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Die Erfindung betrifft ein kombiniertes Getriebe mit mehreren schaltbaren Übersetzungsverhältnissen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein derartiges kombiniertes Mehrstufengetriebe ist aus der
DE 10 2012 207 028 A1 bekannt.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Schaltgetriebes für einen Personenkraftwagen beschrieben, dies ist nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen.
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In Personenkraftwagen ergeben sich insbesondere durch die zunehmende Zahl von Neben- und Zusatzaggregaten beengte Platzverhältnisse, hieraus entsteht die Anforderung, besonders kompakte Komponenten mit gleichzeitig hoher Funktionalität bereitzustellen. Für Schaltgetriebeeinrichtungen, unabhängig davon ob diese manuell betätigbar, automatisierbar oder automatisch schaltend ausgeführt sind ergibt sich zudem die Anforderung eine ausreichende Getriebespreizung (Verhältnis Übersetzung niedrigster Gang/Übersetzung größter Gang) zur Verfügung zu stellen. Um eine große Getriebespreizung in einem kleinen Bauraum darstellen zu können, haben sich in der Vergangenheit kombinierte Schaltgetriebe, insbesondere eine Kombination eines Umlaufgetriebes mit einem Stirnradgetriebe, als geeigneter Ansatz erwiesen.
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Die
DE 10 2012 207 028 A1 zeigt eine derartiges kombiniertes Schaltgetriebe in Form eines lastschaltbaren Mehrstufengetriebes. Dabei erfolgt der Antrieb des Getriebes über die Sonnenritzelwelle eins Umlaufgetriebes, wobei sich dieses aus zwei Planetenradsätzen zusammensetzt und über eine Vielzahl von Bremsen und Kupplungen in der Übersetzung veränderbar ist. Dieses Umlaufgetriebe wird insbesondere zur Erweiterung der Spreizung mit einem Stirnradgetriebe kombiniert, über welches der Abtrieb aus der kombinierten Schaltgetriebeeinrichtung erfolgt.
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es eine kombiniertes Mehrstufengetriebe mit geringem Bauraumbedarf zur Verfügung zu stellen.
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Diese Aufgabe wird durch ein kombiniertes Mehrstufengetriebe gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst, zu bevorzugende Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Im Sinne der Erfindung ist unter einem Mehrstufengetriebe eine Getriebeeinrichtung zu verstehen, welche mehrere diskrete Übersetzungsverhältnisse (Verhältnis, Antriebsdrehzahl zu Abtriebsdrehzahl) aufweist. Diese Übersetzungsverhältnisse sind vorzugsweise über eine Vielzahl von Schalteinrichtungen selektiv, insbesondere in diskreten Stufen, einstellbar. Unter einem Mehrstufengetriebe ist in diesem Sinne eine Schaltgetriebeeinrichtung für einen Personenkraftwagen zu verstehen mit einer Vielzahl, vorzugsweise fünf oder mehr, bevorzugt sechs oder mehr und besonders bevorzugt sieben oder mehr Vorwärtsgängen und einem oder mehr Rückwärtsgängen zu verstehen. In diesem Sinn ist ein Gang als ein diskretes Übersetzungsverhältnis der Getriebeeinrichtung zu verstehen. Dieses Mehrstufengetriebe weist insbesondere wenigstens zwei Teilgetriebe auf, von welchen ein erstes Teilgetriebe ein Stirnradgetriebe ist und ein zweites Getriebe ein Umlaufgetriebe.
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Weiter vorzugsweise ist ein derartiges Mehrstufengetriebe für den Längseinbau und bevorzugt für den Quereinbau vorgesehen. Dabei ist in diesem Sinn Längseinbau so zu verstehen, dass eine Stirnradwelle des Mehrstufengetriebes parallel zur Hauptfahrtrichtung des Fahrzeugs ausgerichtet ist und unter Quereinbau ist insbesondere zu verstehen, dass eine Stirnradwelle quer, vorzugsweise orthogonal, zu dieser Richtung angeordnet ist.
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Im Sinne der Erfindung ist unter einem Stirnradgetriebe eine Getriebeeinrichtung zu verstehen, welche insbesondere außenverzahnte Stirnräder aufweist, wobei diese Stirnräder auf zueinander achsparallelen Wellen angeordnet sind. Im Sinne der Erfindung ist unter einem Stirnrad ein wenigstens im Wesentlichen zylindrisches Zahnrad, mit einem am Zylinder aussen angeordneten Verzahnung zur Bewegungs- und Kraftübertragung, wobei diese Verzahnung vorzugsweise als eine Gerad- oder bevorzugt Schrägverzahnung zu verstehen ist.
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Vorzugsweise weist ein Stirnradgetriebe wenigstens ein erstes und ein zweites auf einer Stirnradwelle angeordnetes Stirnrad auf. Weiter vorzugsweise kämmen diese beiden Stirnräder mit zwei weiteren, Stirnrädern, wobei diese um eine zur Stirnradwelle achsparallele Rotationsachse drehbar gelagert sind. Die Stirnräder sind dabei paarweise so auf der Stirnradwelle und zur Rotationsachse angeordnet, dass sich jeweils zwei Stirnräder auf unterschiedlichen Wellen zur Kraftübertragung in ihrem Verzahnungsbereich kontaktieren (miteinander zur Bewegungsübertragung kämmen).
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Im Sinne der Erfindung ist unter einem Umlaufgetriebe eine Getriebeeinrichtung mit wenigstens einem Hohlrad, wenigstens einem mit diesem Hohlrad kämmenden Planetenrad und wenigstens einem mit diesem Planetenrad kämmenden Sonnenrad, sowie einem zur Lagerung des Planetenrades eingerichteten Planetenradträger, zu verstehen. Weiter vorzugsweise ist dieses Umlaufgetriebe vorzugsweise vollständig oder wenigstens teilweise konzentrisch zu dieser Rotationsachse angeordnet. Eine Kombination aus einem Sonnenritzel, einem Hohlrad, wenigstens einem Planetenrad und einem Planetenradträger kann auch als Planetenradsatz verstanden werden. Weiter kann ein Planetenradsatz ohne Sonnenritzel oder alternativ ohne Hohlrad als ein sogenannter reduzierter Planetenradsatz verstanden werden. Weiter vorzugsweise erfolgt der Abtrieb aus diesem Umlaufgetriebe über eine Umlaufgetriebewelle, welche bevorzugt konzentrisch zur Rotationsachse angeordnet ist.
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Vorzugsweise weist das Umlaufgetriebe wenigstens einen ersten und einen zweiten Planetenradsatz auf. Weiter vorzugsweise erfolgt der Abtrieb über den zweiten Planetenradsatz. Weiter vorzugsweise ist einer dieser Planetenradsätze des Umlaufgetriebes als ein reduzierter Planetenradsatz zu verstehen. Vorzugsweise sind einzelne Elemente (Sonnenritzel, Planetenrad, Planetenradträger, Hohlrad) des ersten Planetenradsatzes mit Elementen (Sonnenritzel, Planetenrad, Planetenradträger, Hohlrad) des zweiten Planetenradsatzes verbindbar. Insbesondere durch die selektive Verbindung unterschiedlicher Elemente lassen sich unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse einstellen.
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Vorzugweise ist das Umlaufgetriebe als eine Kombination aus diesem ersten Planetenradsatz und diesem zweiten reduzierten Planetenradsatz zu verstehen. Weiter vorzugsweise ist dieses Umlaufgetriebe als ein sog. Ravigneaux-Radsatz zu verstehen. Im Sinne der Erfindung ist unter einem Ravigneaux-Satz ein Umlaufgetriebe zu erstehen, bei welchem zwei miteinander kämmende Planetenräder auf einem gemeinsamen Planetenradträger drehbar gelagert sind und weiter weist dieser Ravigneaux-Satz ein erstes und ein zweites Sonnenritzel auf, aber lediglich ein Hohlrad. Insbesondere mittels eines reduzierten Planetenradsatzes kann ist ein besonders kompakter Aufbau der Getriebeeinrichtung erreichbar.
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Im Sinne der Erfindung ist unter einem Getriebegehäuse eine Einrichtung zu verstehen, welche dazu vorgesehen ist, das Stirnradgetriebe und das Umlaufgetriebe aufzunehmen, insbesondere die Stirnradwelle und die Umlaufgetriebewelle drehbar zu lagern. Weiter vorzugsweise ist das Getriebegehäuse zur Aufnahme eines Schmierstoffs eingerichtet.
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Im Sinne der Erfindung ist unter einer Schaltungseinrichtung eine Einrichtung zur form-, reib- oder form-/reibschlüssigen Verbindung zweier Bauteile, Komponenten oder Einrichtungen des Getriebes miteinander zu verstehen und weiter ist dadurch zwischen diesen beiden Komponenten eine Kraft beziehungsweise ein Drehmoment übertragbar. Vorzugsweise ist unter einer Schaltungseinrichtung eine Einrichtung zu verstehen, welche aus einer Gruppe ausgewählt ist, wobei diese Gruppe wenigstens folgende Elemente aufweist:
- - Synchronisierungseinrichtung, insbesondere Konus-Synchronisierung,
- - Lamellenkupplung oder -bremse,
- - Backenbremse oder -kupplung,
- - Zahnkupplung,
- - Schiebemuffen-Einrichtung.
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Vorzugsweise ist unter einer Schaltungseinrichtung in diesem Sinne eine Einrichtung zum Verbinden, insbesondere eines der Zahnräder, einer der Wellen, des Planetenradträgers oder des Getriebegehäuses, mit insbesondere einem weiteren der Zahnräder, der Wellen, des Planetenradträgers oder des Getriebegehäuses, zu verstehen. Vorzugsweise bildet eine Schaltungseinrichtung wenigstens eine Reibpaarung mittels insbesondere Reiblamellen oder Reibkonen aus oder bevorzugt eine Formschlussverbindung, insbesondere mittels Klauen, Haken, Verzahnungen oder einer Schiebemuffe.
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Weiter vorzugsweise ist wenigstens eine dieser Schalteinrichtung, bevorzugt mehrere und besonders bevorzugt alle, als lastschaltfähiges Schalteinrichtung ausbildet. Vorzugsweise sind die Kräfte/Drehmomente zwischen den zur Kopplung eingerichteten Bauteilen wenigstens teilweise oder vollständig reibschlüssig übertragbar. Weiter vorzugsweise ist insbesondere durch diese reibschlüssige Übertragung eine Lastschaltung ermöglicht oder bevorzugt eine manuelle Betätigung der Schalteinrichtung und damit ist insbesondere eine sogenannte Handschaltung realisierbar. Insbesondere Schaltungseinrichtungen mit wenigstens teilweise reibschlüssiger Drehmomentübertragung, ermöglichen eine Last- oder Handschaltung oder eine zugkraftunterbrechungsfreie Schaltung des Mehrstufengetriebes und damit ist ein verbessertes Getriebe darstellbar.
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Vorzugsweise ist weist eine Schaltungseinrichtung eine Kombination aus wenigstens zwei der zuvor genannten Einrichtungen, vorzugsweise eine Schiebemuffe mit wenigstens einem Reibkonus oder wenigstens einer Reiblamelle.
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Im Sinne der Erfindung ist unter dem selektiven und in drehmomentleitender Weise Verbinden zu verstehen, dass zwei Bauteile, insbesondere Wellen, Zahnräder oder Abschnitte des Getriebegehäuses durch Betätigen einer Schaltungseinrichtung miteinander verbindbar sind, so dass ein Drehmoment zwischen den miteinander verbundenen Teilen übertragbar ist (Schaltungseinrichtung aktiviert).
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Eine derartige selektive Verbindung ist durch die Schaltungseinrichtung lösbar, so dass in diesem Fall kein Drehmoment zwischen diesen beiden Teilen übertragbar ist (Schaltungseinrichtung deaktiviert).
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Untersuchungen haben gezeigt, dass bei kombinierten Mehrstufengetrieben ein besonders kompakter Aufbau insbesondere dann erreichbar ist, wenn das erste Stirnrad selektiv und in drehmomentleitender Weise mit dem Getriebegehäuse verbindbar ist. So ist auf besonders einfache Weise für wenigstens einen Teil der Zahnräder (erstes Stirnrad, viertes Stirnrad) die Drehzahl Null vorgebbar.
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In einer bevorzugten Ausführungsform des Mehrstufengetriebes sind die Stirnradwelle und die Umlaufgetriebewelle zur Leistungsübertragung von und zu dem Mehrstufengetriebe eingerichtet. Dabei ist im Sinne der Erfindung unter der Leistungsübertragung von und zu dem Mehrstufengetriebe zu verstehen, dass dem Getriebe von außerhalb eine Antriebsleistung, insbesondere von einer Antriebsmaschine, wie einem Hubkolbenmotor, eine Antriebsleistung (Drehmoment, Drehzahl) zuführbar ist. Weiter ist eine solche Antriebsleistung (Drehzahl, Drehmoment) nach außerhalb des Getriebes abgebbar, insbesondere an wenigstens ein angetriebenes Rad des Kraftfahrzeugs. Vorzugsweise sind die Stirnradwelle und die Umlaufgetriebewelle als Getriebeeingangswelle bzw. Getriebeausgangswelle und umgekehrt zu verstehen. Untersuchungen haben gezeigt, dass sich bei einer Ausgestaltung bei welcher die Getriebeeingangswelle als Stirnradwelle und die Getriebeausgangswelle als Umlaufgetriebewelle ausgeführt sind besonders kompakte Abmessung des Mehrstufengetriebes realisieren lassen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Stirnradwelle und die Umlaufgetriebewelle als zwei achsparallele Getriebewellen zu verstehen, insbesondere sind diese beiden Getriebewelle inkongruent zueinander angeordnet. Insbesondere durch die inkongruente Anordnung der Stirnradwelle und der Umlaufgetriebewelle ergibt sich die Möglichkeit einer Schachtelung des Mehrstufengetriebes und damit ist ein besonders kompakter Aufbau dieses Getriebes erreichbar.
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In einer bevorzugten Ausführungsform kämmt das zweite Stirnrad mit einem dritten Stirnrad und dieses dritte Stirnrad ist selektiv mit einem Planetenradträger, wenigstens des ersten Planetenradsatzes, vorzugsweise des ersten und zweiten Planetenradsatzes, in drehmomentleitender Weise verbindbar. Weiter vorzugsweise ist der Planetenradträger konzentrisch zur Umlaufgetriebewelle angeordnet. Vorzugsweise sind das dritte Stirnrad und der Planetenradträger konzentrisch zueinander angeordnet. Vorzugsweise ist das zweite Stirnrad mit der Stirnradwelle verbunden, bevorzugt einstückig mit dieser ausgebildet. Insbesondere durch die Anordnung des dritten Stirnrades auf einer zum Umlaufgetriebewelle konzentrischen Welle, mit welcher dieses selektiv in drehmomentleitender Weise verbindbar ist, ergibt sich die Möglichkeit einer weiteren Kompaktierung des Mehrstufengetriebes.
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In einer weiter bevorzugten Ausführungsform ist dieses dritte Stirnrad selektiv in drehmomentleitender Weise mit einer Sonnenritzelwelle bzw. einem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes verbindbar. Insbesondere durch diese selektive oder wahlweise Verbindbarkeit des dritten Stirnrades mit unterschiedlichen Komponenten des ersten Planetenradsatzes, wenigstens Planetenradträger, Sonnenritzelwelle, ergibt sich eine einfache Möglichkeit zur Veränderung der Übersetzungsverhältnisse des Mehrstufengetriebes und darüber hinaus ist insbesondere ein kompakter Aufbau dieses Getriebes erreichbar.
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In einer bevorzugten Ausführungsform des Mehrstufengetriebes ist das dritte Stirnrad selektiv mit einem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes in drehmomentleitender Weise verbindbar. Insbesondere durch diese Verbindbarkeit des dritten Stirnrades kann dieses für unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse genutzt werden (ein erstes Übersetzungsverhältnis, Kopplung drittes Stirnrad Sonnenritzel, ein zweites Übersetzungsverhältnis, Kopplung drittes Stirnrad Hohlrad des ersten Planetenradsatzes) und so ist ein besonders kompakter Aufbau des Getriebes erreichbar.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist dieses dritte Stirnrad selektiv in drehmomentleitender Weise mit dem Getriebegehäuse verbindbar. Insbesondere durch diese Verbindbarkeit des dritten Stirnrades mit dem Getriebegehäuse. Insbesondere durch diese Kopplung ist eine weitere Nutzung dieses Stirnrades ermöglich, Drehzahlvorgabe Null, und eine weitere Kompaktierung des Mehrstufengetriebes ist erreichbar.
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Vorzugsweise sind sowohl das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes wie auch das Sonnenritzel des ersten Planetenradsatzes bzw. das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes konzentrisch oder koaxial zur Umlaufgetriebewelle angeordnet. Weiter vorzugsweise ist die Sonnenritzelwelle bzw. das Sonnenrad des zweiten, insbesondere reduzierten, Planetenradsatzes als Umlaufgetriebewelle zu verstehen. Vorzugsweise weist der zweite Planetenradsatz wenigstens ein zweites Planetenrad, vorzugsweise aber eine Vielzahl von zweiten Planetenrädern auf. Vorzugsweise ist der zweite Planetenradsatz ein reduzierter Planetenradsatz und weist kein eigenes Hohlrad auf.
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In einer bevorzugten Ausführungsform des Mehrstufengetriebes weist der erste Planetenradsatz wenigstens ein erstes Planetenrad auf, vorzugsweise eine Vielzahl erster Planetenräder, und der zweite Planetenradsatz weist wenigstens ein zweites Planetenrad, vorzugsweise aber eine Vielzahl zweiter Planetenräder, auf. Vorzugsweise kämmt jeweils ein erstes Planetenrad mit einem dieser zweiten Planetenräder. Weiter vorzugsweise kämmt wenigstens ein erstes Planetenrad mit dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes, vorzugsweise kämmen alle ersten Planetenräder mit diesem Hohlrad. Vorzugsweise kämmt ein zweites Planetenrad mit dem Sonnenritzel des zweiten Planetenradsatzes, vorzugsweise kämmen alle zweiten Planetenräder mit diesem Sonnenritzel. Weiter vorzugsweise ist wenigstens ein erstes, bevorzugt alle ersten, und ein zweites, bevorzugt alle zweiten Planetenräder, auf einem gemeinsamen Planetenradträger, insbesondere dem Planetenradträger des ersten Planetenradsatzes, drehbar gelagert.
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Vorzugsweise ist wenigstens ein Planentenrad auf dem Planetenradträger mittels einer Gleitlagerung, bevorzugt mittels einer Wälzlagerung gelagert. Vorzugsweise ist eine Vielzahl dieser Planetenräder auf dem Planetenradträger in derart gelagert, bevorzugt sind alle Planetenräder gleitgelagert und besonders bevorzugt wälzgelagert.
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Ein derartiges Umlaufgetriebe mit einem ersten Planetenradsatz und einem zweiten, insbesondere reduzierten, Planetenradsatz, kann als sog. Ravigneaux-Radsatz aufgefasst werden und es ergibt sich insbesondere durch diesen, ein besonders kompakter Aufbau des Mehrstufengetriebes.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Planetenradträger selektiv mit dem Getriebegehäuse in drehmomentleitender Weise verbindbar. Vorzugsweise weist die selektive Verbindung des Planetenradträgers zum Getriebegehäuse zum ersten Planetenradsatz in axialer Richtung eine größere Entfernung auf als zum zweiten Planetenradsatz. Insbesondere durch die Verbindbarkeit des Planetenradträgers mit dem Getriebegehäuse ist eine besonders große Getriebespreizung erreichbar und ein geringer Bauraumbedarf des Mehrstufengetriebes.
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In einer bevorzugten Ausführungsform des Mehrstufengetriebes kämmt das erste Stirnrad mit einem vierten Stirnrad und dieses vierte Stirnrad ist mit dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes verbindbar. Vorzugsweise sind dieses vierte Stirnrad und das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes koaxial oder konzentrisch zueinander angeordnet. Weiter vorzugsweise sind das vierte Stirnrad und das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes einstückig miteinander ausgebildet. Weiter vorzugsweise ist das vierte Stirnrad und das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes als ringartige Einrichtung/Bauteil mit einer Außenverzahnung (viertes Stirnrad) und einer Hohlradverzahnung (Hohlrad des ersten Planetenradsatzes) zu verstehen. Insbesondere durch ein mit dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes verbundenes viertes Stirnrad ist ein besonders kompakter Aufbau des Mehrstufengetriebes erreichbar.
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Erfindungsgemäß ist eine direkt wie auch eine indirekte Kopplung eines der Zahnräder, insbesondere des ersten Stirnrades, mit dem Getriebegehäuse ermöglicht. Unter einer direkten oder unmittelbaren Kopplung ist im Sinne der Erfindung zu verstehen, dass eine Schaltungseinrichtung einerseits am Zahnrad, insbesondere am ersten Stirnrad, und andererseits am Getriebegehäuse angeordnet ist und, dass dieses Zahnrad und das Getriebegehäuse von dieser Schaltungseinrichtung zur Drehmomentübertragung kontaktierbar sind. Im Sinne der Erfindung ist unter einer indirekten oder mittelbaren Kopplung eines der Zahnräder mit dem Getriebegehäuse eine kinematische Kopplung dieser miteinander zu verstehen. Vorzugseise ist für eine derartige indirekte Kopplung ein Stirnrad, welches mit diesem Zahnrad kämmt, insbesondere ein zur Umlaufgetriebewelle konzentrisch angeordnetes Stirnrad, mittels einer Schaltungseinrichtung mit dem Getriebegehäuse verbindbar. Durch einen Wälzkontakt zwischen diesem Zahnrad und dem mit diesem kämmenden Stirnrad ist das Zahnrad, insbesondere das erste Stirnrad, über die Schaltungseinrichtung mittelbar oder indirekt mit dem Getriebegehäuse verbindbar.
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In einer bevorzugten Ausführungsform des Mehrstufengetriebes kämmt wenigstens eines der zweiten Planetenräder mit einem Sonnenritzel des zweiten Planetenradsatzes und der Außendurchmesser dieses zweiten Sonnenritzels ist größer als der Außendurchmesser des ersten Sonnenritzels. Insbesondere durch diese Durchmesserstufung des ersten und zweiten Sonnenritzels ist eine besonders gute Getriebespreizung erreichbar. Vorzugsweise weist das Mehrstufengetriebe sechs Verbindungsstellen zum selektiven Verbinden von Bauteilen des Mehrstufengetriebes miteinander mittels Schalteinrichtungen auf. Das Mehrstufengetriebe weist demnach insbesondere sechs Schalteinrichtungen auf. Untersuchungen haben gezeigt, dass mit dieser Aufteilung eine große Getriebespreizung und ein geringer Bauraumbedarf erreichbar sind.
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In einer bevorzugten Ausführungsform des Mehrstufengetriebes kämmt wenigstens eines der zweiten Planetenräder mit einem Sonnenritzel des zweiten Planetenradsatzes und der Außendurchmesser dieses zweiten Sonnenritzels ist kleiner als der Außendurchmesser des ersten Sonnenritzels. Vorzugsweise weist das Mehrstufengetriebe sieben Verbindungsstellen zum selektiven Verbinden von Bauteilen des Mehrstufengetriebes miteinander mittels Schalteinrichtungen auf. Das Mehrstufengetriebe weist demnach insbesondere sieben Schalteinrichtungen auf. Untersuchungen haben gezeigt, dass mit dieser Aufteilung eine feine Abstufung der Getriebespreizung und ein geringer Bauraumbedarf erreichbar sind.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weisen beide Planetenradsätze nur ein einziges Hohlrad auf, vorzugsweise weist der erste Planetenradsatz ein Hohlrad auf und weiter vorzugsweise weist der zweite Planetenradsatz, über welchen der Abtrieb in Richtung zu den antreibbaren Rad-/Reifen erfolgt (Umlaufgetriebewelle), kein Hohlrad auf.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Mehrstufengetriebe sechs Schalteinrichtungen auf, wobei diese jeweils paarweise in Drehmomentübertragungseinrichtungen derart zusammengefasst sind, dass in einer Drehmomentübertragungseinrichtung nur eine der beiden Schalteinrichtungen aktivierbar (Leistungsübertragung ermöglicht) ist. Insbesondere durch die Zusammenfassung von Schaltungseinrichtungen zu einer Drehmomentübertragungseinrichtung ist eine Bauraumeinsparung erreichbar. Vorzugsweise werden für diese Zusammenfassung sogenannte 2-Wege-Schiebemuffen verwendet, welche in einer Stellung die erste Schalteinrichtung aktivieren und in einer zweiten Stellung die zweite Schalteinrichtung. Weiter vorzugsweise weist das Mehrstufengetriebe sieben Schaltungseinrichtungen auf. Vorzugsweise sind wenigstens zwei, bevorzugt vier oder besonders bevorzugt sind sechs Schaltungseinrichtungen jeweils paarweise in Drehmomentübertragungseinrichtungen zusammengefasst, so dass jeweils nur eine der beiden Schaltungseinrichtungen aktivierbar ist.
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Dabei bezieht sich der Außendurchmesser der Sonnenritzel jeweils auf deren zur Bewegungsübertragung eingerichteten Verzahnungsbereich.
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Mit einem erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebe lassen sich besonders kompakt bauende und effiziente Antriebsstränge für Kraftfahrzeuge darstellen.
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Im Sinne der Erfindung ist unter einem Antriebsstrang eine Einrichtung zu verstehen, welche wenigstens eine Antriebsmaschine, vorzugsweise eine Verbrennungskraftmaschine, bevorzugt einen Hubkolbenmotor, ein erfindungsgemäßes Mehrstufengetriebe und wenigstens ein antreibbares Rad, vorzugsweise mehrere antreibbare Räder, sowie Mittel zur Verbindung der Antriebsmaschine mit dem Mehrstufengetriebe und zur Verbindung des Mehrstufengetriebes mit dem antreibbaren Rad zu verstehen. Dabei ist das Mehrstufengetriebe vorzugsweise automatisiert betätigbar oder bevorzugt manuell betätigbar. Vorzugsweise ist bei einem derartigen Antriebsstang die Stirnradwelle mit wenigstens einer Antriebsmaschine koppelbar. Vorzugsweise ist die Umlaufgetriebewelle als Abtriebswelle der Mehrstufengetriebeeinrichtung eingerichtet mittels welcher die Antriebsleistung in Richtung auf das wenigstens eine antreibbare Rad abgebbar ist. Dabei ist im Sinne der Erfindung unter einem Rad ein Rad-Reifen eines Kraftfahrzeugs zu verstehen.
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Weiter bevorzugte Merkmale und Ausprägungen der Erfindung sind teilweise schematisiert in den nachfolgend erläuterten Figuren dargestellt. Es zeigt:
- 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes kombiniertes Siebengang Mehrstufengetriebe,
- 2 ein Schaltungsschema für ein derartiges kombiniertes Siebengang Mehrstufengetriebe,
- 3 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes kombiniertes Mehrstufengetriebe mit sechs Vorwärtsgängen,
- 4 ein Schaltungsschema für ein derartiges kombiniertes Sechsgang Mehrstufengetriebe,
- 5 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes kombiniertes Mehrstufengetriebe mit sechs Vorwärtsgängen,
- 6 ein Schaltungsschema für ein derartiges kombiniertes Sechsgang Mehrstufengetriebe,
- 7 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Mehrstufengetriebe mit sieben Vorwärtsgängen und mittelbar Kopplung des ersten Stirnrades mit dem Getriebegehäuse,
- 8 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes kombiniertes Mehrstufengetriebe mit sieben Vorwärtsgängen,
- 9 ein Schaltungsschema für ein derartiges kombiniertes Sechsgang Mehrstufengetriebe.
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In 1 ist ein Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Mehrstufengetriebe dargestellt. Das Mehrstufengetriebe weist ein erstes Teilgetriebe 1, welches als Stirnradgetriebe ausgeführt ist, und ein zweites Teilgetriebe 2, welches als Umlaufgetriebeeinrichtung mit zwei Planetenradsätzen (2a, 2b) ausgeführt ist, auf. Die Leistungszuführung (Drehzahl, Drehmoment) in das Mehrstufengetriebe erfolgt über die Stirnradwelle AN und der Abtrieb erfolgt über die Umlaufgetriebewelle AB. Das erste Teilgetriebe 1 weist ein erstes Stirnrad 1.1 und ein zweites Stirnrad 1.2 auf.
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Die Antriebsleistung (Drehzahl, Drehmoment) wird dem Mehrstufengetriebe und damit dem Antriebsstrang über die Verbrennungskraftmaschine VKM, zugeführt. Mittels des Mehrstufengetriebes ist das Übersetzungsverhältnis zwischen den Wellen AN/AB anpassbar und die Antriebsleistung ist über die Umlaufgetriebewelle AB an die antreibbaren Räder AR abgebbar.
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Das erste Stirnrad 1.1 ist über eine Drehmomentübertragungseinrichtung 13, in welcher eine Schaltungseinrichtung 1.SE und 3.SE baulich zusammengefasst sind, selektiv und in drehmomentleitender Weise mit der Stirnradwelle AN verbindbar. Die erste Schalteinrichtung 1.SE ist dazu eingerichtet, das erste Stirnrad 1.1 mit dem Getriebegehäuse 3 zu verbinden.
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Die Schalteinrichtung 3.SE ist dazu eingerichtet, das Stirnrad 1.1 mit der Sonnenritzelwelle AN zu verbinden. Das Stirnrad 1.1 kämmt mit einem vierten Stirnrad 1.4, dieses vierte Stirnrad 1.4 ist koaxial zur Umlaufgetriebewelle AB angeordnet. Das zweite Stirnrad 1.2 kämmt mit einem dritten Stirnrad 1.3, auch dieses dritte Stirnrad 1.3 ist koaxial zur Umlaufgetriebewelle AB angeordnet. Das dritte Stirnrad 1.3 weist eine Drehmomentübertragungseinrichtung 52, in dieser ist die Schaltungseinrichtung 5.SE und 2.SE baulich zusammengefasst, und eine weitere Drehmomentübertragungseinrichtung 47, in dieser ist die Schaltungseinrichtung 4.SE und 7.SE baulich zusammengefasst, auf.
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Durch die Schalteinrichtung 2.SE ist das dritte Stirnrad 1.3 mit der Sonnenritzelwelle SO1 des ersten Planetenradsatzes 2a verbindbar. Mittels der Schalteinrichtung 5.SE ist diese Sonnenritzelwelle SO1 mit dem Getriebegehäuse 3 verbindbar. Dabei ist die Drehmomentübertragungseinrichtung 52 derart eingerichtet, dass jeweils nur die Schalteinrichtung 2.SE oder die Schalteinrichtung 5.SE aktivierbar ist. Dabei ist unter der Aktivierung zu verstehen, dass ein Drehmoment von der Schalteinrichtung übertragbar ist.
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Mittels der Schalteinrichtung 7.SE ist das dritte Zahnrad 1.3 mit dem Hohlrad HO des ersten Planetenradsatzes 2a verbindbar. Das Hohlrad HO ist konzentrisch zum vierten Stirnrad 1.4 angeordnet und einstückig mit diesem ausgebildet. Mittels der Schalteinrichtung 4.SE ist das dritte Stirnrad 1.3 mit dem Planetenradträger PT des Umlaufgetriebes verbindbar.
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Dabei ist die Drehmomentübertragungseinrichtung 47 derart eingerichtet, dass entweder die Schalteinrichtung 4.SE oder die Schalteinrichtung 7.SE aktivierbar ist.
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Auf dem Planetenradträger PT sind die ersten Planetenräder P1 und die zweiten Planetenräder P2 drehbar gelagert. Die Planetenräder P1 und P2 sind derart auf dem Planetenradträger PT gelagert, dass diese miteinander kämmen. Die ersten Planetenräder P1 kämmen zudem mit dem Hohlrad HO. Die zweiten Planetenräder P2 kämmen mit dem Sonnenritzel SO2 des zweiten Planetenradsatzes 2b. Das Sonnenritzel SO2 des zweiten Planetenradsatzes 2b weist einen kleineren Außendurchmesser auf, als das Sonnenritzel SO1 des ersten Planetenradsatzes 2a.
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Der Planetenradträger PT weist eine Drehmomentübertragungseinrichtung 6 auf und die Drehmomentübertragungseinrichtung 6 weist ein Schalteinrichtung 6.SE auf, mit welcher der Planetenradträger PT mit dem Getriebegehäuse 3 verbindbar ist. Wird eines der Getriebeelemente mit dem Getriebegehäuse 3 verbunden, im Einzelnen die Sonnenritzelwelle SO1 mit der Schalteinrichtung 5.SE, der Planetenradträger PT mit der Schalteinrichtung 6.SE oder das erste Stirnrad 1.1 mit der Schalteinrichtung 1.SE, so wird dieses Getriebeelement stillgesetzt und weist die Drehzahl Null auf. Durch die selektive Kopplung dieser Getriebeelemente mit dem Getriebegehäuse 3 einerseits und die selektive Kopplung von Getriebeelementen untereinander über die Schalteinrichtungen 2.SE, 4.SE und 3.SE, lassen sich mit diesem Mehrstufengetriebe ein Rückwärtsgang und sieben Vorwärtsgänge darstellen. Dabei sind die Drehmomentübertragungseinrichtungen (6, 13, 47, 52) derart eingerichtet, dass für eine Gangstufe (Rückwärtsgang und erster bis siebenter Gang) jeweils nur zwei Schalteinrichtung (1.SE bis 7.SE) aktiviert sind.
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2 zeigt ein Schaltungsschema für ein erfindungsgemäßes Mehrstufengetriebe. In der in 2 gezeigten Tabelle bedeuten die gegrauten Bereiche, dass eine Schalteinrichtung (1.SE bis 7.SE) aktiviert ist. Dem Schaltungsschema ist entnehmbar, dass jeweils nur zwei Schalteinrichtungen für jeweils einen Gang aktiviert sind.
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In 3 ist ein Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Mehrstufengetriebe mit sechs Schaltstufen dargestellt. Das Mehrstufengetriebe weist ein erstes Teilgetriebe 1, welches als Stirnradgetriebe ausgeführt ist, und ein zweites Teilgetriebe 2, welches als Umlaufgetriebeeinrichtung mit zwei Planetenradsätzen (2a, 2b) ausgeführt ist, auf. Die Leistungszuführung (Drehzahl, Drehmoment) in das Mehrstufengetriebe erfolgt über die Stirnradwelle AN und der Abtrieb erfolgt über die Umlaufgetriebewelle AB. Das erste Teilgetriebe weist ein erstes Stirnrad 1.1 und ein zweites Stirnrad 1.2 auf.
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Die Antriebsleistung (Drehzahl, Drehmoment) wird dem Mehrstufengetriebe und damit dem Antriebsstrang über die Verbrennungskraftmaschine VKM, zugeführt. Mittels des Mehrstufengetriebes ist das Übersetzungsverhältnis zwischen den Wellen AN/AB anpassbar und die Antriebsleistung ist über die Umlaufgetriebewelle AB an die antreibbaren Räder AR abgebbar.
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Das erste Stirnrad 1.1 ist über eine Drehmomentübertragungseinrichtung 13, in welcher eine Schaltungseinrichtung 1.SE und 3.SE baulich zusammengefasst sind, selektiv und in drehmomentleitender Weise mit der Stirnradwelle AN verbindbar. Die erste Schalteinrichtung 1.SE ist dazu eingerichtet, das erste Stirnrad 1.1 mit dem Getriebegehäuse 3 zu verbinden.
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Die Schalteinrichtung 3.SE ist dazu eingerichtet, das Stirnrad 1.1 mit der Sonnenritzelwelle AN zu verbinden. Das Stirnrad 1.1 kämmt mit einem vierten Stirnrad 1.4, dieses vierte Stirnrad 1.4 ist koaxial zur Umlaufgetriebewelle AB angeordnet. Das zweite Stirnrad 1.2 kämmt mit einem dritten Stirnrad 1.3, auch dieses dritte Stirnrad 1.3 ist koaxial zur Umlaufgetriebewelle AB angeordnet. Das dritte Stirnrad 1.3 weist eine Drehmomentübertragungseinrichtung 42, in dieser ist die Schaltungseinrichtung 4.SE und 2.SE baulich zusammengefasst, und eine weitere Drehmomentübertragungseinrichtung 6, in dieser ist die Schaltungseinrichtung 6.SE aufgenommen, auf.
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Durch die Schalteinrichtung 2.SE ist das dritte Stirnrad 1.3 mit der Sonnenritzelwelle SO1 des ersten Planetenradsatzes 2a verbindbar. Mittels der Schalteinrichtung 4.SE ist diese Sonnenritzelwelle SO1 mit dem Getriebegehäuse 3 verbindbar. Dabei ist die Drehmomentübertragungseinrichtung 42 derart eingerichtet, dass jeweils nur die Schalteinrichtung 2.SE oder die Schalteinrichtung 4.SE aktivierbar ist.
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Mittels der Schalteinrichtung 6.SE ist das dritte Stirnrad 1.3 mit dem Hohlrad HO des ersten Planetenradsatzes 2a verbindbar. Das Hohlrad HO ist konzentrisch zum vierten Stirnrad 1.4 angeordnet und einstückig mit diesem ausgebildet.
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Auf dem Planetenradträger PT sind die ersten Planetenräder P1 und die zweiten Planetenräder P2 drehbar gelagert. Die Planetenräder P1 und P2 sind derart auf dem Planetenradträger PT gelagert, dass diese miteinander kämmen. Die ersten Planetenräder P1 kämmen zudem mit dem Hohlrad HO. Die zweiten Planetenräder P2 kämmen mit dem Sonnenritzel SO2 des zweiten Planetenradsatzes 2b. Das Sonnenritzel SO2 des zweiten Planetenradsatzes 2b weist einen größeren Außendurchmesser auf, als das Sonnenritzel SO1 des ersten Planetenradsatzes 2a.
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Der Planetenradträger PT weist eine Drehmomentübertragungseinrichtung 5 auf und die Drehmomentübertragungseinrichtung 5 weist ein Schalteinrichtung 5.SE auf, mit welcher der Planetenradträger PT mit dem Getriebegehäuse 3 verbindbar ist. Wird eines der Getriebeelemente mit dem Getriebegehäuse 3 verbunden, im Einzelnen die Sonnenritzelwelle SO1 mit der Schalteinrichtung 4.SE, der Planetenradträger PT mit der Schalteinrichtung 5.SE oder das erste Stirnrad 1.1 mit der Schalteinrichtung 1.SE, so wird dieses Getriebeelement stillgesetzt und weist die Drehzahl Null auf. Durch die selektive Kopplung dieser Getriebeelemente mit dem Getriebegehäuse 3 einerseits und die selektive Kopplung von Getriebeelementen untereinander über die Schalteinrichtungen 2.SE, 3.SE und 6.SE, lassen sich mit diesem Mehrstufengetriebe ein Rückwärtsgang und sechs Vorwärtsgänge darstellen. Dabei sind die Drehmomentübertragungseinrichtungen (5, 6, 13, 42) derart eingerichtet, dass für eine Gangstufe (Rückwärtsgang und erster bis sechster Gang) jeweils nur zwei Schalteinrichtung (1.SE bis 6.SE) aktiviert sind.
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4 zeigt ein Schaltungsschema für ein erfindungsgemäßes Sechsgang Mehrstufengetriebe. In der in 4 gezeigten Tabelle bedeuten die gegrauten Bereiche, dass eine Schalteinrichtung (1.SE bis 6.SE) aktiviert ist. Dem Schaltungsschema ist entnehmbar, dass jeweils nur zwei Schalteinrichtungen für jeweils einen Gang aktiviert sind.
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In 5 ist ein Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Mehrstufengetriebe mit sechs Schaltstufen dargestellt. Das Mehrstufengetriebe weist ein erstes Teilgetriebe 1, welches als Stirnradgetriebe ausgeführt ist, und ein zweites Teilgetriebe 2, welches als Umlaufgetriebeeinrichtung mit zwei Planetenradsätzen (2a, 2b) ausgeführt ist, auf. Die Leistungszuführung (Drehzahl, Drehmoment) in das Mehrstufengetriebe erfolgt über die Stirnradwelle AN und der Abtrieb erfolgt über die Umlaufgetriebewelle AB. Das erste Teilgetriebe weist ein erstes Stirnrad 1.1 und ein zweites Stirnrad 1.2 auf.
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Die Antriebsleistung (Drehzahl, Drehmoment) wird dem Mehrstufengetriebe und damit dem Antriebsstrang über die Verbrennungskraftmaschine VKM, zugeführt. Mittels des Mehrstufengetriebes ist das Übersetzungsverhältnis zwischen den Wellen AN/AB anpassbar und die Antriebsleistung ist über die Umlaufgetriebewelle AB an die antreibbaren Räder AR abgebbar.
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Das erste Stirnrad 1.1 ist über eine Drehmomentübertragungseinrichtung 13, in welcher eine Schaltungseinrichtung 1.SE und 3.SE baulich zusammengefasst sind, selektiv und in drehmomentleitender Weise mit der Stirnradwelle AN verbindbar. Die erste Schalteinrichtung 1.SE ist dazu eingerichtet, das erste Stirnrad 1.1 mit dem Getriebegehäuse 3 zu verbinden.
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Die Schalteinrichtung 3.SE ist dazu eingerichtet, das Stirnrad 1.1 mit der Sonnenritzelwelle AN zu verbinden. Das Stirnrad 1.1 kämmt mit einem vierten Stirnrad 1.4, dieses vierte Stirnrad 1.4 ist koaxial zur Umlaufgetriebewelle AB angeordnet. Das zweite Stirnrad 1.2 kämmt mit einem dritten Stirnrad 1.3, auch dieses dritte Stirnrad 1.3 ist koaxial zur Umlaufgetriebewelle AB angeordnet. Das dritte Stirnrad 1.3 weist eine Drehmomentübertragungseinrichtung 52, in dieser ist die Schaltungseinrichtung 5.SE und 2.SE baulich zusammengefasst, und eine weitere Drehmomentübertragungseinrichtung 46, in dieser ist die Schaltungseinrichtung 6.SE und 4.SE baulich zusammengefasst, auf.
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Durch die Schalteinrichtung 2.SE ist das dritte Stirnrad 1.3 mit der Sonnenritzelwelle SO1 des ersten Planetenradsatzes 2a verbindbar. Mittels der Schalteinrichtung 5.SE ist diese Sonnenritzelwelle SO1 mit dem Getriebegehäuse 3 verbindbar. Dabei ist die Drehmomentübertragungseinrichtung 52 derart eingerichtet, dass jeweils nur die Schalteinrichtung 2.SE oder die Schalteinrichtung 5.SE aktivierbar ist.
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Mittels der Schalteinrichtung 6.SE ist das dritte Stirnrad 1.3 mit dem Hohlrad HO des ersten Planetenradsatzes 2a verbindbar. Das Hohlrad HO ist konzentrisch zum vierten Stirnrad 1.4 angeordnet und einstückig mit diesem ausgebildet. Mittels der Schalteinrichtung 4.SE ist das dritte Stirnrad selektiv mit dem Planetenradträger PT des ersten und zweiten Planetenradsatzes 2b in drehmomentleitender Weise verbindbar.
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Auf dem Planetenradträger PT sind die ersten Planetenräder P1 und die zweiten Planetenräder P2 drehbar gelagert. Die Planetenräder P1 und P2 sind derart auf dem Planetenradträger PT gelagert, dass diese miteinander kämmen. Die ersten Planetenräder P1 kämmen zudem mit dem Hohlrad HO. Die zweiten Planetenräder P2 kämmen mit dem Sonnenritzel SO2 des zweiten Planetenradsatzes 2b. Das Sonnenritzel SO2 des zweiten Planetenradsatzes 2b weist einen größeren Außendurchmesser auf, als das Sonnenritzel SO1 des ersten Planetenradsatzes 2a.
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Bei dieser Ausführungsform sind alle Schaltungseinrichtungen 1.SE bis 6.SE baulich jeweils paarweise in Drehmomentübertragungseinrichtungen 13, 46 und 52 zusammengefasst und es ergibt sich eine besonders einfache Ansteuerung dieser, weiter ist ein verringerter Bauraumbedarf erreichbar, da jeweils nur eine (2-Wege-)Schiebemuffe für zwei Schalteinrichtungen Verwendung findet.
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Wird eines der Getriebeelemente mit dem Getriebegehäuse 3 verbunden, im Einzelnen die Sonnenritzelwelle SO1 mit der Schalteinrichtung 5.SE oder das erste Stirnrad 1.1 mit der Schalteinrichtung 1.SE, so wird dieses Getriebeelement stillgesetzt und weist die Drehzahl Null auf. Durch die selektive Kopplung dieser Getriebeelemente mit dem Getriebegehäuse 3 einerseits und die selektive Kopplung von Getriebeelementen untereinander über die Schalteinrichtungen 2.SE, 3.SE, 4.SE und 6.SE, lassen sich mit diesem Mehrstufengetriebe ein Rückwärtsgang und sechs Vorwärtsgänge darstellen. Dabei sind die Drehmomentübertragungseinrichtungen (13, 46, 52) derart eingerichtet, dass für eine Gangstufe (Rückwärtsgang und erster bis sechster Gang) jeweils nur zwei Schalteinrichtung (1.SE bis 6.SE) aktiviert sind.
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6 zeigt ein Schaltungsschema für ein erfindungsgemäßes Sechsgang Mehrstufengetriebe. In der in 4 gezeigten Tabelle bedeuten die gegrauten Bereiche, dass eine Schalteinrichtung (1.SE bis 6.SE) aktiviert ist. Dem Schaltungsschema ist entnehmbar, dass jeweils nur zwei Schalteinrichtungen für jeweils einen Gang aktiviert sind.
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In 7 ist weitgehend das aus 5 bekannte Mehrstufengetriebe dargestellt, so dass nachfolgend auf die Unterschiede dieser Getriebe eingegangen wird. Das erste Stirnrad 1.1 ist einerseits über die Drehmomentübertragungseinrichtung 3 und die Schalteinrichtung 3.SE mit der Stirnradwelle AN selektiv und in drehmomentleitender Weise verbindbar. Weiter ist eine mittelbare Kopplung des ersten Stirnrades 1.1 über die Drehmomentüberragungseinrichtung 1a und das Schaltelement 1.SE ermöglicht.
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Für ein Mehrstufengetriebe, wie dieses in 7 dargestellt ist, kann zur Steuerung das aus 6 bekannte Schaltungsschema Verwendung finden.
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In 8 ist ein Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Mehrstufengetriebe dargestellt. Das Mehrstufengetriebe weist ein erstes Teilgetriebe 1, welches als Stirnradgetriebe ausgeführt ist, und ein zweites Teilgetriebe 2, welches als Umlaufgetriebeeinrichtung mit zwei Planetenradsätzen (2a, 2b) ausgeführt ist, auf. Die Leistungszuführung (Drehzahl, Drehmoment) in das Mehrstufengetriebe erfolgt über die Stirnradwelle AN und der Abtrieb erfolgt über die Umlaufgetriebewelle AB, die Umlaufgetriebewelle ist dabei konzentrisch zur Rotationsachse des dritten und vierten Stirnrades (1.3, 1.4). Das erste Teilgetriebe weist ein erstes Stirnrad 1.1 und ein zweites Stirnrad 1.2 auf.
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Die Antriebsleistung (Drehzahl, Drehmoment) wird dem Mehrstufengetriebe und damit dem Antriebsstrang über die Verbrennungskraftmaschine VKM, zugeführt. Mittels des Mehrstufengetriebes ist das Übersetzungsverhältnis zwischen den Wellen AN/AB anpassbar und die Antriebsleistung ist über die Umlaufgetriebewelle AB an die antreibbaren Räder AR abgebbar.
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Das erste Stirnrad 1.1 ist über eine Drehmomentübertragungseinrichtung 13, in welcher eine Schaltungseinrichtung 1.SE und 3.SE baulich zusammengefasst sind, selektiv und in drehmomentleitender Weise mit der Stirnradwelle AN verbindbar. Die erste Schalteinrichtung 1.SE ist dazu eingerichtet, das erste Stirnrad 1.1 mit dem Getriebegehäuse 3 zu verbinden.
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Die Schalteinrichtung 3.SE ist dazu eingerichtet, das Stirnrad 1.1 mit der Sonnenritzelwelle AN zu verbinden. Das Stirnrad 1.1 kämmt mit einem vierten Stirnrad 1.4, dieses vierte Stirnrad 1.4 ist koaxial zur Umlaufgetriebewelle AB angeordnet. Das zweite Stirnrad 1.2 kämmt mit einem dritten Stirnrad 1.3, auch dieses dritte Stirnrad 1.3 ist koaxial zur Umlaufgetriebewelle AB angeordnet. Das dritte Stirnrad 1.3 weist eine Drehmomentübertragungseinrichtung 42, in dieser ist die Schaltungseinrichtung 4.SE und 2.SE baulich zusammengefasst, und eine weitere Drehmomentübertragungseinrichtung 67, in dieser ist die Schaltungseinrichtung 6.SE und 7.SE baulich zusammengefasst, auf.
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Durch die Schalteinrichtung 2.SE ist das dritte Stirnrad 1.3 mit der Sonnenritzelwelle SO1 des ersten Planetenradsatzes 2a verbindbar. Mittels der Schalteinrichtung 4.SE ist diese Sonnenritzelwelle SO1 mit dem Getriebegehäuse 3 verbindbar. Dabei ist die Drehmomentübertragungseinrichtung 42 derart eingerichtet, dass jeweils nur die Schalteinrichtung 2.SE oder die Schalteinrichtung 4.SE aktivierbar ist. Dabei ist unter der Aktivierung zu verstehen, dass ein Drehmoment von der Schalteinrichtung übertragbar ist.
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Mittels der Schalteinrichtung 7.SE ist das dritte Zahnrad 1.3 mit dem Hohlrad HO1 des ersten Planetenradsatzes 2a verbindbar. Das Hohlrad HO ist konzentrisch zum vierten Stirnrad 1.4 angeordnet und einstückig mit diesem ausgebildet, ringartiges Zahnrad mit einer Außenverzahnung (1.4) und einer Innenverzahnung (HO). Mittels der Schalteinrichtung 6.SE ist das dritte Stirnrad 1.3 mit dem Planetenradträger PT des Umlaufgetriebes verbindbar (gemeinsamer Planetenradträger).
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Dabei ist die Drehmomentübertragungseinrichtung 67 derart eingerichtet, dass entweder die Schalteinrichtung 6.SE oder die Schalteinrichtung 7.SE aktivierbar ist.
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Auf dem Planetenradträger PT sind die ersten Planetenräder P1 und die zweiten Planetenräder P2 drehbar gelagert. Die Planetenräder P1 und P2 sind derart auf dem Planetenradträger PT gelagert, dass diese miteinander kämmen. Die ersten Planetenräder P1 kämmen zudem mit dem Hohlrad HO und der Sonnenritzelwelle S01. Die zweiten Planetenräder P2 kämmen mit dem Sonnenritzel SO2 des zweiten Planetenradsatzes 2b, der zweite Planetenradsatz 2b weist darüber hinaus kein eigenes Hohlrad auf (reduzierter Planetenradsatz). Das Sonnenritzel SO2 des zweiten Planetenradsatzes 2b weist einen größeren Außendurchmesser auf, als das Sonnenritzel SO1 des ersten Planetenradsatzes 2a.
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Der Planetenradträger PT weist eine Drehmomentübertragungseinrichtung 5 auf und die Drehmomentübertragungseinrichtung 5 weist ein Schalteinrichtung 5.SE auf, mit welcher der Planetenradträger PT mit dem Getriebegehäuse 3 verbindbar ist. Wird eines der Getriebeelemente mit dem Getriebegehäuse 3 verbunden, im Einzelnen die Sonnenritzelwelle SO1 mit der Schalteinrichtung 4.SE, der Planetenradträger PT mit der Schalteinrichtung 5.SE oder das erste Stirnrad 1.1 mit der Schalteinrichtung 1.SE, so wird dieses Getriebeelement stillgesetzt und weist die Drehzahl Null auf. Durch die selektive Kopplung dieser Getriebeelemente mit dem Getriebegehäuse 3 einerseits und die selektive Kopplung von Getriebeelementen untereinander über die Schalteinrichtungen 2.SE, 3.SE, 6.SE und 7.SE, lassen sich mit diesem Mehrstufengetriebe ein Rückwärtsgang und sieben Vorwärtsgänge darstellen. Dabei sind die Drehmomentübertragungseinrichtungen (5, 13, 42, 67) derart eingerichtet, dass für eine Gangstufe (Rückwärtsgang und erster bis siebenter Gang) jeweils nur zwei Schalteinrichtung (1.SE bis 7.SE) aktiviert sind.
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9 zeigt ein Schaltungsschema für ein erfindungsgemäßes Mehrstufengetriebe. In der in 9 gezeigten Tabelle bedeuten die gegrauten Bereiche, dass eine Schalteinrichtung (1.SE bis 7.SE) aktiviert ist. Dem Schaltungsschema ist entnehmbar, dass jeweils nur zwei Schalteinrichtungen für jeweils einen Gang aktiviert sind.
