der Koppeleinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a geschlossen, während die restlichen Koppeleinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a geöffnet sind. Bei einem Schaltvorgang von einem der Vorwärtsgetriebegänge V1a–V9a in einen benachbarten Vorwärtsgetriebegang V1a–V9a werden jeweils höchstens zwei der Koppeleinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a verändert. Bei jedem Schaltvorgang von einem der Vorwärtsgetriebegänge V1a–V9a in einen benachbarten Vorwärtsgetriebegang V1a–V9a bleiben jeweils zwei bereits geschlossene Koppeleinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a geschlossen.
Der erste Vorwärtsgetriebegang Via weist in diesem Ausführungsbeispiel zwischen der Antriebseinheit 11a und der Abtriebseinheit 12a ein Übersetzungsverhältnis i₁a von 4,924 auf. Der erste Vorwärtsgetriebegang V1a wird gebildet, indem die drei Koppeleinheiten S1a, S3a, S5a geschlossen werden. Die Koppeleinheit S1a verbindet die Antriebseinheit 11a drehfest mit dem dritten Sonnenrad P31a. Die Koppeleinheit S3a verbindet die Antriebseinheit 11a drehfest mit dem ersten Sonnenrad P11a. Die Koppeleinheit S5a verbindet den ersten Planetenradträger P12a und das zweite Sonnenrad P21a drehfest mit dem Getriebegehäuse 13a.
Das erste Sonnenrad P11a rotiert mit einer gleichen Drehzahl wie die Antriebseinheit 11a. Da der erste Planetenradträger P12a fixiert ist, ist eine Drehzahl des ersten Hohlrads P13a durch die Drehzahl der Antriebseinheit 11a und das Standübersetzungsverhältnis des ersten Planetenradgetriebes P1a definiert. Das zweite Sonnenrad P21a ist fixiert. Das zweite Hohlrad P23a rotiert mit der gleichen Drehzahl wie das erste Hohlrad P13a. Eine Drehzahl des zweiten Planetenradträgers P22a und damit auch die Drehzahl des dritten Hohlrads P33a ist durch die Drehzahl des zweiten Hohlrads P23a und das Standübersetzungsverhältnis des zweiten Planetenradgetriebes P2a definiert. Eine Drehzahl der Abtriebseinheit 12a ist dann durch die Drehzahl des dritten Hohlrads P33a und die Drehzahl des dritten Sonnenrads P31a, das mit der gleichen Drehzahl wie die Antriebseinheit 11a rotiert, definiert. Ein in die Getriebevorrichtung eingeleiteter Kraftfluss wird im ersten Vorwärtsgetriebegang Via zunächst auf das erste Planetenradgetriebe P1a und das dritte Planetenradgetriebe P3a aufgesplittet. Der auf das erste Planetenradgetriebe P1a geleitete Kraftfluss wird über das zweite Planetenradgetriebe P2a auf das dritte Planetenradgetriebe P3a geleitet, wo er mit dem anderen Teil des Kraftflusses wieder kombiniert und ausgeleitet wird.
Der zweite Vorwärtsgetriebegang V2a weist in diesem Ausführungsbeispiel zwischen der Antriebseinheit 11a und der Abtriebseinheit 12a ein Übersetzungsverhältnis i₂a von 3,209 auf. Der zweite Vorwärtsgetriebegang V2a wird gebildet, indem die drei Koppeleinheiten S1a, S4a, S5a geschlossen werden. Die Koppeleinheit S1a verbindet die Antriebseinheit 11a drehfest mit dem dritten Sonnenrad P31a. Die Koppeleinheit S4a verbindet das erste Sonnenrad P11a drehfest mit dem Getriebegehäuse 13a. Die Koppeleinheit S5a verbindet den ersten Planetenradträger P12a und das zweite Sonnenrad P21a drehfest mit dem Getriebegehäuse 13a.
Da das erste Sonnenrad P11a und der erste Planetenradträger P12a fixiert sind, ist das erste Planetenradgetriebe P1a verblockt, wodurch auch das erste Hohlrad P13a fixiert ist. Durch das erste Hohlrad P13a ist das zweite Hohlrad P23a fixiert. Da das zweite Sonnenrad P21a ebenfalls fixiert ist, ist auch das zweite Planetenradgetriebe P2a verblockt, wodurch auch der zweite Planetenradträger P22a und somit auch das dritte Hohlrad P33a fixiert sind. Das dritte Sonnenrad P31a rotiert mit einer gleichen Drehzahl wie die Antriebseinheit 11a. Da das dritte Hohlrad P33a fixiert ist, ist eine Drehzahl des dritten Planetenradträger P32a und somit auch die Drehzahl der Abtriebseinheit 12a durch die Drehzahl der Antriebseinheit 11a und das Standübersetzungsverhältnis des dritten Planetenradgetriebes P3a definiert. Ein in die Getriebevorrichtung eingeleiteter Kraftfluss wird im zweiten Vorwärtsgetriebegang V2a lediglich über das dritte Planetenradgetriebe P3a geleitet.
Der dritte Vorwärtsgetriebegang V3a weist in diesem Ausführungsbeispiel zwischen der Antriebseinheit 11a und der Abtriebseinheit 12a ein Übersetzungsverhältnis i₃a von 2,195 auf. Der dritte Vorwärtsgetriebegang V3a wird gebildet, indem die drei Koppeleinheiten S1a, S5a, S6a geschlossen werden. Die Koppeleinheit S1a verbindet die Antriebseinheit 11a drehfest mit dem dritten Sonnenrad P31a. Die Koppeleinheit S5a verbindet den ersten Planetenradträger P12a und das zweite Sonnenrad P21a drehfest mit dem Getriebegehäuse 13a. Die Koppeleinheit S6a verbindet das vierte Sonnenrad P41a drehfest mit dem Getriebegehäuse 13a.
Das dritte Sonnenrad P31a rotiert mit einer gleichen Drehzahl wie die Antriebseinheit 11a, wodurch das Standübersetzungsverhältnis des dritten Planetenradgetriebes P3a ein Drehzahlverhältnis zwischen der Abtriebseinheit 12a und dem dritten Hohlrad P33a definiert. Da das zweite Sonnenrad P21a und das vierte Sonnenrad P41a fixiert und das zweite Hohlrad P23a und der vierte Planetenradträger P42a drehfest miteinander verbunden sind, ist eine Drehzahl des dritten Hohlrads P33a durch das Standübersetzungsverhältnis des vierten Planetenradgetriebes P4a und das Standübersetzungsverhältnis des zweiten Planetenradgetriebes P2a definiert. Ein in die Getriebevorrichtung eingeleiteter Kraftfluss wird im dritten Vorwärtsgetriebegang V3a über das dritte Planetenradgetriebe P3a aufgesplittet. Ein Teil des Kraftflusses wird über das dritte Planetenradgetriebe P3a direkt ausgeleitet. Ein weiterer Teil des Kraftflusses ist über das zweite Planetenradgetriebe P2a und das vierte Planetenradgetriebe P4a auf das dritte Planetenradgetriebe P3a rückgekoppelt.
Der vierte Vorwärtsgetriebegang V4a weist in diesem Ausführungsbeispiel zwischen der Antriebseinheit 11a und der Abtriebseinheit 12a ein Übersetzungsverhältnis i₄a von 1,624 auf. Der vierte Vorwärtsgetriebegang V4a wird gebildet, indem die drei Koppeleinheiten S1a, S4a, S6a geschlossen werden. Die Koppeleinheit S1a verbindet die Antriebseinheit 11a drehfest mit dem dritten Sonnenrad P31a. Die Koppeleinheit S4a verbindet das erste Sonnenrad P11a drehfest mit dem Getriebegehäuse 13a. Die Koppeleinheit S6a verbindet das vierte Sonnenrad P41a drehfest mit dem Getriebegehäuse 13a.
Das dritte Sonnenrad P31a rotiert mit einer gleichen Drehzahl wie die Antriebseinheit 11a, wodurch das Standübersetzungsverhältnis des dritten Planetenradgetriebes P3a ein Drehzahlverhältnis zwischen der Abtriebseinheit 12a und dem dritten Hohlrad P33a definiert. Das vierte Hohlrad P43a rotiert mit einer gleichen Drehzahl wie die Abtriebseinheit 12a. Da das vierte Sonnenrad P41a fixiert ist, ist eine Drehzahl des vierten Planetenradträgers P42a und somit auch die Drehzahl des ersten Hohlrads P13a und des zweiten Hohlrads P23a durch das Standübersetzungsverhältnis des vierten Planetenradgetriebes P4a definiert. Da das erste Sonnenrad P11a fixiert ist, ist eine Drehzahl des ersten Planetenradträgers P12a, die gleich ist wie die Drehzahl des zweiten Sonnenrads P21a, durch das Standübersetzungsverhältnis des ersten Planetenradgetriebes P1a und die Drehzahl des ersten Hohlrads P13a definiert. Die Drehzahl des dritten Hohlrads P33a, die die Drehzahl der Abtriebseinheit 12a definiert, ist mittels des Standübersetzungsverhältnisses des zweiten Planetenradgetriebes P2a definiert. Ein in die Getriebevorrichtung eingeleiteter Kraftfluss wird im vierten Vorwärtsgetriebegang V4a über das dritte Planetenradgetriebe P3a aufgesplittet. Ein Teil des Kraftflusses wird über das dritte Planetenradgetriebe P3a direkt ausgeleitet. Ein weiterer Teil des Kraftflusses ist über die restlichen Planetenradgetriebe P1a, P2a, P4a auf das dritte Planetenradgetriebes P3a rückgekoppelt.
Der fünfte Vorwärtsgetriebegang V5a weist in diesem Ausführungsbeispiel zwischen der Antriebseinheit 11a und der Abtriebseinheit 12a ein Übersetzungsverhältnis i₅a von 1,358 auf. Der fünfte Vorwärtsgetriebegang V5a wird gebildet, indem die drei Koppeleinheiten S1a, S3a, S6a geschlossen werden. Die Koppeleinheit S1a verbindet die Antriebseinheit 11a drehfest mit dem dritten Sonnenrad P31a. Die Koppeleinheit S3a verbindet die Antriebseinheit 11 drehfest mit dem ersten Sonnenrad P11a. Die Koppeleinheit S6a verbindet das vierte Sonnenrad P41a drehfest mit dem Getriebegehäuse 13a.
Das dritte Sonnenrad P31a rotiert mit einer gleichen Drehzahl wie die Antriebseinheit 11a, wodurch das Standübersetzungsverhältnis des dritten Planetenradgetriebes P3a ein Drehzahlverhältnis zwischen der Abtriebseinheit 12a und dem dritten Hohlrad P33a definiert. Das vierte Hohlrad P43a rotiert mit einer gleichen Drehzahl wie die Abtriebseinheit 12a. Da das vierte Sonnenrad P41a fixiert ist, ist eine Drehzahl des vierten Planetenradträger P42a und somit auch die Drehzahl des ersten Hohlrads P13a und des zweiten Hohlrads P23a durch das Standübersetzungsverhältnis des vierten Planetenradgetriebes P4a definiert. Da das erste Sonnenrad P11a mit der gleichen Drehzahl rotiert wie die Antriebseinheit 11, ist eine Drehzahl des ersten Planetenradträgers P12a, die gleich ist wie die Drehzahl des zweiten Sonnenrads P21a, mittels des Standübersetzungsverhältnisses des ersten Planetenradgetriebes P1a definiert. Die Drehzahl des dritten Hohlrads P33a, die die Drehzahl der Abtriebseinheit 12a definiert, ist dadurch mittels des Standübersetzungsverhältnisses des zweiten Planetenradgetriebes P2a definiert. Ein in die Getriebevorrichtung eingeleiteter Kraftfluss wird im fünften Vorwärtsgetriebegang V5a über das dritte Planetenradgetriebe P3a aufgesplittet. Ein Teil des Kraftflusses wird über das dritte Planetenradgetriebe P3a direkt ausgeleitet. Ein weiterer Teil des Kraftflusses ist über die restlichen Planetenradgetriebe P1a, P2a, P4a auf das dritte Planetenradgetriebe P3a rückgekoppelt.
Der sechste Vorwärtsgetriebegang V6 weist in diesem Ausführungsbeispiel zwischen der Antriebseinheit 11a und der Abtriebseinheit 12a ein Übersetzungsverhältnis i₆a von 1,143 auf. Der sechste Vorwärtsgetriebegang V6a wird gebildet, indem die drei Koppeleinheiten S1a, S2a, S6a geschlossen werden. Die Koppeleinheit S1a verbindet die Antriebseinheit 11a drehfest mit dem dritten Sonnenrad P31a. Die Koppeleinheit S2a verbindet die Antriebseinheit 11a drehfest mit dem ersten Planetenradträger P12a und dem zweiten Son nenrad P21a. Die Koppeleinheit S6a verbindet das vierte Sonnenrad P41a drehfest mit dem Getriebegehäuse 13a.
Das dritte Sonnenrad P31a rotiert mit einer gleichen Drehzahl wie die Antriebseinheit 11a, wodurch das Standübersetzungsverhältnis des dritten Planetenradgetriebes P3a ein Drehzahlverhältnis zwischen der Abtriebseinheit 12a und dem dritten Hohlrad P33a definiert. Das vierte Hohlrad P43a rotiert mit einer gleichen Drehzahl wie die Abtriebseinheit 12a. Da das vierte Sonnenrad P41a fixiert ist, ist eine Drehzahl des vierten Planetenradträgers P42a und somit auch die Drehzahl des zweiten Hohlrads P23a durch das Standübersetzungsverhältnis des vierten Planetenradgetriebes P4a definiert. Da das zweite Sonnenrad P21a mit der gleichen Drehzahl rotiert wie die Antriebseinheit 11a, ist eine Drehzahl des zweiten Planetenradträgers P22a, die die Drehzahl der Abtriebseinheit 12a definiert, mittels der Drehzahl des zweiten Hohlrads P23a und des Standübersetzungsverhältnisses des zweiten Planetenradgetriebes P2a definiert. Ein in die Getriebevorrichtung eingeleiteter Kraftfluss wird im sechsten Vorwärtsgetriebegang V6a über das dritte Planetenradgetriebe P3a aufgesplittet. Ein Teil des Kraftflusses wird über das dritte Planetenradgetriebe P3a direkt ausgeleitet. Ein weiterer Teil des Kraftflusses ist über das zweite Planetenradgetriebe P2a und das vierte Planetenradgetriebe P4a auf das dritte Planetenradgetriebe P3a rückgekoppelt.
Der siebte Vorwärtsgetriebegang V7a weist in diesem Ausführungsbeispiel zwischen der Antriebseinheit 11a und der Abtriebseinheit 12a ein Übersetzungsverhältnis i₇a von 1,000 auf. Der siebte Vorwärtsgetriebegang V7a ist als ein Direktgang ausgebildet. Der siebte Vorwärtsgetriebegang V7a wird gebildet, indem die drei Koppeleinheiten S1a, S2a, S3a geschlossen werden. Die Koppeleinheit S1a verbindet die Antriebseinheit 11a drehfest mit dem dritten Sonnenrad P31a. Die Koppeleinheit S2a verbindet die Antriebseinheit 11a drehfest mit dem ersten Planetenradträger P12a und dem zweiten Sonnenrad P21a. Die Koppeleinheit S3a verbindet die Antriebseinheit 11a drehfest mit dem ersten Sonnenrad P11a.
Das erste Sonnenrad P11a und der erste Planetenradträger P12a rotieren mit einer gleichen Drehzahl wie die Antriebseinheit 11a, wodurch auch das erste Hohlrad P13a, das drehfest mit dem zweiten Hohlrad P23a verbunden ist, die gleiche Drehzahl aufweist wie die Antriebseinheit 11a. Da dadurch das zweite Hohlrad P23a und das zweite Sonnenrad P21a die gleiche Drehzahl aufweisen wie die Antriebseinheit 11a, ist auch das zweite Planetenradgetriebe P2a verblockt. Das dritte Hohlrad P23a weist somit ebenfalls die gleiche Drehzahl auf wie die Antriebseinheit 11a, wodurch auch das dritte Planetenradge triebe P3a verblockt ist und die Abtriebseinheit 12a die gleiche Drehzahl aufweist wie die Antriebseinheit 11a. Ein in die Getriebevorrichtung eingeleiteter Kraftfluss wird im siebten Vorwärtsgetriebegang V7a auf die drei Planetenradgetriebe P1a, P2a, P3a aufgesplittet und über das dritte Planetenradgetriebe P3a ausgeleitet.
Der achte Vorwärtsgetriebegang V8a weist in diesem Ausführungsbeispiel zwischen der Antriebseinheit 11a und der Abtriebseinheit 12a ein Übersetzungsverhältnis i₈a von 0,787 auf. Der achte Vorwärtsgetriebegang V8a wird gebildet, indem die drei Koppeleinheiten S2a, S3a, S6a geschlossen werden. Die Koppeleinheit S2a verbindet die Antriebseinheit 11a drehfest mit dem ersten Planetenradträger P12a und dem zweiten Sonnenrad P21a. Die Koppeleinheit S3a verbindet die Antriebseinheit 11a drehfest mit dem ersten Sonnenrad P11a. Die Koppeleinheit S6a verbindet das vierte Sonnenrad P41a drehfest mit dem Getriebegehäuse 13a.
Das erste Sonnenrad P11a und der erste Planetenradträger P12a rotieren mit einer gleichen Drehzahl wie die Antriebseinheit 11a, wodurch auch das erste Hohlradrad P13a, das drehfest mit dem vierten Planetenradträger P42a verbunden ist, die gleiche Drehzahl aufweist wie die Antriebseinheit 11a. Da das vierte Sonnenrad P41a fixiert ist, ist eine Drehzahl der Abtriebseinheit 12a durch das Standübersetzungsverhältnis des vierten Planetenradgetriebes P4a und die Drehzahl der Antriebseinheit 11a definiert. Ein in die Getriebevorrichtung eingeleiteter Kraftfluss wird im achten Vorwärtsgetriebegang V8a über das erste Planetenradgetriebe P1a eingeleitet und über das vierte Planetenradgetriebe P4a ausgeleitet.
Der neunte Vorwärtsgetriebegang V9a weist in diesem Ausführungsbeispiel zwischen der Antriebseinheit 11a und der Abtriebseinheit 12a ein Übersetzungsverhältnis i₉a von 0,620 auf. Der neunte Vorwärtsgetriebegang V9a wird gebildet, indem die drei Koppeleinheiten S2a, S4a, S6a geschlossen werden. Die Koppeleinheit S2a verbindet die Antriebseinheit 11a drehfest mit dem ersten Planetenradträger P12a und dem zweiten Sonnenrad P21a. Die Koppeleinheit S4a verbindet das erste Sonnenrad P11a drehfest mit dem Getriebegehäuse 13a. Die Koppeleinheit S6a verbindet das vierte Sonnenrad P41a drehfest mit dem Getriebegehäuse 13a.
Der erste Planetenradträger P12a rotiert mit einer gleichen Drehzahl wie die Antriebseinheit 11a. Da das erste Sonnenrad P11a fixiert ist, ist eine Drehzahl des ersten Hohlrads P13 durch die Drehzahl der Antriebseinheit 11a und das Standübersetzungsverhältnis des ersten Planetenradgetriebes P1a definiert. Der vierte Planetenradträger P42a weist die gleiche Drehzahl auf wie das erste Hohlrad P13a. Da das vierte Sonnenrad P41a fixiert ist, ist eine Drehzahl der Abtriebseinheit 12a durch das Standübersetzungsverhältnis des vierten Planetenradgetriebes P4a und die Drehzahl des vierten Planetenradträgers P42a definiert. Ein in die Getriebevorrichtung eingeleiteter Kraftfluss wird im neunten Vorwärtsgetriebegang V9a über das erste Planetenradgetriebe P1a eingeleitet und über das vierte Planetenradgetriebe P4a ausgeleitet.
Der Rückwärtsgetriebegang R1a weist in diesem Ausführungsbeispiel zwischen der Antriebseinheit 11a und der Abtriebseinheit 12a ein Übersetzungsverhältnis i_Ra von –2,913 auf. Der Rückwärtsgetriebegang R1a wird gebildet, indem die drei Koppeleinheiten S3a, S5a, S6a geschlossen werden. Die Koppeleinheit S3a verbindet die Antriebseinheit 11a drehfest mit dem ersten Sonnenrad P11a. Die Koppeleinheit S5a verbindet den ersten Planetenradträger P12a und das zweite Sonnenrad P21a drehfest mit dem Getriebegehäuse 13a. Die Koppeleinheit S6a verbindet das vierte Sonnenrad P41a drehfest mit dem Getriebegehäuse 13a.
Das erste Sonnenrad P11a rotiert mit einer gleichen Drehzahl wie die Antriebseinheit 11a. Da der erste Planetenradträger P12a fixiert ist, ist eine Drehzahl des ersten Hohlrads P13 durch die Drehzahl der Antriebseinheit 11a und das Standübersetzungsverhältnis des ersten Planetenradgetriebes P1a definiert. Der vierte Planetenradträger P42a weist die gleiche Drehzahl auf wie das erste Hohlrad P13a. Da das vierte Sonnenrad P41a fixiert ist, ist eine Drehzahl der Abtriebseinheit 12a durch das Standübersetzungsverhältnis des vierten Planetenradgetriebes P4a und die Drehzahl des vierten Planetenradträger P42a definiert. Ein in die Getriebevorrichtung eingeleiteter Kraftfluss wird im Rückwärtsgetriebegang R1a über das erste Planetenradgetriebe P1a eingeleitet und über das vierte Planetenradgetriebe P4a ausgeleitet. Das erste Planetenradgetriebe P1a stellt eine Drehrichtungsumkehr bereit.
Ein Stufensprung φ_1/2a zwischen dem ersten und dem zweiten Vorwärtsgetriebegang V1a, V2a beträgt 1,534. Ein Stufensprung φ_2/3a zwischen dem zweiten und dem dritten Vorwärtsgetriebegang V2a, V3a beträgt 1,462. Ein Stufensprung φ_3/4a zwischen dem dritten und dem vierten Vorwärtsgetriebegang V3a, V4a beträgt 1,351. Ein Stufensprung φ_4/5a zwischen dem vierten und dem fünften Vorwärtsgetriebegang V4a, V5a beträgt 1,196. Ein Stufensprung φ_5/6a zwischen dem fünften und dem sechsten Vorwärtsgetriebegang V5a, V6a beträgt 1,189. Ein Stufensprung φ_6/7a zwischen dem sechsten und dem siebten Vorwärtsgetriebegang V6a, V7a beträgt 1,143. Ein Stufensprung φ_7/8a zwischen dem siebten und dem achten Vorwärtsgetriebegang V7a, V8a beträgt 1,270. Ein Stufen sprung φ_8/9a zwischen dem achten und dem neunten Vorwärtsgetriebegang V8a, V9a beträgt ebenfalls 1,270. Eine Gesamtspreizung der Getriebevorrichtung zwischen dem ersten Vorwärtsgetriebegang Via und dem neunten Vorwärtsgetriebegang V9a beträgt ca. 7,9 (vgl. 2). Sie kann mittels geänderter Grundübersetzungsverhältnisse der Planetenradgetriebe P1a, P2a, P3a, P4a verändert und insbesondere erhöht werden.
Ein maximaler Drehzahlfaktor für die Planetenradgetriebe P1a, P2a, P3a, P4a beträgt in den Vorwärtsgetriebegängen V1a–V9a ca. 2,6. Der Drehzahlfaktor für die Planetenradgetriebe P1a, P2a, P3a, P4a beschreibt ein Verhältnis zwischen einer Drehzahl der Antriebseinheit 11a und einer maximalen Drehzahl, die an den Sonnenrädern P11a, P21a, P31a, P41a, den Hohlrädern P13a, P23a, P33a, P43a oder den Planetenradträgern P12a, P22a, P32a, P42a in einem der Vorwärtsgetriebegänge V1a–V9a auftritt. Ein maximaler Drehzahlfaktor für die Planetenräder P14a, P24a, P34a, P44a beträgt in den Vorwärtsgetriebegängen V1a–V9a ca. 1,6. Eine maximale Relativdrehzahl in den Koppeleinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a beträgt in den Vorwärtsgetriebegängen V1a–V9a ca. 2,3.
Ein maximaler Drehmomentfaktor beträgt für die Vorwärtsgetriebegänge V1a–V9a ca. 4,9. Der maximale Drehmomentfaktor tritt im ersten Vorwärtsgetriebegang Via an dem der Abtriebseinheit 11a zugeordneten dritten Planetenradträger P32a auf. Der Drehmomentfaktor beschreibt ein Verhältnis zwischen einem Antriebsmoment, das an der Antriebseinheit 11a anliegt, und einem maximalen Drehmoment, das an den Sonnenrädern P11a, P21a, P31a, P41a, den Hohlrädern P13a, P23a, P33a, P43a oder den Planetenradträgern P12a, P22a, P32a, P42a auftritt.
Eine Schaltbarkeit der Vorwärtsgetriebegänge V1a–V9a ist in 4 gezeigt. Ausgehend von dem ersten Vorwärtsgetriebegang Via sind die Vorwärtsgetriebegänge V2a, V3a, V5a, V7a schaltbar. Ausgehend von dem zweiten Vorwärtsgetriebegang V2a sind die Vorwärtsgetriebegänge Via, V3a, V4a schaltbar. Ausgehend von dem dritten Vorwärtsgetriebegang V3a sind die Vorwärtsgetriebegänge Via, V2a, V4a, V5a, V6a schaltbar. Ausgehend von dem vierten Vorwärtsgetriebegang V4a sind die Vorwärtsgetriebegänge V2a, V3a, V5a, V6a, V9a schaltbar. Ausgehend von dem fünften Vorwärtsgetriebegang V5a sind die Vorwärtsgetriebegänge Via, V3a, V4a, V6a, V7a, V8a schaltbar. Ausgehend von dem sechsten Vorwärtsgetriebegang V6a sind die Vorwärtsgetriebegänge V3a, V4a, V5a, V7a, V8a, V9a schaltbar. Ausgehend von dem siebten Vorwärtsgetriebegang V7a sind die Vorwärtsgetriebegänge Via, V5a, V6a, V8a schaltbar. Ausgehend von dem achten Vorwärtsgetriebegang V8a sind die Vorwärtsgetriebegänge V5a, V6a, V7a, V9a schaltbar. Ausgehend von dem neunten Vorwärtsgetriebegang V9a sind die Vorwärtsgetriebegänge V4a, V6a, V8a schaltbar.
Außerdem ist mittels der Getriebevorrichtung ein Vorwärtsgetriebegang V8'a schaltbar. Da die zwei Vorwärtsgetriebegänge V8a, V8'a lediglich mit einer Lastunterbrechung untereinander geschaltet werden können, kann der Vorwärtsgetriebegang V8'a in einer Schaltstrategie als eine Alternative zu dem Vorwärtsgetriebegang V8a genutzt werden.
Der Vorwärtsgetriebegang V8'a weist in diesem Ausführungsbeispiel zwischen der Antriebseinheit 11a und der Abtriebseinheit 12a ein Übersetzungsverhältnis i_8'a von 0,902 auf. Der Vorwärtsgetriebegang V8'a wird gebildet, indem die drei Koppeleinheiten S1a, S2a, S4a geschlossen werden. Die Koppeleinheit S1a verbindet die Antriebseinheit 11a drehfest mit dem dritten Sonnenrad P31a. Die Koppeleinheit S2a verbindet die Antriebseinheit 11a drehfest mit dem ersten Planetenradträger P12a und dem zweiten Sonnenrads P21a. Die Koppeleinheit S4a verbindet das erste Sonnenrad P11a drehfest mit dem Getriebegehäuse 13a.
Der erste Planetenradträger P12a, das zweite Sonnenrad P21a und das dritte Sonnenrad P31a rotieren mit einer gleichen Drehzahl wie die Antriebseinheit 11a. Da das erste Sonnenrad P11a fixiert ist, ist eine Drehzahl des ersten Hohlrads P13a und damit auch eine Drehzahl des zweiten Hohlrads P23a durch die Drehzahl der Antriebseinheit 11a und das Standübersetzungsverhältnis des ersten Planetenradgetriebes P1a definiert. Eine Drehzahl des zweiten Planetenradträgers P22a ist durch die Drehzahl des zweiten Hohlrads P23a und die Drehzahl der Antriebseinheit 11a definiert. Die Drehzahl der Abtriebseinheit 12a ist dann durch die Drehzahl des dritten Hohlrads P33a, die gleich ist wie die Drehzahl des zweiten Planetenradträgers P22a, die Drehzahl der Antriebseinheit 11 und das Standübersetzungsverhältnis des dritten Planetenradgetriebes P3a definiert. Ein in die Getriebevorrichtung eingeleiteter Kraftfluss wird im Vorwärtsgetriebegang V8'a auf die drei Planetenradgetriebe P1a, P2a, P3a aufgesplittet und über das dritte Planetenradgetriebe P3a ausgeleitet.
In den 5 und 6 sind zwei weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a in den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in den 1 bis 4 durch die Buchstaben b und c in den Bezugszeichen der Ausführungsbeispiele in den 5 und 6 ersetzt. Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich im Wesentlichen auf Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen. Bezüglich gleich bleibender Bauteile, Merkmale und Funktionen kann auf die Beschreibung und/oder die Zeichnungen des Ausführungsbeispiels in den 1 bis 4 und/oder auf die jeweils vorangegangenen Ausführungsbeispiele verwiesen werden.
5 zeigt eine weitere Getriebevorrichtung mit vier, einem ersten, einem zweiten, einem dritten und einem vierten, entlang einer Hauptrotationsachse 10b hintereinander angeordneten Planetenradgetrieben P1b, P2b, P3b, P4b und mit sechs Koppeleinheiten S1b, S2b, S3b, S4b, S5b, S6b zur Schaltung von neun Vorwärtsgetriebegängen V1b, V2b, V3b, V4b, V5b, V6v, V7b, V8b, V9b. Die Getriebevorrichtung umfasst eine Antriebseinheit 11b und drei Kopplungselementen S12b, S22b, S32b, die alle vier drehfest miteinander verbunden sind, sowie eine Abtriebseinheit 12b und einen dritten Planetenradträger P32b, die beide drehfest miteinander verbunden sind.
Im Unterschied zu dem vorangegangenen Ausführungsbeispiel ist ein viertes Sonnenrad P41b direkt drehfest mit einem Getriebegehäuse 13b verbunden. Zudem ist die Koppeleinheit S6b als eine Kupplungseinheit ausgebildet. Sie weist ein Kopplungselement S61b auf, das drehfest mit dem vierten Planetenradträger P42b verbunden ist. Außerdem umfasst die Koppeleinheit S6b ein Kopplungselement S62b, das mittels der Verbindungswelle 19b drehfest mit einem ersten Hohlrad P13b und einem zweiten Hohlrad P23b verbunden ist. Mittels der Koppeleinheit S6b können die beiden Hohlräder P13b, P23b und der Planetenradträger P42b drehfest miteinander verbunden werden.
Eine Schaltung der Vorwärtsgetriebegängen V1b–V9b der Getriebevorrichtung erfolgt analog zu dem vorangegangenen Ausführungsbeispiel. Übersetzungsverhältnisse i₁b–i₉b der Vorwärtsgetriebegänge V1b–V91 weichen von dem vorangegangenen Ausführungsbeispiel ab. Eine Gesamtspreizung der Getriebevorrichtung zwischen dem ersten Vorwärtsgetriebegang V1b und dem neunten Vorwärtsgetriebegang V9b beträgt ca. 9,0. Sie kann mittels geänderter Grundübersetzungsverhältnisse der Planetenradgetriebe P1b, P2b, P3b, P4b verändert werden. Das erste Planetenradgetriebe P1b weist ein Grundübersetzungsverhältnis von –3,495 auf. Das zweite Planetenradgetriebe P2b weist ein Grundübersetzungsverhältnis von –1,600 auf. Das dritte Planetenradgetriebe P3b weist ein Grundübersetzungsverhältnis von –2,363 auf. Das vierte Planetenradgetriebe P4b weist ein Grundübersetzungsverhältnis von –3,699 auf.
Das Übersetzungsverhältnis i₁b des ersten Vorwärtsgetriebegangs V1b beträgt 5,541. Das Übersetzungsverhältnis i₂b des zweiten Vorwärtsgetriebegangs V2b beträgt 3,363. Ein Stufensprung φ_1/2b zwischen dem ersten und dem zweiten Vorwärtsgetriebegang V1b, V2b beträgt 1,648. Das Übersetzungsverhältnis i₃b des dritten Vorwärtsgetriebegangs V3b beträgt 2,232. Ein Stufensprung φ_2/3b zwischen dem zweiten und dem dritten Vorwärtsgetriebegang V2b, V3b beträgt 1,506. Das Übersetzungsverhältnis i₄b des vierten Vorwärtsgetriebegangs V4b beträgt 1,676. Ein Stufensprung φ_3/4b zwischen dem dritten und dem vierten Vorwärtsgetriebegang V3b, V4b beträgt 1,332. Das Übersetzungsverhältnis i₅b des fünften Vorwärtsgetriebegangs V5b beträgt 1,404. Ein Stufensprung φ_4/5b zwischen dem vierten und dem fünften Vorwärtsgetriebegang V4b, V5b beträgt 1,193. Das Übersetzungsverhältnis i₆b des sechsten Vorwärtsgetriebegangs V6b beträgt 1,169. Ein Stufensprung φ_5/6b zwischen dem fünften und dem sechsten Vorwärtsgetriebegang V5b, V6b beträgt 1,201. Das Übersetzungsverhältnis i₇b des siebten Vorwärtsgetriebegangs V7b beträgt 1,000. Ein Stufensprung φ_6/7b zwischen dem sechsten und dem siebten Vorwärtsgetriebegang V6b, V7b beträgt 1,169. Das Übersetzungsverhältnis i₈b des achten Vorwärtsgetriebegangs V8b beträgt 0,778. Ein Stufensprung φ_7/8b zwischen dem siebten und dem achten Vorwärtsgetriebegang V7b, V8b beträgt 1,286. Das Übersetzungsverhältnis i₉b des neunten Vorwärtsgetriebegangs V9b beträgt 0,612. Ein Stufensprung φ_8/9b zwischen dem achten und dem neunten Vorwärtsgetriebegang V8b, V9b beträgt 1,270.
6 zeigt eine dritte Getriebevorrichtung mit vier, einem ersten, einem zweiten, einem dritten und einem vierten, entlang einer Hauptrotationsachse 10c hintereinander angeordneten Planetenradgetrieben P1c, P2c, P3c, P4c und mit sechs Koppeleinheiten S1c, S2c, S3c, S4c, S5c, S6c zur Schaltung von neun Vorwärtsgetriebegängen V1c, V2c, V3c, V4c, V5c, V6v, V7c, V8c, V9c. Die Getriebevorrichtung umfasst eine Antriebseinheit 11c und drei Kopplungselementen S12c, S22c, S32c, die alle vier drehfest miteinander verbunden sind, sowie eine Abtriebseinheit 12c und einen dritten Planetenradträger P32c, die beide drehfest miteinander verbunden sind.
Im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel ist ein viertes Sonnenrad P41c direkt drehfest mit einem Getriebegehäuse 13c verbunden. Zudem ist die Koppeleinheit S6c als eine Kupplungseinheit ausgebildet. Sie weist ein Kopplungselement S61c auf, das drehfest mit einem vierten Hohlrad P43c verbunden ist. Außerdem umfasst die Koppeleinheit S6c ein Kopplungselement S62c, das drehfest mit dritten Planetenradträger P32c und der Abtriebseinheit 12c verbunden ist. Mittels der Koppeleinheit S6c können die Abtriebseinheit 12c, der Planetenradträger P32c und das Hohlrad P43c drehfest miteinander verbunden werden.
Eine Schaltung der Vorwärtsgetriebegängen V1c–V9c der Getriebevorrichtung erfolgt analog zu dem vorangegangenen Ausführungsbeispiel. Übersetzungsverhältnisse i_1c–i_9c der Vorwärtsgetriebegänge V1c–V91 weichen von dem vorangegangenen Ausführungsbeispiel ab. Eine Gesamtspreizung der Getriebevorrichtung zwischen dem ersten Vorwärtsgetriebegang V1c und dem neunten Vorwärtsgetriebegang V9c beträgt ca. 9,5. Sie kann mittels geänderter Grundübersetzungsverhältnisse der Planetenradgetriebe P1c, P2c, P3c, P4c verändert werden. Das erste Planetenradgetriebe P1c weist ein Grundübersetzungsverhältnis von –3,599 auf. Das zweite Planetenradgetriebe P2c weist ein Grundübersetzungsverhältnis von –1,572 auf. Das dritte Planetenradgetriebe P3c weist ein Grundübersetzungsverhältnis von –2,368 auf. Das vierte Planetenradgetriebe P4c weist ein Grundübersetzungsverhältnis von –3,128 auf.
Das Übersetzungsverhältnis i₁c des ersten Vorwärtsgetriebegangs V1c beträgt 5,633. Das Übersetzungsverhältnis i₂c des zweiten Vorwärtsgetriebegangs V2c beträgt 3,368. Ein Stufensprung φ_1/2c zwischen dem ersten und dem zweiten Vorwärtsgetriebegang V1c, V2c beträgt 1,673. Das Übersetzungsverhältnis i₃c des dritten Vorwärtsgetriebegangs V3c beträgt 2,271. Ein Stufensprung φ_2/3c zwischen dem zweiten und dem dritten Vorwärtsgetriebegang V2c, V3c beträgt 1,483. Das Übersetzungsverhältnis i₄c des vierten Vorwärtsgetriebegangs V4c beträgt 1,725. Ein Stufensprung φ_3/4c zwischen dem dritten und dem vierten Vorwärtsgetriebegang V3c, V4c beträgt 1,316. Das Übersetzungsverhältnis i₅c des fünften Vorwärtsgetriebegangs V5c beträgt 1,438. Ein Stufensprung φ_4/5c zwischen dem vierten und dem fünften Vorwärtsgetriebegang V4c, V5c beträgt 1,200. Das Übersetzungsverhältnis i₆c des sechsten Vorwärtsgetriebegangs V6c beträgt 1,183. Ein Stufensprung φ_5/6c zwischen dem fünften und dem sechsten Vorwärtsgetriebegang V5c, V6c beträgt 1,216. Das Übersetzungsverhältnis i₇c des siebten Vorwärtsgetriebegangs V7c beträgt 1,000. Ein Stufensprung φ_6/7c zwischen dem sechsten und dem siebten Vorwärtsgetriebegang V6c, V7c beträgt 1,183. Das Übersetzungsverhältnis i₈c des achten Vorwärtsgetriebegangs V8c beträgt 0,758. Ein Stufensprung φ_7/8c zwischen dem siebten und dem achten Vorwärtsgetriebegang V7c, V8c beträgt 1,320. Das Übersetzungsverhältnis i₉c des neunten Vorwärtsgetriebegangs V9c beträgt 0,593. Ein Stufensprung φ_8/9c zwischen dem achten und dem neunten Vorwärtsgetriebegang V8c, V9c beträgt 1,278.

Claims

Getriebevorrichtung, insbesondere eine Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung, mit vier, einem ersten, einem zweiten, einem dritten und einem vierten, entlang einer Hauptrotationsachse (10a; 10b; 10c) hintereinander angeordneten Planetenradgetrieben (P1a–P4a; P1b–P4b; P1c–P4c), mit sechs Koppeleinheiten (S1a–S6a; S1b–S6b; S1c–S6c) zur Schaltung von zumindest neun Vorwärtsgetriebegängen (V1a–V9a; V1b–V9b; V1c–V9c), mit einer Antriebseinheit (11a; 11b; 11c) und mit zumindest drei Kopplungselementen (S12a, S22a, S32a; S12b, S22b, S32b; S12c, S22c, S32c), die alle vier drehfest miteinander verbunden sind, sowie mit einer Abtriebseinheit (12a; 12b; 12c) und einem dritten Planetenradträger (P32a; P32b; P32c), die beide drehfest miteinander verbunden sind.
Getriebevorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein drittes Sonnenrad (P31a; P31b; P31c) und ein Kopplungselement (S11a; S11b; S11c), die drehfest miteinander verbunden sind.
Getriebevorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Koppeleinheiten (S1a; S1b; S1c) dazu vorgesehen ist, eines der drehfest mit der Antriebseinheit (11a; 11b; 11c) verbundenen Kopplungselemente (S12a; S12b; S12c) und das drehfest mit dem dritten Sonnenrad (P31a; P31b; P31c) verbundene Kopplungselement (S11a; S11b; S11c) drehfest miteinander zu verbinden.
Getriebevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zwei Kopplungselemente (S21a, S51a; S21b, S51b; S21c, S51c), einen ersten Planetenradträger (P12a; P12b; P12c) und ein zweites Sonnenrad (P21a; P21b; P21c), die alle drei drehfest miteinander verbunden sind.
Getriebevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Koppeleinheiten (S2a; S2b; S2c) dazu vorgesehen ist, eines der drehfest mit der Antriebseinheit (11a; 11b; 11c) verbundenen Kopplungselemente (S22a; S22b; S22c) und eines der drehfest mit dem ersten Planetenradträger (P12a; P12b; P12c) verbundenen Kopplungselemente (S21a; S21b; S21c) drehfest miteinander zu verbinden.
Getriebevorrichtung zumindest nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Koppeleinheiten (S5a; S5b; S5c) dazu vorgesehen ist, eines der drehfest mit dem ersten Planetenradträger (P12a; P12b; P12c) verbundenen Kopplungselemente (S21a; S21b; S21c) drehfest mit einem Getriebegehäuse (13a; 13b; 13c) zu verbinden.
Getriebevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zwei Kopplungselemente (S31a, S41a; S31b, S41b; S31c, S41c) und ein erstes Sonnenrad (P11a; P11b; P11c), die alle drei drehfest miteinander verbunden sind.
Getriebevorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Koppeleinheiten (S3a; S3b; S3c) dazu vorgesehen ist, eines der drehfest mit der Antriebseinheit (11a; 11b; 11c) verbundenen Kopplungselemente (S32a; S32b; S32c) und eines der drehfest mit dem ersten Sonnenrad (P11a; P11b; P11c) verbundenen Kopplungselemente (S31a; S31b; S31c) drehfest miteinander zu verbinden.
Getriebevorrichtung zumindest nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Koppeleinheiten (S4a; S4b; S4c) dazu vorgesehen ist, eines der drehfest mit dem ersten Sonnenrad (P11a; P11b; P11c) verbundenen Kopplungselemente (S31a; S31b; S31c) drehfest mit einem Getriebegehäuse (13a; 13b; 13c) zu verbinden.
Getriebevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein erstes Hohlrad (P13a; P13b; P13c) und ein zweites Hohlrad (P23a; P23b; P23c), die drehfest miteinander verbunden sind.
Getriebevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen zweiten Planetenradträger (P22a; P22b; P22c) und ein drittes Hohlrad (P33a; P33b; P33c), die drehfest miteinander verbunden sind.
Getriebevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein viertes Sonnenrad (P41a; P41b; P41c), das drehfest mit einem Getriebegehäuse (13) verbunden ist oder mittels einer der Koppeleinheiten (S6a) mit dem Getriebegehäuse (13) verbindbar ist.
Getriebevorrichtung zumindest nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch einen vierten Planetenradträger (P42a; P42b; P42c), der drehfest mit dem ersten Hohlrad (P13a; P13c) verbunden ist oder mittels einer der Koppeleinheiten (S6b) drehfest mit dem ersten Hohlrad (P13a; P13c) verbindbar ist.
Getriebevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein viertes Hohlrad (P43a; P43b; P43c), das drehfest mit der Abtriebseinheit (12a; 12b) verbunden ist oder mittels einer der Koppeleinheiten (S6c) drehfest mit der Abtriebseinheit (12c) verbindbar ist.
Getriebevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Planetenradgetriebe (P1a–P4a; P1b–P4b; P1c–P4c) einen Einfachplanetenradsatz aufweisen.