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Die Erfindung betrifft ein Getriebe mit vier Planetenradsätzen, mehreren Wellen und einem ersten, zweiten, dritten, vierten und fünften Schaltelement, deren selektives Eingreifen verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen einer Getriebe-Eingangswelle und einer Getriebe-Ausgangswelle bewirkt, wobei eine erste Welle mit der Getriebe-Eingangswelle und mit einem Steg des dritten Planetenradsatzes ständig verbunden ist, wobei eine zweite Welle mit der Getriebe-Ausgangswelle und mit einem Steg des ersten Planetenradsatzes ständig verbunden ist, wobei eine dritte Welle mit einem Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes ständig verbunden ist und über das erste Schaltelement drehfest festsetzbar ist, wobei eine vierte Welle mit einem Steg des zweiten Planetenradsatzes ständig verbunden ist, wobei eine fünfte Welle mit einem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes ständig verbunden ist, wobei eine sechste Welle mit einem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes ständig verbunden ist, wobei ein Hohlrad des dritten Planetenradsatzes mit einem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes ständig verbunden ist und einen Bestandteil einer siebenten Welle bildet, wobei die erste Welle über das dritte Schaltelement mit der fünften Welle verbindbar ist, wobei die zweite Welle über das fünfte Schaltelement mit der vierten Welle verbindbar ist, und wobei durch Schließen des zweiten Schaltelements Drehmoment zwischen den Elementen Sonnenrad, Steg und Hohlrad des vierten Planetenradsatzes übertragbar ist.
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Derartige Getriebe finden vor allem in Kraftfahrzeugen Anwendung, um die Drehzahl- und Drehmomentabgabecharakteristik der Antriebseinheit den Fahrwiderständen des Fahrzeugs in geeigneter Weise anzupassen.
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Aus der Patentanmeldung
DE 10 2005 014 592 A1 der Anmelderin ist ein Mehrstufengetriebe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bekannt, wobei dieses Mehrstufengetriebe acht Vorwärtsgänge aufweist.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, das im Stand der Technik bekannte Getriebe zu einem Getriebe mit zehn Vorwärtsgängen weiterzuentwickeln. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, alternative Ausführungsformen des im Stand der Technik bekannten Getriebes bereitzustellen.
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Die Aufgaben werden gelöst durch die Merkmale des Patentanspruchs 1, wobei sich vorteilhafte Ausgestaltungen aus den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie aus den Figuren ergeben.
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Erfindungsgemäß ist zusätzlich zu den im Oberbegriff des gültigen Patentanspruchs 1 genannten Elementen ein sechstes Schaltelement vorgesehen. Über dieses sechste Schaltelement ist die fünfte Welle entweder direkt oder über das zweite Schaltelement mit dem Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes verbindbar. Darüber hinaus ist die vierte Welle über das vierte Schaltelement entweder direkt oder über das zweite Schaltelement mit dem Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes verbindbar.
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Ist die fünfte Welle über das sechste Schaltelement direkt mit dem Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes verbindbar, so besteht bei geschlossenem sechstem Schaltelement zwischen dem Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes und der fünften Welle eine drehfeste Verbindung. Dies gilt in gleicher Weise für die direkte Verbindbarkeit zwischen der vierten Welle und dem Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes durch das vierte Schaltelement.
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Die Verbindung zwischen der fünften, bzw. vierten Welle mit dem Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes kann aber auch durch Schließen zweier Schaltelemente realisiert sein, welche in Reihe zueinander angeordnet sind. Die fünfte Welle kann dabei durch Schließen des sechsten Schaltelements und des zweiten Schaltelements mit dem Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes verbindbar sein. Das zweite und sechste Schaltelement sind dabei in Reihe zueinander im Kraftfluss angeordnet. In gleicher Weise kann die vierte Welle durch Schließen des vierten Schaltelements und des zweiten Schaltelements mit dem Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes verbindbar sein.
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Dadurch werden im Vergleich zu dem im Stand der Technik bekannten Getriebe drei zusätzliche Vorwärtsgänge realisiert. Der erste zusätzliche Gang ist im Vergleich zu dem im Stand der Technik bekannten Getriebe in der Übersetzungsreihe zwischen dem ursprünglichen ersten und zweiten Vorwärtsgang einzuordnen. Der zweite zusätzliche Gang ist zwischen dem ursprünglichen vierten und fünften Vorwärtsgang einzuordnen. Der dritte zusätzliche Gang weist dieselbe Übersetzung zwischen Getriebe-Eingangswelle und Getriebe-Ausgangswelle wie der ursprüngliche siebente Gang auf. Durch die Erhöhung der Ganganzahl kann das Getriebe bei Verwendung im Kraftfahrzeug besser an ein Verbrauchskennfeld einer Verbrennungskraftmaschine angepasst werden, welche mit der Getriebe-Eingangswelle in Antriebswirkverbindung steht. Dadurch kann der Kraftstoffverbrauch des Kraftfahrzeugs reduziert werden.
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Durch Schließen des zweiten Schaltelements wird der vierte Planetenradsatz in den Kraftfluss des Getriebes miteinbezogen. Diese Funktionalität kann durch mehrere, funktional gleichwertige Ausführungsformen erreicht werden, welche nachfolgend beschrieben sind.
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Gemäß einer ersten Ausführungsform ist bei einem als Minus-Radsatz ausgebildeten Planetenradsatz dessen Steg mit der sechsten Welle ständig verbunden und dessen Hohlrad über das zweite Schaltelement drehfest festsetzbar. Ist der vierte Planetenradsatz als Plus-Radsatz ausgebildet, so ist dessen Hohlrad mit der sechsten Welle verbunden, und dessen Steg ist über das zweite Schaltelement drehfest festsetzbar. In dieser ersten Ausführungsform ist ein Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes ständig mit der dritten Welle verbunden. Die fünfte Welle ist über das sechste Schaltelement und die vierte Welle ist über das vierte Schaltelement direkt mit dem Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes verbindbar.
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Gemäß einer zweiten Ausführungsform ist bei einem als Minus-Radsatz ausgebildeten Planetenradsatz dessen Steg über das zweite Schaltelement mit der sechsten Welle verbindbar, und dessen Hohlrad ständig drehfest festgesetzt. Ist der vierte Planetenradsatz als Plus-Radsatz ausgebildet, so ist dessen Hohlrad über das zweite Schaltelement mit der sechsten Welle verbindbar, und dessen Steg ist ständig drehfest festgesetzt. Wie in der ersten Ausführungsform ist das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes ständig mit der dritten Welle verbunden, und die fünfte Welle ist über das sechste Schaltelement und die vierte Welle ist über das vierte Schaltelement direkt mit dem Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes verbindbar. Insbesondere die Ausgestaltung mit ständig drehfestem Hohlrad des vierten Planetenradsatzes vereinfacht den Aufbau des Getriebes, da eine sonst erforderliche radiale und axiale Drehlagerung des Hohlrads entfällt.
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Gemäß einer dritten Ausführungsform ist die fünfte Welle durch Schließen des zweiten Schaltelements und des sechsten Schaltelements mit dem Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes verbindbar. Das zweite und sechste Schaltelement sind dabei im Kraftfluss in Reihe zueinander angeordnet. Die vierte Welle ist durch Schließen des zweiten Schaltelements und des vierten Schaltelements mit dem Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes verbindbar. Das zweite und vierte Schaltelement sind im Kraftfluss in Reihe zueinander angeordnet. In dieser dritten Ausführungsform ist das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes mit der dritten Welle ständig verbunden. Bei einem als Minus-Radsatz ausgebildeten vierten Planetenradsatz ist dessen Steg mit der sechsten Welle ständig verbunden, und dessen Hohlrad ist ständig drehfest festgesetzt. Bei einem als Plus-Radsatz ausgebildeten vierten Planetenradsatz ist dessen Hohlrad mit der sechsten Welle ständig verbunden, und der Steg ist ständig drehfest festgesetzt. Durch die Anbindung des zweiten Schaltelements am Sonnenrad wird die Belastung des zweiten Schaltelements im Vergleich zu einer Steg-Anbindung reduziert, da am Steg eines als Minus-Radsatz ausgebildeten Planetenradsatzes als Summenwelle stets ein höheres Drehmoment anliegt als an Hohlrad oder Sonnenrad, welche Differenzwellen bilden. Das zweite Schaltelement kann durch die geringere Belastung kleiner und leichter ausführt werden. Zudem können sämtliche Schaltelemente bis auf das fünfte Schaltelement räumlich gut zusammengefasst werden. Durch eine entsprechende Modulbauweise der Schaltelemente kann der Aufbau des Getriebes vereinfacht werden.
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Gemäß einer vierten Ausführungsform ist das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes über das zweite Schaltelement mit der dritten Welle verbindbar. In dieser vierten Ausführungsform ist bei einem als Minus-Radsatz ausgebildeten Planetenradsatz dessen Steg mit der sechsten Welle ständig verbunden, und dessen Hohlrad ständig drehfest festgesetzt. Ist der vierte Planetenradsatz als Plus-Radsatz ausgebildet, so ist dessen Hohlrad mit der sechsten Welle ständig verbunden, und dessen Steg ist ständig drehfest festgesetzt. Die fünfte Welle ist über das sechste Schaltelement und die vierte Welle ist über das vierte Schaltelement direkt mit dem Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes verbindbar. Da auch bei dieser vierten Ausführungsform das zweite Schaltelement an einem Sonnenrad angebunden ist, kann derart wie in der dritten Ausführungsform die Belastung des zweiten Schaltelements reduziert werden.
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Das Getriebe entsprechend der ersten bis vierten Ausführungsform weist zehn Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang auf. Der erste Vorwärtsgang wird durch Schließen des ersten Schaltelements, des zweiten Schaltelements, des dritten Schaltelements und des sechsten Schaltelements gebildet. Der zweite Vorwärtsgang wird durch Schließen des ersten Schaltelements, des zweiten Schaltelements, des dritten Schaltelements und des vierten Schaltelements gebildet. Der dritte Vorwärtsgang wird durch Schließen des ersten Schaltelements, des zweiten Schaltelements, des vierten Schaltelements und des sechsten Schaltelements gebildet. Der vierte Vorwärtsgang wird durch Schließen des zweiten Schaltelements, des dritten Schaltelements, des vierten Schaltelements und des sechsten Schaltelements gebildet. Der fünfte Vorwärtsgang wird durch Schließen des zweiten Schaltelements, des vierten Schaltelements, des fünften Schaltelements und des sechsten Schaltelements gebildet. Der sechste Vorwärtsgang wird durch Schließen des zweiten Schaltelements, des dritten Schaltelements, des vierten Schaltelements und des fünften Schaltelements gebildet. Der siebente Vorwärtsgang wird durch Schließen des zweiten Schaltelements, des dritten Schaltelements, des fünften Schaltelements und des sechsten Schaltelements gebildet. Der achte Vorwärtsgang wird durch Schließen des dritten Schaltelements, des vierten Schaltelements, des fünften Schaltelements und des sechsten Schaltelements gebildet. Der neunte Vorwärtsgang wird entweder durch Schließen des ersten Schaltelements, des dritten Schaltelements, des vierten Schaltelements und des fünften Schaltelements oder durch Schließen des ersten Schaltelements, des dritten Schaltelements, des fünften Schaltelements und des sechsten Schaltelements gebildet. Der zehnte Vorwärtsgang wird durch Schließen des ersten Schaltelements, des vierten Schaltelements, des fünften Schaltelements und des sechsten Schaltelements gebildet. Der Rückwärtsgang wird durch Schließen des ersten Schaltelements, des zweiten Schaltelements, des fünften Schaltelements und des sechsten Schaltelements gebildet.
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Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung weist das Getriebe ein siebentes Schaltelement auf. Durch das siebente Schaltelement ist die erste Welle mit der vierten Welle des Getriebes verbindbar. Dadurch erhält das Getriebe einen weiteren zusätzlichen Gang, und weist somit insgesamt elf Vorwärtsgänge auf. Der zusätzliche Gang ist dabei durch eine hohe Übersetzung zwischen der Getriebe-Eingangswelle und der Getriebe-Ausgangswelle gekennzeichnet. In anderen Worten erhält das Getriebe durch das Hinzufügen des siebenten Schaltelements einen besonders hoch übersetzten ersten Gang, wodurch die Spreizung des Getriebes erhöht wird. Dieser hoch übersetzte erste Gang wird durch Schließen des ersten, zweiten, sechsten und siebenten Schaltelements realisiert. In allen anderen Gängen ist das siebente Schaltelement geöffnet. Die Bildung der übrigen zehn Vorwärtsgänge erfolgt analog zu dem oben beschrieben Getriebe mit neun Vorwärtsgängen, sodass die Bildung des ersten bis zehnten Vorwärtsgangs des Zehn-Gang-Getriebes der Bildung des zweiten bis elften Vorwärtsgangs des Elf-Gang-Getriebes entspricht, wobei das siebente Schaltelement im zweiten bis elften Vorwärtsgang geöffnet ist.
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Vorzugsweise weist das siebente Schaltelement keine stufenlos variable Drehmomentübertragungsfähigkeit auf. Beispielsweise ist das siebente Schaltelement als Klauen-Schaltelement oder als Synchronisierung ausgebildet. Da das siebente Schaltelement bis auf den ersten Vorwärtsgang in allen weiteren zehn Vorwärtsgängen geöffnet ist, können auf diese Weise die Schleppverluste im Vergleich zu herkömmlichen Reibschaltelementen mit variabler Drehmomentübertragungsrate reduziert werden.
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In jedem Gang des Getriebes sind vier der sechs, bzw. sieben Schaltelemente geschlossen, wodurch der Wirkungsgrad des Getriebes infolge von Schleppverlusten durch das zumindest eine zusätzliche Schaltelement nicht verschlechtert wird. Dies gilt insbesondere dann, wenn das siebente Schaltelement als Klauen-Schaltelement ausgebildet ist.
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Vorzugsweise weist das zweite Schaltelement keine stufenlos variable Drehmomentübertragungsfähigkeit auf. Beispielsweise ist das zweite Schaltelement als Klauen-Schaltelement oder als Synchronisierung ausgebildet. Da das zweite Schaltelement nur vom siebenten in den achten Vorwärtsgang, bzw. beim oben beschriebenen Elf-Gang-Getriebe nur vom achten in den neunten Vorwärtsgang öffnet, ist das beim Lösen des Schaltelements anliegende Drehmoment vergleichsweise gering, wodurch sich das zweite Schaltelement besonders zur Ausbildung als Klauen-Schaltelement eignet. Da das zweite Schaltelement besonders in den hohen Vorwärtsgängen Acht bis Zehn, bzw. Neun bis Elf geöffnet ist, führt eine Ausbildung als Klauen-Schaltelement zu einer Verbesserung des Wirkungsgrads des Getriebes in diesen hohen Gängen, da ein Klauen-Schaltelement im geöffneten Zustand geringere Schleppverluste verursacht als ein Reibschaltelement. Dies ist besonders bei der Anwendung des Getriebes im Kraftfahrzeug relevant.
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Vorzugsweise ist der dritte Planetenradsatz radial innerhalb des zweiten Planetenradsatzes angeordnet. Dadurch kann der axiale Bauraumbedarf des Getriebes deutlich reduziert werden. Dies ist insbesondere bei Getrieben von hoher Bedeutung, welche im Kraftfahrzeug mit Front-Quer-Antriebsstrang verwendet werden.
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Das Getriebe kann Bestandteil eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs sein. Der Antriebsstrang weist neben dem Getriebe auch eine Verbrennungskraftmaschine auf. Die Verbrennungskraftmaschine ist entweder direkt oder über eine Kupplung oder über einen hydrodynamischen Wandler mit der Getriebe-Eingangswelle des Getriebes verbunden, bzw. verbindbar. Zur Reduktion von Drehschwingungen kann in die Wirkverbindung zwischen Verbrennungskraftmaschine und Getriebe-Eingangswelle ein Torsionsschwingungsdämpfer angeordnet sein.
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Unter einer Welle ist 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.
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Ein Planetenradsatz umfasst ein Sonnenrad, einen Steg und ein Hohlrad. An dem Steg drehbar gelagert sind Planetenräder, welche mit der Verzahnung des Sonnenrades und/oder mit der Verzahnung des Hohlrads kämmen. Ein Minus-Radsatz bezeichnet einen Planetenradsatz mit einem Steg, 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 Sonnenrades, als auch mit der Verzahnung des Hohlrades kämmt, wodurch das Hohlrad und das Sonnenrad in entgegengesetzte Drehrichtungen rotieren, wenn das Sonnenrad bei feststehendem Steg rotiert.
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Ein Plus-Radsatz unterscheidet sich zu dem gerade beschriebenen Minus-Planetenradsatz dahingehend, dass der Plus-Radsatz innere und äußere Planetenräder aufweist, welche drehbar an dem Steg 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 Hohlrades. Dies hat zur Folge, dass bei feststehendem Steg das Hohlrad und das Sonnenrad in die gleiche Drehrichtung rotieren.
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Die Standgetriebeübersetzung definiert das Drehzahlverhältnis zwischen Sonnenrad und Hohlrad eines Planetenradsatzes bei drehfestem Steg. Da sich bei einem Minus-Radsatz die Drehrichtung zwischen Sonnenrad und Hohlrad bei drehfestem Steg umkehrt, nimmt die Standgetriebeübersetzung bei einem Minus-Radsatz stets einen negativen Wert an.
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Durch Schaltelemente wird, je nach Betätigungszustand, eine Relativbewegung zwischen zwei Bauteilen zugelassen oder eine Verbindung zur Übertragung eines Drehmoments zwischen den zwei Bauteilen hergestellt. Unter einer Relativbewegung ist beispielsweise eine Rotation zweier Bauteile zu verstehen, wobei die Drehzahl des ersten Bauteils und die Drehzahl des zweiten Bauteils voneinander abweichen. Darüber hinaus ist auch die Rotation nur eines der beiden Bauteile denkbar, während das andere Bauteil stillsteht oder in entgegengesetzter Richtung rotiert.
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Zwei Elemente werden insbesondere dann als miteinander verbunden bezeichnet, wenn zwischen den Elementen eine feste, insbesondere drehfeste Verbindung besteht. Derart verbundene Elemente drehen mit der gleichen Drehzahl. Die verschiedenen Bauteile und Elemente der genannten Erfindung können dabei über eine Welle beziehungsweise über ein geschlossenes Schaltelement oder ein Verbindungselement, aber auch direkt, beispielsweise mittels einer Schweiß-, Press- oder einer sonstigen Verbindung, miteinander verbunden sein.
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Zwei Elemente werden als verbindbar bezeichnet, wenn zwischen diesen Elementen eine lösbare drehfeste Verbindung besteht. Wenn die Verbindung besteht, so drehen solche Elemente mit der gleichen Drehzahl.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachfolgend anhand der beigefügten Figuren detailliert beschrieben.
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1 zeigt schematisch ein Getriebe entsprechend dem Stand der Technik.
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2 zeigt schematisch ein Getriebe entsprechend einer ersten Ausgestaltung.
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3 zeigt schematisch ein Getriebe entsprechend einer zweiten Ausgestaltung.
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4 zeigt schematisch ein Getriebe entsprechend einer dritten Ausgestaltung.
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5 zeigt schematisch ein Getriebe entsprechend einer vierten Ausgestaltung.
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6 zeigt schematisch ein Getriebe entsprechend einer fünften Ausgestaltung.
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7 zeigt schematisch ein Getriebe entsprechend einer sechsten Ausgestaltung.
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8 zeigt schematisch ein Getriebe entsprechend einer siebenten Ausgestaltung.
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9 zeigt schematisch ein Getriebe entsprechend einer achten Ausgestaltung.
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10 zeigt ein Schaltschema der ersten bis achten Ausgestaltung des Getriebes.
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11 zeigt schematisch ein Getriebe entsprechend einer neunten Ausgestaltung.
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12 zeigt ein Schaltschema gemäß der neunten Ausgestaltung des Getriebes.
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1 zeigt schematisch ein Getriebe entsprechend dem Stand der Technik. Das Getriebe umfasst vier Planetenradsätze P1, P2, P3, P4, welche allesamt als Minus-Radsätze ausgebildet sind. Der dritte Planetenradsatz P3 ist radial innerhalb des zweiten Planetenradsatzes P2 angeordnet, wobei ein Hohlrad Ho-P3 des dritten Planetenradsatzes P3 mit einem Sonnenrad So-P2 des zweiten Planetenradsatzes P2 verbunden ist und Bestandteil einer siebenten Welle W7 ist. Ein Sonnenrad So-P3 des dritten Planetenradsatzes P3 ist Bestandteil einer dritten Welle W3 und ist mit einem Sonnenrad So-P1 des ersten Planetenradsatzes P1 verbunden. Ein Steg St-P3 des dritten Planetenradsatzes P3 ist mit einer Getriebe-Eingangswelle GW1 verbunden und ist Bestandteil einer ersten Welle W1. Ein Steg St-P2 des zweiten Planetenradsatzes P2 ist Bestandteil einer vierten Welle W4. Ein Hohlrad Ho-P2 des zweiten Planetenradsatzes P2 ist Bestandteil einer fünften Welle W5 und ist mit einem Sonnenrad So-P4 des vierten Planetenradsatzes P4 verbunden. Ein Steg St-P1 des ersten Planetenradsatzes P1 ist Bestandteil einer zweiten Welle W2 und ist mit einer Getriebe-Ausgangswelle GW2 verbunden. Ein Hohlrad Ho-P1 des ersten Planetenradsatzes P1 ist Bestandteil einer sechsten Welle W6 und ist mit einem Steg St-P4 des vierten Planetenradsatzes P4 verbunden.
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Durch ein erstes Schaltelement B1 ist die dritte Welle W3 drehfest mit einem Gehäuse GG des Getriebes oder einem anderen drehfesten Bauelement des Getriebes verbindbar. Durch ein zweites Schaltelement B2 ist das Hohlrad Ho-P4 des vierten Planetenradsatzes P4 in gleicher Weise drehfest festsetzbar. Durch ein drittes Schaltelement K1 ist die erste Welle W1 mit der fünften Welle W5, und damit auch mit dem Sonnenrad So-P4 des vierten Planetenradsatzes P4 verbindbar. Durch ein viertes Schaltelement K2 ist das Hohlrad Ho-P2 mit dem Sonnenrad So-P2 des zweiten Planetenradsatzes P2 verbindbar. Ist das vierte Schaltelement K2 geschlossen, so rotieren Sonnenrad So-P2, Steg St-P2 und Hohlrad Ho-P2 des zweiten Planetenradsatzes P2 mit derselben Drehzahl. Dieser Zustand wird auch als Verblocken eines Planetenradsatzes bezeichnet. Durch das fünfte Schaltelement K3 ist die vierte Welle W4 mit der zweiten Welle W2 verbindbar.
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2 zeigt schematisch ein Getriebe G entsprechend einer ersten Ausgestaltung der Erfindung. Im Unterschied zu dem im Stand der Technik bekannten Getriebe ist durch das vierte Schaltelement K2 nun die vierte Welle W4 mit dem Sonnenrad So-P4 des vierten Planetenradsatzes P4 verbunden. Im Kraftfluss zwischen der fünften Welle W5 und dem Sonnenrad So-P4 ist ein sechstes Schaltelement K4 angeordnet. Werden sowohl das vierte Schaltelement K2 als auch das sechste Schaltelement K4 geschlossen, so führt dies zum Verblocken des zweiten Planetenradsatzes P2. Das Schließen des vierten Schaltelements K2 allein führt daher nicht mehr zum Verblocken des zweiten Planetenradsatzes P2. Über das dritte Schaltelement K1 allein ist nur eine Verbindung zwischen der ersten Welle W1 und der fünften Welle W5 herstellbar. Sind das dritte Schaltelement K1 und das sechste Schaltelement K4 geschlossen, so ist die erste Welle W1 mit dem Sonnenrad So-P4 des vierten Planetenradsatzes und mit der fünften Welle W5 verbunden.
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3 zeigt schematisch ein Getriebe G entsprechend einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung. Im Unterschied zur ersten Ausgestaltung ist der vierte Planetenradsatz P4 in der zweiten Ausgestaltung als Plus-Radsatz ausgebildet. Dementsprechend ist die Zuordnung der an Hohlrad Ho-P4 und Steg St-P4 des vierten Planetenradsatzes P4 angebundenen Wellen vertauscht. Die sechste Welle W6 ist nun mit dem Hohlrad Ho-P4 des vierten Planetenradsatzes P4 verbunden, während der Steg St-P4 des vierten Planetenradsatzes P4 über das zweite Schaltelement B2 drehfest festsetzbar ist. Ist der vierte Planetenradsatz P4 als Plus-Radsatz ausgebildet, so ist neben dem Tausch der Zuordnung zu Hohlrad und Steg der Betrag der Standgetriebeübersetzung um den Wert Eins zu erhöhen um dieselbe Übersetzungswirkung zu erzielen wie bei einem Minus-Radsatz.
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4 zeigt schematisch ein Getriebe G entsprechend einer dritten Ausgestaltung der Erfindung. Im Unterscheid zu ersten Ausgestaltung ist das Hohlrad Ho-P4 des vierten Planetenradsatzes P4 permanent drehfest festgesetzt. Das zweite Schaltelement B2 ist in dieser Ausgestaltung im Kraftfluss zwischen der sechsten Welle W6 und dem Steg St-P4 des vierten Planetenradsatzes P4 angeordnet.
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5 zeigt schematisch ein Getriebe G entsprechend einer vierten Ausgestaltung der Erfindung. Im Unterschied zur dritten Ausgestaltung ist der vierte Planetenradsatz P4 als Plus-Radsatz ausgebildet. Dementsprechend ist das zweite Schaltelement B2 nun im Kraftfluss zwischen der sechsten Welle W6 und dem Hohlrad Ho-P4 des vierten Planetenradsatzes P4 angeordnet, während der Steg St-P4 des vierten Planetenradsatzes P4 permanent drehfest festgesetzt ist. Die Standgetriebeübersetzung des vierten Planetenradsatzes P4 ist wie in der zweiten Ausgestaltung entsprechend anzupassen.
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6 zeigt schematisch ein Getriebe G entsprechend einer fünften Ausgestaltung der Erfindung. Wie in der dritten Ausgestaltung ist das Hohlrad Ho-P4 des vierten Planetenradsatzes P4 in der fünften Ausgestaltung permanent drehfest festgesetzt. Der Steg St-P4 des vierten Planetenradsatzes P4 ist mit der sechsten Welle W6 ständig verbunden. Das zweite Schaltelement B2 ist in der fünften Ausgestaltung am Sonnenrad So-P4 des vierten Planetenradsatzes P4 angebunden. Ist sowohl das zweite Schaltelement B2 als auch das vierte Schaltelement K2 geschlossen, so besteht eine drehfeste Verbindung zwischen dem Sonnenrad So-P4 des vierten Planetenradsatzes P4 und der vierten Welle W4. Ist sowohl das zweite Schaltelement B2 als auch das sechste Schaltelement K4 geschlossen, so besteht eine drehfeste Verbindung zwischen dem Sonnenrad So-P4 des vierten Planetenradsatzes P4 und der fünften Welle W5. Das zweite Schaltelement B2 ist also in der Wirkverbindung in Reihe zum vierten Schaltelement K2 und zum sechsten Schaltelement K4 angeordnet, während das vierte Schaltelement K2 und das sechste Schaltelement K4 in ihrer Wirkverbindung parallel zueinander sind.
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7 zeigt schematisch ein Getriebe G entsprechend einer sechsten Ausgestaltung der Erfindung. Die sechste Ausgestaltung entspricht weitgehend der fünften Ausgestaltung, lediglich der vierte Planetenradsatz P4 ist in der sechsten Ausgestaltung als Plus-Radsatz anstatt als Minus-Radsatz ausgebildet. Die Steg St-P4 und Hohlrad Ho-P4 zugeordneten Wellen sind dementsprechend vertauscht.
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8 zeigt schematisch ein Getriebe G entsprechend einer siebenten Ausgestaltung der Erfindung. Im Unterschied zur ersten bis sechsten Ausgestaltung ist das Sonnenrad So-P1 des ersten Planetenradsatzes P1 in der siebenten Ausgestaltung nicht permanent mit der dritten Welle W3 verbunden. Stattdessen ist das Sonnenrad So-P1 des ersten Planetenradsatzes P1 über das zweite Schaltelement B2 mit der dritten Welle W3 verbindbar.
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9 zeigt schematisch ein Getriebe G entsprechend einer achten Ausgestaltung der Erfindung. Die achte Ausgestaltung entspricht weitgehend der siebenten Ausgestaltung, lediglich der vierte Planetenradsatz P4 ist in der achten Ausgestaltung als Plus-Radsatz anstatt als Minus-Radsatz ausgebildet. Die Steg St-P4 und Hohlrad Ho-P4 zugeordneten Wellen sind dementsprechend vertauscht.
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10 zeigt ein Schaltschema entsprechend der ersten bis achten Ausgestaltung des Getriebes G. Darin sind in den Zeilen zehn Vorwärtsgänge 1 bis 10 sowie ein Rückwärtsgang R angegeben. In den dazugehörigen Spalten ist durch ein X dargestellt, welche der Schaltelemente B1, B2, K1, K2, K3, K4 geschlossen sein müssen um den jeweiligen Gang 1–10, R zu bilden.
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Der erste Vorwärtsgang 1 wird durch Schließen des ersten Schaltelements B1, des zweiten Schaltelements B2, des dritten Schaltelements K1 und des sechsten Schaltelements K4 gebildet. Der zweite Vorwärtsgang 2 wird durch Schließen des ersten Schaltelements B1, des zweiten Schaltelements B2, des dritten Schaltelements K1 und des vierten Schaltelements K2 gebildet. Der dritte Vorwärtsgang 3 wird durch Schließen des ersten Schaltelements B1, des zweiten Schaltelements B2, des vierten Schaltelements K2 und des sechsten Schaltelements K4 gebildet. Der vierte Vorwärtsgang 4 wird durch Schließen des zweiten Schaltelements B2, des dritten Schaltelements K1, des vierten Schaltelements K2 und des sechsten Schaltelements K4 gebildet. Der fünfte Vorwärtsgang 5 wird durch Schließen des zweiten Schaltelements B2, des vierten Schaltelements K2, des fünften Schaltelements K3 und des sechsten Schaltelements K4 gebildet. Der sechste Vorwärtsgang 6 wird durch Schließen des zweiten Schaltelements B2, des dritten Schaltelements K1, des vierten Schaltelements K2 und des fünften Schaltelements K3 gebildet. Der siebente Vorwärtsgang 7 wird durch Schließen des zweiten Schaltelements B2, des dritten Schaltelements K1, des fünften Schaltelements K3 und des sechsten Schaltelements K4 gebildet. Der achte Vorwärtsgang 8 wird durch Schließen des dritten Schaltelements K1, des vierten Schaltelements K2, des fünften Schaltelements K3 und des sechsten Schaltelements K4 gebildet. Zur Bildung des neunten Vorwärtsgangs bestehen zwei kinematisch gleichwertige Varianten 9.1, 9,2. Die erste Variante 9.1 des neunten Vorwärtsgangs wird durch Schließen des ersten Schaltelements B1, des dritten Schaltelements K1, des vierten Schaltelements K2 und des fünften Schaltelements K3 gebildet. Die zweite Variante 9.2 des neunten Vorwärtsgangs wird durch Schließen des ersten Schaltelements B1, des dritten Schaltelements K1, des fünften Schaltelements K3 und des sechsten Schaltelements K4 gebildet. Der zehnte Vorwärtsgang 10 wird durch Schließen des ersten Schaltelements B1, des vierten Schaltelements K2, des fünften Schaltelements K3 und des sechsten Schaltelements K4 gebildet. Der Rückwärtsgang R wird durch Schließen des ersten Schaltelements B1, des zweiten Schaltelements B2, des fünften Schaltelements K3 und des sechsten Schaltelements K4 gebildet.
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11 zeigt schematisch ein Getriebe G entsprechend einer neunten Ausgestaltung der Erfindung. In dieser neunten Ausgestaltung weist das Getriebe G ein siebentes Schaltelement K5 auf. Durch das siebente Schaltelement K5 ist die erste Welle W1 mit der vierten Welle W4 verbindbar.
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12 zeigt einen Schaltplan des Getriebes G entsprechend der neunten Ausgestaltung der Erfindung. Darin sind in den Zeilen elf Vorwärtsgänge 21 bis 211 sowie ein Rückwärtsgang 2R angegeben. In den dazugehörigen Spalten ist durch ein X dargestellt, welche der Schaltelemente B1, B2, K1, K2, K3, K4, K5 geschlossen sein müssen um den jeweiligen Gang 21–211, 2R zu bilden. Der erste Vorwärtsgang 21 wird durch Schließen des ersten Schaltelements B1, des zweiten Schaltelements B2, des sechsten Schaltelements K4 und des siebenten Schaltelements K5 gebildet. Die Bildung des zweiten bis elften Vorwärtsgangs 22–211 in der neunten Ausgestaltung entspricht der Bildung des ersten bis zehnten Vorwärtsgangs 1–10 der ersten bis achten Ausgestaltung, wobei das siebente Schaltelement K5 im zweiten bis elften Vorwärtsgang 21–211 geöffnet ist. Die Bildung des Rückwärtsgangs 2R der neunten Ausgestaltung ist ident zur Bildung des Rückwärtsgangs R in der ersten bis achten Ausgestaltung, wobei das siebente Schaltelement K5 im Rückwärtsgang 2R geöffnet ist.
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Bezugszeichen
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- G
- Getriebe
- GG
- Getriebegehäuse
- GW1
- Getriebe-Eingangswelle
- GW2
- Getriebe-Ausgangswelle
- B1
- Erstes Schaltelement
- B2
- Zweites Schaltelement
- K1
- Drittes Schaltelement
- K2
- Viertes Schaltelement
- K3
- Fünftes Schaltelement
- K4
- Sechstes Schaltelement
- K5
- Siebentes Schaltelement
- P1
- Erster Planetenradsatz
- P2
- Zweiter Planetenradsatz
- P3
- Dritter Planetenradsatz
- P4
- Vierter Planetenradsatz
- So-P1
- Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes
- St-P1
- Steg des ersten Planetenradsatzes
- Ho-P1
- Hohlrad des ersten Planetenradsatzes
- So-P2
- Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes
- St-P2
- Steg des zweiten Planetenradsatzes
- Ho-P2
- Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes
- So-P3
- Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes
- St-P3
- Steg des dritten Planetenradsatzes
- Ho-P3
- Hohlrad des dritten Planetenradsatzes
- So-P4
- Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes
- St-P4
- Steg des vierten Planetenradsatzes
- Ho-P4
- Hohlrad des vierten Planetenradsatzes
- W1
- Erste Welle
- W2
- Zweite Welle
- W3
- Dritte Welle
- W4
- Vierte Welle
- W5
- Fünfte Welle
- W6
- Sechste Welle
- W7
- Siebente Welle
- 1–10
- Erster bis zehnter Vorwärtsgang
- 21–211
- Erster bis elfter Vorwärtsgang
- R/2R
- Rückwärtsgang
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005014592 A1 [0003]
