DE102012212762A1 - 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 fünf Schaltelemente (03, 04, 18, 56, 57, 58, 78), wobei das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes (P1) mit der dritten Welle (3) verbunden ist, welche mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes (P2) verbunden und über eine erste Bremse (03) an das Gehäuse (G) ankoppelbar ist, wobei die Antriebswelle (1) mit dem Steg des zweiten Planetenradsatzes (P2) verbunden und über eine erste Kupplung (18) mit der mit dem Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes (P3) und dem Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes (P4) verbundenen achten Welle (8) lösbar verbindbar ist, wobei der Steg des ersten Planetenradsatzes (P1) mit der sechsten Welle (6) verbunden ist, welche mit dem Hohlrad des vierten Planetenradsatzes (P4) verbunden und über eine zweite Kupplung (56) mit der mit dem Hohlrad des dritten Planetenradsatzes (P3) verbundenen fünften Welle (5) lösbar verbindbar ist, wobei das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes (P1) mit der vierten Welle (4) verbunden ist, welche über eine zweite Bremse (04) an das Gehäuse (G) ankoppelbar ist, wobei die siebte Welle (7) mit dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes (P2) und dem Steg des dritten Planetenradsatzes (P3) verbunden ist und die Abtriebswelle (2) mit dem Steg des vierten Planetenradsatzes (P4) verbunden ist und wobei eine dritte, vierte oder fünfte Kupplung (78, 58, 57) vorgesehen ist, durch deren Schließen der dritte Planetenradsatz (P3) 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 DE 10 2006 016 191 B4 der Anmelderin geht ein Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise mit acht Vorwärts-Gängen und einem Rückwärtsgang hervor, umfassend vier Planetenradsätze, mindestens acht drehbare Wellen und fünf Schaltelemente, wobei ein Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes und ein Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes ständig miteinander verbunden sind und die dritte Welle bilden, ein Hohlrad des ersten Planetenradsatzes die vierte Welle bildet, ein Steg des ersten Planetenradsatzes und ein Hohlrad des dritten Planetenradsatzes ständig miteinander verbunden sind und die sechste Welle bilden, das erste Schaltelement im Kraftfluss zwischen der dritten Welle und einem Gehäuse des Getriebes angeordnet ist, das zweite Schaltelement im Kraftfluss zwischen der vierten Welle und dem Gehäuse des Getriebes angeordnet ist, das dritte Schaltelement im Kraftfluss zwischen der ersten Welle und der fünften Welle angeordnet ist und wobei das fünfte Schaltelement im Kraftfluss zwischen der fünften Welle und der siebten Welle angeordnet ist. Ferner ist bei dem bekannten Getriebe vorgesehen, dass ein Hohlrad des vierten Planetenradsatzes und die Antriebswelle ständig miteinander verbunden sind und die erste Welle bilden, dass ein Steg des zweiten Planetenradsatzes und ein Steg des dritten Planetenradsatzes und die Abtriebswelle ständig miteinander verbunden sind und die zweite Welle bilden, dass ein Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes die fünfte Welle bildet und dass ein Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes und ein Steg des vierten Planetenradsatzes ständig miteinander verbunden sind und die siebte Welle bilden, wobei ein Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes die achte Welle bildet und das vierte Schaltelement im Kraftfluss zwischen der fünften Welle und der achten Welle angeordnet ist. Der vierte Planetenradsatz ist hierbei als Plus-Planetenradsatz ausgebildet, wobei der erste, zweite und dritte Planetenradsatz als Minus-Planetenradsätze ausgeführt sind.
  • Des Weiteren geht aus der DE 10 2009 047 270 A1 der Anmelderin ein Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise mit acht Vorwärts-Gängen und einem Rückwärtsgang hervor, umfassend vier Planetensätze, acht drehbare Wellen und fünf Schaltelemente, bei dem einer der Planetenradsätze als Plus-Planetenradsatz ausgebildet ist, wobei die weiteren Planetenradsätze als Minus-Planetenradsätze ausgeführt sind.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Mehrstufengetriebe der eingangs genannten Art vorzuschlagen, welches mindestens acht Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang aufweist, bei dem der Bauaufwand, die Bauteilbelastung und die Baugröße optimiert werden und zudem der Wirkungsgrad hinsichtlich der Schlepp- und Verzahnungsverluste verbessert wird. Insbesondere soll das erfindungsgemäße Getriebe für den Einbau in Nutzfahrzeugen, beispielsweise in Stadtbussen geeignet sein.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
  • Demnach wird ein erfindungsgemäßes Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise vorgeschlagen, welches einen Antrieb und einen Abtrieb aufweist, welche in einem Gehäuse angeordnet sind. Des Weiteren sind zumindest vier 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 fünf 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 acht Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang realisierbar sind.
  • Der erste, zweite und vierte Planetenradsatz des Getriebes sind vorzugsweise als Minus-Planetenradsätze ausgebildet, wobei der dritte Planetenradsatz vorzugsweise als Plus-Planetenradsatz ausgeführt ist.
  • 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 dritten Welle verbunden, welche mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes verbunden und über eine erste Bremse an das Gehäuse des Getriebes ankoppelbar ist, wobei die Antriebswelle mit dem Steg des zweiten Planetenradsatzes verbunden und über eine erste Kupplung mit der mit dem Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes und dem Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes verbundenen achten Welle lösbar verbindbar ist. Der Steg des ersten Planetenradsatzes ist mit der sechsten Welle verbunden, welche mit dem Hohlrad des vierten Planetenradsatzes verbunden und über eine zweite Kupplung mit der mit dem Hohlrad des dritten Planetenradsatzes verbundenen fünften Welle lösbar verbindbar ist.
  • Des Weiteren ist das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes mit der vierten Welle des Getriebes verbunden, welche über eine zweite Bremse an das Gehäuse ankoppelbar ist, wobei die siebte Welle mit dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes und dem Steg des dritten Planetenradsatzes verbunden ist und wobei die Abtriebswelle mit dem Steg des vierten Planetenradsatzes verbunden ist.
  • Gemäß der Erfindung ist eine dritte, vierte, oder fünfte Kupplung vorgesehen, durch deren Schließen der dritte Planetenradsatz verblockbar ist.
  • Die dritte Kupplung kann gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung als Kupplung ausgeführt sein, welche den Steg mit dem Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes lösbar verbindet. Die vierte Kupplung kann als Kupplung ausgeführt sein, welche das Sonnenrad mit dem Hohlrad des dritten Planetenradsatzes lösbar verbindet, wobei die fünfte Kupplung als Kupplung ausgeführt sein kann, welche den Steg mit dem Hohlrad des dritten Planetenradsatzes lösbar verbindet.
  • Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Mehrstufengetriebes ergeben sich insbesondere für Nutzfahrzeuge geeignete Übersetzungen sowie eine annähernd geometrische Übersetzungsreihe des Mehrstufengetriebes, wodurch eine Verbesserung des Fahrkomforts und eine signifikante Verbrauchsabsenkung bewirkt werden. Durch die hohe Ganganzahl kann der Verbrennungsmotor in vorteilhafter Weise in seinem idealen Betriebspunkt betrieben 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. 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, nämlich einem ersten Planetenradsatz P1, einem zweiten Planetenradsatz P2, einem dritten Planetenradsatz P3 und einem vierten Planetenradsatz P4 dargestellt, welche in einem Gehäuse G angeordnet sind. Der erste, zweite und vierte Planetenradsatz P1, P2, P4 des Getriebes sind vorzugsweise als Minus-Planetenradsätze ausgebildet, wobei der dritte Planetenradsatz P3 vorzugsweise als Plus-Planetenradsatz ausgeführt ist.
  • Gemäß der Erfindung kann zumindest ein weiterer Planetenradsatz P1, P2, 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. Ferner kann der dritte Planetenradsatz P3 als Minus-Planetenradsatz ausgeführt werden, wenn gleichzeitig die Steg- und Hohlradanbindung getauscht und der Betrag der Standgetriebeübersetzung im Vergleich zu der Ausführung als Plus-Planetenradsatz um 1 verringert 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 fünf Schaltelemente, nämlich zwei Bremsen 03, 04 und drei Kupplungen 18, 56, 78 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 acht 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 dritten Welle 3 verbunden ist, die mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes P2 verbunden und über eine erste Bremse 03 an das Gehäuse G ankoppelbar ist, wobei die Antriebswelle 1 mit dem Steg des zweiten Planetenradsatzes P2 verbunden und über eine erste Kupplung 18 mit der mit dem Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes P3 und dem Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes P4 verbundenen achten Welle 8 lösbar verbindbar ist.
  • Bezugnehmend auf 1 ist der Steg des ersten Planetenradsatzes P1 mit der sechsten Welle 6 verbunden, welche mit dem Hohlrad des vierten Planetenradsatzes P4 verbunden und über eine zweite Kupplung 56 mit der mit dem Hohlrad des dritten Planetenradsatzes P3 verbundenen fünften Welle 5 lösbar verbindbar ist.
  • Ferner ist das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes P1 mit der vierten Welle 4 verbunden, welche über eine zweite Bremse 04 an das Gehäuse G ankoppelbar ist, wobei die siebte Welle 7 mit dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes P2 und dem Steg des dritten Planetenradsatzes P3 verbunden ist; die Abtriebswelle 2 ist mit dem Steg des vierten Planetenradsatzes P4 verbunden.
  • Zudem ist eine dritte Kupplung 78 vorgesehen, welche die siebte Welle 7 mit der achten Welle 8 lösbar verbindet, wodurch der dritte Planetenradsatz P3 verblockbar ist.
  • Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel eignet sich insbesondere die erste Bremse 03 für eine Ausführung als Klauenschaltelement, wodurch der Verbrauch signifikant verbessert wird.
  • 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 6,392 die Spreizung des Getriebes darstellt. Wie aus 2 ersichtlich, ergibt sich bei dem gezeigten Beispiel eine annähernd geometrische Übersetzungsreihe mit in etwa gleich großen Stufensprüngen, wodurch sich das Getriebe für den Einbau in einem Nutzfahrzeug eignet. Insbesondere kann das gezeigte Getriebe mit einem seriell angeordneten Gruppengetriebe erweitert werden, wodurch die Anzahl der Vorwärts- und Rückwärts-Gänge erhöht wird.
  • Die Werte für die Standgetriebeübersetzungen der Planetenradsätze P1, P2, P3, P4 sind bei dem gezeigten Beispiel jeweils –2,45, –2,38, 1,93 und –3,50. 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.
  • Der erste Vorwärts-Gang ergibt sich durch Schließen der ersten und zweiten Bremse 03, 04 und der ersten Kupplung 18, der zweite Vorwärts-Gang durch Schließen der ersten und der zweiten Bremse 03, 04 und der dritten Kupplung 78, der dritte Vorwärts-Gang durch Schließen der zweiten Bremse 04 und der ersten und dritten Kupplung 18, 78, der vierte Vorwärts-Gang durch Schließen der zweiten Bremse 04 und der zweiten und dritten Kupplung 56, 78, der fünfte Vorwärts-Gang durch Schließen der zweiten Bremse 04 und der ersten und zweiten Kupplung 18, 56, der bei dem gezeigten Beispiel als Direktgang ausgeführte sechste Vorwärts-Gang durch Schließen der ersten, zweiten und dritten Kupplung 18, 56, 78, der siebte Vorwärts-Gang durch Schließen der ersten Bremse 03 und der ersten und zweiten Kupplung 18, 56 und der achte Vorwärts-Gang ergibt sich durch Schließen der ersten Bremse 03 und der zweiten und dritten Kupplung 56, 78, wobei sich der Rückwärtsgang durch Schließen der ersten und zweiten Bremse 03, 04 und der zweiten Kupplung 56 ergibt.
  • Dadurch, dass im ersten Vorwärts-Gang und im Rückwärtsgang die erste und zweite Bremse 03, 04 geschlossen sind, können diese Schaltelemente als Anfahrelemente eingesetzt werden.
  • Alternativ und bezugnehmend auf 3 kann der dritte Planetenradsatz P3 durch Schließen einer vierten Kupplung 58, welche das Hohlrad mit dem Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes P3 lösbar verbindet, verblockt werden, wobei die dritte Kupplung 78 entfällt. Die vierte Kupplung 58 verbindet die fünfte Welle 5 und die achte Welle 8 lösbar miteinander.
  • Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann ausgehend vom Ausführungsbeispiel nach 1 die dritte Kupplung 78 entfallen, wobei eine fünfte Kupplung 57 vorgesehen ist, durch deren Schließen der dritte Planetenradsatz P3 verblockbar ist. Diese Ausgestaltung ist Gegenstand der 4. Die fünfte Kupplung 57 verbindet die fünfte Welle 5 und die siebte Welle 7 lösbar miteinander, wodurch der Steg des dritten Planetenradsatzes P3 mit dem Hohlrad des dritten Planetenradsatzes P3 lösbar verbindbar ist.
  • Für den Fall, dass gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 3 die dritte Kupplung 78 durch die vierte Kupplung 58 ersetzt wird, wird im Schaltschema gemäß 2 die dritte Kupplung 78 durch die vierte Kupplung 58 ersetzt.
  • Analog dazu wird für den Fall, dass gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 4 die dritte Kupplung 78 durch die fünfte Kupplung 57 ersetzt wird, im Schaltschema gemäß 2 die dritte Kupplung 78 durch die fünfte Kupplung 57 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
  • 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
    56
    zweite Kupplung
    57
    fünfte Kupplung
    58
    vierte Kupplung
    78
    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 102006016191 B4 [0004]
    • DE 102009047270 A1 [0005]

Claims (6)

  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, acht drehbare Wellen (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) sowie fünf Schaltelemente (03, 04, 18, 56, 57, 58, 78), umfassend Bremsen (03, 04) und Kupplungen (18, 56, 57, 58, 78), deren selektives Eingreifen verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Antriebswelle (1) und der Abtriebswelle (2) bewirkt, so dass mindestens acht Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang realisierbar sind, wobei das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes (P1) mit der dritten Welle (3) verbunden ist, welche mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes (P2) verbunden und über eine erste Bremse (03) an das Gehäuse (G) ankoppelbar ist, wobei die Antriebswelle (1) mit dem Steg des zweiten Planetenradsatzes (P2) verbunden und über eine erste Kupplung (18) mit der mit dem Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes (P3) und dem Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes (P4) verbundenen achten Welle (8) lösbar verbindbar ist, wobei der Steg des ersten Planetenradsatzes (P1) mit der sechsten Welle (6) verbunden ist, welche mit dem Hohlrad des vierten Planetenradsatzes (P4) verbunden und über eine zweite Kupplung (56) mit der mit dem Hohlrad des dritten Planetenradsatzes (P3) verbundenen fünften Welle (5) lösbar verbindbar ist, wobei das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes (P1) mit der vierten Welle (4) verbunden ist, welche über eine zweite Bremse (04) an das Gehäuse (G) ankoppelbar ist, wobei die siebte Welle (7) mit dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes (P2) und dem Steg des dritten Planetenradsatzes (P3) verbunden ist und die Abtriebswelle (2) mit dem Steg des vierten Planetenradsatzes (P4) verbunden ist und wobei eine dritte, vierte oder fünfte Kupplung (78, 58, 57) vorgesehen ist, durch deren Schließen der dritte Planetenradsatz (P3) verblockbar ist.
  2. Mehrstufengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Kupplung (78) als Kupplung ausgeführt ist, welche die siebte Welle (7) mit der achten Welle (8) lösbar verbindet, dass die vierte Kupplung (58) als Kupplung ausgeführt ist, welche die fünfte Welle (5) mit der achten Welle (8) lösbar verbindet und dass die fünfte Kupplung (57) als Kupplung ausgeführt ist, welche die fünfte Welle (5) mit der siebten Welle (7) lösbar verbindet.
  3. Mehrstufengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste, zweite und vierte Planetenradsatz (P1, P2, P4) als Minus-Planetenradsätze ausgebildet sind, wobei der dritte Planetenradsatz (P3) als Plus-Planetenradsatz ausgeführt ist.
  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 erste Bremse (03) als formschlüssiges Schaltelement ausgeführt ist.
  6. Mehrstufengetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für den Fall, dass eine dritte Kupplung (78) vorgesehen ist, welche die siebte Welle (7) mit der achten Welle (8) lösbar verbindet, sich der erste Vorwärts-Gang durch Schließen der ersten und zweiten Bremse (03, 04) und der ersten Kupplung (18), der zweite Vorwärts-Gang durch Schließen der ersten und der zweiten Bremse (03, 04) und der dritten Kupplung (78), der dritte Vorwärts-Gang durch Schließen der zweiten Bremse (04) und der ersten und dritten Kupplung (18, 78), der vierte Vorwärts-Gang durch Schließen der zweiten Bremse (04) und der zweiten und dritten Kupplung (56, 78), der fünfte Vorwärts-Gang durch Schließen der zweiten Bremse (04) und der ersten und zweiten Kupplung (18, 56), der sechste Vorwärts-Gang durch Schließen der ersten, zweiten und dritten Kupplung (18, 56, 78), der siebte Vorwärts-Gang durch Schließen der ersten Bremse (03) und der ersten und zweiten Kupplung (18, 56) und dass sich der achte Vorwärts-Gang durch Schließen der ersten Bremse (03) und der zweiten und dritten Kupplung (56, 78) ergibt, wobei sich der Rückwärtsgang durch Schließen der ersten und zweiten Bremse (03, 04) und der zweiten Kupplung (56) ergibt, wobei für den Fall, dass eine vierte Kupplung (58) vorgesehen ist, welche die fünfte Welle (5) mit der achten Welle (8) lösbar verbindet, die dritte Kupplung (78) durch die vierte Kupplung (58) ersetzt wird und wobei für den Fall, dass eine fünfte Kupplung (57) vorgesehen ist, welche die fünfte Welle (5) mit der siebten Welle (7) lösbar verbindet, die dritte Kupplung (78) durch die fünfte Kupplung (57) ersetzt wird.
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