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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mehrstufengetriebe, insbesondere ein Automatgetriebe für ein Kraftfahrzeug, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und des nebengeordneten Patentanspruchs 2.
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Automatgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, umfassen nach dem Stand der Technik Planetenradsätze, die mittels Reibungs- bzw. Schaltelementen, wie etwa Kupplungen und Bremsen, geschaltet werden und üblicherweise mit einem einer Schlupfwirkung unterliegenden und wahlweise mit einer Überbrückungskupplung versehenen Anfahrelement, wie etwa einem hydrodynamischen Drehmomentwandler oder einer Strömungskupplung, verbunden sind.
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Derartige Automatgetriebe sind im Stand der Technik vielfach beschrieben und unterliegen einer permanenten Weiterentwicklung und Verbesserung. So sollen diese Getriebe eine ausreichende Anzahl von Vorwärtsgängen sowie mindestens einen Rückwärtsgang und eine für Kraftfahrzeuge sehr gut geeignete Übersetzung mit einer hohen Gesamtspreizung sowie günstigen Stufensprüngen aufweisen. Ferner sollen diese eine hohe Anfahrübersetzung in Vorwärtsrichtung ermöglichen und einen Direktgang enthalten. Zudem sollen Automatgetriebe einen geringen Bauaufwand und eine geringe Anzahl an Schaltelementen erfordern, wobei bei sequentieller Schaltweise jeweils nur ein Schaltelement zugeschaltet und ein Schaltelement abgeschaltet werden soll.
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Ein derartiges Automatgetriebe ist beispielsweise aus der
DE 199 12 480 B4 der Anmelderin bekannt. Es umfasst drei Einsteg-Planetenradsätze sowie drei Bremsen und zwei Kupplungen zum Schalten von sechs Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang, eine Antriebswelle und eine Abtriebswelle, wobei der Steg des ersten Planetenradsatzes mit dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes und der Steg des zweiten Planetenradsatzes mit dem Hohlrad des dritten Planetenradsatzes ständig verbunden ist und die Antriebswelle direkt mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes verbunden ist.
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Ferner ist bei dem bekannten Getriebe vorgesehen, dass die Antriebswelle über die erste Kupplung mit dem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes und über die zweite Kupplung mit dem Steg des ersten Planetensatzes verbindbar ist, wobei das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes über die erste Bremse mit einem Gehäuse des Getriebes verbindbar ist und der Steg des ersten Planetenradsatzes über die zweite Bremse mit dem Gehäuse des Getriebes verbindbar ist, wobei das Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes über die dritte Bremse mit dem Gehäuse des Getriebes verbindbar ist. Die Abtriebswelle des Getriebes ist mit dem Steg des dritten Planetenradsatzes und dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes ständig verbunden.
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Aus der US 2007/ 0 142 158 A1 ist ein Mehrstufengetriebe mit einem Ein- und Ausgang bekannt, das Getriebe umfassend einen ersten und einen zweiten Planetenradsatz, wobei jeder Zahnradsatz ein Sonnenrad, einen das Sonnenrad umgebenden Zahnkranz, einen Satz von Planetenritzel, die mit dem Sonnenrad und dem Zahnkranz kämmen, und umfassend einen Träger, auf dem die Planetenritzel drehbar gelagert sind, wobei der Träger des ersten Zahnradsatzes fahrbar mit dem Zahnkranz des zweiten Zahnradsatzes verbunden ist. Ein dritter Zahnradsatz, der bewegbar mit dem Träger des zweiten Zahnradsatzes und dem Zahnkranz des ersten Zahnradsatzes verbunden ist, treibt den Ausgang abwechselnd mit einer vorbestimmten niedrigeren Geschwindigkeit relativ zu einer Geschwindigkeit des Trägers des zweiten Zahnradsatzes an und treibt den Ausgang im Wesentlichen mit der Geschwindigkeit des Zahnkranzes des ersten Zahnradsatzes an. Eine erste Kupplung verbindet und trennt den Eingang und das Sonnenrad des ersten Zahnradsatzes. Eine zweite Kupplung verbindet und trennt den Eingang und das Sonnenrad des zweiten Zahnradsatzes. Eine dritte Kupplung verbindet und trennt abwechselnd den Eingang und den Träger des ersten Zahnradsatzes. Eine Überholbremse hält den Träger des ersten Zahnradsatzes gegen Drehung am Getriebegehäuse und gibt den Träger des ersten Zahnradsatzes frei. Eine erste Bremse hält das Sonnenrad des ersten Zahnradsatzes gegen Drehung am Getriebegehäuse und gibt das Sonnenrad des ersten Zahnradsatzes frei. Eine zweite Bremse hält den Träger des ersten Zahnradsatzes gegen Drehung am Gehäuse und gibt den Träger des ersten Zahnradsatzes frei.
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Aus der
DE 10 2006 006 638 A1 ist ein Mehrstufengetriebe mit sechs Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang bekannt, das Getriebe umfassend eine Antriebswelle, eine Abtriebswelle, drei Planetensätze, sechs drehbare Wellen sowie fünf Schaltelemente,
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Mehrstufengetriebe anzugeben, welches axial betrachtet einen geringeren Bauraumbedarf aufweist, so dass eine Hybridisierung des Getriebes als Front-Quer-System ermöglicht wird. Zudem soll der Wirkungsgrad hinsichtlich der Schlepp- und Verzahnungsverluste verbessert werden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 und des nebengeordneten Patentanspruchs 2 gelöst. Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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Demnach wird ein Mehrstufengetriebe vorgeschlagen, welches eine Antriebswelle, eine Abtriebswelle, zwei axial betrachtet hintereinander angeordnete Planetenradsätze, im Folgenden als erster und zweiter Planetenradsatz bezeichnet, eine erste und eine zweite Stirnradstufe in Verbindung mit einer parallel zur Längsachse der Planetenradsätze angeordnete Vorgelegewelle, die als Abtriebswelle dient, und fünf Schaltelemente, umfassend Bremsen und Kupplungen, umfasst, deren selektives Eingreifen verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle bewirkt, so dass vorzugsweise sechs Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang realisierbar sind.
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Die Planetenradsätze sind vorzugsweise als Minus-Planetenradsätze ausgebildet. Ein einfacher Minus-Planetenradsatz umfasst bekanntlich ein Sonnenrad, ein Hohlrad und einen Steg, an dem Planetenräder drehbar gelagert sind, die jeweils mit Sonnenrad und Hohlrad kämmen. Hierdurch weist das Hohlrad bei festgehaltenem Steg eine zum Sonnenrad entgegengesetzte Drehrichtung auf. Demgegenüber umfasst ein einfacher Plus-Planetenradsatz ein Sonnenrad, ein Hohlrad und einen Steg, an dem innere und äußere Planetenräder drehbar gelagert sind, wobei alle inneren Planetenräder mit dem Sonnenrad und alle äußeren Planetenräder mit dem Hohlrad kämmen, wobei jedes innere Planetenrad mit jeweils einem äußeren Planetenrad kämmt. Hierdurch weist das Hohlrad bei festgehaltenem Steg die gleiche Drehrichtung auf wie das Sonnenrad und es ergibt sich eine positive Standgetriebeübersetzung.
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Die Antriebswelle ist über eine erste Kupplung mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes lösbar verbindbar, welches über eine zweite Bremse an das Gehäuse des Getriebes ankoppelbar ist, wobei der Steg des zweiten Planetenradsatzes über eine erste Bremse an das Gehäuse des Getriebes ankoppelbar ist und mit dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes verbunden ist.
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Hierbei ist der Steg des ersten Planetenradsatzes mit einem ersten Stirnrad der ersten Stirnradstufe verbunden, wobei das Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes mit einem ersten Stirnrad der zweiten Stirnradstufe des Getriebes verbunden ist, deren zweites Stirnrad mit der Abtriebswelle verbunden ist.
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Des Weiteren ist vorgesehen, dass eine dritte, vierte oder fünfte Kupplung vorgesehen ist, durch deren Schließen der erste Planetenradsatz verblockbar ist.
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Nach einem ersten Aspekt der Erfindung unterscheidet sich das Getriebe vom Stand der Technik dadurch, dass die Antriebswelle mit dem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes verbunden ist, dass das zweite Stirnrad der ersten Stirnradstufe, das mit dem ersten Stirnrad im Eingriff ist, über eine zweite Kupplung mit der Abtriebswelle lösbar verbindbar ist und dass die erste Kupplung und die dritte oder vierte Kupplung, axial betrachtet, in Kraftflussrichtung des Antriebs vor den Planetenradsätzen angeordnet sind, wobei die erste Bremse und die zweite Bremse, axial betrachtet, in Kraftflussrichtung des Antriebs nach den Planetenradsätzen angeordnet sind.
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Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung unterscheidet sich das Getriebe vom Stand der Technik dadurch, dass die Antriebswelle mit dem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes verbunden ist, dass das zweite Stirnrad der ersten Stirnradstufe, das mit dem ersten Stirnrad im Eingriff ist, über eine zweite Kupplung mit der Abtriebswelle lösbar verbindbar ist, dass die erste Kupplung, axial betrachtet, in Kraftflussrichtung des Antriebs vor den Planetenradsätzen angeordnet ist, wobei die erste Bremse und die zweite Bremse, axial betrachtet, in Kraftflussrichtung des Antriebs nach den Planetenradsätzen angeordnet sind, und dass über die fünfte Kupplung Hohlrad und Steg des ersten Planetenradsatz verbindbar sind, wobei die fünfte Kupplung, axial betrachtet, zwischen dem ersten und dem zweiten Planetenradsatz angeordnet ist.
Die dritte Kupplung kann gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung als Kupplung ausgeführt sein, welche das Sonnenrad mit dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes lösbar verbindet. Alternativ kann die vierte Kupplung als Kupplung ausgeführt sein, welche den Steg mit dem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes lösbar verbindet, wobei die fünfte Kupplung als Kupplung ausgeführt sein kann, welche den Steg mit dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes lösbar verbindet.
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Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Mehrstufengetriebes ergeben sich insbesondere für Personenkraftwagen geeignete Übersetzungen sowie eine erhöhte Gesamtspreizung des Mehrstufengetriebes, wodurch eine Verbesserung des Fahrkomforts und eine signifikante Verbrauchsabsenkung bewirkt werden.
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Darüber hinaus wird mit dem erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebe durch eine geringe Anzahl an Schaltelementen der Bauaufwand erheblich reduziert. In vorteilhafter Weise ist es mit dem erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebe möglich, ein Anfahren mit einem hydrodynamischen Wandler, einer externen Anfahrkupplung oder auch mit sonstigen geeigneten externen Anfahrelementen durchzuführen. Es ist auch denkbar, einen Anfahrvorgang mit einem im Getriebe integrierten Anfahrelement zu ermöglichen. Vorzugsweise eignet sich ein Schaltelement, welches im ersten Vorwärtsgang und/ oder im Rückwärtsgang betätigt wird.
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Des Weiteren ergibt sich bei dem erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebe ein guter Wirkungsgrad in den Hauptfahrgängen bezüglich der Schlepp- und Verzahnungsverluste.
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Ferner liegen geringe Drehmomente in den Schaltelementen und in den Planetenradsätzen des Mehrstufengetriebes vor, wodurch der Verschleiß in vorteilhafter Weise reduziert wird. Zudem wird durch die geringen Drehmomente eine entsprechend geringe Dimensionierung ermöglicht, wodurch der benötigte Bauraum und die entsprechenden Kosten reduziert werden. Darüber hinaus liegen auch geringe Drehzahlen bei den Wellen, den Schaltelementen und den Planetenradsätzen vor.
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Außerdem ist das erfindungsgemäße Getriebe derart konzipiert, dass der Bauraumbedarf axial betrachtet gering ist, wodurch eine Hybridisierung des Getriebes als Front-Quer-System ermöglicht wird.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. In diesen stellen dar:
- 1: eine schematische Ansicht einer ersten bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes;
- 2: eine schematische Ansicht einer zweiten bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes;
- 3: eine schematische Ansicht einer dritten bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes;
- 4: ein beispielhaftes Schaltschema für ein Mehrstufengetriebe gemäß 1; und
- 5: ein weiteres beispielhaftes Schaltschema für ein Mehrstufengetriebe gemäß 1.
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In 1 ist ein erfindungsgemäßes Mehrstufengetriebe dargestellt, mit einer Antriebswelle 1, einer Abtriebswelle 2, zwei Planetenradsätzen P1, P2, einer ersten und einer zweiten Stirnradstufe S1, S2 in Verbindung mit einer parallel zur Längsachse der Planetenradsätze P1, P2 angeordneten Vorgelegewelle, welche die Abtriebswelle 2 des Getriebes bildet, die in einem Gehäuse G angeordnet sind.
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Die Planetenradsätze P1, P2 sind bei dem in 1 gezeigten Beispiel als Minus-Planetenradsätze ausgebildet. Gemäß der Erfindung kann zumindest ein Planetenradsatz als Plus-Planetenradsatz ausgeführt sein, wenn gleichzeitig die Steg- und Hohlradanbindung getauscht und der Betrag der Standgetriebeübersetzung im Vergleich zu der Ausführung als Minus-Planetenradsatz um 1 erhöht wird.
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Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Planetenradsätze axial betrachtet in der Reihenfolge P1, P2 angeordnet.
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Wie aus 1 ersichtlich, sind fünf Schaltelemente, nämlich zwei Bremsen B1, B2 und drei Kupplungen K1, K2 und K3 vorgesehen. Die räumliche Anordnung der Schaltelemente kann beliebig sein und wird nur durch die Abmessungen und die äußere Formgebung begrenzt. Die Kupplungen und die Bremsen des Getriebes sind vorzugsweise als reibschlüssige Schaltelemente, wie z.B. Lamellenkupplungen oder -bremsen, oder als formschlüssige Schaltelemente, wie z.B. Klauen oder Synchronisierungen, ausgeführt.
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Mit diesen Schaltelementen ist ein selektives Schalten von vorzugsweise sechs Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang realisierbar.
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Erfindungsgemäß ist bei dem Mehrstufengetriebe gemäß 1 vorgesehen, dass die Antriebswelle 1 über eine erste Kupplung K1 mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes P2 lösbar verbindbar ist, welches über eine zweite Bremse B2 an das Gehäuse G des Getriebes ankoppelbar ist, wobei der Steg des zweiten Planetenradsatzes P2 über eine erste Bremse B1 an das Gehäuse G ankoppelbar ist und mit dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes P1 verbunden ist und wobei die Antriebswelle 1 mit dem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes P1 verbunden ist.
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Hierbei ist der Steg des ersten Planetenradsatzes P1 mit einem ersten Stirnrad ST1 der ersten Stirnradstufe S1 verbunden, deren zweites Stirnrad ST2 über eine zweite Kupplung K2 mit der Abtriebswelle 2 lösbar verbindbar ist, wobei das Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes P2 mit einem ersten Stirnrad ST3 der zweiten Stirnradstufe S2 des Getriebes verbunden ist, deren zweites Stirnrad ST4 mit der Abtriebswelle 2 verbunden ist.
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Des Weiteren ist gemäß der Erfindung vorgesehen, dass eine dritte Kupplung K3 vorgesehen ist, durch deren Schließen der erste Planetenradsatz P1 verblockbar ist, wobei die dritte Kupplung K3 als Kupplung ausgeführt ist, welche das Sonnenrad mit dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes P1 lösbar verbindet.
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Bei dem in 1 gezeigten Beispiel sind die erste und dritte Kupplung K1, K3 axial betrachtet in Kraftflussrichtung des Antriebs vor den Planetenradsätzen P1, P2 angeordnet, wobei die erste und zweite Bremse B1, B2 axial betrachtet nach den Planetenradsätzen P1, P2 angeordnet sind. Es ist jedoch möglich, durch Führen der Antriebswelle 1 durch das Getriebe auf die andere Getriebeseite die erste und dritte Kupplung K1, K3 axial betrachtet in Kraftflussrichtung des Antriebs nach den Planetenradsätzen P1, P2 anzuordnen, wobei in diesem Fall die erste und zweite Bremse B1, B2 axial betrachtet vor den Planetenradsätzen P1, P2 angeordnet sind. Die axiale Reihenfolge der Planetenradsätze P1, P2 sowie der Stirnradstufen S1, S2 wird hierbei im Vergleich zum Ausführungsbeispiel nach 1 vertauscht.
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Im Rahmen einer nicht dargestellten Weiterbildung der Erfindung ist dem Getriebe gemäß 1 eine weitere Stirnradstufe nachgeschaltet, welche mit einem Differentialgetriebe des Fahrzeugs verbunden ist.
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Die erste und dritte Kupplung K1, K3 können axial betrachtet nebeneinander angeordnet sein und einen gemeinsamen Außenlamellenträger aufweisen. Ferner können die erste und zweite Bremse B1, B2 des Getriebes axial betrachtet nebeneinander angeordnet sein, wie anhand 1 veranschaulicht. Ferner ist die zweite Kupplung K2 axial betrachtet vorzugsweise zwischen dem ersten Planetenradsatz P1 und der ersten Stirnradstufe S1 angeordnet.
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Das in 2 gezeigte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel nach 1 dadurch, dass anstelle der dritten Kupplung K3 eine vierte Kupplung K4 vorgesehen ist, durch deren Schließen der erste Planetenradsatz P1 verblockbar ist, wobei die vierte Kupplung K4 als Kupplung ausgeführt ist, welche das Sonnenrad mit dem Steg des ersten Planetenradsatzes P1 lösbar verbindet. Analog zum Ausführungsbeispiel nach 1 können die erste und vierte Kupplung K1, K4 axial betrachtet nebeneinander angeordnet sein und einen gemeinsamen Außenlamellenträger aufweisen.
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Das Ausführungsbeispiel nach 3 unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel nach 1 dadurch, dass anstelle der dritten Kupplung K3 eine fünfte Kupplung K5 vorgesehen ist, durch deren Schließen der erste Planetenradsatz P1 verblockbar ist, wobei die fünfte Kupplung K5 als Kupplung ausgeführt ist, welche das Hohlrad mit dem Steg des ersten Planetenradsatzes P1 lösbar verbindet. Vorzugsweise ist die fünfte Kupplung K5 axial betrachtet zwischen dem ersten und dem zweiten Planetenradsatz P1, P2 angeordnet.
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In 4 ist ein beispielhaftes Schaltschema eines Mehrstufengetriebes gemäß 1 dargestellt. Für jeden Gang werden zwei Schaltelemente geschlossen. Dem Schaltschema können die jeweiligen Übersetzungen i der einzelnen Gangstufen und die daraus zu bestimmenden Gangsprünge bzw. Stufensprünge ϕ zum nächst höheren Gang beispielhaft entnommen werden, wobei der Wert 6,630 die Spreizung des Getriebes darstellt.
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Die Werte für die Standgetriebeübersetzungen der als Minus-Planetenradsätze ausgeführten Planetenradsätze P1, P2 sind bei dem gezeigten Beispiel jeweils -2,770 und -3,700, wobei die Übersetzungen der ersten und zweiten Stirnradstufe S1, S2 jeweils 1,385 und 1,000 betragen. Aus 4 wird ersichtlich, dass bei sequentieller Schaltweise jeweils nur ein Schaltelement zugeschaltet und ein Schaltelement abgeschaltet werden muss, da zwei benachbarte Gangstufen ein Schaltelement gemeinsam benutzen. Ferner wird ersichtlich, dass eine große Spreizung bei kleinen Gangsprüngen erzielt wird.
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Der erste Vorwärts-Gang ergibt sich durch Schließen der ersten Bremse B1 und der zweiten Kupplung K2, der zweite Vorwärts-Gang durch Schließen der zweiten Bremse B2 und der zweiten Kupplung K2, der dritte Vorwärts-Gang durch Schließen der ersten und der zweiten Kupplung K1, K2, der vierte Vorwärts-Gang durch Schließen der zweiten und dritten Kupplung K2, K3, der fünfte Vorwärts-Gang durch Schließen der ersten und der dritten Kupplung K1, K3 und der sechste Vorwärts-Gang ergibt sich durch Schließen der zweiten Bremse B2 und der dritten Kupplung K3, wobei sich der Rückwärtsgang durch Schließen der ersten Bremse B1 und der ersten Kupplung K1 ergibt.
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Dadurch, dass im ersten Vorwärtsgang und im ersten Rückwärtsgang die erste Bremse B1 geschlossen ist, kann dieses Schaltelement als Anfahrelement eingesetzt werden. Bei dem Schaltschema gemäß 4 ist der fünfte Gang als Direktgang ausgeführt. Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung kann der vierte Gang als Direktgang ausgeführt sein, wie aus dem Schaltschema gemäß 5 ersichtlich. Die Ausführung des vierten Ganges als Direktgang wird dadurch erreicht, dass bei unveränderter Standgetriebeübersetzung der Planetenradsätze P1, P2 die die Übersetzungen der ersten und zweiten Stirnradstufe S1, S2 jeweils 1,000 und 0,748 betragen. Die Spreizung des Getriebes bleibt nahezu unverändert bei 6,629.
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Für den Fall, dass gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 2 die dritte Kupplung K3 durch die vierte Kupplung K4 ersetzt wird, wird im Schaltschema gemäß 4 und 5 die dritte Kupplung K3 durch die vierte Kupplung K4 ersetzt.
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Analog dazu wird für den Fall, dass gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 3 die dritte Kupplung K3 durch die fünfte Kupplung K5 ersetzt wird, im Schaltschema gemäß 4 und 5 die dritte Kupplung K3 durch die fünfte Kupplung K5 ersetzt.
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Gemäß der Erfindung ergeben sich auch bei gleichem Getriebeschema je nach Schaltlogik unterschiedliche Gangsprünge, so dass eine anwendungs- bzw. fahrzeugspezifische Variation ermöglicht wird.
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Prinzipiell kann auf jeder Welle des erfindungsgemäßen Getriebes eine elektrische Maschine oder eine weitere Antriebsquelle angeordnet werden. Für den Fall einer Hybridisierung des Getriebes wird im Rahmen einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, zumindest eine elektrische Maschine direkt mit der Antriebswelle 1 zu verbinden, wobei in diesem Fall die elektrische Maschine vorzugsweise auf der Antriebswelle 1 und koaxial dazu angeordnet ist.
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Ferner kann zwischen dem Verbrennungsmotor und der elektrischen Maschine eine zusätzliche Kupplung angeordnet sein, wodurch bei geöffneter zusätzlicher Kupplung und somit bei abgekoppeltem Verbrennungsmotor sämtliche Gänge des Getriebes rein elektrisch gefahren werden können.
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Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die elektrische Maschine achsparallel zur Antriebswelle 1 angeordnet und über eine weitere Stirnradstufe mit der Antriebswelle 1 verbunden. Auch in diesem Fall kann zwischen dem Verbrennungsmotor und der Antriebswelle 1 eine zusätzliche Kupplung angeordnet sein, um ein rein elektrisches Fahren zu ermöglichen. Anstelle der Stirnradstufe können weitere geeignete Mittel verwendet werden, wie beispielsweise ein Kettentrieb.
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Erfindungsgemäß ist es möglich, an jeder geeigneten Stelle des Mehrstufengetriebes zusätzliche Freiläufe vorzusehen, beispielsweise zwischen einer Welle und dem Gehäuse oder um zwei Wellen gegebenenfalls zu verbinden.
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Auf der Antriebsseite oder auf der Abtriebsseite können erfindungsgemäß ein Achsdifferential und/oder ein Verteilerdifferential angeordnet werden.
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Im Rahmen vorteilhafter Weiterbildungen kann die Antriebswelle 1 durch ein Kupplungselement von einem Antriebsmotor nach Bedarf getrennt werden, wobei als Kupplungselement ein hydrodynamischer Wandler, eine hydraulische Kupplung, eine trockene Anfahrkupplung, eine nasse Anfahrkupplung, eine Magnetpulverkupplung oder eine Fliehkraftkupplung einsetzbar sind. Es ist auch möglich, ein derartiges Anfahrelement in Kraftflussrichtung hinter dem Getriebe anzuordnen, wobei in diesem Fall die Antriebswelle 1 ständig mit der Kurbelwelle des Antriebsmotors verbunden ist.
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Das erfindungsgemäße Mehrstufengetriebe ermöglicht außerdem die Anordnung eines Torsionsschwingungsdämpfers zwischen Antriebsmotor und Getriebe.
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Im Rahmen einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung kann auf jeder Welle, bevorzugt auf der Antriebswelle 1 oder der Abtriebswelle 2, eine verschleißfreie Bremse, wie z.B. ein hydraulischer oder elektrischer Retarder oder dergleichen, angeordnet sein, was insbesondere für den Einsatz in Nutzkraftfahrzeugen von besonderer Bedeutung ist. Des Weiteren kann zum Antrieb von zusätzlichen Aggregaten auf jeder Welle, bevorzugt auf der Antriebswelle 1 oder der Abtriebswelle 2, ein Nebenabtrieb vorgesehen sein.
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Die eingesetzten Reibschaltelemente können als lastschaltbare Kupplungen oder Bremsen ausgebildet sein. Insbesondere können kraftschlüssige Kupplungen oder Bremsen, wie z.B. Lamellenkupplungen, Bandbremsen und/oder Konuskupplungen, verwendet werden. Ferner können die eingesetzten Schaltelemente als formschlüssige Schaltelemente ausgeführt sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Antriebswelle
- 2
- Abtriebswelle
- B1
- erste Bremse
- B2
- zweite Bremse
- G
- Gehäuse
- K1
- erste Kupplung
- K2
- zweite Kupplung
- K3
- dritte Kupplung
- K4
- vierte Kupplung
- K5
- fünfte Kupplung
- P1
- erster Planetenradsatz
- P2
- zweiter Planetenradsatz
- S1
- erste Stirnradstufe
- S2
- zweite Stirnradstufe
- ST1
- erstes Stirnrad der ersten Stirnradstufe S1
- ST2
- zweites Stirnrad der ersten Stirnradstufe S1
- ST3
- erstes Stirnrad der zweiten Stirnradstufe S2
- ST4
- zweites Stirnrad der zweiten Stirnradstufe S2
- i
- Übersetzung
- ϕ
- Stufensprung
