DE102012207085B4

DE102012207085B4 - Mehrstufengetriebe

Info

Publication number: DE102012207085B4
Application number: DE102012207085.0A
Authority: DE
Inventors: Stefan Beck; Christian SIBLA; Wolfgang Rieger
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2012-04-27
Filing date: 2012-04-27
Publication date: 2021-04-29
Anticipated expiration: 2032-04-28
Also published as: EP2841801A1; US20150119188A1; CN104204610A; CN104204610B; WO2013159988A1; US9377085B2; DE102012207085A1

Abstract

Mehrstufengetriebe, umfassend zumindest vier Planetenradsätze (1,2,3,4), ein Gehäuse (72), eine Antriebswelle (70) und eine Abtriebswelle (71), wobei- ein Steg (12) des ersten Planetenradsatzes (1) mit einem Sonnenrad (41) des vierten Planetenradsatzes (4) verbunden ist,- ein Hohlrad (43) des vierten Planetenradsatzes (4) mit der Abtriebswelle (71) verbunden ist,- ein Hohlrad (13) des ersten Planetenradsatzes (1) und ein Steg (22) des zweiten Planetenradsatzes (2) über eine erste Bremse (51) mit dem Gehäuse (72) koppelbar sind,- ein Sonnenrad (11) des ersten Planetenradsatzes (1) über eine zweite Bremse (52) mit dem Gehäuse (72) koppelbar ist,- das Hohlrad (43) des vierten Planetenradsatzes (4) mit dem Sonnenrad (41) des vierten Planetenradsatzes (4) oder das Hohlrad (43) des vierten Planetenradsatzes (4) mit einem Steg (42) des vierten Planetenradsatzes (4) oder das Sonnenrad (41) des vierten Planetenradsatzes (4) mit dem Steg (42) des vierten Planetenradsatzes (4) über eine erste Kupplung (61) koppelbar ist, drei der folgenden fünf Verbindungen ständig und zwei dieser fünf Verbindungen mittels zumindest eines Schaltelements lösbar ausgeführt sind:- Verbindung der Antriebswelle (70) mit einem Sonnenrad (21) des zweiten Planetenradsatzes (2),- Verbindung der Antriebswelle (70) mit einem Sonnenrad (31) des dritten Planetenradsatzes (3),- Verbindung eines Hohlrads (33) des dritten Planetenradsatzes (3) mit dem Steg (22) des zweiten Planetenradsatzes (2),- Verbindung eines Stegs (32) des dritten Planetenradsatzes (3) mit dem Steg (42) des vierten Planetenradsatzes (4),- Verbindung eines Hohlrads (23) des zweiten Planetenradsatzes (2) mit dem Steg (12) des ersten Planetenradsatzes (1) und- die Antriebswelle (70) mit einem Kupplungsteil einer Kupplung (64, 66) verbunden und der andere Kupplungsteil mit- dem Steg (32) des dritten Planetenradsatzes (3) und dem Steg (42) des vierten Planetenradsatzes (4) oder- dem Steg (42) des vierten Planetenradsatzes (4) oder- dem Hohlrad (33) des dritten Planetenradsatzes (3), ständig verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise, insbesondere für ein Kraftfahrzeug.
Derartige Mehrstufengetriebe kommen vorzugsweise als Automatikgetriebe von Kraftfahrzeugen zum Einsatz, wobei der in der jeweiligen Gangstufe wirksame Leistungsfluss innerhalb der Planetensätze durch eine gezielte Betätigung der Schaltelemente definiert wird. Dabei sind die Planetensätze bei einem Automatikgetriebe üblicherweise zudem mit einem einer Schlupfwirkung unterliegenden und wahlweise mit einer Überbrückungskupplung versehenen Anfahrelement verbunden, wie beispielsweise etwa einem hydrodynamischen Drehmomentwandler oder einer Strömungskupplung.
Beispielsweise offenbart DE 10 2009 047 279 A1 ein Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise, umfassend eine Antriebswelle, eine Abtriebswelle und vier Planetenradsätze, welche in einem Gehäuse angeordnet sind, insgesamt acht drehbare Wellen sowie mindestens sechs Schaltelemente, umfassend Bremsen und Kupplungen, deren selektives Eingreifen verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle bewirkt, so dass neun Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang realisierbar sind.
Aus der DE 10 2008 000 428 A1 ist ein Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise bekannt, bei welchem in einem Gehäuse vier Planetensätze, sowie insgesamt acht drehbare Wellen angeordnet sind, von denen eine die Antriebswelle und eine andere die Abtriebswelle des Mehrstufengetriebes darstellt. Des Weiteren sind im Bereich der Wellen mindestens sechs Schaltelemente vorgesehen, mittels deren gezielter Betätigung der Leistungsfluss innerhalb der vier Planetensätze variiert und damit verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Antriebs- und der Abtriebswelle definierbar sind. Insgesamt sind hierdurch neun Vorwärtsgänge, sowie ein Rückwärtsgang schaltbar.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein alternatives Mehrstufengetriebe anzugeben, vorzugsweise mit verbesserten Wirkungsgrad und hinreichend großer und hinreichend gleichmäßig verteilter Übersetzungsreihe.
Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch ein Mehrstufengetriebe gemäß Anspruch 1. Das Mehrstufengetriebe umfasst zumindest vier Planetenradsätze, ein Gehäuse, eine Antriebswelle und eine Abtriebswelle, wobei

- ein Steg des ersten Planetenradsatzes mit einem Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes verbunden ist,
- ein Hohlrad des vierten Planetenradsatzes mit der Abtriebswelle verbunden ist,
- ein Hohlrad des ersten Planetenradsatzes und ein Steg des zweiten Planetenradsatzes über eine erste Bremse mit dem Gehäuse koppelbar sind,
- ein Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes über eine zweite Bremse mit dem Gehäuse koppelbar ist,
- das Hohlrad mit dem Sonnenrad oder das Hohlrad mit dem Steg oder das Sonnenrad mit dem Steg jeweils des vierten Planetenradsatzes über eine erste Kupplung koppelbar ist, drei der folgenden fünf Verbindungen ständig und zwei dieser fünf Verbindungen mittels zumindest eines Schaltelements lösbar ausgeführt sind:
- Verbindung der Antriebswelle mit einem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes,
- Verbindung der Antriebswelle mit einem Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes,
- Verbindung des Hohlrads des dritten Planetenradsatzes mit dem Steg des zweiten Planetenradsatzes,
- Verbindung des Stegs des dritten Planetenradsatzes mit einem Steg des vierten Planetenradsatzes,
- Verbindung des Hohlrads des zweiten Planetenradsatzes mit dem Steg des ersten Planetenradsatzes und
- die Antriebswelle mit einem Kupplungsteil einer Kupplung verbunden und der andere Kupplungsteil mit
- dem Steg des dritten Planetenradsatzes und dem Steg des vierten Planetenradsatzes oder
- dem Steg des vierten Planetenradsatzes oder
- dem Hohlrad des dritten Planetenradsatzes, ständig verbunden ist.

Unter einem Planetenradsatz wird insbesondere ein Radsatz verstanden, welcher zumindest ein Sonnenrad umfasst, indem ein oder mehrere Planetenräder kämmen, einen Steg umfasst, welcher die Achsen der Planetenräder bestimmt und ein Hohlrad, in dem die Planetenräder kämmen. Bevorzugt weist das Hohlrad eine Innenverzahnung und das Sonnenrad eine Außenverzahnung auf.
Ein Vorteil der Erfindung kann es sein, dass die Schaltelemente des Mehrstufengetriebes, also die getriebeseitigen Bremsen und Kupplungen, von außen gut erreichbar sind. So können die Aktoren, wie beispielweise Elektromotoren, hydraulische Ventile, hydraulische Pumpen und Ähnliche in der Nähe der Schaltelemente angeordnet sein, wodurch mechanische und/oder hydraulische Verluste verringert werden und eine geringere Energie für die Betätigung des Schaltelementes notwendig sein kann. Auch kann weniger Energie notwendig sein, um das Schaltelement in seinem jeweils aktuellen Betriebszustand, also offen oder geschlossen, zu halten, zum Beispiel da durch kurze Leitungen auch die Druckverluste geringer sind. Auch ist es so möglich, Schaltelemente an dem Gehäuse und somit zumindest teilweise drehfest anzuordnen, wodurch Dichtungen, welche eine stehende Leitung mit einer drehenden Leitung verbinden, ganz oder teilweise vermieden werden können.
Auch vereinfacht die räumliche Anordnung der gut erreichbaren Schaltelemente das Ersetzen der üblichen hydraulisch betätigten Lamellenkupplungen oder - bremsen durch zum Beispiel elektro-mechanisch oder elektro-hydraulisch betätigte Bremsen und Kupplungen, die vergleichsweise einfach bedarfsgerecht ansteuerbar sind. Gut erreichbare Schaltelemente sind einerseits Bremsen, welche eine Welle mit dem Gehäuse drehfest koppeln, aber auch Schaltelemente an außen liegenden Wellen des Mehrstufengetriebes, vorzugsweise an An- oder Abtriebswelle, denen zur Betätigung benötigtes Hydraulikfluid vergleichsweise einfach zugeführt werden kann.
Neben dieser Eigenschaft weist das Mehrstufengetriebe auch noch einen guten Verzahnungswirkungsgrad, lediglich kleine Belastungen der Bauteile, insbesondere niedrige Planetensatz- und Schaltelementmomente, niedrige Absolut- und Relativdrehzahlen und/oder einen geringen Bauaufwand auf. Letzteres ermöglicht die Realisierung des Mehrstufengetriebes mit nur geringem Gewicht und niedrigen Kosten. Schließlich ermöglicht das Mehrstufengetriebe auch eine gute Übersetzungsreihe, also eine gut brauchbare Abstufung der Gänge.
Allgemein umfasst eine bevorzugte Ausführungsform des Mehrstufengetriebes vier Planetenradsätze, vier Kupplungen, zwei Bremsen und keine feste Gehäusekopplung.
Durch Betätigung von jeweils drei Schaltelementen (Bremsen und/oder Kupplungen) lassen sich neun Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang schalten. Darüber hinaus ermöglicht das Getriebe die Schaltung eines Zusatzvorwärtsgangs und eines Zusatzrückwärtsgangs.
Als Anfahrelemente können ein hydrodynamischer Drehmomentwandler, eine hydrodynamische Kupplung, eine zusätzliche Anfahrkupplung, eine integrierte Anfahrkupplung oder -bremse und/oder eine zusätzliche E-Maschine dienen.
Auf jeder Welle kann prinzipiell eine E-Maschine oder eine sonstige Kraft-/ Leistungsquelle angeordnet werden. Desweitern kann auf jeder Welle prinzipiell ein Freilauf zum Gehäuse oder zu einer anderen Welle angeordnet werden.
Bevorzugt wird das Mehrstufengetriebe als Standardantrieb realisiert, denkbar ist aber auch eine Front-Quer Bauweise.
Alle Schaltelemente können reib- oder formschlüssig wirken. Vorzugsweise werden jedoch die erste Kupplung und/oder die dritte Kupplung als formschlüssige Kupplungen, insbesondere als Klauenkupplungen, ausgeführt, was zu einem deutlich verbesserten Wirkungsgrad und damit deutlichen Verbrauchsvorteilen führt.
Dabei wurde erkannt, dass die erste und die dritte Kupplung bei einem Durchschalten vom ersten in den neunten Gang nur einmal betätigt werden müssen und dass deshalb sich diese Schaltelemente insbesondere dafür eignen als Klauenkupplung ausgeführt zu werden. So wurde weiter erkannt, dass bei diesen Schaltelementen aufgrund ihrer vergleichsweise seltenen Betätigung der Vorteil des besseren Wirkungsgrads den Nachteil der schwierigeren Handhabung überwiegt. Zusätzlich wurde erkannt, dass die Betätigung der dritten Kupplung bei vergleichsweise hohen Gängen stattfinden kann, wodurch der Drehzahlunterschied der Wellen gering sein kann und somit für die eine Betätigung einer Klauenkupplung günstig ist.
Die geometrische Lage (Reihenfolge) der einzelnen Radsätze und Schaltelemente ist frei wählbar, solange es die Bindbarkeit der Elemente zulässt. So können einzelne Elemente beliebig in ihrer Lage verschoben werden.
Weitere vorteilhafte Varianten des Mehrstufengetriebes ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung in Zusammenschau mit den Figuren. Diese weisen alle funktionell die gleichen Eigenschaften wie das Hauptsystem, insbesondere ähnlichen Wirkungsgrad, ähnliche Stufung etc. auf.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.
Es zeigen jeweils in stark schematisch vereinfachter Darstellung:

1 eine erste schematisch dargestellte beispielhafte Variante eines erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes;
2 eine zweite schematisch dargestellte beispielhafte Variante eines erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes;
3 eine dritte schematisch dargestellte beispielhafte Variante eines erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes;
4 eine vierte schematisch dargestellte beispielhafte Variante eines erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes;
5 eine fünfte schematisch dargestellte beispielhafte Variante eines erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes;
6 eine sechste schematisch dargestellte beispielhafte Variante eines erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes;
7 eine siebente schematisch dargestellte beispielhafte Variante eines erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes;
8 eine achte schematisch dargestellte beispielhafte Variante eines erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes und
9 eine neunte schematisch dargestellte beispielhafte Variante eines erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes;
10 eine zehnte schematisch dargestellte beispielhafte Variante eines erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes;
11 eine Tabelle, welche die geschlossenen Schaltelemente für die in den 1 bis 3 dargestellten Getriebevarianten in jeder Gangstufe anzeigt.

Die 1 zeigt ein Mehrstufengetriebe umfassend vier Planetenradsätze 1, 2, 3, 4, eine Antriebswelle 70, eine Abtriebswelle 71, sechs weitere drehbare Wellen 73, 74, 75, 76, 77, 78, sechs Schaltelemente 51, 52, 61, 62, 63, 64, davon zwei Bremsen 51, 52 und vier Kupplungen 61, 62, 63, 64. Die vier Planetenradsätze 1, 2, 3, 4 sind in der Reihenfolge erster Planetenradsatz 1, zweiter Planetenradsatz 2, dritter Planetenradsatz 3, vierter Planetenradsatz 4 hintereinander angeordnet. Der erste Planetenradsatz 1, der zweite Planetenradsatz 2, der dritte Planetenradsatz 3 und der vierte Planetenradsatz 4 sind als Minusplanetenradsatz ausgebildet. Die Planetenradsätze 1, 2, 3, 4, sind gemeinsam von einem Gehäuse 72 umgeben. Bei der Variante des Mehrstufengetriebes aus 1 sind

- ein Steg 12 des ersten Planetenradsatzes 1 mit einem Sonnenrad 41 des vierten Planetenradsatzes 4 verbunden,
- ein Hohlrad 43 des vierten Planetenradsatzes 4 mit der Abtriebswelle 71 verbunden,
- ein Hohlrad 13 des ersten Planetenradsatzes 1 und ein Steg 22 des zweiten Planetenradsatzes 2 über eine erste Bremse 51 mit dem Gehäuse 72 koppelbar,
- ein Sonnenrad 11 des ersten Planetenradsatzes 1 über eine zweite Bremse 52 mit dem Gehäuse 72 koppelbar,
- das Hohlrad 43 mit dem Sonnenrad 41 jeweils des vierten Planetenradsatzes 4 über eine erste Kupplung 61 koppelbar,
- das Hohlrad 23 des zweiten Planetenradsatzes 2 mit dem Steg 12 des ersten Planetenradsatzes 1 ständig verbunden,
- die Antriebswelle 70 mit dem Sonnenrad 21 des zweiten Planetenradsatzes 2 über eine zweite Kupplung 62 koppelbar,
- das Hohlrad 33 des dritten Planetenradsatzes 3 mit dem Steg 22 des zweiten Planetenradsatzes 2 ständig verbunden,
- die Antriebswelle 70 mit dem Sonnenrad 31 des dritten Planetenradsatzes 3 über eine dritte Kupplung 63 koppelbar,
- der Steg 32 des dritten Planetenradsatzes 3 mit dem Steg 42 des vierten Planetenradsatzes 4 ständig verbunden und
- die Antriebswelle 70 mit dem Steg 32 des dritten Planetenradsatzes 3 respektive mit dem Steg 42 des vierten Planetenradsatzes 4 über eine vierte Kupplung 64 koppelbar.

2 zeigt ein Mehrstufengetriebe, welches dem Mehrstufengetriebe aus 1 sehr ähnlich ist und sich in folgenden Punkten von der Ausführungsform aus 1 unterscheidet: - das Sonnenrad 41 des vierten Planetenradsatzes 4 ist nicht mit dem Hohlrad 43 des vierten Planetenradsatzes 4 sondern mit dem Steg 42 des vierten Planetenradsatzes 4 über eine erste Kupplung 61 koppelbar.
3 zeigt ein Mehrstufengetriebe, welches dem Mehrstufengetriebe aus 1 sehr ähnlich ist und sich in folgenden Punkten von der Ausführungsform aus 1 unterscheidet: - das Hohlrad 43 des vierten Planetenradsatzes 4 ist nicht mit dem Sonnenrad 41 des vierten Planetenradsatzes 4 sondern mit dem Steg 42 des vierten Planetenradsatzes 4 über eine erste Kupplung 61 koppelbar.
An dieser Stelle wird angemerkt, dass die in 2 und 3 dargestellten Varianten hinsichtlich der Position der ersten Kupplung 61 auch auf die folgenden Getriebevarianten anwendbar sind. Das heißt, die erste Kupplung 61 ist auch bei den folgenden Getriebevarianten nicht zwangsläufig zwischen dem Hohlrad 43 und dem Sonnenrad 41 angeordnet, sondern kann auch zwischen dem Sonnenrad 41 und dem Steg 42 oder zwischen dem Hohlrad 43 und dem Steg 41 angeordnet sein.
4 zeigt ein Mehrstufengetriebe, welches dem Mehrstufengetriebe aus 1 sehr ähnlich ist und sich in folgenden Punkten von der Ausführungsform aus 1 unterscheidet:

- das Hohlrad 33 des dritten Planetenradsatzes 3 ist mit dem Steg 22 des zweiten Planetenradsatzes 2 über eine alternative dritte Kupplung 65 koppelbar und
- die Antriebswelle 70 ist mit dem Sonnenrad 31 des dritten Planetenradsatzes 3 ständig verbunden.

5 zeigt ein Mehrstufengetriebe, welches dem Mehrstufengetriebe aus 4 sehr ähnlich ist und sich in folgenden Punkten von der Ausführungsform aus 4 unterscheidet:

- die Antriebswelle 70 ist nicht über die vierte Kupplung 64 mit dem Steg 32 des dritten Planetenradsatzes (3) koppelbar, sondern mit dem Hohlrad 33 des dritten Planetenradsatzes 3 über eine alternative vierte Kupplung 66 koppelbar.

6 zeigt ein Mehrstufengetriebe, welches dem Mehrstufengetriebe aus 1 sehr ähnlich ist und sich in folgenden Punkten von der Ausführungsform aus 1 unterscheidet:

- die Antriebswelle 70 ist mit dem Sonnenrad 31 des dritten Planetenradsatzes 3 ständig verbunden,
- die Antriebswelle 70 ist mit dem Steg 42 des vierten Planetenradsatzes 4 über eine vierte Kupplung 64 koppelbar und
- der Steg 32 des dritten Planetenradsatzes 3 ist mit dem Steg 42 des vierten Planetenradsatzes 4 über eine alternative dritte Kupplung 67 koppelbar.

Die 7 zeigt eine weitere Variante eines Mehrstufengetriebe umfassend vier Planetenradsätze 1, 2, 3, 4, eine Antriebswelle 70, eine Abtriebswelle 71, sechs weitere drehbare Wellen 73, 74, 75, 76, 77, 78, sechs Schaltelemente 51, 52, 61, 63, 64, 68 davon zwei Bremsen 51, 52 und vier Kupplungen 61, 63, 64, 68. Die vier Planetenradsätze 1, 2, 3, 4 sind in der Reihenfolge erster Planetenradsatz 1, zweiter Planetenradsatz 2, dritter Planetenradsatz 3, vierter Planetenradsatz 4 hintereinander angeordnet. Der erste Planetenradsatz 1, der zweite Planetenradsatz 2, der dritte Planetenradsatz 3 und der vierte Planetenradsatz 4 sind als Minusplanetenradsatz ausgebildet. Die Planetenradsätze 1, 2, 3, 4, sind gemeinsam von einem Gehäuse 72 umgeben. Bei der Variante des Mehrstufengetriebes aus 7 sind

- ein Steg 12 des ersten Planetenradsatzes 1 mit einem Sonnenrad 41 des vierten Planetenradsatzes 4 verbunden,
- ein Hohlrad 43 des vierten Planetenradsatzes 4 mit der Abtriebswelle 71 verbunden,
- ein Hohlrad 13 des ersten Planetenradsatzes 1 und ein Steg 22 des zweiten Planetenradsatzes 2 über eine erste Bremse 51 mit dem Gehäuse 72 koppelbar,
- ein Sonnenrad 11 des ersten Planetenradsatzes 1 über eine zweite Bremse 52 mit dem Gehäuse 72 koppelbar,
- das Hohlrad 43 mit dem Sonnenrad 41 jeweils des vierten Planetenradsatzes 4 über eine erste Kupplung 61 koppelbar,
- das Hohlrad 23 des zweiten Planetenradsatzes 2 mit dem Steg 12 des ersten Planetenradsatzes 1 über eine alternative zweite Kupplung 68 koppelbar,
- die Antriebswelle 70 mit dem Sonnenrad 21 des zweiten Planetenradsatzes 2 ständig verbunden,
- das Hohlrad 33 des dritten Planetenradsatzes 3 mit dem Steg 22 des zweiten Planetenradsatzes 2 ständig verbunden,
- die Antriebswelle 70 mit dem Sonnenrad 31 des dritten Planetenradsatzes 3 über eine dritte Kupplung 63 koppelbar,
- der Steg 32 des dritten Planetenradsatzes 3 mit dem Steg 42 des vierten Planetenradsatzes 4 ständig verbunden und
- die Antriebswelle 70 mit dem Steg 32 des dritten Planetenradsatzes 3 respektive mit dem Steg 42 des vierten Planetenradsatzes 4 über eine vierte Kupplung 64 koppelbar.

8 zeigt ein Mehrstufengetriebe, welches dem Mehrstufengetriebe aus 7 sehr ähnlich ist und sich in folgenden Punkten von der Ausführungsform aus 7 unterscheidet:

- ein Hohlrad 33 des dritten Planetenradsatzes 3 ist mit dem Steg 22 des zweiten Planetenradsatzes 2 über eine alternative dritte Kupplung 65 koppelbar,
- die Antriebswelle 70 ist mit dem Sonnenrad 31 des dritten Planetenradsatzes 3 ständig verbunden,

9 zeigt ein Mehrstufengetriebe, welches dem Mehrstufengetriebe aus 8 sehr ähnlich ist und sich in folgenden Punkten von der Ausführungsform aus 8 unterscheidet:

- die Antriebswelle 70 ist mit dem Hohlrad 33 des dritten Planetenradsatzes 3 über eine alternative vierte Kupplung 66 koppelbar.

10 zeigt ein Mehrstufengetriebe, welches dem Mehrstufengetriebe aus 7 sehr ähnlich ist und sich in folgenden Punkten von der Ausführungsform aus 7 unterscheidet:

- die Antriebswelle 70 ist mit dem Sonnenrad 31 des dritten Planetenradsatzes 3 ständig verbunden,
- der Steg 32 des dritten Planetenradsatzes 3 ist mit dem Steg 42 des vierten Planetenradsatzes 4 über eine alternative dritte Kupplung 67 koppelbar und
- die Antriebswelle 70 ist mit dem Sonnenrad 31 des dritten Planetenradsatzes 3 ständig verbunden.

Bei allen in den 1, 2, und 3 dargestellten Mehrstufengetrieben können folgende Gänge schaltbar sein:

Ein erster Gang ist durch die geschlossene erste Bremse 51, die geschlossene erste Kupplung 61 und die geschlossene dritte Kupplung 63 realisierbar.
Ein zweiter Gang ist durch die geschlossene erste Bremse 51, die geschlossene zweite Bremse 52 und die geschlossene dritte Kupplung 63 realisierbar.
Ein dritter Gang ist durch die geschlossene erste Bremse 51, die geschlossene zweite Kupplung 62 und die geschlossene dritte Kupplung 63 realisierbar.
Ein vierter Gang ist durch die geschlossene zweite Bremse 52, die geschlossene zweite Kupplung 62 und die geschlossene dritte Kupplung 63 realisierbar.
Ein fünfter Gang ist durch die geschlossene zweite Kupplung 62, die geschlossene dritte Kupplung 63 und die geschlossene vierte Kupplung 64 oder durch die geschlossene erste Bremse 51, die geschlossene erste Kupplung 61 und die geschlossene vierte Kupplung 64 realisierbar.
Ein sechster Gang ist durch die geschlossene zweite Bremse 52, die geschlossene dritte Kupplung 63 und die geschlossene vierte Kupplung 64 realisierbar.
Ein siebenter Gang ist durch die geschlossene zweite Bremse 52, die geschlossene zweite Kupplung 62 und die geschlossene vierte Kupplung 64 realisierbar.
Ein achter Gang ist durch die geschlossene erste Bremse 51, die geschlossene zweite Bremse 52 und die geschlossene vierte Kupplung 64 realisierbar.
Ein neunter Gang ist durch die geschlossene erste Bremse 51, die geschlossene zweite Kupplung 62 und die geschlossene vierte Kupplung 64 realisierbar.
Ein Rückwärtsgang ist durch die geschlossene erste Bremse 51, die geschlossene erste Kupplung 61 und die geschlossene zweite Kupplung 62 realisierbar.
Ein Zusatzvorwärtsgang ist durch die geschlossene zweite Bremse 52, die geschlossene erste Kupplung 61 und zweite Kupplung 62 realisierbar.
Ein Zusatzrückwärtsgang ist durch die geschlossene zweite Bremse 52, die geschlossene erste Kupplung 61 und die geschlossene dritte Kupplung 63 realisierbar. Dabei sind die jeweils nicht genannten Schaltelemente geöffnet. Dies zeigt auch die Tabelle in 11, welche auch die Übersetzungsverhältnisse der jeweiligen Gangstufen darstellt.
Die Schaltstellungen des in 7 dargestellten Mehrstufengetriebes sind ganz ähnlich wie jene des in den 1 bis 3 dargestellten Mehrstufengetriebes, wobei aber die alternative zweite Kupplung 68 an die Stelle der zweiten Kupplung 62 tritt. Die Schaltstellungen des in 4 dargestellten Mehrstufengetriebes sind ganz ähnlich wie jene des in den 1 bis 3 dargestellten Mehrstufengetriebes, wobei aber die alternative dritte Kupplung 65 an die Stelle der dritten Kupplung 63 tritt.
Die Schaltstellungen des in 8 dargestellten Mehrstufengetriebes sind ganz ähnlich wie jene des in 4 dargestellten Mehrstufengetriebes, wobei aber die alternative zweite Kupplung 68 an die Stelle der zweiten Kupplung 62 tritt.
Die Schaltstellungen des in 5 dargestellten Mehrstufengetriebes sind ganz ähnlich wie jene des in 4 dargestellten Mehrstufengetriebes, wobei aber die alternative vierte Kupplung 66 an die Stelle der vierten Kupplung 64 tritt.
Die Schaltstellungen des in 9 dargestellten Mehrstufengetriebes sind ganz ähnlich wie jene des in 5 dargestellten Mehrstufengetriebes, wobei aber die alternative zweite Kupplung 68 an die Stelle der zweiten Kupplung 62 tritt.
Die Schaltstellungen des in 6 dargestellten Mehrstufengetriebes sind ganz ähnlich wie jene des in 4 dargestellten Mehrstufengetriebes, wobei aber die alternative dritte Kupplung 67 an die Stelle der alternativen dritten Kupplung 65 tritt.
Die Schaltstellungen des in 10 dargestellten Mehrstufengetriebes sind ganz ähnlich wie jene des in 6 dargestellten Mehrstufengetriebes, wobei aber die alternative zweite Kupplung 68 an die Stelle der zweiten Kupplung 62 tritt.

Vorzugsweise sind bei den gezeigten Mehrstufengetrieben alle Radsätze 1, 2, 3, 4 als Minusradsätze ausgeführt.
In einer vorteilhaften Variante ist das Übersetzungsverhältnis:

- des ersten Radsatzes 1 zwischen Sonnenrad 11 und Hohlrad 13 -2,017 und/oder
- des zweiten Radsatzes 2 zwischen Sonnenrad 21 und Hohlrad 23 -3,218 und/oder
- des dritten Radsatzes 3 zwischen Sonnenrad 31 und Hohlrad 33 -3,900 und/oder
- des vierten Radsatzes 4 zwischen Sonnenrad 41 und Hohlrad 43 -1,600 beträgt.

Generell kann anstelle einer ersten genannten Verbindung/Kopplung zu einem Steg 12, 22, 32, 42 eines Radsatzes 1, 2, 3, 4 und einer zweiten genannten Verbindung/Kopplung zu einem Hohlrad 13, 23, 33, 43 dieses Radsatzes 1, 2, 3, 4 die erste genannte Verbindung/Kopplung zu dem genannten Hohlrad 13, 23, 33, 43 dieses Radsatzes 1, 2, 3, 4 und die zweite genannte Verbindung/Kopplung zu dem genannten Steg 12, 22, 32, 42 dieses Radsatzes 1, 2, 3, 4 ausgeführt sein, wobei dieser Radsatz 1, 2, 3, 4 anstatt als Minusradsatz als Plusradsatz beziehungsweise anstatt als Plusradsatz als Minusradsatz ausgeführt wird. Mit anderen Worten werden die Verbindungen/Kopplungen zum Steg 12, 22, 32, 42 und zum Hohlrad 13, 23, 33, 43 eines Radsatzes 1, 2, 3, 4 getauscht und die Drehrichtung zwischen Sonnenrad 11, 21, 31, 41 und Hohlrad 13, 23, 33, 43 dieses Radsatzes 1, 2, 3, 4 umgekehrt. Bei der Auslegung des Mehrstufengetriebes ist zusätzlich darauf zu achten, dass der Betrag der Standübersetzung dieses Radsatzes um 1 erhöht bzw. erniedrigt wird, wenn die schaltbaren Übersetzungsverhältnisse zwischen Antrieb 70 und Abtrieb 71 ansonsten gleich bleiben sollen. Durch die genannte Variation der Radsätze 1, 2, 3, 4 kann also die Verbindung/Kopplung zwischen den einzelnen Getriebeelementen verändert werden, ohne dabei die Charakteristik des Getriebes zu verändern. Damit steht eine Vielzahl an konstruktive Ausgestaltungen zur Verfügung, welche die Realisierung des Getriebes im Einzelfall vereinfachen können. Die erwähnte Vertauschung der Verbindung/Kopplung ist dabei nicht auf einen Radsatz 1, 2, 3, 4 beschränkt, sondern kann auch auf mehrere Radsätze 1, 2, 3, 4 gleichzeitig angewendet werden.
Bezugszeichen

1: erster Planetenradsatz
2: zweiter Planetenradsatz
3: dritter Planetenradsatz
4: vierter Planetenradsatz
11: Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes
12: Steg des ersten Planetenradsatzes
13: Hohlrad des ersten Planetenradsatzes
21: Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes
22: Steg des zweiten Planetenradsatzes
23: Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes
31: Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes
32: Steg des dritten Planetenradsatzes
33: Hohlrad des dritten Planetenradsatzes
41: Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes
42: Steg des vierten Planetenradsatzes
43: Hohlrad des vierten Planetenradsatzes
51: erste Bremse
52: zweite Bremse
61: erste Kupplung
62, 68: zweite Kupplung
63, 65, 67: dritte Kupplung
64, 66: vierte Kupplung
70: Antrieb
71: Abtrieb
72: Gehäuse
73..76: Welle

Claims

Mehrstufengetriebe, umfassend zumindest vier Planetenradsätze (1,2,3,4), ein Gehäuse (72), eine Antriebswelle (70) und eine Abtriebswelle (71), wobei - ein Steg (12) des ersten Planetenradsatzes (1) mit einem Sonnenrad (41) des vierten Planetenradsatzes (4) verbunden ist, - ein Hohlrad (43) des vierten Planetenradsatzes (4) mit der Abtriebswelle (71) verbunden ist, - ein Hohlrad (13) des ersten Planetenradsatzes (1) und ein Steg (22) des zweiten Planetenradsatzes (2) über eine erste Bremse (51) mit dem Gehäuse (72) koppelbar sind, - ein Sonnenrad (11) des ersten Planetenradsatzes (1) über eine zweite Bremse (52) mit dem Gehäuse (72) koppelbar ist, - das Hohlrad (43) des vierten Planetenradsatzes (4) mit dem Sonnenrad (41) des vierten Planetenradsatzes (4) oder das Hohlrad (43) des vierten Planetenradsatzes (4) mit einem Steg (42) des vierten Planetenradsatzes (4) oder das Sonnenrad (41) des vierten Planetenradsatzes (4) mit dem Steg (42) des vierten Planetenradsatzes (4) über eine erste Kupplung (61) koppelbar ist, drei der folgenden fünf Verbindungen ständig und zwei dieser fünf Verbindungen mittels zumindest eines Schaltelements lösbar ausgeführt sind: - Verbindung der Antriebswelle (70) mit einem Sonnenrad (21) des zweiten Planetenradsatzes (2), - Verbindung der Antriebswelle (70) mit einem Sonnenrad (31) des dritten Planetenradsatzes (3), - Verbindung eines Hohlrads (33) des dritten Planetenradsatzes (3) mit dem Steg (22) des zweiten Planetenradsatzes (2), - Verbindung eines Stegs (32) des dritten Planetenradsatzes (3) mit dem Steg (42) des vierten Planetenradsatzes (4), - Verbindung eines Hohlrads (23) des zweiten Planetenradsatzes (2) mit dem Steg (12) des ersten Planetenradsatzes (1) und - die Antriebswelle (70) mit einem Kupplungsteil einer Kupplung (64, 66) verbunden und der andere Kupplungsteil mit - dem Steg (32) des dritten Planetenradsatzes (3) und dem Steg (42) des vierten Planetenradsatzes (4) oder - dem Steg (42) des vierten Planetenradsatzes (4) oder - dem Hohlrad (33) des dritten Planetenradsatzes (3), ständig verbunden ist.
Mehrstufengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass - das Hohlrad (23) des zweiten Planetenradsatzes (2) mit dem Steg (12) des ersten Planetenradsatzes (1) ständig verbunden ist und - die Antriebswelle (70) mit dem Sonnenrad (21) des zweiten Planetenradsatzes (2) über eine zweite Kupplung (62) koppelbar ist.
Mehrstufengetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass - das Hohlrad (33) des dritten Planetenradsatzes (3) mit dem Steg (22) des zweiten Planetenradsatzes (2) ständig verbunden ist, - die Antriebswelle (70) mit dem Sonnenrad (31) des dritten Planetenradsatzes (3) über eine dritte Kupplung (63) koppelbar ist, - der Steg (32) des dritten Planetenradsatzes (3) mit dem Steg (42) des vierten Planetenradsatzes (4) ständig verbunden ist und - die Antriebswelle (70) mit dem Steg (32) des dritten Planetenradsatzes (3) und mit dem Steg (42) des vierten Planetenradsatzes (4) über eine vierte Kupplung (64) koppelbar ist.
Mehrstufengetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass - das Hohlrad (33) des dritten Planetenradsatzes (3) mit dem Steg (22) des zweiten Planetenradsatzes (2) über eine alternative dritte Kupplung (65) koppelbar ist, - die Antriebswelle (70) mit dem Sonnenrad (31) des dritten Planetenradsatzes (3) ständig verbunden ist, - der Steg (32) des dritten Planetenradsatzes (3) mit dem Steg (42) des vierten Planetenradsatzes (4) ständig verbunden ist und - die Antriebswelle (70) mit dem Steg (32) des dritten Planetenradsatzes (3) und mit dem Steg (42) des vierten Planetenradsatzes (4) über eine vierte Kupplung (64) koppelbar ist.
Mehrstufengetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass - das Hohlrad (33) des dritten Planetenradsatzes (3) mit dem Steg (22) des zweiten Planetenradsatzes (2) über eine alternative dritte Kupplung (65) koppelbar ist, - die Antriebswelle (70) mit dem Sonnenrad (31) des dritten Planetenradsatzes (3) ständig verbunden ist, - der Steg (32) des dritten Planetenradsatzes (3) mit dem Steg (42) des vierten Planetenradsatzes (4) ständig verbunden ist und - die Antriebswelle (70) mit dem Hohlrad (33) des dritten Planetenradsatzes (3) über eine alternative vierte Kupplung (66) koppelbar ist.
Mehrstufengetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass - das Hohlrad (33) des dritten Planetenradsatzes (3) mit dem Steg (22) des zweiten Planetenradsatzes (2) ständig verbunden ist, - die Antriebswelle (70) mit dem Sonnenrad (31) des dritten Planetenradsatzes (3) ständig verbunden ist, - die Antriebswelle (70) mit dem Steg (42) des vierten Planetenradsatzes (4) über eine vierte Kupplung (64) koppelbar ist und - der Steg (32) des dritten Planetenradsatzes (3) mit dem Steg (42) des vierten Planetenradsatzes (4) über eine alternative dritte Kupplung (67) koppelbar ist.
Mehrstufengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass - das Hohlrad (23) des zweiten Planetenradsatzes (2) mit dem Steg (12) des ersten Planetenradsatzes (1) über eine alternative zweite Kupplung (68) koppelbar ist und - die Antriebswelle (70) mit dem Sonnenrad (21) des zweiten Planetenradsatzes (2) ständig verbunden ist.
Mehrstufengetriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass - das Hohlrad (33) des dritten Planetenradsatzes (3) mit dem Steg (22) des zweiten Planetenradsatzes (2) ständig verbunden ist, - die Antriebswelle (70) mit dem Sonnenrad (31) des dritten Planetenradsatzes (3) über eine dritte Kupplung (63) koppelbar ist, - der Steg (32) des dritten Planetenradsatzes (3) mit dem Steg (42) des vierten Planetenradsatzes (4) ständig verbunden ist und - die Antriebswelle (70) mit dem Steg (32) des dritten Planetenradsatzes (3) und mit dem Steg (42) des vierten Planetenradsatzes (4) über eine vierte Kupplung (64) koppelbar ist.
Mehrstufengetriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass - ein Hohlrad (33) des dritten Planetenradsatzes (3) mit dem Steg (22) des zweiten Planetenradsatzes (2) über eine alternative dritte Kupplung (65) koppelbar ist, - die Antriebswelle (70) mit dem Sonnenrad (31) des dritten Planetenradsatzes (3) ständig verbunden ist, - ein Steg (32) des dritten Planetenradsatzes (3) mit einem Steg (42) des vierten Planetenradsatzes (4) ständig verbunden ist und - die Antriebswelle (70) mit dem Steg (32) des dritten Planetenradsatzes (3) und mit dem Steg (42) des vierten Planetenradsatzes (4) über eine vierte Kupplung (64) koppelbar ist.
Mehrstufengetriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass - das Hohlrad (33) des dritten Planetenradsatzes (3) mit dem Steg (22) des zweiten Planetenradsatzes (2) über eine alternative dritte Kupplung (65) koppelbar ist, - die Antriebswelle (70) mit dem Sonnenrad (31) des dritten Planetenradsatzes (3) ständig verbunden ist, - der Steg (32) des dritten Planetenradsatzes (3) mit dem Steg (42) des vierten Planetenradsatzes (4) ständig verbunden ist und - die Antriebswelle (70) mit dem Hohlrad (33) des dritten Planetenradsatzes (3) über eine alternative vierte Kupplung (66) koppelbar ist.
Mehrstufengetriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass - das Hohlrad (33) des dritten Planetenradsatzes (3) mit dem Steg (22) des zweiten Planetenradsatzes (2) ständig verbunden ist, - die Antriebswelle (70) mit dem Sonnenrad (31) des dritten Planetenradsatzes (3) ständig verbunden ist, - der Steg (32) des dritten Planetenradsatzes (3) mit dem Steg (42) des vierten Planetenradsatzes (4) über eine alternative dritte Kupplung (67) koppelbar ist und - die Antriebswelle (70) mit dem Steg (42) des vierten Planetenradsatzes (4) über eine vierte Kupplung (64) koppelbar ist.
Mehrstufengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass folgende Gänge durch Schließen der angegebenen Elemente schaltbar sind: - ein erster Gang durch erste Bremse (51), erste Kupplung (61) und dritte Kupplung (63, 65, 67), - ein zweiter Gang durch erste Bremse (51), zweite Bremse (52) und dritte Kupplung (63, 65, 67), - ein dritter Gang durch erste Bremse (51), zweite Kupplung (62, 68) und dritte Kupplung (63, 65, 67), - ein vierter Gang durch zweite Bremse (52), zweite Kupplung (62, 68) und dritte Kupplung (63, 65, 67), - ein fünfter Gang: durch zweite Kupplung (62, 68), dritte Kupplung (63, 65, 67) und vierte Kupplung (64, 66) oder durch erste Bremse (51), erste Kupplung (61) und vierte Kupplung (64, 66), - ein sechster Gang durch zweite Bremse (52), dritte Kupplung (63, 65, 67) und vierte Kupplung (64, 66), - ein siebenter Gang durch zweite Bremse (52), zweite Kupplung (62, 68) und vierte Kupplung (64, 66), - ein achter Gang durch erste Bremse (51), zweite Bremse (52) und vierte Kupplung (64, 66), - ein neunter Gang durch erste Bremse (51), zweite Kupplung (62, 68) und vierte Kupplung (64, 66), - ein Rückwärtsgang durch erste Bremse (51), erste Kupplung (61) und zweite Kupplung (62, 68), - ein Zusatzvorwärtsgang durch zweite Bremse (52), erste Kupplung (61) und zweite Kupplung (62, 68) und - ein Zusatzrückwärtsgang durch zweite Bremse (52) , erste Kupplung (61) und dritte Kupplung (63, 65, 67), wobei die jeweils nicht genannten Elemente unbetätigt beziehungsweise geöffnet sind.
Mehrstufengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass alle Radsätze (1, 2, 3, 4) als Minusradsätze ausgeführt sind.
Mehrstufengetriebe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Übersetzungsverhältnis: - des ersten Radsatzes (1) zwischen Sonnenrad (11) und Hohlrad (13) -2,017 und/oder - des zweiten Radsatzes (2) zwischen Sonnenrad (21) und Hohlrad (23) -3,218 und/oder - des dritten Radsatzes (3) zwischen Sonnenrad (31) und Hohlrad (33) -3,900 und/oder - des vierten Radsatzes (4) zwischen Sonnenrad (41) und Hohlrad (43) -1,600 beträgt.
Mehrstufengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kupplung (61) und die dritte Kupplung (63, 65, 67) als Klauenkupplungen ausgeführt sind.