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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Getriebeanordnung für ein Kraftfahrzeug umfassend zumindest einen Planetenradsatz, zumindest eine Lamellenkupplung sowie zumindest eine hydraulische Betätigungseinheit zur Betätigung der Lamellenkupplung.
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Stand der Technik
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Derartige Getriebeanordnungen werden im Stand der Technik vielfach beschrieben, so beispielsweise in der Druckschrift
DE 10 2016 223 013 A1 , die ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug mit zumindest zwei gangbildenden Planetenradsätzen, zumindest einer Bremse sowie zwei Kupplungen beschreibt.
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Die Druckschrift
DE 10 2016 206 967 A1 offenbart ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug umfassend ein Schaltelement zum Herstellen einer wieder lösbaren Verbindung zwischen einem mehrgängigen Übersetzungsgetriebe und einer Welle, die mit einer Verbrennungskraftmaschine wirkverbunden ist und eine Betätigungsvorrichtung zum Betätigen des Schaltelements. Die Betätigungsvorrichtung weist einen verschiebbaren Kolben zum Betätigen des Schaltelements und einen Kolbenraum auf. Weiterhin umfasst das Getriebe einen Fluidkanal über den Fluid in den Kolbenraum zum Verschieben des Kolbens zuführbar ist. Ein Abschnitt des Fluidkanals erstreckt sich durch ein Vorübersetzungsgetriebe hindurch.
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Die Druckschriften
DE 32 04 891 A1 ,
DE 32 03 252 A1 und
US 4 640 152 A offenbaren jeweils eine Getriebeanordnung, die zumindest einen Planetenradsatz mit einem Planetenradträger, zumindest eine Lamellenkupplung mit einem Lamellenträger und zur Betätigung der Lamellenkupplung zumindest eine hydraulische Betätigungseinheit mit einem Hydraulikzylinder aufweisen, wobei der Hydraulikzylinder fest mit dem Planetenradträger verbunden ist.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es ist Aufgabe der Erfindung eine alternative Getriebeanordnung für ein Kraftfahrzeug anzugeben, die sich insbesondere durch einen kompakten sowie bauteiloptimierten Aufbau auszeichnet.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch eine Getriebeanordnung umfassend zumindest einen Planetenradsatz, wobei der Planetenradsatz einen Planetenradträger umfasst, zumindest eine Lamellenkupplung, wobei die Lamellenkupplung einen Lamellenträger umfasst, zumindest eine hydraulische Betätigungseinheit zur Betätigung der Lamellenkupplung, wobei die hydraulische Betätigungseinheit einen Hydraulikzylinder aufweist, wobei der Hydraulikzylinder der hydraulischen Betätigungseinheit fest mit dem Planetenradträger des Planetenradsatzes verbunden ist, wobei in dem Planetenradträger zumindest eine erste Fluidleitung ausgebildet ist, wobei die erste Fluidleitung zumindest mit dem Hydraulikzylinder der hydraulischen Betätigungseinheit fluidverbunden ist.
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Die erfindungsgemäße Getriebeanordnung weist zumindest einen Planetenradsatz, zumindest eine Lamellenkupplung sowie zumindest eine hydraulische Betätigungseinheit auf.
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Der Planetenradsatz dient der Bildung eines Ganges, d.h. eines festen Übersetzungsverhältnisses zwischen einem Antriebselement und einem Abtriebselement der Getriebeanordnung. Der Planetenradsatz umfasst erfindungsgemäß einen Planetenradträger.
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Die Lamellenkupplung dient als Schaltelement, dessen selektive Betätigung Elemente des Planetenradsatzes miteinander oder mit dem An- oder Abtriebselement der Getriebeanordnung antriebswirksam verbindet. Die Lamellenkupplung umfasst erfindungsgemäß einen Lamellenträger.
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Die hydraulische Betätigungseinheit dient der selektiven Betätigung der Lamellenkupplung. Die hydraulische Betätigungseinheit umfasst erfindungsgemäß einen Hydraulikzylinder.
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Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist der Hydraulikzylinder der hydraulischen Betätigungseinheit fest, d.h. drehfest sowie axial fest, mit dem Planetenradträger des Planetenradsatzes verbunden.
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Erfindungsgemäß ist in dem Planetenradträger zumindest eine erste Fluidleitung ausgebildet. Die erste Fluidleitung dient insbesondere der Leitung eines Hydraulikfluids durch den Planetenradträger des Planetenradsatzes. Die erste Fluidleitung ist entsprechend der vorliegenden Erfindung zumindest mit dem Hydraulikzylinder der hydraulischen Betätigungseinheit fluidverbunden.
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Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie den beigefügten Zeichnungen angegeben.
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In einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung ist der Hydraulikzylinder der hydraulischen Betätigungseinheit zudem fest, d.h. drehfest und axial fest, mit dem Lamellenträger der Lamellenkupplung verbunden.
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Der Hydraulikzylinder der hydraulischen Betätigungseinheit kann einteilig mit dem Planetenradträger des Planetenradsatzes und/oder einteilig mit dem Lamellenträger der Lamellenkupplung ausgeführt sein.
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Der Planetenradträger ist vorzugsweise fest, d.h. drehfest und axial fest, auf einer Welle der Getriebeanordnung angeordnet, wobei in der Welle zumindest eine zweite Fluidleitung ausgebildet ist, die mit der ersten Fluidleitung des Planetenträgers und somit mit dem Hydraulikzylinder fluidverbunden ist. Die zweite Fluidleitung dient insbesondere der Leitung eines Kühlfluids durch die Welle zum Planetenträger des Planetenradsatzes hin.
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Der Planetenradsatz umfasst bevorzugt zumindest drei um ein Sonnenrad umfänglich gleichmäßig beabstandet angeordnete Planetenräder, wobei die Planetenräder drehbar auf jeweils einer Achse des Planetenradträgers gelagert sind. In einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung ist die erste Fluidleitung in einer Achse des Planetenträgers ausgebildet ist, auf der kein Planetenrad gelagert ist.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Getriebeanordnung umfasst diese zumindest eine Bremse. Die Lamellenkupplung und die Bremse sind vorzugsweise im Wesentlichen an der gleichen axialen Position angeordnet, d.h. sie weisen keinen axialen Versatz zueinander auf und sind in Bezug auf eine zentrale radiale Achse durch die Lamellenkupplung im Wesentlichen koaxial angeordnet.
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Die Begrifflichkeit „radial“ beschreibt eine Richtung normal auf die zentrale Drehachse der Abtriebswelle der Getriebeanordnung.
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Figurenliste
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Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
- 1 zeigt eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Getriebeanordnung.
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Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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Die erfindungsgemäße Getriebeanordnung 1 entsprechend der 1 umfasst einen Planetenradsatz 2, eine Lamellenkupplung 4 und eine hydraulische Betätigungseinheit 6.
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Die Lamellenkupplung 4 weist im Wesentlichen einen allgemein bekannten Aufbau auf. Sie umfasst eine Vielzahl von Außenlamellen 11, die an einem Außenlamellenträger 13 angeordnet sind und eine Vielzahl von Innenlamellen 12, die an einem Innenlamellenträger 14 angeordnet sind. Sämtliche Außenlamellen 11 und Innenlamellen 12 bilden ein Lamellenpaket aus, in dem die Außenlamellen 11 und Innenlamellen 12 alternierend angeordnet sind.
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Ein Antriebs- bzw. Eingangselement der Getriebeanordnung 1 wird durch ein Stirnrad 15 ausgebildet. Dieses wird von einer Antriebseinheit, wie beispielsweise einer elektrischen Maschine, angetrieben. Stellt die Antriebseinheit eine elektrische Maschine dar, so steht das Stirnrad 15 üblicherweise mit einem Ritzel einer Rotorwelle der elektrischen Maschine im Zahneingriff.
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Der Planetenradsatz 2 umfasst ein Sonnenrad 16, zumindest drei um das Sonnenrad 16 gleichmäßig beabstandet angeordnete Planetenräder 17 sowie zumindest ein die Planetenräder 17 umfassendes Hohlrad 18. Die Planetenräder 17 sind drehbar auf jeweils einer Achse eines Planetenradträgers 3 gelagert und weisen jeweils eine Planetenradverzahnung auf, die zum einen in eine Außenverzahnung des Sonnenrads 16 und zum anderen in eine Innenverzahnung des Hohlrads 18 eingreift.
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Das Stirnrad 15 ist mit dem Hohlrad 18 des Planetenradsatzes 2 drehverbunden und an einem Abtriebselement, nämlich einer Abtriebswelle 19, der Getriebeanordnung 1 drehbar gelagert. Die Abtriebswelle 19 ist wiederum mit dem Planetenradträger 3 des Planetenradsatzes 2 drehverbunden, d.h. der Planetenradträger 3 ist fest mit der Abtriebswelle 19 der Getriebeanordnung 1 verbunden.
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Das Sonnenrad 16 des Planetenradsatzes 2 ist über ein Nadellager 20 an der Abtriebswelle 19 drehbar gelagert und zum einen mit dem Innenlamellenträger 14 der Lamellenkupplung 4 drehverbunden und zum anderen mit einem weiteren Innenlamellenträger 22 einer Bremse 21 drehverbunden.
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Die hydraulische Betätigungseinheit 6 umfasst im Wesentlichen einen Hydraulikzylinder 7 und einen Kolben 23. Der Hydraulikzylinder 7 der hydraulischen Betätigungseinheit 6 ist zum einen fest mit dem Planetenradträger 3 des Planetenradsatzes 2 und zum anderen fest mit dem Außenlamellenträger 13 der Lamellenkupplung 4 verbunden. Planetenradträger 3, Hydraulikzylinder 7 sowie Außenlamellenträger 13 stellen somit eine bauliche Einheit dar. Durch die feste Verbindung zwischen dem Hydraulikzylinder 7 der hydraulischen Betätigungseinheit 6 und dem Außenlamellenträger 13 der Lamellenkupplung 4 kann durch Betätigung der Lamellenkupplung 4 eine Drehverbindung zwischen dem Planetenradträger 3 und dem Sonnenrad 16 des Planetenradsatzes 2 hergestellt werden.
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Über die Bremse 21 kann eine Drehverbindung zwischen dem Sonnenrad 16 des Planetenradsatzes 2 und einem Gehäuse 25 der Getriebeanordnung 1 hergestellt werden.
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Die Bremse 21 und die Lamellenkupplung 4 sind in Bezug auf eine zentrale Drehachse 32 der Abtriebswelle 19 der Getriebeanordnung 1 im Wesentlichen an der gleichen axialen Position angeordnet und in Bezug auf eine zentrale radiale Achse durch die Lamellenkupplung 4 im Wesentlichen koaxial zueinander angeordnet.
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Die Begrifflichkeit „axial“ beschreibt eine Richtung entlang oder parallel zu der zentralen Drehachse 32 der Abtriebswelle 19 der Getriebeanordnung 1.
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Die Begrifflichkeit „radial“ beschreibt eine Richtung normal auf die zentrale Drehachse 32.
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Der Kolben 23 der hydraulischen Betätigungseinheit 6 ist als sogenannter „drehender“ Kolben ausgeführt, d.h. er dreht sich mit dem Planetenradträger 3 des Planetenradsatzes 2. Im Gegensatz dazu ist ein Kolben 24 zur Betätigung der Bremse 21 als sogenannter „stehender“ Kolben ausgeführt, d.h. er ist in Umfangsrichtung gehäusefest, d.h. fest an dem Gehäuse 25 der Getriebeanordnung 1, montiert.
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Die Abtriebswelle 19 weist eine Axialbohrung 28 und mehrere zu dem Planetenradträger 3 hin ausgerichtete Radialbohrungen 29 auf. Weiterhin weist die Abtriebswelle 19 im Bereich der radial außen liegenden Enden der Radialbohrungen 29 eine Umfangsnut auf, sodass die Radialbohrungen 29 an dem Planetenradträger 3 in Umfangsrichtung nicht ausgerichtet werden müssen. Die Axialbohrung 28, die Radialbohrungen 29 sowie die Umfangsnut bilden eine zweite Fluidleitung 9 aus. Der Planetenradträger 3 des Planetenradsatzes 2 ist ebenfalls mit einer Bohrung 30 versehen und mit je einem Hydraulikzylinder drehverbunden. Die Bohrung 30 in dem Planetenradträger 3 stellt eine erste Fluidleitung 8 dar. Der Planetenradträger 3 umfasst neben den Achsen auf denen jeweils ein Planetenrad 17 drehbar gelagert ist zumindest eine weitere Achse auf der kein Planetenrad 17 gelagert ist. In dieser weiteren Achse ist die erste Fluidleitung 8 ausgebildet.
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„Radial außen“ beschreibt eine Position die in Bezug auf die zentrale Drehachse 32 der Abtriebswelle 19 in radialer Richtung weiter entfernt von dieser liegt als eine Position „radial innen“.
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Der Hydraulikzylinder 7 der hydraulischen Betätigungseinheit 6 weist einen Druckraum 26 und einen Druckausgleichsraum 27 auf. Der Druckraum 26 wird bei Bedarf über die erste Fluidleitung 8 und die zweite Fluidleitung 9 mit Hydraulikfluid beaufschlagt. Der Druckausgleichsraum 27 wird über eine Kühlfluidzuführung 31 mit Kühlfluid bedient. Das Kühlfluid verbreitet sich grundsätzlich innerhalb der Lamellenkupplung 4, dem Druckausgleichsraum 27 sowie hin zu dem Nadellagern 20 des Sonnenrads 16. Durch den Druckausgleichsraum 27 soll eine durch Fliehkraft hervorgerufene Kraft auf das Hydraulikfluid im Druckraum 26 ausgeglichen werden. Im Optimalfall befindet sich im nicht-betätigten Zustand der Lamellenkupplung 4 gleich viel Hydraulikfluid im Druckraum 26 wie Kühlfluid im Druckausgleichsraum 27, sodass der Kolben 23 der hydraulischen Betätigungseinheit 6 drehzahlunabhängig und kontrolliert gesteuert bzw. geregelt werden kann.
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Bei dem Hydraulikfluid und dem Kühlfluid kann es sich um dasselbe Fluid handeln, oder aber um unterschiedliche Fluide.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Getriebeanordnung
- 2
- Planetenradsatz
- 3
- Planetenradträger
- 4
- Lamellenkupplung
- 5
- Lamellenträger
- 6
- Hydraulische Betätigungseinheit
- 7
- Hydraulikzylinder
- 8
- Erste Fluidleitung
- 9
- Zweite Fluidleitung
- 10
- Welle
- 11
- Außenlamellen
- 12
- Innenlamellen
- 13
- Außenlamellenträger
- 14
- Innenlamellenträger (der Lamellenkupplung)
- 15
- Stirnrad
- 16
- Sonnenrad
- 17
- Planetenrad
- 18
- Hohlrad
- 19
- Abtriebswelle
- 20
- Nadellager
- 21
- Bremse
- 22
- Innenlamellenträger (der Bremse)
- 23
- Kolben (der hydraulischen Betätigungseinheit)
- 24
- Kolben (zur Betätigung der Bremse)
- 25
- Gehäuse
- 26
- Druckraum
- 27
- Druckausgleichsraum
- 28
- Axialbohrung
- 29
- Radialbohrung
- 30
- Bohrung
- 31
- Kühlfluidzuführung
- 32
- Zentrale Drehachse
