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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Getriebe, insbesondere zur Verwendung in Kraftfahrzeugen.
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Ein Getriebe bezeichnet hier insbesondere ein mehrgängiges Getriebe, bei dem eine vordefinierte Anzahl an Gängen, also festen Übersetzungsverhältnissen zwischen Getriebeeingang und Getriebeausgang, durch Schaltelemente automatisch schaltbar ist. Bei den Schaltelementen handelt es sich hier beispielsweise um Kupplungen oder Bremsen.
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Die
DE 10 2008 032 015 offenbart ein Lastschaltgetriebe mit zehn Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang. Dabei weist das Lastschaltgetriebe drei Planetenradsätze auf, welche durch sechs Drehmomentübertragungseinrichtungen, davon zwei feste Verbindungen und vier Kupplungen, in verschiedenen Kombinationen miteinander verschaltbar sind. Ein Drehmoment ist über ein Antriebselement in das Lastschaltgetriebe einleitbar und unter Berücksichtigung des jeweiligen Übersetzungsverhältnisses auf ein Abtriebselement übertragbar. Das Antriebselement und das Abtriebselement sind dabei koaxial zueinander angeordnet.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Getriebe der eingangs genannten Art vorzuschlagen, welches geringe Gangsprünge bei einer hohen Getriebespreizung aufweist, gleichzeitig bezüglich des benötigten Bauraums optimiert ist und/oder einen hohen Wirkungsgrad aufweist.
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Unter einer Getriebespreizung ist der Quotient aus dem Übersetzungsverhältnis des niedrigsten Gangs und dem Übersetzungsverhältnis des höchsten Gangs zu verstehen, wobei der niedrigste Gang das größte Übersetzungsverhältnis und der höchste Gang das geringste Übersetzungsverhältnis aufweist. Bei einem Übersetzungsverhältnis von i < 1,0 erfolgt eine Übersetzung ins Schnelle, das heißt, dass an dem Getriebeausgang eine höhere Drehzahl anliegt als an dem Getriebeeingang.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Getriebe gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst. Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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Das Getriebe umfasst wenigstens eine Antriebswelle, eine Abtriebswelle, ein Gehäuse und sechs Schaltelemente. Über die Antriebswelle wird besonders bevorzugt ein Drehmoment beziehungsweise eine Rotationsbewegung einer Antriebsquelle, beispielsweise eines Verbrennungsmotors, in das Getriebe eingeleitet. In bevorzugter Weise befindet sich zwischen der Antriebsquelle und der Antriebswelle ein Anfahrelement, wie etwa ein hydrodynamischer Drehmomentwandler oder eine Strömungskupplung.
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Unter einer Welle ist nachfolgend nicht ausschließlich ein beispielsweise zylindrisches, drehbar gelagertes Maschinenelement zur Übertragung von Drehmomenten zu verstehen, sondern vielmehr sind hierunter auch allgemeine Verbindungselemente zu verstehen, die einzelne Bauteile oder Elemente miteinander verbinden, insbesondere Verbindungselemente, die mehrere Elemente drehfest miteinander verbinden.
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Zwei Elemente werden insbesondere als miteinander verbunden bezeichnet, wenn zwischen den Elementen eine feste, insbesondere drehfeste Verbindung besteht. Insbesondere drehen solche verbundenen Elemente mit der gleichen Drehzahl.
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Zwei Elemente werden im Weiteren als verbindbar bezeichnet, wenn zwischen diesen Elementen eine lösbare drehfeste Verbindung besteht. Insbesondere drehen solche Elemente, wenn die Verbindung besteht mit der gleichen Drehzahl.
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Die verschiedenen Bauteile und Elemente der genannten Erfindung können dabei über eine Welle beziehungsweise ein Verbindungselement, aber auch direkt, beispielsweise mittels einer Schweiß-, Press- oder einer sonstigen Verbindung, miteinander verbunden sein.
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Die sechs Schaltelemente umfassen besonders bevorzugt eine erste Bremse, eine zweite Bremse, eine erste Kupplung, eine zweite Kupplung, eine dritte Kupplung und eine vierte Kupplung.
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Kupplungen beschreiben dabei Schaltelemente, welche, je nach Betätigungszustand, eine Relativbewegung zwischen zwei Bauteilen zulassen oder eine Verbindung zur Übertragung eines Drehmoments darstellen. Unter einer Relativbewegung ist beispielsweise eine Rotation zweier Bauteile zu verstehen, wobei die Drehzahl des ersten Bauteils und die Drehzahl des zweiten Bauteils voneinander abweichen. Darüber hinaus ist auch die Rotation nur eines der beiden Bauteile denkbar, während das andere Bauteil stillsteht oder in entgegengesetzter Richtung rotiert.
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Im Folgenden ist unter einer nicht betätigten Kupplung eine geöffnete Kupplung zu verstehen. Dies bedeutet, dass eine Relativbewegung zwischen den beiden Bauteilen möglich ist. Bei betätigter beziehungsweise geschlossener Kupplung rotieren die beiden Bauteile dementsprechend mit gleicher Drehzahl in dieselbe Richtung.
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Unter einer Bremse ist ein Schaltelement zu verstehen, welches auf einer Seite mit einem feststehenden Element, beispielsweise einem Gehäuse, und auf einer anderen Seite mit einem rotierbaren Element verbunden ist. Im Folgenden ist unter einer nicht betätigten Bremse eine geöffnete Bremse zu verstehen. Dies bedeutet, dass sich das rotierbare Bauteil im Freilauf befindet, das heißt, dass die Bremse bevorzugt keinen Einfluss auf die Drehzahl des rotierbaren Bauteils nimmt. Bei betätigter beziehungsweise geschlossener Bremse erfolgt eine Reduzierung der Drehzahl des rotierbaren Bauteils bis hin zum Stillstand, das heißt, dass eine Verbindung zwischen rotierbarem Element und feststehendem Element herstellbar ist.
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Grundsätzlich ist auch eine Verwendung von Schaltelementen möglich, die in nicht betätigtem Zustand geschlossen und in betätigtem Zustand geöffnet sind. Dementsprechend sind die Zuordnungen zwischen Funktion und Schaltzustand der oben beschriebenen Schaltzustände in umgekehrter Weise zu verstehen. Bei den nachfolgenden Ausführungsbeispielen wird zunächst eine Anordnung zugrunde gelegt, in der ein betätigtes Schaltelement geschlossen und ein nicht betätigtes Schaltelement geöffnet ist.
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Weiter umfasst das Getriebe einen ersten Planetenradsatz, einen zweiten Planetenradsatz und einen dritten Planetenradsatz.
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Ein Planetenradsatz umfasst dabei ein Sonnenrad, einen Planetenträger und ein Hohlrad. An dem Planetenträger drehbar gelagert sind Planetenräder, welche mit der Verzahnung des Sonnenrades und/oder mit der Verzahnung des Hohlrads kämmen.
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Nachfolgend beschreibt ein Minus-Planetenradsatz einen Einzel-Planetenradsatz mit einem Planetenträger, an dem die Planetenräder drehbar gelagert sind, mit einem Sonnenrad und mit einem Hohlrad, wobei die Verzahnung zumindest eines der Planetenräder sowohl mit der Verzahnung des Sonnenrades, als auch mit der Verzahnung des Hohlrades kämmt, wodurch das Hohlrad und das Sonnenrad in entgegengesetzte Drehrichtungen rotieren, wenn das Sonnenrad bei feststehendem Planetenträger rotiert.
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Ein Plus-Planetenradsatz unterscheidet sich zu dem gerade beschriebenen Minus-Planetenradsatz dahingehend, dass der Plus-Planetenradsatz innere und äußere Planetenräder aufweist, welche drehbar an dem Planetenträger gelagert sind. Die Verzahnung der inneren Planetenräder kämmt dabei einerseits mit der Verzahnung des Sonnenrads und andererseits mit der Verzahnung der äußeren Planetenräder. Die Verzahnung der äußeren Planetenräder kämmt darüber hinaus mit der Verzahnung des Hohlrades. Dies hat zur Folge, dass bei feststehendem Planetenträger das Hohlrad und das Sonnenrad in die gleiche Drehrichtung rotieren.
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Durch die Verwendung von Planetenradsätzen können besonders kompakte Getriebe realisiert werden, wodurch eine große Freiheit bei der Anordnung des Getriebes in dem Fahrzeug erreicht wird.
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Unter den Elementen eines Planetenradsatzes werden insbesondere das Sonnenrad, das Hohlrad, der Planetenträger und die Planetenräder des Planetenradsatzes verstanden.
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Besonders bevorzugt sind die Schaltelemente selektiv, also einzeln und bedarfsgerecht betätigbar, wodurch zehn Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang durch unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle realisierbar sind. Aufgrund der zahlreichen Gänge wird es möglich, eine feine Gangabstufung bei einer großen Getriebespreizung zu realisieren und somit beispielsweise den Verbrennungsmotor in einem optimalen Drehzahlbereich und damit wirtschaftlich zu betreiben. Gleichzeitig trägt dies zu einer Erhöhung des Fahrkomforts bei, da der Verbrennungsmotor bevorzugt auf einem niedrigen Drehzahlniveau betreibbar ist. Somit werden beispielsweise auch Lärmemissionen reduziert, welche durch den Betrieb des Verbrennungsmotors entstehen.
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Weiter bevorzugt sind die Antriebswelle und die Abtriebswelle zueinander axial versetzt angeordnet. Dies führt beispielsweise zu einem besonders geringen axialen Bauraumbedarf des Getriebes. Dadurch eignet sich das Getriebe in besonders bevorzugter Weise für die Verwendung in einem Fahrzeug mit einer Front-Quer-Anordnung des Antriebsstrangs.
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Unter einer Front-Quer-Anordnung des Antriebstrangs ist zu verstehen, dass die Antriebsquelle, beispielsweise ein Verbrennungsmotor, quer zu der Fahrtrichtung in dem Fahrzeug verbaut ist und bevorzugt die Räder der vorderen Achse durch die Antriebsquelle beziehungsweise das Getriebe antreibbar sind.
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Unter verbindbar ist nachfolgend zu verstehen, dass zwischen zwei Elementen eine lösbare Verbindung herstellbar ist. Dies bedeutet beispielsweise, dass bevorzugt durch Schaltelemente, je nach Betätigungszustand, eine drehfeste Verbindung zwischen zwei Elementen zur Übertragung einer Rotationsbewegung vorliegt, oder die zwei Elemente rotatorisch voneinander entkoppelt sind. In diesem Fall findet keine Übertragung einer Rotationsbewegung statt.
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Im Gegensatz dazu ist unter verbunden zu verstehen, dass eine dauerhafte feste Verbindung zwischen zwei Elementen besteht, wodurch beispielsweise permanent eine Rotationsbewegung von dem einen Element auf das andere Element übertragbar ist.
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Weiter bevorzugt ist die Antriebswelle über die erste Kupplung mit dem Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes und mit der zweiten Bremse verbindbar. Weiter bevorzugt ist die Antriebswelle über die zweite Kupplung mit dem Planetenträger des dritten Planetenradsatzes verbindbar, wobei der Planetenträger des dritten Planetenradsatzes weiter mit der ersten Bremse verbindbar ist. Hierdurch wird eine Vielzahl an Freiheitsgraden bezüglich der Planetenradsätze erreicht, so dass eine Vielzahl an Gängen bei Verwendung von vergleichsweise wenigen Schaltelementen und Planetenradsätzen realisierbar ist.
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Besonders bevorzugt sind die drei Planetenradsätze, beginnend an dem Getriebeeingang in der Reihenfolge erster Planetenradsatz, zweiter Planetenradsatz, dritter Planetenradsatz koaxial zu der Antriebswelle angeordnet. Darüber hinaus sind die Schaltelemente besonders bevorzugt so angeordnet, dass sie von außen gut zugänglich sind.
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Der Wirkungsgrad des Getriebes kann bevorzugt dadurch erhöht werden, dass bei den Schaltelementen für die Änderung des Schaltzustands, nicht jedoch für das Beibehalten des Schaltzustands selbst Energie benötigt wird. Hier eignen sich in besonderer Weise bedarfsgerecht betätigbare Schaltelemente, wie beispielsweise elektromechanische Schaltelemente oder elektromagnetische Schaltelemente. Sie zeichnen sich, insbesondere im Vergleich zu konventionell hydraulisch betätigbaren Schaltelementen, durch einen besonders geringen und effizienten Energiebedarf aus, da sie nahezu verlustfrei betreibbar sind. Darüber hinaus kann bei der oben genannten Lösung vorteilhaft darauf verzichtet werden, permanent einen Steuerdruck für die Betätigung der beispielsweise konventionell hydraulischen Schaltelemente vorzuhalten, beziehungsweise das Schaltelement im geschalteten Zustand permanent mit dem erforderlichen Hydraulikdruck zu beaufschlagen. Hierdurch können beispielsweise weitere Bauteile wie eine Hydraulikpumpe entfallen, soweit diese ausschließlich der Ansteuerung und Versorgung der konventionell hydraulisch betätigbaren Schaltelemente dienen. Erfolgt die Versorgung weiterer Bauteile mit Schmiermittel nicht über eine separate Schmiermittelpumpe sondern über die gleiche Hydraulikpumpe, so kann diese zumindest kleiner dimensioniert werden. Auch eventuell auftretende Undichtigkeiten an Ölübergabestellen des Hydraulikkreislaufs, insbesondere bei rotierenden Bauteilen entfallen. Dies trägt besonders bevorzugt ebenfalls zu einer Effizienzsteigerung des Getriebes in Form eines höheren Wirkungsgrades bei. Bei der Verwendung von bedarfsgerecht betätigbaren Schaltelementen der oben genannten Art ist es besonders vorteilhaft, wenn diese von außen gut zugänglich sind. Dies hat unter anderem den Vorteil, dass die benötigte Schaltenergie den Schaltelementen gut zugeführt werden kann. Daher sind die Schaltelemente besonders bevorzugt so angeordnet, dass sie von außen gut zugänglich sind. Von außen gut zugänglich bedeutet im Sinne der Schaltelemente, dass zwischen Gehäuse und Schaltelement keine weiteren Bauteile angeordnet sind, beziehungsweise, dass die Schaltelemente besonders bevorzugt an der Antriebswelle oder an der Abtriebswelle angeordnet sind.
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Ein Getriebeeingang beschreibt dabei einen Ort eines Getriebes, an dem im Fahrbetrieb ein Drehmoment von der Antriebsquelle in das Getriebe eingeleitet wird. Im Gegensatz dazu ist unter einem Getriebeausgang ein Ort des Getriebes zu verstehen, an welchem das Drehmoment unter Berücksichtigung der entsprechenden Übersetzungsverhältnisse beispielsweise in ein Verteilergetriebe eingeleitet beziehungsweise auf Antriebswellen des Fahrzeugs übertragen wird.
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In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel weist das Getriebe einen ersten Stirntrieb und einen zweiten Stirntrieb auf. Über den ersten Stirntrieb und/oder den zweiten Stirntrieb ist, je nach Betätigung der Schaltelemente, ein Drehmoment beziehungsweise eine Rotationsbewegung zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle übertragbar. Die Schaltelemente, Stirntriebe und Planetenradsätze sind dabei besonders bevorzugt beginnend an dem Getriebeeingang in der Reihenfolge erste Kupplung, zweite Kupplung, dritte Kupplung, erster Stirntrieb, zweiter Stirntrieb, erster Planetenradsatz, zweiter Planetenradsatz, dritter Planetenradsatz, erste Bremse, zweite Bremse entlang der Antriebswelle angeordnet. Die vierte Kupplung ist koaxial zu der Abtriebswelle an einem, dem Getriebeausgang gegenüberliegenden Ende der Abtriebswelle angeordnet. Der Getriebeausgang und der Getriebeeingang zeigen dabei in die gleiche Richtung. Durch diese Anordnung eignet sich das Getriebe besonders bevorzugt für die Verwendung in Fahrzeugen mit einer Front-Quer-Anordnung des Antriebsstrangs, da durch die axial versetzte Anordnung der Antriebswelle und der Abtriebswelle ein geringer axialer Bauraum beansprucht wird. Insbesondere bei Fahrzeugen mit einer Front-Quer-Anordnung des Antriebsstrangs ist dies von besonderer Bedeutung, da der verfügbare Bauraum für die Antriebsquelle und das Getriebe in besonderer Weise durch die Fahrzeugbreite begrenzt ist. Allerdings sind auch weitere Triebstranganordnungen denkbar, beispielsweise bei heckgetriebenen Fahrzeugen. Die Tatsache, dass die einzelnen Planetenradsätze und Schaltelemente bei dieser Anordnung gut ineinander verschachtelt werden können, trägt ebenfalls zu einer besonders platzsparenden Ausführungsform bei. Die platzsparende Anordnung ist realisierbar, da sich in der genannten Anordnung beispielsweise die verschiedenen Wellen nicht kreuzen.
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Soweit es die Bindbarkeit der Elemente zulässt, ist eine von der gerade beschriebenen Anordnung abweichende geometrische Lage der einzelnen Radsätze, Schaltelemente und Stirntriebe denkbar, soweit der Wechsel der geometrischen Lage der Bauteile entlang der Antriebswelle erfolgt. Zumindest jeweils ein Stirnrad des ersten Stirntriebs und ein Stirnrad des zweiten Stirntriebs ist koaxial zu der Antriebswelle angeordnet.
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Bei einem Stirntrieb handelt es sich um ein ein- oder mehrstufiges Stirnradgetriebe mit mindestens zwei Stirnrädern, welche miteinander in Eingriff stehen. Dabei sind die jeweiligen Wellen der Stirnräder beziehungsweise die Rotationsachsen der Wellen und Stirnräder, parallel zueinander angeordnet.
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Unter der Bindbarkeit ist zu verstehen, dass bei unterschiedlicher geometrischer Lage, also einer von der gerade beschriebenen Anordnung abweichenden Anordnung der Bauteile, die gleiche Anbindung beziehungsweise Verbindung der Schnittstellen gewährleistet ist, ohne dass sich einzelne Verbindungselemente oder Wellen kreuzen.
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Auch ist die Verwendung eines Kettentriebs beziehungsweise eines Riemens anstelle des ersten Stirntriebs und/oder des zweiten Stirntriebs denkbar. Hierbei ist unter Umständen zu berücksichtigen, dass im Vergleich zu einem Stirntrieb bei einem Kettentrieb beziehungsweise einem Riementrieb eine Richtungsumkehr der Rotationsbewegung erfolgt und gegebenenfalls korrigiert werden muss, soweit dies erforderlich ist.
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Weiter bevorzugt sind der erste Planetenradsatz, der zweite Planetenradsatz und der dritte Planetenradsatz jeweils als Minus-Planetenradsatz ausgeführt. Diese Anordnung erweist sich in besonderer Weise als kostengünstige Realisierungsmöglichkeit. Gleichzeitig weist diese Anordnung einen hohen Wirkungsgrad bezüglich des Radsatzes auf. Soweit es die Bindbarkeit zulässt, kann als alternative Ausführungsform zumindest ein Minus-Planetenradsatz in einen Plus-Planetenradsatz umgewandelt werden. Dies erfordert jedoch gleichzeitig, dass die Planetenträger- und die Hohlradanbindung getauscht und der Betrag der Standübersetzung um den Wert 1 erhöht wird.
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Die Standübersetzung gibt dabei das Übersetzungsverhältnis zwischen Sonnenrad und Hohlrad an, wenn der Planetenträger feststeht.
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Besonders bevorzugt sind alle Elemente des ersten Planetenradsatzes, des zweiten Planetenradsatzes und des dritten Planetenradsatzes rotierbar. Dies bedeutet, dass zwischen den Elementen der Planetenradsätze und einem feststehenden Element, beispielsweise dem Gehäuse, keine permanente Verbindung besteht, sondern eine Verbindung selektiv durch Betätigung der Schaltelemente herstellbar ist. Eine Verblockung der einzelnen Elemente der Planetenradsätze ist dabei ausschließlich über Betätigung der jeweiligen Schaltelemente herstellbar. Dies trägt ebenfalls vorteilhaft dazu bei, dass mittels einer geringen Anzahl von Planetenradsätzen eine hohe Anzahl an Gängen realisierbar ist.
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Besonders bevorzugt sind die erste Kupplung, die zweite Kupplung, die dritte Kupplung, die erste Bremse und die zweite Bremse koaxial zu der Antriebswelle angeordnet. Darüber hinaus ist bevorzugt die vierte Kupplung koaxial zu der Abtriebswelle angeordnet. Durch diese Anordnung sind die Schaltelemente besonders bevorzugt von außen gut zugänglich und gleichzeitig lassen sich die verschiedenen Schaltelemente beziehungsweise die Planetenradsätze gut ineinander verschachteln. Dies hat zur Folge, dass ein besonders geringer Bauraumbedarf besteht.
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In einer weiteren bevorzugten Form der Ausgestaltung sind die erste Kupplung, die zweite Kupplung, die erste Bremse und die zweite Bremse koaxial zu der Antriebswelle angeordnet. Die dritte Kupplung und die vierte Kupplung sind bevorzugt koaxial zu der Abtriebswelle angeordnet. Auch diese Anordnung hat einen besonders geringen Bauraumbedarf zur Folge.
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In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die erste Kupplung, die zweite Kupplung, die dritte Kupplung, die vierte Kupplung, die erste Bremse und die zweite Bremse koaxial zu der Antriebswelle angeordnet. Hier sind erneut besonders bevorzugt alle Schaltelemente von außen gut zugänglich, die Elemente des Planetenradsatzes lassen sich gut ineinander verschachteln und somit resultiert erneut ein geringer Bauraumbedarf.
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In einer weiteren bevorzugten Form der Ausgestaltung ist die Antriebswelle über die zweite Kupplung mit dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes verbindbar. Weiter bevorzugt ist die Antriebswelle über die dritte Kupplung mit dem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes verbindbar. Der Planetenträger des ersten Planetenradsatzes ist mit einem ersten Stirntrieb und der erste Stirntrieb weiter mit der Abtriebswelle verbunden. Weiter bevorzugt ist der Planetenträger des zweiten Planetenradsatzes mit dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes verbunden. Das Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes ist bevorzugt mit dem Hohlrad des dritten Planetenradsatzes und mit einem zweiten Stirntrieb verbunden, wobei der zweite Stirntrieb über die vierte Kupplung mit der Abtriebswelle verbindbar ist.
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Besonders bevorzugt ist die Antriebswelle mit dem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes verbunden und über die zweite Kupplung mit dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes verbindbar. Der Planetenträger des ersten Planetenradsatzes ist bevorzugt über die dritte Kupplung mit einem ersten Stirntrieb verbindbar, wobei der zweite Stirntrieb weiter mit der Abtriebswelle verbunden ist. Weiter bevorzugt ist der Planetenträger des zweiten Planetenradsatzes mit dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes verbunden. Das Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes ist bevorzugt mit dem Hohlrad des dritten Planetenradsatzes und einem zweiten Stirntrieb verbunden, wobei der zweite Stirntrieb über die vierte Kupplung mit der Abtriebswelle verbindbar ist.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Antriebswelle mit dem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes verbunden und über die zweite Kupplung mit dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes verbindbar. Der Planetenträger des ersten Planetenradsatzes ist bevorzugt mit einem ersten Stirntrieb verbunden, wobei der erste Stirntrieb über die dritte Kupplung mit der Abtriebswelle verbindbar ist. Weiter bevorzugt ist der Planetenträger des zweiten Planetenradsatzes mit dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes verbunden. Das Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes ist bevorzugt mit dem Hohlrad des dritten Planetenradsatzes und einem zweiten Stirntrieb verbunden, wobei der zweite Stirntrieb über die vierte Kupplung mit der Abtriebswelle verbindbar ist.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Antriebswelle über die zweite Kupplung mit dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes verbindbar und mit dem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes verbunden. Bevorzugt ist der Planetenträger des ersten Planetenradsatzes mit einem ersten Stirntrieb und der erste Stirntrieb weiter mit der Abtriebswelle verbunden. Der Planetenträger des zweiten Planetenradsatzes ist bevorzugt über die dritte Kupplung mit dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes verbindbar. Bevorzugt ist das Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes mit dem Hohlrad des dritten Planetenradsatzes und einem zweiten Stirntrieb verbunden, wobei der zweite Stirntrieb über die vierte Kupplung mit der Abtriebswelle verbindbar ist.
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In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Antriebswelle über die zweite Kupplung mit dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes verbindbar und mit dem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes verbunden. Weiter bevorzugt ist der Planetenträger des ersten Planetenradsatzes mit einem ersten Stirntrieb und der erste Stirntrieb weiter mit der Abtriebswelle verbunden. Der Planetenträger des zweiten Planetenradsatzes ist bevorzugt mit dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes verbunden. Weiter bevorzugt ist das Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes über die dritte Kupplung mit dem Hohlrad des dritten Planetenradsatzes und einem zweiten Stirntrieb verbindbar, wobei der zweite Stirntrieb über die vierte Kupplung mit der Abtriebswelle verbindbar ist.
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In einer weiteren bevorzugten Form der Ausgestaltung ist die Antriebswelle über die zweite Kupplung und die dritte Kupplung mit dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes verbindbar. Weiter bevorzugt ist die Antriebswelle mit dem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes verbunden. Der Planetenträger des ersten Planetenradsatzes ist bevorzugt mit einem ersten Stirntrieb und der erste Stirntrieb weiter mit der Abtriebswelle verbunden. Weiter bevorzugt ist der Planetenträger des zweiten Planetenradsatzes mit dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes verbunden. Das Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes ist bevorzugt mit dem Hohlrad des dritten Planetenradsatzes und einem zweiten Stirntrieb verbunden, wobei der zweite Stirntrieb über die vierte Kupplung mit der Abtriebswelle verbindbar ist.
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In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Antriebswelle über die zweite Kupplung mit dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes verbindbar und über die dritte Kupplung mit dem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes verbindbar. Der Planetenträger des ersten Planetenradsatzes ist bevorzugt mit einem ersten Stirntrieb verbunden, wobei der erste Stirntrieb weiter mit der Abtriebswelle verbunden ist. Weiter bevorzugt ist der Planetenträger des zweiten Planetenradsatzes mit dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes verbunden. Das Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes ist bevorzugt mit dem Hohlrad des dritten Planetenradsatzes verbunden und über die vierte Kupplung mit einem zweiten Stirntrieb verbindbar, wobei der zweite Stirntrieb weiter mit der Abtriebswelle verbunden ist.
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Besonders bevorzugt ist der erste Vorwärtsgang durch die geschlossene erste Bremse, die geschlossene erste Kupplung und die geschlossene dritte Kupplung darstellbar. Durch die geschlossene erste Bremse, die geschlossene zweite Bremse und die geschlossenen dritte Kupplung ist bevorzugt der zweite Vorwärtsgang darstellbar. Der dritte Vorwärtsgang ist bevorzugt durch die geschlossene erste Bremse, die geschlossene dritte Kupplung und die geschlossene vierte Kupplung darstellbar. Durch die geschlossene zweite Bremse, die geschlossene dritte Kupplung und die geschlossene vierte Kupplung ist besonders bevorzugt der vierte Vorwärtsgang darstellbar. Der fünfte Vorwärtsgang ist bevorzugt durch die geschlossene erste Kupplung, die geschlossene dritte Kupplung und die geschlossene vierte Kupplung darstellbar. Durch die geschlossene zweite Kupplung, die geschlossene dritte Kupplung und die geschlossene vierte Kupplung ist bevorzugt der sechste Vorwärtsgang darstellbar. Der siebte Vorwärtsgang ist bevorzugt durch die geschlossene erste Kupplung, die geschlossene zweite Kupplung und die geschlossene dritte Kupplung darstellbar. Durch die geschlossene zweite Bremse, die geschlossene zweite Kupplung und die geschlossene dritte Kupplung ist bevorzugt der achte Vorwärtsgang darstellbar. Der neunte Vorwärtsgang ist durch die geschlossene erste Kupplung, die geschlossene zweite Kupplung und die geschlossene vierte Kupplung bevorzugt darstellbar. Durch die geschlossene zweite Bremse, die geschlossene zweite Kupplung und die geschlossene vierte Kupplung ist bevorzugt der zehnte Vorwärtsgang darstellbar. Der Rückwärtsgang ist bevorzugt durch die geschlossene erste Bremse, die geschlossene erste Kupplung und die geschlossene vierte Kupplung darstellbar. Die jeweils nicht geschlossenen Schaltelemente der entsprechenden Vorwärtsgänge oder des Rückwärtsgangs sind, soweit nicht anders erwähnt, geöffnet.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Betreiben eines Getriebes vorgeschlagen. Hierbei können bevorzugt zehn Vorwärtsgänge so ausgewählt werden, dass in jeder Gangstufe jeweils drei Schaltelemente geschlossen und die übrigen Schaltelemente geöffnet sind. Unabhängig davon, ob hydraulisch, elektromechanisch oder in sonstiger Weise betätigbar, führt dies zu einem geringen Energiebedarf der Schaltelemente, was sich letztendlich vorteilhaft auf den Verbrauch, beispielsweise von Kraftstoff bei einem Verbrennungsmotor als Antriebsquelle, des Fahrzeugs auswirkt. Ein Gangwechsel in einen benachbarten höheren Gang oder in einen benachbarten niedrigeren Gang ist jeweils durch Schließen von mindestens einem zuvor geöffneten und durch Öffnen von mindestens einem zuvor geschlossenen Schaltelement realisierbar.
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Die geometrische Lage der einzelnen Radsätze und Schaltelemente ist frei wählbar, solange es die Bindbarkeit der Elemente zulässt. Dies bedeutet, dass die einzelnen Elemente beliebig in ihrer Lage in dem Gehäuse verschoben werden können, solange sich die einzelnen Verbindungselemente beziehungsweise Wellen nicht kreuzen. Dies beinhaltet ebenfalls, dass Planetenradsätze radial übereinander oder auch axial hintereinander entlang beispielsweise der Antriebswelle angeordnet sein können.
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Alle Schaltelemente können grundsätzlich jeweils reib- oder formschlüssig wirken. Vor allem die erste Bremse und die dritte Kupplung eignen sich in besonderer Weise für die Verwendung eines Klauenschaltelements. Dies führt zu einem deutlich verbesserten Wirkungsgrad und damit zu deutlichen Verbrauchsvorteilen bezüglich des Kraftstoffverbrauchs, beispielsweise bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor.
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Auf jeder Welle beziehungsweise jedem Verbindungselement kann prinzipiell zusätzlich eine elektrische Maschine oder eine sonstige Kraft-/Leistungsquelle angeordnet werden.
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Darüber hinaus kann auf jeder Welle grundsätzlich ein Freilauf zu dem Gehäuse oder zu einer anderen Welle angeordnet werden. Dies führt dazu, dass das entsprechende Schaltelement kleiner dimensioniert werden kann, da zumindest ein Teil des Drehmoments über den Freilauf aufgefangen wird.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
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1: eine schematische Ansicht einer ersten bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Getriebes;
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2: eine schematische Ansicht einer zweiten bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Getriebes;
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3: eine schematische Ansicht einer dritten bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Getriebes;
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4: eine schematische Ansicht einer vierten bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Getriebes;
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5: eine schematische Ansicht einer fünften bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Getriebes;
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6: eine schematische Ansicht einer sechsten bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Getriebes;
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7: eine schematische Ansicht einer siebten bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Getriebes;
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8: ein beispielhaftes Schaltschema für ein Getriebe gemäß 1 bis 7.
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1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine erste bevorzugte Ausführungsform des Getriebes, wobei das Getriebe einen ersten Planetenradsatz PR1, einen zweiten Planetenradsatz PR2, einen dritten Planetenradsatz PR3, einen ersten Stirntrieb ST1, einen zweiten Stirntrieb ST2 und sechs Schaltelemente umfasst. Die genannten Elemente sind dabei allesamt in einem Gehäuse G angeordnet. Bei den sechs Schaltelementen handelt es sich um eine erste Bremse B1, eine zweite Bremse B2, eine erste Kupplung K1, eine zweite Kupplung K2, eine dritte Kupplung K3 und eine vierte Kupplung K4. Die erste Kupplung K1, die zweite Kupplung K2, die dritte Kupplung K3, der erste Planetenradsatz PR1, der zweite Planetenradsatz PR2, der dritte Planetenradsatz PR3, die erste Bremse B1 und die zweite Bremse B2 sind dabei in der genannten Reihenfolge koaxial zu einer Antriebswelle 1 angeordnet. Des Weiteren befinden sich zwischen der dritten Kupplung K3 und dem ersten Planetenradsatz PR1 der erste Stirntrieb ST1 und der zweite Stirntrieb ST2, wobei zumindest jeweils ein Stirnrad des ersten Stirntriebs ST1 und ein Stirnrad des zweiten Stirntriebs ST2 koaxial zu der Antriebswelle 1 angeordnet ist. In paralleler Anordnung zu der Antriebswelle 1 befindet sich eine Abtriebswelle 2. Die Antriebswelle 1 ist auf einer Seite jeweils mit der ersten Kupplung K1, der zweiten Kupplung K2 und der dritten Kupplung K3 verbunden, während ein freies Ende der Antriebswelle 1 aus dem Gehäuse G herausragt. Die Abtriebswelle 2 ist an einer Seite mit der vierten Kupplung K4, dem zweiten Stirntrieb ST2 und dem ersten Stirntrieb ST1 verbunden. Auf der, der vierten Kupplung K4 gegenüberliegenden Seite der Abtriebswelle 2 ragt die Abtriebswelle 2 mit einem freien Ende aus dem Gehäuse G heraus. Das freie Ende der Antriebswelle 1 und das freie Ende der Abtriebswelle 2 zeigen dabei in die gleiche Richtung. Der erste Stirntrieb ST1, der zweite Stirntrieb ST2 und die vierte Kupplung K4 sind beginnend an dem freien Ende der Abtriebswelle 2 in der Reihenfolge erster Stirntrieb ST1, zweiter Stirntrieb ST2, vierte Kupplung K4 entlang der Abtriebswelle 2 angeordnet. Jeweils ein weiteres Stirnrad des ersten Stirntriebs ST1 und ein weiteres Stirnrad des zweiten Stirntriebs ST2 ist dabei koaxial zu der Abtriebswelle 2 angeordnet. Die erste Bremse B1 und die zweite Bremse B2 sind auf einer Seite mit dem Gehäuse G verbunden.
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Der erste Planetenradsatz PR1 besteht aus einem Sonnenrad S1, einem Planetenträger PT1 und einem Hohlrad H1. Der zweite Planetenradsatz PR2 umfasst ein Sonnenrad S2, einen Planetenträger PT2 und ein Hohlrad H2. Der dritte Planetenradsatz PR3 umfasst ein Sonnenrad S3, einen Planetenträger PT3 und ein Hohlrad H3.
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Die Antriebswelle 1 ist über die erste Kupplung K1 mit einer dritten Welle 3 verbindbar, wobei die dritte Welle 3 weiter die zweite Bremse B2 mit dem Sonnenrad S3 des dritten Planetenradsatzes PR3 verbindet. Darüber hinaus ist die Antriebswelle 1 über die zweite Kupplung K2 mit einer vierten Welle 4 verbindbar, wobei die vierte Welle 4 weiter das Hohlrad H2 des zweiten Planetenradsatzes PR2 mit dem Planetenträger PT3 des dritten Planetenradsatzes PR3 verbindet. Weiter verbindet die vierte Welle 4 den Planetenträger PT3 des dritten Planetenradsatzes PR3 mit der ersten Bremse B1. Über die dritte Kupplung K3 ist die Antriebswelle 1 mit einer fünften Welle 5 verbindbar, wobei die fünfte Welle 5 weiter mit dem Sonnenrad S1 des ersten Planetenradsatzes PR1 verbunden ist. Der Planetenträger PT1 des ersten Planetenradsatzes PR1 ist über eine sechste Welle 6 mit dem ersten Stirntrieb ST1 verbunden, wobei der erste Stirntrieb ST1 weiter mit der Abtriebswelle 2 verbunden ist. Der Planetenträger PT2 des zweiten Planetenradsatzes PR2 ist über eine achte Welle 8 mit dem Hohlrad H1 des ersten Planetenradsatzes PR1 verbunden. Das Sonnenrad S2 des zweiten Planetenradsatzes PR2 ist über eine siebte Welle 7 mit dem Hohlrad H3 des dritten Planetenradsatzes PR3 verbunden. Die siebte Welle 7 verbindet weiter das Hohlrad H3 des dritten Planetenradsatzes PR3 mit dem zweiten Stirntrieb ST2. Der zweite Stirntrieb ST2 ist weiter mit einer neunten Welle 9 verbunden, wobei die neunte Welle 9 über die vierte Kupplung K4 mit der Abtriebswelle 2 verbindbar ist.
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2 zeigt eine weitere Form der Ausgestaltung des in 1 beschriebenen Getriebes. Ein wesentlicher Unterschied zu der in 1 beschriebenen Ausführungsform besteht darin, dass die dritte Kupplung K3' zwischen dem zweiten Stirntrieb ST2 und dem ersten Planetenradsatz PR1 in koaxialer Lage zu der Antriebswelle 1 angeordnet ist. Daraus resultieren einige Änderungen bezüglich der Schnittstellen, welche nachfolgend beschrieben werden. Die Antriebswelle 1 ist nun direkt mit dem Sonnenrad S1 des ersten Planetenradsatzes PR1 verbunden. Der Planetenträger PT1 des ersten Planetenradsatzes PR1 ist mit der fünften Welle 5 verbunden, wobei die fünfte Welle 5 über die dritte Kupplung K3' mit der sechsten Welle 6 verbindbar ist und die sechste Welle 6 weiter mit dem ersten Stirntrieb ST1 verbunden ist. Der erste Stirntrieb ST1 ist weiter mit der Abtriebswelle 2 verbunden. Alle weiteren Schnittstellen und die Anordnung der jeweiligen Bauteile entsprechen der in 1 beschriebenen Anordnung.
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3 zeigt eine weitere Variante des in 1 beschriebenen Getriebes. Auch 3 unterscheidet sich im Wesentlichen von der in 1 beschriebenen Ausführungsform durch die Anordnung der dritten Kupplung K3" und den daraus resultierenden abweichenden Schnittstellen. Im Folgenden wird auf die Unterschiede zu der in 1 beschriebenen Anordnung eingegangen. Die dritte Kupplung K3" ist in 3 koaxial zu der Abtriebswelle 2 angeordnet. Dabei befinden sich, beginnend an dem Ende der Abtriebswelle 2, welches aus dem Gehäuse G herausragt, die dritte Kupplung K3", der erste Stirntrieb ST1, der zweite Stirntrieb ST2 und die vierte Kupplung K4 in der gerade genannten Reihenfolge. Im Gegensatz zu der in 1 beschriebenen Anordnung ist in der in 3 dargestellten Ausführungsform die Antriebswelle 1 direkt mit dem Sonnenrad S1 des ersten Planetenradsatzes PR1 verbunden. Der Planetenträger PT1 des ersten Planetenradsatzes PR1 ist zwar, wie in 1 beschrieben, über die sechste Welle 6 mit dem ersten Stirntrieb ST1 verbunden, allerdings ist der erste Stirntrieb ST1 nun weiter mit der fünften Welle 5 verbunden, welche über die dritte Kupplung K3" mit der Abtriebswelle 2 verbindbar ist. Die erste Kupplung K1, die zweite Kupplung K2, die dritte Kupplung K3" und die vierte Kupplung K4 sind so angeordnet, dass zwischen den genannten Schaltelementen und dem Gehäuse G keine weiteren Wellen oder Verbindungselemente angeordnet sind. Dadurch sind die genannten Schaltelemente von außen besonders gut zugänglich. Alle übrigen Schnittstellen und Bauteilanordnungen entsprechen der in 1 beschriebenen Anordnung.
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In 4 ist eine vierte Ausführungsform des in 1 beschriebenen Getriebes schematisch dargestellt. Die gezeigte Ausführungsform des Getriebes in 4 unterscheidet sich von der in 1 beschriebenen Ausführungsform maßgeblich in der Anordnung der dritten Kupplung K3"'. Auf die daraus resultierenden Unterschiede in der Positionierung der einzelnen Bauteile und der jeweiligen Schnittstellen wird nachfolgend genauer eingegangen. Die dritte Kupplung K3"' ist in der in 4 gezeigten Ausführungsform zwischen dem zweiten Planetenradsatz PR2 und dem dritten Planetenradsatz PR3 koaxial zu der Antriebswelle 1 angeordnet. Weiter ist die Antriebswelle 1 nun direkt mit dem Sonnenrad S1 des ersten Planetenradsatzes PR1 verbunden. Weiter ist der Planetenträger PT2 des zweiten Planetenradsatzes PR2 nun mit der fünften Welle 5 verbunden, wobei die fünfte Welle 5 über die dritte Kupplung K3"' mit der achten Welle 8 verbindbar ist und die achte Welle 8 weiter mit dem Hohlrad H1 des ersten Planetenradsatzes PR1 verbunden ist. Zwischen der ersten Kupplung K1, der zweiten Kupplung K2 und der vierten Kupplung K4 befinden sich keine weiteren Wellen oder Verbindungselemente, wodurch die genannten Schaltelemente von außen besonders gut zugänglich sind. Alle weiteren Schnittstellen und Bauteilanordnungen entsprechen der in 1 beschriebenen Anordnung.
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5 zeigt eine fünfte Ausführungsform des in 1 beschriebenen Getriebes. Die Anordnung des in 5 gezeigten Ausführungsbeispiels unterscheidet sich maßgeblich in der Anordnung der dritten Kupplung K3''''von der in 1 gezeigten Ausführungsform. Durch die abweichende Anordnung der dritten Kupplung K3'''' weichen einige Schnittstellen von der in 1 beschriebenen Anordnung ab, weshalb im Folgenden auf die Unterschiede eingegangen wird. Die dritte Kupplung K3'''' ist in koaxialer Anordnung zu der Antriebswelle 1 zwischen dem zweiten Planetenradsatz PR2 und dem dritten Planetenradsatz PR3 positioniert. Dies hat unter anderem zur Folge, dass die Antriebswelle 1 direkt mit dem Sonnenrad S1 des ersten Planetenradsatzes PR1 verbunden ist. Das Sonnenrad S2 des zweiten Planetenradsatzes PR2 ist im Gegensatz zu der in 1 beschriebenen Anordnung nun mit der fünften Welle 5 verbunden, wobei die fünfte Welle 5 weiter über die dritte Kupplung K3'''' mit der siebten Welle 7 verbindbar ist. Die siebte Welle 7 verbindet darüber hinaus weiter das Hohlrad H3 des dritten Planetenradsatzes PR3 mit dem zweiten Stirntrieb ST2. Der zweite Stirntrieb ST2 ist weiter mit der neunten Welle 9 verbunden, wobei die neunte Welle 9 über die vierte Kupplung K4 mit der Abtriebswelle 2 verbindbar ist. In der in 5 gezeigten schematischen Darstellung des Getriebes befinden sich zwischen der ersten Kupplung K1, der zweiten Kupplung K2, der dritten Kupplung K3'''' und der vierten Kupplung K4 und dem Gehäuse G keine weiteren Verbindungselemente oder Wellen, was zur Folge hat, dass die genannten Schaltelemente von außen gut zugänglich sind. Alle weiteren Schnittstellen und Anordnungen der Bauteile beziehungsweise Elemente entsprechen der in 1 beschriebenen Anordnung.
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6 zeigt eine sechste Variante des in 1 beschriebenen Getriebes. Einer der wesentlichen Unterschiede im Vergleich zu der in 1 beschriebenen Anordnung besteht in der Positionierung der dritten Kupplung K3'''''. Daraus resultieren auch abweichende Verbindungen und Schnittstellen der einzelnen Elemente, auf welche nachfolgend genauer eingegangen wird. Die dritte Kupplung K3''''' ist koaxial zu der Antriebswelle 1 zwischen dem ersten Planetenradsatz PR1 und dem zweiten Planetenradsatz PR2 angeordnet. Die Antriebswelle 1 ist weiter über die zweite Kupplung K2 mit der vierten Welle 4 verbindbar, und die vierte Welle 4 weiter mit dem Planetenträger PT3 des dritten Planetenradsatzes PR3 verbunden. Über die vierte Welle 4 ist der Planetenträger PT3 des dritten Planetenradsatzes PR3 darüber hinaus mit der ersten Bremse B1 verbunden. Allerdings ist die vierte Welle 4 nicht wie in 1 beschrieben darüber hinaus mit dem Hohlrad H2 des zweiten Planetenradsatzes PR2 verbunden, sondern über die dritte Kupplung K3''''' mit der fünften Welle 5 verbindbar. Die fünfte Welle 5 ist weiter mit dem Hohlrad H2 des zweiten Planetenradsatzes PR2 verbunden. Darüber hinaus ist die Antriebswelle 1 direkt mit dem Sonnenrad S1 des ersten Planetenradsatzes PR1 verbunden. Alle weiteren Schnittstellen und Verbindungen, sowie Anordnungen der Bauteile und Elemente stimmen mit der in 1 beschriebenen Anordnung überein. Mit Ausnahme der dritten Kupplung K3''''' sind alle Schaltelemente in der in 6 gezeigten Anordnung so positioniert, dass sie von außen gut zugänglich sind. Dies bedeutet, dass zwischen dem jeweiligen Schaltelement und dem Gehäuse G kein Verbindungselement beziehungsweise keine Welle angeordnet ist.
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7 zeigt eine weitere Ausführungsform des in 1 beschriebenen Getriebes. Ein wesentlicher Unterschied der in 7 gezeigten Ausführungsform besteht im Vergleich zu der in 1 gezeigten Ausführungsform des Getriebes in der Anordnung der vierten Kupplung K4'. Damit einher gehen Abweichungen bezüglich der Anbindungen beziehungsweise Schnittstellen, auf welche nachfolgend genauer eingegangen wird. Die vierte Kupplung K4' ist in der in 7 gezeigten Variante des Getriebes koaxial zu der Antriebswelle 1 zwischen dem zweiten Stirntrieb ST2 und dem ersten Planetenradsatz PR1 angeordnet. Das Sonnenrad S2 des zweiten Planetenradsatzes PR2 ist weiterhin über die siebte Welle 7 mit dem Hohlrad H3 des dritten Planetenradsatzes PR3 verbunden. Allerdings ist abweichend zu 1 die siebte Welle 7 nun über die vierte Kupplung K4' weiter mit der neunten Welle 9 verbindbar, wobei die neunte Welle 9 weiter mit dem zweiten Stirntrieb ST2 verbunden ist und der zweite Stirntrieb ST2 weiter mit der Abtriebswelle 2 verbunden ist. Sämtliche Schaltelemente sind so angeordnet, dass sie von außen gut zugänglich sind. Dies bedeutet, dass zwischen dem jeweiligen Schaltelement und dem Gehäuse G keine weiteren Wellen oder Verbindungselemente angeordnet sind. Die Abtriebswelle 2 ist in der in 7 gezeigten Variante des Getriebes frei von Schaltelementen.
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8 zeigt in einer Tabelle eine Schaltmatrix des in 1 bis 7 beschriebenen Getriebes. Über ein X in dem jeweiligen Feld wird kenntlich gemacht, welches der Schaltelemente für die Realisierung des ersten bis zehnten Vorwärtsgangs und des Rückwärtsgangs geschlossen ist. Darüber hinaus ist die Übersetzung des jeweiligen Gangs angegeben, wobei der erste Vorwärtsgang ein Übersetzungsverhältnis von i = 5,444 aufweist, der zweite Vorwärtsgang ein Übersetzungsverhältnis von i = 3,845 aufweist, der dritte Vorwärtsgang ein Übersetzungsverhältnis von i = 2,979 aufweist, der vierte Vorwärtsgang ein Übersetzungsverhältnis von i = 1,947 aufweist, der fünfte Vorwärtsgang ein Übersetzungsverhältnis von i = 1,442 aufweist, der sechste Vorwärtsgang ein Übersetzungsverhältnis von i = 1,101 aufweist, der siebte Vorwärtsgang ein Übersetzungsverhältnis von i = 1,0 aufweist, der achte Vorwärtsgang ein Übersetzungsverhältnis von i = 0,929 aufweist, der neunte Vorwärtsgang ein Übersetzungsverhältnis von i = 0,761 aufweist und der zehnte Vorwärtsgang ein Übersetzungsverhältnis von i = 0,605 aufweist. Der Rückwärtsgang weist aufgrund der Richtungsumkehr der Drehbewegung ein negatives Übersetzungsverhältnis von i = –2,947 auf. Übersetzung und Übersetzungsverhältnis sind hier gleichbedeutend.
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Weiter sind der Tabelle die entsprechenden Gangsprünge der Vorwärtsgänge zu entnehmen. Unter einem Gangsprung ist der Quotient der Übersetzung des niedrigen Vorwärtsgangs und des nächsthöheren Vorwärtsgangs zu verstehen. Dabei weist der Gangsprung von dem ersten Vorwärtsgang zu dem zweiten Vorwärtsgang einen Wert von φ = 1,416 auf, der Gangsprung von dem zweiten Vorwärtsgang zu dem dritten Vorwärtsgang einen Wert von φ = 1,291 auf, der Gangsprung von dem dritten Vorwärtsgang zu dem vierten Vorwärtsgang einen Wert von φ = 1,530 auf, der Gangsprung von dem vierten Vorwärtsgang zu dem fünften Vorwärtsgang einen Wert von φ = 1,350 auf, der Gangsprung von dem fünften Vorwärtsgang zu dem sechsten Vorwärtsgang einen Wert von φ = 1,310 auf, der Gangsprung von dem sechsten Vorwärtsgang zu dem siebten Vorwärtsgang einen Wert von φ = 1,101 auf, der Gangsprung von dem siebten Vorwärtsgang zu dem achten Vorwärtsgang einen Wert von φ = 1,076 auf, der Gangsprung von dem achten Vorwärtsgang zu dem neunten Vorwärtsgang einen Wert von φ = 1,221 auf und der Gangsprung von dem neunten zu dem zehnten Vorwärtsgang einen Wert von φ = 1,258 auf. Die Getriebespreizung als Quotient aus dem niedrigsten Vorwärtsgang und dem höchsten Vorwärtsgang beträgt 9,003.
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Der erste Vorwärtsgang ist durch die geschlossene erste Bremse B1, die geschlossene erste Kupplung K1 und die geschlossene dritte Kupplung K3 darstellbar. Der zweite Vorwärtsgang ist durch die geschlossene erste Bremse B1, die geschlossene zweite Bremse B2 und die geschlossene dritte Kupplung K3 darstellbar. Der dritte Vorwärtsgang ist durch die geschlossene erste Bremse B1, die geschlossene dritte Kupplung K3 und die geschlossene vierte Kupplung K4 darstellbar. Der vierte Vorwärtsgang ist durch die geschlossene zweite Bremse B2, die geschlossene dritte Kupplung K3 und die geschlossene vierte Kupplung K4 darstellbar. Der fünfte Vorwärtsgang ist durch die geschlossene erste Kupplung K1, die geschlossene dritte Kupplung K3 und die geschlossene vierte Kupplung K4 darstellbar. Der sechste Vorwärtsgang ist durch die geschlossene zweite Kupplung K2, die geschlossene dritte Kupplung K3 und die geschlossene vierte Kupplung K4 darstellbar. Der siebte Vorwärtsgang ist durch die geschlossene erste Kupplung K1, die geschlossene zweite Kupplung K2 und die geschlossene dritte Kupplung K3 darstellbar. Der achte Vorwärtsgang ist durch die geschlossene zweite Bremse B2, die geschlossene zweite Kupplung K2 und die geschlossene dritte Kupplung K3 darstellbar. Der neunte Vorwärtsgang ist durch die geschlossene erste Kupplung K1, die geschlossene zweite Kupplung K2 und die geschlossene vierte Kupplung K4 darstellbar. Der zehnte Vorwärtsgang ist durch die geschlossene zweite Bremse B2, die geschlossene zweite Kupplung K2 und die geschlossene vierte Kupplung K4 darstellbar. Der Rückwärtsgang ist durch die geschlossene erste Bremse B1, die geschlossene erste Kupplung K1 und die geschlossene vierte Kupplung K4 darstellbar.
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Die Schaltzustände der alternativen Ausführungsformen der dritten Kupplung K3‘, K3‘‘, K3‘‘‘, K3‘‘‘‘ sind mit den Schaltzuständen der dritten Kupplung K3 identisch. Gleiches gilt für den Schaltzustand der alternativen Ausführungsform der vierten Kupplung K4‘ und den Schaltzustand der vierten Kupplung K4. Das heißt, dass beispielsweise die Schaltzustände der alternativen Ausführungsformen der dritten Kupplung K3‘, K3‘‘, K3‘‘‘, K3‘‘‘‘ in der Tabelle beispielsweise über den Schaltzustand der dritten Kupplung K3 definiert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Antriebswelle
- 2
- Abtriebswelle
- 3
- dritte Welle
- 4
- vierte Welle
- 5
- fünfte Welle
- 6
- sechste Welle
- 7
- siebte Welle
- 8
- achte Welle
- 9
- neunte Welle
- B1
- erste Bremse
- B2
- zweite Bremse
- G
- Gehäuse
- H1
- Hohlrad PR1
- H2
- Hohlrad PR2
- H3
- Hohlrad PR3
- K1
- erste Kupplung
- K2
- zweite Kupplung
- K3, K3', K3'', K3''', K3'''', K3'''''
- dritte Kupplung
- K4, K4'
- vierte Kupplung
- PR1
- erster Planetenradsatz
- PR2
- zweiter Planetenradsatz
- PR3
- dritter Planetenradsatz
- PT1
- Planetenträger PR1
- PT2
- Planetenträger PR2
- PT3
- Planetenträger PR3
- S1
- Sonnenrad PR1
- S2
- Sonnenrad PR2
- S3
- Sonnenrad PR3
- ST1
- erster Stirntrieb
- ST2
- zweiter Stirntrieb
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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