DE102012216227A1

DE102012216227A1 - Gehäuse für eine Erweiterungsstufe, Erweiterungsstufe, Getriebe und Antriebsstrang für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102012216227A1
Application number: DE201210216227
Authority: DE
Inventors: Martin Fellmann; Markus Maurer
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2012-09-13
Filing date: 2012-09-13
Publication date: 2014-03-13

Abstract

Ein Gehäuse (830) für eine Erweiterungsstufe (122) für ein Getriebe, insbesondere für ein Automatgetriebe für ein Fahrzeug, wobei die Erweiterungsstufe (122) einen Antrieb (641), einen Abtrieb (642), eine erste Stirnradstufe mit einer Anzahl von Stirnrädern, eine zweite Stirnradstufe mit einer Anzahl von Stirnrädern, eine die erste Stirnradstufe und die zweite Stirnradstufe verbindende Vorgelegewelle und ein Schaltelement aufweist, wobei das Schaltelement ausgebildet ist, um in einem ersten Schaltzustand eine direkte Kopplung zwischen dem Antrieb (641) und dem Abtrieb (642) und in einem zweiten Schaltzustand, abhängig von einem Verhältnis zwischen der Anzahl der Stirnräder der ersten Stirnradstufe und der Anzahl von Stirnrädern der zweiten Stirnradstufe eine Drehzahländerung zwischen einer Drehzahl des Antriebs (641) und einer Drehzahl des Abtriebs (642) oder eine Drehrichtungsumkehr zwischen einer Drehrichtung des Antriebs (641) und einer Drehrichtung des Abtriebs (642) zu bewirken, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (830) ausgebildet ist, um die zweite Stirnradstufe wahlweise zur Bewirkung der Drehzahländerung mit einer ersten Anzahl von Stirnrädern oder zur Bewirkung der Drehrichtungsumkehr mit einer sich von der ersten Anzahl unterscheidenden zweiten Anzahl von Stirnrädern aufzunehmen.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Gehäuse für eine Erweiterungsstufe, auf eine Erweiterungsstufe für ein Getriebe, auf ein Getriebe und auf einen Antriebsstrang für ein Fahrzeug.
Besonders bei Bahnanwendungen werden aufgrund von geringen Stückzahlen Automatgetriebe aus anderen Bereichen, wie z. B. Bus- oder Lkw-Getriebe eingesetzt. Diese Getriebe weisen eine Vielzahl an Vorwärtsgängen auf, haben aber meist nur einen Rückwärtsgang. Speziell für die Bahnanwendung ist es erforderlich, vorwärts wie rückwärts gleiche Fahrgeschwindigkeiten zu fahren. Dazu kann eine Wendeeinheit eingesetzt werden.
Die DE 10 2010 039 862 A1 beschreibt ein Wendegetriebe, das als eigene Baueinheit ausgebildet ist und in Kraftflussrichtung hinter einem Getriebe angeordnet wird.
Vor diesem Hintergrund schafft die vorliegende Erfindung ein verbessertes Gehäuse für eine Erweiterungsstufe, eine verbesserte Erweiterungsstufe für ein Getriebe, ein verbessertes Getriebe und einen verbesserten Antriebsstrang für ein Fahrzeug gemäß den Hauptansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
Eine Erweiterungsstufe auch Erweiterungsstufe genannt, kann verwendet werden, um ein Getriebe, beispielsweise ein Automatgetriebe, mit einer Zusatzübersetzungsfunktionalität auszustatten. Der Einsatz einer solchen Erweiterungsstufe bietet sich beispielsweise bei Sonderanwendungen im Off-Highway-Bereich, wie z. B. Bahn oder Militär an. Bei solchen Sonderanwendungen können teilweise Antriebssysteme von Straßenfahrzeugen eingesetzt werden, um die Kosten durch Stückzahleffekte zu minimieren. Für Anwendungen im hohen Leistungsbereich können bei Bahn- und Militäranwendungen Busgetriebe eingesetzt werden. Da diese Seriengetriebe speziell an die Busanforderungen angepasst sind, weisen sie meist nur einen Rückwärtsgang auf und haben für manche Sonderfahrzeuge eine zu geringe Spreizung. Unter Verwendung einer Erweiterungsstufe können Getriebe für Standardanwendungen so ausgestattet werden, das beispielsweise für die Bahn vorwärts wie rückwärts die gleiche Anzahl an Gängen zur Verfügung gestellt werden kann. Für militärische und zivile Sonderanwendungen können beispielsweise im steilen Gelände zusätzliche Kriechgänge mit hoher Übersetzung zur Verfügung gestellt werden.
Unter Verwendung der Erweiterungsstufe lässt sich vorteilhafterweise eine Erweiterung eines Großseriengetriebes um eine zusätzliche Übersetzungsstufe realisieren, die die Anforderung einer oder mehrerer Sonderanwendungen im Off-Highway-Bereich, beispielsweise sowohl die Anforderung von Bahn und Militär oder nur die Anforderung der Bahn erfüllt. Die Erweiterungsstufe kann in Form einer Erweiterungsstufe direkt in ein Getriebe für eine Standardanwendung integriert werden oder separat als eigene Getriebeeinheit ausgeführt sein. Insbesondere kann die Erweiterungsstufe in Reihe zu einem Hauptgetriebe in eine Triebverbindung oder einen Kraftfluss zwischen einer Antriebswelle und einer Abtriebswelle eines Getriebes angeordnet sein.
Eignet sich die Erweiterungsstufe zur Realisierung unterschiedlicher Zusatzübersetzungsfunktionalitäten, so kann darauf verzichtet werden, für jede einzelne Anwendung, die eine der unterschiedlichen Zusatzübersetzungsfunktionalitäten benötigt, eine spezielle Erweiterungsstufe oder Getriebeeinheit zur Erweiterung eines Seriengetriebes bereitzustellen. Auf diese Weise können der Entwicklungsaufwand und die Entwicklungskosten reduziert werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Erweiterungsstufe als integrierte Wendestufe oder Wendeeinheit, beispielsweise zur Anwendung bei der Bahn verwendet werden. Die Funktionalität einer Wendeeinheit kann in ein Hauptgetriebe integriert werden. Auf diese Weise kann ein Getriebe realisiert werden, das die Funktionalität der Wendeeinheit und die Funktionalität des Hauptgetriebes umfasst. Der Ansatz kann beispielsweise zur Integration einer Wendeeinheit in Automatgetriebe eingesetzt werden. Durch die Wendeeinheit können beispielsweise ursprünglich als Vorwärtsgänge vorgesehen Gänge eines Schaltsatzes zu gleichwertigen Rückwertsgängen umgesetzt werden. Somit können zwei gleichwertige Fahrtrichtungen bereitgestellt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann durch die Erweiterungsstufe zusätzlich oder alternativ ein Kriechgang realisiert werden, der eine Übersetzung aufweist, die über eine von dem in Reihe zu der Erweiterungsstufe geschalteten Hauptgetriebe maximal bereitstellbare Übersetzung hinausgeht.
Ein Gehäuse für eine Erweiterungsstufe für ein Getriebe, insbesondere für ein Automatgetriebe für ein Fahrzeug, wobei die Erweiterungsstufe einen Antrieb, einen Abtrieb, eine erste Stirnradstufe mit einer Anzahl von Stirnrädern, eine zweite Stirnradstufe mit einer Anzahl von Stirnrädern, eine die erste Stirnradstufe und die zweite Stirnradstufe verbindende Vorgelegewelle und ein Schaltelement aufweist, wobei das Schaltelement ausgebildet ist, um in einem ersten Schaltzustand eine direkte Kopplung zwischen dem Antrieb und dem Abtrieb, bei der eine Drehrichtung und eine Drehzahl des Antriebs einer Drehrichtung und einer Drehzahl des Abtriebs entspricht, und in einem zweiten Schaltzustand, abhängig von einem Verhältnis zwischen der Anzahl der Stirnräder der ersten Stirnradstufe und der Anzahl von Stirnrädern der zweiten Stirnradstufe eine Drehzahländerung zwischen der Drehzahl des Antriebs und der Drehzahl des Abtriebs oder eine Drehrichtungsumkehr zwischen der Drehrichtung des Antriebs und der Drehrichtung des Abtriebs zu bewirken, ist dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse ausgebildet ist, um die zweite Stirnradstufe wahlweise zur Bewirkung der Drehzahländerung mit einer ersten Anzahl von Stirnrädern oder zur Bewirkung der Drehrichtungsumkehr mit einer sich von der ersten Anzahl unterscheidenden zweiten Anzahl von Stirnrädern aufzunehmen.
Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein Kraftfahrzeug, beispielsweise um ein Schienenfahrzeug, wie eine Lokomotive oder ein Triebfahrzeug, ein Motorschiff, ein Gerät zur landwirtschaftlichen Hangbearbeitung, ein Förderzeug oder eine Sonderanwendung im militärischen Bereich handeln. Das Getriebe kann somit auch für Bahnanwendungen verwendet werden. Gemäß einer Ausführungsform kann es sich bei bei dem Fahrzeug um ein Fahrzeug mit zwei gleichwertigen Fahrtrichtungen handeln. Unter gleichwertigen Fahrtrichtungen kann verstanden werden, das für die Fahrtrichtung vorwärts und die Fahrtrichtung rückwärts die gleiche Anzahl an Gängen zur Verfügung stehen. Dadurch kann in beiden Fahrtrichtungen die gleiche Fahrgeschwindigkeit erreicht werden. Gemäß einer Ausführungsform kann es sich bei dem Fahrzeug um ein Fahrzeug für militärische oder zivile Sonderanwendungen handeln, das einen zusätzlichen Kriechgang mit hoher Übersetzung benötigt.
Bei dem Getriebe kann es sich um ein Hauptgetriebe, beispielsweise einem aus mehreren Planetenradsätzen aufgebauten Getriebe, beispielsweise ein Automatgetriebe, ein Stufenradgetriebe oder ein Stufenautomatgetriebe handeln.
Der Antrieb kann eine Schnittstelle zu einem Motor des Fahrzeugs, beispielsweise einem Verbrennungsmotor oder einem Elektromotor repräsentieren. Der Abtrieb kann eine Schnittstelle zu einem Antriebsrad oder einem Achsgetriebe des Fahrzeugs repräsentieren. Der Antrieb und der Abtrieb können über die Erweiterungsstufe miteinander gekoppelt sein. Gemäß einer Ausführungsform können der Antrieb und der Abtrieb in ihrer Funktion vertauscht sein, sodass der Antrieb als Abtrieb und der Abtrieb als Antrieb fungieren.
Die Erweiterungsstufe kann in Vorgelegebauweise ausgeführt sein. Eine Erweiterungsstufe in Vorgelegebauweise weist mehrere Vorteile auf. So kann lediglich eine leichte Änderung zum Wechsel zwischen den jeweiligen Anwendungen, also den Zusatzübersetzungsfunktionalitäten in Form der Drehrichtungsumkehr und der Drehzahländerung erforderlich sein. Eine von zwei Stirnradstufen der Erweiterungsstufe, die über die Vorgelegewelle miteinander gekoppelt sind, kann für beide Zusatzübersetzungsfunktionalitäten identisch sein. Dadurch kann die Anzahl der Gleichteile sehr hoch sein. Beispielsweise kann für beide Zusatzübersetzungsfunktionalitäten ein gleiches Gehäuse mit gleichem Achsstich für eine erste der Vorgelegewellen der Erweiterungsstufe eingesetzt werden. Generell ergibt sich eine einfache Bauweise. Ein sehr guter Verzahnungswirkungsgrad besteht im Direktgang bei direkter Kopplung zwischen Antrieb und Abtrieb. Dies kann beispielsweise für die Bahn beim Vorwärtsgang und beim Militär oder eine ähnliche Anwendung, die beispielsweise einen Kriechgang erfordert, für den Normalgang genutzt werden. Ferner wird ein koaxialer Abtrieb ermöglicht.
Die Vorgelegewelle kann zu den als Antrieb und Abtrieb fungierenden Wellen parallel angeordnete sein und die zwei Stirnradsätze miteinander verbinden. Die Stirnradsätze können parallel zueinander angeordnet sein.
Im ersten Schaltzustand können der Antrieb und der Abtrieb direkt über das zumindest eine Schaltelement drehfest gekoppelt sein. Im zweiten Schaltzustand des Schaltelements kann ein zwischen Antrieb und Abtrieb zu übertragendes Drehmoment über einen über die Vorgelegewelle verlaufenden Leistungspfad zwischen dem Antrieb und dem Abtrieb übertragen werden. Das zumindest eine Schaltelement kann Teil einer Kupplungseinrichtung sein, die zumindest ein kraftschlüssiges Schaltelement aufweist. Eine Schaltung der Kupplungseinrichtung und somit der Erweiterungsstufe kann im Stillstand erfolgen. Auch kann die Kupplungseinrichtung zumindest ein reibschlüssiges Schaltelement aufweisen und beispielsweise als Lamellenkupplung realisiert sein. Ferner kann die Kupplungseinrichtung zumindest ein formschlüssiges Schaltelement aufweisen und beispielsweise als eine Synchronisierung oder eine Klaue ausgeführt sein. Als Kupplungseinrichtung kann auch eine doppelte Kupplung eingesetzt werden. Über die Kupplungseinrichtung kann eine unmittelbare mechanische Triebverbindung zwischen dem Antrieb und dem Abtrieb bereitgestellt werden. Ein Schaltelement kann beispielsweise hydraulisch, elektro-magnetisch, elektro-mechanisch oder pneumatisch angesteuert werden.
Die Erweiterungsstufe kann eine Mehrzahl an Getriebeelementen, beispielsweise Wellen oder Zahnräder aufweisen, die gesteuert durch das Schaltelement in unterschiedlichen Verschaltungen miteinander verschaltet werden können.
Durch die Drehrichtungsumkehr kann bewirkt werden, dass sich die Drehrichtung des Abtriebs umkehrt, während die Drehrichtung des Antriebs unverändert bleibt. Je nach Verschaltung des Schaltelements oder der für die Funktionalität der Drehrichtungsumkehr eingesetzten Schaltelemente kann sich der Abtrieb somit entweder in derselben Drehrichtung wie der Antrieb drehen oder aber in entgegengesetzter Drehrichtung. Somit kann die Funktionalität einer Wendestufe, auch als Wendegetriebe oder Wendeeinheit bezeichnet, realisiert werden. Die Drehrichtungsumkehr kann zur Umsteuerung der Fahrtrichtung des Fahrzeugs dienen, beispielsweise um bei gleich drehendem Motor sowohl eine Vorwärtsfahrt als auch eine Rückwärtsfahrt ermöglichen zu können. Je nach Ausführung des Getriebes kann das oder können die für die Funktionalität der Drehrichtungsumkehr eingesetzten Schaltelemente unabhängig von oder in Verbindung mit den für die Funktionalität des Einstellens der Mehrzahl von Drehzahlverhältnissen eingesetzten Schaltelementen des Getriebes geschaltet werden.
Durch die Drehzahländerung kann eine Zusatzübersetzung eingestellt werden, die zusätzlich zu der Übersetzung wirkt, auf die das Getriebe aktuell eingestellt ist. Eine Gesamtübersetzung des Getriebes kann sich damit aus der Summe der von dem Getriebe und der Erweiterungsstufe bereitgestellten Übersetzungen ergeben. Vorteilhafterweise kann durch die Erweiterungsstufe somit ein Kriechgang realisiert werden, der eine Übersetzung aufweist, die über eine von dem Getriebe maximal bereitstellbare Übersetzung hinausgeht.
Das Gehäuse kann ausgebildet sein, um das oder die Schaltelemente und Getriebeelemente der Erweiterungsstufe zu umschließen und zusätzlich oder alternativ zu tragen oder lagern. Das Gehäuse kann somit als eine Trägerstruktur der Erweiterungsstufe dienen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die zweite Stirnradstufe der Erweiterungsstufe zur Bewirkung der Drehzahländerung zwei Stirnräder und zur Bewirkung der Drehrichtungsumkehr zwei Stirnräder und ein weiteres Stirnrad in Form eines Zwischenrads aufweisen. Insbesondere kann die zweite Stirnradstufe der Erweiterungsstufe zur Bewirkung der Drehzahländerung nicht mehr als zwei Stirnräder und zur Bewirkung der Drehrichtungsumkehr nicht mehr als zwei Stirnräder und nicht mehr als ein Zwischenrad aufweisen. Dabei kann das Gehäuse eine Aufnahmeeinrichtung, beispielsweise einen Achsstich zur optionalen Aufnahme des Zwischenrads aufweisen. Auf diese Weise kann dasselbe Gehäuse für eine Erweiterungsstufe verwendet werden, die zur Bewirkung der Drehzahländerung vorgesehen ist und für eine Erweiterungsstufe verwendet werden, die zur Bewirkung der Drehrichtungsumkehr vorgesehen ist.
Eine Erweiterungsstufe für ein Getriebe, insbesondere für ein Automatgetriebe für ein Fahrzeug ist dadurch gekennzeichnet, dass die Erweiterungsstufe einen Antrieb, einen Abtrieb, eine erste Stirnradstufe mit einer Anzahl von Stirnrädern, eine zweite Stirnradstufe mit einer Anzahl von Stirnrädern, eine die erste Stirnradstufe und die zweite Stirnradstufe verbindende Vorgelegewelle und ein Schaltelement aufweist, wobei das Schaltelement ausgebildet ist, um in einem ersten Schaltzustand eine direkte Kopplung zwischen dem Antrieb und dem Abtrieb und in einem zweiten Schaltzustand abhängig von einem Verhältnis zwischen der Anzahl der Stirnräder der ersten Stirnradstufe und der Anzahl von Stirnrädern der zweiten Stirnradstufe eine Drehzahländerung zwischen einer Drehzahl des Antriebs und einer Drehzahl des Abtriebs oder eine Drehrichtungsumkehr zwischen einer Drehrichtung des Antriebs und einer Drehrichtung des Abtriebs zu bewirken. Auf diese Weise kann die Erweiterungsstufe vorteilhaft in Vorgelegebauweise realisiert werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Erweiterungsstufe zur Realisierung der Drehzahländerung ausgeführt sein. Beispielsweise kann die Erweiterungsstufe zur Realisierung eines Kriechgangs eingesetzt werden.
Dabei können der Antrieb und der Abtrieb koaxial zueinander angeordnet sein. Die erste Stirnradstufe und die zweite Stirnradstufe können jeweils eine gerade Anzahl von Stirnrädern oder jeweils eine ungerade Anzahl von Stirnrädern aufweisen. Das Schaltelement kann ausgebildet sein, um in dem ersten Schaltzustand zur Bewirkung der direkten Kopplung eine die Vorgelegewelle umgehende direkte Triebverbindung zwischen dem Antrieb und dem Abtrieb herzustellen und in dem zweiten Schaltzustand zur Bewirkung der Drehzahländerung eine über die Vorgelegewelle verlaufende Triebverbindung zwischen dem Antrieb und dem Abtrieb herzustellen. Auf diese Weise kann die Erweiterungsstufe zur Realisierung der Drehzahländerung, beispielsweise zur Realisierung eines Kriechgangs eingesetzt werden.
Beispielsweise kann die erste Stirnradstufe ein erstes Stirnrad und ein zweites Stirnrad aufweisen. Die zweite Stirnradstufe kann ein drittes Stirnrad und ein viertes Stirnrad aufweisen. Dabei kann das erste Stirnrad verdrehfest mit dem Antrieb verbunden sein, das zweite Stirnrad mit dem ersten Stirnrad kämmen und verdrehfest mit der Vorgelegewelle verbunden sein, das dritte Stirnrad verdrehfest mit der Vorgelegewelle verbunden sein und mit dem vierten Stirnrad kämmen und frei gelagert und axial um den Abtrieb angeordnet sein.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Erweiterungsstufe zur Realisierung der Drehrichtungsumkehr ausgeführt sein und beispielsweise zur Realisierung eines gleichwertigen Antriebs einer Bahn eingesetzt werden.
Dabei können die erste Stirnradstufe eine gerade Anzahl von Stirnrädern und die zweite Stirnradstufe eine ungerade Anzahl von Stirnrädern aufweisen, oder die erste Stirnradstufe eine ungerade Anzahl von Stirnrädern und die zweite Stirnradstufe eine gerade Anzahl von Stirnrädern aufweisen. Das Schaltelement kann ausgebildet sein, um in dem ersten Schaltzustand zur Bewirkung der direkten Kopplung eine die Vorgelegewelle umgehende direkte Triebverbindung zwischen dem Antrieb und dem Abtrieb herzustellen und in dem zweiten Schaltzustand zur Bewirkung der Drehrichtungsumkehr eine über die Vorgelegewelle verlaufende Triebverbindung zwischen dem Antrieb und dem Abtrieb herzustellen.
Beispielsweise kann die erste Stirnradstufe ein erstes Stirnrad und ein zweites Stirnrad aufweisen und die zweite Stirnradstufe ein fünftes Stirnrad, ein sechstes Stirnrad und ein siebtes Stirnrad aufweisen. Dabei kann das erste Stirnrad verdrehfest mit dem Antrieb verbunden sein, das zweite Stirnrad mit dem ersten Stirnrad kämmen und verdrehfest mit der Vorgelegewelle verbunden sein, das fünfte Stirnrad verdrehfest mit der Vorgelegewelle verbunden sein, das siebte Stirnrad frei gelagert und axial um den Abtrieb angeordnet sein und das sechste Stirnrad sowohl mit dem vierten Stirnrad als auch mit dem siebten Stirnrad kämmen.
Bei den unterschiedlichen Ausführungsformen kann das Schaltelement verdrehfest mit dem Abtrieb verbunden sein. In dem ersten Schaltzustand kann das Schaltelement zur Bewirkung der direkten Kopplung zwischen dem Antrieb und dem Abtrieb ferner verdrehfest mit dem ersten Stirnrad verbunden sein. In dem zweiten Schaltzustand kann das Schaltelement zur Bewirkung der Drehzahländerung ferner verdrehfest mit dem vierten Stirnrad oder zur Bewirkung der Drehrichtungsumkehr ferner verdrehfest mit dem siebten Stirnrad verbunden sein. Das Schalelement kann beispielsweise als eine Synchronisierung ausgeführt sein.
Die Erweiterungsstufe kann ein bereits beschriebenes Gehäuse aufweisen. Auf diese Weise sind keine unterschiedlichen Gehäusevarianten für die die Drehrichtungsumkehr bewirkende und die die Drehzahländerung bewirkende Erweiterungsstufe erforderlich.
Ein Getriebe für ein Fahrzeug mit einer Antriebswelle und einer Abtriebswelle, mit einem aus einer Mehrzahl von Planetenradsätzen aufgebauten Automatgetriebe zum schaltbaren Einstellen einer Mehrzahl von Drehzahlverhältnissen zwischen einer Drehzahl der Antriebswelle und einer Drehzahl der Abtriebswelle ist dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe eine genannte Erweiterungsstufe aufweist, die in einer Triebverbindung zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle zu dem Automatgetriebe in Reihe geschaltet ist.
Das Getriebe kann somit die Triebverbindung zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle herstellen. Wird im Betrieb des Getriebes ein Drehmoment zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle übertragen, so können sich das Automatgetriebe und die Erweiterungsstufe aufgrund der Reihenschaltung gemeinsam im Kraftfluss zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle befinden. Ein Leistungsfluss durch das Getriebe kann somit sowohl durch das Automatgetriebe als auch durch die Erweiterungsstufe erfolgen. Somit kann die Zusatzübersetzung der Erweiterungsstufe ergänzend auf jedes Drehzahlverhältnis der Mehrzahl von Drehzahlverhältnissen einwirken, das von dem Automatgetriebe bereitgestellt wird.
Ein solches Getriebe kann ein Getriebegehäuse aufweisen, in dem das Automatgetriebe und die Erweiterungsstufe gemeinsam angeordnet sind. Vorteilhafterweise kann sich ein solches integriertes Getriebe, das eine in einem gemeinsamen Getriebegehäuse angeordnete Kombination aus einem Hauptgetriebe, beispielsweise einem Automatgetriebe und einer Erweiterungsstufe aufweist, durch einen geringen Bauaufwand und damit geringe Herstellungskosten sowie durch eine kompakte Bauweise und damit einen geringen Bedarf an Bauraum auszeichnen. Zudem kann ein koaxialer Aufbau realisiert werden. Für die zusammengefassten Funktionalitäten des Getriebes kann ein gemeinsamer Ölhaushalt ausreichend sein. Auch kann das gesamte Getriebe von einem einzigen Getriebegehäuse umschlossen werden. Indem die Funktionalität der Erweiterungsstufe nicht durch ein separates Wendegetriebe oder eine separate Übersetzungsstufe realisiert wird, können ein großer Bauaufwand und ein hohes Gewicht vermieden werden. Zudem sind kein separates Gehäuse, kein separater Getriebesteller und kein separater Ölhaushalt für das Hauptgetriebe und die Erweiterungsstufe erforderlich. Alternativ können die Erweiterungsstufe und das Automatgetriebe in separaten Gehäusen angeordnet sein.
Somit können die Schaltelemente sowohl des Getriebes als auch der Erweiterungsstufe von dem Getriebegehäuse umschlossen oder von dem Getriebegehäuse gelagert werden. Das Getriebegehäuse kann somit auch als eine Trägerstruktur des Getriebes dienen. Das Getriebegehäuse kann die Getriebeelemente, beispielsweise Wellen, Zahnräder und Schaltelemente sowohl des Automatgetriebes als auch der Erweiterungsstufe des Getriebes vollständig oder zumindest teilweise umschließen. Das Getriebegehäuse kann einen zusammenhängenden Gehäuseraum umschließen, in dem die Getriebeelemente gemeinsam angeordnet sind. Insbesondere kann ein dem Automatgetriebe zugeordneter Teil des Innenraums des Getriebegehäuses ohne Trennwand in einen der Erweiterungsstufe zugeordneten Teil des Innenraums übergehen. Somit kann auf zwei separate Gehäuse für das Automatgetriebe und die Erweiterungsstufe verzichtet werden. Das Automatgetriebe und die Erweiterungsstufe können somit jeweils gehäuselos innerhalb des Getriebegehäuses angeordnet sein. Dies kann sowohl zu einer Kostenersparnis als auch zu einer Reduzierung des Bauraums des Getriebes führen.
Ein Antriebsstrang für ein Fahrzeug ist dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsstrang ein genanntes Getriebe und ein Achsgetriebe aufweist, wobei die Antriebswelle des Getriebes eine Schnittstelle zu einem Antriebsmotor des Fahrzeugs repräsentiert und die Abtriebswelle des Getriebes mit dem Achsgetriebe verbunden ist. Somit kann das beschriebene Getriebe vorteilhaft für einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs verwendet werden.
Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 bis 5 Getriebe gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung; und
6 bis 8 Erweiterungsstufen gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung.
In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 100 mit einem Getriebe 102 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Getriebe 102 ist Teil eines Antriebsstrangs des Fahrzeugs 100 mit einer Antriebswelle 104 und einer Abtriebswelle 106. Das Getriebe 102 ist über die Antriebswelle 104 direkt oder über weitere nicht gezeigte Getriebeelemente mit einem Motor 110 und über die Abtriebswelle 106 direkt oder über weitere nicht gezeigte Getriebeelemente, beispielsweise einem Achsgetriebe 112 mit einer Antriebsachse 114 des Fahrzeugs 100 gekoppelt. Das Getriebe 102 weist ein Hauptgetriebe 120 und eine Erweiterungsstufe 122 auf. Das Hauptgetriebe 120 kann beispielsweise ein Automatgetriebe, ein Stufenradgetriebe oder ein Stufenautomatgetriebe darstellen und aus mehreren Planetenradsätzen aufgebaut sein. Das Hauptgetriebe 120 ist ausgebildet, um gesteuert durch eine Steuerung wahlweise eines einer Mehrzahl von Drehzahlverhältnissen zwischen einer Drehzahl der Antriebswelle 104 und einer Drehzahl der Abtriebswelle 106 einzustellen. Die Erweiterungsstufe 122 ist in Reihe zu dem Hauptgetriebe 120 und somit unabhängig von dem für das Hauptgetriebe 120 ausgewählten Drehzahlverhältnis in einer Triebverbindung oder einem Kraftfluss zwischen der Antriebswelle 104 und der Abtriebswelle 106 angeordnet.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Fahrzeug 100 beispielsweise um ein Schienenfahrzeug. Das Fahrzeug 100 kann sich durch zwei gleichwertige Fahrtrichtungen auszeichnen. Die Antriebskraft des Motors 110 kann somit wahlweise entweder für eine Vorwärtsfahrt oder für eine Rückwärtsfahrt des Fahrzeugs 100 eingesetzt werden, wobei durch das Getriebe 102 sowohl in Bezug auf die Vorwärtsfahrt als auch in Bezug auf die Rückwärtsfahrt die gleichen oder einander entsprechende Getriebeübersetzungen bereitgestellt werden können.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform handelt es sich bei dem Fahrzeug 100 um ein Fahrzeug für zivile oder militärische Sonderanwendungen. In diesem Fall ermöglicht das Getriebe 102 zusätzlich oder alternativ zu der Drehrichtungsumkehr eine zusätzlich zu der von dem Hauptgetriebe 120 bereitgestellten Übersetzung wirkende zusätzliche Übersetzung zwischen der Antriebswelle 104 und der Abtriebswelle 106, die beispielsweise für einen Kriechgang des Fahrzeugs 100 verwendet werden kann.
Die 2 bis 5 zeigen Getriebe 102 gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung. Dabei kann es sich jeweils um Getriebe 102 für ein Fahrzeug mit einer Antriebswelle 104 und einer Abtriebswelle 106 handeln, wie es in 1 gezeigt ist. Die Getriebe 102 weisen jeweils einen Schaltsatz in Form eines Hauptgetriebes 120 auf. Der Schaltsatz kann beispielsweise einem Seriengetriebe eines Straßenfahrzeugs, beispielsweise von einem Bus, entnommen sein oder einem solchen Seriengetriebe entsprechen. Die Getriebe 102 weisen ferner eine Erweiterungsstufe 122 auf. Die Erweiterungsstufe 122 kann zusätzlich zu der von dem Hauptgetriebe 120 bereitgestellten Übersetzungsfunktionalität eine Zusatzübersetzungsfunktionalität bereitstellen. Beispielsweise kann die Erweiterungsstufe 122 zur Realisierung einer Drehrichtungsumkehr zwischen der Antriebswelle 104 und der Abtriebswelle 106 als ein Wendesatz ausgeführt sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Erweiterungsstufe 122 zur Realisierung einer Drehzahländerung zwischen einer Drehzahl der Antriebswelle 104 und einer Drehzahl der Abtriebswelle 106 ausgebildet sein. Beispielsweise kann unter Verwendung der Erweiterungsstufe 122 eine hohe Übersetzung bereitgestellt werden, wie sie beispielsweise für einen Kriechgang einer militärischen oder zivilen Sonderanwendung des Getriebes 102 benötigt wird.
Die Erweiterungsstufe 122 kann dabei in integrierter Bauweise in Bezug auf einen Kraftfluss durch das Getriebe 102 vor oder hinter dem Hauptgetriebe 120 angeordnet sein. Auch kann die Erweiterungsstufe 122 in separater Bauweise mit einer Gelenkwelle oder direkt am Hauptgetriebe 120 angeflanscht sein.
2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Getriebes 102, bei dem die Erweiterungsstufe 122 in Bezug auf einen Kraftfluss von der Antriebswelle 104 zu der Abtriebswelle 106 in integrierter Bauweise in Reihe hinter dem Hauptgetriebe 120 angeordnet ist. Um eine Triebverbindung zwischen der Antriebswelle 104 und der Abtriebswelle 106 zu realisieren, steht die Antriebswelle 104 in einer Triebverbindung mit dem Hauptgetriebe 120, das Hauptgetriebe 120 steht in einer Triebverbindung mit der der Erweiterungsstufe 122 und die Erweiterungsstufe 122 steht in einer Triebverbindung mit der Abtriebswelle 106. Das Hauptgetriebe 120 und die Erweiterungsstufe 122 sind in einem gemeinsamen Getriebegehäuse 230 angeordnet. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist innerhalb des Getriebegehäuses kein weiteres Gehäuse zur Aufnahme des Hauptgetriebes 120 und/oder der Erweiterungsstufe 122 angeordnet.
3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Getriebes 102. Das in 3 gezeigte Getriebe entspricht dem in 2 gezeigten Getriebe, weist jedoch den Unterschied auf, dass die Erweiterungsstufe 122 in Bezug auf einen Kraftfluss von der Antriebswelle 104 zu der Abtriebswelle 106 in integrierter Bauweise nicht vor, sondern hinter dem Hauptgetriebe angeordnet ist.
4 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Getriebes 102. Im Unterschied zu den in den 2 und 3 gezeigten Ausführungsbeispielen ist die Erweiterungsstufe 122 in Bezug auf einen Kraftfluss von der ersten Hauptwelle 104 zu der zweiten Hauptwelle 106 in separater Bauweise hinter dem Hauptgetriebe 120 angeordnet. Alternativ kann die Erweiterungsstufe 122 in entsprechender Bauweise auch vor dem Hauptgetriebe 120 angeordnet sein. Das Hauptgetriebe 120 und die Erweiterungsstufe 122 sind über eine Welle, beispielsweise eine Gelenkwelle miteinander verbunden. Die Erweiterungsstufe 122 und das Hauptgetriebe 120 können jeweils in separaten Gehäusen angeordnet sein.
5 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Getriebes 102. Im Unterschied zu dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Erweiterungsstufe 122 direkt an das Hauptgetriebe 120 angeflanscht. Dabei kann die Erweiterungsstufe 122 in Bezug auf einen Kraftfluss von der Antriebswelle 104 zu der Abtriebswelle 106 antriebseitig oder abtriebseitig an dem Hauptgetriebe 120 angeflanscht sein.
Anhand der 6 bis 8 werden im Folgenden Erweiterungsstufen 122 jeweils in Form einer Übersetzungsstufe in Vorgelegebauweise gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Erweiterungsstufen 122 können bei den, anhand der vorangegangen Ausführungsbeispielen beschriebenen Getrieben eingesetzt werden.
6 zeigt ein Schaltschema einer Erweiterungsstufe 122 in Form einer Übersetzungsstufe in Vorgelegebauweise gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In einem ersten Schaltzustand ermöglicht die Erweiterungsstufe 122 eine direkte Kopplung zwischen zwei als Antrieb 641 und Abtrieb 642 fungierenden Wellen der Erweiterungsstufe 122. Die Erweiterungsstufe 122 ermöglicht in einem zweiten Schaltzustand eine Bereitstellung einer hohen Übersetzung zwischen dem Antrieb 641 und dem Abtrieb 642. Die hohe Übersetzung kann beispielsweise zur Realisierung eines Kriechgangs für eine militärische Sonderanwendung eines Getriebes verwendet werden.
Die Erweiterungsstufe 122 ist mit koaxialem Abtrieb 642 realisiert und weist zwei parallel angeordnete und unterschiedlich ausgeführte Stirnradsätze 644, 646 und eine zwischen den Stirnradsätzen 644, 646 angeordnete Synchronisierung 650 auf. Anstelle einer Synchronisierung 650 kann auch eine Kupplungseinrichtung, beispielsweise eine doppelte Kupplung oder eine Klaue eingesetzt werden. Der Antrieb 641 und der Abtrieb 642 können auch vertauscht werden.
Der antriebseitige Stirnradsatz 644 weist ein erstes Stirnrad 661 und ein zweites Stirnrad 662 auf. Der abtriebseitige Stirnradsatz 646 weist ein drittes Stirnrad 663 und ein viertes Stirnrad 664 auf. Um die hohe Übersetzung zu realisieren, unterscheiden sich die Stirnräder 661, 662 des abtriebseitigen Stirnradsatzes 646 in ihrer Größe von den Stirnrädern 663, 664 des abtriebseitigen Stirnradsatz 646. Das erste Stirnrad 661 kämmt mit dem zweiten Stirnrad 662. Das zweite Stirnrad 662 ist über eine Vorgelegewelle 670 mit dem dritten Stirnrad 663 verdrehfest verbunden. Das dritte Stirnrad 663 kämmt mit dem vierten Stirnrad 664. Das vierte Stirnrad 664 ist frei gelagert und axial um den Abtrieb 642 angeordnet. Die Wellen des Antriebs 641 und des Abtriebs 642 sind koaxial auf einem Wellenstrang angeordnet. Ein Synchronisierungskörper der Synchronisierung 650 ist verdrehfest mit dem Abtrieb 642 verbunden.
Die Synchronisierung 650 weist ein schaltbares Schaltelement auf, das zwischen dem Abtrieb 642 und dem vierten Stirnrad 664 angeordnet ist. Im geschlossenen Zustand des Schaltelements ist der Abtrieb 642 verdrehfest mit dem vierten Stirnrad 664 verbunden. Mit anderen Worten besteht eine mechanische Triebverbindung zwischen dem Abtrieb 642 und dem vierten Stirnrad 664. Im geöffneten Zustand des Schaltelements ist der Abtrieb 642 nicht über das Schaltelement mit dem vierten Stirnrad 664 verbunden. Die Synchronisierung 650 weist ferner ein weiteres schaltbares Schaltelement auf, das zwischen der dem Abtrieb 642 und dem ersten Stirnrad 661 angeordnet ist. Im geschlossenen Zustand des weiteren Schaltelements ist der Abtrieb 642 verdrehfest mit dem ersten Stirnrad 661 und somit mit dem Antrieb 641 verbunden. Im geöffneten Zustand des weiteren Schaltelements ist der Abtrieb 642 nicht über das weitere Schaltelement mit dem ersten Stirnrad 661 verbunden. Die Schaltelemente der Synchronisierung 650 können je nach Ausführungsform der Synchronisierung 650 ausgebildet sein, um im geschlossenen Zustand eine kraftschlüssige, eine reibschlüssige oder eine formschlüssige Verbindung zu realisieren. Die Schaltelemente können hydraulisch, elektro-magnetisch, elektro-mechanisch oder pneumatisch angesteuert werden.
Die Synchronisierung 650 weist eine Mehrzahl von Kupplungszuständen auf. Die Synchronisierung 650 kann beispielsweise gesteuert von einer Steuereinrichtung von einem ersten Schaltzustand in einen zweiten Schaltzustand überführt werden. Die Synchronisierung 650 ist ausgebildet, um in dem ersten Schaltzustand mit dem ersten Stirnrad 661 gekoppelt und von dem vierten Stirnrad 664 entkoppelt zu sein. Die Synchronisierung 650 ist weiterhin ausgebildet, um in dem zweiten Schaltzustand mit dem vierten Stirnrad 664 gekoppelt zu sein und von dem ersten Stirnrad 661 entkoppelt zu sein. In einem optionalen Ruhezustand ist die Synchronisierung 650 weder mit dem ersten Stirnrad 661 noch mit dem vierten Stirnrad 664 gekoppelt und die Erweiterungsstufe befindet sich in einem Leerlauf.
7 zeigt ein Schaltschema einer Erweiterungsstufe 122 in Form einer Übersetzungsstufe in Vorgelegebauweise gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In einem ersten Schaltzustand ermöglicht die Erweiterungsstufe 122 eine direkte Kopplung zwischen zwei als Antrieb 641 und Abtrieb 642 fungierenden Wellen der Erweiterungsstufe 122. Die Erweiterungsstufe 122 ermöglicht in einem zweiten Schaltzustand eine Drehrichtungsumkehr zwischen dem Antrieb 641 und dem Abtrieb 642. Die Drehrichtungsumkehr kann beispielsweise zur Realisierung eines Rückwärtsgangs für eine Bahnanwendung eines Getriebes verwendet werden.
Die Erweiterungsstufe 122 ist mit koaxialem Abtrieb 642 realisiert und weist zwei parallel angeordnete Stirnradsätze 644, 746 und eine zwischen den Stirnradsätzen 644, 646 angeordnete Synchronisierung 650 auf. Die Stirnradsätze 644, 646 unterscheiden sich in der Anzahl ihrer Stirnräder. Anstelle einer Synchronisierung 650 kann auch eine Kupplungseinrichtung, beispielsweise eine doppelte Kupplung oder eine Klaue eingesetzt werden. Der Antrieb 641 und der Abtrieb 642 können auch vertauscht werden.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Übersetzung in der Erweiterungsstufe 122 so ausgeführt, dass der Antrieb 641 und der Abtrieb 642 bei entsprechend geschalteter Synchronisierung mit derselben Drehzahl, jedoch in entgegengesetzte Drehrichtung umlaufen. Alternativ kann auch eine andere feste Übersetzung oder Untersetzung zwischen dem Antrieb 641 und dem Abtrieb 642 vorgesehen sein.
Von dem antriebseitigen Stirnradsatz 644 sind ein erstes Stirnrad 661 und ein zweites Stirnrad 662 gezeigt. Von dem abtriebseitigen Stirnradsatz 646 sind ein fünftes Stirnrad 765, ein sechstes Stirnrad 766 und ein siebtes Stirnrad 767 gezeigt. Das erste Stirnrad 661 kämmt mit dem zweiten Stirnrad 662. Das zweite Stirnrad 662 ist über eine Vorgelegewelle 670 mit dem fünften Stirnrad 765 verdrehfest verbunden. Das fünfte Stirnrad 765 kämmt mit dem siebten Stirnrad 767. Das siebte Stirnrad 767 kämmt mit dem sechsten Stirnrad 766. Das sechste Stirnrad 766 ist frei gelagert und axial um den Abtrieb 642 angeordnet. Die Wellen des Antriebs 641 und des Abtriebs 642 sind koaxial auf einem Wellenstrang angeordnet. Ein Synchronisierungskörper der Synchronisierung 650 ist verdrehfest mit dem Abtrieb 642 verbunden.
Die Synchronisierung 650 weist ein schaltbares Schaltelement auf, das zwischen dem Abtrieb 642 und dem sechsten Stirnrad 766 angeordnet ist. Im geschlossenen Zustand des Schaltelements ist der Abtrieb 642 verdrehfest mit dem sechsten Stirnrad 766 verbunden. Mit anderen Worten besteht eine mechanische Triebverbindung zwischen dem Abtrieb 642 und dem sechsten Stirnrad 766. Im geöffneten Zustand des Schaltelements ist der Abtrieb 642 nicht über das Schaltelement mit dem sechsten Stirnrad 766 verbunden. Die Synchronisierung 650 weist ferner ein weiteres schaltbares Schaltelement auf, das zwischen dem Abtrieb 642 und dem ersten Stirnrad 661 angeordnet ist. Im geschlossenen Zustand des weiteren Schaltelements ist der Abtrieb 642 verdrehfest mit dem ersten Stirnrad 661 und somit mit dem Antrieb 641 verbunden. Im geöffneten Zustand des weiteren Schaltelements ist der Abtrieb 642 nicht über das weitere Schaltelement mit dem ersten Stirnrad 661 verbunden. Die Schaltelemente der Synchronisierung 650 können je nach Ausführungsform der Synchronisierung 650 ausgebildet sein, um im geschlossenen Zustand eine kraftschlüssige, eine reibschlüssige oder eine formschlüssige Verbindung zu realisieren. Die Schaltelemente können hydraulisch, elektro-magnetisch, elektro-mechanisch oder pneumatisch angesteuert werden.
Die Synchronisierung 650 weist eine Mehrzahl von Kupplungszuständen auf. Die Synchronisierung 650 kann beispielsweise gesteuert von einer Steuereinrichtung von einem ersten Schaltzustand in einen zweiten Schaltzustand überführt werden. Die Synchronisierung 650 ist ausgebildet, um in dem zweiten Schaltzustand mit dem sechsten Stirnrad 766 gekoppelt zu sein und von dem ersten Stirnrad 661 entkoppelt zu sein. Die Synchronisierung 650 ist weiterhin ausgebildet, um in dem ersten Schaltzustand mit dem ersten Stirnrad 661 gekoppelt und von dem sechsten Stirnrad 766 entkoppelt zu sein. In einem optionalen Ruhezustand ist die Synchronisierung 650 weder mit dem ersten Stirnrad 661 noch mit dem sechsten Stirnrad 766 gekoppelt und die Erweiterungsstufe 122 befindet sich in einem Leerlauf.
Die in den 6 und 7 gezeigten Umsetzungssätze 122 unterscheiden sich lediglich in der Ausführung des abtriebseitigen Stirnradsatzes 646. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist eine Erweiterungsstufe 122 so ausgeführt, das wahlweise ein abtriebseitiger Stirnradsatz 646, wie er in 6 gezeigt ist oder ein abtriebseitiger Stirnradsatz 646, wie er in 7 gezeigt ist, eingesetzt werden kann. Dazu kann beispielsweise eine Trägerstruktur oder ein Gehäuse der Erweiterungsstufe 122 so ausgeführt sein, dass das das siebte Stirnrad 767 optional aufgenommen werden kann.
8 zeigt ein Gehäuse 830 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Gehäuse 830 kann stellvertretend auch für eine Trägerstruktur stehen. Das Gehäuse 830 ist ausgebildet, um wahlweise eine Erweiterungsstufe 122 aufzunehmen wie sie anhand von 6 beschrieben ist oder eine Erweiterungsstufe 122 aufzunehmen wie sie anhand von 7 beschrieben ist. Dazu weist das Gehäuse 830 eine Aufnahmeeinrichtung, beispielsweise eine Lagerung oder einen Achsstich für eine Welle 875 des siebten Stirnrades der Erweiterungsstufe 122 auf. In 8 ist beispielhaft eine Anordnung der in 7 gezeigten Erweiterungsstufe 122 in dem Gehäuse 830 gezeigt. Wird das Gehäuse 830 im Zusammenhang mit der in 6 gezeigten Erweiterungsstufe 122 eingesetzt, so ist die Aufnahmeeinrichtung für die Welle 875 vorhanden, jedoch nicht belegt.
Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden. Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“ Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so kann dies so gelesen werden, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.
Bezugszeichenliste

100: Fahrzeug
102: Getriebe
104: Antriebswelle
106: Abtriebswelle
110: Motor
112: Achsgetriebe
114: Antriebsachse
120: Hauptgetriebe
122: Erweiterungsstufe
230: Getriebegehäuse
641: Antrieb
642: Abtrieb
644: antriebseitiger Stirnradsatz
646: abtriebseitiger Stirnradsatz
650: Synchronisierung
661: erstes Stirnrad
662: zweites Stirnrad
663: drittes Stirnrad
664: viertes Stirnrad
775: fünftes Stirnrad
776: sechstes Stirnrad
777: siebtes Stirnrad
670: Vorgelegewelle
830: Gehäuse
875: Welle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102010039862 A1 [0003]

Claims

Gehäuse (830) für eine Erweiterungsstufe (122) für ein Getriebe (120), insbesondere für ein Automatgetriebe für ein Fahrzeug (100), wobei die Erweiterungsstufe (122) einen Antrieb (641), einen Abtrieb (642), eine erste Stirnradstufe (644) mit einer Anzahl von Stirnrädern (661, 662), eine zweite Stirnradstufe (646) mit einer Anzahl von Stirnrädern (663, 664; 765, 766, 767), eine die erste Stirnradstufe (644) und die zweite Stirnradstufe (646) verbindende Vorgelegewelle (670) und ein Schaltelement (650) aufweist, wobei das Schaltelement (650) ausgebildet ist, um in einem ersten Schaltzustand eine direkte Kopplung zwischen dem Antrieb (641) und dem Abtrieb (642) und in einem zweiten Schaltzustand, abhängig von einem Verhältnis zwischen der Anzahl der Stirnräder (661, 662) der ersten Stirnradstufe (644) und der Anzahl von Stirnrädern (663, 664; 765, 766, 767) der zweiten Stirnradstufe (646) eine Drehzahländerung zwischen einer Drehzahl des Antriebs (641) und einer Drehzahl des Abtriebs (642) oder eine Drehrichtungsumkehr zwischen einer Drehrichtung des Antriebs (641) und einer Drehrichtung des Abtriebs (642) zu bewirken, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (830) ausgebildet ist, um die zweite Stirnradstufe (646) wahlweise zur Bewirkung der Drehzahländerung mit einer ersten Anzahl von Stirnrädern (663, 664, 765) oder zur Bewirkung der Drehrichtungsumkehr mit einer sich von der ersten Anzahl unterscheidenden zweiten Anzahl von Stirnrädern (765, 766, 767) aufzunehmen.
Gehäuse (830) gemäß Anspruch 1, wobei die zweite Stirnradstufe (646) zur Bewirkung der Drehzahländerung zwei Stirnräder (663, 664) und zur Bewirkung der Drehrichtungsumkehr zwei Stirnräder (765, 767) und ein Zwischenrad (766) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (830) eine Aufnahmeeinrichtung zur optionalen Aufnahme des Zwischenrads (766) aufweist.
Erweiterungsstufe (122) für ein Getriebe (120), insbesondere für ein Automatgetriebe für ein Fahrzeug (100), dadurch gekennzeichnet, dass die Erweiterungsstufe (122) einen Antrieb (641), einen Abtrieb (642), eine erste Stirnradstufe (644) mit einer Anzahl von Stirnrädern (661, 662), eine zweite Stirnradstufe (646) mit einer Anzahl von Stirnrädern (663, 664; 765, 766, 767), eine die erste Stirnradstufe (644) und die zweite Stirnradstufe (646) verbindende Vorgelegewelle (670) und ein Schaltelement (650) aufweist, wobei das Schaltelement (650) ausgebildet ist, um in einem ersten Schaltzustand eine direkte Kopplung zwischen dem Antrieb (641) und dem Abtrieb (642), bei der eine Drehrichtung und eine Drehzahl des Antriebs (641) einer Drehrichtung und einer Drehzahl des Abtriebs (642) entspricht, und in einem zweiten Schaltzustand abhängig von einem Verhältnis zwischen der Anzahl der Stirnräder (661, 662) der ersten Stirnradstufe (644) und der Anzahl von Stirnrädern (663, 664; 765, 766, 767) der zweiten Stirnradstufe (646) eine Drehzahländerung zwischen der Drehzahl des Antriebs (641) und der Drehzahl des Abtriebs (642) oder eine Drehrichtungsumkehr zwischen der Drehrichtung des Antriebs (641) und der Drehrichtung des Abtriebs (642) zu bewirken.
Erweiterungsstufe (122) gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (641) und der Abtrieb (642) koaxial zueinander angeordnet sind und die erste Stirnradstufe (644) und die zweite Stirnradstufe (646) jeweils eine gerade Anzahl von Stirnrädern (661, 662, 663, 664; 765, 766, 767) oder jeweils eine ungerade Anzahl von Stirnrädern (661, 662, 663, 664; 765, 766, 767) aufweisen und das Schaltelement (650) ausgebildet ist, um in dem ersten Schaltzustand zur Bewirkung der direkten Kopplung eine die Vorgelegewelle (670) umgehende direkte Triebverbindung zwischen dem Antrieb (641) und dem Abtrieb (642) herzustellen und in dem zweiten Schaltzustand zur Bewirkung der Drehzahländerung eine über die Vorgelegewelle (670) verlaufende Triebverbindung zwischen dem Antrieb (641) und dem Abtrieb (642) herzustellen.
Erweiterungsstufe (122) gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Stirnradstufe (644) ein erstes Stirnrad (661) und ein zweites Stirnrad (662) aufweist und die zweite Stirnradstufe (646) ein drittes Stirnrad (663) und ein viertes Stirnrad (664) aufweist, wobei das erste Stirnrad (661) verdrehfest mit dem Antrieb (641) verbunden ist, das zweite Stirnrad (662) mit dem ersten Stirnrad (661) kämmt und verdrehfest mit der Vorgelegewelle (670) verbunden ist, das dritte Stirnrad (663) verdrehfest mit der Vorgelegewelle (670) verbunden ist und mit dem vierten Stirnrad (664) kämmt, das frei gelagert und axial um den Abtrieb (642) angeordnet ist.
Erweiterungsstufe (122) gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Stirnradstufe (644) eine gerade Anzahl von Stirnrädern (661, 662) und die zweite Stirnradstufe (646) eine ungerade Anzahl von Stirnrädern (765, 766, 767) aufweist oder die erste Stirnradstufe (644) eine ungerade Anzahl von Stirnrädern (661, 662) und die zweite Stirnradstufe (646) eine gerade Anzahl von Stirnrädern (765, 766, 767) aufweist und das Schaltelement (650) ausgebildet ist, um in dem ersten Schaltzustand zur Bewirkung der direkten Kopplung eine die Vorgelegewelle (670) umgehende direkte Triebverbindung zwischen dem Antrieb (641) und dem Abtrieb (642) herzustellen und in dem zweiten Schaltzustand zur Bewirkung der Drehrichtungsumkehr eine über die Vorgelegewelle (670) verlaufende Triebverbindung zwischen dem Antrieb (641) und dem Abtrieb (642) herzustellen.
Erweiterungsstufe (122) gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Stirnradstufe (644) ein erstes Stirnrad (661) und ein zweites Stirnrad (662) aufweist und die zweite Stirnradstufe (646) ein fünftes Stirnrad (765), ein sechstes Stirnrad (766) und ein siebtes Stirnrad (767) aufweist, wobei das erste Stirnrad (661) verdrehfest mit dem Antrieb (641) verbunden ist, das zweite Stirnrad (662) mit dem ersten Stirnrad (661) kämmt und verdrehfest mit der Vorgelegewelle (670) verbunden ist, das fünfte Stirnrad (765) verdrehfest mit der Vorgelegewelle (670) verbunden ist, das siebte Stirnrad (767) frei gelagert und axial um den Abtrieb (642) angeordnet ist und das sechste Stirnrad (766) sowohl mit dem vierten Stirnrad (664) als auch mit dem siebten Stirnrad (767) kämmt.
Erweiterungsstufe (122) gemäß Anspruch 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (650) verdrehfest mit dem Abtrieb (642) verbunden ist und in dem ersten Schaltzustand zur Bewirkung der direkten Kopplung zwischen dem Antrieb (641) und dem Abtrieb (642) ferner verdrehfest mit dem ersten Stirnrad (661) verbunden ist und in dem zweiten Schaltzustand zur Bewirkung der Drehzahländerung ferner verdrehfest mit dem vierten Stirnrad (664) oder zur Bewirkung der Drehrichtungsumkehr ferner verdrehfest mit dem siebten Stirnrad (767) verbunden ist.
Erweiterungsstufe (122) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Erweiterungsstufe (122) ein Gehäuse gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2 aufweist.
Getriebe (102) für ein Fahrzeug (100) mit einer Antriebswelle (104) und einer Abtriebswelle (106), mit einem aus einer Mehrzahl von Planetenradsätzen aufgebauten Automatgetriebe (120) zum schaltbaren Einstellen einer Mehrzahl von Drehzahlverhältnissen zwischen einer Drehzahl der Antriebswelle (104) und einer Drehzahl der Abtriebswelle (106), dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (102) eine Erweiterungsstufe (122) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 9 aufweist, die in einer Triebverbindung zwischen der Antriebswelle (104) und der Abtriebswelle (106) zu dem Automatgetriebe (120) in Reihe geschaltet ist.
Getriebe (102) gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (102) ein Getriebegehäuse (230) aufweist, in dem das Automatgetriebe (120) und die Erweiterungsstufe (122) gemeinsam angeordnet sind.
Antriebsstrang für ein Fahrzeug (100), dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsstrang ein Getriebe (102) gemäß einem der Ansprüche 10 oder 11 und ein Achsgetriebe (112) aufweist, wobei die Antriebswelle (104) des Getriebes (102) eine Schnittstelle zu einem Antriebsmotor (110) des Fahrzeugs (100) repräsentiert und die Abtriebswelle (106) des Getriebes (102) mit dem Achsgetriebe (112) verbunden ist.