DE102015226211A1 - Getriebe für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

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Johannes GLÜCKLER
Stefan Renner
Rayk GERSTEN
Johannes Kaltenbach
Stefan Beck
Wolfgang Rieger
Michael Wechs
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug, mit einer Eingangswelle (An), die mit einem Verbrennungsmotor (VM) drehfest verbindbar ist, und einer Ausgangswelle (Ab), wobei das Getriebe wenigstens vier, insbesondere genau vier, Planetenradsätze aufweist und ein erster Planetenradsatz (RS1) mittels einer ersten Welle (3) mit einem zweiten Planetenradsatz (RS2) drehfest verbunden ist und ein dritter Planetenradsatz (RS3) und ein vierter Planetenradsatz (RS4) jeweils mit der Ausgangsswelle (Ab) drehfest verbunden sind und der erste Planetenradsatz (RS1) mittels einer zweiten Welle (4) mit dem vierten Planetenradsatz (RS4) drehfest verbunden ist und die Eingangswelle (An) mit dem zweiten Planetenradsatz (RS2) drehfest verbunden ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug, mit einer Eingangswelle, die mit einem Verbrennungsmotor drehfest verbindbar ist und einer Ausgangswelle.
  • Die Erfindung betrifft außerdem einen Antrieb und ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Getriebe.
  • Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von unterschiedlichen Getrieben für Kraftfahrzeuge bekannt. So ist aus der DE 199 17 665 A1 ein Hybridgetriebe bekannt, welches auf einem konventionellen Basis-Automatgetriebe beruht und durch eine elektrische Maschine an einer Getriebeeingangswelle, sowie eine Trennkupplung zum Verbrennungsmotor hin erweitert ist. Mit einem solchen Hybridgetriebe sind vielfältige Funktionen möglich, wie rein elektrisches Anfahren, rein elektrisches Fahren, ein Verbrennungsmotorstart aus einem rein elektrischen Fahrbetrieb heraus, ein hybridischer Fahrbetrieb mit Lastpunktverschiebung, usw.
  • Aus DE 10 2010 030 573 A1 ist ein Getriebe bekannt, das keinen mechanischen Rückwärtsgang aufweist. Der Rückwärts-Fahrbetrieb erfolgt ausschließlich mit einer elektrischen Maschine, die sich im Vergleich zu einem Vorwärts-Fahrbetrieb in umgekehrter Richtung dreht.
  • Die bekannten Getriebe weisen den Nachteil auf, dass diese kompliziert aufgebaut und daher teuer in der Herstellung sind.
  • Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Getriebesystem für ein Kraftfahrzeug anzugeben, das einfach aufgebaut ist und kostengünstig hergestellt werden kann.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Getriebe der eingangs genannten Art gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Getriebe wenigstens vier, insbesondere genau vier, Planetenradsätze aufweist und ein erster Planetenradsatz mittels einer ersten Welle mit einem zweiten Planetenradsatz drehfest verbunden ist und ein dritter Planetenradsatz und ein vierter Planetenradsatz jeweils mit der Abtriebswelle drehfest verbunden sind und der erste Planetenradsatz mittels einer zweiten Welle mit dem vierten Planetenradsatz drehfest verbunden ist und die Eingangswelle mit dem zweiten Planetenradsatz drehfest verbunden ist.
  • Das erfindungsgemäße Getriebe weist den Vorteil auf, dass dieses einfach aufgebaut ist und daher kostengünstig hergestellt werden kann. Ein weiterer Vorteil des Getriebes besteht darin, dass es eine leicht progressive Stufung bei gutem Verzahnungswirkungsgrad und geringe Bauteilbelastungen und Getriebeverluste aufweist. Zudem weist das Getriebe eine gute Übersetzungsreihe und gut baubare Standübersetzungen auf. Darüber hinaus sind im erfindungsgemäßen Getriebe Doppelschaltungen möglich.
  • Bei einer besonderen Ausführung weist das Getriebe eine weitere Eingangswelle auf, die mit einer elektrischen Maschine drehfest verbindbar ist. Die weitere Eingangswelle ist mit der Eingangswelle drehfest verbunden. Durch das Vorsehen der weiteren Eingangswelle kann eine elektrische Maschine an das Getriebe angekoppelt werden, so dass ein hybrider Fahrbetrieb möglich ist. Zudem kann durch das Vorsehen der elektrischen Maschine ein rein elektrischer Rückwärts-Fahrbetrieb realisiert werden und somit auf einen mechanischen Rückwärtsgang verzichtet werden. Bei dem elektrischen Rückwärts-Fahrbetrieb wird die elektrische Maschine im Vergleich zu einem Vorwärts-Fahrbetrieb in umgekehrter Drehrichtung betrieben.
  • Im Sinne der Erfindung wird als eine drehfeste Verbindung eine Verbindung zwischen zwei Bauteilen verstanden, die derart ausgebildet ist, dass die beiden miteinander verbundenen Bauteile stets die gleiche Drehzahl aufweisen. Dies ist nur möglich, wenn beispielsweise zwischen den beiden miteinander verbundenen Bauteilen kein Schaltelement angeordnet ist, da ansonsten im geöffneten Zustand des Schaltelements sich die Drehzahlen der beiden Bauteile voneinander unterscheiden können. Zudem wird im Sinne der Erfindung eine Verbindung zwischen zwei Bauteilen als drehfest verbindbar bezeichnet, wenn zwischen den beiden zueinander verbindenden Bauteilen ein Schaltelement angeordnet ist.
  • Das Getriebe kann zur Realisierung von beispielsweise zehn Gängen wenigstens sechs, insbesondere genau sechs, Schaltelemente aufweisen. Somit kann in dem erfindungsgemäßen Getriebe eine hohe Anzahl von Gängen durch eine geringe Anzahl von Schaltelementen realisiert werden. Dabei kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass wenigstens ein Schaltelement als formschlüssig arbeitendes Schaltelement, insbesondere als eine Klaue oder Synchronisierung, ausgeführt ist. Insbesondere kann wenigstens ein Schaltelement als Kupplung oder Bremse ausgebildet sein.
  • Bei einer ganz besonderen Ausführung ist die erste Welle mittels eines ersten Schaltelements mit einem Gehäuse drehfest verbindbar. Bei dem Gehäuse kann es sich um ein ortsfestes und/oder nicht drehbares Gehäuses des Getriebes handeln. Die Planetenradsätze können koaxial zueinander angeordnet sein und/oder können entlang einer Längsachse des Getriebes verschoben zueinander angeordnet sein.
  • Das erste Getriebe kann vorteilhaft derart ausgebildet sein, dass eine erste Einzelkomponente des ersten Planetenradsatzes mit der ersten Welle drehfest verbunden ist. Eine zweite Einzelkomponente des ersten Planetenradsatzes ist mit dem Gehäuse drehfest verbunden und/oder eine dritte Einzelkomponente des ersten Planetenradsatzes ist mit der zweiten Welle drehfest verbunden.
  • Darüber hinaus ist eine erste Einzelkomponente des zweiten Planetenradsatzes mit der ersten Welle drehfest verbunden. Eine zweite Einzelkomponente des zweiten Planetenradsatzes ist mittels eines zweiten Schaltelements mit einer dritten Welle drehfest verbindbar und/oder die zweite Einzelkomponente des zweiten Planetenradsatzes ist mittels eines dritten Schaltelements mit einer vierten Welle drehfest verbindbar. Eine dritte Einzelkomponente des zweiten Planetenradsatzes ist mit der Eingangswelle drehfest verbunden.
  • Ein dritter Planetenradsatz ist derart angeordnet und ausgebildet, dass eine erste Einzelkomponente des dritten Planetenradsatzes mit der dritten Welle drehfest verbunden ist. Eine zweite Einzelkomponente des dritten Planetenradsatzes ist mit der Ausgangswelle drehfest verbunden und/oder eine dritte Einzelkomponente des dritten Planetenradsatzes ist mit der vierten Welle drehfest verbunden.
  • Bei einer ganz besonders vorteilhaften Ausführung ist ein viertes Schaltelement vorhanden und derart angeordnet, dass es im geschlossenen Zustand einen vierten Planetenradsatz in Eingriff bringt. Dies bedeutet, dass im geschlossenen Zustand des vierten Schaltelements das an wenigstens einer Einzelkomponente des vierten Planetenradsatzes anliegende Drehmoment an die Ausgangswelle übertragen wird. Im geöffneten Zustand des vierten Schaltelements erfolgt durch dieses keine Abstützung, so dass über den vierten Planetenradsatz kein Drehmoment an die Ausgangswelle übertragen werden kann.
  • Eine erste Einzelkomponente des vierten Planetenradsatzes ist mit der zweiten Welle drehfest verbunden und eine zweite Einzelkomponente des vierten Planetenradsatzes ist mit der Ausgangswelle drehfest verbunden und eine dritte Einzelkomponente des vierten Planetenradsatzes ist mittels eines vierten Schaltelements mit dem Gehäuse drehfest verbindbar. Alternativ ist die erste Einzelkomponente des vierten Planetenradsatzes mit der zweiten Welle drehfest verbunden und die zweite Einzelkomponente des vierten Planetenradsatzes ist mittels des vierten Schaltelements mit der Ausgangswelle drehfest verbindbar und die dritte Einzelkomponente des vierten Planetenradsatzes ist mit dem Gehäuse drehfest verbunden. Bei einer alternativen Ausführung ist die erste Einzelkomponente des vierten Planetenradsatzes mittels des vierten Schaltelements mit der zweiten Welle drehfest verbindbar und die zweite Einzelkomponente des vierten Planetenradsatzes ist mit der Ausgangswelle drehfest verbunden und die dritte Einzelkomponente des vierten Planetenradsatzes ist mit dem Gehäuse drehfest verbunden. Die unterschiedlichen Ausführungen des vierten Planetenradsatzes weisen, unabhängig davon, an welche Einzelkomponente des vierten Planetenradsatzes das vierte Schaltelement angekoppelt ist, alle denselben Leistungsfluss und damit dieselben Übersetzungen, Wirkungsgrade, etc. auf.
  • Ganz besonders vorteilhaft ist, wenn das vierte Schaltelement als formschlüssig arbeitendes Schaltelement ausgeführt ist. So kann das formschlüssig ausgeführte vierte Schaltelement hohe Belastungen aushalten und im geöffneten Zustand des vierten Schaltelements werden keine beziehungsweise nur sehr geringe Schleppverluste erzeugt. Die formschlüssige Ausführung des vierten Schaltelements bietet sich bei dem erfindungsgemäßen Getriebe an, da das vierte Schaltelement bei einem Hochschalten eines Gangs entweder nicht betätigt, insbesondere nicht geschlossen, wird oder sich in einem geöffneten Zustand befindet. Insbesondere kann sich das vierte Schaltelement von einem vierten bis zu einem zehnten Gang in einem geöffneten Zustand befinden, so dass in diesen Gängen Schleppverluste nur durch zwei offene Schaltelemente, insbesondere Lamellenschaltelemente, erzeugt werden.
  • Die wenigstens vier Planetenradsätze können als Minus-Planetenradsätze ausgebildet sein. In diesem Fall ist die erste Einzelkomponente ein Sonnenrad, die zweite Einzelkomponente ein Steg und die dritte Einzelkomponente ein Hohlrad. Es ist jedoch möglich, eine funktionsgleiche Variante zu realisieren, bei der wenigstens einer der Planetenradsätze als Plus-Planetenradsatz ausgeführt ist. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass gleichzeitig die Steg- und Hohlradanbindung getauscht und der Betrag der Standgetriebeübersetzung im Vergleich zu einer Ausführung mit einem Minus-Planetenradsatz um eins erhöht wird. Bei einem Plus-Planetenradsatz sind die erste Einzelkomponente ein Sonnenrad, die zweite Einzelkomponente ein Hohlrad und die dritte Einzelkomponente ein Steg.
  • Bei einer besonderen Ausführung ist die dritte Welle mittels eines fünften Schaltelements mit der zweiten Welle drehfest verbindbar und die Eingangswelle ist mittels eines sechsten Schaltelements mit der vierten Welle drehfest verbindbar. Im Ergebnis wird ein Getriebe realisiert, das einfach aufgebaut und kompakt ausgebildet ist.
  • Das erfindungsgemäße Getriebe kann wenigstens einen, insbesondere genau zehn, elektrischen Rückwärtsgang für einen rein elektrischen Fahrbetrieb mit elektrischer Maschine aufweisen. Der elektrische Rückwärtsgang kann dem Verbrennungsmotor-Vorwärtsgang entsprechen, so dass in demselben Gang ein Rückwärts-Fahrbetrieb und ein Vorwärts-Fahrbetrieb realisiert werden können. Dies bedeutet, dass das Getriebe keinen Rückwärtsgang aufweist, der ausschließlich für einen Rückwärts-Fahrbetrieb dient. Ein Rückwärts-Fahrbetrieb wird durch eine im Vergleich zu dem Vorwärts-Fahrbetrieb entgegengesetzte Drehrichtung der elektrischen Maschine realisiert.
  • Darüber hinaus weist das Getriebe wenigstens zehn, insbesondere genau zehn, Verbrennungs-Vorwärtsgänge für einen Fahrbetrieb mit Verbrennungsmotor oder für einen Fahrbetrieb mit Verbrennungsmotor und Elektromotor auf. Somit wird vorteilhafterweise ein Getriebe erhalten, bei dem ein rein elektrischer Fahrbetrieb, ein rein verbrennungsmotorischer Fahrbetrieb oder ein Hybridbetrieb sowohl für den Vorwärts-Fahrbetrieb als auch den Rückwärtsfahrbetrieb jeweils in einem großen Geschwindigkeitsbereich realisiert werden kann.
  • Bei einer besonders vorteilhaften Ausführung ist die elektrische Maschine in einem Gehäuse, insbesondere dem Gehäuse des Getriebes, angeordnet. Insbesondere bei einer solchen Ausführung kann die elektrische Maschine vorteilhaft koaxial zur weiteren Eingangswelle angeordnet sein. Alternativ ist es auch möglich, dass die elektrische Maschine achsparallel zur weiteren Eingangswelle angeordnet und beispielsweise über ein Zugmitteltrieb oder eine Stirnradübersetzung und/oder eine Kegelradgetriebe triebtechnisch angekoppelt ist.
  • Die elektrische Maschine kann auf unterschiedlichste Weise an das Getriebe angekoppelt sein. Insbesondere kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass die elektrische Maschine mit der Eingangswelle wirkverbunden oder wirkverbindbar ist. Für den Fall, dass die elektrische Maschine mit der Eingangswelle wirkverbunden ist, sind keine Schaltelemente zwischen dem Elektromotor und der Eingangswelle angeordnet. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die weitere Eingangswelle wenigstens teilweise Bestandteil der elektrischen Maschine ist. Dies beispielsweise dadurch, dass sie unmittelbar mit dem Rotor des Elektromotors verbindbar oder verbunden ist.
  • In vorteilhafter Weise können die Planetenradsätze des Getriebes axial betrachtet in Kraftflussrichtung antriebsseitig im Zugbetrieb eines an die Eingangswelle angekoppelten Verbrennungsmotors in der Reihenfolge: Erster Planetenradsatz, zweiter Planetenradsatz, dritter Planetenradsatz und vierter Planetenradsatz angeordnet sein. Die Betrachtung erfolgt somit ausgehend von der Antriebsseite, insbesondere ausgehend von dem Verbrennungsmotor in Kraftflussrichtung.
  • Von besonderem Vorteil ist ein Antrieb für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Nutzfahrzeug, wie beispielsweise ein Lastkraftwagen, bei dem der Verbrennungsmotor an der Eingangswelle angekoppelt ist. Zudem ist ein Hybridantrieb vorteilhaft, bei dem der Verbrennungsmotor an die Eingangswelle und die elektrische Maschine an die weitere Eingangswelle angekoppelt sind.
  • Bei einer ganz besonders vorteilhaften Ausführung ist das Getriebe mit einer Wendeeinheit zum Umkehren der Drehrichtung einer Welle drehfest verbunden. Die Wendeeinheit kann dem Getriebe triebtechnisch vorgeschaltet oder nachgeschaltet sein. Bei einer dem Getriebe vorgeschalteten Wendeeinheit, ist die Wendeeinheit zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Getriebe angeordnet. Insbesondere ist die Wendeeinheit mit dem Verbrennungsmotor wirkverbunden oder wirkverbindbar. Zudem ist die Wendeeinheit mit der Eingangswelle wirkverbunden oder wirkverbindbar. Bei einem Zuschalten der Wendeeinheit wird erreicht, dass sich die Drehrichtung der Eingangswelle im Vergleich zu einer Ausführung, bei der die Wendeeinheit nicht zugeschaltet ist, umkehrt.
  • Bei einer dem Getriebe nachgeschalteten Wendeeinheit, ist die Wendeeinheit mit der Ausgangswelle wirkverbunden oder wirkverbindbar. Zudem ist die Wendeeinheit mit einer mit Fahrzeugrädern gekoppelten Abtriebswelle wirkverbunden verbunden oder wirkverbindbar. Bei einem Zuschalten der Wendeeinheit wird erreicht, dass sich die Drehrichtung der Abtriebswelle im Vergleich zu einer Ausführung, bei der die Wendeeinheit nicht zugeschaltet ist, umkehrt. Das Vorsehen der Wendeeinheit bietet den ganz besonderen Vorteil, dass das Getriebe ohne elektrische Maschine realisiert werden kann und gleichzeitig ein Rückwärts-Fahrbetrieb möglich ist. Ein weiterer Vorteil der Wendeeinheit besteht darin, dass ein Rückwärts-Fahrbetrieb in mehreren, insbesondere allen, Gängen des Getriebes unter Verwendung des Verbrennungsmotors möglich ist.
  • Besonders vorteilhaft sind Ausführungen, bei denen der Antrieb das Getriebe mit elektrischer Maschine und die Wendeeinheit aufweist, da bei diesen Antrieben bei einem Ausfall einer Batterie, die zum Speisen der elektrischen Maschine mit elektrischer Energie dient, ein Rückwärts-Fahrbetrieb weiterhin möglich ist. Insbesondere kann bei diesen Antrieben, für den Fall, dass die elektrische Maschine und/oder die Batterie defekt sind, die Wendeeinheit zugeschaltet werden, um den Rückwärts-Fahrbetrieb zu realisieren.
  • Der Verbrennungsmotor kann mittels einer Trennkupplung mit dem Getriebe drehfest verbindbar sein. Darüber hinaus ist ein Kraftfahrzeug mit dem erfindungsgemäßen Getriebe und/oder mit dem Antrieb, insbesondere Hybridantrieb, von besonderem Vorteil.
  • In den Figuren ist der Erfindungsgegenstand schematisch dargestellt und wird nachfolgend beschrieben, wobei gleiche oder gleichwirkende Elemente zumeist mit denselben Bezugszeichen versehen sind. Dabei zeigen:
  • 1 schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hybridantriebs mit einem erfindungsgemäßen Getriebe für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Nutzfahrzeug,
  • 2 eine Schaltmatrix für das in 1 gezeigte Getriebe,
  • 3 schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hybridantriebs mit einem erfindungsgemäßen Getriebe für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Nutzfahrzeug,
  • 4 schematisch ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hybridantriebs mit einem erfindungsgemäßen Getriebe für ein Kraftfahrzeug,
  • 5 schematisch ein viertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hybridantriebs mit einem erfindungsgemäßen Getriebe für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Nutzfahrzeug,
  • 6 schematisch ein fünftes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Antriebs mit einem erfindungsgemäßen Getriebe für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Nutzfahrzeug, und
  • 7 schematisch ein sechstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hybridantriebs mit einem erfindungsgemäßen Getriebe für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Nutzfahrzeug.
  • 1 zeigt schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hybridantriebs für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Nutzfahrzeug, mit einem erfindungsgemäßen Getriebe. Das Getriebe weist eine Eingangswelle An auf, die mit einem Verbrennungsmotor VM drehfest verbindbar ist, und eine Ausgangswelle Ab auf. Außerdem weist das Getriebe vier Planetenradsätze, nämlich einen ersten Planetenradsatz RS1, einen zweiten Planetenradsatz RS2, einen dritten Planetenradsatz RS3 und einen vierten Planetenradsatz RS4 auf. Die vier Planetenradsätze sind als Minus-Planetenradsätze ausgebildet und koaxial zueinander angeordnet. Zudem sind die Getriebe entlang einer Längsachse des Getriebes zueinander beabstandet angeordnet. Darüber hinaus weist das Getriebe sechs Schaltelemente auf, nämlich ein erstes Schaltelement B1, ein zweites Schaltelement K3, ein drittes Schaltelement K4, ein viertes Schaltelement B2, ein fünftes Schaltelement K2 und ein sechstes Schaltelement K1 auf. Das erste und vierte Schaltelement B1, B2 sind als Bremsen und die restlichen Schaltelemente als Kupplungen ausgebildet.
  • Das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes RS1 und das Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes RS2 sind jeweils mit einer ersten Welle 3 drehfest verbunden. Die erste Welle 3 ist mittels des ersten Schaltelements B1 mit einem Gehäuse G drehfest verbindbar. Das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes RS1 ist mittels einer zweiten Welle 4 mit dem vierten Planetenradsatz RS4 drehfest verbunden. Der Steg des ersten Planetenradsatzes RS1 ist mit dem Gehäuse G drehfest verbunden.
  • Das Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes RS2 ist mit der Eingangswelle An drehfest verbunden. Der Steg des zweiten Planetenradsatzes RS2 ist mittels des zweiten Schaltelements K3 mit einer dritten Welle 7 verbunden. Zudem ist der Steg des zweiten Planetenradsatzes RS2 mittels eines dritten Schaltelements K4 mit einer vierten Welle 8 drehfest verbunden.
  • Die vierte Welle 8 ist an dem von dem zweiten Schaltelement K3 abgewandten Ende mit dem Hohlrad des dritten Planetenradsatzes RS3 drehfest verbunden. Der Steg des dritten Planetenradsatzes RS3 ist mit der Ausgangswelle Ab drehfest verbunden und das Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes RS3 ist mit der dritten Welle 7 drehfest verbunden. Zudem ist die dritte Welle 7 mittels eines fünften Schaltelements K2 mit der zweiten Welle 4 drehfest verbindbar. Die Eingangswelle An ist mittels eines sechsten Schaltelements K1 mit der vierten Welle 8 drehfest verbindbar.
  • Der Steg des vierten Planetenradsatzes RS4 ist mit der Ausgangswelle Ab drehfest verbunden und das Hohlrad des vierten Planetenradsatzes RS 4 ist mittels des vierten Schaltelements B2 mit dem Gehäuse G drehfest verbindbar. Das Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes RS4 ist mit der zweiten Welle 4 drehfest verbunden.
  • Das Getriebe ist mittels einer Trennkupplung K0 mit dem Verbrennungsmotor VM drehfest verbindbar. Insbesondere ist die Eingangswelle An mittels der Trennkupplung K0 mit dem Verbrennungsmotor VM drehfest verbindbar.
  • Die Schaltmatrix für das in 1 dargestellte Getriebe ist in 2 dargestellt. Dabei weist das Symbol „x“ in der Tabelle die Bedeutung auf, dass das jeweilige Schaltelement geschlossen ist, wohingegen das Symbol „–“ bedeutet, dass das jeweilige Schaltelement geöffnet ist.
  • Aus der Tabelle ist ersichtlich, dass das Getriebe zehn Vorwärtsgänge für einen Vorwärts-Fahrbetrieb mit Verbrennungsmotor VM oder mit Verbrennungsmotor VM und elektrischer Maschine EM aufweist. Das Getriebe weist zehn Rückwärtsgänge auf, wobei die Schaltung der Rückwärtsgänge der Schaltung der Vorwärtsgänge entspricht. Der einzige Unterschied zwischen dem Rückwärts-Fahrbetrieb und dem Vorwärts-Fahrbetrieb besteht darin, dass bei einem Rückwärts-Fahrbetrieb sich die elektrische Maschine EM in entgegengesetzter Richtung zu einem Vorwärts-Fahrbetrieb dreht.
  • 3 zeigt schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hybridantriebs mit einem erfindungsgemäßen Getriebe für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Nutzfahrzeug. Das in 3 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel in der Ausbildung des vierten Schaltelements B2. So ist das in 3 dargestellte vierte Schaltelement B2 als Kupplung ausgebildet.
  • Das in 4 schematisch dargestellte dritte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Hybridantriebs mit dem erfindungsgemäßen Getriebe für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Nutzfahrzeug, unterscheidet sich von dem in 3 dargestellten Hybridantrieb in der Anordnung des vierten Schaltelements B2. So ist in der in 4 dargestellten Ausführung das Hohlrad des vierten Planetenradsatzes RS4 mit dem Gehäuse G drehfest verbunden. Der Steg des vierten Planetenradsatzes RS4 ist mittels des vierten Schaltelements B2 mit der Ausgangswelle Ab drehfest verbindbar.
  • 5 zeigt schematisch ein viertes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Hybridantriebs mit dem erfindungsgemäßen Getriebe für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Nutzfahrzeug. Das in 5 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel in der Anordnung des vierten Schaltelements B2. Das Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes RS4 ist mittels des vierten Schaltelements B2 mit der zweiten Welle 4 drehfest verbunden.
  • 6 zeigt schematisch ein fünftes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Antriebs mit dem erfindungsgemäßen Getriebe. Die in 6 dargestellte Ausführung unterscheidet sich von der in 1 dargestellten Ausführung dadurch, dass der Antrieb keine elektrische Maschine EM aufweist und somit kein Hybridantrieb ist. Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass eine Wendeeinheit 10 vorgesehen ist, die dem Getriebe triebtechnisch nachgeschaltet ist.
  • Die Wendeeinheit 10 ist mit der Ausgangswelle Ab wirkverbunden oder wirkverbindbar. Zudem ist die Wendeeinheit 10 mit einer in den Figuren nicht dargestellten Fahrzeugrädern gekoppelten Abtriebswelle 11 wirkverbunden oder wirkverbindbar. Die Wendeeinheit 10 ist derart ausgebildet, dass sich die Abtriebswelle 11 bei einem Zuschalten der Wendeeinheit 10 in eine andere Richtung dreht als wenn die Wendeeinheit nicht zugeschaltet ist. Somit kann in der in 6 gezeigten Ausführung ein Rückwärts-Fahrbetrieb in unterschiedlichen Gängen unter Verwendung des Verbrennungsmotors realisiert werden.
  • 7 zeigt schematisch ein sechstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Hybridantriebs und des erfindungsgemäßen Getriebes. Die Ausführung unterscheidet sich von der in 6 dargestellten Ausführung dadurch, dass eine elektrische Maschine EM vorgesehen ist, die mit der Eingangswelle An drehfest verbunden ist.
  • Die in 2 gezeigte Schaltmatrix ist für die in den 3 bis 7 gezeigten Ausführungen ebenfalls gültig. In den in den 3 bis 7 gezeigten Ausführungen ist das vierte Schaltelemente B2 jedoch als Kupplung und nicht, wie in der Schaltmatrix angegeben, als Bremse ausgebildet.
  • Bezugszeichenliste
    • 3
    erste Welle
    4
    zweite Welle
    7
    dritte Welle
    8
    vierte Welle
    9
    weitere Eingangswelle
    10
    Wendeeinheit
    11
    Abtriebswelle
    B1
    erstes Schaltelement
    K3
    zweites Schaltelement
    K4
    drittes Schaltelement
    B2
    viertes Schaltelement
    K2
    fünftes Schaltelement
    K1
    sechstes Schaltelement
    An
    Eingangswelle
    Ab
    Ausgangswelle
    EM
    elektrische Maschine
    VM
    Verbrennungsmotor
    RS1
    erster Planetenradsatz
    RS2
    zweiter Planetenradsatz
    RS3
    dritter Planetenradsatz
    RS4
    vierter Planetenradsatz
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 19917665 A1 [0003]
    • DE 102010030573 A1 [0004]

Claims (15)

  1. Getriebe für ein Kraftfahrzeug, mit einer Eingangswelle (An), die mit einem Verbrennungsmotor (VM) drehfest verbindbar ist, und einer Ausgangswelle (Ab), dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe vier Planetenradsätze (RS1, RS2, RS3, RS4) aufweist und ein erster Planetenradsatz (RS1) dieser vier Planetenradsätze mittels einer ersten Welle (3) mit einem zweiten Planetenradsatz (RS2) dieser vier Planetenradsätze drehfest verbunden ist und ein dritter Planetenradsatz (RS3) dieser vier Planetenradsätze und ein vierter Planetenradsatz (RS4) dieser vier Planetenradsätze jeweils mit der Ausgangswelle (Ab) drehfest verbunden sind und der erste Planetenradsatz (RS1) mittels einer zweiten Welle (4) mit dem vierten Planetenradsatz (RS4) drehfest verbunden ist und die Eingangswelle (An) mit dem zweiten Planetenradsatz (RS2) drehfest verbunden ist.
  2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere Eingangswelle (9), die mit einer elektrischen Maschine (EM) drehfest verbunden ist, mit der Eingangswelle (An) drehfest verbunden ist.
  3. Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Welle (3) mittels eines ersten Schaltelements (B1) mit einem Gehäuse (G) drehfest verbindbar ist.
  4. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass a. eine erste Einzelkomponente des ersten Planetenradsatzes (RS1) mit der ersten Welle (3) drehfest verbunden ist und/oder dass b. eine zweite Einzelkomponente des ersten Planetenradsatzes (RS1), mit einem Gehäuse (G) drehfest verbunden ist und/oder dass c. eine dritte Einzelkomponente des ersten Planetenradsatzes (RS1) mit der zweiten Welle (4) drehfest verbunden ist.
  5. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass a. eine erste Einzelkomponente des zweiten Planetenradsatzes (RS2) mit der ersten Welle (3) drehfest verbunden ist und/oder dass b. eine zweite Einzelkomponente des zweiten Planetenradsatzes (RS2) mittels eines zweiten Schaltelements (K3) mit einer dritten Welle (7) drehfest verbindbar ist und/oder dass c. eine zweite Einzelkomponente des zweiten Planetenradsatzes (RS2) mittels eines dritten Schaltelements (K4) mit einer vierten Welle (8) drehfest verbindbar ist und/oder dass d. eine dritte Einzelkomponente des zweiten Planetenradsatzes (RS2) mit der Eingangswelle (An) drehfest verbunden ist.
  6. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass a. eine erste Einzelkomponente des dritten Planetenradsatzes (RS3) mit einer dritten Welle (7) drehfest verbunden ist und/oder dass b. eine zweite Einzelkomponente des dritten Planetenradsatzes (RS3) mit der Ausgangswelle (Ab) drehfest verbunden ist und/oder dass c. eine dritte Einzelkomponente des dritten Planetenradsatzes (RS3) mit einer vierten Welle (8) drehfest verbunden ist.
  7. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein viertes Schaltelement (B2) vorhanden und derart angeordnet ist, dass im geschlossenen Zustand des vierten Schaltelements (B2) das an wenigstens einer Einzelkomponente eines vierten Planetenradsatzes (RS4) anliegende Drehmoment an die Ausgangswelle (Ab) übertragen wird.
  8. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass a. eine erste Einzelkomponente eines vierten Planetenradsatzes (RS4) mit der zweiten Welle (4) drehfest verbunden ist und eine zweite Einzelkomponente des vierten Planetenradsatzes (RS4) mit der Ausgangswelle (Ab) drehfest verbunden ist und eine dritte Einzelkomponente des vierten Planetenradsatzes (RS4) mittels eines vierten Schaltelements (B2) mit einem Gehäuse (G) drehfest verbindbar ist oder dass b. eine erste Einzelkomponente eines vierten Planetenradsatzes (RS4) mit der zweiten Welle (4) drehfest verbunden ist und eine zweite Einzelkomponente des vierten Planetenradsatzes (RS4) mittels eines vierten Schaltelements (B2) mit der Ausgangswelle (Ab) drehfest verbindbar ist und eine dritte Einzelkomponente des vierten Planetenradsatzes (RS4) mit einem Gehäuse (G) drehfest verbunden ist oder dass c. eine erste Einzelkomponente eines vierten Planetenradsatzes (RS4) mittels eines vierten Schaltelements (RS4) mit der zweiten Welle (4) drehfest verbindbar ist und eine zweite Einzelkomponente des vierten Planetenradsatzes (RS4) mit der Ausgangswelle (Ab) drehfest verbunden ist und eine dritte Einzelkomponente des vierten Planetenradsatzes mit einem Gehäuse (G) drehfest verbunden ist.
  9. Getriebe nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass a. die erste Einzelkomponente ein Sonnenrad und die zweite Einzelkomponente ein Steg und die dritte Einzelkomponente ein Hohlrad sind oder dass b. die erste Einzelkomponente ein Sonnenrad und die zweite Einzelkomponente ein Hohlrad und die dritte Einzelkomponente ein Steg sind.
  10. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass a. eine dritte Welle (7) mittels eines fünften Schaltelements (K2) mit der zweiten Welle (4) drehfest verbindbar ist und/oder dass b. die Eingangswelle (An) mittels eines sechsten Schaltelements (K1) mit einer vierten Welle (8) drehfest verbindbar ist.
  11. Getriebe nach einem der Ansprüche nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass a. das Getriebe wenigstens einen elektrischen Rückwärtsgang für einen rein elektrischen Fahrbetrieb mit elektrischer Maschine (EM) aufweist und/oder dass b. das Getriebe wenigstens zehn, insbesondere genau zehn, Verbrennungsmotor-Vorwärtsgänge für einen Fahrbetrieb mit Verbrennungsmotor (VM) oder für einen Fahrbetrieb mit Verbrennungsmotor (VM) und elektrischer Maschine (EM) aufweist.
  12. Antrieb, insbesondere Hybridantrieb, mit einem Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsmotor (VM) an der Eingangswelle (An) angekoppelt ist.
  13. Antrieb nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe mit einer Wendeeinheit (10) zum Umkehren der Drehrichtung einer Welle drehfest verbunden ist und die Wendeeinheit (10) dem Getriebe triebtechnisch vorgeschaltet oder nachgeschaltet ist.
  14. Antrieb nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsmotor (VM) mittels einer Trennkupplung (K0) mit dem Getriebe drehfest verbindbar ist.
  15. Kraftfahrzeug mit einem Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 11 oder einem Antrieb nach einem der Ansprüche 12 bis 14.
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