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Die Erfindung betrifft ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug, sowie einen Kraftfahrzeugantriebsstrang mit einem solchen Getriebe. Vorliegend bezeichnet ein Getriebe ein mehrgängiges Getriebe, d. h. es sind mehrere unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse als Gänge zwischen einer An- und einer Abtriebsseite des Getriebes durch Betätigung entsprechender Schaltelemente schaltbar, wobei dies vorzugsweise automatisch vollzogen wird. Je nach Anordnung der Schaltelemente handelt es sich bei diesen um Kupplungen oder auch um Bremsen. Derartige Getriebe kommen überwiegend in Kraftfahrzeugen zur Anwendung, um ein Zugkraftangebot einer Antriebsmaschine des jeweiligen Kraftfahrzeuges in Hinblick auf verschiedene Kriterien geeignet umzusetzen.
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Aus der
DE 102 50 371 A1 geht ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug hervor, bei welchem zwischen einem Getriebeeingang und einem Getriebeausgang drei Planetenradsätze vorgesehen sind, welche sich jeweils aus je einem Sonnenrad, je einem Hohlrad und je einem Planetensteg zusammensetzen. Ferner sind mehrere Schaltelemente vorgesehen, durch deren selektive Betätigung die Planetenradsätze untereinander koppelbar sind, um unterschiedliche Gänge zwischen dem Getriebeeingang und dem Getriebeausgang zu definieren. Insgesamt können dabei sechs Vorwärtsgänge, sowie ein Rückwärtsgang zwischen dem Getriebeeingang und dem Getriebeausgang geschaltet werden.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine alternative Ausgestaltung zu dem im Stand der Technik bekannten Getriebe mit sechs Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang zwischen einem Getriebeeingang und einem Getriebeausgang bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird jeweils ausgehend vom jeweiligen Oberbegriff der nebengeordneten Ansprüche 1 und 2 in Verbindung mit deren jeweils kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die hierauf folgenden, abhängigen Ansprüche geben jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder. Ein Kraftfahrzeugantriebsstrang, bei welchem ein erfindungsgemäßes Getriebe zur Anwendung kommt, ist ferner Gegenstand von Anspruch 13.
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Gemäß der Erfindung umfasst ein Getriebe einen Getriebeeingang und eine Getriebeausgang, sowie einen ersten, einen zweiten und einen dritten Planetenradsatz. Die Planetenradsätze umfassen jeweils mehrere Elemente, welche insbesondere in Form je eines Sonnenrades, je eines Hohlrades und je eines Planetensteges vorliegen. Die Planetenradsätze dienen dem Führen eines Kraftflusses vom Getriebeeingang zum Getriebeausgang, wobei ein erstes, ein zweites, ein drittes, ein viertes und ein fünftes Schaltelement vorgesehen sind, durch deren selektive Betätigung die Planetenradsätze unter Schaltung unterschiedlicher Gänge zwischen Getriebeeingang und Getriebeausgang untereinander koppelbar sind.
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Dabei kann der Getriebeeingang über das erste Schaltelement mit dem ersten Element des ersten Planetenradsatzes drehfest verbunden werden, welches zudem mittels des zweiten Schaltelements an einem drehfesten Bauelement festsetzbar ist, bei dem es sich bevorzugt um ein Getriebegehäuse oder einen Teil eines Getriebegehäuses handelt. Des Weiteren ist das zweite Element des ersten Planetenradsatzes drehfest mit dem dritten Element des zweiten Planetenradsatzes verbunden und kann gemeinsam mit diesem einerseits über das dritte Schaltelement drehfest mit dem Getriebeeingang gekoppelt, sowie andererseits mittels des vierten Schaltelements am drehfesten Bauelement festgesetzt werden. Zudem stehen das dritte Element des ersten Planetenradsatzes und das erste Element des zweiten Planetenradsatzes drehfest miteinander in Verbindung, wohingegen das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes drehfest mit dem Getriebeausgang verbunden ist.
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Mit anderen Worten stehen also das zweite Element des ersten Planetenradsatzes und das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes permanent drehfest miteinander in Verbindung. Ebenso sind das dritte Element des ersten Planetenradsatzes und das erste Element drehfest miteinander verbunden, während das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes starr mit dem Getriebeausgang gekoppelt ist.
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Durch Schließen des ersten Schaltelements wird der Getriebeeingang des Getriebes drehfest mit dem ersten Element des ersten Planetenradsatzes verbunden, wohingegen eine Betätigung des zweiten Schaltelements ein Festsetzen des ersten Elements des ersten Planetenradsatzes am drehfesten Bauelement nach sich zieht. Des Weiteren führt ein Schließen des dritten Schaltelements zu einer drehfesten Verbindung des Getriebeeingangs mit dem zweiten Element des ersten Planetenradsatzes und dem dritten Element des zweiten Planetenradsatzes, welche bei Betätigung des vierten Schaltelements gemeinsam an dem drehfesten Bauelement festgesetzt werden.
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Folglich sind das erste und das dritte Schaltelement als Kupplungen gestaltet, welche bei Betätigung rotierbare Komponenten des Getriebes in ihren Drehbewegungen einander angleichen, während das zweite und das vierte Schaltelement als Bremsen vorliegen, die bei Ansteuerung die jeweilige rotierbare Komponente des Getriebes auf Stillstand abbremsen und am drehfesten Bauelement festsetzen.
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Bevorzugt sind das erste, das zweite und das vierte Schaltelement auf einer dem Getriebeeingang zugwandten Seite des ersten Planetenradsatzes angeordnet und liegen damit auf einer Antriebsseite des Getriebes, wodurch sie gut zugänglich sind. Aufgrund dieser Anordnung an demselben axialen Ende des Getriebes könnten das erste, das zweite und/oder das vierte Schaltelement paarweise zusammengefasst oder alle gemeinsam über eine Versorgungsleitung versorgt werden. Das dritte Schaltelement liegt bevorzugt axial auf einer dem Getriebeeingang abgewandt liegenden Seite des ersten Planetenradsatzes.
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Im Sinne der Erfindung wird der Getriebeeingang bevorzugt durch eine Antriebswelle gebildet, über welche eine Antriebsbewegung in das Getriebe eingeleitet wird. Der Getriebeausgang kann im Rahmen der Erfindung als Abtriebswelle vorliegen, über welche die entsprechend des jeweils geschalteten Ganges übersetzte Antriebsbewegung aus dem Getriebe herausgeführt wird. Der Getriebeausgang kann aber auch durch die Verzahnung eines Zahnrades gebildet sein, an welcher die übersetzte Antriebsbewegung abgreifbar ist.
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Unter einer „Welle“ ist im Sinne der Erfindung ein rotierbares Bauteil des Getriebes zu verstehen, über welches jeweils Komponenten, insbesondere Zahnräder, des Getriebes axial und/oder radial drehfest miteinander verbunden sind oder über das eine derartige Verbindung bei Betätigung eines entsprechenden Schaltelements herstellbar ist. So kann die jeweilige Welle auch als Zwischenstück vorliegen, über welches eine jeweilige Komponente zum Beispiel radial mit dem Getriebeausgang verbunden wird.
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Gemäß dem nebengeordneten Anspruch 1 umfasst die Erfindung die technische Lehre, dass der Getriebeeingang zudem drehfest mit dem ersten Element des dritten Planetenradsatzes verbunden ist, dessen drittes Element am drehfesten Bauelement festgesetzt und dessen zweites Element über das fünfte Schaltelement drehfest mit dem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes und dem dritten Element des ersten Planetenradsatzes verbindbar ist.
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Das erste Element des dritten Planetenradsatzes ist also permanent drehfest mit dem Getriebeeingang verbunden, während das dritte Element des dritten Planetenradsatzes dauerhaft am drehfesten Bauelement festgesetzt ist. Das noch verbleibende zweite Element des dritten Planetenradsatzes kann über das fünfte Schaltelement drehfest mit dem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes und damit auch dem dritten Element des ersten Planetenradsatzes verbunden werden. Das fünfte Schaltelement ist also als Kupplung gestaltet, die bevorzugt axial zwischen dem zweiten Planetenradsatz und dem dritten Planetenradsatz vorgesehen ist.
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Ein gemäß dem nebengeordneten Anspruch 1 gestaltetes Getriebe zeichnet sich durch eine kompakte Bauweise, geringe Bauteilbelastungen und einen guten Verzahnungswirkungsgrad aus.
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Alternativ dazu umfasst die Erfindung entsprechend dem nebengeordneten Anspruch 2 die technische Lehre, dass der Getriebeeingang zudem über das fünfte Schaltelement drehfest mit dem ersten Element des dritten Planetenradsatzes verbindbar ist, dessen zweites Element drehfest mit dem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes und dem dritten Element des ersten Planetenradsatzes in Verbindung steht und dessen drittes Element am drehfesten Bauelement festgesetzt ist.
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In diesem Fall ist also das zweite Element des dritten Planetenradsatzes permanent drehfest mit dem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes und damit auch dem dritten Element des ersten Planetenradsatzes verbunden, wohingegen das dritte Element des dritten Planetenradsatzes dauerhaft an dem drehfesten Bauelement festgesetzt ist. Das noch verbleibende, erste Element des dritten Planetenradsatzes kann durch Schließen des fünften Schaltelements drehfest mit dem Getriebeeingang verbunden werden. Dabei ist das fünfte Schaltelement als Kupplung gestaltet und liegt axial bevorzugt auf einer dem Getriebeeingang abgewandten Seite des dritten Planetenradsatzes.
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Bei beiden vorgenannten Varianten eines erfindungsgemäßen Getriebes können sechs Vorwärtsgänge, sowie ein Rückwärtsgang realisiert werden. Dabei wird ein erster Vorwärtsgang durch Betätigen des ersten und des vierten Schaltelements geschaltet, während ein zweiter Vorwärtsgang durch Schließen des vierten und des fünften Schaltelements gebildet wird. Des Weiteren ergibt sich ein dritter Vorwärtsgang durch Betätigen des zweiten und des fünften Schaltelements, wohingegen ein vierter Vorwärtsgang durch Betätigen des ersten und des fünften Schaltelements schaltbar ist. Ferner kann ein fünfter Vorwärtsgang durch Schließen des dritten und des fünften Schaltelements dargestellt werden, wobei für die Schaltung eines sechsten Vorwärtsganges das erste und das dritte Schaltelement zu betätigen sind. Hingegen ergibt sich der Rückwärtsgang durch Betätigen des zweiten und des dritten Schaltelements.
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Bei geeigneter Wahl von Standgetriebeübersetzungen der Planetenradsätze wird hierdurch eine für die Anwendung im Bereich eines Kraftfahrzeuges geeignete Übersetzungsreihe realisiert. Für eine aufeinanderfolgende Schaltung der Vorwärtsgänge entsprechend ihrer Reihenfolge ist dabei stets der Zustand von je zwei Schaltelementen zu variieren, indem eines der am vorhergehenden Vorwärtsgang beteiligten Schaltelemente zu öffnen und ein anderes Schaltelement zur Darstellung des nachfolgenden Vorwärtsganges zu schließen ist. Dies hat dann auch zur Folge, dass ein Schalten zwischen den Gängen sehr zügig ablaufen kann.
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Vorteilhafterweise kann bei dem erfindungsgemäßen Getriebe ein Rückwärtsgang für einen Antrieb über die dem Getriebe vorgeschaltete Antriebsmaschine realisiert werden. Dies kann dabei alternativ oder auch ergänzend zu einer Anordnung einer Elektromaschine im Getriebe verwirklicht sein, um im Falle eines Ausfalls der Elektromaschine dennoch eine Rückwärtsfahrt des Kraftfahrzeuges verwirklichen zu können.
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In Weiterbildung der Erfindung sind der erste Planetenradsatz und der zweite Planetenradsatz gemeinsam in einer Radebene angeordnet, wobei der erste Planetenradsatz dabei radial innen zum zweiten Planetenradsatz liegt. In vorteilhafter Weise lässt sich hierdurch ein geschachtelter Aufbau des ersten und des zweiten Planetenradsatzes realisieren, wodurch eine axiale Baulänge des Getriebes reduziert werden kann.
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Es ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung, dass der jeweilige Planetenradsatz als Minusplanetenradsatz vorliegt, wobei es sich bei dem jeweiligen ersten Element des jeweiligen Planetenradsatzes um ein jeweiliges Sonnenrad, bei dem jeweiligen zweiten Element des jeweiligen Planetenradsatzes um einen jeweiligen Planetensteg und bei dem jeweiligen dritten Element des jeweiligen Planetenradsatzes um ein jeweiliges Hohlrad handelt. Ein Minusplanetensatz setzt sich auf dem Fachmann prinzipiell bekannte Art und Weise aus den Elementen Sonnenrad, Planetensteg und Hohlrad zusammen, wobei der Planetensteg mindestens ein, bevorzugt aber mehrere Planetenräder führt, die im Einzelnen jeweils sowohl mit dem Sonnenrad, als auch dem umliegenden Hohlrad kämmen. Von den drei Planetenradsätzen sind dann ein oder mehrere Planetenradsätze als derartige Minusplanetensätze gestaltet. Besonders bevorzugt liegen aber der erste und der dritte Planetenradsatz als Minusplanetensätze vor, wodurch sich ein besonders kompakter Aufbau realisieren lässt.
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Alternativ oder auch ergänzend dazu liegt der jeweilige Planetenradsatz als Plusplanetensatz vor, wobei es sich bei dem jeweiligen ersten Element des jeweiligen Planetenradsatzes dann um ein jeweiliges Sonnenrad, bei dem jeweiligen zweiten Element des jeweiligen Planetenradsatzes um ein jeweiliges Hohlrad und bei dem jeweiligen dritten Element des jeweiligen Planetenradsatzes um einen jeweiligen Planetensteg handelt. Bei einem Plusplanetensatz sind ebenfalls die Elemente Sonnenrad, Hohlrad und Planetensteg vorhanden, wobei Letzterer mindestens ein Planetenradpaar führt, bei welchem das eine Planetenrad mit dem innenliegenden Sonnenrad und das andere Planetenrad mit dem umliegenden Hohlrad im Zahneingriff steht, sowie die Planetenräder untereinander kämmen. Bei dem erfindungsgemäßen Getriebe können ein oder auch mehrere Planetenradsätze als derartige Plusplanetensätze ausgeführt sein, wobei es sich insbesondere bei dem zweiten Planetenradsatz um einen Plusplanetensatz handelt.
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Wo es eine Anbindung der einzelnen Elemente zulässt, kann ein Minusplanetensatz in einen Plusplanetensatz überführt werden, wobei dann gegenüber der Ausführung als Minusplanetensatz die Hohlrad- und die Planetensteganbindung miteinander zu tauschen, sowie eine jeweilige Getriebestandübersetzung um eins zu erhöhen ist. Umgekehrt könnte auch ein Plusplanetensatz durch einen Minusplanetensatz ersetzt werden, sofern die Anbindung der Elemente des Getriebes dies ermöglicht. Dabei wären dann im Vergleich zu dem Plusplanetensatz ebenfalls die Hohlrad- und die Planetensteganbindung miteinander zu tauschen, sowie eine jeweilige Getriebestandübersetzung um eins zu reduzieren. Wie bereits erwähnt, sind aber bevorzugt der erste und der dritte Planetenradsatz als Minusplanetensätze ausgeführt, während der zweite Planetenradsatz insbesondere als Plusplanetensatz vorliegt. Weiter bevorzugt weist der erste Planetenradsatz dabei eine Standübersetzung von –1,700 auf, während diese beim zweiten Planetenradsatz 1,900 und beim dritten Planetenradsatz –2,000 beträgt.
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In Weiterbildung der Erfindung sind ein oder mehrere Schaltelemente jeweils als kraftschlüssige Schaltelemente realisiert. Kraftschlüssige Schaltelemente haben den Vorteil, dass sie auch unter Last geschaltet werden können, so dass ein Wechsel zwischen den Gängen ohne Zugkraftunterbrechung vollziehbar ist. Besonders bevorzugt ist aber das vierte Schaltelement und/oder das fünfte Schaltelement jeweils als formschlüssiges Schaltelement ausgeführt, wie beispielsweise als Klauenkupplung oder Sperrsynchronisation. Denn das vierte Schaltelement ist an den ersten zwei Vorwärtsgängen beteiligt, so dass bei einer aufeinanderfolgenden Hochschaltung der Gänge hier nur ein Öffnen des vierten Schaltelements zu vollziehen ist. Das fünfte Schaltelement ist an der Schaltung des zweiten bis fünften Vorwärtsganges beteiligt, so dass hier, abgesehen von der Schaltung zwischen dem ersten und dem zweiten Vorwärtsgang, ein Öffnen im Zuge einer aufeinanderfolgenden Hochschaltung stattfindet. Ein formschlüssiges Schaltelement hat gegenüber einem kraftschlüssigen Schaltelement den Vorteil, dass im geöffneten Zustand nur geringe Schleppmomente auftreten, so dass sich ein höherer Wirkungsgrad realisieren lässt.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung liegen der Getriebeeingang und der Getriebeausgang koaxial zueinander. Hierbei ist der Getriebeeingang bevorzugt an einem axialen Ende des Getriebes vorgesehen, während der Getriebeausgang axial insbesondere in einer Ebene mit dem zweiten Planetenradsatz liegt. Weiter bevorzugt wird der Getriebeausgang dann durch eine Verzahnung gebildet, welche mit einer Verzahnung einer zur Getriebeeingangsachse achsparallel angeordneten Welle kämmt. Auf dieser Welle kann dann das Achsdifferential einer Antriebsachse angeordnet sein. Diese Art der Anordnung eignet sich besonders zur Anwendung in einem Kraftfahrzeug mit einem quer zur Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges ausgerichteten Antriebsstrang.
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In Weiterbildung der Erfindung ist eine Elektromaschine vorgesehen, deren Rotor mit einem der rotierbaren Bauelemente des Getriebes drehfest gekoppelt ist. Bevorzugt ist dann ein Stator der Elektromaschine drehfest mit dem drehfesten Bauelement des Getriebes verbunden, wobei die Elektromaschine hierbei elektromotorisch und/oder generatorisch betrieben werden kann, um unterschiedliche Funktionen zu realisieren. Insbesondere kann dabei ein rein elektrisches Fahren, ein Boosten über die Elektromaschine, ein Abbremsen und Rekuperieren und/oder ein Synchronisieren im Getriebe über die Elektromaschine vollzogen werden. Der Rotor der Elektromaschine kann dabei koaxial zu dem jeweiligen Bauelement liegen oder achsversetzt zu diesem angeordnet sein, wobei im letztgenannten Fall dann eine Koppelung über eine oder mehrere zwischenliegende Übersetzungsstufen, beispielsweise in Form von Stirnradstufen, oder auch einen Zugmitteltrieb realisiert sein kann.
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Bevorzugt ist der Rotor der Elektromaschine aber mit dem Getriebeeingang drehfest gekoppelt, wobei hierdurch ein rein elektrisches Fahren des Kraftfahrzeuges auf geeignete Art und Weise dargestellt wird. Weiter bevorzugt werden eines oder mehrere der Schaltelemente als interne Anfahrelemente für das elektrische Fahren verwendet. So kann dies vorliegend über das vierte Schaltelement sowohl für eine elektrische Vorwärts- als auch eine elektrische Rückwärtsfahrt dargestellt werden. Alternativ dazu können aber auch das erste und das fünfte Schaltelement als interne Anfahrelemente verwendet werden, wobei das erste Schaltelement dabei als Anfahrelement für eine elektrische Rückwärtsfahrt und das fünfte Schaltelement als Anfahrelement für eine elektrische Vorwärtsfahrt fungiert. Als weitere Alternative kann aber auch eine separate Anfahrkupplung zur Anwendung kommen, welche zwischen der Elektromaschine und dem Getrieberadsatz positioniert ist.
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Für das rein elektrische Fahren wird einer der Gänge im Getriebe geschaltet, wobei in den Vorwärtsgängen dabei auch eine Rückwärtsfahrt des Kraftfahrzeuges realisierbar ist, indem über die Elektromaschine eine entgegengesetzte Drehbewegung eingeleitet wird, wodurch die Rückwärtsfahrt des Kraftfahrzeuges im Übersetzungsverhältnis des jeweiligen Vorwärtsganges stattfindet. In der Folge können die Übersetzungsverhältnisse der Vorwärtsgänge sowohl für die elektrische Vorwärts- als auch für die elektrische Rückwärtsfahrt genutzt werden. Der Rotor der Elektromaschine könnte aber auch an eines der übrigen, rotierbaren Bauelemente des Getriebes angebunden sein.
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Entsprechend einer weiteren Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung, welche insbesondere in Kombination mit der vorgenannten Anordnung einer Elektromaschine realisiert wird, ist zudem eine Trennkupplung vorgesehen, über welche der Getriebeeingang mit einer Anschlusswelle drehfest verbindbar ist. Die Anschlusswelle dient dann innerhalb eines Kraftfahrzeugantriebsstranges der Anbindung an die Antriebsmaschine. Das Vorsehen der Trennkupplung hat dabei den Vorteil, dass im Zuge des rein elektrischen Fahrens eine Verbindung zur Antriebsmaschine unterbrochen werden kann, wodurch diese nicht mitgeschleppt wird. Die Trennkupplung ist dabei bevorzugt als kraftschlüssiges Schaltelement ausgeführt, wie beispielsweise als Lamellenkupplung, kann aber ebenso gut auch als formschlüssiges Schaltelement, wie beispielsweise als Klauenkupplung oder Sperrsynchronisation, vorliegen.
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Generell kann dem Getriebe prinzipiell ein Anfahrelement vorgeschaltet werden, beispielsweise ein hydrodynamischer Drehmomentwandler oder eine Reibkupplung. Dieses Anfahrelement kann dann auch Bestandteil des Getriebes sein und dient der Gestaltung eines Anfahrvorgangs, indem es eine Schlupfdrehzahl zwischen der Brennkraftmaschine und dem Getriebeeingang des Getriebes ermöglicht. Hierbei kann auch eines der Schaltelemente des Getriebes oder die evtl. vorhandene Trennkupplung als ein solches Anfahrelement ausgebildet sein, indem es bzw. sie als Reibschaltelement vorliegt. Zudem kann auf jeder Welle des Getriebes prinzipiell ein Freilauf zum Getriebegehäuse oder zu einer anderen Welle angeordnet werden.
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In Weiterbildung der Erfindung ist zudem eine Planetenstufe als Konstantstufe vorgesehen, von deren Elementen Sonnenrad, Hohlrad und Planetensteg ein erstes Element mit dem Getriebeausgang gekoppelt ist, während ein zweites Element der Planetenstufe permanent festgesetzt und ein drittes Element der Planetenstufe mit einem Abtrieb des Getriebes drehfest verbunden ist. Das Nachschalten einer Konstantstufe ermöglicht eine Modifikation der Übersetzung hin zu einer geeigneten Gesamtübersetzung. Eine als Planetenstufe ausgeführte Konstantstufe kann dabei auf kompakte Art und Weise angeordnet werden, wobei im Sinne der Erfindung prinzipiell auch eine Ausführung als Stirnradstufe denkbar wäre. Bevorzugt ist die Konstantstufe dabei mit in das Getriebe integriert, also innerhalb eines Getriebegehäuses liegend angeordnet. Alternativ dazu könnte die Konstantstufe dem Getriebe aber auch als separate Einheit innerhalb eines Antriebsstranges nachgeschaltet sein.
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Weiter bevorzugt ist der Getriebeausgang über eine Zwischenwelle mit dem ersten Element der Konstantstufe gekoppelt, wobei die Zwischenwelle zwei Stirnräder trägt, von denen ein Stirnrad mit einem mit dem Getriebeausgang verbundenen Stirnrad und ein Stirnrad mit einem mit dem ersten Element der Konstantstufe drehfest verbundenen Stirnrad kämmt. Insbesondere handelt es sich bei dem ersten Element der Konstantstufe dabei um das Sonnenrad der Planetenstufe, während das zweite Element als Hohlrad und das dritte Element als Planetensteg vorliegt. Das dritte Element der Konstantstufe kann dann direkt drehfest mit einer Antriebsseite eines nachfolgenden Differentials verbunden sein. So kann das dritte Element der Konstantstufe mit einem Abtrieb in Form eines Differentialkorbes des als Quer- oder Längsdifferential gestalteten Differentials verbunden sein.
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Das erfindungsgemäße Getriebe ist insbesondere Teil eines Kraftfahrzeugantriebsstranges und ist dann zwischen einer insbesondere als Brennkraftmaschine gestalteten Antriebsmaschine des Kraftfahrzeuges und weiteren, in Kraftflussrichtung zu Antriebsrädern des Kraftfahrzeuges folgenden Komponenten des Antriebsstranges angeordnet. Hierbei ist der Getriebeeingang des Getriebes entweder permanent drehfest mit einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine gekoppelt oder über eine zwischenliegende Trennkupplung bzw. ein Anfahrelement mit dieser verbindbar, wobei zwischen Brennkraftmaschine und Getriebe zudem ein Torsionsschwingungsdämpfer vorgesehen sein kann. Abtriebsseitig ist das Getriebe innerhalb des Kraftfahrzeugantriebsstranges dann bevorzugt mit einem Achsgetriebe einer Antriebsachse des Kraftfahrzeuges gekoppelt, wobei hier allerdings auch eine Anbindung an ein Längsdifferential vorliegen kann, über welches eine Verteilung auf mehrere angetriebene Achsen des Kraftfahrzeuges stattfindet. Das Achsgetriebe bzw. das Längsdifferential kann dabei mit dem Getriebe in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein. Ebenso kann auch ein Torsionsschwingungsdämpfer mit in dieses Gehäuse integriert sein.
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Dass zwei Bauelemente des Getriebes „verbunden“ sind bzw. „gekoppelt“ sind bzw. „miteinander in Verbindung stehen“, meint im Sinne der Erfindung eine permanente Verbindung dieser Bauelemente, so dass diese nicht unabhängig voneinander rotieren können. Insofern ist zwischen diesen Bauelementen, bei welchen es sich um Elemente der Planetenradsätze oder auch Wellen oder ein drehfestes Bauelement des Getriebes handeln kann, kein Schaltelement vorgesehen, sondern die entsprechenden Bauelemente sind starr miteinander gekoppelt.
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Ist hingegen ein Schaltelement zwischen zwei Bauelementen des Getriebes vorgesehen, so sind diese Bauelemente nicht permanent drehfest miteinander gekoppelt, sondern eine drehfeste Koppelung wird erst durch Betätigen des zwischenliegenden Schaltelements vorgenommen. Dabei bedeutet eine Betätigung des Schaltelements im Sinne der Erfindung, dass das betreffende Schaltelement in einen geschlossenen Zustand überführt wird und in der Folge die hieran unmittelbar anknüpfenden Bauelemente in ihren Drehbewegungen aneinander angleicht. Im Falle einer Ausgestaltung des betreffenden Schaltelements als formschlüssiges Schaltelement werden die hierüber unmittelbar drehfest miteinander verbundenen Bauelemente unter gleicher Drehzahl laufen, während im Falle eines kraftschlüssigen Schaltelements auch nach einem Betätigen desselbigen Drehzahlunterschiede zwischen den Bauelementen bestehen können. Dieser gewollte oder auch ungewollte Zustand wird im Rahmen der Erfindung dennoch als drehfeste Verbindung der jeweiligen Bauelemente über das Schaltelement bezeichnet.
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Die Erfindung ist nicht auf die angegebene Kombination der Merkmale der nebengeordneten oder der hiervon abhängigen Ansprüche beschränkt. Es ergeben sich darüber hinaus Möglichkeiten, einzelne Merkmale, auch soweit sie aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung oder unmittelbar aus den Zeichnungen hervorgehen, miteinander zu kombinieren. Die Bezugnahme der Ansprüche auf die Zeichnungen durch Verwendung von Bezugszeichen soll den Schutzumfang der Ansprüche nicht beschränken.
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Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung, die nachfolgend erläutert werden, sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt:
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1 eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugantriebsstranges, in welchem ein erfindungsgemäßes Getriebe zur Anwendung kommt;
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2 eine schematische Ansicht eines Getriebes entsprechend einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
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3 eine schematische Darstellung eines Getriebes gemäß einer zweiten Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung;
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4 eine schematische Ansicht eines Getriebes entsprechend einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
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5 eine schematische Darstellung eines Getriebes gemäß einer vierten Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung;
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6 eine schematische Ansicht eines Getriebes entsprechend einer fünften Ausführungsform der Erfindung;
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7 eine schematische Darstellung eines Getriebes gemäß einer sechsten Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung;
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8 eine schematische Ansicht eines Getriebes entsprechend einer siebten Ausführungsform der Erfindung; und
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9 ein beispielhaftes Schaltschema der Getriebe aus den 2 bis 8.
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1 zeigt eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugantriebsstranges, in welchem eine Verbrennungskraftmaschine VKM über einen zwischenliegenden Torsionsschwingungsdämpfer TS mit einem Getriebe G verbunden ist. Dem Getriebe G ist abtriebsseitig ein Achsgetriebe AG nachgeschaltet, über welches eine Antriebsleistung auf Antriebsräder DW einer Antriebsachse des Kraftfahrzeuges verteilt wird. Das Getriebe G und das Achsgetriebe AG sind dabei in einem gemeinsamen Getriebegehäuse zusammengefasst. Dabei kann auch der Torsionsschwingungsdämpfer TS mit in dieses Getriebegehäuse integriert sein.
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Aus 2 geht eine schematische Darstellung des Getriebes G gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung hervor. Wie zu erkennen ist, umfasst das Getriebe G einen ersten Planetenradsatz P1, einen zweiten Planetenradsatz P2 und einen dritten Planetenradsatz P3. Jeder der Planetenradsätze P1, P2 und P3 weist je ein erstes Element E11 bzw. E12 bzw. E13, je ein zweites Element E21 bzw. E22 bzw. E23 und je ein drittes Element E31 bzw. E32 bzw. E33 auf. Das jeweilige erste Element E11 bzw. E12 bzw. E13 ist dabei stets durch ein Sonnenrad des jeweiligen Planetenradsatzes P1 bzw. P2 bzw. P3 gebildet, während beim ersten Planetenradsatz P1 und beim dritten Planetenradsatz P3 das jeweilige zweite Element E21 bzw. E23 als je ein Planetensteg vorliegt. Das jeweils noch verbleibende, dritte Element E31 bzw. E33 wird dann beim ersten Planetenradsatz P1 und beim dritten Planetenradsatz P3 durch ein jeweiliges Hohlrad gebildet. Hingegen handelt es sich im Falle des zweiten Planetenradsatzes P2 beim zweiten Element E22 um ein Hohlrad und beim dritten Element E32 um einen Planetensteg.
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Die Planetenradsätze P1 und P3 sind vorliegend also jeweils als Minusplanetensätze gestaltet, bei welchen der jeweilige Planetensteg ein, bevorzugt aber mehrere Planetenräder drehbar gelagert führt, die im Einzelnen mit dem radial innenliegenden Sonnenrad und auch mit dem umliegenden Hohlrad im Zahneingriff stehen. Der zweite Planetenradsatz P2 liegt hingegen als Plusplanetensatz vor, bei welchem der Planetensteg mindestens ein Planetenradpaar trägt, von dessen Planetenrädern ein Planetenrad mit dem radial innenliegenden Sonnenrad und ein Planetenrad mit dem radial umliegenden Hohlrad im Zahneingriff steht, sowie die Planetenräder des Radpaares untereinander kämmen. Bevorzugt weist der erste Planetenradsatz P1 hierbei eine Standübersetzung von –1,700 auf, während diese im Falle des zweiten Planetenradsatzes P2 insbesondere 1,900 und im Falle des dritten Planetenradsatzes P3 bevorzugt –2,000 beträgt.
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Dort wo es die Anbindung zulässt, könnten aber auch einzelne oder auch beide Planetenradsätze P1 und P3 als Plusplanetensätze ausgeführt werden. Umgekehrt könnte auch der zweite Planetenradsatz P2, sofern es die Anbindung ermöglicht, als Minusplanetensatz realisiert sein. Im Vergleich zu einer jeweiligen Ausführung als Minusplanetensatz müsste dann für die Überführung in einen Plusplanetensatz das jeweilige zweite Element E21 bzw. E23 durch das jeweilige Hohlrad und das jeweilige dritte Element E31 bzw. E33 durch den jeweiligen Planetensteg gebildet und zudem eine jeweilige Getriebestandübersetzung um eins erhöht werden. Hingegen wäre bei einer Umwandlung des Plusplanetensatzes in einen Minusplanetensatz das zweite Element E22 als Planetensteg und das dritte Element E32 als Hohlrad auszuführen und die Getriebestandübersetzung um eins zu reduzieren.
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Wie in 2 zu erkennen ist, umfasst das Getriebe G insgesamt fünf Schaltelemente in Form eines ersten Schaltelements K1, eines zweiten Schaltelements B1, eines dritten Schaltelements K2, eines vierten Schaltelements B2 und eines fünften Schaltelements K3. Dabei sind die Schaltelemente K1, B1, K2, B2 und K3 jeweils als kraftschlüssige Schaltelemente ausgeführt und liegen bevorzugt als Lamellenschaltelemente vor. Zudem sind das erste Schaltelement K1, das dritte Schaltelement K2 und das fünfte Schaltelement K3 vorliegend als Kupplungen gestaltet, während das zweite Schaltelement B1 und das vierte Schaltelement B2 als Bremsen vorliegen.
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Eine Antriebswelle GW1, welche an einem Ende einen Getriebeeingang GW1-A des Getriebes G bildet, ist drehfest mit dem ersten Element E13 des dritten Planetenradsatzes P3 verbunden und kann zum einen über das erste Schaltelement K1 drehfest mit dem ersten Element E11 des ersten Planetenradsatzes P1 verbunden werden, welches zudem mittels des zweiten Schaltelements B1 an einem drehfesten Bauelement GG festsetzbar ist. Bei dem drehfesten Bauelement GG handelt es sich insbesondere um das Getriebegehäuse des Getriebes G oder einen Teil des Getriebegehäuses. Zum anderen kann die Antriebswelle GW1 und damit auch der Getriebeeingang GW1-A noch über das dritte Schaltelement K2 drehfest mit dem zweiten Element E21 des ersten Planetenradsatzes P1 verbunden werden, welches permanent drehfest mit dem dritten Element E32 des zweiten Planetenradsatzes P2 in Verbindung steht. Insofern resultiert eine Betätigung des dritten Schaltelements K2 auch in einer drehfesten Verbindung des dritten Elements E32 des zweiten Planetenradsatzes P2 mit der Antriebswelle GW1.
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Wie des Weiteren in 2 zu erkennen ist, können das zweite Element E21 des ersten Planetenradsatzes P1 und das dritte Element E32 des zweiten Planetenradsatzes P2 zudem gemeinsam mittels des vierten Schaltelements B2 am drehfesten Bauelement GG festgesetzt werden Ferner stehen das dritte Element E31 des ersten Planetenradsatzes P1 und das erste Element E12 des zweiten Planetenradsatzes P2 permanent drehfest miteinander in Verbindung und können gemeinsam durch Schließen des fünften Schaltelements K3 drehfest mit dem zweiten Element E23 des dritten Planetenradsatzes P3 verbunden werden, dessen drittes Element E33 dauerhaft am drehfesten Bauelement GG festgesetzt ist. Schließlich ist noch das zweite Element E22 des zweiten Planetenradsatzes über eine zwischenliegende Abtriebswelle GW2 drehfest mit einem Getriebeausgang GW2-A des Getriebes G verbunden.
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Die Planetenradsätze P1, P2 und P3 sind axial in der Reihenfolge erster Planetenradsatz P1, zweiter Planetenradsatz P2 und dritter Planetenradsatz P3 angeordnet, wobei das erste Schaltelement K1, das zweite Schaltelement B1 und das vierte Schaltelement B2 axial auf einer dem zweiten Planetenradsatz P2 abgewandt liegenden Seite des ersten Planetenradsatzes P1 platziert sind, auf welcher auch der Getriebeeingang GW1-A liegt. Vorliegend wäre daher eine Versorgung des zweiten Schaltelements B1 und des vierten Schaltelements B2 sowie ggf. auch des ersten Schaltelements K1 über eine gemeinsame Leitung möglich.
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Hingegen ist das dritte Schaltelement K2 axial zwischen dem ersten Planetenradsatz P1 und dem zweiten Planetenradsatz P2 angeordnet, während das fünfte Schaltelement K3 axial zwischen dem zweiten Planetenradsatz P2 und dem dritten Planetenradsatz P3 liegt.
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Der Getriebeeingang GW1-A und der Getriebeausgang GW2-A liegen koaxial zueinander, wobei der Getriebeausgang GW2-A dabei axial in einer Ebene mit dem zweiten Planetenradsatz P2 liegt. Der Getriebeeingang GW1-A dient im Kraftfahrzeugantriebsstrang aus 1 einer Anbindung an die Verbrennungskraftmaschine VKM, während das Getriebe G am Getriebeausgang GW2-A mit dem nachfolgenden Achsgetriebe AG verbunden ist. Bevorzugt wird der Getriebeausgang GW2-A hierbei durch eine Verzahnung gebildet, welche im verbauten Zustand des Getriebes G mit einer zugehörigen Verzahnung einer nicht dargestellten Welle kämmt. Diese Welle ist dann achsparallel zum Getriebeeingang GW1-A und dem Getriebeausgang GW2-A angeordnet, wobei auf dieser Welle dann ein Achsgetriebe angeordnet sein kann. Insofern ist das in 2 dargestellte Getriebe G für die Anwendung in einem Kraftfahrzeugantriebsstrang geeignet, welcher quer zur Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges ausgerichtet ist
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In 3 ist ein Getriebe G entsprechend einer zweiten Ausführungsform der Erfindung dargestellt, welche im Wesentlichen der Variante aus 2 entspricht. Unterschiedlich ist dabei aber, dass der erste Planetenradsatz P1 und der zweite Planetenradsatz P2 nun in einer gemeinsamen Radebene angeordnet sind, wobei der erste Planetenradsatz P1 dabei radial innenliegend zum zweiten Planetenradsatz P2 platziert ist. Dabei können das dritte Element E31 des ersten Planetenradsatzes P1 und das erste Element E12 des zweiten Planetenradsatzes P2 zu einem einstückigen Bauteil zusammengefasst sein, indem ein Hohlrad des innenliegenden Planetenradsatzes P1 entsprechend an seinem Außenumfang mit einer zusätzlichen Verzahnungen versehen wird, um zugleich auch das Sonnenrad des radial außenliegenden Planetenradsatzes P2 zu bilden. Alternativ dazu könnten das Hohlrad und das Sonnenrad aber auch als separate Komponenten des Getriebes G vorliegen, die drehfest miteinander verbunden sind.
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Das dritte Schaltelement K2 und das fünfte Schaltelement K3 liegen nun gemeinsam axial zwischen den Planetenradsätzen P1 und P2 einerseits und dem dritten Planetenradsatz P3 andererseits, so dass das dritte Schaltelement K2 und das fünfte Schaltelement K3 ggf. über eine gemeinsame Versorgungsleitung versorgt werden könnten. Im Übrigen entspricht die Ausführungsform nach 3 der vorhergehenden Variante nach 2, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.
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4 zeigt eine schematische Ansicht eines Getriebes G entsprechend einer dritten Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung, welche ebenfalls im Wesentlichen der in 2 dargestellten Variante entspricht. Im Unterschied zu der Variante nach 2 ist das erste Element E23 des dritten Planetenradsatzes P3 jedoch permanent drehfest mit dem ersten Element E12 des zweiten Planetenradsatzes P2 und dem dritten Element E31 des ersten Planetenradsatzes P1 verbunden, wohingegen das erste Element E13 des dritten Planetenradsatzes P3 nicht starr mit der Antriebswelle GW1 in Verbindung steht, sondern erst durch Schließen des fünften Schaltelements K3 drehfest mit der Antriebswelle GW1 verbunden wird. Das fünfte Schaltelement K3 ist dabei axial auf einer dem ersten Planetenradsatz P1 und dem zweiten Planetenradsatz P2 abgewandt liegenden Seite des dritten Planetenradsatzes P3 angeordnet. Im Übrigen entspricht die Ausführungsform nach 4 der Variante nach 2, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.
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Des Weiteren ist in 5 ein Getriebe G gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung dargestellt, welche weitestgehend der vorhergehenden Variante nach 4 entspricht. Im Unterschied dazu sind, wie schon bei der Ausgestaltungsmöglichkeit nach 3, der erste Planetenradsatz P1 und der zweite Planetenradsatz P2 in einer Radebene angeordnet, wobei der Planetenradsatz P1 dabei radial innen zum zweiten Planetenradsatz P2 liegt. Erneut könnten dabei das dritte Element E31 des ersten Planetenradsatzes P1 und das erste Element E12 des zweiten Planetenradsatzes P2 zu einem Bauteil zusammengefasst sein oder separat vorliegen, wie schon zu 3 beschrieben wurde. Schließlich liegen das dritte Schaltelement K2 und das fünfte Schaltelement K3 wiederum axial zwischen den Planetenradsätzen P1 und P2 auf der einen Seite und dem dritten Planetenradsatz P3 auf der anderen Seite. Im Übrigen entspricht die Ausführungsform nach 5 der Variante nach 4. Insofern wird auf das zu 4 Beschriebene Bezug genommen.
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Aus 6 geht eine schematische Darstellung eines Getriebes G entsprechend einer fünften Ausführungsform der Erfindung hervor. Auch diese Ausführungsform entspricht dabei im Wesentlichen der Variante nach 2, wobei im Unterschied dazu zusätzlich eine Elektromaschine EM vorgesehen ist, deren Stator S am drehfesten Bauelement GG festgesetzt ist, während ein Rotor R der Elektromaschine EM drehfest mit der Antriebswelle GW1 und damit auch dem Getriebeeingang GW1-A verbunden ist. Des Weiteren kann der Getriebeeingang GW1-A über eine zwischenliegende Trennkupplung K0, welche vorliegend als Lamellenschaltelement gestaltet ist, mit einer Anschlusswelle AN drehfest verbunden werden, welche wiederum mit einer Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine VKM mittels des zwischenliegenden Torsionsschwingungsdämpfers TS verbunden ist.
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Über die Elektromaschine EM kann dabei ein rein elektrisches Fahren realisiert werden, wobei in diesem Fall die Trennkupplung K0 geöffnet wird, um den Getriebeeingang GW1-A von der Anschlusswelle AN zu entkoppeln und die Verbrennungskraftmaschine VKM nicht mitzuschleppen. Als internes Anfahrelement für elektrische Vorwärts- und Rückwärtsfahrt kann dabei das vierte Schaltelement B2 herangezogen werden, wobei dies alternativ dazu für eine elektrische Rückwärtsfahrt auch über das erste Schaltelement K1 und für eine elektrische Vorwärtsfahrt auch über das fünfte Schaltelement K3 darstellbar wäre. Im Übrigen entspricht die Ausführungsform nach 6 der Variante nach 2, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.
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7 zeigt eine schematische Ansicht eines Getriebes G entsprechend einer sechsten Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung, welche weitestgehend der Variante aus 3 entspricht. Unterschiedlich ist dabei, dass nun zusätzlich eine Elektromaschine EM vorgesehen ist. Wie schon bei der Variante nach 6, weist diese Elektromaschine einen Stator S und einen Rotor R auf, wobei der Stator S an dem drehfesten Bauelement GG festgesetzt und der Rotor R drehfest mit dem Getriebeeingang GW1-A verbunden ist. Des Weiteren ist der Getriebeeingang GW1-A mit einer Trennkupplung K0 verbunden, welche vorliegend als Lamellenschaltelement gestaltet ist und über die der Getriebeeingang GW1-A mit einer Anschlusswelle AN drehfest verbunden werden kann. Die Anschlusswelle AN wiederum ist innerhalb des Kraftfahrzeugantriebsstranges mit einer Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine VKM mittels des zwischenliegenden Torsionsschwingungsdämpfers TS verbunden.
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Erneut kann über die Elektromaschine EM ein rein elektrisches Fahren realisiert werden, wobei in diesem Fall die Trennkupplung K0 geöffnet wird, um den Getriebeeingang GW1-A von der Anschlusswelle AN zu entkoppeln und die Verbrennungskraftmaschine VKM nicht mitzuschleppen. Als internes Anfahrelement für elektrische Vorwärts- und Rückwärtsfahrt könnte dabei das vierte Schaltelement B2 fungieren, während dies alternativ dazu für eine elektrische Rückwärtsfahrt auch über das erste Schaltelement K1 und für eine elektrische Vorwärtsfahrt auch über das fünfte Schaltelement K3 darstellbar wäre. Ansonsten entspricht die Ausführungsform nach 7 der Variante nach 3, so dass auf das zu 3 Beschriebene Bezug genommen wird.
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Schließlich zeigt 8 eine schematische Darstellung eines Getriebes G entsprechend einer siebten Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung, welche dabei weitestgehend der Variante nach 2 entspricht. Einziger Unterschied ist dabei, dass dem aus 2 bekannten Radsatz nun noch eine Konstantstufe KS in Form einer Planetenstufe PS nachgeschaltet ist. Diese Planetenstufe PS umfasst Elemente E1, E2 und E3, wobei das erste Element E1 dabei durch ein Sonnenrad, das zweite Element E2 durch ein Hohlrad und das dritte Element E3 durch einen Planetensteg gebildet ist. Der Planetensteg führt dabei mehrere Planetenräder, die sowohl mit dem radial innenliegenden Sonnenrad, als auch dem radial umliegenden Hohlrad kämmen. Insofern ist die Planetenstufe PS als Minusplanetensatz ausgeführt.
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Konkret ist das zweite Element E2 der Planetenstufe PS permanent festgesetzt, während das dritte Element E3 der Planetenstufe drehfest mit einem Abtrieb AB in Form eines Differentialkorbes DK des nachfolgenden Achsgetriebes AG verbunden ist. Das erste Element E1 der Planetenstufe PS ist mit dem Getriebeausgang GW2-A gekoppelt, wobei dies über zwei zwischenliegende Stirnradstufen SS1 und SS2 realisiert ist. So ist das drehfest mit dem Getriebeausgang GW2-A verbundene, zweite Element E22 des zweiten Planetenradsatzes P2 drehfest mit einem Stirnrad SR1 gekoppelt, welches mit einem drehfest auf einer Zwischenwelle ZW vorgesehenen Stirnrad SR2 im Zahneingriff steht. Dabei können das zweite Element E22 des zweiten Planetenradsatzes P2 und das Stirnrad SR1 einstückig ausgeführt sein, indem das als Hohlrad ausgeführte, zweite Element E22 des zweiten Planetenradsatzes P2 an einem Außenumfang mit einer Verzahnung versehen.
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Die beiden Stirnräder SR1 und SR2 bilden gemeinsam die erste Stirnradstufe SS1. Ebenfalls auf der Zwischenwelle ZW ist ein Stirnrad SR3 platziert, das mit einem Stirnrad SR4 kämmt. Das Stirnrad SR4 ist dann drehfest mit dem ersten Element E1 der Planetenstufe PS verbunden. Die Stirnräder SR3 und SR4 bilden gemeinsam die zweite Stirnradstufe SS2.
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Die Planetenstufe PS ist vorliegend mit in das Getriebe G integriert, wobei das zweite Element E2 der Planetenstufe PS dabei an dem drehfesten Bauelement GG festgesetzt ist. Prinzipiell könnte die Konstantstufe KS in Form der Planetenstufe PS aber auch separat zum Getriebe G vorliegen. Im Übrigen entspricht die Ausführungsform nach 8 der Variante nach 2, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.
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In 9 ist ein beispielhaftes Schaltschema für die jeweiligen Getriebe G aus den 2 bis 8 tabellarisch dargestellt. Wie zu erkennen ist, können hierbei jeweils insgesamt sechs Vorwärtsgänge 1 bis 6, sowie ein Rückwärtsgang R1 realisiert werden, wobei in den Spalten des Schaltschemas mit einem X jeweils gekennzeichnet ist, welches der Schaltelemente K1, B1, K2, B2 und K3 in welchem der Vorwärtsgänge 1 bis 6 und dem Rückwärtsgang R1 jeweils geschlossen ist. In jedem der Vorwärtsgänge 1 bis 6 und dem Rückwärtsgang R1 sind dabei jeweils zwei der Schaltelemente K1, B1, K2, B2 und K3 geschlossen, wobei bei einer aufeinanderfolgenden Schaltung der Vorwärtsgänge 1 bis 6 je eines der beteiligten Schaltelemente zu öffnen und ein anderes Schaltelement im Folgenden zu schließen ist.
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Wie in 9 zu erkennen ist, wird ein erster Vorwärtsgang 1 durch Betätigen des ersten Schaltelements K1 und des vierten Schaltelements B2 geschaltet, wobei hiervon ausgehend ein zweiter Vorwärtsgang 2 gebildet wird, indem das erste Schaltelement K1 geöffnet und im Folgenden das fünfte Schaltelement K3 geschlossen wird. Im Weiteren kann dann in einen dritten Vorwärtsgang 3 geschaltet werden, indem das vierte Schaltelement B2 geöffnet und das zweite Schaltelement B1 geschlossen wird. Ausgehend davon ergibt sich dann ein vierter Vorwärtsgang 4 durch Öffnen des zweiten Schaltelements B1 und Schließen des ersten Schaltelements K1. Darauffolgend ergibt sich ein fünfter Vorwärtsgang 5 durch Öffnen des ersten Schaltelements K1 und Betätigen des dritten Schaltelements K2, wobei hiervon ausgehend in einen sechsten Vorwärtsgang 6 geschaltet wird, indem das fünfte Schaltelement K3 geöffnet und das erste Schaltelement K1 geschlossen wird.
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Der Rückwärtsgang R1, in welchem eine Rückwärtsfahrt des Kraftfahrzeuges auch bei Antrieb über die Verbrennungskraftmaschine VKM realisiert werden kann, wird hingegen durch Schließen des zweiten Schaltelements B1 und des dritten Schaltelements K2 geschaltet.
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Wie in den 2 bis 8 dargestellt ist, sind die Schaltelemente B2 und K3 als kraftschlüssige Schaltelemente ausgeführt. Jedoch könnten die beiden Schaltelemente B2 und K3 jeweils auch als formschlüssiges Schaltelement, wie beispielsweise als Sperrsynchronisation oder als Klauenschaltelement, realisiert sein.
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Die in 8 gezeigte Anordnung einer Konstantstufe KS kann auch entsprechend bei den Varianten der 3 bis 7 zur Anwendung kommen, indem der Getriebeausgang GW2-A entsprechend mit der nachfolgenden Konstantstufe KS gekoppelt wird.
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Des Weiteren können auch die Getriebe G entsprechend der Ausführungsformen der 4 und 5, sowie 8 analog zu den Varianten gemäß den 6 und 7 hybridisiert werden.
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Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltungen kann ein Getriebe mit kompaktem Aufbau und einem guten Wirkungsgrad realisiert werden.
- G
- Getriebe
- GG
- Drehfestes Bauelement
- P1
- Erster Planetenradsatz
- E11
- Erstes Element des ersten Planetenradsatzes
- E21
- Zweites Element des ersten Planetenradsatzes
- E31
- Drittes Element des ersten Planetenradsatzes
- P2
- Zweiter Planetenradsatz
- E12
- Erstes Element des zweiten Planetenradsatzes
- E22
- Zweites Element des zweiten Planetenradsatzes
- E32
- Drittes Element des zweiten Planetenradsatzes
- P3
- Dritter Planetenradsatz
- E13
- Erstes Element des dritten Planetenradsatzes
- E23
- Zweites Element des dritten Planetenradsatzes
- E33
- Drittes Element des dritten Planetenradsatzes
- K1
- Erstes Schaltelement
- B1
- Zweites Schaltelement
- K2
- Drittes Schaltelement
- B2
- Viertes Schaltelement
- K3
- Fünftes Schaltelement
- 1
- Erster Vorwärtsgang
- 2
- Zweiter Vorwärtsgang
- 3
- Dritter Vorwärtsgang
- 4
- Vierter Vorwärtsgang
- 5
- Fünfter Vorwärtsgang
- 6
- Sechster Vorwärtsgang
- R1
- Rückwärtsgang
- GW1
- Antriebswelle
- GW1-A
- Getriebeeingang
- GW2
- Abtriebswelle
- GW2-A
- Getriebeausgang
- EM
- Elektromaschine
- S
- Stator
- R
- Rotor
- AN
- Anschlusswelle
- K0
- Trennkupplung
- VKM
- Verbrennungskraftmaschine
- TS
- Torsionsschwingungsdämpfer
- AG
- Achsgetriebe
- DW
- Antriebsräder
- KS
- Konstantstufe
- PS
- Planetenstufe
- E1
- erstes Element Planetenstufe
- E2
- zweites Element Planetenstufe
- E3
- drittes Element Planetenstufe
- AB
- Abtrieb
- DK
- Differentialkorb
- SS1
- erste Stirnradstufe
- SS2
- zweite Stirnradstufe
- SR1
- Stirnrad
- SR2
- Stirnrad
- SR3
- Stirnrad
- SR4
- Stirnrad
- ZW
- Zwischenwelle
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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