DE102009047270A1 - Mehrstufengetriebe - Google Patents

Mehrstufengetriebe Download PDF

Info

Publication number
DE102009047270A1
DE102009047270A1 DE200910047270 DE102009047270A DE102009047270A1 DE 102009047270 A1 DE102009047270 A1 DE 102009047270A1 DE 200910047270 DE200910047270 DE 200910047270 DE 102009047270 A DE102009047270 A DE 102009047270A DE 102009047270 A1 DE102009047270 A1 DE 102009047270A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
planetary gear
gear
planetary
clutch
shaft
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE200910047270
Other languages
English (en)
Inventor
Gerhard Dr. Gumpoltsberger
Christian Sibla
Stefan Beck
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Priority to DE200910047270 priority Critical patent/DE102009047270A1/de
Publication of DE102009047270A1 publication Critical patent/DE102009047270A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H3/00Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/62Gearings having three or more central gears
    • F16H3/66Gearings having three or more central gears composed of a number of gear trains without drive passing from one train to another
    • F16H3/666Gearings having three or more central gears composed of a number of gear trains without drive passing from one train to another with compound planetary gear units, e.g. two intermeshing orbital gears
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H2200/00Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/003Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds
    • F16H2200/006Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds the gear ratios comprising eight forward speeds
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H2200/00Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/2002Transmissions using gears with orbital motion characterised by the number of sets of orbital gears
    • F16H2200/2012Transmissions using gears with orbital motion characterised by the number of sets of orbital gears with four sets of orbital gears
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H2200/00Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/203Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes
    • F16H2200/2043Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes with five engaging means

Abstract

Das Mehrstufengetriebe mit acht Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang umfasst vier Planetensätze (P1, P2, P3, P4), acht drehbare Wellen (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) und fünf Schaltelemente (03, 04, 57 bzw. 58 bzw. 78, 15, 28), wobei der Steg des Planetensatzes (P1) mit der dritten Welle (3) verbunden ist, die über eine erste Bremse (03) an ein Gehäuse (G) ankoppelbar ist und mit dem Sonnenrad des Planetensatzes (P2) verbunden ist, wobei das Sonnenrad des ersten Planetensatzes (P1) mit der fünften Welle (5) verbunden ist, die mit dem Hohlrad des Planetensatzes (P3) verbunden und über eine erste Kupplung (15) mit der mit dem Steg des Planetensatzes (P2) verbundenen Antriebswelle (1) lösbar verbindbar ist, wobei die siebte Welle (7) mit dem Hohlrad des Planetensatzes (P2) und dem Sonnenrad des Planetensatzes (P3) verbunden ist, wobei das Hohlrad des Planetensatzes (P1) mit der sechsten Welle (6) verbunden ist, welche mit dem Sonnenrad des Planetensatzes (P4) verbunden ist, wobei der Steg des Planetensatzes (P3) mit der achten Welle (8) verbunden ist, die über eine dritte Kupplung (28) mit der mit dem Steg des Planetensatzes (P4) verbundenen Abtriebswelle (2), wobei das Hohlrad des Planetensatzes (P4) mit der vierten Welle (4) verbunden ist, die über eine zweite Bremse (04) an ein Gehäuse (G) des Getriebes ankoppelbar ist und wobei eine zweite Kupplung (57 bzw. 58 bzw. 78) vorgesehen ist, welche die fünfte Welle (5) mit der siebten Welle (7) bzw. die fünfte Welle (5) mit der ...

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.
  • Derartige Automatgetriebe sind beispielsweise aus der DE 199 49 507 A1 der Anmelderin ein Mehrstufengetriebe bekannt, bei denen 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 Doppelplanetenradsatz 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.
  • Unter Verwendung von fünf Schaltelementen werden hierbei sieben Vorwärtsgänge erzielt, unter Verwendung von sechs Schaltelementen neun oder zehn Vorwärtsgänge.
  • Des Weiteren ist aus der DE 102 13 820 A1 ein Mehrgangautomatikgetriebe mit acht Vorwärtsgängen und einen Rückwärtsgang bekannt, umfassend einen ersten Eingangspfad T1 eines ersten Übersetzungsverhältnisses; einen Eingangspfad T2, der ein größeres Übersetzungsverhältnis als dieser Eingangspfad T1 hat; einen Planetenradsatz vom Typ Ravigneaux 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 S3 gekoppelt ist.
  • Ein 9-Gang-Mehrstufengetriebe ist ferner aus der DE 29 36 969 A1 bekannt; es umfasst acht Schaltelemente und vier Radsätze, wobei ein Radsatz als Vorschaltgetriebe dient und das Hauptgetriebe einen Simpson-Satz und einen weiteren als Umkehrgetriebe dienenden Radsatz aufweist.
  • Weitere Mehrstufengetriebe sind beispielsweise aus der DE 10 2005 010 210 A1 und der DE 10 2006 006 637 A1 der Anmelderin bekannt.
  • 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 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.
  • Aus der noch nicht veröffentlichten DE 10 2008 000 428.3 der Anmelderin ist ein Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise bekannt, welches einen Antrieb und einen Abtrieb aufweist, welche in einem Gehäuse angeordnet sind. Bei dem bekannten Getriebe sind zumindest vier Planetensätze, im Folgenden als erster, zweiter, dritter und vierter Planetensatz bezeichnet, mindestens acht drehbare Wellen – im Folgenden als Antriebswelle, Abtriebswelle, dritte, vierte, fünfte, sechste, siebte und achte Welle bezeichnet – sowie zumindest sechs Schaltelemente, umfassend Bremsen und Kupplungen, vorgesehen, deren selektives Eingreifen verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen dem Antrieb und dem Abtrieb bewirkt, so dass vorzugsweise neun Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang realisierbar ist.
  • Hierbei bilden der erste und der zweite Planetensatz, die vorzugsweise als Minus-Planetensätze ausgebildet sind, einen schaltbaren Vorschaltradsatz, wobei der dritte und der vierte Planetensatz einen Hauptradsatz bilden.
  • Bei dem bekannten Mehrstufengetriebe ist vorgesehen, dass die Stege des ersten und des zweiten Planetensatzes über die vierte Welle miteinander gekoppelt sind, welche mit einem Element des Hauptradsatzes verbunden ist, dass das Hohlrad des ersten Planetensatzes mit dem Sonnenrad des zweiten Planetensatzes über die achte Welle gekoppelt ist, welche über eine erste Kupplung mit der Antriebswelle lösbar verbindbar ist und dass das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes mittels der dritten Welle über eine erste Bremse an ein Gehäuse des Getriebes ankoppelbar und über eine zweite Kupplung mit der Antriebswelle lösbar verbindbar ist, wobei das Hohlrad des zweiten Planetensatzes mittels der fünften Welle über eine zweite Bremse an ein Gehäuse des Getriebes ankoppelbar ist. Zudem ist die siebte Welle mit zumindest einem Element des Hauptradsatzes ständig verbunden und über eine dritte Bremse an ein Gehäuse des Getriebes ankoppelbar, wobei die sechste Welle mit zumindest einem weiteren Element des Hauptradsatzes ständig verbunden und über eine dritte Kupplung mit der Antriebswelle lösbar verbindbar ist; die Abtriebswelle ist mit zumindest einem weiteren Element des Hauptradsatzes ständig verbunden.
  • Vorzugsweise ist bei dem bekannten Getriebe die vierte Welle ständig mit dem Hohlrad des dritten Planetensatzes verbunden, wobei die sechste Welle ständig mit dem Hohlrad des vierten Planetensatzes und dem Steg des dritten Planetensatzes verbunden und über die dritte Kupplung mit der Antriebswelle lösbar verbindbar ist. Ferner ist die siebte Welle ständig mit den Sonnenrädern des dritten und vierten Planetensatzes verbunden und über die dritte Bremse an ein Gehäuse des Getriebes ankoppelbar. Der Abtrieb erfolgt hierbei über die ständig mit dem Steg des vierten Planetensatzes verbundene Abtriebswelle. Des Weiteren können der dritte und der vierte Planetensatz zu einem Ravigneaux-Satz mit gemeinsamen Steg und gemeinsamen Hohlrad zusammengesetzt bzw. reduziert sein.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Mehrstufengetriebe der eingangs genannten Art vorzuschlagen, welches acht Vorwärtsgänge und mindestens einen Rückwärtsgang mit ausreichender Übersetzung aufweist, bei dem der Bauaufwand und die Baugröße, insbesondere die Baulänge, bzw. das Gewicht optimiert werden und zudem der Wirkungsgrad hinsichtlich der Schlepp- und Verzahnungsverluste verbessert wird. Zudem sollen bei dem erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebe geringe Stützmomente auf die Schaltelemente wirken. Insbesondere soll das erfindungsgemäße Getriebe für eine Front-Quer-Bauweise geeignet sein.
  • 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 einen Antrieb und einen Abtrieb aufweist, welche in einem Gehäuse angeordnet sind. Des Weiteren sind zumindest vier Planetensätze, im Folgenden als erster, zweiter, dritter und vierter Planetensatz bezeichnet, mindestens acht drehbare Wellen – im Folgenden als Antriebswelle, Abtriebswelle, dritte, vierte, fünfte, sechste, siebte und achte Welle bezeichnet – sowie zumindest fünf Schaltelemente, umfassend Bremsen und Kupplungen, vorgesehen, deren selektives Eingreifen verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen dem Antrieb und dem Abtrieb bewirkt, so dass vorzugsweise zehn Vorwärtsgänge und zwei Rückwärtsgänge realisierbar sind.
  • Die Planetensätze sind axial betrachtet in der Reihenfolge erster Planetensatz, zweiter Planetensatz, dritter Planetensatz, vierter Planetensatz angeordnet, wobei der erste Planetensatz als Plus-Planetensatz ausgebildet ist und die übrigen Planetensätze als Minus-Planetensätze ausgebildet sind.
  • Ein einfacher Minus-Planetensatz umfasst bekanntlich ein Sonnenrad, ein Hohlrad und einen Steg, an dem Planetenräder verdrehbar gelagert sind, die jeweils mit Sonnenrad und Hohlrad kämmen. Hierdurch weist das Hohlrad bei festgehaltenem Steg eine zum Sonnenrad entgegengesetzte Drehrichtung auf. Demgegenüber umfasst ein einfacher Plus-Planetensatz ein Sonnenrad, ein Hohlrad und einen Steg, an dem innere und äußere Planetenräder verdrehbar gelagert sind, wobei alle inneren Planetenräder mit dem Sonnenrad und alle äußeren Planetenräder mit dem Hohlrad kämmen, wobei jedes innere Planetenrad mit jeweils einem äußeren Planetenrad kämmt. Hierdurch weist das Hohlrad bei festgehaltenem Steg die gleiche Drehrichtung auf wie das Sonnenrad.
  • Gemäß der Erfindung ist der Steg des ersten Planetensatzes mit der dritten Weile verbunden, die über eine erste Bremse an ein Gehäuse des Getriebes ankoppelbar ist und mit dem Sonnenrad des zweiten Planetensatzes verbunden ist, wobei das Sonnenrad des ersten Planetensatzes mit der fünften Welle verbunden ist, die mit dem Hohlrad des dritten Planetensatzes verbunden, über eine erste Kupplung mit der mit dem Steg des zweiten Planetensatzes verbundenen Antriebswelle und über eine zweite Kupplung mit der siebten Welle lösbar verbindbar ist, wobei die siebte Welle mit dem Hohlrad des zweiten Planetensatzes und dem Sonnenrad des dritten Planetensatzes verbunden ist.
  • Erfindungsgemäß ist das Hohlrad des ersten Planetensatzes mit der sechsten Welle verbunden, die mit dem Sonnenrad des vierten Planetensatzes verbunden ist, wobei der Steg des dritten Planetensatzes mit der achten Welle verbunden ist, die über eine dritte Kupplung mit der mit dem Steg des vierten Planetensatzes verbundenen Abtriebswelle verbunden ist.
  • Ferner ist das Hohlrad des vierten Planetensatzes mit der vierten Welle verbunden, die über eine zweite Bremse an ein Gehäuse des Getriebes ankoppelbar ist.
  • Alternativ zur zweiten Kupplung, welche die Antriebswelle fünfte Welle mit der siebten Welle lösbar verbindet, kann eine Kupplung vorgesehen sein, welche die fünfte Welle mit der achten Welle oder die siebte Welle mit der achten Welle lösbar verbindet.
  • Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Mehrstufengetriebes ergeben sich insbesondere für Personenkraftwagen geeignete Übersetzungen sowie eine erhöhte 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, 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.
  • Des Weiteren ergibt sich bei dem erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebe ein guter Wirkungsgrad in den Hauptfahrgängen bezüglich der Schlepp- und Verzahnungsverluste.
  • Ferner liegen geringe Momente in den Schaltelementen und in den Planetensätzen des Mehrstufengetriebes vor, wodurch der Verschleiß bei dem Mehrstufengetriebe in vorteilhafter Weise reduziert wird. Zudem 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.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. In diesen stellen dar:
  • 1: Eine schematische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes;
  • 2: Eine schematische Ansicht einer zweiten bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes;
  • 3: Eine schematische Ansicht einer weiteren bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes; und
  • 4: Ein beispielhaftes Schaltschema für ein Mehrstufengetriebe gemäß 1, 2 und 3.
  • In 1 ist ein erfindungsgemäßes Mehrstufengetriebe mit einer Antriebswelle 1, einer Abtriebswelle 2 und vier Planetensätzen P1, P2, P3 und P4 dargestellt, welche in einem Gehäuse G angeordnet sind. Die Planetensätze P2, P3 und P4 sind als Minus-Planetensätze ausgebildet, wobei der Planetensatz P1 als Plus-Planetensatz ausgeführt ist. Die Planetensätze sind axial betrachtet vorzugsweise in der Reihenfolge P1, P2, P3, P4 angeordnet.
  • Wie aus 1 ersichtlich, sind fünf Schaltelemente, nämlich zwei Bremsen 03, 04 und drei Kupplungen 15, 38, 57 vorgesehen. Die räumliche Anordnung der Schaltelemente kann beliebig sein und wird nur durch die Abmessungen und die äußere Formgebung begrenzt. Die Kupplungen und die Bremsen des Getriebes sind vorzugsweise als Reibschaltelemente bzw. Lamellenschaltelemente ausgeführt.
  • Mit diesen Schaltelementen ist ein selektives Schalten von acht Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgängen realisierbar. Das erfindungsgemäße Mehrstufengetriebe weist insgesamt acht drehbare Wellen auf, nämlich die Wellen 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 und 8, wobei die Antriebswelle die erste Welle und die Abtriebswelle die zweite Welle des Getriebes bildet.
  • Erfindungsgemäß ist bei dem Mehrstufengetriebe gemäß 1 vorgesehen, dass der Steg des ersten Planetensatzes P1 mit der dritten Welle 3 verbunden ist, die über eine erste Bremse 03 an ein Gehäuse G des Getriebes ankoppelbar ist und mit dem Sonnenrad des zweiten Planetensatzes P2 verbunden ist, wobei das Sonnenrad des ersten Planetensatzes P1 mit der fünften Welle 5 verbunden ist, die mit dem Hohlrad des dritten Planetensatzes P3 verbunden, über eine erste Kupplung 15 mit der mit dem Steg des zweiten Planetensatzes P2 verbundenen Antriebswelle 1 und über eine zweite Kupplung 57 mit der siebten Welle 7 lösbar verbindbar ist, wobei die siebte Welle 7 mit dem Hohlrad des zweiten Planetensatzes P2 und dem Sonnenrad des dritten Planetensatzes P3 verbunden ist.
  • Ferner ist das Hohlrad des ersten Planetensatzes P1 mit der sechsten Welle 6 verbunden, die mit dem Sonnenrad des vierten Planetensatzes P4 verbunden ist, wobei der Steg des dritten Planetensatzes P3 mit der achten Welle 8 verbunden ist, die über eine dritte Kupplung 28 mit der mit dem Steg des vierten Planetensatzes P4 verbundenen Abtriebswelle 2 verbunden ist. Wie aus 1 ersichtlich, ist das Hohlrad des vierten Planetensatzes P4 mit der vierten Welle 4 verbunden, die über eine zweite Bremse 04 an ein Gehäuse G des Getriebes ankoppelbar ist.
  • Alternativ zur zweiten Kupplung 57, welche die fünfte Welle 5 mit der siebten Welle 7 lösbar verbindet, kann eine dritte Kupplung 58 vorgesehen sein, welche die fünfte Welle 5 mit der achten Welle 8 lösbar verbindet, wie anhand 2 veranschaulicht; das in 2 gezeigte Getriebe unterscheidet sich vom Getriebe nach 1 lediglich durch die Kupplung 58, welche die Kupplung 57 ersetzt.
  • Das in 3 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel nach 1 dadurch, dass anstelle der zweiten Kupplung 57 eine zweite Kupplung 78 vorgesehen ist, durch die die siebte Welle 7 mit der achten Welle 8 lösbar verbindbar ist.
  • In 4 ist ein beispielhaftes Schaltschema eines Mehrstufengetriebes gemäß 1, 2 und 3 dargestellt. Für jeden Gang werden drei Schaltelemente geschlossen. Dem Schaltschema können die jeweiligen Übersetzungen i der einzelnen Gangstufen und die daraus zu bestimmenden Gangsprünge bzw. Stufensprünge phi zum nächst höheren Gang beispielhaft entnommen werden, wobei der Wert 7,996 die Spreizung des Getriebes darstellt.
  • Typische Werte für die Standübersetzungen der Planetensätze P1, P2, P3 und P4 sind jeweils 2,162, –2,367, –1,637 und –1,6. Aus 4 wird ersichtlich, dass bei sequentieller Schaltweise Doppelschaltungen bzw. Gruppenschaltungen vermieden werden, da zwei benachbarte Gangstufen zwei Schaltelemente gemeinsam benutzen. Ferner wird ersichtlich, dass eine große Spreizung bei kleinen Gangsprüngen erzielt wird.
  • Der erste Vorwärts-Gang ergibt sich durch Schließen der ersten und zweiten Bremse 03, 04 und der ersten Kupplung 15, der zweite Vorwärts-Gang durch Schließen der ersten und zweiten Bremse 03, 04 und der zweiten Kupplung 57 bzw. 58 bzw. 78, der dritte Vorwärts-Gang durch Schließen der zweiten Bremse 04 und der ersten und zweiten Kupplung 15, 57 bzw. 58 bzw. 78, der vierte Vorwärts-Gang durch Schließen der zweiten Bremse 04 und der zweiten und dritten Kupplung 57 bzw. 58 bzw. 78, 28, der fünfte Vorwärts-Gang durch Schließen der zweiten Bremse 04 und der ersten und dritten Kupplung 15, 28, der vorzugsweise als Direktgang ausgeführte sechste Vorwärts-Gang durch Schließen sämtlicher Kupplungen 15, 28, 57 bzw. 58 bzw. 78, der siebte Vorwärts-Gang durch Schließen der ersten Bremse 03 und der ersten und dritten Kupplung 15, 28 und der achte Vorwärts-Gang ergibt sich durch Schließen der ersten Bremse 03 und der zweiten und dritten Kupplung 57 bzw. 58 bzw. 78, 28, wobei sich der Rückwärtsgang durch Schließen der ersten und zweiten Bremse 03, 04 und der dritten Kupplung 28 ergibt.
  • Dadurch, dass im ersten Vorwärtsgang und im ersten Rückwärtsgang die Bremsen 03 und 04 geschlossen sind, können diese Scheltelemente als Anfahrelement eingesetzt werden.
  • Gemäß der Erfindung können sich auch bei gleichem Getriebeschema je nach Schaltlogik unterschiedliche Gangsprünge ergeben, so dass eine anwendungs- bzw. fahrzeugspezifische Variation ermöglicht wird.
  • Erfindungsgemäß ist es 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 werteren, 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 Reibschaltelemente können als lastschaltende Kupplungen oder Bremsen ausgebildet sein. Insbesondere können kraftschlüssige Kupplungen oder Bremsen, wie z. B. Lamellenkupplungen, Bandbremsen und/oder Konuskupplungen, verwendet werden.
  • Es ist jedoch grundsätzlich ebenfalls möglich, die Schaltelemente formschlüssig (als Klaue oder Synchronisierungselement) auszuführen.
  • 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.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    erste Welle, Antriebswelle
    2
    zweite Welle, Abtriebswelle
    3
    dritte Welle
    4
    vierte Welle
    5
    fünfte Welle
    6
    sechste Welle
    7
    siebte Welle
    8
    achte Welle
    03
    erste Bremse
    04
    zweite Bremse
    15
    erste Kupplung
    28
    dritte Kupplung
    57
    zweite Kupplung
    58
    zweite Kupplung
    78
    zweite Kupplung
    P1
    erster Planetensatz
    P2
    zweiter Planetensatz
    P3
    dritter Planetensatz
    P4
    vierter Planetensatz
    i
    Übersetzung
    phi
    Stufensprung
    G
    Gehäuse
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 19949507 A1 [0003]
    • DE 10213820 A1 [0005]
    • DE 2936969 A1 [0006]
    • DE 102005010210 A1 [0007]
    • DE 102006006637 A1 [0007]
    • DE 102008000428 [0009]

Claims (3)

  1. Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise, insbesondere Automatgetriebe für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Antriebswelle (1), eine Abtriebswelle (2) und vier Planetensätze (P1, P2, P3, P4), welche in einem Gehäuse (G) angeordnet sind, insgesamt mindestens acht drehbare Wellen (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) sowie mindestens fünf Schaltelemente (03, 04, 15, 57 bzw. 58 bzw. 78, 28), umfassend Bremsen (03, 04) und Kupplungen (15, 57 bzw. 58 bzw. 78, 28), deren selektives Eingreifen verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Antriebswelle (1) und der Abtriebswelle (2) bewirkt, so dass acht Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang realisierbar sind, wobei der Steg des ersten Planetensatzes (P1) mit der dritten Welle (3) verbunden ist, die über eine erste Bremse (03) an ein Gehäuse (G) des Getriebes ankoppelbar ist und mit dem Sonnenrad des zweiten Planetensatzes (P2) verbunden ist, wobei das Sonnenrad des ersten Planetensatzes (P1) mit der fünften Welle (5) verbunden ist, die mit dem Hohlrad des dritten Planetensatzes (P3) verbunden und über eine erste Kupplung (15) mit der mit dem Steg des zweiten Planetensatzes (P2) verbundenen Antriebswelle (1) lösbar verbindbar ist, wobei die siebte Welle (7) mit dem Hohlrad des zweiten Planetensatzes (P2) und dem Sonnenrad des dritten Planetensatzes (P3) verbunden ist, wobei das Hohlrad des ersten Planetensatzes (P1) mit der sechsten Welle (6) verbunden ist, welche mit dem Sonnenrad des vierten Planetensatzes (P4) verbunden ist, wobei der Steg des dritten Planetensatzes (P3) mit der achten Welle (8) verbunden ist, die über eine dritte Kupplung (28) mit der mit dem Steg des vierten Planetensatzes (P4) verbundenen Abtriebswelle (2), wobei das Hohlrad des vierten Planetensatzes (P4) mit der vierten Welle (4) verbunden ist, die über eine zweite Bremse (04) an ein Gehäuse (G) des Getriebes ankoppelbar ist und wobei eine zweite Kupplung (57 bzw. 58 bzw. 78) vorgesehen ist, welche die fünfte Welle (5) mit der siebten Welle (7) bzw. die fünfte Welle (5) mit der achten Welle (8) bzw. die siebte Welle (7) mit der achten Welle (8) lösbar verbindet.
  2. Mehrstufengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Planetensätze (P2, P3, P4) als Minus-Planetensätze ausgebildet sind, wobei der Planetensatz (P1) als Plus-Planetensatz ausgeführt ist.
  3. Mehrstufengetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich der erste Vorwärts-Gang durch Schließen der ersten und zweiten Bremse (03, 04) und der ersten Kupplung (15), der zweite Vorwärts-Gang durch Schließen der ersten und zweiten Bremse (03, 04) und der zweiten Kupplung (57) bzw. (58) bzw. (78), der dritte Vorwärts-Gang durch Schließen der zweiten Bremse (04) und der ersten und zweiten Kupplung (15), (57) bzw. (58) bzw. (78), der vierte Vorwärts-Gang durch Schließen der zweiten Bremse (04) und der zweiten und dritten Kupplung (57) bzw. (58) bzw. (78), (28), der fünfte Vorwärts-Gang durch Schließen der zweiten Bremse (04) und der ersten und dritten Kupplung (15, 28), der sechste Vorwärts-Gang durch Schließen sämtlicher Kupplungen (15), (28), (57) bzw. (58) bzw. (78), der siebte Vorwärts-Gang durch Schließen der ersten Bremse (03) und der ersten und dritten Kupplung (15, 28) und dass sich der achte Vorwärts-Gang durch Schließen der ersten Bremse (03) und der zweiten und dritten Kupplung (57) bzw. (58) bzw. (78), (28) ergibt, wobei sich der Rückwärtsgang durch Schließen der ersten und zweiten Bremse (03, 04) und der dritten Kupplung (28) ergibt.
DE200910047270 2009-11-30 2009-11-30 Mehrstufengetriebe Withdrawn DE102009047270A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200910047270 DE102009047270A1 (de) 2009-11-30 2009-11-30 Mehrstufengetriebe

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200910047270 DE102009047270A1 (de) 2009-11-30 2009-11-30 Mehrstufengetriebe

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102009047270A1 true DE102009047270A1 (de) 2011-06-01

Family

ID=43926985

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200910047270 Withdrawn DE102009047270A1 (de) 2009-11-30 2009-11-30 Mehrstufengetriebe

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102009047270A1 (de)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103363036A (zh) * 2012-03-30 2013-10-23 福特全球技术公司 多档变速箱
DE102012212762A1 (de) 2012-07-20 2014-01-23 Zf Friedrichshafen Ag Mehrstufengetriebe
DE102012212763A1 (de) 2012-07-20 2014-01-23 Zf Friedrichshafen Ag Mehrstufengetriebe
CN104081086A (zh) * 2012-02-06 2014-10-01 腓特烈斯港齿轮工厂股份公司 多级变速器
DE102017202452A1 (de) * 2017-02-15 2018-08-16 Zf Friedrichshafen Ag Getriebe für ein Kraftfahrzeug

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2936969A1 (de) 1979-09-13 1981-04-02 Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart Planetenraeder-gangwechselgetriebe mit einem vorschalt- und einem hauptgetriebe fuer fahrzeuge
DE19949507A1 (de) 1999-10-14 2001-04-19 Zahnradfabrik Friedrichshafen Mehrstufengetriebe
DE10213820A1 (de) 2001-03-29 2002-10-10 Aisin Aw Co Automatikgetriebe für ein Fahrzeug
DE102005010210A1 (de) 2005-03-05 2006-09-14 Zf Friedrichshafen Ag Mehrstufengetriebe
DE102006006637A1 (de) 2006-02-14 2007-09-06 Zf Friedrichshafen Ag Mehrstufengetriebe
DE102008016084A1 (de) * 2007-04-02 2008-10-30 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Achtgang-Automatikgetriebe
DE102008033155A1 (de) * 2007-07-18 2009-01-29 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Mehrganggetriebe
DE102008000428A1 (de) 2008-02-28 2009-09-03 Zf Friedrichshafen Ag Mehrstufengetriebe

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2936969A1 (de) 1979-09-13 1981-04-02 Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart Planetenraeder-gangwechselgetriebe mit einem vorschalt- und einem hauptgetriebe fuer fahrzeuge
DE19949507A1 (de) 1999-10-14 2001-04-19 Zahnradfabrik Friedrichshafen Mehrstufengetriebe
DE10213820A1 (de) 2001-03-29 2002-10-10 Aisin Aw Co Automatikgetriebe für ein Fahrzeug
DE102005010210A1 (de) 2005-03-05 2006-09-14 Zf Friedrichshafen Ag Mehrstufengetriebe
DE102006006637A1 (de) 2006-02-14 2007-09-06 Zf Friedrichshafen Ag Mehrstufengetriebe
DE102008016084A1 (de) * 2007-04-02 2008-10-30 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Achtgang-Automatikgetriebe
DE102008033155A1 (de) * 2007-07-18 2009-01-29 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Mehrganggetriebe
DE102008000428A1 (de) 2008-02-28 2009-09-03 Zf Friedrichshafen Ag Mehrstufengetriebe

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
GUMPOLTBERGER,G.:Systematische Synthese und Bewertung von mehrgängigen,Planetengetrieben,Dissertation TU Chemnitz,2007 $das ges. Dokument,insb. Kap.1.2$ *
GUMPOLTBERGER,G.:Systematische Synthese und Bewertung von mehrgängigen,Planetengetrieben,Dissertation TU Chemnitz,2007 das ges. Dokument,insb. Kap.1.2

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104081086A (zh) * 2012-02-06 2014-10-01 腓特烈斯港齿轮工厂股份公司 多级变速器
CN104081086B (zh) * 2012-02-06 2016-06-08 腓特烈斯港齿轮工厂股份公司 多级变速器
CN103363036A (zh) * 2012-03-30 2013-10-23 福特全球技术公司 多档变速箱
CN103363036B (zh) * 2012-03-30 2016-05-25 福特全球技术公司 多档变速箱
DE102013205073B4 (de) * 2012-03-30 2021-02-18 Ford Global Technologies, Llc Mehrstufiges getriebe
DE102012212762A1 (de) 2012-07-20 2014-01-23 Zf Friedrichshafen Ag Mehrstufengetriebe
DE102012212763A1 (de) 2012-07-20 2014-01-23 Zf Friedrichshafen Ag Mehrstufengetriebe
DE102017202452A1 (de) * 2017-02-15 2018-08-16 Zf Friedrichshafen Ag Getriebe für ein Kraftfahrzeug

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2467615B1 (de) Mehrstufengetriebe
EP2467618B1 (de) Mehrstufengetriebe
EP2467616B1 (de) Mehrstufengetriebe
EP2467621B1 (de) Mehrstufengetriebe
EP2467613B1 (de) Mehrstufengetriebe
EP2467619B1 (de) Mehrstufengetriebe
EP2467612B1 (de) Mehrstufengetriebe
EP2467617B1 (de) Mehrstufengetriebe
EP2467620B1 (de) Mehrstufengetriebe
EP2467614B1 (de) Mehrstufengetriebe
EP2467622B1 (de) Mehrstufengetriebe
DE102009047265A1 (de) Mehrstufengetriebe
DE102009028727A1 (de) Mehrstufengetriebe
DE102009047270A1 (de) Mehrstufengetriebe
DE102009028695A1 (de) Mehrstufengetriebe
DE102009028711B4 (de) Mehrstufengetriebe
DE102009028707B4 (de) Mehrstufengetriebe
DE102009028682B4 (de) Mehrstufengetriebe
DE102008041212B4 (de) Mehrstufengetriebe
DE102009047267A1 (de) Mehrstufengetriebe
DE102009028689A1 (de) Mehrstufengetriebe
DE102009047268A1 (de) Mehrstufengetriebe
DE102009047266A1 (de) Mehrstufengetriebe
DE102009028684A1 (de) Mehrstufengetriebe
DE102009028676A1 (de) Mehrstufengetriebe

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20130601