DE102012210831A1 - Mehrstufengetriebe - Google Patents

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Stefan Beck
Christian SIBLA
Wolfgang Rieger
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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 (03, 04, 18, 38, 45, 46, 56, 57), wobei das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes (P1) mit der Antriebswelle (1) verbunden ist, welche mit den Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes (P3) verbunden und über eine erste Kupplung (18) mit der mit dem Steg des vierten Planetenradsatzes (P4) verbundenen achten Welle (8) verbindbar ist, wobei die achte Welle (8) über eine zweite Kupplung (38) mit der dritten Welle (3) verbindbar ist, die mit dem Steg des dritten Planetenradsatzes (P3) verbunden und über eine erste Bremse (03) an den Steg des ersten Planetenradsatzes (P1) ankoppelbar ist, der an das Gehäuse (G) gekoppelt ist, wobei die vierte Welle (4) mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes (P2) verbunden und über eine zweite Bremse (04) an den Steg des ersten Planetenradsatzes (P1) ankoppelbar ist und die siebte Welle (7) mit dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes (P1) verbunden und über eine dritte Kupplung (57) mit der mit dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes (P2) und dem Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes (P4) verbundenen fünften Welle (5) verbindbar ist, wobei die sechste Welle (6) mit dem Steg des zweiten Planetenradsatzes (P2) und dem Hohlrad des dritten Planetenradsatzes (P3) verbunden ist, die Abtriebswelle (2) mit dem Hohlrad des vierten Planetenradsatzes (P4) verbunden ist und wobei eine vierte, fünfte oder sechste Kupplung (45, 46, 56) vorgesehen ist, durch deren Schließen der zweite Planetenradsatz (P2) verblockbar 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.
  • 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- bzw. Abschalten von zwei Schaltelementen vermeiden, so dass bei Schaltungen in definierten Ganggruppen jeweils nur ein Schaltelement gewechselt wird. Ferner soll mittels derartiger Getriebe der Spritverbrauch gesenkt werden, was einerseits durch Reduzierung der internen Getriebeverluste und andererseits durch Betreiben des Verbrennungsmotors im idealen Betriebspunkt erfolgen kann. Um den Verbrennungsmotor in seinem idealen Betriebspunkt zu betreiben, ist es insbesondere wichtig, bei einer großen Getriebespreizung kleine Gangsprünge zu realisieren, was in der Erhöhung der Anzahl der Gänge resultiert.
  • Aus der DE10 2008 064 113 A1 geht eine Getriebeanordnung eines Automatikgetriebes für ein Fahrzeug umfassend zehn Vorwärtsgänge hervor, welche ein erstes Planetengetriebe aufweist, das als einfaches Planetengetriebe ausgeführt ist und ein erstes Rotationselement, das als feststehendes Element wirkt, ein zweites Rotationselement, das eine verringerte Rotationsgeschwindigkeit zur Verfügung stellt, und ein drittes Rotationselement, das direkt mit einer Eingangswelle verbunden ist und als Eingangselement wirkt aufweist. Das bekannte Getriebe umfasst ferner ein zweites einfaches Planetengetriebe, welches ein viertes Rotationselement, das mit dem zweiten Rotationselement direkt verbunden ist, ein fünftes Rotationselement, das wahlweise durch Einschieben einer ersten Bremse mit einem Getriebegehäuse verbunden ist und ein sechstes Rotationselement, das wahlweise durch Einschieben einer zweiten Bremse mit einem Getriebegehäuse verbunden ist, aufweist, wobei eine erste Kupplung wahlweise mindestens zwei Rotationselemente von den vierten, fünften und sechsten Rotationselementen verbindet. Ferner ist ein drittes aus einem Planetengetriebe mit einzelnem Ritzel und einem Planetengetriebe mit doppeltem Ritzel zusammengesetztes Planetengetriebe vorgesehen, welches ein siebtes Rotationselement, das mit dem sechsten Rotationselement direkt verbunden ist, ein achtes Rotationselement, das wahlweise durch Einschieben einer zweiten Kupplung mit der Antriebswelle verbunden ist und wahlweise durch Einschieben einer dritten Bremse mit dem Getriebegehäuse verbunden ist, ein neuntes Rotationselement, das mit einer Abtriebswelle verbunden ist, und ein zehntes Rotationselement, das durch Einschieben einer dritten Kupplung mit dem vierten Rotationselement verbunden ist, aufweist, wobei eine vierte Kupplung zwischen dem siebten Rotationselement und dem achten Rotationselement angeordnet ist.
  • Bei Getriebekonzepten mit einer hohem Anzahl an Gängen entsteht das Problem, dass die Anzahl der Getriebebauteile und somit der Bauaufwand in Abhängigkeit der Anzahl der Gänge stark zunehmen. Zudem nimmt der interne Wirkungsgrad des Getriebes aufgrund der höheren Anzahl der Getriebebauteile ab, so dass die durch die hohe Anzahl an Gängen erzielbare Verbrauchsoptimierung zum Teil kompensiert wird.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Mehrstufengetriebe der eingangs genannten Art vorzuschlagen, welches mindestens zehn Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang und eine hohe Spreizung aufweist, bei dem der Bauaufwand, die Bauteilbelastung und die Baugröße optimiert werden und zudem der Wirkungsgrad hinsichtlich der Schlepp- und Verzahnungsverluste verbessert wird.
  • 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 zehn Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang realisierbar sind.
  • Der erste Planetenradsatz des Getriebes ist vorzugsweise als Plus-Planetenradsatz ausgeführt, wobei der zweite, dritte und vierte Planetenradsatz des Getriebes vorzugsweise als Minus-Planetenradsätze ausgebildet sind.
  • 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 und es ergibt sich eine negative Standgetriebeübersetzung. 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 Antriebswelle verbunden, welche mit den Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes verbunden und über eine erste Kupplung mit der mit dem Steg des vierten Planetenradsatzes verbundenen achten Welle lösbar verbindbar ist, wobei die achte Welle über eine zweite Kupplung mit der dritten Welle lösbar verbindbar ist, welche mit dem Steg des dritten Planetenradsatzes verbunden und über eine erste Bremse an den Steg des ersten Planetenradsatzes ankoppelbar ist, welcher an das Gehäuse des Getriebes gekoppelt ist.
  • Ferner ist die vierte Welle mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes verbunden und über eine zweite Bremse an den Steg des ersten Planetenradsatzes ankoppelbar, welcher an das Gehäuse des Getriebes gekoppelt ist, wobei die siebte Welle mit dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes verbunden und über eine dritte Kupplung mit der mit dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes und dem Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes verbundenen fünften Welle lösbar verbindbar ist.
  • Des Weiteren ist die sechste Welle mit dem Steg des zweiten Planetenradsatzes und dem Hohlrad des dritten Planetenradsatzes verbunden, wobei die Abtriebswelle des Getriebes mit dem Hohlrad des vierten Planetenradsatzes verbunden ist.
  • Gemäß der Erfindung ist eine vierte, fünfte oder sechste Kupplung vorgesehen, durch deren Schließen der zweite Planetenradsatz verblockbar ist.
  • Die vierte Kupplung kann gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung als Kupplung ausgeführt sein, welche das Sonnenrad mit dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes lösbar verbindet. Die fünfte Kupplung kann als Kupplung ausgeführt sein, welche den Steg mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes lösbar verbindet, wobei die sechste Kupplung als Kupplung ausgeführt sein kann, welche den Steg mit dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes 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 aufgrund geringer Schlepp- und Verzahnungsverluste.
  • In vorteilhafter Weise liegen geringe Drehmomente an den Schaltelementen und an den Planetenradsätzen des Mehrstufengetriebes vor, wodurch die Belastung 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. Das Getriebe kann beispielsweise in Front-Quer Bauweise oder im Rahmen eines Standardantriebs eingebaut werden.
  • 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: ein beispielhaftes Schaltschema für ein Mehrstufengetriebe gemäß 1;
  • 3: eine schematische Ansicht einer zweiten bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes; und
  • 4: eine schematische Ansicht einer dritten bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes.
  • In 1 ist ein erfindungsgemäßes Mehrstufengetriebe mit einer Antriebswelle 1, einer Abtriebswelle 2 und vier Planetenradsätzen P1, P2, P3 und P4 dargestellt, welche in einem Gehäuse G angeordnet sind. Der erste Planetenradsatz P1 ist bei dem in 1 gezeigten Beispiel als Plus-Planetenradsatz ausgebildet, wobei der zweite, dritte und vierte Planetenradsatz, P2, P3, P4 als Minus-Planetenradsätze ausgebildet sind. Gemäß der Erfindung kann zumindest einer der Minus-Planetenradsätze 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 Bremsen 03, 04 und vier Kupplungen 18, 38, 45, 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, können aber auch als formschlüssige Schaltelemente ausgeführt sein.
  • Mit diesen Schaltelementen ist ein selektives Schalten von mindestens zehn Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang 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 1 und die Abtriebswelle die zweite Welle 2 des Getriebes bilden.
  • Erfindungsgemäß ist bei dem Mehrstufengetriebe gemäß 1 vorgesehen, dass das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes P1 mit der Antriebswelle 1 verbunden ist, welche mit den Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes P3 verbunden und über eine erste Kupplung 18 mit der mit dem Steg des vierten Planetenradsatzes P4 verbundenen achten Welle 8 lösbar verbindbar ist, wobei die achte Welle 8 über eine zweite Kupplung 38 mit der dritten Welle 3 lösbar verbindbar ist, welche mit dem Steg des dritten Planetenradsatzes P3 verbunden und über eine erste Bremse 03 an den Steg des ersten Planetenradsatzes P1 ankoppelbar ist, der an das Gehäuse G des Getriebes gekoppelt ist (Welle 0).
  • Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel eignet sich zudem insbesondere die zweite Kupplung 38 für eine Ausführung als Klauenschaltelement, wodurch der Verbrauch signifikant verbessert wird.
  • Bezugnehmend auf 1 ist die vierte Welle 4 mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes P2 verbunden und über eine zweite Bremse 04 an den Steg des ersten Planetenradsatzes P1 ankoppelbar, welcher an das Gehäuse G gekoppelt ist, wobei die siebte Welle 7 mit dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes P1 verbunden und über eine dritte Kupplung 57 mit der mit dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes P2 und dem Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes P4 verbundenen fünften Welle 5 lösbar verbindbar ist.
  • Die erste und zweite Bremse 03, 04 sind axial betrachtet vorzugsweise nebeneinander angeordnet und können als Lamellenschaltelemente ausgeführt einen gemeinsamen Außenlamellenträger aufweisen.
  • Die sechste Welle 6 ist mit dem Steg des zweiten Planetenradsatzes P2 und dem Hohlrad des dritten Planetenradsatzes P3 verbunden, wobei die Abtriebswelle 2 mit dem Hohlrad des vierten Planetenradsatzes P4 verbunden ist.
  • Bei dem in 1 gezeigten Beispiel ist eine vierte Kupplung 45 vorgesehen, welche die vierte Welle 4 mit der fünften Welle 5 lösbar miteinander verbindet, durch deren Schließen der zweite Planetenradsatz P2 verblockbar ist.
  • Alternativ und bezugnehmend auf 3 kann der zweite Planetenradsatz P2 durch Schließen einer fünften Kupplung 46, welche den Steg mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes P2 lösbar verbindet, verblockt werden, wobei die vierte Kupplung 45 entfällt. Die fünfte Kupplung 46 verbindet die vierte Welle 4 mit der sechsten Welle 6 lösbar miteinander.
  • Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann ausgehend vom Ausführungsbeispiel nach 1 die vierte Kupplung 45 entfallen, wobei eine sechste Kupplung 56 vorgesehen ist, durch deren Schließen der zweite Planetenradsatz P2 verblockbar ist. Diese Ausgestaltung ist Gegenstand der 4. Die sechste Kupplung 56 verbindet die fünfte Welle 5 mit der sechsten Welle 6 lösbar miteinander, wodurch der Steg des zweiten Planetenradsatzes P2 mit dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes P2 lösbar verbindbar ist.
  • In 2 ist ein beispielhaftes Schaltschema eines Mehrstufengetriebes gemäß 1 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 9,033 die Spreizung des Getriebes darstellt.
  • Die Werte für die Standgetriebeübersetzungen des ersten, zweiten, dritten und vierten Planetenradsatzes P1, P2, P3, P4 sind bei dem gezeigten Beispiel jeweils 1,68, –1,91, –2,28 und –2,30. 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 ersten Bremse 03 und der zweiten und vierten Kupplung 38, 45, der zweite Vorwärts-Gang durch Schließen der ersten und zweiten Bremse 03, 04 und der zweiten Kupplung 38, der dritte Vorwärts-Gang durch Schließen der zweiten Bremse 04 und der zweiten und vierten Kupplung 38, 45, der vierte Vorwärts-Gang durch Schließen der zweiten Bremse 04 und der zweiten und dritten Kupplung 38, 57, der fünfte Vorwärts-Gang durch Schließen der zweiten Bremse 04 und der ersten und zweiten Kupplung 18, 38, der bei dem gezeigten Beispiel als Direktgang ausgeführte sechste Vorwärts-Gang durch Schließen der ersten, zweiten und vierten Kupplung 18, 38, 45, der siebte Vorwärts-Gang durch Schließen der ersten, dritten und vierten Kupplung 18, 57, 45, der achte Vorwärts-Gang durch Schließen der zweiten Bremse 04 und der ersten und vierten Kupplung 18, 45, der neunte Vorwärtsgang durch Schließen der ersten Bremse 03 und der ersten und vierten Kupplung 18, 45 und der zehnte Vorwärtsgang ergibt sich durch Schließen der ersten und zweiten Bremse 03, 04 und der ersten Kupplung 18, wobei sich der Rückwärtsgang durch Schließen der ersten Bremse 03 und der zweiten und dritten Kupplung 38, 57 ergibt.
  • Alternativ kann der siebte Vorwärtsgang durch weitere Schaltkombinationen geschaltet werden, die in 2 mit 7.1, 7.2 und 7.3 bezeichnet sind. Demnach kann sich der siebte Vorwärtsgang durch Schließen der ersten Bremse 03 und der ersten und dritten Kupplung 18, 57 oder durch Schließen der zweiten Bremse 04 und der ersten und dritten Kupplung 18, 57 oder durch Schließen der ersten, zweiten und dritten Kupplung 18, 38, 57 ergeben.
  • Bezugnehmend auf 2 kann zusätzlich zu den zehn Vorwärtsgängen durch Schließen der zweiten, dritten und vierten Kupplung 38, 57, 45 ein weiterer Vorwärts-Gang Z realisiert werden, dessen Übersetzung zwischen den Übersetzungen des fünften und des sechsten Vorwärtsgangs liegt.
  • Dadurch, dass im ersten Vorwärts-Gang und im Rückwärtsgang die erste Bremse 03 und die zweite Kupplung 38 geschlossen sind, können diese Schaltelemente als Anfahrelemente eingesetzt werden.
  • Für den Fall, dass gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 3 die vierte Kupplung 45 durch die fünfte Kupplung 46 ersetzt wird, wird im Schaltschema gemäß 2 die vierte Kupplung 45 durch die fünfte Kupplung 46 ersetzt.
  • Analog dazu wird für den Fall, dass gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 4 die vierte Kupplung 45 durch die sechste Kupplung 56 ersetzt wird, im Schaltschema gemäß 2 die vierte Kupplung 45 durch die sechste Kupplung 56 ersetzt.
  • 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 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 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 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 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
    03
    erste Bremse
    04
    zweite Bremse
    18
    erste Kupplung
    38
    zweite Kupplung
    45
    vierte Kupplung
    46
    fünfte Kupplung
    56
    sechste Kupplung
    57
    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
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102008064113 A1 [0004]

Claims (8)

  1. 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 (03, 04, 18, 38, 45, 46, 56, 57), umfassend Bremsen (03, 04) und Kupplungen (18, 38, 45, 46, 56, 57), deren selektives Eingreifen verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Antriebswelle (1) und der Abtriebswelle (2) bewirkt, so dass mindestens zehn Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang realisierbar sind, wobei das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes (P1) mit der Antriebswelle (1) verbunden ist, welche mit den Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes (P3) verbunden und über eine erste Kupplung (18) mit der mit dem Steg des vierten Planetenradsatzes (P4) verbundenen achten Welle (8) lösbar verbindbar ist, wobei die achte Welle (8) über eine zweite Kupplung (38) mit der dritten Welle (3) lösbar verbindbar ist, die mit dem Steg des dritten Planetenradsatzes (P3) verbunden und über eine erste Bremse (03) an den Steg des ersten Planetenradsatzes (P1) ankoppelbar ist, der an das Gehäuse (G) gekoppelt ist, wobei die vierte Welle (4) mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes (P2) verbunden und über eine zweite Bremse (04) an den Steg des ersten Planetenradsatzes (P1) ankoppelbar ist und die siebte Welle (7) mit dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes (P1) verbunden und über eine dritte Kupplung (57) mit der mit dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes (P2) und dem Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes (P4) verbundenen fünften Welle (5) lösbar verbindbar ist, wobei die sechste Welle (6) mit dem Steg des zweiten Planetenradsatzes (P2) und dem Hohlrad des dritten Planetenradsatzes (P3) verbunden ist, die Abtriebswelle (2) mit dem Hohlrad des vierten Planetenradsatzes (P4) verbunden ist und wobei eine vierte, fünfte oder sechste Kupplung (45, 46, 56) vorgesehen ist, durch deren Schließen der zweite Planetenradsatz (P2) verblockbar ist.
  2. Mehrstufengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vierte Kupplung (45) als Kupplung ausgeführt ist, welche das Sonnenrad mit dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes (P2) lösbar verbindet, dass die fünfte Kupplung (46) als Kupplung ausgeführt ist, welche das Sonnenrad mit dem Steg des zweiten Planetenradsatzes (P2) lösbar verbindet und dass die sechste Kupplung (56) als Kupplung ausgeführt ist, welche das Hohlrad mit dem Steg des zweiten Planetenradsatzes (P2) lösbar verbindet.
  3. Mehrstufengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Planetenradsatz (P1) als Plus-Planetenradsatz ausgeführt ist, wobei der zweite, dritte und vierte Planetenradsatz (P2, P3, P4) als Minus-Planetenradsätze ausgebildet sind.
  4. 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.
  5. Mehrstufengetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kupplung (38) als formschlüssiges Schaltelement ausgeführt ist.
  6. Mehrstufengetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für den Fall, dass eine vierte Kupplung (45) vorgesehen ist, welche das Sonnenrad mit dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes (P2) lösbar verbindet , sich der erste Vorwärts-Gang durch Schließen der ersten Bremse (03) und der zweiten und vierten Kupplung (38, 45), der zweite Vorwärts-Gang durch Schließen der ersten und zweiten Bremse (03, 04) und der zweiten Kupplung (38), der dritte Vorwärts-Gang durch Schließen der zweiten Bremse (04) und der zweiten und vierten Kupplung (38, 45), der vierte Vorwärts-Gang durch Schließen der zweiten Bremse (04) und der zweiten und dritten Kupplung (38, 57), der fünfte Vorwärts-Gang durch Schließen der zweiten Bremse (04) und der ersten und zweiten Kupplung (18, 38), der sechste Vorwärts-Gang durch Schließen der ersten, zweiten und vierten Kupplung (18, 38, 45), der siebte Vorwärts-Gang durch Schließen der ersten, dritten und vierten Kupplung (18, 57, 45), der achte Vorwärts-Gang durch Schließen der zweiten Bremse (04) und der ersten und vierten Kupplung (18, 45), der neunte Vorwärtsgang durch Schließen der ersten Bremse (03) und der ersten und vierten Kupplung (18, 45) und dass sich der zehnte Vorwärtsgang durch Schließen der ersten und zweiten Bremse (03, 04) und der ersten Kupplung (18) ergibt, wobei sich der Rückwärtsgang durch Schließen der ersten Bremse (03) und der zweiten und dritten Kupplung (38, 57) ergibt, wobei, für den Fall, dass eine fünfte Kupplung (46) vorgesehen ist, welche das Sonnenrad mit dem Steg des zweiten Planetenradsatzes (P2) lösbar verbindet, die vierte Kupplung (45) durch die fünfte Kupplung (46) ersetzt wird und wobei für den Fall, dass eine sechste Kupplung (56) vorgesehen ist, welche das Hohlrad mit dem Steg des zweiten Planetenradsatzes (P2) lösbar verbindet, die vierte Kupplung (45) durch die sechste Kupplung (56) ersetzt wird.
  7. Mehrstufengetriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich der siebte Vorwärtsgang alternativ durch Schließen der ersten Bremse (03) und der ersten und dritten Kupplung (18, 57) oder durch Schließen der zweiten Bremse (04) und der ersten und dritten Kupplung (18, 57) oder durch Schließen der ersten, zweiten und dritten Kupplung (18, 38, 57) ergibt.
  8. Mehrstufengetriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu den zehn Vorwärtsgängen durch Schließen der zweiten, dritten und vierten Kupplung (38, 57, 45) ein weiterer Vorwärts-Gang realisierbar ist, dessen Übersetzung zwischen den Übersetzungen des fünften und des sechsten Vorwärtsgangs liegt.
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