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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise mit drei Planetenradsätzen und zumindest sechs Schaltelementen, insbesondere ein Automatgetriebe für ein Kraftfahrzeug.
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Automatgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, umfassen nach dem Stand der Technik Planetensätze, die mittels Reibungs- bzw. Schaltelementen, wie etwa Kupplungen und Bremsen, geschaltet werden und üblicherweise mit einem einer Schlupfwirkung unterliegenden und wahlweise mit einer Überbrückungskupplung versehenen Anfahrelement, wie etwa einem hydrodynamischen Drehmomentwandler, oder einer Strömungskupplung verbunden sind.
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Ein derartiges Getriebe geht aus der
EP 0 434 525 A1 hervor. Es umfasst im Wesentlichen eine Antriebswelle und eine Abtriebswelle, die parallel zueinander angeordnet sind, einen konzentrisch zur Abtriebswelle angeordneten, als Zweisteg-Vierwellen-Planetengetriebe ausgebildeten und mit der Antriebswelle verbindbaren Hauptradsatz, einen mit der Antriebswelle verbundenen und mit dem Hauptradsatz verbindbaren Vorschaltradsatz, sowie fünf Schaltelemente in der Form von drei Kupplungen und zwei Bremsen, deren wahlweise Sperrung jeweils paarweise die verschiedenen Gangübersetzungen zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle bestimmt. Hierbei weist das Getriebe zwei Leistungswege auf, so dass durch das selektive paarweise Eingreifen der fünf Schaltelemente sechs Vorwärtsgänge erzielt werden.
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Hierbei werden bei dem ersten Leistungsweg zwei Kupplungen zur Übertragung des Drehmomentes vom Vorschaltradsatz zu zwei Elementen des Hauptplanetenradsatzes benötigt. Diese sind in Kraftflussrichtung im Wesentlichen hinter dem Vorschaltradsatz in Richtung Hauptplanetenradsatz angeordnet. Bei dem zweiten Leistungsweg ist eine weitere Kupplung vorgesehen, die diesen mit einem weiteren Element des Hauptplanetenradsatzes lösbar verbindet. Hierbei sind die Kupplungen derart angeordnet, dass der Innenlamellenträger den Abtrieb bildet.
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Des Weiteren ist aus der Druckschrift
US 6,139,463 A ein kompaktes Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise, insbesondere für ein Kraftfahrzeug bekannt, welches zwei miteinander gekoppelte Planetenradsätze und einen Vorschaltradsatz sowie drei Kupplungen und zwei Bremsen aufweist. Bei diesem bekannten Mehrstufengetriebe sind bei einem ersten Leistungsweg zwei Kupplungen C-1 und C-3 zum Übertragen des Drehmoments vom Vorschaltradsatz zu den beiden gekoppelten Planetenradsätzen vorgesehen. Hierbei ist der Außenlamellenträger bzw. die Zylinder- bzw. Kolben- und Druckausgleichsseite der Kupplung C-3 mit einer ersten Bremse B-1 verbunden. Zudem ist der Innenlamellenträger der dritten Kupplung C-3 mit der Zylinder- bzw. Kolben- und Druckausgleichsseite der ersten Kupplung C-1 verbunden, wobei der Innenlamellenträger der ersten Kupplung C-1 abtriebsseitig angeordnet ist und mit einem Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes verbunden ist.
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Des Weiteren ist aus der
DE 199 49 507 A1 der Anmelderin ein Mehrstufengetriebe bekannt, bei dem an der Antriebswelle zwei nicht schaltbare Vorschaltradsätze vorgesehen sind, die ausgangsseitig zwei Drehzahlen erzeugen, die neben der Drehzahl der Antriebswelle wahlweise auf einen auf die Abtriebswelle wirkenden, schaltbaren, mehrgliedrigen Hauptplanetenradsatz durch selektives Schließen der verwendeten Schaltelemente derart schaltbar sind, dass zum Umschalten von einem Gang in den jeweils nächstfolgenden höheren oder niedrigeren Gang von den beiden gerade betätigten Schaltelementen jeweils nur ein Schaltelement zu- oder abgeschaltet werden muss.
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Aus der
DE 199 12 480 A1 ist ein automatisch schaltbares Kraftfahrzeuggetriebe mit drei Einsteg-Planetensätzen sowie drei Bremsen und zwei Kupplungen zum Schalten von sechs Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang und mit einer Antriebs- sowie einer Abtriebswelle bekannt. Das automatisch schaltbare Kraftfahrzeuggetriebe ist derart ausgebildet, dass die Antriebswelle direkt mit dem Sonnenrad des zweiten Planetensatzes verbunden ist und dass die Antriebswelle über die erste Kupplung mit dem Sonnenrad des ersten Planetensatzes und/oder über die zweite Kupplung mit dem Steg des ersten Planetensatzes verbindbar ist. Zusätzlich oder alternativ ist das Sonnenrad des ersten Planetensatzes über die erste Bremse mit dem Gehäuse des Getriebes und/oder der Steg des ersten Planetensatzes über die zweite Bremse mit dem Gehäuse und/oder das Sonnenrad des dritten Planetensatzes über die dritte Bremse mit dem Gehäuse verbindbar.
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Des Weiteren ist aus der
DE 102 13 820 A1 ein Mehrgangautomatikgetriebe bekannt, umfassend einen ersten Eingangspfad T1 eines ersten Übersetzungsverhältnisses; einen Eingangspfad T2, der ein größeres Übersetzungsverhältnis als dieser Eingangspfad T1 hat; einen Planetenradsatz mit vier Elementen, wobei die vier Elemente ein erstes Element, ein zweites Element, ein drittes Element und ein viertes Element in der Reihenfolge der Elemente in einem Drehzahldiagramm sind; eine Kupplung C-2, die eine Drehung des Eingangspfads T2 auf das erste Element S3 überträgt; eine Kupplung C-1, die die Drehung von dem Eingangspfad T2 auf das vierte Element S2 überträgt; eine Kupplung C-4, die eine Drehung von dem Eingangspfad T1 auf das erste Element überträgt; eine Kupplung C-3, die die Drehung von dem Eingangspfad T1 auf das zweite Element C3 überträgt; eine Bremse B-1, die den Eingriff des vierten Elements herstellt; eine Bremse B-2, die den Eingriff des zweiten Elements herstellt; und ein Abtriebselement, das mit dem dritten Element R3 gekoppelt ist.
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Im Rahmen der
DE 101 15 983 A1 der Anmelderin wird ein Mehrstufengetriebe beschrieben, mit einer Antriebswelle, die mit einem Vorschaltsatz verbunden ist, mit einer Abtriebswelle, die mit einem Nachschaltsatz verbunden ist, und mit maximal sieben Schaltelementen, durch deren wahlweises Schalten mindestens sieben Vorwärtsgänge ohne Gruppenschaltung schaltbar sind. Der Vorschaltsatz wird aus einem Vorschalt-Planetenradsatz oder maximal zwei nicht schaltbaren, mit dem ersten Vorschalt-Planetenradsatz gekoppelten Vorschalt-Planetenradsätzen gebildet, wobei der Nachschaltsatz als Zweisteg-Vierwellen-Getriebe mit zwei schaltbaren Nachschalt-Planetenradsätzen ausgebildet ist und vier freie Wellen aufweist. Die erste freie Welle dieses Zweisteg-Vierwellen-Getriebes ist mit dem ersten Schaltelement verbunden, die zweite freie Welle mit dem zweiten und dritten Schaltelement, die dritte freie Welle mit dem vierten und fünften Schaltelement und die vierte freie Welle ist mit der Abtriebswelle verbunden. Für ein Mehrstufengetriebe mit insgesamt sechs Schaltelementen wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die dritte freie Welle oder die erste freie Welle des Nachschaltsatzes zusätzlich mit einem sechsten Schaltelement zu verbinden. Für ein Mehrstufengetriebe mit insgesamt sieben Schaltelementen wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die dritte freie Welle zusätzlich mit einem sechsten Schaltelement (D') und die erste freie Welle zusätzlich mit einem siebten Schaltelement zu verbinden.
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Ferner ist im Rahmen der
DE 101 15 987 A1 der Anmelderin ein Mehrstufengetriebe mit acht Gängen beschrieben. Dieses Getriebe besteht neben der Antriebswelle und der Abtriebswelle aus einem schaltbaren Vorschaltradsatz und einem schaltbaren Nachschaltradsatz. Der Vorschaltradsatz besteht aus einem ersten Planetenradsatz, welcher neben der Eingangsdrehzahl der Antriebswelle eine zweite Drehzahl anbietet, die wahlweise auf einen Nachschaltradsatz geschaltet werden kann. Der Nachschaltradsatz besteht aus zwei gekoppelten Planetenradsätzen. Unter Verwendung von zwei Leistungswegen und sechs Schaltelementen sind acht Vorwärtsgänge gruppenschaltungsfrei schaltbar. Ein 8-Gang-Mehrstufengetriebe ist ferner aus der
DE 29 36 969 bekannt; es umfasst acht Schaltelemente und vier Radsätze.
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Ein weiteres Automatgetriebe mit drei Planetenradsätzen und sechs Schaltelementen, durch deren selektives Schließen in Gruppen von drei zumindest acht Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang schaltbar sind, ist beispielsweise aus der
DE 10 2004 038 516 A1 bekannt.
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Weitere Automatgetriebe mit drei Planetenradsätzen und sieben Schaltelementen, durch deren selektives Schließen in Gruppen von drei zumindest acht Vorwärtsgänge und zwei Rückwärtsgänge schaltbar sind, ist beispielsweise aus der
DE 103 40 728 A1 und der
DE 102 00 379 A1 bekannt.
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Automatisch schaltbare Fahrzeuggetriebe in Planetenbauweise im Allgemeinen sind im Stand der Technik bereits vielfach beschrieben und unterliegen einer permanenten Weiterentwicklung und Verbesserung. So sollen diese Getriebe eine ausreichende Anzahl von Vorwärtsgängen sowie mindestens einen Rückwärtsgang und eine für Kraftfahrzeuge sehr gut geeignete Übersetzung mit einer hohen Gesamtspreizung sowie günstigen Stufensprüngen aufweisen. Ferner sollen diese eine hohe Anfahrübersetzung in Vorwärtsrichtung ermöglichen und einen direkten Gang enthalten sowie für den Einsatz sowohl in Pkw als auch Nkw geeignet sein. Außerdem sollen diese Getriebe einen geringen Bauaufwand, insbesondere eine geringe Anzahl an Schaltelementen erfordern und bei sequentieller Schaltweise Doppelschaltungen vermeiden, so dass bei Schaltungen in definierten Ganggruppen jeweils nur ein Schaltelement gewechselt wird.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Mehrstufengetriebe der eingangs genannten Art vorzuschlagen, bei dem der Bauaufwand optimiert wird und zudem der Wirkungsgrad in den Hauptfahrgängen hinsichtlich der Schlepp- und Verzahnungsverluste verbessert wird. Zudem sollen bei dem erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebe geringe Momente auf die Schaltelemente und Planetensätze wirken sowie die Drehzahlen der Wellen, Schaltelemente und Planetensätze möglichst gering gehalten werden. Des weiteren soll die Anzahl der Gänge sowie die Getriebespreizung erhöht werden, so dass in vorteilhafter Weise mindestens acht Vorwärtsgänge und zwei Rückwärtsgänge realisierbar sind. Außerdem soll das erfindungsgemäße Getriebe für jegliche Bauweise in ein Fahrzeug geeignet sein, insbesondere für eine Front-Quer-Anordnung.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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Demnach wird ein erfindungsgemäßes Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise vorgeschlagen, welches eine Antriebswelle und eine Abtriebswelle aufweist, welche in einem Gehäuse angeordnet sind. Des weiteren sind zumindest drei Planetensätze, im Folgenden als erster, zweiter und dritter Planetensatz bezeichnet, mindestens acht drehbare Wellen – im Folgenden als Antriebswelle, Abtriebswelle, dritte, vierte, fünfte, sechste, siebte und achte Welle bezeichnet – sowie mindestens sechs Schaltelemente, umfassend Bremsen und Kupplungen, vorgesehen, deren selektives Eingreifen verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Antriebswelle und der Antriebswelle bewirkt, sodass vorzugsweise mindestens acht Vorwärtsgänge und zwei Rückwärtsgänge realisierbar sind.
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Gemäß der Erfindung ist das Hohlrad des dritten Planetensatzes als geteiltes Hohlrad ausgebildet. Hierbei ist die Antriebswelle ständig mit dem Sonnenrad des dritten Planetensatzes verbunden und über eine erste Kupplung mit der vierten Welle lösbar verbindbar, welche ständig mit dem Steg des zweiten Planetensatzes und dem Steg des ersten Planetensatzes verbunden und über eine erste Bremse an das Gehäuse ankoppelbar ist, wobei die fünfte Welle ständig mit dem ersten Teil des Hohlrades des dritten Planetensatzes verbunden und über eine zweite Bremse an das Gehäuse ankoppelbar ist. Ferner ist die achte Welle mit dem zweiten Teil des Hohlrades des dritten Planetensatzes verbunden und über eine zweite Kupplung mit der siebten Welle lösbar verbindbar. Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass die siebte Welle ständig mit dem Sonnenrad des ersten Planetensatzes verbunden und über eine dritte Kupplung mit der dritten Welle lösbar verbindbar ist, welche ständig mit dem Steg des dritten Planetensatzes und dem Hohlrad des zweiten Planetensatzes verbunden ist, wobei die sechste Welle ständig mit dem Sonnenrad des zweiten Planetensatzes verbunden und über eine dritte Bremse an das Gehäuse ankoppelbar ist; die Abtriebswelle ist gemäß der Erfindung ständig mit dem Hohlrad des ersten Planetensatzes verbunden.
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Durch diese Konzeption werden acht Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang realisiert, wobei durch eine zusätzliche vierte Bremse, über die der Steg des ersten Planetensatzes und das Hohlrad des zweiten Planetensatzes bzw. die dritte Welle an das Gehäuse ankoppelbar ist, ein neunter Gang realisiert werden kann.
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Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Mehrstufengetriebes ergeben sich insbesondere für Personenkraftwagen geeignete Übersetzungen sowie eine erhebliche Erhöhung der Gesamtspreizung des Mehrstufengetriebes, wodurch eine Verbesserung des Fahrkomforts und eine signifikante Verbrauchsabsenkung bewirkt werden.
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Darüber hinaus wird mit dem erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebe durch eine geringe Anzahl an Schaltelementen, vorzugsweise drei bzw. vier Bremsen und drei Kupplungen, der Bauaufwand erheblich reduziert. In vorteilhafter Weise ist es mit dem erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebe möglich, ein Anfahren mit einem hydrodynamischen Wandler, einer externen Anfahrkupplung oder auch mit sonstigen geeigneten externen Anfahrelementen durchzuführen. Es ist auch denkbar, einen Anfahrvorgang mit einem im Getriebe integrierten Anfahrelement zu ermöglichen. Vorzugsweise eignet sich ein Schaltelement, welches im ersten Vorwärtsgang und im Rückwärtsgang betätigt wird.
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Darüber hinaus ergibt sich bei dem erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebe ein guter Wirkungsgrad in den Hauptfahrgängen infolge geringer Schlepp- und Verzahnungsverluste.
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Des weiteren liegen geringe Momente in den Schaltelementen und in den Planetensätzen des Mehrstufengetriebes vor, wodurch der Verschleiß bei dem Mehrstufengetriebe in vorteilhafter Weise reduziert wird. Ferner wird durch die geringen Momente eine entsprechend geringe Dimensionierung ermöglicht, wodurch der benötigte Bauraum und die entsprechenden Kosten reduziert werden. Darüber hinaus liegen auch geringe Drehzahlen bei den Wellen, den Schaltelementen und den Planetensätzen vor.
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Außerdem ist das erfindungsgemäße Getriebe derart konzipiert, dass eine Anpassbarkeit an unterschiedliche Triebstrangausgestaltungen sowohl in Kraftflussrichtung als auch in räumlicher Hinsicht ermöglicht wird; so ist es z. B. möglich, dass Antrieb und Abtrieb auf der gleichen Seite des Gehäuses vorgesehen sind.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. In diesen stellen dar:
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1 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes, bei dem neun Vorwärtsgänge realisierbar sind;
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2 ein beispielhaftes Schaltschema für das erfindungsgemäße Mehrstufengetriebe gemäß 1;
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3 eine schematische Darstellung einer weiteren bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes, bei dem acht Vorwärtsgänge realisierbar sind; und
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4 ein beispielhaftes Schaltschema für das erfindungsgemäße Mehrstufengetriebe gemäß 3.
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In 1 ist ein erfindungsgemäßes Mehrstufengetriebe mit einer Antriebswelle 1 und einer Abtriebswelle 2 dargestellt, welche in einem Gehäuse G angeordnet sind. Es sind drei Planetensätze P1, P2, P3 vorgesehen, welche als Minus-Planetenradsätze in Einfachplanetenbauweise, bei denen die Planetenräder jeweils mit Sonnen- und Hohlrad des jeweiligen Planetensatzes kämmen, ausgebildet sind. Bei der Ausführungsform gemäß 1 sind die Planetensätze in der Reihenfolge P2, P1, P3 hintereinander in axialer Richtung angeordnet (d. h. in der Reihenfolge P3, P1, P2 in Kraftflussrichtung). Erfindungsgemäß ist das Hohlrad des dritten Planetensatzes P3 als geteiltes Hohlrad ausgebildet.
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Wie aus 1 ersichtlich, sind sieben Schaltelemente, nämlich vier Bremsen 04, 05, 06 und 03 und drei Kupplungen 14, 78, 37 vorgesehen. Vorzugsweise sind die Kupplungen als Lamellenkupplungen ausgebildet.
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Mit diesen Schaltelementen ist ein selektives Schalten von neun Vorwärtsgängen und zwei Rückwärtsgängen realisierbar. Das erfindungsgemäße Mehrstufengetriebe weist insgesamt acht drehbare Wellen auf, nämlich die Wellen 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 und 8.
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Erfindungsgemäß ist bei dem Mehrstufengetriebe gemäß 1 vorgesehen, dass der Antrieb durch die Welle 1 erfolgt, welche ständig mit dem Sonnenrad des dritten Planetensatzes P3 verbunden und über die erste Kupplung 14 mit der Welle 4 lösbar verbindbar ist, welche ständig mit dem Steg des zweiten Planetensatzes P2 und dem Steg des ersten Planetensatzes P1 verbunden und über die erste Bremse 04 an das Gehäuse G ankoppelbar ist. Des weiteren ist eine Welle 5 vorgesehen, welche ständig mit dem ersten Teil des Hohlrades des dritten Planetensatzes P3 verbunden und über die zweite Bremse 05 an das Gehäuse G ankoppelbar ist. Des weiteren ist die Welle 8 ständig mit dem zweiten Teil des Hohlrades des dritten Planetensatzes P3 verbunden und über die zweite Kupplung 78 mit der Welle 7 lösbar verbindbar, welche ständig mit dem Sonnenrad des ersten Planetensatzes P1 verbunden und über die dritte Kupplung 37 mit der Welle 3 lösbar verbindbar ist. Diese Welle 3 wiederum ist ständig mit dem Steg des dritten Planetensatzes P3 und dem Hohlrad des zweiten Planetensatzes P2 verbunden und über die vierte Bremse 03 an das Gehäuse ankoppelbar. Gemäß der Erfindung ist eine Welle 6 vorgesehen, welche ständig mit dem Sonnenrad des zweiten Planetensatzes P2 verbunden und über die dritte Bremse 06 an das Gehäuse ankoppelbar ist. Der Abtrieb erfolgt über die Welle 2, die ständig mit dem Hohlrad des ersten Planetensatzes P1 verbunden ist.
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Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Hohlrades des dritten Planetensatzes P3 als geteiltes Hohlrad kann die Welle 3 durch die zwei Hohlradteile geführt werden, um eine Verbindung der Welle 3 mit dem Steg des dritten Planetensatzes P3 auf einfache Weise zu ermöglichen. Die mit den zwei Hohlradteilen verbundenen Wellen 5 und 8 sind über die Planetenräder des Planetensatzes miteinander kinematisch gekoppelt.
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Bei der Ausführungsform gemäß 1 ist die Kupplung 14 axial betrachtet zwischen dem zweiten und dem ersten Planetensatz angeordnet. Der Außenlamellenträger der Kupplung 14 kann vorzugsweise abtriebsseitig angeordnet sein. Es ist auch möglich, dass der Außenlamellenträger der Kupplung 14 direkt mit dem Steg des ersten Planetensatzes P1 verbunden ist. Des weiteren sind die Kupplungen 37 und 78 axial betrachtet vorzugsweise im Wesentlichen zwischen dem ersten und dem dritten Planetensatz angeordnet, wobei die Kupplung 37 radial betrachtet vorzugsweise näher am Gehäuse G als die Kupplung 78 angeordnet ist.
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Die räumliche Anordnung der Schaltelemente innerhalb des Getriebes kann beliebig sein und wird nur durch die Abmessungen und die äußere Formgebung des Getriebegehäuses G begrenzt.
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In 2 ist ein beispielhaftes Schaltschema des erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes gemäß Figur dargestellt. Für jeden Gang werden drei Schaltelemente geschlossen. Dem Schaltschema können auch beispielhafte Werte für die jeweiligen Übersetzungen i der einzelnen Gangstufen und die daraus zu bestimmenden Stufensprünge 4 entnommen werden. Die dargestellten Übersetzungen ergeben sich aus den Standgetriebeübersetzungen der Planetensätze P1, P2, und P3 von minus 2,60, minus 2,00 und minus 1,67. Aus 2 wird ersichtlich, dass bei sequentieller Schaltweise Doppelschaltungen bzw. Gruppenschaltungen vermieden werden, da zwei benachbarte Gangstufen zwei Schaltelemente gemeinsam benutzen. Des weiteren ist der sechste Gang als Direktgang und der neunte Gang als Overdrive-Gang ausgelegt.
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Der erste Gang ergibt sich durch Schließen der Kupplung 37 und der Bremsen 05 und 06, der zweite Gang durch Schließen der Bremsen 05 und 06 und der Kupplung 78, der dritte Gang durch Schließen der Kupplungen 37 und 78 und der Bremse 06 und der vierte Gang durch Schließen der Kupplungen 14 und 78 und der Bremse 06. Ferner ergibt sich der fünfte Gang durch Schließen der Kupplungen 14, 37 und der Bremse 06, der sechste Gang durch Schließen der Kupplungen 14, 37 und 78, der siebte Gang durch Schließen der Kupplungen 14 und 37 und der Bremse 05, der achte Gang durch Schließen der Bremse 05 und der Kupplungen 14 und 78 und der neunte Gang durch Schließen der Bremse 03 und der Kupplungen 14 und 78.
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Wie aus dem Schaltschema ersichtlich, ergibt sich der erste Rückwärtsgang durch Schließen der Bremsen 04 und 05 und der Kupplung 37 und der zweite Rückwärtsgang durch Schließen der Bremse 04 und der Kupplungen 37 und 78.
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Ausgehend von der Ausführungsform gemäß 1 kann gemäß der Erfindung auch ein Acht-Gang-Getriebe realisiert werden, wobei zu diesem, Zweck die Bremse 03 bzw. die Anbindung des Stegs des dritten Planetensatzes P3 und des Hohlrads des zweiten Planetensatzes P2 an das Gehäuse G entfällt.
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Ein erfindungsgemäßes Acht-Gang-Getriebe ist Gegenstand der 3, wobei der einzige Unterschied zur in 1 gezeigten Ausführungsform darin besteht, dass die Welle 3 und somit der Steg des dritten Planetensatzes P3 und das Hohlrad des zweiten Planetensatzes P2 nicht an das Gehäuse G ankoppelbar sind.
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In 4 ist ein beispielhaftes Schaltschema des erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes gemäß 3 dargestellt, welches sich von dem Schaltschema gemäß 2 darin unterscheidet, dass kein neunter Gang vorgesehen ist.
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Der erste Gang ergibt sich hierbei durch Schließen der Kupplung 37 und der Bremsen 05 und 06, der zweite Gang durch Schließen der Bremsen 05 und 06 und der Kupplung 78, der dritte Gang durch Schließen der Kupplungen 37 und 78 und der Bremse 06 und der vierte Gang durch Schließen der Kupplungen 14 und 78 und der Bremse 06. Ferner ergibt sich der fünfte Gang durch Schließen der Kupplungen 14, 37 und der Bremse 06, der sechste Gang durch Schließen der Kupplungen 14 und 37 und 78, der siebte Gang durch Schließen der Kupplungen 14 und 37 und der Bremse 05 und der achte Gang durch Schließen der Bremse 05 und der Kupplungen 14 und 78. Der erste Rückwärtsgang ergibt sich durch Schließen der Bremsen 04 und 05 und der Kupplung 37 und der zweite Rückwärtsgang durch Schließen der Bremse 04 und der Kupplungen 37 und 78.
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Es ist auch möglich, ausgehend von der Ausführungsform gemäß 3, durch Hinzufügen der vierten Bremse 03, mittels welcher die Welle 3 an das Gehäuse G ankoppelbar ist, ein Neun-Gang-Getriebe gemäß 1 zu realisieren.
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Gemäß der Erfindung ist ein Anfahren des Kraftfahrzeugs mit einem in dem Getriebe integrierten Schaltelement möglich. Hierbei ist ein Schaltelement besonders geeignet, das im ersten Gang und im ersten Rückwärtsgang benötigt wird, beispielsweise also Bremse 05 oder Kupplung 37.
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Gemäß der Erfindung können sich auch bei gleichem Getriebeschema, je nach Standgetriebeübersetzung der einzelnen Planetensätze, unterschiedliche Gangsprünge ergeben, so dass eine anwendungs- bzw. fahrzeugspezifische Variation ermöglicht wird.
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Es ist zudem möglich, an jeder geeigneten Stelle des Mehrstufengetriebes zusätzliche Freiläufe vorzusehen, beispielsweise zwischen einer Welle und dem Gehäuse oder um zwei Wellen gegebenenfalls zu verbinden.
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Auf der Antriebsseite oder auf der Abtriebsseite können erfindungsgemäß ein Achsdifferential und/oder ein Verteilerdifferential angeordnet werden.
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Im Rahmen einer vorteilhaften Weiterbildung kann die Antriebswelle 1 durch ein Kupplungselement von einem Antriebs-Motor nach Bedarf getrennt werden, wobei als Kupplungselement ein hydrodynamischer Wandler, eine hydraulische Kupplung, eine trockene Anfahrkupplung, eine nasse Anfahrkupplung, eine Magnetpulverkupplung oder eine Fliehkraftkupplung einsetzbar sind. Es ist auch möglich, ein derartiges Anfahrelement in Kraftflussrichtung hinter dem Getriebe anzuordnen, wobei in diesem Fall die Antriebswelle 1 ständig mit der Kurbelwelle des Motors verbunden ist.
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Das erfindungsgemäße Mehrstufengetriebe ermöglicht außerdem die Anordnung eines Torsionsschwingungsdämpfers zwischen Motor und Getriebe.
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Im Rahmen einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung kann auf jeder Welle, bevorzugt auf der Antriebswelle 1 oder der Abtriebswelle 2, eine verschleißfreie Bremse, wie z. B. ein hydraulischer oder elektrischer Retarder oder dergleichen, angeordnet sein, was insbesondere für den Einsatz in Nutzkraftfahrzeugen von besonderer Bedeutung ist. Des weiteren kann zum Antrieb von zusätzlichen Aggregaten auf jeder Welle, bevorzugt auf der Antriebswelle 1 oder der Abtriebswelle 2, ein Nebenabtrieb vorgesehen sein.
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Die eingesetzten Schaltelemente können als lastschaltende Kupplungen oder Bremsen ausgebildet sein. Insbesondere können kraftschlüssige Kupplungen oder Bremsen, wie z. B. Lamellenkupplungen, Bandbremsen und/oder Konuskupplungen, verwendet werden. Des weiteren können als Schaltelemente auch formschlüssige Bremsen und/oder Kupplungen, wie z. B. Synchronisierungen oder Klauenkupplungen eingesetzt werden.
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Ein weiterer Vorteil des hier vorgestellten Mehrstufengetriebes besteht darin, dass auf jeder Welle als Generator und/oder als zusätzliche Antriebsmaschine eine elektrische Maschine anbringbar ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Welle
- 2
- Welle
- 3
- Welle
- 4
- Welle
- 5
- Welle
- 6
- Welle
- 7
- Welle
- 8
- Welle
- 03
- vierte Bremse
- 04
- erste Bremse
- 05
- zweite Bremse
- 06
- dritte Bremse
- 14
- erste Kupplung
- 37
- dritte Kupplung
- 78
- zweite Kupplung
- P1
- erster Planetensatz
- P2
- zweiter Planetensatz
- P3
- dritter Planetensatz
- i
- Übersetzung
- ϕ
- Stufensprung
- G
- Gehäuse
