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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mehrstufengetriebe, insbesondere ein Automatgetriebe für ein Kraftfahrzeug, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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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 10 2008 000 429 A1 der Anmelderin bekannt. Es umfasst vier koaxial zu einer Hauptrotationsachse angeordnete Planetenradsätze und sechs Schaltelemente zur Schaltung von zumindest neun Vorwärtsgetriebegängen und einem Rückwärtsgang.
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Bei dem bekannten Getriebe sind acht drehbare Wellen vorgesehen, wobei der erste und der zweite Planetenradsatz einen schaltbaren Vorschaltradsatz bilden und der dritte und der vierte Planetenradsatz den Hauptradsatz bilden, wobei die Stege des ersten und des zweiten Planetenradsatzes über eine vierte Welle miteinander gekoppelt sind, die mit einem Element des Hauptradsatzes verbunden ist, wobei das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes mit dem Sonnenrad des zweiten Planetensatzes über eine achte Welle gekoppelt ist, welche über eine erste Kupplung mit der Antriebswelle lösbar verbindbar ist, wobei das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes mittels einer dritten Welle über eine erste Bremse an das Gehäuse des Getriebes ankoppelbar und über eine zweite Kupplung mit der Antriebswelle verbindbar ist und wobei das Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes mittels einer fünften Welle über eine zweite Bremse an das Gehäuse ankoppelbar ist. Ferner ist eine siebte Welle mit zumindest einem Element des Hauptradsatzes verbunden und über eine dritte Bremse an das Gehäuse ankoppelbar, wobei eine sechste Welle mit einem weiteren Element des Hauptradsatzes verbunden und über eine dritte Kupplung mit der Antriebswelle verbindbar ist und wobei die Abtriebswelle mit zumindest einem weiteren Element des Hauptradsatzes verbunden ist. Das Getriebe gemäß der
DE 10 2008 000 429 A1 eignet sich in nachteiliger Weise jedoch nicht für einen Einbau als Front-Quer-System.
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Des Weiteren geht aus der
DE 10 2010 010 122 A1 ein Mehrgang-Hybridgetriebe hervor, umfassend ein Eingangselement, ein Ausgangselement, einen ersten, zweiten und dritten Planetenradsatz, die jeweils ein erstes, zweites und drittes Element aufweisen, wobei die Radsätze entlang einer ersten und zweiten Achse angeordnet sind und einen ersten, zweiten und dritten Außenradsatz, die zum Übertragen von Drehmoment zwischen der ersten und zweiten Achse angeordnet sind, wobei der erste, zweite und dritte Außenradsatz jeweils erste und zweite kämmende Außenräder umfassen. Ferner umfasst das bekannte Getriebe einen Motor/Generator, der funktional mit dem ersten Außenrad des zweiten Außenradsatzes verbunden ist sowie fünf Drehmomentübertragungseinrichtungen zum selektiven Verbinden der Elemente der Planetenradsätze oder des ersten und zweiten Außenrades miteinander, mit einem feststehenden Element, mit dem Eingangselement oder mit anderen Elementen der Planetenradsätze, wobei die fünf Drehmomentübertragungseinrichtungen in Kombinationen von dreien eingerückt sind, um zumindest acht Vorwärtsgänge und zumindest einen Rückwärtsgang zwischen dem Eingangselement und dem Ausgangselement herzustellen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von einem Getriebe gemäß
DE 10 2008 000 429 A1 ein Mehrstufengetriebe anzugeben, welches axial betrachtet einen geringen Bauraumbedarf aufweist, so dass ein Einbau des Getriebes und optional eine Hybridisierung des Getriebes als Front-Quer-System ermöglicht wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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Demnach wird ein Mehrstufengetriebe vorgeschlagen, welches eine Antriebswelle und eine Abtriebswelle aufweist, welche in einem Gehäuse und parallel zueinander angeordnet sind. Des Weiteren umfasst das Getriebe vier Planetenradsätze, im Folgenden als erster, zweiter, dritter und vierter Planetenradsatz bezeichnet, wobei zwei Planetenradsätze koaxial zu einer ersten Achse, welche durch die Antriebswelle definiert ist und zwei Planetenradsätze koaxial zu einer zweiten Achse, die parallel zur ersten Achse angeordnet und durch die Abtriebswelle definiert ist, angeordnet sind, mindestens zehn drehbare Wellen – im Folgenden als Antriebswelle, Abtriebswelle, dritte, vierte, fünfte, sechste, siebte, achte, neunte und zehnte Welle bezeichnet –, eine erste und eine zweite Stirnradstufe und sechs Schaltelemente, umfassend drei Bremsen und drei Kupplungen, deren selektives Eingreifen verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle bewirkt, so dass vorzugsweise neun 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 Standgetriebe-Übersetzung.
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Dadurch, dass zwei Planetenradsätze des Getriebes, nämlich der erste und zweite Planetenradsatz koaxial zu einer ersten Achse, welche durch die Antriebswelle definiert ist und zwei Planetenradsätze, nämlich der dritte und vierte Planetenradsatz koaxial zu einer zweiten Achse, die parallel zur ersten Achse angeordnet und durch die Abtriebswelle definiert ist, angeordnet sind, wird eine sehr kurze Baulänge erzielt, so dass das Getriebe in Front-Quer-Bauweise eingebaut werden kann. Vorzugsweise sind radial betrachtet der erste Planetenradsatz oberhalb des dritten Planetenradsatzes und der zweite Planetenradsatz oberhalb des vierten Planetenradsatzes angeordnet.
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Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist die Antriebswelle über eine erste Kupplung mit einer vierten Welle lösbar verbindbar, welche mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes verbunden und über eine zweite Bremse an das Gehäuse des Getriebes ankoppelbar ist und über eine zweite Kupplung mit einer sechsten Welle lösbar verbindbar, welche mit dem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes und dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes verbunden ist.
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Ferner ist das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes mit einer dritten Welle verbunden, die über eine erste Bremse an das Gehäuse ankoppelbar ist, wobei der Steg des ersten Planetenradsatzes mit einer mit dem Steg des zweiten Planetenradsatzes verbundenen siebten Welle verbunden ist, welche über eine zweite Stirnradstufe mit einer mit dem Hohlrad des vierten Planetenradsatzes verbundenen zehnten Welle wirkverbunden ist. Gemäß der Erfindung ist eine fünfte Welle mit dem Sonnenrad des dritten und dem Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes verbunden und über eine dritte Bremse an das Gehäuse ankoppelbar, wobei die Abtriebswelle des Getriebes mit dem Steg des dritten Planetenradsatzes verbunden ist. Des Weiteren ist die Antriebswelle über eine achte und eine neunte Welle, eine dritte oder vierte Kupplung und über eine erste Stirnradstufe mit dem Hohlrad des dritten Planetenradsatzes und dem Steg des vierten Planetenradsatzes wirkverbindbar.
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Im Rahmen einer ersten Weiterbildung der Erfindung ist die Antriebswelle über eine dritte Kupplung mit einer achten Welle lösbar verbindbar, welche über eine erste Stirnradstufe mit einer mit dem Hohlrad des dritten Planetenradsatzes und dem Steg des vierten Planetenradsatzes verbundenen neunten Welle wirkverbunden ist.
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Hierbei sind die erste, zweite und dritte Kupplung und die erste und zweite Bremse koaxial zur ersten Achse angeordnet.
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Im Rahmen einer zweiten Weiterbildung der Erfindung ist die Antriebswelle über die erste Stirnradstufe mit einer achten Welle wirkverbunden, welche über eine vierte Kupplung mit einer mit dem Hohlrad des dritten Planetenradsatzes und dem Steg des vierten Planetenradsatzes verbundenen neunten Welle lösbar verbindbar ist, wobei die dritte Kupplung entfällt. Durch diese Anordnungsvariante, bei der die vierte Kupplung koaxial zur zweiten Achse angeordnet ist, kann axialer Bauraum entlang der ersten Achse eingespart werden.
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Vorzugsweise beträgt die Übersetzung der zwei Stirnradstufen des Getriebes 1,0.
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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, was sich auf das Gewicht und die Kosten positiv auswirkt. 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 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 auch 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:
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1: eine schematische Ansicht einer ersten bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes;
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2: eine schematische Ansicht einer zweiten bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes;
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3: ein beispielhaftes Schaltschema für ein Mehrstufengetriebe gemäß 1 und 2;
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4: eine schematische Ansicht einer weiteren bevorzugten Ausführungsform eines Mehrstufengetriebes basierend auf der Ausführungsform gemäß 1;
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5: eine schematische Ansicht eines hybridisierten Mehrstufengetriebes basierend auf der Ausführungsform gemäß 1; und
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6: eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines hybridisierten Mehrstufengetriebes basierend auf der Ausführungsform gemäß 2.
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In 1 ist ein erfindungsgemäßes Mehrstufengetriebe dargestellt, mit einem ersten Planetenradsatz P1, einem zweiten Planetenradsatz P2, einem dritten Planetenradsatz P3 und einem vierten Planetenradsatz P4, wobei der erste und zweite Planetenradsatz P1, P2 koaxial zu einer ersten Achse, welche durch die Antriebswelle 1 definiert ist und der dritte und vierte Planetenradsatz P3, P4 koaxial zu einer zweiten Achse, die parallel zur ersten Achse angeordnet und durch die Abtriebswelle 2 definiert ist, angeordnet sind.
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Die Planetenradsätze P1, P2, P3, P4 sind bei dem gezeigten Beispiel als Minus-Planetenradsätze ausgeführt. Hierbei kann zumindest ein Planetenradsatz des Getriebes 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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Wie aus 1 ersichtlich, sind sechs Schaltelemente, nämlich drei Bremsen 03, 04, 05 und drei Kupplungen 14, 16 und 18 vorgesehen. Die Kupplungen und die Bremsen des Getriebes sind vorzugsweise als Reibschaltelemente bzw. Lamellenschaltelemente ausgeführt, können aber auch als formschlüssige Schaltelemente ausgeführt sein.
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Mit diesen Schaltelementen ist ein selektives Schalten von neun Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang realisierbar. Das erfindungsgemäße Mehrstufengetriebe weist insgesamt mindestens zehn drehbare Wellen auf, wobei die Antriebswelle die erste Welle 1 und die Abtriebswelle die zweite Welle 2 des Getriebes bildet.
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Erfindungsgemäß ist bei dem Mehrstufengetriebe gemäß 1 vorgesehen, dass die Antriebswelle 1 über eine erste Kupplung 14 mit einer vierten Welle 4 lösbar verbindbar ist, die mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes P2 verbunden und über eine zweite Bremse 04 an das Gehäuse G des Getriebes ankoppelbar ist und über eine zweite Kupplung 16 mit einer sechsten Welle 6 lösbar verbindbar ist, die mit dem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes P1 und dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes P2 verbunden ist.
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Wie aus 1 ersichtlich, ist das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes P1 mit einer dritten Welle 3 verbunden, die über eine erste Bremse 03 an das Gehäuse G ankoppelbar ist, wobei der Steg des ersten Planetenradsatzes P1 mit einer mit dem Steg des zweiten Planetenradsatzes P2 verbundenen siebten Welle 7 verbunden ist, welche über eine zweite Stirnradstufe S2, deren erstes Stirnrad mit ST3 und deren zweites Stirnrad mit ST4 bezeichnet ist, mit einer mit dem Hohlrad des vierten Planetenradsatzes P4 verbundenen zehnten Welle 10 wirkverbunden ist. Ferner ist eine fünfte Welle 5 mit dem Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes P3 und dem Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes P4 verbunden und über eine dritte Bremse 05 an das Gehäuse G ankoppelbar, wobei die Abtriebswelle 2 mit dem Steg des dritten Planetenradsatzes P3 verbunden ist. Bei dem gezeigten Beispiel ist die Antriebswelle 1 über eine dritte Kupplung 18 mit einer achten Welle 8 lösbar verbindbar, welche über eine erste Stirnradstufe S1, deren erstes Stirnrad mit ST1 und deren zweites Stirnrad mit ST2 bezeichnet ist, mit einer mit dem Hohlrad des dritten Planetenradsatzes P3 und dem Steg des vierten Planetenradsatzes P4 verbundenen neunten Welle 9 wirkverbunden.
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Hierbei sind die erste, zweite und dritte Kupplung 14, 16, 18 und die erste und zweite Bremse 03, 04 koaxial zur ersten Achse, die durch die Antriebswelle 1 definiert ist, angeordnet.
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Das in 2 gezeigte Beispiel unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel nach 1 dadurch, dass die Antriebswelle 1 über die erste Stirnradstufe S1 mit der achten Welle 8 wirkverbunden ist, welche über eine vierte Kupplung 89 mit der mit dem Hohlrad des dritten Planetenradsatzes P3 und dem Steg des vierten Planetenradsatzes P4 verbundenen neunten Welle 9 lösbar verbindbar ist, wobei die dritte Kupplung 18 entfällt. Diese Anordnungsvariante, bei der die vierte Kupplung 89 um die zweite Achse angeordnet ist, die durch die Abtriebswelle 2 definiert ist, resultiert in dem Vorteil, dass entlang der ersten Achse axialer Bauraum eingespart werden kann. Die erste und zweite Kupplung 14, 16 und die erste und zweite Bremse 03, 04 sind hierbei koaxial zur ersten Achse angeordnet.
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In 3 ist ein beispielhaftes Schaltschema eines Mehrstufengetriebes gemäß 1 und 2 dargestellt. Für jeden Gang werden drei 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 9,923 die Spreizung des Getriebes darstellt.
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Die Werte für die Standgetriebeübersetzungen der als Minus-Planetenradsätze ausgeführten Planetenradsätze P1, P2, P3, P4 sind bei dem gezeigten Beispiel jeweils –1,500, –2,000, –2,640 und –2,640, wobei die Übersetzungen der ersten und zweiten Stirnradstufe S1, S2 1,000 betragen. Aus 3 wird ersichtlich, dass bei sequentieller Schaltweise jeweils nur ein Schaltelement zugeschaltet und ein Schaltelement abgeschaltet werden muss, da zwei benachbarte Gangstufen zwei Schaltelemente 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 und dritten Bremse 03, 05 und der zweiten Kupplung 16, der zweite Vorwärts-Gang durch Schließen der zweiten und dritten Bremse 04, 05 und der zweiten Kupplung 16, der dritte Vorwärts-Gang durch Schließen der dritten Bremse 05 und der ersten und zweiten Kupplung 14, 16, der vierte Vorwärts-Gang durch Schließen der dritten Bremse 05 und der zweiten und dritten Kupplung 16, 18, der bei dem gezeigten Beispiel als Direktgang ausgeführte fünfte Vorwärts-Gang durch Schließen der ersten, zweiten und dritten Kupplung 14, 16, 18, der sechste Vorwärts-Gang durch Schließen der zweiten Bremse 04 und der zweiten und dritten Kupplung 16, 18, der siebte Vorwärts-Gang durch Schließen der ersten Bremse 03 und der zweiten und dritten Kupplung 16, 18, der achte Vorwärts-Gang durch Schließen der ersten und zweiten Bremse 03, 04 und der dritten Kupplung 18 und der neunte Vorwärts-Gang ergibt sich durch Schließen der ersten Bremse 03 und der ersten und dritten Kupplung 14, 18, wobei sich der Rückwärtsgang durch Schließen der ersten und dritten Bremse 03, 05 und der ersten Kupplung 14 ergibt.
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Der vierte Vorwärts-Gang kann alternativ durch Schließen der ersten und dritten Bremse 03, 05 und der dritten Kupplung 18, oder durch Schließen der dritten Bremse 05 und der ersten und dritten Kupplung 14, 18 oder durch Schließen der zweiten und dritten Bremse 04, 05 und der dritten Kupplung 18 realisiert werden. Diese Kombinationen sind in 3 mit M4‘, M4‘‘ bzw. M4‘‘‘ bezeichnet.
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Für die in 2 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich das Schaltschema vom Schaltschema gemäß 3 lediglich dadurch, dass die dritte Kupplung 18 durch die vierte Kupplung 89 ersetzt wird.
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Dadurch, dass im ersten Vorwärts-Gang und im Rückwärtsgang die erste und dritte Bremse 03, 05 geschlossen sind, können diese Schaltelemente als Anfahrelemente eingesetzt werden.
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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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Das in 4 gezeigte Beispiel unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel nach 1 dadurch, dass die axiale Reihenfolge des dritten und vierten Planetenradsatzes P3, P4 vertauscht ist. Die räumliche Anordnung der Getriebeelemente kann beliebig sein und wird nur durch die Abmessungen und die äußere Formgebung begrenzt; Kupplungen oder Planetenradsätze können vertauscht werden, solange es die Bindbarkeit der Getriebeelemente zulässt. Das Schaltschema entspricht dem Schaltschema gemäß 3.
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Das in 5 gezeigte Ausführungsbeispiel entspricht dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 mit dem Unterschied, dass eine elektrische Maschine E vorgesehen ist, welche auf der Antriebswelle 1 des Getriebes angeordnet ist und mit der Antriebswelle 1 direkt verbunden ist. Hierbei kann eine weitere Kupplung vorgesehen, durch die der nicht dargestellte Verbrennungsmotor vom Getriebe abgekoppelt werden kann, wodurch sämtliche Gänge des Getriebes rein elektrisch gefahren werden können.
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Alternativ zur direkten Verbindung der elektrischen Maschine E mit der Antriebswelle 1 kann die elektrische Maschine achsparallel zur Antriebswelle 1 angeordnet sein und über eine Radstufe oder einen Kettentrieb mit der Antriebswelle 1 verbunden sein. Diese Ausgestaltung ist Gegenstand der 6. Das hierbei gezeigte Getriebe entspricht dem Getriebe nach 2 mit dem Unterschied, dass eine elektrische Maschine E achsparallel zur Antriebswelle 1 angeordnet und über eine weitere dritte Stirnradstufe S3 mit der Antriebswelle 1 verbunden ist. Gemäß 6 wird für die dritte Stirnradstufe S3 das erste Stirnrad ST1 der ersten Stirnradstufe S1 verwendet, wodurch der Montage- und Kostenaufwand reduziert wird, da lediglich ein fünftes Stirnrad ST5 benötigt wird.
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Bei dem in 6 gezeigten Beispiel kann analog zum Beispiel gemäß 5 zwischen dem Verbrennungsmotor (nicht dargestellt) und der Antriebswelle 1 eine weitere Kupplung angeordnet sein, um ein rein elektrisches Fahren zu ermöglichen.
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Prinzipiell kann auf jeder Welle des erfindungsgemäßen Getriebes eine elektrische Maschine oder eine weitere Antriebsquelle angeordnet werden.
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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
- erste Welle, Antriebswelle
- 2
- zweite Welle, Abtriebswelle
- 3
- dritte Welle
- 4
- vierte Welle
- 5
- fünfte Welle
- 6
- sechste Welle
- 7
- siebte Welle
- 8
- achte Welle
- 9
- neunte Welle
- 10
- zehnte Welle
- 03
- erste Bremse
- 04
- zweite Bremse
- 05
- dritte Bremse
- 14
- erste Kupplung
- 16
- zweite Kupplung
- 18
- dritte Kupplung
- 89
- vierte Kupplung
- E
- elektrische Maschine
- G
- Gehäuse
- P1
- erster Planetenradsatz
- P2
- zweiter Planetenradsatz
- P3
- dritter Planetenradsatz
- P4
- vierter Planetenradsatz
- S1
- erste Stirnradstufe
- S2
- zweite Stirnradstufe
- S3
- dritte 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
- ST5
- Stirnrad der dritten Stirnradstufe S3
- i
- Übersetzung
- φ
- Stufensprung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008000429 A1 [0004, 0005, 0007]
- DE 102010010122 A1 [0006]
