DE102006001746A1 - Mehrstufengetriebe - Google Patents

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Abstract

Das Mehrstufengetriebe mit mindestens acht Vorwärtgängen und einem Rückwärtsgang umfasst eine Antriebswelle (1), eine Abtriebswelle (2), drei Planetensätze (P1, P2, P3), sieben drehbare Wellen (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7) sowie sechs Schaltelemente (03, 04, 16, 46, 47, 57), wobei die Antriebswelle (1) ständig mit einem Sonnenrad des zweiten Planetensatzes (P2) verbunden und über eine erste Kupplung (16) mit der sechsten Welle (6) verbindbar ist, welche mit einem Steg des dritten Planetensatzes (P3) und einem Steg des ersten Planetensatzes (P1) verbunden und über eine zweite Kupplung (46) mit der vierten Welle (4) verbindbar ist, welche über eine zweite Bremse (04) an einem Gehäuse (G) des Getriebes ankoppelbar ist, wobei ein erster Teil der vierten Welle (4) mit einem ersten Teil eines Hohlrads des zweiten Planetensatzes (P2) verbunden ist und ein zweiter Teil (4') der vierten Welle (4) mit einem zweiten Teil des Hohlrads des zweiten Planetensatzes (P2) verbunden und über eine dritte Kupplung (47) mit der siebten Welle (7) lösbar verbindbar ist, wobei die siebte Welle (7) mit einem Sonnenrad des dritten Planetensatzes (P3) verbunden und über eine vierte Kupplung (57) mit der fünften Welle (5) verbindbar ist, welche mit einem Steg des zweiten Planetensatzes (P2) und einem Hohlrad des ersten Planetensatzes (P1) verbunden ist, und wobei die dritte Welle (3) mit einem Sonnenrad des ersten Planetensatzes (P1) verbunden und über eine erste Bremse (03) an das Gehäuse (G) ankoppelbar ...

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise, insbesondere ein Automatgetriebe für ein Kraftfahrzeug, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • 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.
  • 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 Planetenradsatz in Form einer Zweisteg-Einheit und 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 einen Vorschaltradsatz und zwei Leistungswege auf, so dass durch das selektive paarweise Eingreifen der fünf Schaltelemente sechs Vorwärtsgänge erzielt werden.
  • Hierbei werden bei dem ersten Leistungsweg zwei Kupplungen zur Übertragung des Drehmomentes vom Vorschaltradsatz zu zwei Elementen des Planetenradsatzes benötigt. Diese sind in Kraftflussrichtung im Wesentlichen hinter dem Vorschaltradsatz in Richtung Planetenradsatz in Form einer Zweisteg-Einheit angeordnet. Bei dem zweiten Leistungsweg ist eine weitere Kupp lung vorgesehen, die diesen mit einem weiteren Element des Planetenradsatzes in Form einer Zweisteg-Einheit lösbar verbindet.
  • Des weiteren ist aus der Druckschrift US 6,139,463 ein kompaktes Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise, insbesondere für ein Kraftfahrzeug bekannt, welches zwei 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 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.
  • 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 Planetenradsatz in Form einer Zweisteg-Einheit 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.
  • 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 dem Sonnenrad des dritten Planetensatzes über die dritte Bremse mit dem Gehäuse verbindbar.
  • 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.
  • Im Rahmen der DE 101 15 983 A1 der Anmelderin wird ein Mehrstufengetriebe beschrieben, mit einer Antriebswelle, die mit einem Vorschaltsatz ver bunden 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, gekoppelten Vorschalt-Planetenradsätzen gebildet, und der Nachschaltsatz ist als schaltbares Zweisteg-Vierwellen-Getriebe ausgebildet und weist vier freie Wellen auf. 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 und die erste freie Welle zusätzlich mit einem siebten Schaltelement zu verbinden.
  • Ferner ist im Rahmen der DE 101 15 987 der Anmelderin ein Mehrstufengetriebe mit mindestens sieben Gängen beschrieben. Dieses Getriebe besteht neben der Antriebswelle und der Abtriebswelle aus einem nicht schaltbaren Vorschaltradsatz und einem schaltbaren Nachschaltradsatz in Form eines Zweisteg-Vierwellen-Getriebes. 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 schaltbaren Planetenradsätzen, welche mit den sechs Schaltelementen mindestens sieben Gänge schalten kann. Dabei werden bei jedem Schaltvorgang in vorteilhafter Weise stets Gruppenschaltungen vermieden. Ein 9-Gang-Mehr stufengetriebe ist ferner aus der DE 29 36 969 bekannt; es umfasst acht Schaltelemente und vier Radsätze.
  • 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 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.
  • 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 acht oder neun Vorwärtsgänge und mindestens ein Rückwärtsgang realisierbar sind. Außerdem soll das erfindungsgemäße Getriebe für jegliche Bauweise in ein Fahrzeug geeignet sein, insbesondere für eine Front-Quer-Anordnung.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
  • 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 sieben drehbare Wellen – im Folgenden als Antriebswelle, Abtriebswelle, dritte, vierte, fünfte, sechste und siebte Welle bezeichnet – sowie zumindest sechs Schaltelemente, umfassend Bremsen und Kupplungen, vorgesehen, deren selektives Eingreifen verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle bewirkt, so dass vorzugsweise acht oder neun Vorwärtsgänge und mindestens ein Rückwärtsgang realisierbar sind. Die Planetensätze sind als Minus-Planetensätze ausgebildet, wobei der zweite Planetensatz ein geteiltes Hohlrad aufweist.
  • Hierbei ist die Antriebswelle ständig mit dem Sonnenrad des zweiten Planetensatzes verbunden und über eine Kupplung mit der sechsten Welle lösbar verbindbar, welche ständig mit dem Steg des dritten Planetensatzes und dem Steg des ersten Planetensatzes verbunden und über eine Kupplung mit der vierten Welle lösbar verbindbar ist. Gemäß der Erfindung ist die vierte Welle über eine Bremse an das Gehäuse ankoppelbar, wobei ein Teil der vierten Welle ständig mit einem ersten Teil des Hohlrads des zweiten Planetensatzes verbunden ist und ein zweiter Teil der vierten Welle mit dem zweiten Teil des Hohlrads des zweiten Planetensatzes verbunden ist und über eine weitere Kupplung mit der siebten Welle lösbar verbindbar ist, wobei die siebte Welle ständig mit dem Sonnenrad des dritten Planetensatzes verbunden und über eine weitere Kupplung mit der fünften Welle lösbar verbindbar ist, welche ständig mit dem Steg des zweiten Planetensatzes und dem Hohlrad des ersten Planetensatzes verbunden ist. Ferner ist die dritte Welle ständig mit dem Sonnenrad des ersten Planetensatzes verbunden und über eine Bremse an das Gehäuse ankoppelbar, wobei die Abtriebswelle ständig mit dem Hohlrad des dritten Planetensatzes verbunden ist.
  • 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.
  • Darüber hinaus wird mit dem erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebe durch eine geringe Anzahl an Schaltelementen, vorzugsweise zwei Bremsen und vier 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.
  • Darüber hinaus ergibt sich bei dem erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebe ein guter Wirkungsgrad in den Hauptfahrgängen bezüglich der Schlepp- und Verzahnungsverluste.
  • 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.
  • 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.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen beispielhaft näher erläutert.
  • In diesen stellen dar:
  • 1 eine schematische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes und
  • 2 ein beispielhaftes Schaltschema für das erfindungsgemäße Mehrstufengetriebe gemäß 1.
  • 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, die in der Reihenfolge P1, P2, P3 hintereinander in axialer Richtung angeordnet sind. Die Planetensätze sind als Minus-Planetensätze ausgebildet, wobei der zweite Planetensatz P2 ein geteiltes Hohlrad aufweist.
  • Wie aus 1 ersichtlich, sind sechs Schaltelemente, nämlich zwei Bremsen 03 und 04 und vier Kupplungen 14, 46, 47 und 57, vorgesehen.
  • Vorzugsweise sind die Kupplungen als Lamellenkupplungen bzw. die Bremsen als Lamellenbremsen ausgebildet.
  • Mit diesen Schaltelementen ist ein selektives Schalten von acht oder neun Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang realisierbar. Das erfindungsgemäße Mehrstufengetriebe weist insgesamt sieben drehbare Wellen auf, nämlich die Wellen 1, 2, 3, 4, 5, 6 und 7.
  • Erfindungsgemäß ist bei dem Mehrstufengetriebe gemäß 1 vorgesehen, dass der Antrieb durch die Welle 1 erfolgt, welche ständig mit dem Sonnenrad des zweiten Planetensatzes P2 verbunden und über eine Kupplung 16 mit der Welle 6 lösbar verbindbar ist, welche ständig mit dem Steg des dritten Planetensatzes P3 und dem Steg des ersten Planetensatzes P1 verbunden und über eine Kupplung 46 mit der Welle 4 lösbar verbindbar ist, welche über die Bremse 04 an das Gehäuse G ankoppelbar ist, wobei ein Teil der Welle 4 ständig mit dem ersten Teil des Hohlrads des zweiten Planetensatzes P2 verbunden ist und ein zweiter Teil 4' der Welle 4 mit dem zweiten Teil des Hohlrads des zweiten Planetensatzes P2 verbunden ist und über eine Kupplung 47 mit der Welle 7 lösbar verbindbar ist. Gemäß der Erfindung ist die Welle 7 ständig mit dem Sonnenrad des dritten Planetensatzes P3 verbunden und über die Kupplung 57 mit der Welle 5 lösbar verbindbar, welche ständig mit dem Steg des zweiten Planetensatzes P2 und dem Hohlrad des ersten Planetensatzes P1 verbunden ist. Hierbei wird die Welle 5 durch die zwei Teile des Hohlrades des zweiten Planetensatzes P2 geführt. Des weiteren ist die Welle 3 ständig mit dem Sonnenrad des ersten Planetensatzes P1 verbunden und über die Bremse 03 an das Gehäuse G ankoppelbar. Der Abtrieb erfolgt über die Welle 2, die ständig mit dem Hohlrad des dritten Planetensatzes P3 verbunden ist.
  • Hierbei sind die Kupplungen 47 und 57, radial betrachtet, vorzugsweise im Wesentlichen übereinander und axial betrachtet im Wesentlichen zwischen dem zweiten und dem dritten Planetensatz angeordnet; der Außenlamellenträger der Kupplung 57 ist hierbei, radial betrachtet, oberhalb der Kupplung 47 geführt.
  • Im Rahmen der gezeigten Ausführungsform ist die Kupplung 46, axial betrachtet, zwischen dem ersten und dem zweiten Planetensatz angeordnet, während die Kupplung 16, vorzugsweise axial betrachtet, neben dem dritten Planetensatz P3 angeordnet ist.
  • Gemäß der Erfindung ist es möglich, dass der Außenlamellenträger der Kupplungen 46 und 16 direkt mit dem Steg des Planetensatzes P1 bzw. P3 verbunden ist.
  • Die räumliche Anordnung der Schaltelemente kann beliebig sein und wird nur durch die Abmessungen und die äußere Formgebung begrenzt.
  • In 2 ist ein beispielhaftes Schaltschema des erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes gemäß 1 dargestellt, wobei nach dem Schaltschema gemäß neun Vorwärtsgänge vorgesehen sind. Für jeden Gang werden drei Schaltelemente geschlossen. Den Schaltschemata können die jeweiligen Übersetzungen i der einzelnen Gangstufen und die daraus zu bestimmenden Stufensprünge ϕ beispielhaft entnommen werden. Typische Werte für die Standübersetzungen der Planetensätze P1, P2, und P3 sind jeweils -1,70, -1,70 und -2,40. Aus 2 wird ersichtlich, dass bei sequentieller Schaltweise Doppelschaltungen bzw. Gruppenschaltungen vermieden werden, da zwei benachbarte Gangstufen zwei Schaltelemente gemeinsam benutzen. Ferner ist ein Gang als direkter Gang ausgebildet, bei neun Vorwärtsgängen vorzugswei se der siebte Gang; in vorteilhafter Weise sind die Stufensprünge in den oberen Gängen klein.
  • Gemäß 2 ergibt sich der erste Gang durch Schließen der Kupplung 57 und der Bremsen 03 und 04, der zweite Gang durch Schließen der Bremse 03 und der Kupplungen 46 und 57, der dritte Gang durch Schließen der Kupplungen 46 und 47 und der Bremse 03 und der vierte Gang durch Schließen der Kupplungen 47 und 57 und der Bremse 03. Ferner ergibt sich der fünfte Gang durch Schließen der Kupplungen 47 und 16 und der Bremse 03, der sechste Gang durch Schließen der Kupplungen 16, 57 und der Bremse 03, der siebte Gang durch Schließen der Kupplungen 16, 46 und 57, der achte Gang durch Schließen der Kupplungen 16 und 57 und der Bremse 04 und der neunte Gang durch Schließen der Kupplungen 16 und 47 und der Bremse 04. Wie aus dem Schaltschema ersichtlich, ergibt sich der Rückwärtsgang durch Schließen der Bremse 04 und der Kupplungen 46 und 57.
  • Gemäß der Erfindung ist ein Anfahren mit einem integrierten Schaltelement möglich (IAK). Hierbei ist ein Schaltelement besonders geeignet, das im ersten Gang und im Rückwärtsgang ohne Drehrichtungsumkehr benötigt wird (Kupplung 57).
  • Gemäß der Erfindung können sich auch bei gleichem Getriebeschema je nach Schaltlogik unterschiedliche Gangsprünge ergeben, so dass eine anwendungs- bzw. fahrzeugspezifische Variation ermöglicht wird.
  • 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.
  • Auf der Antriebsseite oder auf der Abtriebsseite können erfindungsgemäß ein Achsdifferential und/oder ein Verteilerdifferential angeordnet werden.
  • 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.
  • Das erfindungsgemäße Mehrstufengetriebe ermöglicht außerdem die Anordnung eines Torsionsschwingungsdämpfers zwischen Motor und Getriebe.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Selbstverständlich fällt auch jede konstruktive Ausbildung, insbesondere jede räumliche Anordnung der Planetensätze und der Schaltelemente an sich sowie zueinander und soweit technisch sinnvoll, unter den Schutzumfang der vorliegenden Ansprüche, ohne die Funktion des Getriebes, wie sie in den Ansprüchen angegeben ist, zu beeinflussen, auch wenn diese Ausbildungen nicht explizit in den Figuren oder in der Beschreibung dargestellt sind.
  • 1
    Antriebswelle
    2
    Abtriebswelle
    3
    Welle
    4, 4'
    Welle
    5
    Welle
    6
    Welle
    7
    Welle
    03
    Bremse
    04
    Bremse
    16
    Bremse
    46
    Kupplung
    47
    Kupplung
    57
    Kupplung
    P1
    Planetensatz
    P2
    Planetensatz
    P3
    Planetensatz
    i
    Übersetzung
    ϕ
    Stufensprung
    G
    Gehäuse

Claims (25)

  1. Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise, insbesondere Automatgetriebe für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Antriebswelle (1) und eine Abtriebswelle (2), welche in einem Gehäuse (G) angeordnet sind, drei Planetensätze (P1, P2, P3), sieben drehbare Wellen (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7) sowie sechs Schaltelemente (03, 04, 16, 46, 47, 57), umfassend zwei Bremsen (03, 04) und vier Kupplungen (16, 46, 47, 57), deren selektives Eingreifen verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Antriebswelle (1) und der Abtriebswelle (2) bewirkt, so dass mindestens acht Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang realisierbar sind, wobei die Antriebswelle (1) ständig mit einem Sonnenrad des zweiten Planetensatzes (P2) verbunden und über die erste Kupplung (16) mit der sechsten Welle (6) lösbar verbindbar ist, welche ständig mit einem Steg des dritten Planetensatzes (P3) und einem Steg des ersten Planetensatzes (P1) verbunden und über die zweite Kupplung (46) mit der vierten Welle (4) lösbar verbindbar ist, welche über die zweite Bremse (04) an das Gehäuse (G) ankoppelbar ist, wobei ein erster Teil der vierten Welle (4) ständig mit einem ersten Teil eines Hohlrads des zweiten Planetensatzes (P2) verbunden ist und ein zweiter Teil (4') der vierten Welle (4) mit einem zweiten Teil eines Hohlrads des zweiten Planetensatzes (P2) verbunden ist und über die dritte Kupplung (47) mit der siebten Welle (7) lösbar verbindbar ist, wobei die siebte Welle (7) ständig mit einem Sonnenrad des dritten Planetensatzes (P3) verbunden und über die vierte Kupplung (57) mit der fünften Welle (5) lösbar verbindbar ist, welche ständig mit einem Steg des zweiten Planetensatzes (P2) und einem Hohlrad des ersten Planetensatzes (P1) verbunden ist, und wobei die dritte Welle (3) ständig mit einem Sonnenrad des ersten Planetensatzes (P1) verbunden und über die erste Bremse (03) an das Gehäuse (G) ankoppelbar ist und die Abtriebswelle (2) ständig mit einem Hohlrad des dritten Planetensatzes (P3) verbunden ist.
  2. Mehrstufengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte und vierte Kupplung (47, 57), radial betrachtet, im Wesentlichen übereinander angeordnet sind.
  3. Mehrstufengetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte und vierte Kupplung (47, 57), axial betrachtet, im Wesentlichen zwischen dem zweiten und dem dritten Planetensatz (P2, P3) angeordnet sind.
  4. Mehrstufengetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Außenlamellenträger der vierten Kupplung (57), radial betrachtet, oberhalb der dritten Kupplung (47) geführt ist.
  5. Mehrstufengetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kupplung (46), axial betrachtet, zwischen dem ersten und dem zweiten Planetensatz (P1, P2) angeordnet ist.
  6. Mehrstufengetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kupplung (16), axial betrachtet, neben dem dritten Planetensatz (P3) angeordnet ist.
  7. Mehrstufengetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Planetensätze (P1, P2, P3) als Minus-Planetensätze ausgebildet sind, wobei das Hohlrad des zweiten Planetensatzes (P2) als geteiltes Hohlrad ausgebildet ist.
  8. Mehrstufengetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es neun Vorwärtsgänge aufweist, wobei sich der erste Gang durch Schließen der vierten Kupplung (57) und der ersten und zweiten Bremse (03, 04), der zweite Gang durch Schließen der ersten Bremse (03) und der zweiten und vierten Kupplung (46, 57), der dritte Gang durch Schließen der zweiten und dritten Kupplung (46, 47) und der ersten Bremse (03), der vierte Gang durch Schließen der dritten und vierten Kupplung (47, 57) und der ersten Bremse (03), der fünfte Gang durch Schließen der dritten und ersten Kupplung (47, 16) und der ersten Bremse (03), der sechste Gang durch Schließen der ersten und vierten Kupplung (16, 57) und der ersten Bremse (03), der siebte Gang durch Schließen der ersten, zweiten und vierten Kupplung (16, 46, 57), der achte Gang durch Schließen der ersten und vierten Kupplung (16, 57) und der zweiten Bremse (04) und der neunte Gang durch Schließen der ersten und dritten Kupplung (16, 47) und der zweiten Bremse (04) ergibt.
  9. Mehrstufengetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Rückwärtsgang durch Schließen der zweiten Bremse (04) und der zweiten und vierten Kupplung (46, 57) ergibt.
  10. Mehrstufengetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an jeder geeigneten Stelle zusätzliche Freiläufe einsetzbar sind.
  11. Mehrstufengetriebe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Freiläufe zwischen den Wellen (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7) und dem Gehäuse (G) vorgesehen sind.
  12. Mehrstufengetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Antrieb und Abtrieb auf der gleichen Seite des Gehäuses vorgesehen sind.
  13. Mehrstufengetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Achs- und/oder ein Verteilerdifferential auf der Antriebsseite oder der Abtriebsseite angeordnet ist.
  14. Mehrstufengetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (1) durch ein Kupplungselement von einem Antriebs-Motor trennbar ist.
  15. Mehrstufengetriebe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass als Kupplungselement ein hydrodynamischer Wandler, eine hydraulische Kupplung, eine trockene Anfahrkupplung, eine nasse Anfahrkupplung, eine Magnetpulverkupplung oder eine Fliehkraftkupplung vorgesehen ist.
  16. Mehrstufengetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Kraftflussrichtung hinter dem Getriebe ein externes Anfahrelement, insbesondere nach Anspruch 15, anordbar ist, wobei die Antriebswelle (1) fest mit der Kurbelwelle des Motors verbunden ist.
  17. Mehrstufengetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anfahren mittels eines Schaltelements (57) des Getriebes erfolgt, wobei die Antriebswelle (1) ständig mit der Kurbelwelle des Motors verbunden ist.
  18. Mehrstufengetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Motor und Getriebe ein Torsionsschwingungsdämpfer anordbar ist.
  19. Mehrstufengetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf jeder Welle eine verschleißfreie Bremse anordbar ist.
  20. Mehrstufengetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Antrieb von zusätzlichen Aggregaten auf jeder Welle ein Nebenabtrieb anordbar ist.
  21. Mehrstufengetriebe nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Nebenabtrieb auf der Antriebswelle (1) oder der Abtriebswelle (2) anordbar ist.
  22. Mehrstufengetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltelemente als lastschaltende Kupplungen oder Bremsen ausgebildet sind.
  23. Mehrstufengetriebe nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass Lamellenkupplungen, Bandbremsen und/oder Konuskupplungen einsetzbar sind.
  24. Mehrstufengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass als Schaltelemente formschlüssige Bremsen und/oder Kupplungen vorgesehen sind.
  25. Mehrstufengetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf jeder Welle als Generator und/oder als zusätzliche Antriebsmaschine eine elektrische Maschine anbringbar ist.
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