WO2016083117A1 - Mehrstufen stirnrad-planetengetriebe - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to a spur planetary gear with multiple discrete switching stages according to the preamble of patent claim 1, this gear has a spur gear and a planetary gear.
  • Such a transmission is known from DE 10 2012 207 028 A1.
  • the transmission device in a vehicle has the task of adapting the load requirements to the drive machine so that it can be operated with high efficiency. This can be achieved by sufficient transmission spread and gradation and low transmission loss degrees with a small size.
  • a spur gear planetary gear is to be understood as a gear device which has a plurality of gear ratios (ratio, input speed to output speed). These transmission ratios are preferably selectively via a plurality of switching devices, in particular in discrete stages, adjustable. Under a spur planetary gear is in this sense to understand a transmission device for a passenger car with a plurality, preferably five or more, preferably six or more and more preferably seven or more forward gears and one or more reverse gears. In this sense, a gear is to be understood as a discrete gear ratio of the transmission device.
  • This spur planetary gearbox has in particular at least two partial transmissions, of which a first partial transmission is a spur gear and a second transmission has at least one planetary gear, which has at least one first planetary gear set and a second planetary gear set. More preferably, at least one of these planetary gear sets is formed as a reduced planetary gear set. Preferably, these first and second planetary gear set are connectable to each other.
  • a spur gear is to be understood as a gear mechanism which has, in particular, externally toothed spur gears, epicyclic gears and idler gears, wherein these gear wheels are each arranged concentrically to two axes parallel to one another.
  • these gears are among these gears at least in Substantially cylindrical gear with a cylinder arranged on the outside toothing.
  • such a toothed wheel has an involute toothing for movement and force transmission, wherein this toothing is preferably designed as a straight or preferably helical toothing.
  • a spur gear on at least a first and a second arranged on a Stirnradwelle gear. Further, one of these gears selectively and in a torque-conducting manner with the Stirnradwelle connectable (second idler gear) and further is another gear with this second idler selectively and in a torque-conducting manner connectable (first idler gear).
  • the spur gear shaft is rotatably supported around the first of these axis-parallel axes.
  • a further gear is arranged on the spur gear and connected to this (spur gear), in particular permanently connected non-rotatably.
  • first idler gear and the spur gear mesh with two further gears (first, second epicyclic gear), which are each arranged concentrically to a revolving axis and the revolving axis (second of the paraxial axes) is aligned axially parallel to the spur gear shaft (first of the axially parallel axes).
  • first, second epicyclic gear which are each arranged concentrically to a revolving axis and the revolving axis (second of the paraxial axes) is aligned axially parallel to the spur gear shaft (first of the axially parallel axes).
  • These gears are arranged in pairs so that the first planet gear by the first idler gear for movement and power transmission is contacted (gears mesh with each other) and the second planet gear is contacted for movement and power transmission of the spur gear.
  • the second idler gear meshes with a third planetary gear.
  • At least one of the two idler gears is selectively connectable to the transmission housing and in a torque-conducting manner.
  • a compound is at least partially or completely formed as a frictional connection (braked idler gear).
  • a known synchronization can be understood, in which first a rotational speed contact between the rotational speed is achieved via a frictional contact braked to each other parts (idler gear / gear housing) takes place and then a positive connection in engagement bring is bar.
  • at least one of the idler gears by means of a positive or frictional connection with the transmission housing selectively and in a torque-conducting manner connectable.
  • an epicyclic gear unit is to be understood as meaning a gear mechanism having at least one first planetary gear set and a second planetary gear set. Further preferably, this epicyclic gear is preferably arranged completely or preferably at least partially concentric with this revolving axis.
  • a combination of a sun pinion, a ring gear, at least one planetary gear and preferably a planet carrier can be understood as a planetary gear.
  • a planetary gearset has at least one planetary gear meshing with the ring gear and at least one sun gear meshing with this planetary gear, and a planet carrier arranged for supporting the planetary gear.
  • a planetary gear set without sun gear or alternatively without a ring gear can be understood in this sense as a so-called “reduced planetary gear set”.
  • a planetary gear shaft which is preferably arranged concentrically to the axis of rotation.
  • the epicyclic gearbox has at least a first and a second planetary gear set.
  • the planetary gear via the first planetary gear set drive power can be supplied.
  • the output takes place via the second planetary gear set.
  • one of these planetary gear sets of the planetary gear is to be understood as a reduced planetary gear.
  • by the selective connection of different elements can be set different gear ratios.
  • individual elements (sun pinion, planet gear, planet carrier, ring gear) of the first planetary gear set with elements (sun pinion, planetary gear, planet carrier, ring gear) of the second planetary gear set are connected.
  • a specific kinematics of the epicyclic gear is predetermined and a small space requirement compared to a selective connection can be achieved.
  • Vorzugwetse is to understand the planetary gear as a combination of this first planetary gear and this second reduced Pianetenradsatz. Such arrangements are referred to in particular as a reduced coupling set. Further preferably, this epicyclic gear is to be understood as a so-called.
  • Ravigneaux wheelset in this case, a Ravignaux wheelset in particular denotes a specific arrangement of a reduced coupling set.
  • a planetary gear is to be obtained under a Ravigneaux set, in which two meshing planet gears are rotatably mounted on a common planet carrier and further, this Ravigneaux set on a first and a second sun gear, but only a Hohirad.
  • the so-called Ravigneaux wheel set can be represented and a particularly compact construction of the gear mechanism can be achieved.
  • a transmission housing means which is intended to the spur gear and the To receive epicyclic gear, in particular rotatably support the spur gear and the epicyclic gear shaft. Further preferably, the transmission housing is adapted to receive a lubricant.
  • a device for the positive, frictional or positive / frictional connection of two components, components or devices of the transmission is to be understood as a switching device, and further a force or a torque is transferable between these two components.
  • a switching device is to be understood as a device which is selected from a group, this group having at least the following elements:
  • Synchronization device in particular cone synchronization
  • a switching device in this sense means a device for connecting, in particular one of the gears, one of the shafts, the Planetenradlys or the gear housing, in particular another of the gears, the shafts, the Planetenradlys or the gear housing to understand.
  • a switching device forms at least one friction pairing by means of, in particular, friction disks or friction cones, or preferably a form-locking connection, in particular by means of claws, hooks, toothings or a sliding sleeve.
  • At least one of these switching device preferably several and more preferably all, as a load-switching switching device is formed and the forces / torques between the components arranged for coupling are at least partially or completely frictionally transferable.
  • switching devices with at least partially frictional torque transmission allow a load circuit or a Switzerlandkraftunterbrechungslock circuit of Stirnrad- planetary gear and thus an improved transmission can be displayed.
  • a switching device has a combination of at least two of the aforementioned devices, preferably a sliding sleeve with at least one friction cone or at least one friction plate.
  • the selective and torque-conducting connection is to be understood as meaning that two components, in particular shafts, toothed wheels, the planet carrier or sections of the transmission housing can be connected to one another by operating one of the circuit devices, such that a torque between the (selectively) one another connected parts is transferable (switching device activated).
  • Such a selective connection can be released again by the switching device, so that in this case no torque can be transmitted between these two parts (switching device deactivated).
  • a further compaction of the spur-planetary gear is in particular achievable in that on the spur gear, a second idler gear is arranged, which is selectively connectable with the spur gear and in a torque-conducting manner. Wherein this second idler gear is adapted to mesh with a concentric with the axis of rotation arranged third circulation wheel.
  • the spur gear shaft and the epicyclic gear shaft are adapted for power transmission from and to the spur gear planetary gear. It is to be understood in the context of the invention under the power transmission from and to the spur planetary gear that the transmission from outside a drive power, in particular from a prime mover, such as a reciprocating engine, a drive power (torque, speed) can be fed (spur gear).
  • such a drive power can be output to the outside of the transmission (planetary gear shaft), in particular to at least one drivable wheel of the motor vehicle.
  • the spur gear shaft and the epicyclic gear shaft are to be understood as transmission input shaft or transmission output shaft and vice versa. Investigations have shown that can be realized in a configuration in which the transmission input shaft as Stimradwelie and the transmission output shaft as a planetary gear shaft particularly compact dimension of the spur gear Pianetengetriebes realize.
  • the first planet gear is connected to the epicyclic gear shaft.
  • the first planetary gear is connected to the epicyclic gear shaft such that this connection is inseparable in the scheduled operation of the spur gear planetary gear.
  • Such a connection generally has a smaller space requirement compared to a selective connection and allows a compaction of the spur planetary gear allows.
  • first and the second planetary gear are arranged concentrically with the axis of rotation and spaced apart in the direction of this (axial direction). Further, these planetary gears are spaced apart from each other such that the first planetary gear set and the second planetary gear set are arranged in the axial direction between these planetary gears. It is to be understood in this sense, "between these” that the transmission of motion from one gear to the other Gear involved portions of the planetary gear sets are arranged in the axial direction within the first and second planetary gear. In particular, by such an arrangement of the epicyclic and Pianetenrad arrangements a nesting of the spur gear planetary gear and thus a compaction is made possible.
  • the first idler gear and the second idler gear both of which are arranged on the spur gear and are preferably arranged adjacent to each other in the axial direction, selectively and in a torque-conducting manner connectable to each other.
  • the selective connection of the first and second idler gear an additional and particularly simple switching of the speed ratios of the spur planetary gear can be achieved and in particular a further compaction of this transmission can be achieved.
  • the second idler gear with the Stirnradwelle selectively and in a torque-conducting manner connectable. Further preferably, the second idler gear is connected to the Stirnradwelle.
  • the selective connectivity can be easily achieved another way to change the speed ratios, and thus a further compaction of the spur planetary gear can be displayed.
  • the spur gear planetary gear meshes the second idler gear disposed on the Stirnradwelle, with the third planetary gear and this is concentric with the axis of rotation.
  • the third epicyclic gear is connectable to the ring gear of at least one of the planetary gear sets, preferably to the ring gear of the first planetary gear set.
  • this third planet gear and the ring gear are arranged coaxially or concentrically with each other.
  • the third planet gear and the ring gear of the first planetary gear set are connected to each other, preferably in one piece formed together.
  • the third planet gear and the ring gear of the first planetary gear set as an annular device / component with an external toothing (third planet gear) and a ring gear (ring gear of the first planetary gear) to understand.
  • a particularly compact design of the spur planetary gear can be achieved.
  • the one sun pinion shaft of the first planetary gear set is selectively and in a torque-conducting manner connectable to the second planetary gear.
  • the terms sun gear or wheel and sun pinion shaft are used equivalently.
  • a switching device for producing this selective connection at least partially or completely, based on the axial direction, arranged on the side of the second planetary gear, which faces away from the first planetary gear.
  • the ring gear of the first planetary gear set is selectively and connectable in terms of Drehmieieitender with the second planetary gear.
  • a switching device for producing this compound based on the axial direction, arranged on the side of the second planet gear, which faces the second planetary gear set. Investigations have shown that especially with such compounds a particularly compact design of the spur gear planetary gear can be achieved.
  • the first planetary gearset has at least one first planetary gear, preferably a plurality of first planetary gears
  • the second planetary gearset has at least one second planetary gear, but preferably a plurality of second planetary gears.
  • a first planet wheel meshes with one of these second planetary gears.
  • at least one first planetary gear meshes with the ring gear and preferably with the sun pinion of the first planetary gear set, preferably all first planet gears mesh with this ring gear and preferably with this sun pinion.
  • a second planetary gear meshes with the sun gear and preferably with a ring gear of the second planetary gear set, preferably all second planet gears mesh with this sun gear and preferably this ring gear.
  • At least one planet gear is mounted on the planet carrier by means of a plain bearing, preferably by means of a rolling bearing.
  • a plurality of these planetary gears is mounted on the planet carrier in such a way, preferably all planetary gears are slidingly mounted and particularly preferably roller-mounted.
  • Such a planetary gear with a first planetary gear set and a second, in particular reduced, planetary gear set can be considered as so-called.
  • Ravigneaux- wheelset and it results in particular by this, a particularly compact design of the spur planetary gear.
  • At least one planet carrier and preferably the common planet carrier is selectively connectable to the transmission housing in a torque-conducting manner.
  • the switching means for making this selective connection in the axial direction a greater distance to the first planetary gear set, as to the second planetary gear set.
  • a direct, as well as an indirect, coupling of one of the gears (idler gears, spur gears, planetary gears) with the transmission housing allows.
  • a direct or direct coupling is within the meaning of
  • a switching device is arranged on the one hand on the gear and on the other hand on the gear housing and that this gear and the gear housing of this switching device for torque transmission can be contacted.
  • an indirect or indirect coupling of one of the gears to the transmission housing is to be understood as meaning a kinematic coupling with one another.
  • another gear, which meshes with this gear connectable by means of a switching device with the transmission housing. By a rolling contact between this gear and the meshing with this further gear is this, via the switching device indirectly or indirectly connected to the transmission housing.
  • the spur gear planetary gear meshes at least one of the second planetary gears with a sun gear of the second planetary gear set and the outer diameter of this second sun pinion, preferably smaller than the outer diameter of the first sun pinion.
  • this diameter gradation of the first and second sun pinion a particularly good gear spread and compact design of the spur planetary gear can be achieved.
  • the outer diameter (top circle diameter) of the sun pinion is to be understood in a range which is set up for the transmission of motion to one of the planet gears under the diameter or outer diameter of one of the sun gears.
  • At least one of the transmission elements from the following group is selectively connectable to the transmission housing and in a torque-conducting manner:
  • Planetary carrier of the first, second planetary gear set common planet carrier, - Sun pinion shaft of the first planetary gear set, sun gear of the second planetary gear set,
  • three of said transmission elements are connectable to the transmission housing.
  • the first idler gear, the second planetary gear and the common planet carrier are selectively and in a torque-conducting manner connectable to the transmission housing.
  • this gear element on the one hand, a high gear spread and, on the other hand, a compact construction of the spur gear planetary gear possible.
  • spur gear planetary gear With a spur gear planetary gear according to the invention can be particularly compact and efficient drive trains for motor vehicles.
  • a drive train is to be understood as a device which has at least one drive machine, preferably an internal combustion engine, preferably a reciprocating engine, a planetary gear according to the invention and at least one drivable wheel, preferably a plurality of drivable wheels, and also for connecting the drive machine to the engine Helical planetary gear and to connect the spur planetary gear with the drivable wheel to understand.
  • the spur gear shaft can be coupled with at least one drive machine to such a drive rod.
  • the epicyclic gear shaft is arranged as the output shaft of the spur gear planetary gear device and outputs the drive power in the direction of the at least one drivable wheel.
  • a wheel means a wheel tire of a motor vehicle.
  • the transmission device according to the invention is provided for so-called "transverse installation" in the motor vehicle, in which sense the transverse installation means that the spur gear shaft, at least essentially transversely, is preferably arranged at an angle of 90 ° to the main direction of travel of the motor vehicle. Particularly in a transverse installation situation, a particularly space-saving construction can be achieved with the drive train according to the invention.
  • transmission device according to the invention is provided for longitudinal installation in a motor vehicle. It should be understood by the longitudinal installation that the Stirnradwelle, at least substantially, is arranged parallel to the main direction of travel of the motor vehicle.
  • Fig. 1 a longitudinal section through an inventive vehicle transmission is shown.
  • the vehicle transmission has a first partial transmission 1, which is designed as a spur gear, and a second partial transmission 2, which is designed as a planetary gear with two planetary gear sets 2a, 2b, on.
  • the power supply (speed, torque) in the vehicle transmission via the Stirnradwelle AN and the output via the planetary gear shaft AB, which coincides with the axis of rotation.
  • the first partial transmission 1 has a first idler gear 1.1, a second idler gear 1.3 and a spur gear 1 .2.
  • the drive power (speed, torque) is the vehicle transmission and thus the drive train via the internal combustion engine VKM supplied.
  • the transmission ratio between the waves AN / AB is adjustable and the Antrtebs antique can be delivered via the epicyclic gear AB to the drivable wheels AR.
  • the first idler gear 1, 1 is connected via a torque transmission device 13, in which a switching device 1 .SE and 3.SE are structurally combined, selectively and in a torque-conducting manner with the second idler gear 1.3 connectable.
  • the first switching device 1 .SE is configured to selectively connect the second idler gear 1.3 to the transmission housing 3.
  • the first idler gear 1 .1 meshes with a first planetary gear 2.1, this first planetary gear 2.1 is arranged coaxially with the planetary gear shaft AB.
  • the spur gear 1 .2 meshes with a second planetary gear 2.2, this second planetary gear is arranged coaxially with the planetary gear shaft AB.
  • the second planetary gear 2.2 has a torque transmission device 62, in which the switching device 6.SE and 2.SE is structurally combined, and another torque transmission device 4, this has the switching device 4.SE.
  • the second idler gear 1.3 meshes with the third idler gear 2.3 and this is arranged concentrically to the ring gear HO and formed integrally therewith.
  • Torque transmission device 62 is set up such that in each case only the switching device 2.SE or the switching device 6.SE can be activated. This is to be understood by the activation that a torque of the switching device is transferable.
  • the second idler gear 1 .3 is connected to the spur gear, so that a power from this to the ring gear HO of the first Planetary gear 2a is transferable. Furthermore, the second idler gear 1 .3 can be connected to the transmission housing 3 via the shifting device 1.SE and thus braked, while the spur gear shaft AN remains rotatable as long as the shifting device 5.SE is simultaneously deactivated. If both circuit devices 1.SE and 5.SE are activated, it is possible to block the spur gear shaft AN.
  • the ring gear HO is arranged concentrically with the planetary gear shaft AB.
  • Torque transmission device 7 this has the switching device 7.SE, the common planet PT of the epicyclic gear 2 with the transmission housing 3 is connectable.
  • the torque transmission device 13 is also set up so that only either the switching device 1 .SE or 3.SE can be activated.
  • the first planetary gears P1 and the second planetary gears P2 are rotatably mounted on the planet carrier PT, that they mesh with each other.
  • the first planet gears P1 also mesh with the ring gear HO and the sun gear SO1.
  • the second planetary gears P2 mesh with the sun! SO2 of the second planetary gear set and with the planetary gears P1.
  • Fig. 2 shows a circuit diagram for a vehicle transmission according to the invention.
  • the roughened areas mean that a switching device (1.SE to 7.SE) is activated.
  • the circuit diagram can be deduced that only two switching devices are activated for each gear.
  • With the vehicle transmission according to the invention are seven (1st gear to 7th gear) forward gears in the main direction and a reverse gear (R. Gang) in the opposite direction, representable.

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Abstract

Mehrstufiges Stirnrad-Planetengetriebe mit einem Stirnradgetriebe (1) mit wenigstens einem ersten Losrad (1.1), welches konzentrisch zu einer Stirnradwelle (AN) angeordnet ist, und einem mit dieser Stirnradwelle verbundenen Stirnrad (1.2), einem Umlaufgetriebe (2) mit wenigstens einem ersten (2a) und einem zweiten (2b) Planetenradsatz und einer Umlaufgetriebewelle (AB), welche um eine Umlaufachse drehbar ist, wobei wenigstens einer der Planetenradsätze (2a, 2b) konzentrisch zur Umlaufachse angeordnet ist, einem ersten (2.1) und einem zweiten (2.2) Umlaufrad, welche konzentrisch zur Umlaufachse angeordnet sind, einem Getriebegehäuse (3) und einer Vielzahl von Schalteinrichtungen (1.SE bis 7.SE), wobei das erste Losrad (1.1) mit dem ersten Umlaufrad (2.1) kämmt und wobei das Stirnrad (1.2) mit dem zweiten Umlaufrad (2.2) kämmt dadurch gekennzeichnet, dass auf der Stimradwelle (AN) ein zweites Losrad (1.3) angeordnet und mit dieser selektiv in drehmomentleitender Weise verbindbar ist, dass das erste Losrad (1.1) selektiv in drehmomentleitender Weise mit dem Getriebegehäuse verbindbar ist, dass ein drittes Umlaufrad (2.3) konzentrisch zur Umlaufachse angeordnet ist und mit dem zweiten Losrad (1.3) kämmt.

Description

Mehrstufen Stirnrad-Planetengetriebe
Die Erfindung betrifft ein Stirnrad-Planetengetriebe mit mehreren diskreten Schaltstufen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 , dabei weist dieses Getriebe ein Stirnradgetriebe und ein Planetenradgetriebe auf. Ein derartiges Getriebe ist aus der DE 10 2012 207 028 A1 bekannt.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Getriebeeinrichtung zur Verwendung in einem Personenkraftwagen beschrieben, dies ist nicht als eine Beschränkung der Erfindung zu verstehen.
In Kraftfahrzeugen werden hohe Anforderungen an die Kompaktheit und Effizienz von Antriebskomponenten gestellt. Die Leistungsfähigkeit von Antriebsmaschinen wie Elektromotoren und Verbrennungskraftmaschinen wird stetig erhöht, deren Effizienz hängt unter anderem vom Betriebspunkt/-bereich ab. Der Getriebeeinrichtung in einem Fahrzeug kommt die Aufgabe zu, die Lastanforderungen an die Antriebsmaschine so zu adaptieren, dass diese mit hoher Effizienz betreibbar ist. Dies ist durch eine ausreichende Getriebespreizung und -stufung und geringe Getriebeverlustgrade bei gleichzeitig geringer Baugröße erreichbar.
Die DE 10 2012 207 028 A1 schlägt zu diesem Zweck eine Getriebeeinrichtung vor, bei welcher ein Stirnradgetriebe mit einem Umlaufgetriebe mit wenigstens zwei Planetenradsätzen kombiniert ist. Der Antrieb erfolgt bei diesem Getriebe über eine Sonnenritzelwelle des Umlaufgetriebes der Abtrieb erfolgt über eine Welle des Stirnradgetriebes. Eine Aufgabe der Erfindung ist es eine kombiniertes Stirnrad-Planetengetriebe mit geringem Bauraumbedarf zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird durch ein kombiniertes Stirnrad-Planetengetriebe gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst, zu bevorzugende Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Im Sinne der Erfindung ist unter einem Stirnrad-Planetengetriebe eine Getriebeeinrichtung zu verstehen, welche mehrere Übersetzungsverhältnisse (Verhältnis, Antriebsdrehzahl zu Abtriebsdrehzahl) aufweist. Diese Übersetzungsverhältnisse sind vorzugsweise über eine Vielzahl von Schalteinrichtungen selektiv, insbesondere in diskreten Stufen, einstellbar. Unter einem Stirnrad-Planetengetriebe ist in diesem Sinne eine Schaltgetriebeeinrichtung für einen Personenkraftwagen zu verstehen mit einer Vielzahl, vorzugsweise fünf oder mehr, bevorzugt sechs oder mehr und besonders bevorzugt sieben oder mehr Vorwärtsgängen und einem oder mehr Rückwärtsgängen. In diesem Sinn ist ein Gang als ein diskretes Übersetzungsverhältnis der Getriebeeinrichtung zu verstehen. Dieses Stirnrad- Planetengetriebe weist insbesondere wenigstens zwei Teilgetriebe auf, von welchen ein erstes Teilgetriebe ein Stirnradgetriebe ist und ein zweites Getriebe wenigstens ein Umlaufgetriebe aufweist, welches wenigstens einen ersten Planetenradsatz und einen zweiten Planetenradsatz aufweist. Weiter vorzugsweise ist wenigstens einer dieser Planetenradsätze als ein reduzierter Planetenradsatz ausgebildet. Vorzugsweise sind dieser erste und dieser zweite Planetenradsatz miteinander verbindbar.
Im Sinne der Erfindung ist unter einem Stirnradgetriebe eine Getriebeeinrichtung zu verstehen, welche insbesondere außenverzahnte Stirnräder, Umlaufräder und Losräder aufweist, wobei diese Zahnräder jeweils konzentrisch zu zwei zueinander achsparallelen Achsen angeordnet sind. Im Sinne der Erfindung ist unter diesen Zahnrädern ein wenigstens im Wesentlichen zylindrisches Zahnrad mit einer am Zylinder außen angeordneten Verzahnung zu verstehen. Insbesondere weist ein derartiges Zahnrad eine Evolventenverzahnung, zur Bewegungs- und Kraftübertragung auf, wobei diese Verzahnung vorzugsweise als eine Gerad- oder bevorzugt Schrägverzahnung ausgeführt ist.
Vorzugsweise weist ein Stirnradgetriebe wenigstens ein erstes und ein zweites auf einer Stirnradwelle angeordnetes Zahnrad auf. Weiter ist eines dieser Zahnräder selektiv und in drehmomentleitender Weise mit der Stirnradwelle verbindbar (zweites Losrad) und weiter ist ein weiteres Zahnrad mit diesem zweiten Losrad selektiv und in drehmomentleitender Weise verbindbar (erstes Losrad). Die Stirnradwelle ist um die erste dieser achsparallelen Achsen drehbar gelagert. Vorzugsweise ist ein weiteres Zahnrad auf der Stirnradwelle angeordnet und mit dieser verbindbar (Stirnrad), insbesondere dauerhaft drehfest verbunden. Weiter vorzugsweise kämmen das erste Losrad und das Stirnrad mit zwei weiteren Zahnrädern (erstes, zweites Umlaufrad), wobei diese jeweils konzentrisch zu einer Umlaufachse angeordnet sind und die Umlaufachse (zweite der achsparallelen Achsen) achsparallel zur Stirnradwelle (erste der achsparailelen Achsen) ausgerichtet ist. Diese Zahnräder sind dabei paarweise so angeordnet, dass das erste Umlaufrad durch das erste Losrad zur Bewegung- und Kraftübertragung kontaktierbar ist (Zahnräder kämmen miteinander) und das zweite Umlaufrad ist zur Bewegungs- und Kraftübertragung von dem Stirnrad kontaktierbar. Weiter kämmt das zweite Losrad mit einem dritten Umlaufrad.
Weiter vorzugsweise ist wenigstens eines der beiden Losräder mit dem Getriebegehäuse selektiv und in drehmomentleitender Weise verbindbar. Vorzugsweise ist eine solche Verbindung wenigstens teilweise oder vollständig als reibschlüssige Verbindung ausbildbar (gebremstes Losrad). Vorzugsweise kann als ein bekanntes Beispiel für eine wenigstens teilweise reibschlüssige Verbindung eine bekannte Synchronisierung verstanden werden, bei welcher zunächst über einen Reibkontakt eine Drehzahlangleichung zwischen den zueinander abzubremsenden Teilen (Losrad/Getriebegehäuse) stattfindet und anschließend eine Formschlussverbindung in Eingriff bring bar ist. Weiter vorzugsweise ist wenigstens eines der Losräder mittels einer form- oder reibschlüssigen Verbindung mit dem Getriebegehäuse selektiv und in drehmomentleitender Weise verbindbar.
Im Sinne der Erfindung ist unter einem Umlaufgetriebe eine Getriebeeinrichtung mit wenigstens einem ersten Planetenradsatz und einem zweiten Planetenradsatz zu verstehen. Weiter vorzugsweise ist dieses Umlaufgetriebe vorzugsweise vollständig oder bevorzugt wenigstens teilweise konzentrisch zu dieser Umlaufachse angeordnet. Eine Kombination aus einem Sonnenritzel, einem Hohlrad, wenigstens einem Planetenrad und vorzugsweise einem Planetenradträger kann als Planetenradsatz verstanden werden. Vorzugsweise weist ein Planetenradsatz wenigstens ein mit dem Hohlrad kämmendes Planetenrad und wenigstens ein mit diesem Planetenrad kämmendes Sonnenrad, sowie einen zur Lagerung des Planetenrades eingerichteten Planetenradträger, auf.
Weiter kann ein Planetenradsatz ohne Sonnenritzel oder alternativ ohne Hohlrad in diesem Sinne als ein sogenannter „reduzierter Planetenradsatz" verstanden werden.
Weiter vorzugsweise erfolgt der Abtrieb aus diesem Umlaufgetriebe über eine Umlaufgetriebewelle, welche bevorzugt konzentrisch zur Umlaufachse angeordnet ist.
Vorzugsweise weist das Umlaufgetriebe wenigstens einen ersten und einen zweiten Planetenradsatz auf. Vorzugsweise ist dem Umlaufgetriebe über den ersten Planetenradsatz Antriebsleistung zuführbar. Weiter vorzugsweise erfolgt der Abtrieb über den zweiten Planetenradsatz. Vorzugsweise ist einer dieser Planetenradsätze des Umlaufgetriebes als ein reduzierter Planetenradsatz zu verstehen. Vorzugsweise ist wenigstens eines der Elemente (Sonnenritzel, Planetenrad, Planetenradträger, Hohlrad) des ersten Planeten radsatzes mit wenigstens einem der Elemente (Sonnenritzel, Planetenrad, Planetenradträger, Hohlrad) des zweiten Planetenradsatzes verbindbar, insbesondere selektiv verbindbar. Insbesondere durch die selektive Verbindung unterschiedlicher Elemente lassen sich unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse einstellen.
Vorzugsweise sind einzelne Elemente (Sonnenritzel, Planetenrad, Planetenradträger, Hohlrad) des ersten Planetenradsatzes mit Elementen (Sonnenritzel, Planetenrad, Planetenradträger, Hohlrad) des zweiten Planetenradsatzes verbunden. Insbesondere durch die wenigstens während des planmäßigen Betriebs des Umlaufgetriebes unlösbare Verbindung unterschiedlicher Elemente der Planetenradsätze ist wenigstens abschnittsweise eine bestimmte Kinematik des Umlaufgetriebes vorgebbar und ein geringer Bauraumbedarf gegenüber einer selektiven Verbindung ist erreichbar.
Vorzugwetse ist das Umlaufgetriebe als eine Kombination aus diesem ersten Planetenradsatz und diesem zweiten reduzierten Pianetenradsatz zu verstehen. Derartige Anordnungen werden insbesondere als reduzierter Koppelsatz bezeichnet. Weiter vorzugsweise ist dieses Umlaufgetriebe als ein sog. Ravigneaux-Radsatz zu verstehen, dabei bezeichnet ein Ravignaux-Radsatz insbesondere eine bestimmte Anordnung eines reduzierten Koppelsatzes. Im Sinne der Erfindung ist unter einem Ravigneaux-Satz ein Umlaufgetriebe zu erstehen, bei welchem zwei miteinander kämmende Planetenräder auf einem gemeinsamen Planetenradträger drehbar gelagert sind und weiter weist dieser Ravigneaux-Satz ein erstes und ein zweites Sonnenritzel auf, aber lediglich ein Hohirad. Insbesondere mittels eines reduzierten Planetenradsatzes ist der sogenannte Ravigneaux-Radsatz darstellbar und ein besonders kompakter Aufbau der Getriebeeinrichtung ist erreichbar.
Im Sinne der Erfindung ist unter einem Getriebegehäuse eine Einrichtung zu verstehen, welche dazu vorgesehen ist, das Stirnradgetriebe und das Umlaufgetriebe aufzunehmen, insbesondere die Stirnradwelle und die Umlaufgetriebewelle drehbar zu lagern. Weiter vorzugsweise ist das Getriebegehäuse zur Aufnahme eines Schmierstoffs eingerichtet.
Im Sinne der Erfindung ist unter einer Schalteinrichtung eine Einrichtung zur form-, reib- oder form-/reibschlüssigen Verbindung zweier Bauteile, Komponenten oder Einrichtungen des Getriebes miteinander zu verstehen und weiter ist dadurch zwischen diesen beiden Komponenten eine Kraft beziehungsweise ein Drehmoment übertragbar. Vorzugsweise ist unter einer Schalteinrichtung eine Einrichtung zu verstehen, welche aus einer Gruppe ausgewählt ist, wobei diese Gruppe wenigstens folgende Elemente aufweist:
- Synchronisierungseinrichtung, insbesondere Konus-Synchronisierung,
- Lamellenkupplung oder -bremse,
- Backenbremse oder -kupplung,
- Zahnkupplung,
- Schiebemuffen-Einrichtung
oder eine Kombination aus wenigstens zwei der zuvor genannte Einrichtungen.
Vorzugsweise ist unter einer Schalteinrichtung in diesem Sinne eine Einrichtung zum Verbinden, insbesondere eines der Zahnräder, einer der Wellen, des Planetenradträgers oder des Getriebegehäuses, mit insbesondere einem weiteren der Zahnräder, der Wellen, des Planetenradträgers oder des Getriebegehäuses, zu verstehen. Vorzugsweise bildet eine Schalteinrichtung wenigstens eine Reibpaarung mittels insbesondere Reiblamellen oder Reibkonen aus oder bevorzugt eine Formschlussverbindung, insbesondere mittels Klauen, Haken, Verzahnungen oder einer Schiebemuffe.
Weiter vorzugsweise ist wenigstens eine dieser Schalteinrichtung, bevorzugt mehrere und besonders bevorzugt alle, als lastschaltfähiges Schalteinrichtung ausbildet und die Kräfte/Drehmomente zwischen den zur Kopplung eingerichteten Bauteilen sind wenigstens teilweise oder vollständig reibschlüssig übertragbar. Insbesondere Schalteinrichtungen mit wenigstens teilweise reibschlüssiger Drehmomentübertragung, ermöglichen eine Lastschaltung oder eine Zugkraftunterbrechungsfreie Schaltung des Stirnrad- Planetengetriebes und damit ist ein verbessertes Getriebe darstellbar.
Vorzugsweise weist eine Schalteinrichtung eine Kombination aus wenigstens zwei der zuvor genannten Einrichtungen, vorzugsweise eine Schiebemuffe mit wenigstens einem Reibkonus oder wenigstens einer Reiblamelle auf.
Im Sinne der Erfindung ist unter dem selektiven und in drehmomentleitender Weise Verbinden zu verstehen, dass zwei Bauteile, insbesondere Wellen, Zahnräder, der Planetenradträger oder Abschnitte des Getriebegehäuses durch Betätigen einer der Schaltungsseinrichtungen miteinander verbindbar sind, so dass ein Drehmoment zwischen den (selektiv) miteinander verbundenen Teilen übertragbar ist (Schalteinrichtung aktiviert).
Eine derartige selektive Verbindung ist durch die Schalteinrichtung wieder lösbar, so dass in diesem Fall kein Drehmoment zwischen diesen beiden Teilen übertragbar ist (Schalteinrichtung deaktiviert).
Untersuchungen haben gezeigt, dass bei kombinierten Stirnrad- Planetengetrieben ein besonders kompakter Aufbau insbesondere dann erreichbar ist, wenn das erste Losrad selektiv und in drehmomentleitender Weise mit dem Getriebegehäuse verbindbar ist. So ist auf besonders einfache Weise für wenigstens einen Teil der Zahnräder (erstes Stirnrad, viertes Stirnrad) die Drehzahl Null vorgebbar.
Eine weitere Kompaktierung des Stirnrad-Planetengetriebes ist insbesondere dadurch erreichbar, dass auf der Stirnradwelle ein zweites Losrad angeordnet ist, welches mit der Stirnradwelle selektiv und in drehmomentleitender Weise verbindbar ist. Wobei dieses zweite Losrad dazu eingerichtet ist, mit einem konzentrisch zur Umlaufachse angeordneten dritten Umlauf rad zu kämmen. in einer bevorzugten Ausführungsform des Stirnrad-Planetengetriebes sind die Stirnradwelle und die Umlaufgetriebewelle zur Leistungsübertragung von und zu dem Stirnrad-Planetengetriebe eingerichtet. Dabei ist im Sinne der Erfindung unter der Leistungsübertragung von und zu dem Stirnrad-Planetengetriebe zu verstehen, dass dem Getriebe von außerhalb eine Antriebsleistung, insbesondere von einer Antriebsmaschine, wie einem Hubkolbenmotor, eine Antriebsleistung (Drehmoment, Drehzahl) zuführbar ist (Stirnradwelle). Weiter ist eine solche Antriebsleistung (Drehzahl, Drehmoment) nach außerhalb des Getriebes abgebbar (Umlaufgetriebewelle), insbesondere an wenigstens ein antreibbares Rad des Kraftfahrzeugs. Vorzugsweise sind die Stirnradwelle und die Umlaufgetriebewelle als Getriebeeingangswelle bzw. Getriebeausgangswelle und umgekehrt zu verstehen. Untersuchungen haben gezeigt, dass sich bei einer Ausgestaltung bei welcher die Getriebeeingangswelle als Stimradwelie und die Getriebeausgangswelle als Umlaufgetriebewelle ausgeführt sind besonders kompakte Abmessung des Stirnrad-Pianetengetriebes realisieren lassen.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das erste Umlaufrad mit der Umlaufgetriebewelle verbunden. Vorzugsweise ist das erste Umlaufrad derart mit der Umlaufgetriebewelle verbunden, dass diese Verbindung im planmäßigen Betrieb des Stirnrad-Planetengetriebes untrennbar ist. Eine derartige Verbindung weist gegenüber einen selektiven Verbindung in der Regel einen geringeren Bauraumbedarf auf und ermöglicht eine Kompaktierung des Stirnrad-Planetengetriebes ermöglicht.
In einer weiter bevorzugten Ausführungsform sind das erste und das zweite Umlaufrad konzentrisch zur Umlaufachse angeordnet und in Richtung dieser (axiale Richtung) voneinander beabstandet. Weiter sind diese Umlaufräder derart von einander beabstandet, dass der erste Planetenradsatz und der zweite Planetenradsatz in axialer Richtung zwischen diesen Umlaufrädern angeordnet ist. Dabei ist in diesem Sinne unter„zwischen diesen" zu verstehen, dass die an der Bewegungsübertragung von einem Zahnrad auf das andere Zahnrad beteiligen Abschnitte der Planeten radsätze in axialer Richtung innerhalb des ersten und zweiten Umlaufrades angeordnet sind. Insbesondere durch eine derartige Anordnung der Umlaufräder und der Pianetenradsätze ist eine Schachtelung des Stirnrad-Planetengetriebes und damit eine Kompaktierung desselben ermöglicht.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Stirnrad-Planetengetriebes ist das erste Losrad und das zweite Losrad, welche beide auf der Stirnradwelle angeordnet sind und vorzugsweise in axialer Richtung benachbart zueinander angeordnet sind, selektiv und in drehmomentleitender Weise miteinander verbindbar. Insbesondere durch die selektive Verbindung von erstem und zweitem Losrad ist eine zusätzliche und besonders einfache Umschaltung der Drehzahlverhältnisse des Stirnrad-Planetengetriebes erreichbar und insbesondere dadurch kann eine weitere Kompaktierung dieses Getriebes erreicht werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das zweite Losrad mit der Stirnradwelle selektiv und in drehmomentleitender Weise verbindbar. Weiter vorzugsweise ist das zweite Losrad mit der Stirnradwelle verbunden. Insbesondere durch die selektive Verbindbarkeit kann auf einfache Weise eine weitere Möglichkeit zum Verändern der Drehzahlverhältnisse erreicht werden und damit kann eine weitere Kompaktierung des Stirnrad-Planetengetriebes dargestellt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Stirnrad-Planetengetriebes kämmt das zweite Losrad, angeordnet auf der Stirnradwelle, mit dem dritten Umlaufrad und dieses ist konzentrisch zur Umlaufachse ausgerichtet. Das dritte Umlaufrad ist mit dem Hohlrad wenigstens eines der Planetenradsätze, vorzugsweise mit dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes, verbindbar. Vorzugsweise sind dieses dritte Umlaufrad und das Hohlrad koaxial oder konzentrisch zueinander angeordnet. Weiter vorzugsweise sind das dritte Umlaufrad und das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes miteinander verbunden, vorzugsweise einstückig miteinander ausgebildet. Weiter vorzugsweise ist das dritte Umlaufrad und das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes als ringartige Einrichtung/Bauteil mit einer Außenverzahnung (drittes Umlaufrad) und einer Hohlradverzahnung (Hohlrad des ersten Planetenradsatzes) zu verstehen. Insbesondere durch ein mit einem der Hohlräd verbundenes drittes Umlaufrad ist ein besonders kompakter Aufbau des Stirnrad-Planetengetriebes erreichbar.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die eine Sonnenritzelwelle des ersten Planetenradsatzes selektiv und in drehmomentleitender Weise mit dem zweiten Umlaufrad verbindbar. im Sinne der Erfindung werden die Begriffe Sonnenritzel oder -rad sowie Sonnenritzelwelle äquivalent verwendet. Vorzugsweise ist eine Schalteinrichtung zur Herstellung dieser selektiven Verbindung wenigstens abschnittsweise oder vollständig, bezogen auf die axiale Richtung, auf der Seite des zweiten Umlaufrades angeordnet, welche vom ersten Planetenradsatz abgewandt ist. Weiter vorzugsweise ist das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes selektiv und in drehmomentieitender Weise mit dem zweiten Umlaufrad verbindbar. Weiter vorzugsweise ist eine Schalteinrichtung zur Herstellung dieser Verbindung, bezogen auf die axiale Richtung, auf der Seite des zweiten Umlaufrades angeordnet, welche dem zweiten Planetenradsatz zugewandt ist. Untersuchungen haben gezeigt, dass insbesondere mit derartigen Verbindungen ein besonders kompakter Aufbau des Stirnrad- Planetengetriebes erreichbar ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Stirnrad-Planetengetriebes weist der erste Planetenradsatz wenigstens ein erstes Planetenrad auf, vorzugsweise eine Vielzahl erster Planetenräder, und der zweite Planetenradsatz weist wenigstens ein zweites Planetenrad, vorzugsweise aber eine Vielzahl zweiter Planetenräder, auf. Vorzugsweise kämmt jeweils ein erstes Planeten rad mit jeweils einem dieser zweiten Planetenräder. Weiter vorzugsweise kämmt wenigstens ein erstes Planetenrad mit dem Hohlrad und bevorzugt mit dem Sonnenritzel des ersten Planetenradsatzes, vorzugsweise kämmen alle ersten Planetenräder mit diesem Hohlrad und bevorzugt mit diesem Sonnenritzel. Vorzugsweise kämmt ein zweites Planetenrad mit dem Sonnenritzel und bevorzugt mit einem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes, vorzugsweise kämmen alle zweiten Planetenräder mit diesem Sonnenritzel und bevorzugt diesem Hohlrad. Weiter vorzugsweise ist wenigstens ein erstes, bevorzugt alle ersten, und ein zweites, bevorzugt alle zweiten Planetenräder, auf einem gemeinsamen Planetenradträger, insbesondere dem Planetenradträger des ersten Planetenradsatzes, drehbar gelagert.
Vorzugsweise ist wenigstens ein Planetenrad auf dem Planetenradträger mittels einer Gleitlagerung, bevorzugt mittels einer Wälzlagerung gelagert. Vorzugsweise ist eine Vielzahl dieser Planetenräder auf dem Planetenradträger derart gelagert, bevorzugt sind alle Planetenräder gleitgelagert und besonders bevorzugt wälzgelagert.
Ein derartiges Umlaufgetriebe mit einem ersten Planetenradsatz und einem zweiten, insbesondere reduzierten, Planetenradsatz, kann als sog. Ravigneaux- Radsatz aufgefasst werden und es ergibt sich insbesondere durch diesen, ein besonders kompakter Aufbau des Stirnrad-Planetengetriebes.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist wenigstens ein Planetenradträger und bevorzugt der gemeinsame Planetenradträger selektiv mit dem Getriebegehäuse in drehmomentleitender Weise verbindbar. Vorzugsweise weist die Schalteinrichtung zum Herstellen dieser selektiven Verbindung in axialer Richtung eine größere Entfernung zum ersten Planeten radsatz auf, als zum zweiten Planetenradsatz. Insbesondere durch die Verbindbarkeit des Planetenradträgers mit dem Getriebegehäuse ist eine besonders große Getriebespreizung erreichbar und ein geringer Bauraumbedarf des Stirnrad- Planetengetriebes.
Erfindungsgemäß ist eine direkt, wie auch eine indirekte, Kopplung eines der Zahnräder (Losräder, Stirnräder, Umlaufräder) mit dem Getriebegehäuse ermöglicht. Unter einer direkten oder unmittelbaren Kopplung ist im Sinne der Erfindung zu verstehen, dass eine Schalteinrichtung einerseits am Zahnrad und andererseits am Getriebegehäuse angeordnet ist und, dass dieses Zahnrad und das Getriebegehäuse von dieser Schalteinrichtung zur Drehmomentübertragung kontaktierbar sind. Im Sinne der Erfindung ist unter einer indirekten oder mittelbaren Kopplung eines der Zahnräder mit dem Getriebegehäuse eine kinematische Kopplung dieser miteinander zu verstehen. Vorzugsweise ist für eine derartige indirekte Kopplung ein weiteres Zahnrad, welches mit diesem Zahnrad kämmt, mittels einer Schalteinrichtung mit dem Getriebegehäuse verbindbar. Durch einen Wälzkontakt zwischen diesem Zahnrad und dem mit diesem kämmenden weiteren Zahnrad ist dieses, über die Schalteinrichtung mittelbar oder indirekt mit dem Getriebegehäuse verbindbar.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Stirnrad-Planetengetriebes kämmt wenigstens eines der zweiten Planetenräder mit einem Sonnenritzel des zweiten Planetenradsatzes und der Außendurchmesser dieses zweiten Sonnenritzels ist, vorzugsweise kleiner, als der Außendurchmesser des ersten Sonnenritzels. Insbesondere durch diese Durchmesserstufung des ersten und zweiten Sonnenritzels ist eine besonders gute Getriebespreizung und kompakte Bauform des Stirnrad-Planetengetriebes erreichbar.
Im Sinne der Erfindung ist unter dem Durchmesser oder Außendurchmesser eines der Sonnenritzel der Außendurchmesser (Kopfkreisdurchmesser) des Sonnenritzels in einem Bereich, welcher zur Bewegungsübertragung auf eines der Planetenräder eingerichtet ist zu verstehen.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist wenigstens eines der Getriebeelemente aus der folgenden Gruppe mit dem Getriebegehäuse selektiv und in drehmomentleitender Weise verbindbar:
- Planetenradträger des ersten, zweiten Planetenradsatzes, gemeinsamer Planetenradträger, - Sonnenritzelwelle des ersten Planetenradsatzes, Sonnenritzel des zweiten Planetenradsatzes,
- erstes, zweites Losrad,
- erstes, zweites, drittes Umlaufrad.
Vorzugsweise sind drei der genannten Getriebeelemente mit dem Getriebegehäuse verbindbar.
Vorzugsweise sind das erste Losrad, das zweite Umlaufrad und der gemeinsame Planetenradträger selektiv und in drehmomentleitender Weise mit dem Getriebegehäuse verbindbar. Insbesondere durch die Verbindung dieser Getriebeelement ist einerseits eine hohe Getriebespreizung und andererseits ein kompakter Aufbau des Stirnrad-Planetengetriebes ermöglicht.
Mit einem erfindungsgemäßen Stirnrad-Planetengetriebe lassen sich besonders kompakt bauende und effiziente Antriebsstränge für Kraftfahrzeuge darstellen.
Im Sinne der Erfindung ist unter einem Antriebsstrang eine Einrichtung zu verstehen, welche wenigstens eine Antriebsmaschine, vorzugsweise eine Verbrennungskraftmaschine, bevorzugt einen Hubkolbenmotor, ein erfindungsgemäßes Stirnrad-Planetengetriebe und wenigstens ein antreibbares Rad, vorzugsweise mehrere antreibbare Räder, sowie ittel zur Verbindung der Antriebsmaschine mit dem Stirnrad-Planetengetriebe und zur Verbindung des Stirnrad-Planetengetriebes mit dem antreibbaren Rad zu verstehen. Vorzugsweise ist einem derartigen Antriebsstang die Stirnradwelle mit wenigstens einer Antriebsmaschine koppelbar. Vorzugsweise ist die Umlaufgetriebewelle als Abtriebswelle der Stirnrad-Planetengetriebeeinrichtung eingerichtet und gibt die Antriebsleistung in Richtung auf das wenigstens eine antreibbare Rad ab. Dabei ist im Sinne der Erfindung unter einem Rad ein Rad- Reifen eines Kraftfahrzeugs zu verstehen. Vorzugsweise ist die erfindungsgemäße Getriebeeinrichtung zum sogenannten„Quereinbau" in dem Kraftfahrzeug vorgesehen. Dabei ist in diesem Sinne unter dem Quereinbau zu verstehen, dass die Stirnradwelle, wenigstens im Wesentlichen quer, vorzugsweise unter einem Winkel von 90°, zur Hauptfahrtrichtung des Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Insbesondere in einer Quereinbausituation lässt sich mit dem erfindungsgemäßen Antriebsstrang ein besonders platzsparender Aufbau erreichen. Weiter vorzugsweise ist erfindungsgemäß Getriebeeinrichtung zum Längseinbau in einem Kraftfahrzeug vorgesehen. Dabei ist unter dem Längseinbau zu verstehen, dass die Stirnradwelle, wenigstens im Wesentlichen, parallel zu Hauptfahrtrichtung des Kraftfahrzeugs angeordnet ist.
Weiter bevorzugte Merkmale und Ausprägungen der Erfindung sind teilweise schematisiert in den nachfolgend erläuterten Figuren dargestellt. Es zeigt:
Fig.1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes kombiniertes Siebengang Stirnrad-Planetengetriebe,
Fig.2 ein Schaltungsschema für ein derartiges kombiniertes Siebengang Stirnrad-Planetengetriebe,
In Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Fahrzeuggetriebe dargestellt. Das Fahrzeuggetriebe weist ein erstes Teilgetriebe 1 , welches als Stirnradgetriebe ausgeführt ist, und ein zweites Teilgetriebe 2, welches als Umlaufgetriebe mit zwei Planetenradsätzen 2a, 2b ausgeführt ist, auf. Die Leistungszuführung (Drehzahl, Drehmoment) in das Fahrzeuggetriebe erfolgt über die Stirnradwelle AN und der Abtrieb erfolgt über die Umlaufgetriebewelle AB, welche mit der Umlaufachse zusammenfällt. Das erste Teilgetriebe 1 weist ein erstes Losrad 1.1 , ein zweites Losrad 1.3 und ein Stirnrad 1 .2 auf.
Die Antriebsleistung (Drehzahl, Drehmoment) wird dem Fahrzeuggetriebe und damit dem Antriebsstrang über die Verbrennungskraftmaschine VKM, zugeführt. Mitteis des Fahrzeuggetriebes ist das Übersetzungsverhältnis zwischen den Wellen AN/AB anpassbar und die Antrtebsleistung ist über die Umlaufgetriebewelle AB an die antreibbaren Räder AR abgebbar. Das erste Losrad 1 , 1 ist über eine Drehmomentübertragungseinrichtung 13, in welcher eine Schalteinrichtung 1 .SE und 3.SE baulich zusammengefasst sind, selektiv und in drehmomentleitender Weise mit dem zweiten Losrad 1.3 verbindbar. Die erste Schalteinrichtung 1 .SE ist dazu eingerichtet, das zweite Losrad 1.3 mit dem Getriebegehäuse 3 selektiv zu verbinden.
Das erste Losrad 1 .1 kämmt mit einem ersten Umlaufrad 2.1 , dieses erste Umlaufrad 2.1 ist koaxial zur Umlaufgetriebewelle AB angeordnet. Das Stirnrad 1 .2 kämmt mit einem zweiten Umlaufrad 2.2, auch dieses zweite Umlaufrad ist koaxial zur Umlaufgetriebewelle AB angeordnet. Das zweite Umlaufrad 2.2 weist eine Drehmomentübertragungseinrichtung 62 auf, in dieser ist die Schalteinrichtung 6.SE und 2.SE baulich zusammengefasst, und eine weitere Drehmomentübertragungseinrichtung 4, diese weist die Schalteinrichtung 4.SE auf.
Das zweite Losrad 1.3 kämmt mit dem dritten Losrad 2.3 und dieses ist konzentrisch zum Hohlrad HO angeordnet und einstückig mit diesem ausgebildet.
Durch die Schalteinrichtung 2.SE ist das zweite Umlaufrad 2.2 mit der Sonnenritzelwelle SO1 des ersten Planetenradsatzes 2a verbindbar. Mittels der Schalteinrichtung 6.SE ist diese Sonnenritzelwelle SO1 mit dem Getriebegehäuse 3 verbindbar. Dabei ist die
Drehmomentübertragungseinrichtung 62 derart eingerichtet, dass jeweils nur die Schalteinrichtung 2.SE oder die Schalteinrichtung 6.SE aktivierbar ist. Dabei ist unter der Aktivierung zu verstehen, dass ein Drehmoment von der Schalteinrichtung übertragbar ist.
Mittels der Drehmomentübertragungseinrichtung 5, diese weist die Schalteinrichtung 5.SE auf, ist das zweite Losrad 1 .3 mit der Stirnradwelle verbindbar, so dass eine Leistung von dieser auf das Hohlrad HO des ersten Planetenradsatzes 2a übertragbar ist. Weiter ist das zweite Losrad 1 .3 über die Schaltungseinrichtung 1.SE mit dem Getriebegehäuse 3 verbindbar und somit abbremsbar, dabei bleibt die Stirnradwelle AN drehbar, solange gleichzeitig die Schaltungseinrichtung 5.SE deaktiviert ist. Werden beiden Schaltungseinrichtungen 1.SE und 5.SE aktiviert, ist ein Blockieren der Stirnradwelle AN ermöglicht. Das Hohlrad HO ist konzentrisch zur Umlaufgetriebewelle AB angeordnet. Mittels der
Drehmomentübertragungseinrichtung 7, diese weist die Schalteinrichtung 7.SE auf, ist der gemeinsame Planetenradträger PT des Umlaufgetriebes 2 mit dem Getriebegehäuse 3 verbindbar.
Auch die Drehmomentübertragungseinrichtung 13 ist derart eingerichtet, dass nur entweder die Schalteinrichtung 1 .SE oder 3.SE aktivierbar ist.
Auf dem Planetenradträger PT sind die ersten Planetenräder P1 und die zweiten Planetenräder P2 drehbar gelagert. Die Planetenräder P1 und P2 sind derart auf dem Planetenradträger PT gelagert, dass diese miteinander kämmen. Die ersten Planetenräder P1 kämmen zudem mit dem Hohlrad HO und dem Sonnenritzel SO1. Die zweiten Planetenräder P2 kämmen mit dem Sonnen ritze! SO2 des zweiten Planetenradsatzes sowie mit den Planetenrädern P1.
Wird eines der Getriebeelemente mit dem Getriebegehäuse 3 verbunden, im Einzelnen die Sonnenritzelwelle SO1 mit der Schalteinrichtung 6.SE, der Planetenradträger PT mit der Schalteinrichtung 7.SE oder das zweite Losrad 1 .3 mit der Schalteinrichtung 1 .SE, so wird dieses Getriebeelement stillgesetzt und weist die Drehzahl Null auf. Durch die selektive Kopplung dieser Getriebeelemente mit dem Getriebegehäuse 3 einerseits und die selektive Kopplung von Getriebeelementen untereinander über die Schaltein chtungen 2.SE, 3.SE, 4.SE und 5SE lassen sich mit diesem Stirnrad-Planetengetriebe ein Rückwärtsgang und sieben Vorwärtsgänge darstellen. Dabei sind die Drehmomentübertragungseinrichtungen (4, 5, 7, 13, 62) derart eingerichtet, dass für eine Gangstufe (Rückwärtsgang und erster bis siebenter Gang) jeweils nur zwei Schalteinrichtung (1 .SE bis 7.SE) ktiviert sind.
Fig. 2 zeigt ein Schaltungsschema für ein erfindungsgemäßes Fahrzeuggetriebe. In der in Fig. 2 gezeigten Tabelle bedeuten die gegrauten Bereiche, dass eine Schalteinrichtung (1.SE bis 7.SE) aktiviert ist. Dem Schaltungsschema ist entnehmbar, dass jeweils nur zwei Schalteinrichtungen für jeweils einen Gang aktiviert sind. Mit dem erfindungsgemäßen Fahrzeuggetriebe sind sieben (1. Gang bis 7. Gang) Vorwärtsgänge in der Hauptfahrtrichtung und ein Rückwärtsgang (R. Gang) in entgegengesetzter Fahrtrichtung, darstellbar.

Claims

Patentansprüche
1. Mehrstufiges Stirnrad-Planetengetriebe mit
einem Stirnradgetriebe (1 ) mit wenigstens einem ersten Losrad (1 .1), welches konzentrisch zu einer Stirnradwelle (AN) angeordnet ist, und einem mit dieser Stirnradwelle verbundenen Stirnrad (1 .2),
einem Umlaufgetriebe (2) mit wenigstens einem ersten (2a) und einem zweiten (2b) Planetenradsatz und einer Umlaufgetriebewelle (AB), welche um eine Umlaufachse drehbar ist, wobei wenigstens einer der
Planetenradsätze (2a, 2b) konzentrisch zur Umlaufachse angeordnet ist, einem ersten (2.1 ) und einem zweiten (2.2) Umlaufrad, welche konzentrisch zur Umlaufachse angeordnet sind,
einem Getriebegehäuse (3) und einer Vielzahl von Schalteinrichtungen
(1 .SE bis 7.SE),
wobei das erste Losrad (1 .1) mit dem ersten Umlaufrad (2.1 ) kämmt und wobei das Stirnrad (1 .2) mit dem zweiten Umlaufrad (2.2) kämmt dadurch gekennzeichnet,
dass auf der Stirnradwelle (AN) ein zweites Losrad (1.3) angeordnet und mit dieser selektiv in drehmomentleitender Weise verbindbar ist, dass das erste Losrad (1.1 ) selektiv in drehmomentleitender Weise mit dem Getriebegehäuse verbindbar ist,
dass ein drittes Umlaufrad (2.3) konzentrisch zur Umlaufachse angeordnet ist und mit dem zweiten Losrad (1 .3) kämmt.
2. Mehrstufiges Stirnrad-Planetengetnebe nach Anspruch 1 , dadurch
gekennzeichnet, dass
das erste Umlaufrad (2.1 ) mit der Umlaufgetriebewelle (AB) verbunden ist.
3. Mehrstufiges Stirnrad-Planetengetnebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
der erste und der zweite Planetenradsatz (2a, 2b) in axialer Richtung zwischen dem zweiten Umtaufrad (2.2) und dem ersten Umlaufrad (2.1 ) angeordnet sind.
4. Mehrstufiges Stirnrad-Plantengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
der erste Losrad (1 .1 ) und das zweite Losrad (1.3) selektiv und in drehmomentleitender Weise miteinander verbindbar sind.
5. Mehrstufiges Stirnrad-Planetengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das zweite Losrad (1.3) selektiv und in drehmomentleitender Weise mit der Stirnradwelle verbindbar ist.
6. Mehrstufiges Stirnrad-Planetengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
dritte Umlaufrad (2.3) mit dem Hohlrad (HO) des ersten
Planetenradsatzes verbunden ist.
7. Mehrstufiges Stirnrad-Planetengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
eine Sonnenritzelwelle (SO1 ) des ersten Planetenradsatzes (2a) selektiv in drehmomentleitender weise mit dem zweiten Umlaufrad (2.2) verbindbar ist.
8. Mehrstufiges Stirnrad-Planetengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das Hohlrad (HO) des ersten Planetenradsatzes (2a) selektiv in drehmomentleitender Weise mit dem zweiten Umlaufrad (2.2) verbindbar ist.
9. Mehrstufiges Stirnrad-Planetengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Planetenradsatz (2a) wenigstens ein erstes Planetenrad (P1 ) und der zweite Planetenradsatz (2b) wenigstens ein zweites Planetenrad (P2) aufweist,
dass das erste Planetenrad mit dem zweiten Planetenrad kämmt, dass das erste Planetenrad zusätzlich mit dem Hohlrad (HO) des ersten Planetenradsatzes kämmt und
dass das erste und das zweite Planetenrad auf einem gemeinsamen Planetenradträger gelagert sind.
Mehrstufiges Planetengetriebe nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Planetenradsatz (2b) eine zweite Sonnenritzelwelle (SO2) aufweist und dass diese mit dem ersten Umlaufrad (2.1 ) verbunden ist.
Mehrstufiges Planetengetriebe nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser der ersten Sonnenritzelwelle in dem Bereich, welcher zur
Bewegungsübertragung auf das erste Planetenrad eingerichtet ist, größer ist als der Außendurchmesser der zweiten Sonnenritzelwelle in dem Bereich, welcher zur Bewegungsübertragung auf das zweite Planetenrad eingerichtet ist.
Mehrstufges Planetengetrieb nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der folgenden Getriebeelemente selektiv in drehmomentleitender Weise mit dem Getriebegehäuse verbindbar ist:
- ein Planetenradträger des ersten oder zweiten Planetenradsatzes (2a, 2b) oder der gemeinsame Planetenradträger (PT),
- die Sonnenritzelwelle des ersten Planetenradsatzes (SO1 ),
- das zweite Losrad (1 .3).
13. Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein
Personenkraftfahrzeug, mit
einer Verbrennungskraftmaschine,
wenigstens einem oder mehreren antreibbaren Rädern und einem mehrstufigen Stirnrad-Planetengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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