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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Getriebe, insbesondere zur Verwendung in Schienenfahrzeugen, sowie Arbeitsmaschinen. Weiter betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Getriebes der eingangs genannten Art.
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Bei Fahrzeugen ohne eine bevorzugte Fahrtrichtung ist es erforderlich, im vor- und rückwärtigen Fahrbetrieb die gleichen Fahrleistungen bereit zu stellen. Insbesondere bei Schienenfahrzeugen und Arbeitsmaschinen ist dies gegeben. Um gerade Schienenfahrzeuge und Arbeitsmaschinen mit einem Verbrennungsmotor, beispielsweise mit Diesel-, Benzin- oder Gasantrieb, möglichst vielfältig einsetzen zu können, werden häufig Getriebe verwendet, welche entsprechend des jeweiligen Einsatzes unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse zum Vortrieb des Schienenfahrzeugs beziehungsweise der Arbeitsmaschine aufweisen.
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Unter Arbeitsmaschinen sind dabei insbesondere Maschinen zu verstehen, die nach ihrer Bauart und ihren besonderen, mit dem Fahrzeug fest verbundenen Einrichtungen zur Verrichtung von Arbeiten, jedoch nicht zur Beförderung von Personen oder Gütern bestimmt und geeignet sind. Beispielsweise sind hierunter land- oder forstwirtschaftliche Maschinen oder auch Baumaschinen zu verstehen. Exemplarisch sind hier Radlader, Ackerschlepper oder auch Traktoren zu nennen.
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Die
DE2608695A1 offenbart ein Planetenlastschaltgetriebe mit zwei Planetenradsätzen, drei stationären Kupplungen und zwei rotierenden Kupplungen. Durch die Anordnung eines zusätzlichen Planetenrads, welches mit nur einem der Planetenträger verbunden ist, wurde ein Getriebe geschaffen, welches drei Vorwärts- und drei Rückwärtsgänge aufweist. Durch ein spiegelbildlich dahinter geschaltetes Planetenlastschaltgetriebe lässt sich die Anzahl der Vorwärts- und Rückwärtsgänge weiter erhöhen. Das offenbarte Planetenlastschaltgetriebe zeigt somit eine Anordnung mit gleich vielen Vorwärtsgängen und Rückwärtsgängen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Getriebe, insbesondere für Schienenfahrzeuge oder Arbeitsmaschinen, vorzuschlagen, welches im vor- und rückwärtigen Fahrbetrieb die gleichen Fahrleistungen bereitstellt, wobei das Getriebe möglichst einen geringen Bauraum beanspruchen soll, gleichzeitig einen hohen Wirkungsgrad aufweisen und einen effizienten Betrieb des Getriebes beziehungsweise des Schienenfahrzeugs oder der Arbeitsmaschine ermöglichen soll.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Getriebe gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst. Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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Das Getriebe umfasst dabei wenigstens eine Antriebswelle mit einem Getriebeeingang, eine Abtriebswelle mit einem Getriebeausgang, einen ersten Planetenradsatz, einen zweiten Planetenradsatz, einen dritten Planetenradsatz und fünf Schaltelemente.
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Ein Getriebe zeichnet sich dabei bevorzugt dadurch aus, dass eine Übersetzung einer Drehzahl beziehungsweise eines Drehmoments von einem Getriebeeingang zu einem Getriebeausgang stattfindet. Dabei ist der Getriebeeingang bevorzugt an einer Seite des Getriebes angeordnet, welche bevorzugt einem Antriebselement, beispielsweise einem Motor, zugewandt ist. Der Getriebeausgang befindet sich bevorzugt auf einer dem Getriebeeingang gegenüberliegenden Seite des Getriebes, beispielsweise in koaxialer Anordnung zu dem Getriebeeingang oder aber auch in parallel verschobener Anordnung. Es sind jedoch auch Ausführungen denkbar, bei denen der Getriebeeingang und der Getriebeausgang an derselben Seite des Getriebes angeordnet sind. Ein Getriebe kann als Stufenautomatgetriebe, als stufenloses Getriebe (CVT), als Handschaltgetriebe oder auch als Doppelkupplungsgetriebe ausgeführt sein.
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Ein Getriebeeingang beschreibt dabei einen Ort an einem Getriebe, an welchem eine Drehbewegung, beispielsweise von einem Antriebselement, in das Getriebe eingeleitet wird. Ein Getriebeausgang bezeichnet im Gegensatz dazu einen Ort des Getriebes, an welchem die am Getriebeeingang eingeleitete Drehbewegung unter Berücksichtigung des jeweiligen Übersetzungsverhältnisses aus dem Getriebe ausgeleitet wird.
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Die fünf Schaltelemente umfassen bevorzugt eine erste Bremse, eine zweite Bremse, eine dritte Bremse, eine erste Kupplung und eine zweite Kupplung. Weiter bevorzugt sind die Schaltelemente selektiv betätigbar, wodurch drei Vorwärtsgänge und drei Rückwärtsgänge durch unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle realisierbar sind.
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Unter einer Welle ist nachfolgend nicht ausschließlich ein beispielsweise zylindrisches, drehbar gelagertes Maschinenelement zur Übertragung von Drehmomenten zu verstehen, sondern vielmehr sind hierunter auch allgemeine Verbindungselemente zu verstehen, die einzelne Bauteile oder Elemente miteinander verbinden, insbesondere Verbindungselemente, die mehrere Elemente drehfest miteinander verbinden. Eine Welle bezeichnet weiter ein mechanisches, mit einer definierten Steifigkeit versehenes Bauteil, durch welches bevorzugt Drehmomente oder Drehbewegungen zwischen zwei mit der Welle verbundenen Bauteilen übertragbar sind. Je nach Ausführung können jedoch auch translatorische Bewegungen, das heißt, durch Zug- oder Druckkräfte hervorgerufene Bewegungen, beispielsweise entlang einer Rotationsachse einer Welle, übertragen werden.
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Zwei Elemente werden insbesondere als miteinander verbunden bezeichnet, wenn zwischen den Elementen eine feste, insbesondere drehfeste Verbindung besteht. Insbesondere drehen solche verbundenen Elemente mit derselben Drehzahl in dieselbe Drehrichtung.
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Darüber hinaus können zwei Elemente anstatt mit einer Welle oder einem sonstigen Verbindungselement auch direkt, beispielsweise durch eine Schweiß-, Schraub-, Klebe-, Klemm- oder Steckverbindung, miteinander verbunden sein. Alternativ dazu ist auch eine einstückige Ausführung von zu verbindenden Elementen denkbar.
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Zwei Elemente werden im Weiteren als verbindbar bezeichnet, wenn zwischen diesen Elementen eine lösbare, drehfeste Verbindung besteht. Insbesondere drehen solche Elemente, wenn die Verbindung besteht, mit derselben Drehzahl in dieselbe Richtung.
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Unter einer Bremse ist ein Schaltelement zu verstehen, welches auf einer Seite mit einem feststehenden Element, beispielsweise einem Gehäuse, und auf einer anderen Seite mit einem rotierbaren Element, beispielsweise einer Welle, verbunden ist. Im Folgenden ist unter einer nicht betätigten Bremse eine geöffnete Bremse zu verstehen. Dies bedeutet, dass sich das rotierbare Element im Freilauf befindet, das heißt, dass die Bremse bevorzugt keinen Einfluss auf eine Drehzahl des rotierbaren Elements nimmt. Bei betätigter beziehungsweise geschlossener Bremse erfolgt eine Reduzierung der Rotationsbewegung des rotierbaren Elements bis hin zum Stillstand, das heißt, dass eine drehfeste Verbindung zwischen rotierbarem Element und feststehendem Element herstellbar ist.
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Durch eine Bremse kann dabei bevorzugt formschlüssig oder reibschlüssig eine Verbindung herstellbar beziehungsweise trennbar sein. Bei einer reibschlüssigen Verbindung zweier Elemente wird in der Regel über einen Aktuator eine Kraft in die Verbindungsstelle eingeleitet, wodurch eine Reibkraft entsteht, durch welche eine Kraft beziehungsweise ein Drehmoment zwischen dem rotierbaren Element und dem feststehenden Element übertragbar, also eine feste Verbindung herstellbar ist. Der Aktuator kann dabei elektromotorisch, pneumatisch, elektrohydraulisch, elektromagnetisch oder in sonstiger Weise betätigbar sein. Bei formschlüssigen Verbindungen findet eine Verbindung aufgrund eines Eingriffs der Konturen der zwei Elemente statt. Formschlüssige Verbindungen haben insbesondere den Vorteil, dass sie bei vergleichsweise geringen Abmessungen und Gewicht hohe Kräfte und Momente übertragen können. Darüber hinaus ist die aufzubringende Energie für die Verbindungsherstellung wesentlich geringer, als bei reibschlüssigen Verbindungen, wodurch beispielsweise der Aktuator kleiner ausgelegt werden kann.
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In diesem Zusammenhang ist unter bremsbar zu verstehen, dass durch Betätigen der Bremse eine Differenzdrehzahl zwischen den zwei Elementen reduzierbar ist und bis hin zum Stillstand des rotierbaren Elements geführt werden kann. Durch das Betätigen einer reibschlüssigen Bremse ist somit ein Übergang von einer Rotationsbewegung des rotierbaren Elements über eine Reduzierung dieser Rotationsbewegung bis hin zu Stillstand realisierbar. Umgekehrt ist ein schrittweises Erhöhen einer Rotationsbewegung beispielsweise aus einem Stillstand des rotierbaren Elements heraus realisierbar. Bei einer formschlüssigen Bremse sind lediglich die Zustände Stillstand oder ungehemmte Rotation des rotierbaren Elements realisierbar.
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Kupplungen beschreiben dabei Schaltelemente, welche, je nach Betätigungszustand, eine Relativbewegung zwischen zwei Elementen zulassen oder eine Verbindung zur Übertragung eines Drehmoments oder einer Kraft darstellen. Unter einer Relativbewegung ist beispielsweise eine Rotation zweier Elemente zu verstehen, wobei die Drehzahl des ersten Elements und die Drehzahl des zweiten Elements voneinander abweichen. Darüber hinaus ist auch die Rotation nur eines der beiden Elemente denkbar, während das andere Element stillsteht oder in entgegengesetzter Richtung rotiert.
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Im Folgenden ist unter einer nicht betätigten Kupplung eine geöffnete Kupplung zu verstehen. Dies bedeutet, dass eine Relativbewegung zwischen den beiden Elementen möglich ist. Bei betätigter beziehungsweise geschlossener Kupplung rotieren die beiden Elemente dementsprechend mit derselben Drehzahl in dieselbe Drehrichtung. Kupplungen können dabei, analog zu der oben beschriebenen Ausführung von Bremsen, als reibschlüssige oder formschlüssige Schaltelemente ausgeführt sein.
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Ein Planetengetriebe beziehungsweise ein Planetenradsatz umfasst dabei in der Regel wenigstens ein Sonnenrad, einen Planetenträger und ein Hohlrad. An dem Planetenträger drehbar gelagert sind Planetenräder, welche mit der Verzahnung des Sonnenrads und/oder mit der Verzahnung des Hohlrads kämmen.
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Der erste Planetenradsatz, der zweite Planetenradsatz und der dritte Planetenradsatz weisen bevorzugt zumindest ein Sonnenrad, ein oder mehrere Planetenräder, einen Planetenträger und ein Hohlrad auf.
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Dabei beschreibt ein Minus-Planetenradsatz bevorzugt einen Einzelplanetenradsatz mit einem Planetenträger, an dem die Planetenräder drehbar gelagert sind, mit einem Sonnenrad und mit einem Hohlrad, wobei die Verzahnung zumindest eines der Planetenräder sowohl mit der Verzahnung des Sonnenrads, als auch mit der Verzahnung des Hohlrads kämmt, wodurch das Hohlrad und das Sonnenrad in entgegengesetzte Drehrichtungen rotieren, wenn das Sonnenrad bei feststehendem Planetenträger rotiert.
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Ein Plus-Planetenradsatz unterscheidet sich bevorzugt zu dem gerade beschriebenem Minus-Planetenradsatz dahingehend, dass der Plus-Planetenradsatz innere und äußere Planetenräder aufweist, welche drehbar an dem Planetenträger gelagert sind. Die Verzahnung der inneren Planetenräder kämmt dabei einerseits mit der Verzahnung des Sonnenrads und andererseits mit der Verzahnung der äußeren Planetenräder. Die Verzahnung der äußeren Planetenräder kämmt darüber hinaus mit der Verzahnung des Hohlrads. Dies hat zur Folge, dass bei feststehendem Planetenträger das Hohlrad und das Sonnenrad in dieselbe Drehrichtung rotieren.
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Durch die Verwendung von Planetenradsätzen können besonders kompakte Getriebe realisiert werden, wodurch eine große Freiheit bei der Anordnung des Getriebes in dem Fahrzeug erreicht wird. Unter den Elementen eines Planetenradsatzes werden insbesondere das Sonnenrad, das Hohlrad, der Planetenträger und die Planetenräder des Planetenradsatzes verstanden.
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Unter einer drehfesten Verbindung ist zu verstehen, dass beispielsweise eine Rotationsbewegung von einem ersten rotierbaren Element auf ein zweites rotierbares Element übertragbar ist und diese bei Vorliegen einer drehfesten Verbindung mit derselben Drehzahl in dieselbe Drehrichtung rotieren. Durch ein Schaltelement kann somit selektiv und wiederholbar eine Verbindung hergestellt oder getrennt werden. Die Begriffe Drehrichtung und Rotationsrichtung beziehungsweise Drehbewegung und Rotationsbewegung sind dabei jeweils synonym zu verwenden.
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Unter dem Sperren beziehungsweise Festsetzen eines Elements, beispielsweise einer Welle, ist zu verstehen, dass dieses rotatorisch festgesetzt wird, das heißt, dass dieses keine Rotationsbewegung ausüben kann. In dem hier vorliegendem Fall ist unter dem Schließen einer Bremse beziehungsweise einer geschlossenen Bremse zu verstehen, dass durch die Bremse eine Verbindung zu dem zu sperrenden Element in der Art hergestellt wird, dass eine Rotation des zu sperrenden Elements verhindert wird.
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Weiter bevorzugt sind über die Abtriebswelle der Getriebeausgang, das Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes und das Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes miteinander verbunden.
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Weiter bevorzugt sind der Getriebeeingang, die zweite Kupplung und das Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes über die Antriebswelle miteinander verbunden. Die zweite Kupplung, die dritte Bremse und das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes sind bevorzugt über eine dritte Welle miteinander verbunden. Die Antriebswelle ist bevorzugt durch die zweite Kupplung mit der dritten Welle verbindbar.
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Der Planetenträger des ersten Planetenradsatzes ist über eine vierte Welle mit dem Planetenträger des zweiten Planetenradsatzes verbunden. Bevorzugt sind das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes, die zweite Bremse und der Planetenträger des dritten Planetenradsatzes über eine fünfte Welle miteinander verbunden. Die erste Bremse und das Hohlrad des dritten Planetenradsatzes sind bevorzugt über eine sechste Welle miteinander verbunden.
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In einer weiteren Ausführungsform sind durch die erste Kupplung bevorzugt die Abtriebswelle und die sechste Welle miteinander verbindbar.
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In einer weiteren Ausführungsform sind durch die erste Kupplung bevorzugt die fünfte Welle und die Abtriebswelle miteinander verbindbar.
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In einer weiteren Form der Ausgestaltung sind bevorzugt durch die erstes Kupplung die fünfte Welle und die sechste Welle miteinander verbindbar.
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Weiter bevorzugt weisen die drei Vorwärtsgänge jeweils annähernd das gleiche Übersetzungsverhältnis wie die drei Rückwärtsgänge auf. Hierunter ist zu verstehen, dass der erste Vorwärtsgang annähernd das gleiche Übersetzungsverhältnis aufweist wie der erste Rückwärtsgang, der zweite Vorwärtsgang annähernd das gleiche Übersetzungsverhältnis aufweist wie der zweite Rückwärtsgang und der dritte Vorwärtsgang annähernd das gleiche Übersetzungsverhältnis aufweist wie der dritte Rückwärtsgang. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die Rückwärtsgänge ein negatives Übersetzungsverhältnis aufweisen, das heißt, dass hier eine Richtungsumkehr im Vergleich zu den Vorwärtsgängen stattfindet. Unter einem annähernd gleichen Übersetzungsverhältnis ist zu verstehen, dass das Übersetzungsverhältnis der jeweiligen Vorwärtsgänge und Rückwärtsgänge zueinander möglichst gleich ist oder zumindest eine möglichst geringe Abweichung aufweist. Dadurch wird gewährleistet, dass sowohl im vorwärtigen Fahrbetrieb, als auch im rückwärtigen Fahrbetrieb ähnliche oder gleiche Fahrleistungen realisierbar sind.
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Weiter sind der erste Planetenradsatz, der zweite Planetenradsatz und der dritte Planetenradsatz bevorzugt als Minus-Planetenradsätze ausgeführt. Soweit es die Bindbarkeit zulässt, kann als alternative Ausführungsform wenigstens ein Minus-Planetenradsatz in einen Plus-Planetenradsatz umgewandelt werden. Dies erfordert jedoch gleichzeitig, dass die Planetenträger- und die Hohlradanbindung getauscht und der Betrag der Standübersetzung um den Wert 1 erhöht wird. Die Standübersetzung gibt dabei das Übersetzungsverhältnis zwischen Sonnenrad und Hohlrad an, wenn der Planetenträger feststeht. Unter der Bindbarkeit ist zu verstehen, dass bei unterschiedlicher geometrischer Lage, also einer von einer zuerst beschriebenen Anordnung abweichenden Anordnung der Bauteile, die gleiche Anbindung beziehungsweise Verbindung der Schnittstellen gewährleistet ist, ohne dass sich einzelne Verbindungelemente oder Wellen kreuzen.
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Weiter bevorzugt sind zum Bereitstellen eines Übersetzungsverhältnisses des Getriebes zwei Schaltelemente geschlossen und die übrigen Schaltelemente geöffnet. Dies hat vorteilhaft zur Folge, dass einerseits wenig Energie zum Bereitstellen eines Übersetzungsverhältnisses des Getriebes aufgebracht werden muss, da lediglich zwei Schaltelemente geschlossen werden beziehungsweise geschlossen sind. Darüber hinaus sind auch Schaltzeiten für einen Gangwechsel zwischen zwei Gängen beziehungsweise Übersetzungsverhältnissen besonders gering, da ebenfalls nur zwei Schaltelemente in einem geschlossenen Zustand gehalten werden müssen.
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Weiter bevorzugt sind zum Bereitstellen eines Übersetzungsverhältnisses eines Rückwärtsgangs des Getriebes jeweils die dritte Bremse und ein weiteres Schaltelement geschlossen, während bevorzugt zum Bereitstellen eines Übersetzungsverhältnisses eines Vorwärtsgangs des Getriebes jeweils immer die zweite Kupplung und ein weiteres Schaltelement geschlossen sind.
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Weiter sind die Antriebswelle und die Abtriebswelle bevorzugt koaxial zueinander angeordnet. Unter einer koaxialen Anordnung der Antriebswelle und der Abtriebswelle ist zu verstehen, dass diese entlang einer gemeinsamen Rotationsachse angeordnet sind. In einer alternativen Ausführungsform können die Antriebswelle und die Abtriebswelle jedoch auch parallel zueinander versetzt angeordnet sein.
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Weiter bevorzugt sind die Antriebswelle und die Abtriebswelle in einem Winkel α zueinander angeordnet, wobei bevorzugt α ≠ 180 Grad ist. Dies bedeutet, dass sich die Antriebswelle und die Abtriebswelle weder in einer koaxialen noch in einer parallelen Anordnung befinden. Je nach Einbaulage beziehungsweise Applikation kann es vorteilhaft sein, einen Winkel α ≠ 180 Grad für die Anordnung von Antriebswelle zu Abtriebswelle vorzusehen.
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Weiter bevorzugt ist der erste Vorwärtsgang durch die geschlossene zweite Bremse und die geschlossene zweite Kupplung darstellbar. Durch die geschlossene erste Bremse und die geschlossene zweite Kupplung ist bevorzugt der zweite Vorwärtsgang darstellbar. Der dritte Vorwärtsgang ist bevorzugt durch die geschlossene erste Kupplung und die geschlossene zweite Kupplung darstellbar. Durch die geschlossene zweite Bremse und die geschlossene dritte Bremse ist bevorzugt der erste Rückwärtsgang darstellbar. Der zweite Rückwärtsgang ist bevorzugt durch die geschlossene erste Bremse und die geschlossene dritte Bremse darstellbar. Durch die geschlossene dritte Bremse und die geschlossene erste Kupplung ist bevorzugt der dritte Rückwärtsgang darstellbar. Zur Realisierung eines Vorwärtsgangs beziehungsweise eines Rückwärtsgangs sind die jeweils gerade genannten Schaltelemente geschlossenen, während die übrigen Schaltelemente geöffnet sind.
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Grundsätzlich sind alle Bremsen und Kupplungen sowohl als reibschlüssiges Schaltelement, als auch als formschlüssiges Schaltelement ausführbar. Für die Verwendung von formschlüssigen Schaltelementen, beispielsweise Klauenschaltelementen oder Synchronisierungen, eignen sich insbesondere diejenigen Schaltelemente, welche in einem vorwärtigen beziehungsweise rückwärtigen Fahrbetrieb während eines Hochschaltvorgangs lediglich geöffnet werden, oder Schaltelemente, bei denen eine Änderung des Schaltzustands ausschließlich für einen Fahrtrichtungswechsel, insbesondere im Stillstand des Fahrzeugs, erfolgt.
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Die dritte Bremse ist in dem erfindungsgemäßen Getriebe in allen Vorwärtsgängen geöffnet und in allen Rückwärtsgängen geschlossen. Die zweite Kupplung ist in allen Vorwärtsgängen geschlossen und in allen Rückwärtsgängen geöffnet. Somit erfolgt im Fahrbetrieb keine Änderung des Schaltzustands der dritten Bremse und der zweiten Kupplung. Lediglich bei dem Wechsel zwischen einem vorwärtigen Fahrbetrieb und einem rückwärtigen Fahrbetrieb wird die dritte Bremse von einem geöffneten Schaltzustand in einen geschlossenen Schaltzustand überführt, während die zweite Kupplung von einem geschlossenen Schaltzustand in einen geöffneten Schaltzustand überführt wird. Gleiches gilt in umgekehrter Weise für einen Wechsel zwischen einem rückwärtigen Fahrbetrieb und einem vorwärtigen Fahrbetrieb. Üblicherweise erfolgt ein solcher Fahrtrichtungswechsel im Stillstand des Fahrzeugs, weshalb sich hierfür ein Klauenschaltelement in besonderer Weise für die Verwendung eignet. Eine Unterbrechung der Zugkraft während eines Schaltvorgangs wird somit ebenfalls vermieden. Vielmehr kommen besonders vorteilhaft die Vorzüge eines solchen Schaltelements in Form eines hohen Wirkungsgrads aufgrund geringer Schleppverluste und eines geringen beziehungsweise eines fehlenden Verschleißes zur Geltung. Darüber hinaus bedarf es bei formschlüssigen Schaltelementen weniger Energie zum Beibehalten eines Schaltzustands im Vergleich zu reibschlüssigen Schaltelementen, beispielsweise für die Betätigung des Aktuators. Dies wirkt sich ebenfalls positiv auf den Wirkungsgrad aus.
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In einer bevorzugten Ausführungsform sind die dritte Bremse und die zweite Kupplung als ein kombiniertes Bauteil, zum Beispiel als Doppelschaltelement, ausgeführt. Dies bedeutet, dass die zweite Kupplung und die dritte Bremse einen gemeinsamen Aktuator zum Betätigen der Schaltelemente aufweisen. Durch den gemeinsamen Aktuator kann jeweils nur eines der beiden Schaltelemente betätigt, also geschlossen werden, während das andere Schaltelement geöffnet ist. Üblicherweise sind die beiden Schaltelemente eines Doppelschaltelements in räumlicher Nähe zueinander angeordnet oder unter Umständen einstückig ausgeführt. Diese Anordnung von Doppel- oder Mehrfachschaltelementen führt vorteilhaft zu einer kompakten Ausgestaltung des Bauteils, das heißt, dass diese einen geringen Bauraumbedarf aufweist. Darüber hinaus kann auf einen Aktuator verzichtet werden, da für die beiden Bauteile nur ein gemeinsamer Aktuator benötigt wird. Dies führt weiter zu einer vereinfachten Ansteuerung und durch die Reduzierung durch die Bauteile zu einem geringeren Energieverbrauch. Es sind auch weitere Anordnungen von Mehrfachschaltelementen mit mehr als zwei Schaltelementen denkbar.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Betreiben eines Getriebes vorgeschlagen, wobei in jedem Vorwärtsgang beziehungsweise Rückwärtsgang jeweils zwei Schaltelemente geschlossen sind und ein Wechsel aus einem Vorwärtsgang in einen anderen Vorwärtsgang beziehungsweise ein Wechsel aus einem Rückwärtsgang in einen anderen Rückwärtsgang durch Öffnen eines zuvor geschlossenen Schaltelements und durch Schließen eines zuvor geöffneten Schaltelements realisierbar ist. Unabhängig davon, ob das Schaltelement hydraulisch, elektromechanisch oder in sonstiger Weise betätigbar ist, führt dies zu einem geringen Energiebedarf der Schaltelemente, was sich letztendlich vorteilhaft auf den Verbrauch, beispielsweise von Kraftstoff bei einem Verbrennungsmotor als Antriebselement, des Fahrzeugs auswirkt. Ein Gangwechsel in einen benachbarten höheren Gang oder in einen benachbarten niedrigeren Gang erfolgt dementsprechend durch Veränderung des Schaltzustands von lediglich einem Schaltelement. Dies trägt besonders vorteilhaft zu einer Reduzierung der Schaltzeiten bei. Dies erhöht einerseits den Fahrkomfort, andererseits kann das Fahrzeug schneller in einem optimalen Betriebszustand betrieben werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrzeug vorgeschlagen, welches bevorzugt wenigstens ein Getriebe der eingangs genannten Art umfasst. Dabei handelt es sich bei dem Fahrzeug bevorzugt um ein Schienenfahrzeug, beispielsweise um einen Triebwagen oder eine Arbeitsmaschine, insbesondere mit einem diesel-mechanischen Antrieb. Unter einem diesel-mechanischen Antrieb ist dabei zu verstehen, dass durch einen Dieselmotor eine Rotationsbewegung erzeugt wird, welche direkt oder auch über ein Getriebe geführt zum Antrieb eines Fahrzeugs verwendet wird. In Gegensatz dazu wird beispielsweise bei dieselelektrischen Antrieben die von dem Dieselmotor erzeugte Rotationsbewegung in einen Generator eingeleitet, welcher die Rotationsbewegung in elektrische Energie wandelt und über eine Leistungselektronik eine oder mehrere elektrische Maschinen zum Antrieb des Fahrzeugs angesteuert werden.
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Zur Erhöhung beziehungsweise Vervielfachung der Vorwärtsgänge und Rückwärtsgänge, das heißt auch zur Erhöhung der Spreizung des Getriebes, können dem Getriebe ein oder mehrere Splitter-Getriebe und/oder Gruppen-Getriebe vor und/oder nachgeschaltet werden. Dabei können die Splitter- und/oder Gruppen-Getriebe direkt oder durch eine, beispielsweise elastische, Welle mit dem Getriebe verbunden sein. Weiter können die Splitter- und/oder Gruppen-Getriebe jeweils in einem separaten Gehäuse oder in einem gemeinsamen Gehäuse mit dem Getriebe angeordnet sein.
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Bei einem Splitter-Getriebe beziehungsweise Vorschaltgetriebe handelt es sich um ein zweistufiges Getriebe, welches an dem Getriebeeingang beziehungsweise an der Antriebswelle des Getriebes angeordnet ist. Hierdurch wird jede der vorhandenen Gangstufen der Vorwärtsgänge und Rückwärtsgänge in jeweils zwei Stufen aufgeteilt. Dies führt dazu, dass die Gangsprünge zwischen den einzelnen Vorwärtsgängen und Rückwärtsgängen verringert werden und somit eine feinere Abstufung zwischen den Vorwärtsgängen und Rückwärtsgängen möglich ist. Dadurch ist das Fahrzeug besser in einem optimalen Drehzahlbereich betreibbar. Die Spreizung des Getriebes ändert sich hingegen nur geringfügig. Dies liegt daran, dass lediglich in dem ersten Vorwärtsgang beziehungsweise Rückwärtsgang durch das Splitter-Getriebe eine weitere Übersetzung hinzukommt, die durch das bisherige Übersetzungsverhältnis des Getriebes nicht abgedeckt wurde.
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Bei einem Gruppen-Getriebe beziehungsweise Nachschaltgetriebe handelt es sich um ein zweistufiges Getriebe, häufig ein Planetengetriebe, welches an dem Getriebeausgang beziehungsweise an der Abtriebswelle des Getriebes angeordnet ist. Hierdurch erfährt das gesamte Getriebe, das heißt auch die gesamte Übersetzung, eine weitere Übersetzung. Dies bedeutet, dass sich die Spreizung des Getriebes deutlich verändert. Durch ein Gruppe-Getriebe wird die Spreizung des Getriebes, als Quotient aus der größten Übersetzung zu der kleinsten Übersetzung, erhöht. Häufig werden Gruppen-Getriebe verwendet, um eine Übersetzung ins Schnelle, das heißt i < 1, zu erhalten.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
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1: eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Getriebes;
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2: eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Getriebes;
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3: eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Getriebes;
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4: ein beispielhaftes Schaltschema für ein erfindungsgemäßes Getriebe gemäß den 1 bis 3.
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1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Getriebes 7. Das Getriebe 7 umfasst einen ersten Planetenradsatz PR1, einen zweiten Planetenradsatz PR2, einen dritten Planetenradsatz PR3 und fünf Schaltelemente. Die genannten Bauteile sind allesamt in einem Gehäuse G angeordnet. Bei den fünf Schaltelementen handelt es sich um eine erste Bremse B1, eine zweite Bremse B2, eine dritte Bremse B3, eine erste Kupplung K1 und eine zweite Kupplung K2. Die erste Bremse B1, die zweite Bremse B2 und die dritte Bremse B3 sind auf einer Seite jeweils mit dem Gehäuse G fest verbunden. Die drei Planetenradsätze PR1, PR2, PR3 sind in der vorliegenden Ausführungsform jeweils als Minus-Planetenradsatz ausgeführt. Dies bedeutet, dass sie jeweils ein Sonnenrad S1, S2, S3, einen Planetenträger PT1, PT2, PT3 mit Planetenrädern aufweisen, wobei die Verzahnung der Sonnenräder S1, S2, S3 jeweils mit der Verzahnung der Planetenräder der Planetenträger PT1, PT2, PT3 kämmt. Weiter verfügt jeder der Planetenradsätze PR1, PR2, PR3 über ein Hohlrad H1, H2, H3, wobei die Verzahnung der Hohlräder H1, H2, H3 jeweils mit der Verzahnung der Planetenräder der jeweiligen Planetenträger PT1, PT2, PT3 kämmt.
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Über eine Antriebswelle 1 wird eine Rotationsbewegung beziehungsweise ein Drehmoment in das Getriebe 7 eingeleitet und unter Berücksichtigung des jeweils eingestellten Übersetzungsverhältnisses des Getriebes 7 über eine Abtriebswelle 2 aus dem Getriebe 7 ausgeleitet. Auf einer Seite des Getriebes 7, auf der die Drehbewegung beziehungsweise das Drehmoment über die Antriebswelle 1 in das Getriebe 7 eingeleitet wird, befindet sich ein Getriebeeingang AN, und auf einer Seite des Getriebes 7, auf der die Drehbewegung beziehungsweise das Drehmoment aus dem Getriebe 7 über die Abtriebswelle 2 ausgeleitet wird, befindet sich ein Getriebeausgang AB. Der Getriebeeingang AN und der Getriebeausgang AB sind in Bezug auf das Getriebe 7 diametral zueinander angeordnet. Die Antriebswelle 1 und die Abtriebswelle 2 sind weiter koaxial zueinander angeordnet, das heißt, dass sie um eine gemeinsame Rotationsachse rotierbar angeordnet sind. Die in 1 gewählte Darstellungsform des Getriebes 7 zeigt lediglich eine obere Hälfte des Getriebes 7. Der gezeigte Aufbau ist zu einer durch den Getriebeeingang AN, die Antriebswelle 1, die Abtriebswelle 2 und den Getriebeausgang AB verlaufenden Ebene spiegelsymmetrisch aufgebaut. Aus Gründen der vereinfachten Darstellung wurde daher der spiegelsymmetrische untere Teil des Getriebes 7 nicht dargestellt.
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Der Getriebeeingang AN, die zweite Kupplung K2 und das Sonnenrad S2 des zweiten Planetenradsatzes PR2 sind über die Antriebswelle 1 miteinander verbunden. Über eine dritte Welle 3 sind die dritte Bremse B3, das Hohlrad H1 des ersten Planetenradsatzes PR1 und die zweite Kupplung K2 miteinander verbunden. Durch die zweite Kupplung K2 sind die Antriebswelle 1 und die dritte Welle 3 miteinander verbindbar. Der Planetenträger PT1 des ersten Planetenradsatzes PR1 ist über eine vierte Welle 4 mit dem Planetenträger PT2 des zweiten Planetenradsatzes PR2 verbunden. Das Sonnenrad S1 des ersten Planetenradsatzes PR1, die zweite Bremse B2 und der Planetenträger PT3 des dritten Planetenradsatzes PR3 sind über eine fünfte Welle 5 miteinander verbunden. Über die Abtriebswelle 2 sind das Hohlrad H2 des zweiten Planetenradsatzes PR2, der Getriebeausgang AB, das Sonnenrad S3 des dritten Planetenradsatzes PR3 und die erste Kupplung K1 miteinander verbunden. Die erste Bremse B1, das Hohlrad H3 des dritten Planetenradsatzes PR3 und die erste Kupplung K1 sind über eine sechste Welle 6 miteinander verbunden. Durch die erste Kupplung K1 sind die Abtriebswelle 2 und die sechste Welle 6 miteinander verbindbar.
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Durch die erste Bremse B1 sind die sechste Welle 6 und die damit verbundenen Bauteile und Elemente an dem Gehäuse G bremsbar beziehungsweise sperrbar. Bei nicht betätigter erster Bremse B1 sind die sechste Welle 6 und die damit verbundenen Bauteile und Elemente in Bezug auf die erste Bremse B1 rotierbar in dem Gehäuse G angeordnet. Durch die zweite Bremse B2 sind die fünfte Welle 5 und die damit verbundenen Bauteile und Elemente an dem Gehäuse G bremsbar beziehungsweise sperrbar. Bei nicht betätigter zweiter Bremse B2 sind die fünfte Welle 5 und die damit verbundenen Bauteile und Elemente in Bezug auf die zweite Bremse B2 rotierbar in dem Gehäuse G angeordnet. Durch die dritte Bremse B3 sind die dritte Welle 3 und die damit verbundenen Bauteile und Elemente an dem Gehäuse G bremsbar beziehungsweise sperrbar. Bei nicht betätigter dritter Bremse B3 sind die dritte Welle 3 und die damit verbundenen Bauteile und Elemente in Bezug auf die dritte Bremse B3 rotierbar in dem Gehäuse G angeordnet.
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Durch die erste Kupplung K1 sind die Abtriebswelle 2 und die damit verbundenen Bauteile und Elemente selektiv und wiederholbar mit der sechsten Welle 6 und den damit verbundenen Bauteilen und Elementen verbindbar beziehungsweise trennbar. Bei betätigter erster Kupplung K1 besteht zwischen der Abtriebswelle 2 und der sechsten Welle 6 eine drehfeste Verbindung, insbesondere zur Übertragung einer Drehbewegung beziehungsweise eines Drehmoments. Durch die zweite Kupplung K2 sind die Antriebswelle 1 und die damit verbundenen Bauteile und Elemente mit der dritten Welle 3 und den damit verbundenen Bauteilen und Elementen selektiv und wiederholbar verbindbar beziehungsweise trennbar. Bei betätigter zweiter Kupplung K2 besteht zwischen der Antriebswelle 1 und der dritten Welle 3 eine drehfeste Verbindung, insbesondere zur Übertragung einer Drehbewegung beziehungsweise eines Drehmoments.
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In der in 1 gezeigten Ausführungsform des Getriebes 7 sind der erste Planetenradsatz PR1, der zweite Planetenradsatz PR2 und der dritte Planetenradsatz PR3 zwischen dem Getriebeeingang AN und dem Getriebeausgang AB beginnend an dem Getriebeeingang AN in der Reihenfolge erster Planetenradsatz PR1, zweiter Planetenradsatz PR2, dritter Planetenradsatz PR3 angeordnet. Die zweite Kupplung K2 ist zwischen dem Getriebeeingang AN und dem ersten Planetenradsatz PR1 angeordnet. Die dritte Bremse B3, die zweite Bremse B2, die erste Bremse B1 und die erste Kupplung K1 sind zwischen der zweiten Kupplung K2 und dem Getriebeausgang AB beginnend an der zweiten Kupplung K2 in der Reihenfolge dritte Bremse B3, zweite Bremse B2, erste Bremse B1, erste Kupplung K1 angeordnet. Dabei befindet sich die dritte Bremse B3 auf gleicher Höhe mit dem ersten Planetenradsatz PR1, wobei die dritte Bremse B3 radial außenliegend angeordnet ist. Dies bedeutet, dass die dritte Bremse B3 zu einer durch den Getriebeeingang AN und den Getriebeausgang AB verlaufenden Rotationsachse einen größeren Abstand aufweist als die Elemente des ersten Planetenradsatzes PR1. Die erste Kupplung K1 ist dabei zwischen dem dritten Planetenradsatz PR3 und dem Getriebeausgang AB angeordnet. Die zweite Bremse B2 und die erste Bremse B1 sind zwischen dem zweiten Planetenradsatz PR2 und der ersten Kupplung K1 beginnend an dem zweiten Planetenradsatz PR2 in der Reihenfolge zweite Bremse B2, erste Bremse B1 angeordnet. Dabei ist die erste Bremse B1 auf gleicher Höhe mit dem dritten Planetenradsatz PR3 angeordnet, wobei diese analog zu der dritten Bremse B3 radial außenliegend angeordnet ist. Auch die erste Kupplung K1 und die zweite Kupplung K2 sind radial außenliegend angeordnet. Dies bedeutet, dass zwischen den Kupplungen K1, K2 und dem Gehäuse G keine weiteren Bauteile und Elemente angeordnet sind, insbesondere keine Verbindungselemente oder Wellen. Hierdurch sind die Kupplungen K1, K2 besonders gut von außen zugänglich.
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2 zeigt in einer schematischen Darstellung eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Getriebes 7. Dabei weist das Getriebe 7 die gleichen Bauteile und Elemente auf wie das in 1 beschriebene Getriebe 7. Lediglich bezüglich der Schnittstellen, Anbindungen und Verbindungen beziehungsweise der geometrischen Anordnung der Elemente und Bauteile unterscheiden sich die in 1 und 2 gezeigten Ausführungsformen des Getriebes 7.
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Das Sonnenrad S1 des ersten Planetenradsatzes PR1, die zweite Bremse B2 und der Planetenträger PT3 des dritten Planetenradsatzes PR3 sind über die fünfte Welle 5 miteinander verbunden. Darüber hinaus ist der Planetenträger PT3 des dritten Planetenradsatzes PR3 über die fünfte Welle 5 mit der ersten Kupplung K1 verbunden. Über die Abtriebswelle 2 sind der Getriebeausgang AB, das Sonnenrad S3 des dritten Planetenradsatzes PR3, das Hohlrad H2 des zweiten Planetenradsatzes PR2 und die erste Kupplung K1 miteinander verbunden. Das Hohlrad H3 des dritten Planetenradsatzes PR3 ist über die sechste Welle 6 mit der ersten Bremse B1 verbunden. Alle weiteren Schnittstellen, Anbindungen und Verbindungen sind mit den in 1 beschriebenen Schnittstellen, Anbindungen und Verbindungen identisch.
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Durch die erste Kupplung K1 sind die fünfte Welle 5 und die damit verbundenen Bauteile und Elemente mit der Abtriebswelle 2 und den damit verbundenen Bauteilen und Elementen selektiv und wiederholbar verbindbar beziehungsweise trennbar. Bei betätigter erster Kupplung K1 besteht zwischen der fünften Welle 5 und der Abtriebswelle 2 eine drehfeste Verbindung, insbesondere zur Übertragung einer Drehbewegung beziehungsweise eines Drehmoments. Durch die zweite Kupplung K2 sind die Antriebswelle 1 und die damit verbundenen Bauteile und Elemente selektiv und wiederholbar mit der dritten Welle 3 und den damit verbundenen Bauteilen und Elementen verbindbar beziehungsweise trennbar. Bei betätigter zweiter Kupplung K2 besteht zwischen der Antriebswelle 1 und der dritten Welle 3 eine drehfeste Verbindung, insbesondere zur Übertragung einer Drehbewegung beziehungsweise eines Drehmoments.
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Durch die erste Bremse B1 sind die sechste Welle 6 und das Hohlrad H3 des dritten Planetenradsatzes PR3 an dem Gehäuse G bremsbar beziehungsweise sperrbar. Bei nicht betätigter erster Bremse B1 sind die sechste Welle 6 und das Hohlrad H3 des dritten Planetenradsatzes PR3 in Bezug auf die erste Bremse B1 drehbar in dem Gehäuse G angeordnet. Durch die zweite Bremse B2 sind die fünfte Welle 5 und die damit verbundenen Bauteile und Elemente an dem Gehäuse G bremsbar beziehungsweise sperrbar. Bei nicht betätigter Bremse B2 sind die fünfte Welle 5 und die damit verbundenen Bauteile und Elemente in Bezug auf die zweite Bremse B2 rotierbar in dem Gehäuse G angeordnet. Durch die dritte Bremse B3 sind die dritte Welle 3 und die damit verbundenen Bauteile und Elemente an dem Gehäuse G bremsbar beziehungsweise sperrbar. Bei nicht betätigter dritter Bremse B3 sind die dritte Welle 3 und die damit verbundenen Bauteile und Elemente in Bezug auf die dritte Bremse B3 rotierbar in dem Gehäuse G angeordnet.
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Die Anordnung der Bauteile und Elemente in dem Getriebe 7, das heißt, deren geometrische Lage ist mit der in 1 beschriebenen Anordnung beziehungsweise der geometrischen Lage identisch. Lediglich bezüglich der Anbindung, Verbindung beziehungsweise Schnittstellen ergeben sich Unterschiede. Dabei ist die erste Kupplung K1 in gleicher Weise zwischen der ersten Bremse B1 und dem Getriebeausgang AB angeordnet, jedoch weist sie durch ihre von der in 1 beschriebenen Ausführung abweichende Positionierung einen geringeren Abstand zu der durch den Getriebeeingang AN und den Getriebeausgang AB verlaufenden Rotationsachse auf als in der in 1 gezeigten Ausführungsform. Die Reihenfolge der Anordnung der Bauteile und Elemente zwischen dem Getriebeeingang AN und dem Getriebeausgang AB ist mit der in 1 beschriebenen Reihenfolge identisch.
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3 zeigt in einer schematischen Darstellung eine dritte Ausführungsform des Getriebes 7. Dabei weist das Getriebe 7 die gleichen Bauteile und Elemente auf wie das in 1 beschriebene Getriebe 7. Auch die geometrische Anordnung der Bauteile und Elemente in dem Getriebe ist mit der in 1 gezeigten geometrischen Anordnung weitgehend identisch. Lediglich bezüglich der Schnittstellen, Anbindungen beziehungsweise Verbindungen der Bauteile und Elemente unterscheiden sich die in 1 und 3 gezeigten Ausführungsformen des Getriebes 7.
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Über die fünfte Welle 5 sind das Sonnenrad S1 des ersten Planetenradsatzes PR1, die zweite Bremse B2 und der Planetenträger PT3 des dritten Planetenradsatzes PR3 miteinander verbunden. Darüber hinaus ist der Planetenträger PT3 des dritten Planetenradsatzes PR3 über die fünfte Welle 5 mit der ersten Kupplung K1 verbunden. Die erste Bremse B1, das Hohlrad H3 des dritten Planetenradsatzes und die erste Kupplung K1 sind über die sechste Welle 6 miteinander verbunden. Durch die erste Kupplung K1 sind die fünfte Welle 5 und die sechste Welle 6 miteinander verbindbar. Über die Abtriebswelle 2 sind das Hohlrad H2 des zweiten Planetenradsatzes PR2, der Getriebeausgang AB und das Sonnenrad S3 des dritten Planetenradsatzes PR3 miteinander verbunden. Die übrigen Anbindungen, Verbindungen und Schnittstellen sind mit den in 1 beschriebenen Anbindungen, Verbindungen und Schnittstellen identisch.
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Durch die erste Bremse B1 sind die sechste Welle 6 und die damit verbunden Bauteile und Elemente an dem Gehäuse G bremsbar beziehungsweise sperrbar. Bei nicht betätigter erster Bremse B1 sind die sechste Welle 6 und die damit verbundenen Bauteile und Elemente in Bezug auf die erste Bremse B1 rotierbar in dem Gehäuse G angeordnet. Durch die zweite Bremse B2 sind die fünfte Welle 5 und die damit verbundenen Bauteile und Elemente an dem Gehäuse G bremsbar beziehungsweise sperrbar. Bei nicht betätigter zweiter Bremse B2 sind die fünfte Welle 5 und die damit verbundenen Bauteile und Elemente in Bezug auf die zweite Bremse B2 rotierbar in dem Gehäuse G angeordnet. Durch die dritte Bremse B3 sind die dritte Welle 3 und die damit verbundenen Bauteile und Elemente an dem Gehäuse G bremsbar beziehungsweise sperrbar. Bei nicht betätigter dritter Bremse B3 sind die dritte Welle 3 und die damit verbundenen Bauteile und Elemente in Bezug auf die dritte Bremse B3 rotierbar in dem Gehäuse G angeordnet.
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Durch die erste Kupplung K1 sind die fünfte Welle 5 und die damit verbundenen Bauteile und Elemente selektiv und wiederholbar mit der sechsten Welle 6 und den damit verbundenen Bauteilen und Elementen verbindbar beziehungsweise trennbar. Bei betätigter erster Kupplung K1 besteht zwischen der fünften Welle 5 und der sechsten Welle 6 eine drehfeste Verbindung, insbesondere zur Übertragung einer Drehbewegung beziehungsweise eines Drehmoments. Durch die zweite Kupplung K2 sind die Antriebswelle 1 und die damit verbundenen Bauteile und Elemente mit der dritten Welle 3 und den damit verbundenen Bauteilen und Elementen selektiv und wiederholbar verbindbar beziehungsweise trennbar. Bei betätigter zweiter Kupplung K2 besteht zwischen der Antriebswelle 1 und der dritten Welle 3 eine drehfeste Verbindung, insbesondere zur Übertragung einer Drehbewegung beziehungsweise eines Drehmoments.
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4 zeigt in einer Tabelle eine Schaltmatrix des in 1, 2 und 3 beschriebenen Getriebes 7. Über ein X in dem jeweiligen Feld wird kenntlich gemacht, welches der Schaltelemente für die Realisierung von einem der drei Vorwärtsgänge V1, V2, V3 beziehungsweise Rückwärtsgänge R1, R2, R3 geschlossen ist.
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Weiter ist die Übersetzungen des jeweiligen Gangs angegeben, wobei der erste Vorwärtsgang V1 ein Übersetzungsverhältnis i = 1,8 aufweist, der zweite Vorwärtsgang V2 ein Übersetzungsverhältnis von i = 1,486 aufweist, der dritte Vorwärtsgang V3 ein Übersetzungsverhältnis von i = 1,0 aufweist, der erste Rückwärtsgang R1 ein Übersetzungsverhältnis von i = –1,8 aufweist, der zweite Rückwärtsgang R2 ein Übersetzungsverhältnis von i = –1,486 aufweist und der dritte Rückwärtsgang R3 ein Übersetzungsverhältnis von i = –1,0 aufweist. Das negative Vorzeichen vor den Übersetzungsverhältnissen der Rückwärtsgänge R1, R2, R3 zeigt an, dass im Vergleich zu den Vorwärtsgängen V1, V2, V3 eine Richtungsumkehr der Drehrichtung an dem Getriebeausgang AB vorliegt. Übersetzung und Übersetzungsverhältnis sind hierbei gleichbedeutend.
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Weiter sind der Tabelle die entsprechenden Gangsprünge zu entnehmen. Unter einem Gangsprung ist der Quotient der Übersetzung des niedrigeren Vorwärtsgangs V1, V2, V3 und des nächst höheren Vorwärtsgangs V1, V2, V3 zu verstehen. Gleiches gilt in analoger Anwendung für die Rückwärtsgänge R1, R2, R3. Dabei weist der Gangsprung von dem ersten Vorwärtsgang V1 zu dem zweiten Vorwärtsgang V2 einen Wert von φ = 1,21 auf, der Gangsprung von dem zweiten Vorwärtsgang V2 zu dem dritten Vorwärtsgang V3 einen Wert von φ = 1,49 auf, der Gangsprung von dem ersten Rückwärtsgang R1 zu dem zweiten Rückwärtsgang R2 einen Wert von φ = 1,21 auf und der Gangsprung von dem zweiten Rückwärtsgang R2 zu dem dritten Rückwärtsgang R3 einen Wert von φ = 1,49 auf.
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Entsprechend der in 4 gezeigten Tabelle ist der erste Vorwärtsgang V1 durch die geschlossene zweite Bremse B2 und die geschlossene zweite Kupplung K2 darstellbar, der zweite Vorwärtsgang V2 durch die geschlossene erste Bremse B1 und die geschlossene zweite Kupplung K2 darstellbar, der dritte Vorwärtsgang V3 durch die geschlossene erste Kupplung K1 und die geschlossene zweite Kupplung K2 darstellbar, der erste Rückwärtsgang R1 durch die geschlossene zweite Bremse B2 und die geschlossene dritte Bremse B3 darstellbar, der zweite Rückwärtsgang R2 durch die geschlossene erste Bremse B1 und die geschlossene dritte Bremse B3 darstellbar und der dritte Rückwärtsgang R3 durch die geschlossene dritte Bremse B3 und die geschlossene erste Kupplung K1 darstellbar.
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Der Tabelle in 4 ist weiter zu entnehmen, dass für einen Wechsel in einen nächsthöheren Vorwärtsgang V1, V2, V3 beziehungsweise für einen Wechsel in einen nächstniedrigeren Vorwärtsgang V1, V2, V3 jeweils ein geschlossenes Schaltelement geöffnet und ein zuvor geöffnetes Schaltelement geschlossen wird. Gleiches gilt in analoger Anwendung für einen Wechsel bezüglich der Rückwärtsgänge R1, R2, R3. Bei allen Vorwärtsgängen V1, V2, V3 ist jeweils die zweite Kupplung K2 geschlossen, während bei allen Rückwärtsgängen R1, R2, R3 immer die dritte Bremse B3 geschlossen ist.
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Als Anfahrelement, welches in den 1 bis 3 nicht gezeigt ist, können ein hydrodynamischer Drehmomentwandler, eine hydrodynamische Kupplung, eine zusätzliche Anfahrkupplung, eine integrierte Anfahrkupplung beziehungsweise Anfahrbremse oder eine zusätzliche elektrische Maschine dienen. Darüber hinaus kann auf jeder Welle eine elektrische Maschine oder eine sonstige Kraft-/Leistungsquelle angeordnet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Antriebswelle
- 2
- Abtriebswelle
- 3
- Dritte Welle
- 4
- Vierte Welle
- 5
- Fünfte Welle
- 6
- Sechste Welle
- 7
- Getriebe
- AB
- Getriebeausgang
- AN
- Getriebeeingang
- B1
- Erste Bremse
- B2
- Zweite Bremse
- B3
- Dritte Bremse
- G
- Gehäuse
- H1
- Hohlrad PR1
- H2
- Hohlrad PR2
- H3
- Hohlrad PR3
- K1
- Erste Kupplung
- K2
- Zweite Kupplung
- PR1
- Erster Planetenradsatz
- PR2
- Zweiter Planetenradsatz
- PR3
- Dritter Planetenradsatz
- PT1
- Planetenträger PR1
- PT2
- Planetenträger PR2
- PT3
- Planetenträger PR3
- R1
- Erster Rückwärtsgang
- R2
- Zweiter Rückwärtsgang
- R3
- Dritter Rückwärtsgang
- S1
- Sonnenrad PR1
- S2
- Sonnenrad PR2
- S3
- Sonnenrad PR3
- V1
- Erster Vorwärtsgang
- V2
- Zweiter Vorwärtsgang
- V3
- Dritter Vorwärtsgang
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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