DE102012206782A1 - Mehrstufengetriebe - Google Patents
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Abstract
Das Mehrstufengetriebe umfasst vier Planetenradsätze (P1, P2, P3, P4), acht drehbare Wellen (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) und sechs Schaltelemente (04, 05, 14, 17, 18, 37), wobei das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes (P1) mit der achten Welle (8) verbunden ist, die mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes (P2) verbunden ist und über eine dritte Kupplung (18) mit der Antriebswelle (1) verbindbar ist, wobei die Antriebswelle (1) über eine erste Kupplung (14) mit der vierten Welle1 (4) verbindbar ist, welche mit dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes (P1) verbunden und über eine erste Bremse (04) an das Gehäuse (G) ankoppelbar ist, wobei die Antriebswelle (1) über eine zweite Kupplung (17) mit der mit dem Steg des zweiten Planetenradsatzes (P2) verbundenen siebten Welle (7) verbindbar ist, welche über eine vierte Kupplung (37) mit der mit dem Hohlrad des dritten Planetenradsatzes (P3) verbundenen dritten Welle (3) verbindbar ist, wobei die sechste Welle (6) mit dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes (P2) und dem Steg des vierten Planetenradsatzes (P4) verbunden ist und das Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes (P3) an das Gehäuse (G) gekoppelt ist, wobei die fünfte Welle (5) mit dem Steg des ersten Planetenradsatzes (P1) und dem Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes (P4) verbunden und über eine zweite Bremse (05) an das Gehäuse (G) ankoppelbar ist und wobei die Abtriebswelle (2) mit dem Steg des dritten Planetenradsatzes (P3) und dem Hohlrad des vierten Planetenradsatzes (P4) verbunden ist.
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 Planetenradsätze, 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 Automatgetriebe ist beispielsweise aus der
DE 199 12 480 B4 der Anmelderin bekannt. Es umfasst drei Einsteg-Planetenradsätze sowie drei Bremsen und zwei Kupplungen zum Schalten von sechs Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang, eine Antriebswelle und eine Abtriebswelle, wobei der Steg des ersten Planetenradsatzes mit dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes und der Steg des zweiten Planetenradsatzes mit dem Hohlrad des dritten Planetenradsatzes ständig verbunden ist und die Antriebswelle direkt mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes verbunden ist. - Ferner ist bei dem bekannten Getriebe vorgesehen, dass die Antriebswelle über die erste Kupplung mit dem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes und über die zweite Kupplung mit dem Steg des ersten Planetensatzes verbindbar ist, wobei das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes über die erste Bremse mit einem Gehäuse des Getriebes verbindbar ist und der Steg des ersten Planetenradsatzes über die zweite Bremse mit dem Gehäuse des Getriebes verbindbar ist, wobei das Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes über die dritte Bremse mit dem Gehäuse des Getriebes verbindbar ist. Die Abtriebswelle des Getriebes ist mit dem Steg des dritten Planetenradsatzes und dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes ständig verbunden.
- Ferner ist aus der
DE 29 36 969 A1 ein 9-Gang-Mehrstufengetriebe bekannt; es umfasst acht Schaltelemente und vier Planetenradsätze, wobei ein Planetenradsatz als Vorschaltgetriebe dient und das Hauptgetriebe einen Simpson-Satz und einen weiteren als Umkehrgetriebe dienenden Planetenradsatz aufweist. - Weitere Mehrstufengetriebe sind beispielsweise aus der
DE 10 2005 010 210 A1 und derDE 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, d.h. ein Zu- und/oder Abschalten von zwei Schaltelementen vermeiden, so dass bei Schaltungen in definierten Ganggruppen jeweils nur ein Schaltelement gewechselt wird.
- Aus der
DE 10 2008 000 428 A1 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 Planetenradsätze, im Folgenden als erster, zweiter, dritter und vierter Planetenradsatz 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 sind. - Hierbei bilden der erste und der zweite Planetenradsatz, die vorzugsweise als Minus-Planetenradsätze, also mit negativer Standgetriebe-Übersetzung, ausgebildet sind, einen schaltbaren Vorschaltradsatz, wobei der dritte und der vierte Planetenradsatz einen Hauptradsatz bilden.
- Bei dem bekannten Mehrstufengetriebe ist vorgesehen, dass die Stege des ersten und des zweiten Planetenradsatzes über die vierte Welle miteinander gekoppelt sind, welche mit einem Element des Hauptradsatzes verbunden ist, dass das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes 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 Planetenradsatzes 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 das 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 Planetenradsatzes verbunden, wobei die sechste Welle ständig mit dem Hohlrad des vierten Planetenradsatzes und dem Steg des dritten Planetenradsatzes 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 Planetenradsatzes verbunden und über die dritte Bremse an ein Gehäuse des Getriebes ankoppelbar. Der Abtrieb erfolgt hierbei über die ständig mit dem Steg des vierten Planetenradsatzes verbundene Abtriebswelle. Des Weiteren können der dritte und der vierte Planetenradsatz zu einem Ravigneaux-Satz mit einem gemeinsamen Steg und einem gemeinsamen Hohlrad zusammengesetzt bzw. reduziert sein.
- Nach dem Stand der Technik werden die Schaltelemente derartig ausgeführter Mehrstufengetriebe, die üblicherweise als Lamellenkupplungen oder -bremsen ausgeführt sind, hydraulisch betätigt, was in nachteiliger Weise zu hohen hydraulischen Verlusten führt. Um diese Betätigungsverluste zu umgehen, wäre der Einsatz von bedarfsgerecht betätigbaren Schaltelementen, besonders vorteilhaft.
- Unter bedarfsgerecht betätigbaren Schaltelementen können insbesondere Schaltelemente verstanden werden, bei denen zur Aufrechterhaltung des Schaltzustands keiner oder weniger Energie notwendig ist, als zum Wechsel des Schaltzustands.
- Zur Ermöglichung der Verwendung von bedarfsgerecht betätigbaren Schaltelementen sollen die Schaltelemente, insbesondere die Kupplungen von außen gut erreichbar sein.
- Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Mehrstufengetriebe der eingangs genannten Art vorzuschlagen, welches neun Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang mit ausreichender Übersetzung aufweist, bei dem der Bauaufwand, die Bauteilbelastung und die Baugröße optimiert werden und zudem der Wirkungsgrad verbessert wird. Ferner sollen die Schaltelemente des Getriebes von außen gut erreichbar sein, wodurch der Einbau von bedarfsgerecht betätigbaren Schaltelementen ermöglicht wird. Zudem soll sich das Getriebe sowohl für eine Standard- als auch für eine Front-Quer-Bauweise eignen.
- 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 Planetenradsätze, im Folgenden als erster, zweiter, dritter und vierter Planetenradsatz bezeichnet, acht drehbare Wellen – im Folgenden als Antriebswelle, Abtriebswelle, dritte, vierte, fünfte, sechste, siebte und achte Welle bezeichnet – sowie sechs vorzugsweise als Lamellenschaltelemente oder als formschlüssige Schaltelemente ausgeführte 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 sind.
- Die Planetenradsätze des Getriebes sind vorzugsweise als Minus-Planetenradsätze ausgebildet.
- Ein einfacher Minus-Planetenradsatz umfasst bekanntlich ein Sonnenrad, ein Hohlrad und einen Steg, an dem Planetenräder drehbar 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-Planetenradsatz ein Sonnenrad, ein Hohlrad und einen Steg, an dem innere und äußere Planetenräder drehbar 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 und es ergibt sich eine positive Standgetriebeübersetzung.
- Gemäß der Erfindung ist das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes mit der achten Welle verbunden, die mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes verbunden ist und über eine dritte Kupplung mit der Antriebswelle lösbar verbindbar ist, wobei die Antriebswelle über eine erste Kupplung mit der vierten Welle lösbar verbindbar ist, welche mit dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes verbunden und über eine erste Bremse an das Gehäuse ankoppelbar ist. Ferner ist die Antriebswelle über eine zweite Kupplung mit der mit dem Steg des zweiten Planetenradsatzes verbundenen siebten Welle lösbar verbindbar, welche über eine vierte Kupplung mit der mit dem Hohlrad des dritten Planetenradsatzes verbundenen dritten Welle lösbar verbindbar ist.
- Des Weiteren ist die sechste Welle mit dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes und dem Steg des vierten Planetenradsatzes verbunden, wobei das Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes an das Gehäuse gekoppelt ist.
- Ferner ist die fünfte Welle mit dem Steg des ersten Planetenradsatzes und dem Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes verbunden und über eine zweite Bremse an das Gehäuse ankoppelbar, wobei die Abtriebswelle des Getriebes mit dem Steg des dritten Planetenradsatzes und dem Hohlrad des vierten Planetenradsatzes verbunden ist.
- Dadurch, dass die erste, zweite und dritte Kupplung an der Antriebswelle des Getriebes angeordnet sind. zwei weitere Schaltelemente als Bremsen ausgeführt sind und die vierte Kupplung radial betrachtet in der Nähe des Gehäuses angeordnet ist, wird eine gute Erreichbarkeit sämtlicher Schaltelemente des Getriebes gewährleistet, wodurch die Schaltelemente als bedarfsgerecht betätigbare Schaltelemente ausgeführt werden können. Im Rahmen weiterer Ausführungsformen können Schaltelemente des Getriebes u.a. als hydraulisch betätigbare Schaltelemente ausgeführt sein.
- Ferner 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.
- In vorteilhafter Weise liegen geringe Drehmomente in den Schaltelementen und in den Planetenradsätzen des Mehrstufengetriebes vor, wodurch der Verschleiß bei dem Mehrstufengetriebe in vorteilhafter Weise reduziert wird. Zudem wird durch die geringen Drehmomente 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 Planetenradsätzen 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; und -
2 : ein beispielhaftes Schaltschema für ein Mehrstufengetriebe gemäß1 . - In
1 ist ein erfindungsgemäßes Mehrstufengetriebe mit einer Antriebswelle1 , einer Abtriebswelle2 und vier Planetenradsätzen P1, P2, P3 und P4 dargestellt, welche in einem Gehäuse G angeordnet sind. Die Planetenradsätze P1, P2, P3, P4 sind bei dem in1 gezeigten Beispiel als Minus-Planetenradsätze ausgebildet. Gemäß der Erfindung kann zumindest einer der Planetenradsätze P1, P2, P3, P4 als Plus-Planetenradsatz ausgeführt sein, wenn gleichzeitig die Steg- und Hohlradanbindung getauscht und der Betrag der Standgetriebeübersetzung im Vergleich zu der Ausführung als Minus-Planetenradsatz um 1 erhöht wird. - Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Planetenradsätze P1, P2, P3, P4 axial betrachtet in der Reihenfolge erster Planetenradsatz P1, zweiter Planetenradsatz P2, dritter Planetenradsatz P3, vierter Planetenradsatz P4 angeordnet. Gemäß der Erfindung sind die axiale Reihenfolge der einzelnen Planetenradsätze und die Anordnung der Schaltelemente frei wählbar, solange es die Bindbarkeit der Elemente zulässt.
- Wie aus
1 ersichtlich, sind sechs Schaltelemente, nämlich zwei Bremsen04 ,05 und vier Kupplungen14 ,17 ,18 ,37 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, können aber auch als formschlüssige Schaltelemente ausgeführt sein. - Mit diesen Schaltelementen ist ein selektives Schalten von neun Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang realisierbar. Das erfindungsgemäße Mehrstufengetriebe weist insgesamt acht drehbare Wellen auf, nämlich die Wellen
1 ,2 ,3 ,4 ,5 ,6 ,7 und8 , wobei die Antriebswelle die erste Welle1 und die Abtriebswelle die zweite Welle2 des Getriebes bilden. - Erfindungsgemäß ist bei dem Mehrstufengetriebe gemäß
1 vorgesehen, dass das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes P1 mit der achten Welle8 verbunden ist, die mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes P2 verbunden ist und über eine dritte Kupplung18 mit der Antriebswelle1 lösbar verbindbar ist, wobei die Antriebswelle1 über eine erste Kupplung14 mit der vierten Welle4 lösbar verbindbar ist, welche mit dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes P1 verbunden und über eine erste Bremse04 an das Gehäuse G ankoppelbar ist. Bezugnehmend auf1 ist die Antriebswelle1 über eine zweite Kupplung17 mit der mit dem Steg des zweiten Planetenradsatzes P2 verbundenen siebten Welle7 lösbar verbindbar, wobei die siebte Welle7 über eine vierte Kupplung37 mit der mit dem Hohlrad des dritten Planetenradsatzes P3 verbundenen dritten Welle3 lösbar verbindbar ist. - Wie aus
1 ersichtlich ist die sechste Welle6 mit dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes P2 und dem Steg des vierten Planetenradsatzes P4 verbunden, wobei das Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes P3 an das Gehäuse G gekoppelt ist (Welle0 ). - Ferner ist die fünfte Welle
5 mit dem Steg des ersten Planetenradsatzes P1 und dem Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes P4 verbunden und über eine zweite Bremse05 an das Gehäuse ankoppelbar, wobei die Abtriebswelle2 des Getriebes mit dem Steg des dritten Planetenradsatzes P3 und dem Hohlrad des vierten Planetenradsatzes P4 verbunden ist. - Hierbei können die erste, zweite und dritte Kupplung
14 ,17 ,18 axial betrachtet nebeneinander angeordnet und als Lamellenschaltelemente ausgeführt sein und einen gemeinsamen Außenlamellenträger aufweisen. - In
2 ist ein beispielhaftes Schaltschema eines Mehrstufengetriebes gemäß1 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 φ zum nächst höheren Gang beispielhaft entnommen werden, wobei der Wert 9,005 die Spreizung des Getriebes darstellt. - Die Werte für die Standgetriebeübersetzungen der als Minus-Planetenradsätze ausgeführten Planetenradsätze P1, P2, P3, P4 sind bei dem gezeigten Beispiel jeweils –1,600, –3,900, –2,965 und –2,385. Aus
2 wird ersichtlich, dass bei sequentieller Schaltweise jeweils nur ein Schaltelement zugeschaltet und ein Schaltelement abgeschaltet werden muss, 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 zweiten Bremse
05 und der dritten und vierten Kupplung18 ,37 , der zweite Vorwärts-Gang durch Schließen der ersten Bremse04 und der dritten und vierten Kupplung18 ,37 , der dritte Vorwärts-Gang durch Schließen der ersten, dritten und vierten Kupplung14 ,18 ,37 , der vierte Vorwärts-Gang durch Schließen der zweiten, dritten und vierten Kupplung17 ,18 ,37 , der bei dem gezeigten Beispiel als Direktgang ausgeführte fünfte Vorwärts-Gang durch Schließen der ersten, zweiten und dritten Kupplung14 ,17 ,18 , der sechste Vorwärts-Gang durch Schließen der ersten Bremse04 und der zweiten und dritten Kupplung17 ,18 , der siebte Vorwärts-Gang durch Schließen der zweiten Bremse05 und der zweiten und dritten Kupplung17 ,18 , der achte Vorwärts-Gang durch Schließen der ersten und zweiten Bremse04 ,05 und der zweiten Kupplung17 und der neunte Vorwärtsgang ergibt sich durch Schließen der zweiten Bremse05 und der ersten und zweiten Kupplung14 ,17 , wobei sich der Rückwärtsgang durch Schließen der zweiten Bremse05 und der ersten und vierten Kupplung14 ,37 ergibt. - Alternativ kann der vierte Vorwärtsgang durch weitere Schaltkombinationen geschaltet werden, die in
2 mit M bezeichnet sind. Demnach kann sich der vierte Vorwärtsgang durch Schließen der ersten Bremse04 und der zweiten und vierten Kupplung17 ,37 oder durch Schließen der ersten, zweiten und vierten Kupplung14 ,17 ,37 oder durch Schließen der zweiten Bremse05 und der zweiten und vierten Kupplung17 ,37 ergeben. - Dadurch, dass im ersten Vorwärts-Gang und/oder im Rückwärtsgang die zweite Bremse
05 und die erste, dritte und vierte Kupplung14 ,18 ,37 geschlossen sind, können diese Schaltelemente als Anfahrelemente eingesetzt werden. - Gemäß der Erfindung ergeben sich auch bei gleichem Getriebeschema je nach Schaltlogik unterschiedliche Gangsprünge, so dass eine anwendungs- bzw. fahrzeugspezifische Variation ermöglicht wird.
- Erfindungsgemäß ist es ferner optional 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 ein Achsdifferential und/oder ein Verteilerdifferential angeordnet werden.
- Im Rahmen einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung 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, eine Fliehkraftkupplung oder dergleichen einsetzbar sind. Es ist auch möglich, ein derartiges Anfahrelement in Kraftflussrichtung hinter dem Getriebe anzuordnen, wobei in diesem Fall die Antriebswelle1 ständig mit der Kurbelwelle des Antriebs-Motors verbunden ist. - Das erfindungsgemäße Mehrstufengetriebe ermöglicht außerdem die Anordnung eines Torsionsschwingungsdämpfers zwischen Antriebsmotor und Getriebe.
- Im Rahmen einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung kann auf jeder Welle, bevorzugt auf der Antriebswelle
1 oder der Abtriebswelle2 , 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 Antriebswelle1 oder der Abtriebswelle2 , ein Nebenabtrieb vorgesehen sein. - Die eingesetzten Reibschaltelemente können als lastschaltbare Kupplungen oder Bremsen ausgebildet sein. Insbesondere können kraftschlüssige Kupplungen oder Bremsen, wie z.B. Lamellenkupplungen, Bandbremsen und/oder Konuskupplungen, verwendet 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.
- Bezugszeichenliste
-
- 0
- Welle
- 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
- 04
- zweite Bremse
- 05
- dritte Bremse
- 14
- erste Kupplung
- 17
- zweite Kupplung
- 18
- dritte Kupplung
- 37
- dritte Kupplung
- G
- Gehäuse
- P1
- erster Planetenradsatz
- P2
- zweiter Planetenradsatz
- P3
- dritter Planetenradsatz
- P4
- vierter Planetenradsatz
- i
- Übersetzung
- ϕ
- Stufensprung
- 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 19912480 B4 [0003]
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- DE 102005010210 A1 [0006]
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Claims (7)
- Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise, insbesondere Automatgetriebe für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Antriebswelle (
1 ), eine Abtriebswelle (2 ) und vier Planetenradsätze (P1, P2, P3, P4), welche in einem Gehäuse (G) angeordnet sind, insgesamt acht drehbare Wellen (1 ,2 ,3 ,4 ,5 ,6 ,7 ,8 ) sowie sechs Schaltelemente (04 ,05 ,14 ,17 ,18 ,37 ), umfassend Bremsen (04 ,05 ) und Kupplungen (14 ,17 ,18 ,37 ), deren selektives Eingreifen verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Antriebswelle (1 ) und der Abtriebswelle (2 ) bewirkt, so dass neun Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang realisierbar sind, wobei das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes (P1) mit der achten Welle (8 ) verbunden ist, die mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes (P2) verbunden ist und über eine dritte Kupplung (18 ) mit der Antriebswelle (1 ) lösbar verbindbar ist, wobei die Antriebswelle (1 ) über eine erste Kupplung (14 ) mit der vierten Welle (4 ) lösbar verbindbar ist, welche mit dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes (P1) verbunden und über eine erste Bremse (04 ) an das Gehäuse (G) ankoppelbar ist, wobei die Antriebswelle (1 ) über eine zweite Kupplung (17 ) mit der mit dem Steg des zweiten Planetenradsatzes (P2) verbundenen siebten Welle (7 ) lösbar verbindbar ist, welche über eine vierte Kupplung (37 ) mit der mit dem Hohlrad des dritten Planetenradsatzes (P3) verbundenen dritten Welle (3 ) lösbar verbindbar ist, wobei die sechste Welle (6 ) mit dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes (P2) und dem Steg des vierten Planetenradsatzes (P4) verbunden ist und das Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes (P3) an das Gehäuse (G) gekoppelt ist, wobei die fünfte Welle (5 ) mit dem Steg des ersten Planetenradsatzes (P1) und dem Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes (P4) verbunden und über eine zweite Bremse (05 ) an das Gehäuse (G) ankoppelbar ist und wobei die Abtriebswelle (2 ) mit dem Steg des dritten Planetenradsatzes (P3) und dem Hohlrad des vierten Planetenradsatzes (P4) verbunden ist. - Mehrstufengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste, zweite, dritte und vierte Planetenradsatz (P1, P2, P3, P4) als Minus-Planetenradsätze ausgebildet sind.
- Mehrstufengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Planetenradsätze axial betrachtet in der Reihenfolge erster Planetenradsatz (P1), zweiter Planetenradsatz (P2), dritter Planetenradsatz (P3), vierter Planetenradsatz (P4) angeordnet sind.
- Mehrstufengetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte und/oder vierte Kupplung (
18 ,37 ) als formschlüssiges Schaltelement ausgeführt sind. - Mehrstufengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltelemente (
04 ,05 ,14 ,17 ,18 ,37 ) des Getriebes als bedarfsgerecht betätigbare Schaltelemente ausgeführt sind. - Mehrstufengetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der erste Vorwärts-Gang durch Schließen der zweiten Bremse (
05 ) und der dritten und vierten Kupplung (18 ,37 ), der zweite Vorwärts-Gang durch Schließen der ersten Bremse (04 ) und der dritten und vierten Kupplung (18 ,37 ), der dritte Vorwärts-Gang durch Schließen der ersten, dritten und vierten Kupplung (14 ,18 ,37 ), der vierte Vorwärts-Gang durch Schließen der zweiten, dritten und vierten Kupplung (17 ,18 ,37 ), der fünfte Vorwärts-Gang durch Schließen der ersten, zweiten und dritten Kupplung (14 ,17 ,18 ), der sechste Vorwärts-Gang durch Schließen der ersten Bremse (04 ) und der zweiten und dritten Kupplung (17 ,18 ), der siebte Vorwärts-Gang durch Schließen der zweiten Bremse (05 ) und der zweiten und dritten Kupplung (17 ,18 ), der achte Vorwärts-Gang durch Schließen der ersten und zweiten Bremse (04 ,05 ) und der zweiten Kupplung (17 ) und dass sich der neunte Vorwärtsgang durch Schließen der zweiten Bremse (05 ) und der ersten und zweiten Kupplung (14 ,17 ) ergibt, wobei sich der Rückwärtsgang durch Schließen der zweiten Bremse (05 ) und der ersten und vierten Kupplung (14 ,37 ) ergibt. - Mehrstufengetriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich der vierte Vorwärtsgang alternativ durch Schließen der ersten Bremse (
04 ) und der zweiten und vierten Kupplung (17 ,37 ) oder durch Schließen der ersten, zweiten und vierten Kupplung (14 ,17 ,37 ) oder durch Schließen der zweiten Bremse (05 ) und der zweiten und vierten Kupplung (17 ,37 ) ergibt.
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