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Die Erfindung betrifft ein Getriebe, insbesondere ein Automatgetriebe für ein Kraftfahrzeug, mit einer Antriebswelle, einer Abtriebswelle, vier Planetensätzen, vier lösbaren Kupplungen, zwei lösbaren Bremsen und einem Gehäuse.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Getriebe mit gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Getrieben verbesserten Eigenschaften bereitzustellen. Insbesondere soll der Wirkungsgrad des Getriebes verbessert werden und der benötigte Bauraum verringert werden.
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Diese Aufgabe wird durch ein Getriebe nach Anspruch 1, 2 oder 3 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen enthalten.
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Ein Schaltelement wirkt auf den vierten Planetensatz. Im geschlossenen Zustand sorgt das Schaltelement dafür, dass der vierte Planetensatz ein Drehmoment übertragen kann. Ist das Schaltelement geöffnet, kann der vierte Planetensatz entsprechend kein Drehmoment übertragen. Dies lässt sich auf dreierlei Weise realisieren.
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So ist bei einem ersten erfindungsgemäßen Getriebe das Schaltelement als erste Bremse ausgebildet, die den Steg des vierten Planetensatzes drehfest mit dem Gehäuse verbinden kann. Dabei ist das Sonnenrad des ersten Planetensatzes drehfest mit dem Hohlrad des vierten Planetensatzes verbunden. Das Sonnenrad des dritten Planetensatzes ist drehfest mit dem Sonnenrad des vierten Planetensatzes verbunden.
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Bei einem zweiten erfindungsgemäßen Getriebe ist das Schaltelement als fünfte Kupplung ausgebildet, die das Sonnenrad des dritten Planetensatzes drehfest mit dem Sonnenrad des vierten Planetensatzes verbinden kann. Hierbei ist der Steg des vierten Planetensatzes drehfest mit dem Gehäuse verbunden. Das Sonnenrad des ersten Planetensatzes wiederum ist drehfest mit dem Hohlrad des vierten Planetensatzes verbunden.
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Ebenso ist das Schaltelement eines dritten erfindungsgemäßen Getriebes als fünfte Kupplung ausgebildet. Diese kann das Sonnenrad des ersten Planetensatzes drehfest mit dem Hohlrad des vierten Planetensatzes verbinden. Auch hier ist der Steg des vierten Planetensatzes drehfest mit dem Gehäuse verbunden. Ebenso ist das Sonnenrad des dritten Planetensatzes drehfest mit dem Sonnenrad des vierten Planetensatzes verbunden.
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Die Antriebswelle ist drehfest mit dem Hohlrad des ersten Planetensatzes verbunden. Die zweite Kupplung ist ausgebildet, die Antriebswelle drehfest mit dem Steg des zweiten Planetensatzes zu verbinden. Der Steg des dritten Planetensatzes ist drehfest mit dem Hohlrad des zweiten Planetensatzes verbunden. Die vierte Kupplung ist ausgebildet, das Sonnenrad des ersten Planetensatzes und gegebenenfalls das Hohlrad des vierten Planetensatzes drehfest mit dem Steg des dritten Planetensatzes und dem Hohlrad des zweiten Planetensatzes zu verbinden. Der Steg des ersten Planetensatzes wiederum ist drehfest mit dem Hohlrad des dritten Planetensatzes verbunden. Die zweite Bremse ist ausgebildet, das Sonnenrad des dritten Planetensatzes und das Sonnenrad des vierten Planetensatzes drehfest mit dem Gehäuse zu verbinden. Das Sonnenrad des zweiten Planetensatzes ist drehfest mit der Abtriebswelle verbunden.
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Die erste Kupplung ist erfindungsgemäß ausgebildet, Verdrehungen des Sonnenrads, des Stegs und des Hohlrads des ersten Planetensatzes relativ zueinander zu blockieren. Die erste Kupplung wirkt also derart, dass der erste Planetensatz als Ganzes verdreht werden kann, nicht aber die einzelnen Elemente des ersten Planetensatzes, d.h. das Sonnenrad, der Steg mit den Planetenrädern und das Hohlrad, relativ zueinander. Die Blockierung des ersten Planetensatzes in sich kann verschiedenartig gelöst werden.
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So ist in einer bevorzugten Weiterbildung die erste Kupplung ausgebildet, die Antriebswelle drehfest mit dem Sonnenrad des ersten Planetensatzes und dem Hohlrad des vierten Planetensatzes zu verbinden. In einer darüber hinaus bevorzugten Weiterbildung ist die erste Kupplung ausgebildet, den Steg des ersten Planetensatzes drehfest mit dem Sonnenrad des ersten Planetensatzes zu verbinden. Weiterhin kann die erste Kupplung ausgebildet sein, die Antriebswelle und das Hohlrad des ersten Planetensatzes drehfest mit dem Steg des ersten Planetensatzes und dem Hohlrad des dritten Planetensatzes zu verbinden.
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Ähnlich ist die dritte Kupplung ausgebildet, Verdrehungen des Sonnenrads, des Stegs und des Hohlrads des zweiten Planetensatzes relativ zueinander zu blockieren. Die erste Kupplung wirkt also derart, dass der erste Planetensatz als Ganzes verdreht werden kann, nicht aber die einzelnen Elemente des ersten Planetensatzes, d.h. das Sonnenrad, der Steg mit den Planetenrädern und das Hohlrad, relativ zueinander. Die Blockierung des zweiten Planetensatzes in sich kann verschiedenartig gelöst werden.
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So ist in einer bevorzugten Weiterbildung die dritte Kupplung ausgebildet, den Steg des zweiten Planetensatzes drehfest mit dem Sonnenrad des zweiten Planetensatzes und der Abtriebswelle zu verbinden. In einer darüber hinaus bevorzugten Weiterbildung ist die dritte Kupplung ausgebildet, das Hohlrad des zweiten Planetensatzes und den Steg des dritten Planetensatzes drehfest mit dem Sonnenrad des zweiten Planetensatzes und der Antriebswelle zu verbinden. Weiterhin kann die dritte Kupplung ausgebildet sein, das Hohlrad des zweiten Planetensatzes und den Steg des dritten Planetensatzes drehfest mit dem Steg des zweiten Planetensatzes zu verbinden.
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Ist die dritte Kupplung ausgebildet, den Steg des zweiten Planetensatzes drehfest mit dem Sonnenrad des zweiten Planetensatzes und der Antriebswelle zu verbinden oder das Hohlrad des zweiten Planetensatzes und den Steg des dritten Planetensatzes drehfest mit dem Steg des zweiten Planetensatzes zu verbinden, können die zweite Kupplung und die dritte Kupplung in einem Doppelschaltelement zusammengefasst werden. Unter einem Doppelschaltelement ist eine einzelne Komponente zu verstehen, welche die Funktion der zweiten Kupplung und der dritten Kupplung realisiert. Insbesondere kommt ein Doppelschaltelement mit einem einzigen Aktuator aus. Dies verringert den Aufwand für die Aktuatorik, was Kostenvorteile mit sich bringt.
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Bei der Antriebswelle handelt es sich um eine Welle, die einen Drehmomentfluss in das Getriebe hineinleitet. Entsprechend handelt es sich bei der Abtriebswelle um eine Welle, die den Drehmomentfluss aus dem Getriebe hinausleitet. Im Falle eines Kraftfahrzeugs leitet die Antriebswelle ein Drehmoment von einem Motor zu dem Getriebe. Die Abtriebswelle leitet ein Drehmoment von dem Getriebe zu mindestens einem Rad.
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Mit Kupplungen und Bremsen werden Schaltelemente bezeichnet, die ausgebildet sind, um eine drehfeste Verbindung zwischen zwei relativ zueinander verdrehbaren Komponenten herzustellen. Bei Klauenschaltelementen entsteht diese Verbindung durch Formschluss, bei Lamellenschaltelementen durch Kraftschluss. Weiterhin bezeichnet eine Bremse ein Schaltelement, das ausgebildet ist, eine gegenüber dem Gehäuse verdrehbare Komponente drehfest an dem Gehäuse zu fixieren. Eine Kupplung bezeichnet ein Schaltelement, das ausgebildet ist, zwei relativ zueinander sowie relativ zu dem Gehäuse verdrehbare Komponenten relativ zueinander zu fixieren. Relativ zu dem Gehäuse bleiben die beiden Komponenten dabei verdrehbar.
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Die vier Kupplungen und die zwei Bremse sind lös- bzw. schaltbar. Dies bedeutet, dass die durch die vier Kupplungen und die zwei Bremsen hergestellten drehfesten Verbindungen während des Betriebs des Getriebes gelöst werden können. Weiterhin ist es während des Betriebs des Getriebes möglich, nachdem eine der drehfesten Verbindungen gelöst wurde, diese Verbindung wiederherzustellen. Die vier Kupplungen und die zwei Bremsen können also von einem geschlossenen Zustand, in dem eine drehfeste Verbindung besteht, in einen geöffneten Zustand, in dem die drehfeste Verbindung gelöst ist, überführt und von dem geöffneten Zustand wiederum in den geschlossenen Zustand überführt werden.
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Die vier Kupplungen und die zweit Bremsen können sowohl als kraft- oder formschlüssiges Schaltelement ausgeführt werden. Bei einem kraftschlüssigen Schaltelement kommt eine drehfeste Verbindung durch einen Kraftschluss zustande. Entsprechend kommt bei einem formschlüssigen Schaltelement die drehfeste Verbindung durch einen Formschluss zustande. Als kraftschlüssige Schaltelemente eignen sich insbesondere Lamellenschaltelemente, als formschlüssige Schaltelemente Klauenschaltelemente.
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Die Erfindung ermöglicht es, Klauenschaltelemente als zweite Kupplung und dritte Kupplung zu verwenden. Dies führt zu einer Reduktion der Schleppverluste und damit zu einem verbesserten internen Wirkungsgrad. Weiterhin ermöglicht dies eine besonders kompakte Gestaltung des Getriebes. Die erste Kupplung, die vierte Kupplung, die erste Bremse und die zweite Bremse sind dabei bevorzugt als Lamellenschaltelemente ausgeführt.
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Bei den vier Planetensätzen handelt es sich vorzugsweise um Minus-Planetensätze. Ein Minus-Planetensatz weist ein Sonnenrad, einen Steg, mehrere Planetenräder und ein Hohlrad auf. Die Planetenräder sind drehbar in dem Steg gelagert. Weiterhin kämmt jedes der Planetenräder sowohl mit dem Hohlrad als auch mit dem Sonnenrad. Das Sonnenrad, der Steg und das Hohlrad sind um eine gemeinsame Drehachse drehbar gelagert.
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Sofern es die Bindbarkeit zulässt, können einzelne oder mehrere der vier Planetensätze in Plus-Planetensätze umgewandelt werden, indem die Steg- und Hohlradanbindung getauscht und der Betrag der Standardübersetzung um eins erhöht wird.
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Ein Plus-Planetensatz weist zwei Gruppen von Planetenrädern auf. Die Planetenräder einer ersten Gruppe kämmen mit dem Sonnenrad, nicht aber mit dem Hohlrad. Umgekehrt kämmen die Planetenräder einer zweiten Gruppe mit dem Hohlrad, nicht aber mit dem Sonnenrad. Wie auch bei den Minus-Planetensätzen sind bei einem Plus-Planetensatz die Planetenräder drehbar in dem Planetenträger beziehungsweise Steg gelagert.
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Das Getriebe lässt sich in bevorzugten Weiterbildungen in Koaxialbauweise oder in Front-Querbauweise ausführen. Bei einer Weiterbildung in Koaxialbauweise sind die Antriebswelle und die Abtriebswelle getrennt voneinander angeordnet. Der Drehmomentfluss entlang der Antriebswelle verläuft in die gleiche Richtung wie der Drehmomentfluss entlang der Abtriebswelle. In Richtung des Drehmomentflusses ist die Abtriebswelle hinter der Antriebswelle angeordnet. In radialer Richtung überdecken sich die Antriebswelle und die Abtriebswelle nicht.
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Bei einer Weiterbildung des Getriebes in Front-Querbauweise ist hingegen die Abtriebswelle als Hohlwelle ausgeführt, durch welche die Antriebswelle hindurch verläuft. Mindestens teilweise verläuft also die Antriebswelle innerhalb der Abtriebswelle. Innerhalb des Getriebes findet eine Umkehr der Richtung des Drehmomentflusses statt. Der Drehmomentfluss entlang der Abtriebswelle verläuft also in entgegengesetzter Richtung zum Drehmomentfluss entlang der Antriebswelle. Um weitere Antriebskomponenten an das Getriebe koppeln zu können, ist die Abtriebswelle bei Front-Querbauweise vorzugsweise mit einem Stirnrad versehen.
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Durch Öffnen und Schließen der Kupplungen und Bremsen lassen sich verschiedene Gänge realisieren. Jeder Gang kennzeichnet dabei ein bestimmtes Übersetzungsverhältnis, d.h. ein Verhältnis von Eingangs- und Ausgangsdrehzahl beziehungsweise ein Verhältnis der Drehzahlen der Antriebswelle und der Abtriebswelle. Übersetzung wird hier als Oberbegriff für jegliche Drehzahlverhältnisse, d.h. für Drehzahlverhältnisse größer als 1, gleich 1 oder kleiner als 1, verwendet. Insbesondere kann die Übersetzung negativ sein.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Getriebe neun Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang auf. Ein erster Vorwärtsgang kann dabei durch Schließen der ersten Bremse bzw. der fünften Kupplung, Öffnen der zweiten Bremse, Öffnen der ersten Kupplung, Öffnen der zweiten Kupplung, Schließen der dritten Kupplung und Schließen der vierten Kupplung realisiert werden. Ein zweiter Vorwärtsgang kann durch Schließen der ersten Bremse bzw. der fünften Kupplung, Schließen der zweiten Bremse, Öffnen der ersten Kupplung, Öffnen der zweiten Kupplung, Schließen der dritten Kupplung und Öffnen der vierten Kupplung realisiert werden. Ein dritter Gang kann durch Öffnen der erste Bremse, Schließen der zweiten Bremse, Öffnen der ersten Kupplung, Öffnen der zweiten Kupplung, Schließen der dritten Kupplung und Schließen der vierten Kupplung realisiert werden. Ein vierter Gang kann durch Öffnen der ersten Bremse bzw. der fünften Kupplung, Schließen der zweiten Bremse, Schließen der ersten Kupplung, Öffnen der zweiten Kupplung, Schließen der dritten Kupplung und Öffnen der vierten Kupplung realisiert werden. Ein fünfter Gang kann durch Öffnen der ersten Bremse bzw. der fünften Kupplung, Öffnen der zweiten Bremse, Schließen der ersten Kupplung, Öffnen der zweiten Kupplung, Schließen der dritten Kupplung und Schließen der vierten Kupplung oder durch Öffnen der ersten Bremse bzw. der fünften Kupplung, Öffnen der zweiten Bremse, Schließen der ersten Kupplung, Schließen der zweiten Kupplung, Schließen der dritten Kupplung und Öffnen der vierten Kupplung, oder durch Schließen der ersten Bremse bzw. der fünften Kupplung, Öffnen der zweiten Bremse, Öffnen der ersten Kupplung, Schließen der zweiten Kupplung, Schließen der dritten Kupplung und Öffnen der vierten Kupplung, oder durch Öffnen der ersten Bremse bzw. der fünften Kupplung, Öffnen der zweiten Bremse, Öffnen der ersten Kupplung, Schließen der zweiten Kupplung, Schließen der dritten Kupplung und Schließen der vierten Kupplung, oder durch Öffnen der ersten Bremse bzw. der fünften Kupplung, Schließen der zweiten Bremse, Öffnen der ersten Kupplung, Schließen der zweiten Kupplung, Schließen der dritten Kupplung und Öffnen der vierten Kupplung, oder durch Öffnen der erste Bremse, Öffnen der zweiten Bremse, Schließen der ersten Kupplung, Schließen der zweiten Kupplung, Öffnen der dritten Kupplung und Schließen der vierten Kupplung realisiert werden. Ein sechster Gang kann durch Öffnen der ersten Bremse bzw. der fünften Kupplung, Schließen der zweiten Bremse, Schließen der ersten Kupplung, Schließen der zweiten Kupplung, Schließen der dritten Kupplung und Öffnen der vierten Kupplung realisiert werden. Ein siebter Gang kann durch Öffnen der ersten Bremse bzw. der fünften Kupplung, Schließen der zweiten Bremse, Öffnen der ersten Kupplung, Schließen der zweiten Kupplung, Öffnen der dritten Kupplung und Schließen der vierten Kupplung realisiert werden. Ein achter Gang kann durch Schließen der ersten Bremse bzw. der fünften Kupplung, Schließen der zweiten Bremse, Öffnen der ersten Kupplung, Schließen der zweiten Kupplung, Öffnen der dritten Kupplung und Öffnen der vierten Kupplung realisiert werden. Ein neunter Gang kann durch Schließen der ersten Bremse bzw. der fünften Kupplung, Öffnen der zweiten Bremse, Öffnen der ersten Kupplung, Schließen der zweiten Kupplung, Öffnen der dritten Kupplung und Schließen der vierten Kupplung realisiert werden. Der Rückwärtsgang kann durch Schließen der ersten Bremse bzw. der fünften Kupplung, Öffnen der zweiten Bremse, Schließen der ersten Kupplung, Öffnen der zweiten Kupplung, Schließen der dritten Kupplung und Öffnen der vierten Kupplung realisiert werden. Jeder der genannten Gänge charakterisiert dabei ein Über- bzw. Untersetzungsverhältnis zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle. Dabei ist die Über- bzw. Untersetzung des ersten Gangs größer als die Über- bzw. Untersetzung des zweiten Gangs, die wiederum größer ist als die Über- bzw. Untersetzung des dritten Gangs, die wiederum größer ist als die Über- bzw. Untersetzung des vierten Gangs, die wiederum größer ist als die Über- bzw. Untersetzung des fünften Gangs, die wiederum größer ist als die Über- bzw. Untersetzung des sechsten Gangs, die wiederum größer ist als die Über- bzw. Untersetzung des siebten Gangs, die wiederum größer ist als die Über- bzw. Untersetzung des achten Gangs, die wiederum größer ist als die Über- bzw. Untersetzung des neunten Gangs. Die Über- bzw. Untersetzung des Rückwärtsgangs ist negativ, während die Über- bzw. Untersetzung der neun Vorwärtsgänge positiv ist.
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Neben der Möglichkeit, insbesondere die zweite Kupplung und die dritte Kupplung als Klauenschaltelemente auszuführen, so dass die Schleppverluste minimiert werden, und weiterhin die zweite Kupplung und die dritte Kupplung zu einem Doppelschaltelement zusammenzufassen, was den Aufwand für die Aktuatorik reduziert, liegen die Vorteile der Erfindung in sehr niedrigen Absolut- und Relativdrehzahlen sowie in niedrigen Planetensatz- und Schaltelementmomenten. Weiterhin werden sehr gute Verzahnungswirkungsgrade erreicht. Nicht zuletzt ermöglicht die Erfindung eine äußerst kompakte Bauweise.
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Auf jeder Welle kann prinzipiell eine E-Maschine oder ein sonstiger Antrieb angeordnet werden. Weiterhin ist es möglich, jede Welle mit einem Freilauf zu dem Gehäuse oder zu einer der anderen Wellen zu versehen.
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Die Figuren zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung. Dabei kennzeichnen übereinstimmende Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Merkmale. Im Einzelnen zeigt
- 1 eine schematische Darstellung der Getriebestruktur in koaxialer Bauweise;
- 2 eine schematische Darstellung der Getriebestruktur in Front-Querbauweise;
- 3 eine schematische Darstellung der Getriebestruktur in koaxialer Bauweise mit einer fünften Kupplung;
- 4 eine schematische Darstellung der Getriebestruktur in Front-Querbauweise mit der fünften Kupplung;
- 5 eine schematische Darstellung der Getriebestruktur in koaxialer Bauweise mit einer Abwandlung der fünften Kupplung;
- 6 eine schematische Darstellung der Getriebestruktur in Front-Querbauweise mit einer Abwandlung der fünften Kupplung;
- 7 eine schematische Darstellung der Getriebestruktur in koaxialer Bauweise mit einer ersten Abwandlung der dritten Kupplung;
- 8 eine schematische Darstellung der Getriebestruktur in Front-Querbauweise mit einer ersten Abwandlung der dritten Kupplung;
- 9 eine schematische Darstellung der Getriebestruktur in koaxialer Bauweise mit einer zweiten Abwandlung der dritten Kupplung;
- 10 eine schematische Darstellung der Getriebestruktur in Front-Querbauweise mit einer zweiten Abwandlung der dritten Kupplung;
- 11 eine schematische Darstellung der Getriebestruktur in koaxialer Bauweise mit einer ersten Abwandlung der ersten Kupplung;
- 12 eine schematische Darstellung der Getriebestruktur in Front-Querbauweise mit einer ersten Abwandlung der ersten Kupplung;
- 13 eine schematische Darstellung der Getriebestruktur in Front-Querbauweise mit einer zweiten Abwandlung der ersten Kupplung;
- 14 eine schematische Darstellung der Getriebestruktur in Front-Querbauweise mit einer zweiten Abwandlung der ersten Kupplung; und
- 15 eine Schaltmatrix.
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Gemäß 1 ist eine erste Kupplung K1 auf einer Antriebswelle 102 angeordnet. Die Kupplung K1 ist als Lamellenschaltelement ausgeführt. Weiterhin treibt die Antriebswelle 102 eine zweite Kupplung K2 an, die als Klauenschaltelement ausgeführt ist.
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In radialer Richtung zwischen der ersten Kupplung K1 und der zweiten Kupplung K2 angeordnet ist ein erster Planetensatz P1. Von der Antriebswelle 102 zweigt eine erste Welle 104 zu dem Hohlrad des ersten Planetensatzes P1 ab. Eine zweite Welle 106 verbindet die erste Kupplung K1 mit dem Sonnenrad des ersten Planetensatzes P1. Der Steg des ersten Planetensatzes P1 ist über eine dritte Welle 108 mit dem Hohlrad eines dritten Planetensatzes P3 verbunden.
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Eine Abtriebswelle 110 ist koaxial zu der Antriebswelle 102 angeordnet. Weiterhin befinden sich die Antriebswelle 102 und die Abtriebswelle 110 aus der Perspektive von 1 betrachtet nebeneinander. Die zweite Kupplung K2 sowie eine dritte Kupplung K3 sind neben der Antriebswelle 102 und der Abtriebswelle 110 angeordnet. Dies ermöglicht es, die zweite Kupplung K2 und die dritte Kupplung K3 in einem Doppelschaltelement zu integrieren.
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Eine vierte Welle 112 verbindet sowohl die zweite Kupplung K2 als auch die dritte Kupplung K3 mit dem Steg eines zweiten Planetensatzes P2. Das Sonnenrad des zweiten Planetensatzes ist auf der Abtriebswelle 110 angeordnet. Eine fünfte Welle 114 schafft eine Verbindung zwischen dem Hohlrad des zweiten Planetensatzes P2, dem Steg des dritten Planetensatzes P3 und einer vierten Kupplung K4.
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Die vierte Kupplung K4 ist zusammen mit der ersten Kupplung K1, der zweiten Welle 106 und dem Hohlrad eines vierten Planetensatzes P4 auf einer sechsten Welle 116 angeordnet.
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Eine siebte Welle 118 nimmt das Sonnenrad des dritten Planetensatzes P2, das Sonnenrad des vierten Planetensatzes P4 sowie eine zweite Bremse B2 auf. Eine erste Bremse B1 ist zusammen mit dem Steg des vierten Planetensatzes P4 auf einer achten Welle 120 angeordnet.
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Weiterhin sind die erste Bremse B1 und die zweite Bremse B1 in einem Getriebegehäuse 122 fixiert.
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Die erste Kupplung K1, die vierte Kupplung K4, die erste Bremse B1 und die zweite Bremse B2 sind als Lamellenschaltelemente ausgeführt.
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Von der dritten Kupplung K3 aus in Richtung der zweiten Bremse B2 befinden sich in axialer Richtung der Reihe nach der zweite Planetensatz P2, der dritten Planetensatz P3, die vierte Kupplung K4, der vierte Planetensatz P4 und die erste Bremse B2.
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2 stellt ein entsprechendes Getriebe in Front-Querbauweise dar. Die Kupplung der einzelnen Planetensätze P1, P2, P3 und P4 unterscheidet sich nicht. Lediglich deren Anordnung in axialer Richtung wurde variiert. Von der Antriebswelle 102 ausgehend in Richtung des Kraftflusses der Antriebswelle 102, d.h. aus der Perspektive von 2 nach links, folgt auf den zweiten Planetensatz P2 die dritte Kupplung K3, die zweite Kupplung K2, die erste Kupplung K1, der erste Planetensatz P1, die vierte Kupplung K4, der dritte Planetensatz P3, die zweite Bremse B2, die erste Bremse B1 und der vierte Planetensatz P4. Dies ermöglicht eine Anordnung der Antriebswelle 102 und der Abtriebswelle 110 auf der gleichen Seite des Getriebes. Die Antriebswelle 102 und die Abtriebswelle 110 sind dabei ineinander verschachtelt. Die Abtriebswelle 110 ist als Hohlwelle ausgeführt, durch deren Inneres die Antriebswelle 102 verläuft. Weiterhin ist ein Stirnrad 202 auf der Abtriebswelle 110 angeordnet.
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Das in 3 dargestellte Getriebe ist in Koaxialbauweise ausgeführt und entspricht dem in 1 dargestellten Getriebe. Allerdings ist gemäß 3 die achte Welle 120 nicht ausgelegt, den Steg des vierten Planetensatzes P4 mit der ersten Bremse B1 zu verbinden. Stattdessen verbindet die achte Welle 120 den Steg des vierten Planetensatzes P4 direkt mit dem Gehäuse 122, so dass der Steg des vierten Planetensatzes P4 drehfest an dem Gehäuse 122 fixiert ist. Anstelle der ersten Bremse B1 ist eine fünfte Kupplung B1' vorgesehen, die zwischen dem Hohlrad des vierten Planetensatzes P4 und der siebten Welle 118 angeordnet ist.
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Die Anordnung der fünften Kupplung B1' gemäß 4 entspricht 3. Im Gegensatz dazu stellt 4 aber eine Ausführung in Front-Querbauweise dar. In axialer Richtung sind die Komponenten des Getriebes daher wie in 2 angeordnet.
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5 stellt eine weitere Variation der Anordnung der ersten Bremse B1 aus 1 dar. Gemäß 5 wirkt die fünfte Kupplung B1" auf das Hohlrad des vierten Planetensatzes P4. Zu diesem Zweck ist die fünfte Kupplung B1" zwischen der zweiten Welle 106 und dem Hohlrad des vierten Planetensatzes P4 angeordnet. Die fünfte Kupplung B1" ist also ausgebildet, eine drehfeste Verbindung zwischen der zweiten Welle 106 und dem Hohlrad des vierten Planetensatzes P4 herzustellen.
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Ein entsprechendes Getriebe in Front-Querbauweise zeigt 6.
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Ausgehend von 1 wurde in 7 die Anordnung der dritten Kupplung K3 variiert. Gemäß 7 wirkt die dritte Kupplung K3' nicht auf den Steg des zweiten Planetensatzes P2, sondern ist ausgebildet, die fünfte Welle 114 drehfest mit der Ausgangswelle 110 zu verbinden. Ebenso wie die dritte Kupplung K3 aus 1 sorgt die dritte Kupplung K3' aus 7 im geschlossenen Zustand dafür, dass der Planetensatz P2 im Block umläuft.
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Ein entsprechendes Getriebe in Front-Querbauweise zeigt 8.
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Eine weitere Variation der Anordnung der dritten Kupplung K3, K3' gegenüber den 1 und 7 zeigt 9. Hier ist die dritte Kupplung K3" ausgebildet, den Steg des zweiten Planetensatzes P2 drehfest mit der fünften Welle 114 zu verbinden. Durch Schließen der dritten Kupplung K3" entsteht somit eine drehfeste Verbindung zwischen dem Steg des zweiten Planetensatzes P2 und dem Hohlrad des zweiten Planetensatzes P2. Infolgedessen läuft der Planetensatz P2 im Block um.
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Ein entsprechendes Getriebe in Front-Querbauweise zeigt 10. Analog zu der dritten Kupplung K3, K3', K3" kann auch die Anordnung der ersten Kupplung K1 ausgehend von 1 modifiziert werden. Eine erste Variante stellt 11 dar. Die erste Kupplung K1' ist hiernach ausgebildet, den Steg des ersten Planetensatzes P1 drehfest mit der zweiten Welle 106 zu verbinden. Da das Sonnenrad des ersten Planetensatzes P1 auf der zweiten Welle 106 angeordnet ist, stellt die erste Kupplung K1' somit eine drehfeste Verbindung zwischen dem Steg und dem Sonnenrad des ersten Planetensatzes P1 her. Im geschlossenen Zustand sorgt die in 11 dargestellte erste Kupplung K1' daher ebenso wie die in 1 dargestellte erste Kupplung K1 dafür, dass der erste Planetensatz P1 im Block umläuft.
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Ein entsprechendes Getriebe in Front-Querbauweise ist in 12 dargestellt.
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Eine zweite Variante zeigt 13. Hiernach ist die erste Kupplung K1" ausgebildet, die Antriebswelle 102 und das drehfest mit der Antriebswelle 102 verbundene Hohlrad des ersten Planetensatzes P2 drehfest mit der dritten Welle 108 zu verbinden. Auf der dritten Welle 108 wiederum ist der Steg des ersten Planetensatzes P1 angeordnet. Damit kann die erste Kupplung K1" das Hohlrad des ersten Planetensatzes P1 drehfest mit dem Steg des ersten Planetensatzes P1 verbinden. Dies hat zur Folge, dass der erste Planetensatz P1 im Block umläuft.
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Ein entsprechendes Getriebe in Front-Querbauweise zeigt 14. 15 zeigt in tabellarischer Form, wie mittels der in den 1 bis 14 dargestellten Getriebe insgesamt neun Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang durch Schließen bzw. Öffnen der Bremsen B1, B2 und der Kupplungen K1, K2, K3, K4 realisiert werden können. Ein x zeigt dabei ein geschlossenes Schaltelement an. Entsprechend symbolisiert ein freigelassenes Feld in der Tabelle ein offenes Schaltelement. Für die Realisierung des fünften Gangs existieren insgesamt sechs Alternativen 5.1, 5.2, 5.3, 5.4, 5.5 und 5.6. 15 stellt eine einzelne mögliche Übersetzungsreihe dar. Die Standardübersetzungen und dadurch die einzelnen Übersetzungen der Gänge können darüber hinaus der jeweiligen Antriebsstrangkonfiguration angepasst werden.
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Bezugszeichenliste
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- 102
- Antriebswelle
- 104
- erste Welle
- 106
- zweite Welle
- 108
- dritte Welle
- 110
- Abtriebswelle
- 112
- vierte Welle
- 114
- fünfte Welle
- 116
- sechste Welle
- 118
- siebte Welle
- 120
- achte Welle
- 122
- Getriebegehäuse
- B1
- erste Bremse
- B2
- zweite Bremse
- K1, K1', K1"
- erste Kupplung
- K2
- zweite Kupplung
- K3, K3', K3"
- dritte Kupplung
- K4
- vierte Kupplung
- B1', B1”
- fünfte Kupplung
- P1
- erster Planetensatz
- P2
- zweiter Planetensatz
- P3
- dritter Planetensatz
- P4
- vierter Planetensatz
