DE102014205151A1

DE102014205151A1 - Mehrstufen-Automatgetriebe

Info

Publication number: DE102014205151A1
Application number: DE102014205151.7A
Authority: DE
Inventors: Stefan Beck; Christian SIBLA; Josef Haupt; Martin Brehmer
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2014-03-19
Filing date: 2014-03-19
Publication date: 2015-09-24

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Automatgetriebe mit mindestens acht drehbaren Wellen (1 bis 8) inklusive Antriebs- und Abtriebswelle (AN, AB), mit vier Planetenradsätzen (RS1 bis RS4) und mit mehreren Schaltelementen (A bis E) zum Schalten von zumindest acht Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang. Ein zweites Element (ST4) des vierten Radsatzes (RS4) bildet die als Antriebswelle (AN) ausgeführte erste Welle (1), ein zweites Element (ST3) des dritten Radsatzes (RS3) die als Abtriebswelle (AB) ausgeführte zweite Welle (2), ein erstes Element (SO3) des dritten Radsatzes (RS3) die vierte Welle (4), ein drittes Element (HO2) des zweiten Radsatzes (RS2) die fünfte Welle (5), ein zweites Element (ST2) des zweiten Radsatzes (RS2) die achte Welle (8). Ein erstes Element (SO1) des ersten Radsatzes (RS1) und ein erstes Element (SO4) des vierten Radsatzes (RS4) sind als dritte Welle (3) miteinander verbunden, ein zweites Element (ST1) des ersten Radsatzes (RS1) und ein drittes Element (HO3) des dritten Radsatzes (RS3) als sechste Welle (6), ein erstes Element (SO2) des zweiten Radsatzes (RS2) und ein drittes Element (HO4) des vierten Radsatzes (RS4) als siebte Welle (7). Ein drittes Element (HO1) des ersten Radsatzes (RS1) ist festgesetzt. Die dritte Welle (3) ist über ein erstes Schaltelement (A) festsetzbar. Die vierte Welle (4) ist mit einem zweiten Schaltelement (B) verbunden und mit der fünften Welle (5) verbindbar. Die erste Welle (1) ist mit einem dritten Schaltelement (C) verbunden und mit der vierten Welle (4) und mit der fünften Welle (5) verbindbar. Ein viertes Schaltelement (D) ist im Kraftfluss zwischen der zweiten und achten Welle (2, 8) angeordnet. Ein fünftes Schaltelement (E) ist im Kraftfluss entweder zwischen der fünften und siebten Welle (5, 7) oder zwischen der fünften und achten Welle (5, 8) oder zwischen der siebten und achten Welle (7, 8) angeordnet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mehrstufen-Automatgetriebe in Planetenbauweise nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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 eine ausreichende Anzahl von Vorwärtsgängen sowie einen Rückwärtsgang und eine für Kraftfahrzeuge sehr gut geeignete Übersetzung mit einer hohen Gesamtspreizung, günstigen Stufensprüngen und eine für den Anwendungsfall hinreichend große Anfahrübersetzung aufweisen. Außerdem sollen diese Getriebe einen möglichst geringen Bauaufwand, insbesondere eine geringe Anzahl an Schaltelementen erfordern und bei sequentieller Schaltweise so genannte Gruppenschaltungen vermeiden, so dass bei Schaltungen in den nächstfolgend höheren oder nächstfolgend niedrigeren Gang jeweils nur ein zuvor geschlossenes Schaltelement geöffnet und ein zuvor geöffnetes Schaltelement geschlossen wird.
Ein derartiges Mehrgang-Automatgetriebe geht beispielsweise aus der DE 10 2005 002 337 A1 der Anmelderin hervor. Es umfasst im Wesentlichen eine Antriebswelle, eine Abtriebswelle, insgesamt vier Einzel-Planetenradsätze und fünf Schaltelemente. Durch selektives Sperren von jeweils drei der fünf als Kupplungen und Bremsen ausgeführten Schaltelemente sind insgesamt acht Vorwärtsgänge gruppenschaltungsfrei schaltbar.
Aus der DE 10 2009 001 253 B3 der Anmelderin ist eine Weiterentwicklung des aus der DE 10 2005 002 337 A1 bekannten 8-Gang-Automatgetriebes bekannt. Hier konnte durch Hinzufügen eines als Kupplung ausgebildeten sechsten Schaltelementes im Kraftfluss zwischen Antriebswelle und dem durch Schließen des fünften der zuvor vorhandenen fünf Schaltelemente verblockbaren zweiten Planetenradsatz ein zusätzlicher Vorwärtsgang dargestellt werden, der von seiner Übersetzung her größer ist als der bisherige erste Gang des 8-Gang-Getriebes, also ein zusätzlicher Anfahrgang unterhalb des bisherigen ersten Gangs des 8-Gang-Getriebes.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Mehrstufengetriebe der eingangs genannten Art mit insgesamt vier Planetenradsätzen anzugeben, das ein alternatives Getriebeschema aufweist, bei dem zumindest acht Vorwärtsgänge gruppenschaltungsfrei schaltbar sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Automatgetriebe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Demnach wird ein Automatgetriebe vorgeschlagen, welches ein Gehäuse, inklusive einer Antriebswelle und inklusive einer Abtriebswelle insgesamt mindestens acht drehbaren Wellen, vier einzelne Planetenradsätze und mehrere Schaltelemente aufweist, deren selektives Eingreifen verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen Antriebswelle und Abtriebswelle bewirken zum Schalten von zumindest acht Vorwärtsgängen und zumindest einem Rückwärtsgang. Jeder der vier Planetenradsätze weist drei verschiedene Elemente auf, also jeweils ein Sonnenrad, einen Planetenradträger und ein Hohlrad.
Das zweite Element des vierten Planetenradsatzes bildet die als Antriebswelle ausgeführte erste Welle. Das zweite Element des dritten Planetenradsatzes bildet die als Abtriebswelle ausgeführte zweite Welle. Das erste Element des ersten Planetenradsatzes und das erste Element des vierten Planetenradsatzes sind ständig drehfest oder drehelastisch miteinander verbunden und bilden (in Art einer ersten Koppelwelle) die dritte Welle. Das erste Element des dritten Planetenradsatzes bildet die vierte Welle. Das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes bildet die fünfte Welle. Das zweite Element des ersten Planetenradsatzes und das dritte Element des dritten Planetenradsatzes sind ständig drehfest oder drehelastisch miteinander verbunden und bilden (in Art einer zweiten Koppelwelle) die sechste Welle. Das erste Element des zweiten Planetenradsatzes und das dritte Element des vierten Planetenradsatzes sind ständig drehfest oder drehelastisch miteinander verbunden und bilden (in Art einer dritten Koppelwelle) die siebte Welle. Das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes bildet die achte Welle.
Das dritte Element des ersten Planetenradsatzes ist ständig drehfest oder drehelastisch mit dem Gehäuse verbunden, also ständig festgesetzt. Ein erstes Schaltelement ist im Kraftfluss zwischen der dritten Welle und dem Gehäuse angeordnet (die dritte Welle ist also über das erste Scheltelement festsetzbar). Ein zweites Schaltelement ist ständig und direkt mit der vierten Welle verbunden. Ein drittes Schaltelement ist ständig und direkt mit der ersten Welle verbunden. Ein viertes Schaltelement ist im Kraftfluss zwischen der zweiten und der achten Welle angeordnet. Ein fünftes Schaltelement ist im Kraftfluss entweder zwischen der fünften und der siebten Welle oder zwischen der fünften und der achten Welle oder aber zwischen der siebten und der achten Welle angeordnet. Außerdem ist vorgesehen, dass die erste Welle mit der vierten Welle verbindbar ist, dass die erste Welle mit der fünften Welle verbindbar ist, und dass die vierte Welle mit der fünften Welle verbindbar ist.
Damit weist das erfindungsgemäße Automatgetriebe gegenüber dem Stand der Technik eine vollkommen eigenständige Kinematik auf. Unter Verwendung von fünf Schaltelementen sind acht Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang schaltbar. Unter Verwendung von sechs Schaltelementen sind neun Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang schaltbar. Unter Verwendung von sieben Schaltelementen sind zehn Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang schaltbar.
Vorzugsweise ist das zweite Schaltelement ständig und direkt mit dem dritten Schaltelement verbunden, sodass die vierte Welle durch gleichzeitiges Schließen des zweiten und dritten Schaltelementes mit der ersten Welle verbindbar ist.
Sind insgesamt nur fünf Schaltelemente vorgesehen, so ist die fünfte Welle durch Schließen des zweiten Schaltelementes mit der vierten Welle und durch Schließen des dritten Schaltelementes mit der ersten Welle verbindbar. Bei einem derartigen Automatgetriebe sind acht Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang schaltbar. Dabei können das dritte Schaltelement und fünfte Schaltelement direkt miteinander verbunden sein.
Es kann ein zusätzliches sechstes Schaltelement vorgesehen sein, das einerseits ständig und direkt mit der fünften Welle verbunden ist und andererseits auch ständig und direkt mit dem zweiten und dritten Schaltelement verbunden ist. In diesem Fall ist die fünfte Welle durch gleichzeitiges Schließen des zweiten und sechsten Schaltelementes mit der vierten Welle und durch gleichzeitiges Schließen des dritten und sechsten Schaltelementes (mit der ersten Welle verbindbar. Bei einem derartigen Automatgetriebe sind neun Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang schaltbar. Dabei können das fünfte und sechste Schaltelement direkt miteinander verbunden sein.
Ist ausgehend von diesem Automatgetriebe mit sechs Schaltelementen ein zusätzliches siebtes Schaltelement vorgesehen, so ist dieses siebte Schaltelement im Kraftfluss zwischen der ersten und der achten Welle angeordnet. Bei einem derartigen Automatgetriebe sind zehn Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang schaltbar.
Alternativ dazu kann auch das im Kraftfluss zwischen der ersten und der achten Welle angeordnete Schaltelement als sechstes Schaltelement des Automatgetriebes vorgesehen sein, wobei dann mit den insgesamt sechs Schaltelementen ebenfalls neun Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang schaltbar sind.
Dabei ist unter der Formulierung „direkt verbunden“ im Zusammenhang mit der Ankoppelung eines Schaltelementes an einen Planetenradsatz zu verstehen, dass das Eingangs- oder Ausgangselement des jeweiligen Schaltelementes über eine drehfeste oder drehelastischen Verbindung unmittelbar mit einem der Elemente des jeweiligen Planetenradsatzes verbunden ist, sodass es stets eine feste Drehzahlbeziehung zwischen diesem Planetenradsatzelement und dem Eingangs- bzw. Ausgangselement dieses Schaltelementes gibt.
Im Zusammenhang mit der Ankoppelung eines Schaltelementes an eine Welle ist unter der Formulierung „direkt verbunden“ zu verstehen, dass das Eingangs- oder Ausgangselement des jeweiligen Schaltelementes über eine drehfeste oder drehelastischen Verbindung unmittelbar mit der jeweiligen Welle verbunden ist, sodass es stets eine feste Drehzahlbeziehung zwischen dieser Welle und dem Eingangs- bzw. Ausgangselement dieses Schaltelementes gibt.
Im Zusammenhang mit der Ankoppelung eines Planetenradsatzes an einen anderen Planetenradsatz ist unter der Formulierung „direkt verbunden“ zu verstehen, dass eines der Elemente des jeweiligen Planetenradsatzes über eine drehfeste oder drehelastischen Verbindung unmittelbar mit einem der Elemente des jeweiligen anderen Planetenradsatzes verbunden ist, sodass es stets eine feste Drehzahlbeziehung zwischen dieser Welle und dem Eingangs- bzw. Ausgangselement dieses Schaltelementes gibt.
Vorzugsweise sind bei dem erfindungsgemäßen Automatgetriebe in jedem Gang mindestens drei der Schaltelemente geschlossen und in jedem Gang höchstens drei der Schaltelemente nicht geschlossen sind. Sind fünf Schaltelemente vorgesehen, so sind in jedem Gang vorzugsweise also drei der Schaltelements geschlossen und zwei der Schaltelemente nicht geschlossen. Sind sechs Schaltelemente vorgesehen, so sind in jedem Gang vorzugsweise vier der Schaltelemente geschlossen und zwei der Schaltelemente nicht geschlossen. Sind sieben Schaltelemente vorgesehen, so sind in jedem Gang vorzugsweise vier der Schaltelemente geschlossen und drei der Schaltelemente nicht geschlossen. Bei einem Wechsel von einem Gang in den nachfolgend höheren oder niedrigeren Gang wird jeweils nur eines der zuvor geschlossenen Schaltelemente geöffnet und ein zuvor offenes Schaltelement geschlossen, sodass beim sequenziellen Hoch- und Zurückschalten um jeweils einen Gang Gruppenschaltungen vermieden werden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der zweite Planetenradsatz durch Schließen des fünften Schaltelementes verblockbar, derart, dass die Drehzahlen der drei Elemente (Sonnenrad, Planetenradträger, Hohlrad) des zweiten Planetenradsatzes im verblockten Zustand des zweiten Planetenradsatzes identisch sind.
Um zumindest acht Vorwärtsgänge und zumindest einen Rückwärtsgang darzustellen, kann ein derartiges Getriebes folgende Schaltlogik bzw. Ganglogik aufweisen: Im ersten Vorwärtsgang sind das erste, zweite und dritte Schaltelement geschlossen bzw. drehmomentübertragend. Im zweiten Vorwärtsgang sind das erste, zweite und fünfte Schaltelement geschlossen bzw. drehmomentübertragend. Im dritten Vorwärtsgang sind das zweite, dritte und fünfte Schaltelement geschlossen bzw. drehmomentübertragend. Im vierten Vorwärtsgang sind das zweite, vierte und fünfte Schaltelement geschlossen bzw. drehmomentübertragend. Im fünften Vorwärtsgang sind das zweite, dritte und vierte Schaltelement geschlossen bzw. drehmomentübertragend. Im sechsten Vorwärtsgang sind das dritte, vierte und fünfte Schaltelement geschlossen bzw. drehmomentübertragend. Im siebten Vorwärtsgang sind das erste, dritte und vierte Schaltelement geschlossen bzw. drehmomentübertragend. Im achten Vorwärtsgang sind das erste, vierte und fünfte Schaltelement geschlossen bzw. drehmomentübertragend. Im Rückwärtsgang sind das erste, zweite und vierte Schaltelement geschlossen bzw. drehmomentübertragend.
Ist an im Kraftfluss zwischen der vierten und der fünften Welle ein zusätzliches sechstes Schaltelement vorgesehen, so ist gegenüber der Getriebeausführung mit nur fünf Schaltelementen ein zusätzlicher Vorwärtsgang zwischen dem vierten und fünften Gangs der Getriebeausführung mit nur fünf Schaltelementen realisierbar, also ein zusätzlicher Vorwärtsgang mit einer Übersetzung kleiner derjenigen Übersetzung des vierten Gangs der Getriebeausführung mit nur fünf Schaltelementen und größer derjenigen Übersetzung des fünften Gangs der Getriebeausführung mit nur fünf Schaltelementen. Als Schaltlogik bzw. Ganglogik kann vorgesehen sein, dass in einem solchen zusätzlichen Vorwärtsgang das zweite, dritte, vierte und fünfte Schaltelement geschlossen bzw. drehmomentübertragend sind, während in den anderen Vorwärtsgängen und im Rückwärtsgang das sechste Schaltelement zusätzlich zu den aus der Getriebeausführung mit nur fünf Schaltelementen jeweils bekannten drei gangbildenden Schaltelementen geschlossen bzw. drehmomentübertragend ist.
In vorteilhafter Weise ist es möglich, dieses zusätzliche sechste Schaltelement in dem gleichen Bauraum oder in einem nur wenig größeren Bauraum unterzubringen, der für das erfindungsgemäße Getriebe mit nur fünf Schaltelementen benötigt wird.
Ist im Kraftfluss zwischen der ersten und achten Welle ein zusätzliches siebtes Schaltelement vorhanden, so ist gegenüber der Getriebeausführung mit nur sechs Schaltelementen ein zusätzlicher Vorwärtsgang unterhalb des ersten Gangs der Getriebeausführung mit nur sechs Schaltelementen realisierbar, also ein zusätzlicher Vorwärtsgang mit einer Übersetzung größer derjenigen Übersetzung des ersten Gangs der Getriebeausführung mit nur sechs Schaltelementen. Damit eignet sich dieser zusätzliche Vorwärtsgang gut als ein so genannter Crawler mit kleiner Gesamtübersetzung für eine große Zugkraft. Als Schaltlogik bzw. Ganglogik kann vorgesehen sein, dass in einem solchen zusätzlichen Vorwärtsgang das erste, zweite, sechste und siebte Schaltelement geschlossen bzw. drehmomentübertragend sind, während in allen anderen Vorwärtsgängen und im Rückwärtsgang das siebte Schaltelement nicht geschlossen bzw. drehmomentübertragend ist.
In vorteilhafter Weise ist es möglich, das zusätzliche siebte Schaltelement in dem gleichen Bauraum oder in einem nur wenig größeren Bauraum unterzubringen, der für das erfindungsgemäße Getriebe mit nur fünf oder nur sechs Schaltelementen benötigt wird.
Alle vier Planetenradsätze können als so genannte Minus-Planetenradsätze ausgeführt sein, deren jeweilige Planetenräder mit Sonnenrad und Hohlrad des jeweiligen Planetenradsatzes kämmen.
Alternativ zu der Ausführung des Radsatzsystems mit vier einzelnen Minus-Planetenradsätzen können einzelne der Minus-Planetenradsätze durch einen so genannten Plus-Planetenradsatz ersetzt sein. Bekanntlich weist ein Plus-Planetenradsatz einen Planetenradträger („Steg“) mit daran drehbar gelagerten inneren und äußeren Planetenrädern auf, wobei jedes der inneren Planetenräder mit jeweils einem äußeren Planetenrad und mit dem Sonnenrad des Plus-Planetenradsatzes kämmt, während jedes der äußeren Planetenräder mit jeweils einem inneren Planetenrad und mit dem Hohlrad des Plus-Planetenradsatzes kämmt. Alternativ zu der Ausführung des Radsatzsystems mit vier einzelnen Minus-Planetenradsätzen können auch mehrere der Minus-Planetenradsätze durch Plus-Planetenradsätze ersetzt sein.
Zur Gewährleistung der gleichen Kinematik des beanspruchten Radsatzsystems ist vorgesehen, dass das erste Element jedes Minus-Planetenradsatzes und das erste Element jedes Plus-Planetenradsatzes als Sonnenrad ausgebildet ist, dass das zweite Element jedes Minus-Planetenradsatzes als Planetenradträger ausgebildet ist, während das zweite Element jedes Plus-Planetenradsatzes als Hohlrad ausgebildet ist, und dass das dritte Element jedes Minus-Planetenradsatzes als Hohlrad ausgebildet ist, während das dritte Element jedes Plus-Planetenradsatzes als Planetenradträger ausgebildet ist.
Hinsichtlich der räumlichen Anordnung der vier Planetenradsätze im Gehäuse des Automatgetriebes wird in einer Ausgestaltung vorgeschlagen, alle vier Planetenradsätze koaxial zueinander nebeneinander in der definierten Reihenfolge „erster, vierter, zweiter, dritter Planetenradsatz“ anzuordnen, wodurch es möglich ist, alle Kupplungen in einfacher Weise leckagearm mit dem zur hydraulischen Betätigung erforderlichen Druckmittel zu versorgen. Für eine Anwendung mit koaxial zueinander verlaufender Antriebs- und Abtriebswelle ist es in diesem Fall zweckmäßig, dass der erste Planetenradsatz der dem Antrieb des Automatgetriebes zugewandte Planetenradsatz der Planetenradsatzgruppe ist. In einer anderen Ausgestaltung wird hinsichtlich der räumlichen Anordnung der vier Planetenradsätze im Gehäuse des Automatgetriebes vorgeschlagen, alle vier Planetenradsätze koaxial zueinander nebeneinander in der definierten Reihenfolge „zweiter, vierter, erster, dritter Planetenradsatz“ anzuordnen, wobei es in diesem Fall für eine Anwendung in einem Fahrzeug mit so genanntem „Standard-Antrieb“ zweckmäßig ist, den zweiten Planetenradsatz der Antriebsseite des Automatgetriebes zuzuwenden, während es für eine Anwendung in einem Fahrzeug mit so genanntem „Front-Quer-Antrieb“ zweckmäßig ist, den dritten Planetenradsatz der Antriebsseite des Automatgetriebes zuzuwenden.
In Verbindung mit der Planetenradsatz-Reihenfolge „zweiter, vierter, erster, dritter Planetenradsatz“ wird als vorteilhafte räumliche Anordnung der Schaltelemente vorgeschlagen,

• das erste Schaltelement räumlich gesehen in einem Bereich axial zwischen dem ersten und vierten Planetenradsatz anzuordnen;
• das zweite Schaltelement in einem Bereich axial zwischen dem ersten und dritten Planetenradsatz anzuordnen, oder alternativ auf der dem vierten Planetenradsatz abgewandten Seite des zweiten Planetenradsatz, oder alternativ als Klauenkupplung ausgeführt auf kleinem Durchmesser axial neben dem Planetenradträger des dritten Planetenradsatzes nahe dem Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes;
• das dritte Schaltelement in einem Bereich axial zwischen dem zweiten und vierten Planetenradsatz anzuordnen, oder alternativ zumindest teilweise in einem Bereich radial über dem zweiten Planetenradsatz, oder alternativ zumindest teilweise in einem Bereich radial über dem vierten Planetenradsatz, oder alternativ auf der dem vierten Planetenradsatze abgewandten Seite des zweiten Planetenradsatzes, oder alternativ auf der dem ersten Planetenradsatze abgewandten Seite des dritten Planetenradsatzes;
• das vierte Schaltelement in einem Bereich axial zwischen dem ersten und dritten Planetenradsatz anzuordnen, oder alternativ auf der dem vierten Planetenradsatz abgewandten Seite des zweiten Planetenradsatzes;
• das fünfte Schaltelement in einem Bereich axial zwischen dem zweiten und vierten Planetenradsatz axial benachbart zum zweiten Planetenradsatz anzuordnen, oder alternativ auf der dem vierten Planetenradsatz abgewandten Seite des zweiten Planetenradsatzes;
• sofern vorhanden, das im Kraftfluss zwischen der fünften Welle und dem mit dem zweiten Schaltelement verbundenen dritten Schaltelement angeordnete (sechste) Schaltelement in einem Bereich axial zwischen dem zweiten und vierten Planetenradsatz anzuordnen, oder alternativ zumindest teilweise in einem Bereich axial über dem zweiten Planetenradsatz, oder alternativ auf der dem vierten Planetenradsatz abgewandten Seite des zweiten Planetenradsatzes;
• sofern vorhanden, das im Kraftfluss zwischen der ersten und der achten Welle angeordnete (siebte oder sechste) Schaltelement in einem Bereich axial zwischen dem vierten und zweiten Planetenradsatz axial angrenzend an den zweiten Planetenradsatz anzuordnen.

In Verbindung mit der Planetenradsatz-Reihenfolge „erster, vierter, zweiter, dritter Planetenradsatz“ wird als vorteilhafte räumliche Anordnung der Schaltelemente vorgeschlagen,

• erste Schaltelement räumlich gesehen in einem Bereich axial neben dem ersten Planetenradsatz auf derjenigen Seite des ersten Planetenradsatzes anzuordnen, die dem vierten Planetenradsatz abgewandt ist;
• das zweite Schaltelement in einem Bereich axial zwischen dem zweiten und dritten Planetenradsatz anzuordnen;
• das dritte Schaltelement in einem Bereich axial zwischen dem zweiten und dritten Planetenradsatz axial benachbart zum zweiten Schaltelement anzuordnen;
• das vierte Schaltelement in einem Bereich axial zwischen dem zweiten und dritten Planetenradsatz axial benachbart zum dritten Planetenradsatz anzuordnen, oder alternativ zumindest teilweise in einem Bereich axial zwischen dem zweiten und vierten Planetenradsatz;
• das fünfte Schaltelement in einem Bereich axial zwischen dem zweiten und dritten Planetenradsatz axial benachbart zum zweiten Planetenradsatz anzuordnen, oder alternativ auf der dem dritten Planetenradsatz abgewandten Seite des zweiten Planetenradsatzes;
• sofern vorhanden, das im Kraftfluss zwischen der fünften Welle und dem mit dem zweiten Schaltelement verbundenen dritten Schaltelement angeordnete (sechste) Schaltelement in einem Bereich axial zwischen dem zweiten und dritten Planetenradsatz axial benachbart zum dritten Schaltelement anzuordnen;
• sofern vorhanden, das im Kraftfluss zwischen der ersten und der achten Welle angeordnete (siebte oder sechste) Schaltelement in einem Bereich axial zwischen dem vierten und zweiten Planetenradsatz axial angrenzend an den vierten Planetenradsatz anzuordnen, oder alternativ in einem Bereich axial zwischen dem ersten und vierten Planetenradsatz axial angrenzend an den vierten Planetenradsatz, oder alternativ in einem Bereich axial zwischen dem zweiten und dritten Planetenradsatz axial angrenzend an den zweiten Planetenradsatz.

Alle vorgeschlagenen Ausführungen und Ausgestaltungen für ein Automatgetriebe gemäß der Erfindung weisen insbesondere für Personenkraftwagen in der Praxis brauchbare Übersetzungen mit sehr großer Gesamtspreizung in hinsichtlich der Fahrbarkeit vertretbarer Gangabstufung auf, was sich auf den angestrebt niedrigen Kraftstoffverbrauch positiv auswirkt. Darüber hinaus zeichnet sich das erfindungsgemäße Automatgetriebe durch eine gemessen an der Gangzahl geringe Anzahl an Schaltelementen – konkret zwei Bremsen und vier Kupplungen – und einen vergleichsweise geringen Bauaufwand aus. Weiterhin ergibt sich bei dem erfindungsgemäßen Automatgetriebe in allen Gängen ein guter Wirkungsgrad, einerseits infolge geringer Schleppverluste, da in jedem Gang jeweils mindestens drei der Schaltelemente im Eingriff sind, andererseits auch infolge geringer Verzahnungsverluste in den einfach aufgebauten Einzel-Planetenradsätzen.
In vorteilhafter Weise ist es mit dem erfindungsgemäßen Automatgetriebe möglich, ein Anfahren des Kraftfahrzeugs sowohl mit einem getriebeexternen Anfahrelement als auch mit einem getriebeinternen Reibschaltelement zu realisieren. Ein getriebeexternes Anfahrelement kann in an sich bekannter Weise beispielsweise als hydrodynamischer Wandler, als so genannte trockene Anfahrkupplung, als so genannte nasse Anfahrkupplung, als Magnetpulverkupplung oder als Fliehkraftkupplung ausgebildet sein. Alternativ zur Anordnung eines derartigen Anfahrelement in Kraftflussrichtung zwischen Antriebsmotor und Getriebe kann das getriebeexterne Anfahrelement in Kraftflussrichtung auch hinter dem Getriebe angeordnet sein, wobei in diesem Fall die Antriebswelle des Getriebes ständig verdrehfest oder verdrehelastisch mit der Kurbelwelle des Antriebsmotors verbunden ist. Als getriebeinternes Anfahrelement eignen sich zum einen die beiden Bremsen, insbesondere diejenige Bremse, die in den Vorwärtsgängen eins bis fünf und im Rückwärtsgang betätigt wird, zum anderen auch diejenige Kupplung, die in den Vorwärtsgängen eins bis drei und im Rückwärtsgang betätigt wird.
Außerdem ist das erfindungsgemäße Automatgetriebe derart konzipiert, dass eine Anpassbarkeit an unterschiedliche Triebstrangausgestaltungen sowohl in Kraftflussrichtung als auch in räumlicher Hinsicht ermöglicht wird. So können sich bei gleichem Getriebeschema, je nach Standgetriebeübersetzung der einzelnen Planetensätze, unterschiedliche Gangsprünge ergeben, so dass eine anwendungs- bzw. fahrzeugspezifische Variation ermöglicht wird. Weiterhin ist es ohne besondere konstruktive Maßnahmen möglich, Antrieb und Abtrieb des Getriebes wahlweise koaxial oder achsparallel zueinander anzuordnen. Auf der Antriebsseite oder auf der Abtriebsseite des Getriebes können ein Achsdifferential und/oder ein Verteilerdifferential angeordnet werden. Es ist zudem möglich, an jeder geeigneten Stelle des Mehrstufengetriebes zusätzliche Freiläufe vorzusehen, beispielsweise zwischen einer Welle und dem Gehäuse oder um zwei Wellen gegebenenfalls zu verbinden. Auch kann auf jeder Welle, bevorzugt auf der Antriebswelle oder auf der Abtriebswelle, eine verschleißfreie Bremse, wie z.B. ein hydraulischer oder elektrischer Retarder oder dergleichen, angeordnet sein, welche insbesondere für den Einsatz in Nutzkraftfahrzeugen von besonderer Bedeutung ist. Auch kann zum Antrieb von zusätzlichen Aggregaten auf jeder Welle, bevorzugt auf der Antriebswelle oder der Abtriebswelle, ein Nebenabtrieb vorgesehen sein. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Automatgetriebes besteht darin, dass an jeder Welle zusätzlich eine elektrische Maschine als Generator und/oder als zusätzliche Antriebsmaschine anbringbar ist.
Die eingesetzten Schaltelemente können als lastschaltende Kupplungen oder Bremsen ausgebildet sein. Insbesondere können kraftschlüssige Kupplungen oder Bremsen, wie z.B. Lamellenkupplungen, Bandbremsen und/oder Konuskupplungen, verwendet werden. Als Schaltelemente können aber auch formschlüssige Bremsen und/oder Kupplungen, wie z.B. Synchronisierungen oder Klauenkupplungen eingesetzt werden.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Gleiche bzw. vergleichbare Bauteile sind dabei auch mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen 8-Gang-Automatgetriebes;
2 ein beispielhaftes Schaltschema für das Getriebe gemäß 1;
3 eine alternative Bauteilanordnung für das Getriebe gemäß 1;
4 eine Tabelle mit Varianten des Getriebes gemäß 1;
5 eine schematische Darstellung einer ersten Alternative zum Getriebe gemäß 1;
6 eine schematische Darstellung einer zweiten Alternative zum Getriebe gemäß 1;
7 eine schematische Darstellung einer dritten Alternative zum Getriebe gemäß 1;
8 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen 8-Gang-Automatgetriebes, abgeleitet aus dem Getriebe gemäß 1;
9 eine schematische Darstellung einer ersten Alternative zum Getriebe gemäß 8;
10 eine schematische Darstellung einer zweiten Alternative zum Getriebe gemäß 8;
11 eine schematische Darstellung einer dritten Alternative zum Getriebe gemäß 8;
12 eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen 8-Gang-Automatgetriebes, abgeleitet aus dem Getriebe gemäß 1;
13 eine schematische Darstellung einer ersten Alternative zum Getriebe gemäß 12;
14 eine schematische Darstellung einer zweiten Alternative zum Getriebe gemäß 12;
15 eine schematische Darstellung einer dritten Alternative zum Getriebe gemäß 12;
16 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen 9-Gang-Automatgetriebes;
17 ein beispielhaftes Schaltschema für das Getriebe gemäß 16;
18 eine alternative Bauteilanordnung für das Getriebe gemäß 16;
19 eine Tabelle mit Varianten des Getriebes gemäß 16;
20 eine schematische Darstellung einer ersten Alternative zum Getriebe gemäß 16;
21 eine schematische Darstellung einer zweiten Alternative zum Getriebe gemäß 16;
22 eine schematische Darstellung einer dritten Alternative zum Getriebe gemäß 16;
23 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen 9-Gang-Automatgetriebes, abgeleitet aus dem Getriebe gemäß 16;
24 eine schematische Darstellung einer ersten Alternative zum Getriebe gemäß 23;
25 eine schematische Darstellung einer zweiten Alternative zum Getriebe gemäß 23;
26 eine schematische Darstellung einer dritten Alternative zum Getriebe gemäß 23;
27 eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen 9-Gang-Automatgetriebes, abgeleitet aus dem Getriebe gemäß 16;
28 eine schematische Darstellung einer ersten Alternative zum Getriebe gemäß 27;
28 eine schematische Darstellung einer zweiten Alternative zum Getriebe gemäß 27;
30 eine schematische Darstellung einer dritten Alternative zum Getriebe gemäß 27;
31 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen 10-Gang-Automatgetriebes;
32 ein beispielhaftes Schaltschema für das Getriebe gemäß 31;
33 eine alternative Bauteilanordnung für das Getriebe gemäß 31;
34 eine Tabelle mit Varianten des Getriebes gemäß 31;
35 eine schematische Darstellung einer ersten Alternative zum Getriebe gemäß 31;
36 eine schematische Darstellung einer zweiten Alternative zum Getriebe gemäß 31;
37 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen 10-Gang-Automatgetriebes, abgeleitet aus dem Getriebe gemäß 31;
38 eine schematische Darstellung einer ersten Alternative zum Getriebe gemäß 37;
39 eine schematische Darstellung einer zweiten Alternative zum Getriebe gemäß 37;
40 eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen 10-Gang-Automatgetriebes, abgeleitet aus dem Getriebe gemäß 31;
41 eine schematische Darstellung einer ersten Alternative zum Getriebe gemäß 40; und
42 eine schematische Darstellung einer zweiten Alternative zum Getriebe gemäß 40.
In 1 ist das Radsatzschema eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen 8-Gang-Automatgetriebes dargestellt. Das Getriebe umfasst eine Antriebswelle AN, eine Abtriebswelle AB, vier Planetenradsätze RS1, RS2, RS3, RS4 und fünf Schaltelemente A, B, C, D, E, die alle in einem Gehäuse GG des Getriebes angeordnet sind. Alle vier Planetenradsätze RS1, RS2, RS3, RS4 sind als einfache Minus-Planetenradsätze ausgebildet, jeder umfassend ein erstes, ein zweites und ein drittes Element. Ein Minus-Planetenradsatz weist bekanntlich Planetenräder auf, die mit Sonnen- und Hohlrad dieses Planetensatzes kämmen. Die jeweils dritten Elemente der vier Planetenradsätze RS1, RS2, RS3, RS4 sind alle als Hohlräder ausgebildet und mit HO1, HO2, HO3 und HO4 bezeichnet. Die jeweils ersten Elemente der vier Planetenradsätze RS1, RS2, RS3, RS4 sind alle als Sonnenräder ausgebildet und mit SO1, SO2, SO3 und SO4 bezeichnet. Die jeweils zweiten Elemente der vier Planetenradsätze RS1, RS2, RS3, RS4 sind alle als Planetenradträger ausgebildet und mit ST1, ST2, ST3 und ST4 bezeichnet. Die an den Planetenradträgern ST1, ST2, ST3 und ST4 rotierbar gelagerten Planetenräder sind mit PL1, PL2, PL3 und PL4 bezeichnet.
Inklusive Antriebswelle AN und Abtriebswelle AB weist das erfindungsgemäße Automatgetriebe insgesamt acht drehbare Wellen auf, die mit 1 bis 8 bezeichnet sind.
Das Schaltelement A ist als Bremse ausgebildet, die im dargestellten Ausführungsbeispiel als reibschlüssig schaltbare Lamellenbremse ausgeführt ist, in einer anderen Ausgestaltung auch als reibschlüssig schaltbare Bandbremse oder beispielsweise auch als formschlüssig schaltbare Klauen- oder Konusbremse ausgeführt sein kann. Die Schaltelemente B, C, D und E sind als Kupplungen ausgebildet, die im dargestellten Ausführungsbeispiel alle als reibschlüssig schaltbare Lamellenkupplung ausgeführt sind, in einer anderen Ausgestaltung beispielsweise auch als formschlüssig schaltbare Klauen- oder Konuskupplung ausgeführt sein können. Mit diesen insgesamt fünf Schaltelementen A bis E ist ein selektives Schalten von acht Vorwärtsgängen und ein Rückwärtsgang realisierbar, was später anhand 2 noch näher erläutert wird.
Hinsichtlich der Kopplung der einzelnen Elemente der vier Planetenradsätze RS1, RS2, RS3, RS4 untereinander und zur Antriebs- und Abtriebswelle AN, AB ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 folgendes vorgesehen: Das Hohlrad HO1 des ersten Planetenradsatzes RS1 ist fest dem Getriebegehäuse GG verbunden. Der Planetenradträger ST4 des vierten Planetenradsatzes RS4 und die Antriebswelle AN sind verdrehfest oder drehelastisch miteinander verbunden und bilden die mit 1 bezeichnete erste Welle des Automatgetriebes. Der Planetenradträger ST3 des dritten Planetenradsatzes RS3 und die Abtriebswelle AB sind drehfest oder drehelastisch miteinander verbunden und bilden die mit 2 bezeichnete zweite Welle des Automatgetriebes. Das Sonnenrad SO4 des vierten Planetenradsatzes RS4 und das Sonnenrad SO1 des ersten Planetenradsatzes RS1 sind drehfest oder drehelastisch miteinander verbunden und bilden die mit 3 bezeichnete dritte Welle – auch „erste Koppelwelle“ genannt – des Automatgetriebes. Das Sonnenrad SO3 des dritten Planetenradsatzes RS3 bildet die mit 4 bezeichnete vierte Welle des Automatgetriebes. Das Hohlrad HO2 des zweiten Planetenradsatzes RS2 bildet die mit 5 bezeichnete fünfte Welle des Automatgetriebes. Der Planetenradträger ST1 des ersten Planetenradsatzes RS1 und das Hohlrad HO3 des dritten Planetenradsatzes RS3 sind drehfest oder drehelastisch miteinander verbunden und bilden die mit 6 bezeichnete sechste Welle – auch „zweite Koppelwelle“ genannt – des Automatgetriebes. Das Hohlrad HO4 des vierten Planetenradsatzes RS4 und das Sonnenrad SO2 des zweiten Planetenradsatzes RS2 sind drehfest oder drehelastisch miteinander verbunden und bilden die mit 7 bezeichnete siebte Welle – auch „dritte Koppelwelle“ genannt – des Automatgetriebes. Der Planetenradträger ST2 des zweiten Planetenradsatzes RS2 bildet die mit 8 bezeichnete achte Welle des Automatgetriebes.
Hinsichtlich der Kopplung der fünf Schaltelemente A bis E an die so beschriebenen Wellen 1 bis 8 des Getriebes und an das Getriebegehäuse GG ist bei dem in 1 dargestellten erfindungsgemäßen Automatgetriebe folgendes vorgesehen: Das erste Schaltelement A ist im Kraftfluss zwischen der dritten Welle 3 und dem Getriebegehäuse GG angeordnet. Das zweite Schaltelement B ist im Kraftfluss zwischen der vierten Welle 4 und der fünften Welle 5 angeordnet. Das dritte Schaltelement C ist im Kraftfluss zwischen der ersten Welle 1 und der fünften Welle 5 angeordnet. Das vierte Schaltelement D ist im Kraftfluss zwischen der achten Welle 8 und der zweiten Welle 2 angeordnet. Das fünfte Schaltelement E ist beispielhaft im Kraftfluss zwischen der siebten Welle 7 und der achten Welle 8 angeordnet.
In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die vier Planetenradsätze RS1, RS2, RS3, RS4 in axialer Richtung gesehen in der definierten Reihenfolge „RS1, RS4, RS2, RS3“ koaxial hintereinander angeordnet, wobei Antriebswelle AN und Abtriebswelle AB koaxial zueinander angeordnet sind und der erste Planetenradsatz RS1 den antriebsnahen Radsatz des Automatgetriebes und der dritte Planetenradsatz RS3 den abtriebsnahen Radsatz des Automatgetriebes bildet. Diese Anordnung „RS1, RS4, RS2, RS3“ ermöglicht in vorteilhafter Weise, dass die vier Planetenradsätze RS1, RS2, RS3, RS4 jeweils nur von maximal einer Welle des Automatgetriebes in axialer Richtung zentrisch durchgriffen werden.
Im Prinzip ist die räumliche Anordnung der Schaltelemente innerhalb des Getriebes beliebig und wird nur durch die Abmessungen und die äußere Formgebung des Getriebegehäuses GG begrenzt. Entsprechend ist die in 1 dargestellte Bauteilanordnung ausdrücklich als nur eine von zahlreichen möglichen Bauteilanordnungs-Varianten zu verstehen. Zahlreiche Anregungen hierzu findet der Fachmann beispielsweise in den bereits erwähnten Schriften DE 10 2005 002 337 A1 und DE 10 2007 055 808 A1 . Das in 1 dargestellte Ausführungsbeispiel eignet sich aufgrund der schlanken Gehäusestruktur besonders gut für den Einbau in ein Kraftfahrzeug mit so genanntem „Standard-Antrieb“. Die in 1 dargestellte Bauteilanordnung basiert auf dem in 4 der DE 10 2005 002 337 A1 offenbarten Automatgetriebe.
Wie aus 1 ersichtlich, grenzen die beiden Planetenradsätze RS1 und RS4 unmittelbar aneinander an. Die Bremse A ist im dargestellten Ausführungsbeispiel räumlich gesehen axial neben dem (antriebsnahen) ersten Planetenradsatzes RS1 angeordnet, auf der Seite des Planetenradsatzes RS1, die dem Planetenradsatz RS4 abgewandt ist. Die Bremse A ist auf einem vergleichsweise großen Durchmesser angeordnet, auf einem Durchmesser größer dem Durchmesser des Hohlrades HO1. Mit Druck- und Kühlmittel versorgt werden kann die Bremse A in einfacher Weise von Gehäuse GG her. Die Bremse A kann auch konstruktiv einfach in einer antriebsnahen Gehäusewand des Getriebegehäuses GG integriert sein.
Wie aus 1 weiterhin ersichtlich, sind die vier Kupplungen B, C, D und E räumlich gesehen in einem Bereich axial zwischen dem (auf der dem ersten Planetenradsatz RS1 abgewandten Seite der vierten Planetenradsatzes RS4 angeordneten) zweiten Planetenradsatz RS2 und dem (abtriebsnahen) dritten Planetenradsatz RS3 angeordnet. Dabei sind die drei Kupplungen B, C und E axial nebeneinander auf zumindest ähnlichem und großem Durchmesser angeordnet, während die Kupplung D auf einem etwas größeren Durchmesser als die Kupplungen B, C, E unmittelbar benachbart zum dritten Planetenradsatz RS3 angeordnet ist. Dabei grenzt die Kupplung B axial an die Kupplung D an, während die Kupplung E axial an den zweiten Planetenradsatz RS2 angrenzt, sodass die Kupplung C axial zwischen den Kupplung B und Kupplung E angeordnet ist. In fertigungstechnisch vorteilhafter Weise ist für die drei Kupplungen B, C, E ein gemeinsamer Lamellenträger vorgesehen, der einen Abschnitt der Welle 5 bildet und hier beispielhaft als gemeinsamer Außenlamellenträger ausgebildet ist, sodass die drei Kupplungen B, C, E vollständig innerhalb des durch die Welle 5 gebildeten Zylinderraums angeordnet sind. Die Welle 8, welche die Wirkverbindung zwischen dem Planetenradträger ST2 des zweiten Planetenradsatzes RS2 und der Kupplung D bildet, umgreift den Planetenradsatzes RS2 und die Kupplungen E, C und B in axialer Richtung vollständig, wodurch die Welle 5 mit dem gemeinsame Außenlamellenträger der Kupplungen B, C, E innerhalb eines Zylinderraums angeordnet ist, der durch die Welle 8 gebildet wird. Mit Druck- und Schmiermittel versorgt werden kann die Kupplung C in vorteilhaft einfacher Weise von der Antriebswelle AN her. Mit Druckund Schmiermittel versorgt werden kann die Kupplung B über die vierte Welle 4 entweder von der Antriebswelle AN her oder alternativ von der Abtriebswelle AB her. Mit Druck- und Schmiermittel versorgt werden kann die Kupplung D in günstiger Weise von der Abtriebswelle AB her über den Planetenradträger ST3 des dritten Planetenradsatzes RS3.
Wie bereits angedeutet, ist die in 1 dargestellte räumliche Anordnung der Schaltelemente als beispielhaft zu verstehen. So kann es je nach dem für den Einbau des Getriebes in das Fahrzeug zur Verfügung stehenden Bauraum beispielsweise zweckmäßig sein, das Lamellenpaket der Kupplung D räumlich gesehen radial über den Lamellenpaketen der benachbarten Kupplungen B und C anzuordnen, um axial Getriebebaulänge zu sparen.
Wie aus 1 weiterhin ersichtlich, werden die Planetenradsätze RS1, RS4 und RS2 jeweils nur von der Antriebswelle AN (bzw. Welle 1) in axialer Richtung zentrisch vollständig durchgriffen. Dies ist besonders vorteilhaft einerseits für die Dimensionierung der Antriebswelle AN und der Radsätze, andererseits auch für die vergleichsweise einfache Schmiermittelzuführung zu den Planetenrädern der vier Planetenradsätze RS1 bis RS4 und für die vergleichsweise einfache Druck- und Schmiermittelzuführung zu den Kupplungen. In ihrem axialen Verlauf durchgreift die Antriebswelle AN dabei die dritte Welle 3 und die siebte Welle 7 zentrisch. Wie aus 1 weiterhin ersichtlich, übergreift die Welle 6 des Getriebes, die ja als „zweite Koppelwelle“ die Wirkverbindung zwischen dem Hohlrad HO3 des dritten Planetenradsatzes RS3 und dem Planetenradträger ST1 des ersten Planetenradsatzes RS1 bildet, in ihrem axialen Verlauf den vierten und zweiten Planetenradsatz RS4, RS2 sowie die vier Kupplungen E, C, B, D vollständig.
In 2 ist ein beispielhaftes Schaltschema des erfindungsgemäßen 8-Gang-Automatgetriebes gemäß 1 dargestellt. In jedem Gang sind drei Schaltelemente geschlossen und zwei Schaltelemente offen, was sich – infolge der Minimierung der an geöffneten Reibschaltelementen obligatorisch auftretenden Schleppverluste – auf den Wirkungsgrad des Getriebes sehr positiv auswirkt. Neben der Schaltlogik können dem Schaltschema auch beispielhafte Werte für die jeweiligen Übersetzungen i der einzelnen Gangstufen und die daraus zu bestimmenden Stufensprünge phi entnommen werden. Die angegebenen Übersetzungen i ergeben sich aus den (typischen) Standgetriebeübersetzungen der vier Planetensätze RS1, RS4, RS2, RS3 von minus 2,00; minus 2,00; minus 1,61 und minus 3,71. Des Weiteren kann dem Schaltschema entnommen werden, dass bei sequentieller Schaltweise – also bei Hoch- oder Zurückschalten um jeweils einen Gang – so genannte Gruppenschaltungen vermieden werden, da zwei in der Schaltlogik benachbarte Gangstufen stets zwei Schaltelemente gemeinsam benutzen. Der sechste Vorwärtsgang ist als direkter Gang ausgebildet, sodass zwei so genannte Overdrive-Vorwärtsgänge zur Verfügung stehen.
Die in 1 vorgeschlagene Kinematik des Getriebes ist auch mit einer anderen räumlichen Anordnung der vier Planetenradsätze RS1, RS2, RS3, RS4 möglich. 3 zeigt ein Beispiel für eine Alternative, bei der die vier Planetenradsätze RS1, RS2, RS3, RS4 koaxial nebeneinander mit der definierten Reihenfolge „zweiter, vierter, erster, dritter Planetenradsatz“ (also Anordnung „RS2-RS4-RS1-RS3“) angeordnet sind. Diese Anordnung eignet sich gut für ein Getriebe, bei dem Antriebswelle AN und Abtriebswelle AB nicht koaxial zueinander angeordnet sind, wie die beispielsweise bei einem so genannten Front-Quer-Einbau im Fahrzeug der Fall ist. Dabei sind der erste Planetenradsatz RS1 und der vierte Planetenradsatz RS4 benachbart zueinander angeordnet und werden nur von dem Innenlamellenträger der Bremse A axial voneinander getrennt.
Beispielhaft sind hier die Kupplungen B und D räumlich gesehen auf der Seite des zweiten Planetenradsatz RS2 angeordnet, die dem vierten Planetenradsatz RS4 abgewandt ist, während zumindest die Lamellenpakete der Kupplungen C und E beispielhaft in einem Bereich axial zwischen dem zweiten Planetenradsatz RS2 und dem vierten Planetenradsatz RS4 angeordnet sind. Dabei ist die Kupplung E im Wesentlichen radial unter dem Lamellenpaket der Kupplung C angeordnet. Zudem ist für die Kupplungen B, C und E ein gemeinsamer Lamellenträger vorgesehen, der als Anschnitt der Welle 5 mit dem Hohlrad HO2 des zweiten Planetenradsatzes RS2 verbunden ist. Die Kupplung D ist zentrisch innerhalb eines Zylinderraums angeordnet, der durch diesen gemeinsamen Lamellenträger gebildet wird. Der zweite Planetenradsatzes RS2 ist verblockbar, indem die Kupplung E zum Verbinden des Hohlrads HO2 mit dem Sonnenrad SO2 geschlossen wird. In ihrem Verlauf in axialer Richtung gesehen umgreift die mit dem Planetenradträger ST4 des vierten Planetenradsatzes RS4 verbundene Welle 1 zunächst den vierten Planetenradsatz RS4, die beiden radial übereinander angeordneten Kupplungen C und E, den zweiten Planetenradsatz RS1 und die beiden ineinander verschachtelt angeordneten Kupplungen D und B vollständig. Anschließend durchgreift die Welle 1 die Kupplungsbaugruppe D/B, den zweiten Planetenradsatz RS1, die Kupplungsbaugruppe C/E, den vierten Planetenradsatz RS4, die Bremse A, den ersten Planetenradsatz RS und den dritten Planetenradsatz RS3 in dieser Reihenfolge zentrisch vollständig, wobei die Welle 4 (als Wirkverbindung zwischen Kupplung B und Sonnenrad SO3) diesen Abschnitt der Welle 1 radial umschließt und ein Abschnitt der Welle 2 (als Wirkverbindung zwischen Kupplung D und Planetenradträger ST3) die Welle 4 radial umschließt. Dieser Abschnitt der Welle 2 wiederum wird sowohl von der Welle 7 (als Koppelwelle zwischen Sonnenrad SO2 und Hohlrad HO4) auch von der Welle 3 (als Koppelwelle zwischen Sonnenrad SO4 und Sonnenrad SO1) radial umschlossen.
An dieser Stelle sei auf den beispielhaften Charakter der in 3 dargestellten Schaltelementanordnung hingewiesen. Alternativ zu 3 kann die Kupplung B, die sich im Kraftfluss zwischen Welle 4 (Sonnenrad SO3) und Welle 5 (Hohlrad HO2) befindet, beispielsweise

• räumlich gesehen in einem Bereich axial zwischen dem ersten Planetenradsatz RS1 und dem dritten Planetenradsatz RS3 angeordnet sein;
• oder als Klauenkupplung ausgeführt und räumlich gesehen auf kleinem Durchmesser axial neben dem Planetenradträger ST3 nahe dem Sonnenrad SO3 des dritten Planetenradsatzes RS3 angeordnet sein.

Alternativ zu 3 kann die Kupplung C, die sich im Kraftfluss zwischen Welle 1 (Antriebswelle AN) und Welle 5 (Hohlrad HO2) befindet, räumlich gesehen beispielsweise

• zumindest teilweise in einem Bereich radial über dem zweiten Planetenradsatz RS2 angeordnet sein;
• oder zumindest teilweise in einem Bereich radial über dem vierten Planetenradsatz RS4 angeordnet sein;
• oder vollständig auf derjenigen Seite des zweiten Planetenradsatzes RS2 angeordnet sein, die dem vierten Planetenradsatze RS4 abgewandt ist;
• oder vollständig auf derjenigen Seite des dritten Planetenradsatzes RS3 angeordnet sein, die dem ersten Planetenradsatze RS1 abgewandt ist.

Alternativ zu 3 kann die Kupplung D, die sich im Kraftfluss zwischen Welle 2 (Planetenradträger ST3 bzw. Abtriebswelle AB) und Welle 8 (Planetenradträger ST2) befindet, räumlich gesehen beispielsweise in einem Bereich axial zwischen dem ersten Planetenradsatz RS1 und dem dritten Planetenradsatz RS3 angeordnet sein.
Alternativ zu 3 kann die Kupplung E, die sich im Kraftfluss hier zwischen Welle 7 (Sonnenwelle SO2 / Hohlrad HO4) und Welle 5 (Hohlrad HO2) befindet, räumlich gesehen beispielsweise in einem Bereich radial über dem Hohlrad HO4 des vierten Planetenradsatz RS4 angeordnet sein.
Ausgehend von der Erkenntnis, dass es prinzipiell möglich ist, einen so genannten Minus-Planetenradsatz durch einen kinematisch gleichwertigen Plus-Planetenradsatz zu ersetzen, sofern es die Ankopplung von Sonnenrad, Planetenradträger und Hohlrad dieses Planetenradsatzes an die andern Planetenradsätze und die Schaltelemente und gegebenenfalls an das Gehäuse räumlich zulässt, zeigt 4 eine Tabelle, in der technisch sinnvolle Kombinationen von Planetenradsatztypen für das in 1 dargestellte Getriebeschema aufgelistet sind. Alle in der Tabelle aufgelisteten Varianten können über die in 2 dargestellte Schaltlogik acht Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang schalten.
Bekanntlich ist bei einem Minus-Planetenradsatz jedes seiner Planetenräder sowohl mit dem Sonnenrad und dem Hohlrad in Zahneingriff, während bei einem Plus-Planetenradsatz jedes seiner inneren Planetenräder mit einem seiner äußeren Planetenräder und dem Sonnenrad in Zahneingriff ist und jedes seiner äußeren Planetenräder mit einem seiner inneren Planetenräder und dem Hohlrad in Zahneingriff ist. Aus 4 ersichtlich ist, dass es technisch nicht sinnvoll ist, den ständig mit der Abtriebswelle verbundenen dritten Planetenradsatz RS3 als Plus-Planetenradsatz auszuführen, während die Ausbildung eines oder mehrerer der anderen drei Planetenradsätze RS1, RS2 und RS4 zu technisch brauchbaren Ergebnissen führt. Im Folgenden werden drei Beispiele dieser Variationsmöglichkeiten näher erläutert.
5 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Alternative zu dem in 1 dargestellten Getriebeschema. Im Unterschied zu dem Getriebeschema gemäß 1, bei dem alle vier Planetenradsätze als Minus-Planetenradsätze ausgeführt sind, ist in dem Getriebeschema gemäß 5 der erste Planetenradsatz RS1 als Plus-Planetenradsatz ausgeführt, während die anderen drei Planetenradsätze RS2, RS3, RS4 unverändert als Minus-Planetenradsätze ausgeführt sind. Räumlich gesehen ist die Abfolge der vier einzelnen, koaxial zueinander nebeneinander angeordneten Planetenradsätze in 5 gegenüber 1 unverändert, ebenso die räumliche Anordnung der fünf Schaltelemente A bis E.
Um die Kinematik des Radsatzsystems gemäß 1 beizubehalten, ist in 5 vorgesehen, dass unverändert das Sonnenrad SO1 als das erste Element des ersten Planetenradsatzes RS1 die (ständig mit dem Sonnenrad SO4 des benachbarten vierten Planetenradsatzes RS4 verbundene und über die Bremse A am Gehäuse GG festsetzbare) dritten Welle 3 des Automatgetriebes bildet, dass aber nunmehr das Hohlrad HO1 als das zweite Element des ersten Planetenradsatzes RS1 über die (als zweite Koppelwelle fungierende) sechste Welle 6 mit dem dritten Element – hier mit dem Hohlrad HO3 – des dritten Planetenradsatzes RS3 verbunden ist, und dass nunmehr der Planetenradträger ST1 als drittes Element des ersten Planetenradsatzes RS1 fest mit dem Getriebegehäuse GG verbunden ist.
6 zeigt eine schematische Darstellung einer zweiten Alternative zu dem in 1 dargestellten Getriebeschema. Im Unterschied zu dem Getriebeschema gemäß 1, bei dem alle vier Planetenradsätze als Minus-Planetenradsätze ausgeführt sind, ist in dem Getriebeschema gemäß 6 der vierte Planetenradsatz RS4 als Plus-Planetenradsatz ausgeführt, während die anderen drei Planetenradsätze RS1, RS2, RS3 unverändert als Minus-Planetenradsätze ausgeführt sind. Räumlich gesehen ist die Abfolge der vier einzelnen, koaxial zueinander nebeneinander angeordneten Planetenradsätze in 6 gegenüber 1 unverändert, ebenso die räumliche Anordnung der fünf Schaltelemente A bis E.
Um die Kinematik des Radsatzsystems gemäß 1 beizubehalten, ist in 6 vorgesehen, dass unverändert das Sonnenrad SO4 als das erste Element des vierten Planetenradsatzes RS4 die (ständig mit dem Sonnenrad SO1 des benachbarten ersten Planetenradsatzes RS1 verbundene und über die Bremse A am Getriebegehäuse GG festsetzbare) dritte Welle 3 des Automatgetriebes bildet, dass aber nunmehr das Hohlrad HO4 als das zweite Element des vierten Planetenradsatzes RS4 die als Antriebswelle AN ausgeführte erste Welle 1 des Automatgetriebes bildet, und dass nunmehr der Planetenradträger ST4 als drittes Element des vierten Planetenradsatzes RS4 über die (als dritte Koppelwelle fungierende) siebte Welle 7 des Automatgetriebes mit dem Sonnenrad SO2 des zweiten Planetenradsatzes RS2 verbunden ist.
7 zeigt eine schematische Darstellung einer dritten Alternative zu dem in 1 dargestellten Getriebeschema. Im Unterschied zu dem Getriebeschema gemäß 1, bei dem alle vier Planetenradsätze als Minus-Planetenradsätze ausgeführt sind, ist in dem Getriebeschema gemäß 7 der zweite Planetenradsatz RS2 als Plus-Planetenradsatz ausgeführt, während die anderen drei Planetenradsätze RS1, RS3, RS4 unverändert als Minus-Planetenradsätze ausgeführt sind. Räumlich gesehen ist die Abfolge der vier einzelnen, koaxial zueinander nebeneinander angeordneten Planetenradsätze in 7 gegenüber 1 unverändert, ebenso die räumliche Anordnung der fünf Schaltelemente A bis E.
Um die Kinematik des Radsatzsystems gemäß 1 beizubehalten, ist in 7 vorgesehen, dass unverändert das Sonnenrad SO2 als das erste Element des zweiten Planetenradsatzes RS2 über die (als dritte Koppelwelle fungierende) siebte Welle 7 des Automatgetriebes mit dem Hohlrad HO4 des vierten Planetenradsatzes RS4 verbunden ist, dass aber nunmehr das Hohlrad HO2 als das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes RS2 die (ständig direkt mit Kupplung D verbundene) achte Welle 8 des Automatgetriebes bildet, und dass nunmehr der Planetenradträger ST2 als drittes Element des zweiten Planetenradsatzes RS2 als fünfte Welle 5 des Automatgetriebes ständig direkt mit den Kupplungen B, C und E verbunden ist. Soll der zweite Planetenradsatzes RS2 verblockt werden, sodass alle drei Elemente des Planetenradsatzes RS2 mit gleicher Drehzahl rotieren, verbindet die dann geschlossene Kupplung E nunmehr Sonnenrad SO2 und Planetenradträger ST2 miteinander.
In Kenntnis dieser drei beispielhaft erläuterten Alternativen zu dem in 1 dargestellten Getriebeschema wird der Fachmann problemlos auch die anderen in der Tabelle der 4 aufgelisteten Alternativen mit mehreren Plus-Planetenradsätzen generieren. Zur Beibehaltung des Kinematik des Radsatzsystems muss hierbei lediglich das erste Element jedes Minus-Planetenradsatzes als Sonnenrad, das zweite Element jedes Minus-Planetenradsatzes als Planetenradträger und das dritte Element jedes Minus-Planetenradsatzes als Hohlrad ausgebildet sein, während das erste Element jedes Plus-Planetenradsatzes als Sonnenrad, das zweite Element jedes Plus-Planetenradsatzes als Hohlrad und das dritte Element jedes Plus-Planetenradsatzes als Planetenradträger ausgebildet sein muss.
Prinzipiell kann bei den erfindungsgemäßen Automatgetrieben der zweite Planetenradsatz RS2 auf drei verschiedene Arten verblockbar sein, indem via Kupplung E zwei der Elemente des Planetenradsatzes RS2 miteinander verbindbar sind. Während bei den Ausführungsbeispielen der 1, 3, 5, 6 und 7 vorgesehen ist, dass der Planetenradsatz RS2 durch selektives Verbinden von Sonnenrad SO2 und Hohlrad HO2 verblockbar ist, werden nachfolgend die beiden anderen Möglichkeiten erläutert.
8 zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen 8-Gang-Automatgetriebes, abgeleitet aus dem Getriebe gemäß 1. Im Unterschied zu 1 ist hier vorgesehen, dass der zweite Planetenradsatz RS2 durch selektives Verbinden von Planetenradträger ST2 und Hohlrad HO2 verblockbar ist. Die zum Verblocken des Planetenradsatzes RS2 vorgesehen Kupplung E ist also nunmehr im Kraftfluss zwischen Planetenradträger ST2 und Hohlrad HO2 angeordnet. Räumlich gesehen ist die Abfolge der vier einzelnen, koaxial zueinander nebeneinander angeordneten Planetenradsätze in 8 gegenüber 1 unverändert, ebenso die räumliche Anordnung der fünf Schaltelemente A bis E.
Die in 8 dargestellte Ausführung aller vier Planetenradsätze RS1, RS2, RS3, RS4 als einfache Minus-Planetenradsätze ist wiederum als beispielhaft anzusehen. Ohne die Kinematik des Radsatzsystems zu verändern, können einzelne oder mehrere der Minus-Planetenradsätze durch Plus-Planetenradsätze substituiert werden. Entsprechend zeigt 9 eine schematische Darstellung einer ersten Alternative zu dem in 8 dargestellten Getriebeschema. Im Unterschied zu dem Getriebeschema gemäß 8, bei dem alle vier Planetenradsätze als Minus-Planetenradsätze ausgeführt sind, ist in dem Getriebeschema gemäß 9 (ähnlich wie in 5) der erste Planetenradsatz RS1 als Plus-Planetenradsatz ausgeführt, während die anderen drei Planetenradsätze RS2, RS3, RS4 unverändert als Minus-Planetenradsätze ausgeführt sind. Räumlich gesehen ist die Abfolge der vier einzelnen, koaxial zueinander nebeneinander angeordneten Planetenradsätze in 9 gegenüber 1 und 8 unverändert, ebenso die räumliche Anordnung der fünf Schaltelemente A bis E. Die durch die Vertauschung der Anbíndung von Planetenradträger und Hohlrad des Plus-Planetenradsatzes gegenüber dem Minus-Planetenradsatz bedingten baulichen Anpassungen wurden bereits anhand von 5 erläutert und bedürfen daher an dieser Stelle keiner Wiederholung.
10 zeigt eine schematische Darstellung einer zweiten Alternative zu dem in 8 dargestellten Getriebeschema. Im Unterschied zu dem Getriebeschema gemäß 8 ist in dem Getriebeschema gemäß 10 der vierte Planetenradsatz RS4 als Plus-Planetenradsatz ausgeführt, während die anderen drei Planetenradsätze RS1, RS2, RS3 unverändert als Minus-Planetenradsätze ausgeführt sind. Räumlich gesehen ist die Abfolge der vier einzelnen, koaxial zueinander nebeneinander angeordneten Planetenradsätze in 10 gegenüber 1 und 8 unverändert, ebenso die räumliche Anordnung der fünf Schaltelemente A bis E. Die durch die Vertauschung der Anbíndung von Planetenradträger und Hohlrad des Plus-Planetenradsatzes gegenüber dem Minus-Planetenradsatz bedingten baulichen Anpassungen wurden bereits anhand von 6 erläutert und bedürfen daher an dieser Stelle keiner Wiederholung.
11 zeigt eine schematische Darstellung einer zweiten Alternative zu dem in 8 dargestellten Getriebeschema. Im Unterschied zu dem Getriebeschema gemäß 8 ist in dem Getriebeschema gemäß 11 der zweite Planetenradsatz RS2 als Plus-Planetenradsatz ausgeführt, während die anderen drei Planetenradsätze RS1, RS3, RS4 unverändert als Minus-Planetenradsätze ausgeführt sind. Räumlich gesehen ist die Abfolge der vier einzelnen, koaxial zueinander nebeneinander angeordneten Planetenradsätze in 11 gegenüber 1 und 8 unverändert, ebenso die räumliche Anordnung der fünf Schaltelemente A bis E. Die durch die Vertauschung der Anbíndung von Planetenradträger und Hohlrad des Plus-Planetenradsatzes gegenüber dem Minus-Planetenradsatz bedingten baulichen Anpassungen wurden bereits anhand von 7 erläutert und bedürfen daher an dieser Stelle keiner Wiederholung.
12 zeigt eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen 8-Gang-Automatgetriebes, ebenfalls abgeleitet aus dem Getriebe gemäß 1. Im Unterschied zu 1 ist hier vorgesehen, dass der zweite Planetenradsatz RS2 durch selektives Verbinden von Planetenradträger ST2 und Sonnenrad SO2 verblockbar ist. Die zum Verblocken des Planetenradsatzes RS2 vorgesehen Kupplung E ist also nunmehr im Kraftfluss zwischen Planetenradträger ST2 und Sonnenrad SO2 angeordnet. Räumlich gesehen ist die Abfolge der vier einzelnen, koaxial zueinander nebeneinander angeordneten Planetenradsätze in 12 gegenüber 1 unverändert, ebenso die räumliche Anordnung der vier Schaltelemente A bis D. Im Unterschied zu 1 ist die Kupplung E räumlich gesehen nunmehr in einem Bereich axial zwischen dem vierten Planetenradsatz RS4 und dem zweiten Planetenradsatz RS2 angeordnet, kann alternativ aber auch beispielsweise auf der dem dritten Planetenradsatz RS3 zugewandten Seite des zweiten Planetenradsatzes RS2 im Bereich axial zwischen Planetenradsatz RS2 und Kupplung C oder im Bereich radial unter der Kupplung C angeordnet sein.
Die in 12 dargestellte Ausführung aller vier Planetenradsätze RS1, RS2, RS3, RS4 als einfache Minus-Planetenradsätze ist wiederum nur beispielhaft. Ohne die Kinematik des Radsatzsystems zu verändern, können einzelne oder mehrere der Minus-Planetenradsätze durch Plus-Planetenradsätze substituiert werden. Entsprechend zeigt 13 eine schematische Darstellung einer ersten Alternative zu dem in 12 dargestellten Getriebeschema. Im Unterschied zu dem Getriebeschema gemäß 12, bei dem alle vier Planetenradsätze als Minus-Planetenradsätze ausgeführt sind, ist in dem Getriebeschema gemäß 13 der erste Planetenradsatz RS1 als Plus-Planetenradsatz ausgeführt, während die anderen drei Planetenradsätze RS2, RS3, RS4 unverändert als Minus-Planetenradsätze ausgeführt sind. Räumlich gesehen ist die Abfolge der vier einzelnen, koaxial zueinander nebeneinander angeordneten Planetenradsätze in 13 gegenüber 12 unverändert, ebenso die räumliche Anordnung der fünf Schaltelemente A bis E. Die durch die Vertauschung der Anbíndung von Planetenradträger und Hohlrad des Plus-Planetenradsatzes gegenüber dem Minus-Planetenradsatz bedingten baulichen Anpassungen wurden bereits anhand von 5 erläutert und bedürfen daher an dieser Stelle keiner Wiederholung.
14 zeigt eine schematische Darstellung einer zweiten Alternative zu dem in 12 dargestellten Getriebeschema. Im Unterschied zu dem Getriebeschema gemäß 12 ist in dem Getriebeschema gemäß 14 der vierte Planetenradsatz RS4 als Plus-Planetenradsatz ausgeführt, während die anderen drei Planetenradsätze RS1, RS2, RS3 unverändert als Minus-Planetenradsätze ausgeführt sind. Räumlich gesehen ist die Abfolge der vier einzelnen, koaxial zueinander nebeneinander angeordneten Planetenradsätze in 14 gegenüber 12 unverändert, ebenso die räumliche Anordnung der fünf Schaltelemente A bis E. Die durch die Vertauschung der Anbíndung von Planetenradträger und Hohlrad des Plus-Planetenradsatzes gegenüber dem Minus-Planetenradsatz bedingten baulichen Anpassungen wurden bereits anhand von 6 erläutert und bedürfen daher an dieser Stelle keiner Wiederholung.
15 zeigt eine schematische Darstellung einer dritten Alternative zu dem in 12 dargestellten Getriebeschema. Im Unterschied zu dem Getriebeschema gemäß 12 ist in dem Getriebeschema gemäß 15 der zweite Planetenradsatz RS2 als Plus-Planetenradsatz ausgeführt, während die anderen drei Planetenradsätze RS1, RS3, RS4 unverändert als Minus-Planetenradsätze ausgeführt sind. Räumlich gesehen ist die Abfolge der vier einzelnen, koaxial zueinander nebeneinander angeordneten Planetenradsätze in 15 gegenüber 12 unverändert, ebenso die räumliche Anordnung der fünf Schaltelemente A bis E. Die durch die Vertauschung der Anbíndung von Planetenradträger und Hohlrad des Plus-Planetenradsatzes gegenüber dem Minus-Planetenradsatz bedingten baulichen Anpassungen wurden bereits anhand von 7 erläutert und bedürfen daher an dieser Stelle keiner Wiederholung.
In 16 ist das Radsatzschema eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen 9-Gang-Automatgetriebes dargestellt. Das hier dargestellte Radsatzschema ist eine Weiterentwicklung des in 1 dargestellten 8-Gang-Automatgetriebes. Mit dem Ziel eines weiteren Vorwärtsgangs, ohne die in 1 angegebene Getriebestruktur signifikant verändern zu müssen, ist ausgehend von dem in 1 dargestellten Getriebeschema bei dem Automatgetriebe gemäß 16 ein zusätzliches sechstes Schaltelement F vorgesehen, das als Kupplung ausgebildet und im Kraftfluss zwischen der vorhandenen Kupplung B und der fünften Welle 5 (dem dritten Element des zweiten Planetenradsatzes RS2, hier Hohlrad HO2) des Getriebes angeordnet ist. Die vorhandenen Kupplungen B und C sind unverändert über ihren gemeinsamen Lamellenträger miteinander verbunden, derart, dass die vierte Welle 4 (das erste Element des dritten Planetenradsatzes RS3, hier das Sonnenrad SO3) durch gleichzeitiges Schließen der beiden Kupplungen B, C mit der Antriebswelle AN (Welle 1) verbindbar ist. Durch die kinematische Zwischenschaltung der zusätzlichen Kupplung F zwischen Welle 5 und dem gemeinsamen Lamellenträger der Kupplungen B, C entsteht eine mit 9 bezeichnete neunte Welle des Automatgetriebes. Diese neunte Welle 9 verbindet einen der beiden Lamellenträger (hier beispielhaft den Innenlamellenträger) der Kupplung F mit dem gemeinsamen Lamellenträger der Kupplungen B, C, sodass nunmehr die drei Kupplungen B, C und F ständig direkt miteinander verbunden sind. Der andere Lamellenträger (hier beispielhaft der Außenlamellenträger) der Kupplung F bildet einen Abschnitt der fünften Welle 5 und ist ständig direkt mit dem dritten Element (hier Hohlrad HO2) des zweiten Planetenradsatzes RS2 verbunden. Welle 4 und Welle 5 sind also nunmehr durch gleichzeitiges Schließen der Kupplungen B und F miteinander verbindbar. Der zweite Planetenradsatz RS2 ist unverändert durch Schließen der vorhandenen Kupplung E verblockbar.
Durch die in 16 vorgeschlagene Modifikation wird gegenüber dem aus 1 bekannten 8-Gang-Automatgetriebe ein zusätzlicher Vorwärtsgang erzielt, der von seiner Übersetzung her zwischen dem vierten und fünften Vorwärtsgang des aus 1 bekannten 8-Gang-Automatgetriebe liegt, was später noch näher erläutert wird.
In dem in 16 dargestellten Ausführungsbeispiel sind alle vier Planetenradsätze RS1, RS2, RS3, RS4 als einfache Minus-Planetenradsätze ausgebildet, von denen jeder ein erstes, ein zweites und ein drittes Element aufweist, also jeder ein Sonnenrad, einen Planetenradträger und ein Hohlrad. Dabei sind die ersten Elemente alle als Sonnenräder ausgebildet, die zweiten Elemente alle als Planetenradträger und die dritten Elemente alle als Hohlräder. Die räumliche Anordnung der vier Planetenradsätze RS1, RS2, RS3, RS4 koaxial nebeneinander mit der definierten Reihenfolge „erster, vierter, zweiter, dritter Planetenradsatz“ (also Anordnung „RS1-RS4-RS2-RS3“) ist aus 1 unverändert übernommen. Auch die räumliche Anordnung der fünf Schaltelemente A bis E ist im Wesentlichen aus 1 übernommen. Das gegenüber 1 zusätzliche sechste Schaltelement F ist räumlich gesehen in einem Bereich axial zwischen dem zweiten Planetenradsatz RS2 und dem dritten Planetenradsatz RS3 angeordnet, dabei axial zwischen dem (unmittelbar axial an den Planetenradsatz RS2 angrenzenden) fünften Schaltelement E und dem ersten Schaltelement C. Die räumliche Anordnung aller nunmehr fünf Kupplungen B bis F im Bereich axial zwischen den Planetenradsätzen RS2 und RS3 ermöglicht eine konstruktiv einfache und leckageverlustarme Druck- und Schmiermittelzuführung zu allen zur Betätigung der Kupplungen vorgesehenen (in 16 zur Vereinfachung nicht näher dargestellten) Servoeinrichtungen.
In 17 ist ein beispielhaftes Schaltschema des erfindungsgemäßen 9-Gang-Automatgetriebes gemäß 16 dargestellt. In jedem Gang sind vier Schaltelemente geschlossen und zwei Schaltelemente offen, was sich – infolge der Minimierung der an geöffneten Reibschaltelementen obligatorisch auftretenden Schleppverluste – auf den Wirkungsgrad des Getriebes besonders positiv auswirkt. Des Weiteren kann dem Schaltschema entnommen werden, dass bei sequentieller Schaltweise – also bei Hoch- oder Zurückschalten um jeweils einen Gang – so genannte Gruppenschaltungen vermieden werden, da zwei in der Schaltlogik benachbarte Gangstufen stets zwei Schaltelemente gemeinsam benutzen. Der siebte Vorwärtsgang ist als direkter Gang ausgebildet, sodass zwei so genannte Overdrive-Vorwärtsgänge zur Verfügung stehen. Die zusätzliche Kupplung F ist nur im (neuen) fünften Vorwärtsgang geöffnet und in allen anderen Gängen geschlossen.
Die in 16 vorgeschlagene Kinematik des Getriebes ist auch mit einer anderen räumlichen Anordnung der vier Planetenradsätze RS1, RS2, RS3, RS4 möglich. 18 zeigt ein Beispiel für eine Alternative, bei der die vier Planetenradsätze RS1, RS2, RS3, RS4 koaxial nebeneinander mit der definierten Reihenfolge „zweiter, vierter, erster, dritter Planetenradsatz“ (also Anordnung „RS2-RS4-RS1-RS3“) angeordnet sind. Diese Anordnung eignet sich gut für ein Getriebe, bei dem Antriebswelle AN und Abtriebswelle AB nicht koaxial zueinander angeordnet sind, wie die beispielsweise bei einem so genannten Front-Quer-Einbau im Fahrzeug der Fall ist. Dabei sind der erste Planetenradsatz RS1 und der vierte Planetenradsatz RS4 benachbart zueinander angeordnet und werden nur von dem Innenlamellenträger der Bremse A axial voneinander getrennt.
Das in 18 dargestellte Ausführungsbeispiel basiert auf dem Getriebeschema gemäß 3. Die räumliche Anordnung der fünf Schaltelemente A bis E wurde im Wesentlichen übernommen; lediglich die Kupplung C ist gegenüber 3 verschoben in einen Bereich neben den zweiten Planetenradsatz RS2 auf der dem vierten Planetenradsatz RS4 abgewandten Seite des Planetenradsatzes RS2, sodass das Lamellenpaket der Kupplung B gesehen nunmehr radial unter dem Lamellenpaket der Kupplung C angeordnet ist. Dies ermöglicht – wie in 18 auch dargestellt – einen gemeinsamen Lamellenträger, der die Innenlamellen der radial äußeren Kupplung C und die Außenlamellen der radial inneren Kupplung B aufnimmt. Dieser gemeinsame Lamellenträger B/C bildet einen Abschnitt der gegenüber 3 zusätzlichen neunten Welle 9 des Automatgetriebes. Die gegenüber 3 ebenfalls zusätzliche Kupplung F bildet in 18 zusammen mit der Kupplung E eine Baugruppe mit radial übereinander angeordneten Lamellenpaketen und einem gemeinsamen Lamellenträger, der die Innenlamellen der Kupplung F und die Außenlamellen der Kupplung E aufnimmt. In axialer Richtung gesehen ist also zumindest das Lamellenpaket der (radial äußeren) Kupplung F radial über dem Lamellenpaket der (radial inneren) Kupplung E angeordnet, wobei die (in 18 zur Vereinfachung nicht näher dargestellte) Servoeinrichtung zum Betätigen des Lamellenpaketes der Kupplung F auch teilweise oder überwiegend auf derjenigen Seite des zweiten Planetenradsatzes RS2 angeordnet sein kann, die dem vierten Planetenradsatz RS4 abgewandt ist.
Ausgehend von der Erkenntnis, dass es prinzipiell möglich ist, einen so genannten Minus-Planetenradsatz durch einen kinematisch gleichwertigen Plus-Planetenradsatz zu ersetzen, sofern es die Ankopplung von Sonnenrad, Planetenradträger und Hohlrad dieses Planetenradsatzes an die andern Planetenradsätze und die Schaltelemente und gegebenenfalls an das Gehäuse räumlich zulässt, zeigt 19 eine Tabelle, in der technisch sinnvolle Kombinationen von Planetenradsatztypen für das in 16 dargestellte Getriebeschema aufgelistet sind. Alle in der Tabelle aufgelisteten Varianten können über die in 17 dargestellte Schaltlogik neun Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang schalten.
Bekanntlich ist bei einem Minus-Planetenradsatz jedes seiner Planetenräder sowohl mit dem Sonnenrad und dem Hohlrad in Zahneingriff, während bei einem Plus-Planetenradsatz jedes seiner inneren Planetenräder mit einem seiner äußeren Planetenräder und dem Sonnenrad in Zahneingriff ist und jedes seiner äußeren Planetenräder mit einem seiner inneren Planetenräder und dem Hohlrad in Zahneingriff ist. Aus 19 ersichtlich ist, dass es technisch nicht sinnvoll ist, den ständig mit der Abtriebswelle verbundenen dritten Planetenradsatz RS3 als Plus-Planetenradsatz auszuführen, während die Ausbildung eines oder mehrerer der anderen drei Planetenradsätze RS1, RS2 und RS4 zu technisch brauchbaren Ergebnissen führt. Im Folgenden werden drei Beispiele dieser Variationsmöglichkeiten näher erläutert.
20 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Alternative zu dem in 16 dargestellten Getriebeschema. Im Unterschied zu dem Getriebeschema gemäß 16, bei dem alle vier Planetenradsätze als Minus-Planetenradsätze ausgeführt sind, ist in dem Getriebeschema gemäß 20 der erste Planetenradsatz RS1 als Plus-Planetenradsatz ausgeführt, während die anderen drei Planetenradsätze RS2, RS3, RS4 unverändert als Minus-Planetenradsätze ausgeführt sind. Räumlich gesehen ist die Abfolge der vier einzelnen, koaxial zueinander nebeneinander angeordneten Planetenradsätze in 20 gegenüber 16 unverändert, ebenso die räumliche Anordnung der sechs Schaltelemente A bis F.
Um die Kinematik des Radsatzsystems gemäß 16 beizubehalten, ist in 20 vorgesehen, dass unverändert das Sonnenrad SO1 als das erste Element des ersten Planetenradsatzes RS1 die (ständig mit dem Sonnenrad SO4 des benachbarten vierten Planetenradsatzes RS4 verbundene und über die Bremse A am Gehäuse GG festsetzbare) dritten Welle 3 des Automatgetriebes bildet, dass aber nunmehr das Hohlrad HO1 als das zweite Element des ersten Planetenradsatzes RS1 über die (als zweite Koppelwelle fungierende) sechste Welle 6 mit dem dritten Element – hier mit dem Hohlrad HO3 – des dritten Planetenradsatzes RS3 verbunden ist, und dass nunmehr der Planetenradträger ST1 als drittes Element des ersten Planetenradsatzes RS1 fest mit dem Getriebegehäuse GG verbunden ist. Leicht ersichtlich ist, dass diese durch die Vertauschung der Anbíndung von Planetenradträger und Hohlrad des Plus-Planetenradsatzes gegenüber dem Minus-Planetenradsatz notwendigen baulichen Anpassungen die gleichen sind, die ausgehend von dem Getriebeschema gemäß 1 zum dem alternativen Getriebeschema gemäß 5 führen.
21 zeigt eine schematische Darstellung einer zweiten Alternative zu dem in 1 dargestellten Getriebeschema. Im Unterschied zu dem Getriebeschema gemäß 16, bei dem alle vier Planetenradsätze als Minus-Planetenradsätze ausgeführt sind, ist in dem Getriebeschema gemäß 21 der vierte Planetenradsatz RS4 als Plus-Planetenradsatz ausgeführt, während die anderen drei Planetenradsätze RS1, RS2, RS3 unverändert als Minus-Planetenradsätze ausgeführt sind. Räumlich gesehen ist die Abfolge der vier einzelnen, koaxial zueinander nebeneinander angeordneten Planetenradsätze in 21 gegenüber 16 unverändert, ebenso die räumliche Anordnung der sechs Schaltelemente A bis F.
Um die Kinematik des Radsatzsystems gemäß 16 beizubehalten, ist in 21 vorgesehen, dass unverändert das Sonnenrad SO4 als das erste Element des vierten Planetenradsatzes RS4 die (ständig mit dem Sonnenrad SO1 des benachbarten ersten Planetenradsatzes RS1 verbundene und über die Bremse A am Getriebegehäuse GG festsetzbare) dritte Welle 3 des Automatgetriebes bildet, dass aber nunmehr das Hohlrad HO4 als das zweite Element des vierten Planetenradsatzes RS4 die als Antriebswelle AN ausgeführte erste Welle 1 des Automatgetriebes bildet, und dass nunmehr der Planetenradträger ST4 als drittes Element des vierten Planetenradsatzes RS4 über die (als dritte Koppelwelle fungierende) siebte Welle 7 des Automatgetriebes mit dem Sonnenrad SO2 des zweiten Planetenradsatzes RS2 verbunden ist. Leicht ersichtlich ist, dass diese durch die Vertauschung der Anbíndung von Planetenradträger und Hohlrad des Plus-Planetenradsatzes gegenüber dem Minus-Planetenradsatz notwendigen baulichen Anpassungen die gleichen sind, die ausgehend von dem Getriebeschema gemäß 1 zum dem alternativen Getriebeschema gemäß 6 führen.
22 zeigt eine schematische Darstellung einer dritten Alternative zu dem in 16 dargestellten Getriebeschema. Im Unterschied zu dem Getriebeschema gemäß 16, bei dem alle vier Planetenradsätze als Minus-Planetenradsätze ausgeführt sind, ist in dem Getriebeschema gemäß 22 der zweite Planetenradsatz RS2 als Plus-Planetenradsatz ausgeführt, während die anderen drei Planetenradsätze RS1, RS3, RS4 unverändert als Minus-Planetenradsätze ausgeführt sind. Räumlich gesehen ist die Abfolge der vier einzelnen, koaxial zueinander nebeneinander angeordneten Planetenradsätze in 22 gegenüber 16 unverändert, ebenso die räumliche Anordnung der sechs Schaltelemente A bis F.
Um die Kinematik des Radsatzsystems gemäß 16 beizubehalten, ist in 22 vorgesehen, dass unverändert das Sonnenrad SO2 als das erste Element des zweiten Planetenradsatzes RS2 über die (als dritte Koppelwelle fungierende) siebte Welle 7 des Automatgetriebes mit dem Hohlrad HO4 des vierten Planetenradsatzes RS4 verbunden ist, dass aber nunmehr das Hohlrad HO2 als das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes RS2 die (ständig direkt mit Kupplung D verbundene) achte Welle 8 des Automatgetriebes bildet, und dass nunmehr der Planetenradträger ST2 als drittes Element des zweiten Planetenradsatzes RS2 als fünfte Welle 5 des Automatgetriebes ständig direkt mit den Kupplungen E und F verbunden ist. Soll der zweite Planetenradsatzes RS2 verblockt werden, sodass alle drei Elemente des Planetenradsatzes RS2 mit gleicher Drehzahl rotieren, verbindet die dann geschlossene Kupplung E nunmehr Sonnenrad SO2 und Planetenradträger ST2 miteinander. Leicht ersichtlich ist, dass diese durch die Vertauschung der Anbíndung von Planetenradträger und Hohlrad des Plus-Planetenradsatzes gegenüber dem Minus-Planetenradsatz notwendigen baulichen Anpassungen die gleichen sind, die ausgehend von dem Getriebeschema gemäß 1 zum dem alternativen Getriebeschema gemäß 7 führen.
In Kenntnis dieser drei beispielhaft erläuterten Alternativen zu dem in 16 dargestellten Getriebeschema wird der Fachmann problemlos auch die anderen in der Tabelle der 19 aufgelisteten Alternativen mit mehreren Plus-Planetenradsätzen generieren. Zur Beibehaltung des Kinematik des Radsatzsystems muss hierbei lediglich das erste Element jedes Minus-Planetenradsatzes als Sonnenrad, das zweite Element jedes Minus-Planetenradsatzes als Planetenradträger und das dritte Element jedes Minus-Planetenradsatzes als Hohlrad ausgebildet sein, während das erste Element jedes Plus-Planetenradsatzes als Sonnenrad, das zweite Element jedes Plus-Planetenradsatzes als Hohlrad und das dritte Element jedes Plus-Planetenradsatzes als Planetenradträger ausgebildet sein muss.
Wie bereits zuvor erläutert, kann bei den erfindungsgemäßen Automatgetrieben der zweite Planetenradsatz RS2 auf drei verschiedene Arten verblockbar sein, indem via Kupplung E zwei der Elemente des Planetenradsatzes RS2 miteinander verbindbar sind. Während bei den Ausführungsbeispielen der 16, 18, 20, 21 und 22 vorgesehen ist, dass der Planetenradsatz RS2 durch selektives Verbinden von Sonnenrad SO2 und Hohlrad HO2 verblockbar ist, werden nachfolgend die beiden anderen Möglichkeiten erläutert.
23 zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen 9-Gang-Automatgetriebes, abgeleitet aus dem Getriebe gemäß 16. Im Unterschied zu 16 ist hier vorgesehen, dass der zweite Planetenradsatz RS2 durch selektives Verbinden von Planetenradträger ST2 und Hohlrad HO2 verblockbar ist. Die zum Verblocken des Planetenradsatzes RS2 vorgesehen Kupplung E ist also nunmehr im Kraftfluss zwischen Planetenradträger ST2 und Hohlrad HO2 angeordnet. Räumlich gesehen ist die Abfolge der vier einzelnen, koaxial zueinander nebeneinander angeordneten Planetenradsätze in 23 gegenüber 16 unverändert, ebenso die räumliche Anordnung der sechs Schaltelemente A bis F.
Die in 23 dargestellte Ausführung aller vier Planetenradsätze RS1, RS2, RS3, RS4 als einfache Minus-Planetenradsätze ist wiederum nur beispielhaft. Ohne die Kinematik des Radsatzsystems zu verändern, können einzelne oder mehrere der Minus-Planetenradsätze durch Plus-Planetenradsätze substituiert werden. Entsprechend zeigt 24 eine schematische Darstellung einer ersten Alternative zu dem in 23 dargestellten Getriebeschema. Im Unterschied zu dem Getriebeschema gemäß 23, bei dem alle vier Planetenradsätze als Minus-Planetenradsätze ausgeführt sind, ist in dem Getriebeschema gemäß 24 der erste Planetenradsatz RS1 als Plus-Planetenradsatz ausgeführt, während die anderen drei Planetenradsätze RS2, RS3, RS4 unverändert als Minus-Planetenradsätze ausgeführt sind. 25 zeigt eine schematische Darstellung einer zweiten Alternative zu dem in 23 dargestellten Getriebeschema. Im Unterschied zu dem Getriebeschema gemäß 23 ist in dem Getriebeschema gemäß 25 der vierte Planetenradsatz RS4 als Plus-Planetenradsatz ausgeführt, während die anderen drei Planetenradsätze RS1, RS2, RS3 unverändert als Minus-Planetenradsätze ausgeführt sind. 26 zeigt eine schematische Darstellung einer dritten Alternative zu dem in 23 dargestellten Getriebeschema. Im Unterschied zu dem Getriebeschema gemäß 23 ist in dem Getriebeschema gemäß 26 der zweite Planetenradsatz RS2 als Plus-Planetenradsatz ausgeführt, während die anderen drei Planetenradsätze RS1, RS3, RS4 unverändert als Minus-Planetenradsätze ausgeführt sind. Räumlich gesehen ist die Abfolge der vier einzelnen, koaxial zueinander nebeneinander angeordneten Planetenradsätze in den 24, 25 und 26 gegenüber 23 unverändert, ebenso die räumliche Anordnung der sechs Schaltelemente A bis F.
27 zeigt eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen 9-Gang-Automatgetriebes, ebenfalls abgeleitet aus dem Getriebe gemäß 16. Im Unterschied zu 16 ist hier vorgesehen, dass der zweite Planetenradsatz RS2 durch selektives Verbinden von Planetenradträger ST2 und Sonnenrad SO2 verblockbar ist. Die zum Verblocken des Planetenradsatzes RS2 vorgesehen Kupplung E ist also nunmehr im Kraftfluss zwischen Planetenradträger ST2 und Sonnenrad SO2 angeordnet. Räumlich gesehen ist die Abfolge der vier einzelnen, koaxial zueinander nebeneinander angeordneten Planetenradsätze in 27 gegenüber 16 unverändert, ebenso die räumliche Anordnung der Schaltelemente A bis D und F. Im Unterschied zu 16 ist die Kupplung E räumlich gesehen nunmehr in einem Bereich axial zwischen dem vierten Planetenradsatz RS4 und dem zweiten Planetenradsatz RS2 angeordnet, kann alternativ aber auch beispielsweise auf der dem dritten Planetenradsatz RS3 zugewandten Seite des zweiten Planetenradsatzes RS2 im Bereich axial zwischen Planetenradsatz RS2 und Kupplung F oder im Bereich radial unter der Kupplung F angeordnet sein.
Die in 27 dargestellte Ausführung aller vier Planetenradsätze RS1, RS2, RS3, RS4 als einfache Minus-Planetenradsätze ist wiederum nur beispielhaft. Ohne die Kinematik des Radsatzsystems zu verändern, können einzelne oder mehrere der Minus-Planetenradsätze durch Plus-Planetenradsätze substituiert werden. Entsprechend zeigt 28 eine schematische Darstellung einer ersten Alternative zu dem in 27 dargestellten Getriebeschema. Im Unterschied zu dem Getriebeschema gemäß 27, bei dem alle vier Planetenradsätze als Minus-Planetenradsätze ausgeführt sind, ist in dem Getriebeschema gemäß 28 der erste Planetenradsatz RS1 als Plus-Planetenradsatz ausgeführt, während die anderen drei Planetenradsätze RS2, RS3, RS4 unverändert als Minus-Planetenradsätze ausgeführt sind. 29 zeigt eine schematische Darstellung einer zweiten Alternative zu dem in 27 dargestellten Getriebeschema. Im Unterschied zu dem Getriebeschema gemäß 27 ist in dem Getriebeschema gemäß 29 der vierte Planetenradsatz RS4 als Plus-Planetenradsatz ausgeführt, während die anderen drei Planetenradsätze RS1, RS2, RS3 unverändert als Minus-Planetenradsätze ausgeführt sind. 30 zeigt eine schematische Darstellung einer dritten Alternative zu dem in 27 dargestellten Getriebeschema. Im Unterschied zu dem Getriebeschema gemäß 27 ist in dem Getriebeschema gemäß 30 der zweite Planetenradsatz RS2 als Plus-Planetenradsatz ausgeführt, während die anderen drei Planetenradsätze RS1, RS3, RS4 unverändert als Minus-Planetenradsätze ausgeführt sind. Räumlich gesehen ist die Abfolge der vier einzelnen, koaxial zueinander nebeneinander angeordneten Planetenradsätze in den 28, 29 und 30 gegenüber 27 unverändert, ebenso die räumliche Anordnung der sechs Schaltelemente A bis F.
In 31 ist das Radsatzschema eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen 10-Gang-Automatgetriebes dargestellt. Das hier dargestellte Radsatzschema ist eine Weiterentwicklung des in 16 dargestellten 9-Gang-Automatgetriebes. Mit dem Ziel eines weiteren Vorwärtsgangs, ohne die in 16 angegebene Getriebestruktur signifikant verändern und die erforderliche Baulänge des Getriebes signifikant vergrößern zu müssen, ist ausgehend von dem in 16 dargestellten Getriebeschema bei dem Getriebe gemäß 31 ein zusätzliches siebtes Schaltelement G vorgesehen, das als Kupplung ausgebildet und im Kraftfluss zwischen der ersten Welle 1 (Antriebswelle AN) und der achten Welle 8 des Getriebes angeordnet ist. Hierdurch wird ein zusätzlicher Vorwärtsgang unterhalb des aus 17 bekannten ersten Gangs des 9-Gang-Getriebes erzielt, also ein zusätzlicher Anfahrgang mit einer Übersetzung größer der Übersetzung des aus 17 bekannten ersten Gangs.
Wie in 16 sind bei dem in 31 dargestellten Ausführungsbeispiel alle vier Planetenradsätze RS1, RS2, RS3, RS4 als einfache Minus-Planetenradsätze ausgebildet, von denen jeder ein erstes, ein zweites und ein drittes Element aufweist, also jeder ein Sonnenrad, einen Planetenradträger und ein Hohlrad. Dabei sind die ersten Elemente alle als Sonnenräder ausgebildet, die zweiten Elemente alle als Planetenradträger und die dritten Elemente alle als Hohlräder. Die räumliche Anordnung der vier Planetenradsätze RS1, RS2, RS3, RS4 koaxial nebeneinander mit der definierten Reihenfolge „erster, vierter, zweiter, dritter Planetenradsatz“ (also Anordnung „RS1-RS4-RS2-RS3“) ist aus 16 unverändert übernommen. Aus 16 ebenfalls übernommen ist die räumliche Anordnung der sechs Schaltelemente A bis F.
Wie aus 31 weiterhin ersichtlich, ist die im Kraftfluss zwischen der Antriebswelle AN (bzw. Welle 1) und dem Planetenradträger ST2 (Welle 8) angeordnete Kupplung G räumlich gesehen in einem Bereich axial zwischen dem ersten Planetenradsatz RS1 und dem vierten Planetenradsatz RS4 angeordnet. Dies erlaubt die Anordnung des Lamellenpaketes der Kupplung G, die – wie später noch erläutert werden wird, nur im ersten Vorwärtsgang geschlossen ist und dann ein vergleichsweise großes Drehmoment übertragen muss – auf einem vergleichsweise großem Durchmesser, ähnlich dem Durchmesser der beiden Hohlräder HO1 und HO4. Entsprechend übergreift der hier beispielhaft mit dem Außenlamellenträger der Kupplung G und dem Planetenradträger ST2 des zweiten Planetenradsatzes RS2 verbundene Abschnitt der achten Welle 8 den vierten Planetenradsatz RS4 vollständig, wodurch der Planetenradsatz RS4 und die Kupplung G innerhalb eines Zylinderraums angeordnet sind, der durch diesen Abschnitt der Welle 8 gebildet wird. Die Druck- und Schmiermittelzufuhr zur Kupplung G ist vergleichsweise einfach über die Antriebswelle AN und den Planetenradträger ST4 realisierbar. Die hier dargestellte räumliche Anordnung der Kupplung G hat beispielhaften Charakter; selbstverständlich kann der Fachmann die Kupplung G auch anderweitig räumlich platzieren.
Insbesondere dann, wenn die Kupplung G in Bauart einer Klauenkupplung ausgeführt ist, bietet es sich an, die Kupplung G axial angrenzend an den vierten Planetenradsatz RS4 auf dessen dem zweiten Planetenradsatz RS2 zugewandten Seite anzuordnen, also in einem Bereich axial zwischen den Planetenradsätzen RS4 und RS2, vorzugsweise in axialer Richtung gesehen radial unterhalb der Kupplung F. Alternativ kann die Kupplung G auch axial angrenzend an den zweiten Planetenradsatz RS2 in einem Bereich axial zwischen dem zweiten Planetenradsatz RS2 und dem dritten Planetenradsatz RS3 angeordnet sein, also nahe der Kupplung C.
In 32 ist ein beispielhaftes Schaltschema des erfindungsgemäßen 10-Gang-Automatgetriebes gemäß 31 dargestellt. In jedem Gang sind vier Schaltelemente geschlossen und drei Schaltelemente offen. Des Weiteren kann dem Schaltschema entnommen werden, dass bei sequentieller Schaltweise Doppelschaltungen bzw. Gruppenschaltungen vermieden werden, da zwei in der Schaltlogik benachbarte Gangstufen stets zwei Schaltelemente gemeinsam benutzen. Der erste Vorwärtsgang eignet sich gut als ein so genannter Crawler mit kleiner Gesamtübersetzung für eine große Zugkraft. Der achte Vorwärtsgang ist als direkter Gang ausgebildet, sodass drei Vorwärtsgänge mit Overdrive-Charakter zur Verfügung sehen.
Die in 31 vorgeschlagene Kinematik des Getriebes mit der Erweiterung um ein siebtes Schaltelement G ist auch mit einer anderen räumlichen Anordnung der vier Planetenradsätze RS1, RS2, RS3, RS4 möglich. 33 zeigt ein Beispiel für eine Alternative, bei der die vier Planetenradsätze RS1, RS2, RS3, RS4 koaxial nebeneinander mit der definierten Reihenfolge „zweiter, vierter, erster, dritter Planetenradsatz“ (also Anordnung „RS2-RS4-RS1-RS3“) angeordnet sind. Antriebswelle AN und Abtriebswelle AB sind nicht koaxial zueinander angeordnet; Antrieb und Abtrieb des Getriebes befinden bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel auf der gleichen Getriebeseite, nämlich „vor“ dem dritten Planetenradsatz RS3, also auf der dem ersten Planetenradsatz RS1 abgewandten Seite des dritten Planetenradsatzes RS3. Die beiden in der angegebenen Reihenfolge mittleren Planetenradsätze RS4 und RS1 werden nur durch den Innenlamellenträger der Bremse voneinander getrennt. In dem Bereich axial zwischen dem ersten Planetenradsatz RS1 und dem dritten Planetenradsatz RS3 sind die Kupplungen C, B und D angeordnet, die von der sechsten Welle 6, die ja als „zweite Koppelwelle“ den Planetenradträger ST1 des ersten Planetenradsatzes RS1 ständig mit dem Hohlrad HO3 des dritten Planetenradsatzes RS3 verbindet, in axialer und radialer Richtung gestehen übergriffen werden. Derjenige Abschnitt der achten Welle 8, der axial zwischen dem ersten und dritten Planetenradsatz RS1, RS3 angeordnet und mit der Kupplung D (hier beispielhaft über deren Außenlamellenträger) verbunden ist, bildet einen Zylinderraum innerhalb dessen die hier beispielhaft axial nebeneinander angeordneten Kupplungen B und C angeordnet sind. Derjenige Abschnitt der achten Welle 9, der axial zwischen dem ersten und dritten Planetenradsatz RS1, RS3 angeordnet und mit einem gemeinsamen Außenlamellenträger der Kupplungen B, C verbunden ist, bildet somit den Kupplungsraum dieser beiden Kupplungen B und C. Dabei ist die Kupplung C näher am ersten Planetenradsatz RS1 angeordnet als die Kupplung B; die Kupplung B ist also in axialer Richtung besehen im Wesentlichen axial zwischen der Kupplung B und D angeordnet.
Die Kupplungen E und F sind beide beispielhaft auf der Seite des zweiten Planetenradsatzes RS2 angeordnet, die dem vierten Planetenradsatz abgewandt ist, beispielhaft axial nebeneinander mit einem gemeinsamen Außenlamellenträger, der als Abschnitt der fünften Welle 5 mit dem Hohlrad HO2 des zweiten Planetenradsatzes RS2 verbunden ist. Dabei ist die Kupplung E, deren Innenlamellenträger mit dem Planetenradträger ST2 des zweiten Planetenradsatzes RS3 und der achten Welle 8 verbunden ist, näher am zweiten Planetenradsatz RS2 angeordnet als die Kupplung F, deren Innenlamellenträger mit der neunten Welle 9 verbunden ist. Um die Anbindung der Kupplung G von der ersten Welle 1 (Antriebswelle AN) aus zur achten Welle 8 (Planetenradträger ST2) zu realisieren, ist die Kupplung G beispielhaft in einem Bereich axial zwischen dem zweiten Planetenradsatz RS2 und dem vierten Planetenradsatz RS4 angeordnet. Dabei ist die Welle 1 auf derjenigen Seite des vierten Planetenradsatzes RS4 an dessen Planetenradträger ST4 angeschlossen, die dem zweiten Planetenradsatzes RS2 abgewandt ist. In ihrem Verlauf umgreift die die erste Welle 1 also zunächst die Planetenradsätze RS4 und RS2 sowie die Kupplungen G, E und F, um danach auf ihrem Weg zur Antriebsseite des Getriebes hin die alle sechs Schaltelemente und alle vier Planetenradsätzes zentrisch zu durchgreifen.
Selbstverständlich kann der Fachmann die sechs Schaltelemente A bis F innerhalb des Gehäuses GG auch anderes anordnen als wie in 33 gezeigt. Mögliche Alternativen wurden beispielsweise bereits im Rahmen der 3 und 18 diskutiert. Die in 33 dargestellte Anordnungsvariante eignet sich aufgrund ihres kompakten Aufbaus gut für einen so genannten Front-Quer-Einbau des Automatgetriebe im Fahrzeug.
Die in 31 dargestellte Ausführung aller vier Planetenradsätze RS1, RS2, RS3, RS4 als einfache Minus-Planetenradsätze ist als beispielhaft zu verstehen. Ohne die Kinematik des Radsatzsystems zu verändern, können einzelne oder mehrere der Minus-Planetenradsätze durch Plus-Planetenradsätze substituiert werden. 34 zeigt eine Tabelle mit derartigen Planetenradsatztyp-Variationen, die zu einem technisch sinnvollen Getriebeaufbau führen. Im Folgenden werden zwei dieser Beispiele näher erläutert. Alle in der Tabelle aufgelisteten Varianten können über die in 32 dargestellte Schaltlogik zehn Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang schalten.
35 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Alternative zu dem in 31 dargestellten Getriebeschema. Im Unterschied zu dem Getriebeschema gemäß 31, bei dem alle vier Planetenradsätze als Minus-Planetenradsätze ausgeführt sind, ist in dem Getriebeschema gemäß 35 der erste Planetenradsatz RS1 als Plus-Planetenradsatz ausgeführt, während die anderen drei Planetenradsätze RS2, RS3, RS4 unverändert als Minus-Planetenradsätze ausgeführt sind. Räumlich gesehen ist die Abfolge der vier einzelnen, koaxial zueinander nebeneinander angeordneten Planetenradsätze in 35 gegenüber 31 unverändert, ebenso die räumliche Anordnung der sieben Schaltelemente A bis G.
Um die Kinematik des Radsatzsystems gemäß 31 beizubehalten, ist in 35 vorgesehen, dass unverändert das Sonnenrad SO1 als das erste Element des ersten Planetenradsatzes RS1 die (ständig mit dem Sonnenrad SO4 des benachbarten vierten Planetenradsatzes RS4 verbundene und über die Bremse A am Gehäuse GG festsetzbare) dritten Welle 3 des Automatgetriebes bildet, dass aber nunmehr das Hohlrad HO1 als das zweite Element des ersten Planetenradsatzes RS1 über die (als zweite Koppelwelle fungierende) sechste Welle 6 mit dem dritten Element – hier mit dem Hohlrad HO3 – des dritten Planetenradsatzes RS3 verbunden ist, und dass nunmehr der Planetenradträger ST1 als drittes Element des ersten Planetenradsatzes RS1 fest mit dem Getriebegehäuse GG verbunden ist.
36 zeigt eine schematische Darstellung einer zweiten Alternative zu dem in 31 dargestellten Getriebeschema. Im Unterschied zu dem Getriebeschema gemäß 31, bei dem alle vier Planetenradsätze als Minus-Planetenradsätze ausgeführt sind, ist in dem Getriebeschema gemäß 36 der zweite Planetenradsatz RS2 als Plus-Planetenradsatz ausgeführt, während die anderen drei Planetenradsätze RS1, RS3, RS4 unverändert als Minus-Planetenradsätze ausgeführt sind. Räumlich gesehen ist die Abfolge der vier einzelnen, koaxial zueinander nebeneinander angeordneten Planetenradsätze in 36 gegenüber 31 unverändert, ebenso die räumliche Anordnung der sieben Schaltelemente A bis G.
Um die Kinematik des Radsatzsystems gemäß 31 beizubehalten, ist in 36 vorgesehen, dass unverändert das Sonnenrad SO2 als das erste Element des zweiten Planetenradsatzes RS2 über die (als dritte Koppelwelle fungierende) siebte Welle 7 des Automatgetriebes mit dem Hohlrad HO4 des vierten Planetenradsatzes RS4 verbunden ist, dass aber nunmehr das Hohlrad HO2 als das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes RS2 die (ständig direkt mit Kupplung D verbundene) achte Welle 8 des Automatgetriebes bildet, und dass nunmehr der Planetenradträger ST2 als drittes Element des zweiten Planetenradsatzes RS2 als fünfte Welle 5 des Automatgetriebes ständig mit den beiden Kupplungen E und F verbunden ist. Soll der zweite Planetenradsatzes RS2 verblockt werden, sodass alle drei Elemente des Planetenradsatzes RS2 mit gleicher Drehzahl rotieren, verbindet die dann geschlossene Kupplung E nunmehr Sonnenrad SO2 und Planetenradträger ST2 miteinander.
In Kenntnis dieser beiden beispielhaft erläuterten Alternativen zu dem in 31 dargestellten Getriebeschema wird der Fachmann problemlos auch die anderen in der Tabelle der 34 aufgelisteten Alternativen mit mehreren Plus-Planetenradsätzen generieren. Zur Beibehaltung des Kinematik des Radsatzsystems muss hierbei lediglich das erste Element jedes Minus-Planetenradsatzes als Sonnenrad, das zweite Element jedes Minus-Planetenradsatzes als Planetenradträger und das dritte Element jedes Minus-Planetenradsatzes als Hohlrad ausgebildet sein, während das erste Element jedes Plus-Planetenradsatzes als Sonnenrad, das zweite Element jedes Plus-Planetenradsatzes als Hohlrad und das dritte Element jedes Plus-Planetenradsatzes als Planetenradträger ausgebildet sein muss.
Wie bereits zuvor erläutert, kann bei den erfindungsgemäßen Automatgetrieben der zweite Planetenradsatz RS2 auf drei verschiedene Arten verblockbar sein, indem via Kupplung E zwei der Elemente des Planetenradsatzes RS2 miteinander verbindbar sind. Während bei den Ausführungsbeispielen der 31, 33, 35 und 36 vorgesehen ist, dass der Planetenradsatz RS2 durch selektives Verbinden von Sonnenrad SO2 und Hohlrad HO2 verblockbar ist, werden nachfolgend die beiden anderen Möglichkeiten erläutert.
37 zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen 10-Gang-Automatgetriebes, abgeleitet aus dem Getriebe gemäß 31. Im Unterschied zu 31 ist hier vorgesehen, dass der zweite Planetenradsatz RS2 durch selektives Verbinden von Planetenradträger ST2 und Hohlrad HO2 verblockbar ist. Die zum Verblocken des Planetenradsatzes RS2 vorgesehen Kupplung E ist also nunmehr im Kraftfluss zwischen Planetenradträger ST2 und Hohlrad HO2 angeordnet. Räumlich gesehen ist die Abfolge der vier einzelnen, koaxial zueinander nebeneinander angeordneten Planetenradsätze in 37 gegenüber 31 unverändert, ebenso die räumliche Anordnung der sieben Schaltelemente A bis G.
Die in 37 dargestellte Ausführung aller vier Planetenradsätze RS1, RS2, RS3, RS4 als einfache Minus-Planetenradsätze ist wiederum nur beispielhaft. Ohne die Kinematik des Radsatzsystems zu verändern, können einzelne oder mehrere der Minus-Planetenradsätze durch Plus-Planetenradsätze substituiert werden. Entsprechend zeigt 38 eine schematische Darstellung einer ersten Alternative zu dem in 37 dargestellten Getriebeschema. Im Unterschied zu dem Getriebeschema gemäß 37, bei dem alle vier Planetenradsätze als Minus-Planetenradsätze ausgeführt sind, ist in dem Getriebeschema gemäß 38 der erste Planetenradsatz RS1 als Plus-Planetenradsatz ausgeführt, während die anderen drei Planetenradsätze RS2, RS3, RS4 unverändert als Minus-Planetenradsätze ausgeführt sind. 39 zeigt eine schematische Darstellung einer zweiten Alternative zu dem in 37 dargestellten Getriebeschema. Im Unterschied zu dem Getriebeschema gemäß 31 ist in dem Getriebeschema gemäß 39 der zweite Planetenradsatz RS2 als Plus-Planetenradsatz ausgeführt, während die anderen drei Planetenradsätze RS1, RS3, RS4 unverändert als Minus-Planetenradsätze ausgeführt sind. Räumlich gesehen ist die Abfolge der vier einzelnen, koaxial zueinander nebeneinander angeordneten Planetenradsätze in den 38 und 39 gegenüber 31 unverändert, ebenso die räumliche Anordnung der sieben Schaltelemente A bis G.
40 zeigt eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen 10-Gang-Automatgetriebes, ebenfalls abgeleitet aus dem Getriebe gemäß 31. Im Unterschied zu 31 ist hier vorgesehen, dass der zweite Planetenradsatz RS2 durch selektives Verbinden von Planetenradträger ST2 und Sonnenrad SO2 verblockbar ist. Die zum Verblocken des Planetenradsatzes RS2 vorgesehen Kupplung E ist also nunmehr im Kraftfluss zwischen Planetenradträger ST2 und Sonnenrad SO2 angeordnet. Räumlich gesehen ist die Abfolge der vier einzelnen, koaxial zueinander nebeneinander angeordneten Planetenradsätze in 40 gegenüber 31 unverändert, ebenso die räumliche Anordnung der Schaltelemente A bis D und F und G. Im Unterschied zu 31 ist die Kupplung E räumlich gesehen nunmehr in einem Bereich axial zwischen dem vierten Planetenradsatz RS4 und dem zweiten Planetenradsatz RS2 angeordnet, kann alternativ aber auch beispielsweise auf der dem dritten Planetenradsatz RS3 zugewandten Seite des zweiten Planetenradsatzes RS2 im Bereich axial zwischen Planetenradsatz RS2 und Kupplung F oder im Bereich radial unter der Kupplung F angeordnet sein.
Die in 40 dargestellte Ausführung aller vier Planetenradsätze RS1, RS2, RS3, RS4 als einfache Minus-Planetenradsätze ist wiederum nur beispielhaft. Ohne die Kinematik des Radsatzsystems zu verändern, können einzelne oder mehrere der Minus-Planetenradsätze durch Plus-Planetenradsätze substituiert werden. Entsprechend zeigt 41 eine schematische Darstellung einer ersten Alternative zu dem in 40 dargestellten Getriebeschema. Im Unterschied zu dem Getriebeschema gemäß 40, bei dem alle vier Planetenradsätze als Minus-Planetenradsätze ausgeführt sind, ist in dem Getriebeschema gemäß 41 der erste Planetenradsatz RS1 als Plus-Planetenradsatz ausgeführt, während die anderen drei Planetenradsätze RS2, RS3, RS4 unverändert als Minus-Planetenradsätze ausgeführt sind. 42 zeigt eine schematische Darstellung einer zweiten Alternative zu dem in 40 dargestellten Getriebeschema. Im Unterschied zu dem Getriebeschema gemäß 40 ist in dem Getriebeschema gemäß 42 der zweite Planetenradsatz RS2 als Plus-Planetenradsatz ausgeführt, während die anderen drei Planetenradsätze RS1, RS3, RS4 unverändert als Minus-Planetenradsätze ausgeführt sind. Räumlich gesehen ist die Abfolge der vier einzelnen, koaxial zueinander nebeneinander angeordneten Planetenradsätze in den 41 und 42 gegenüber 40 unverändert, ebenso die räumliche Anordnung der sieben Schaltelemente A bis G.
Im Übrigen kann die anhand der 31 bis 42 beschriebene technische Lehre, durch Hinzufügen einer schaltbaren Verbindung zwischen der ersten Welle 1 (Antriebswelle AN) und der achten Welle 8 (dem zweiten Element ST2 bzw. HO2 des zweiten Planetenradsatzes RS2) einen zusätzlichen Anfahrgang in der Gangfolge vor dem ersten Gang zu erzielen (also einen zusätzlichen Vorwärtsgang in Art eines Crawler-Gangs mit einer Übersetzung größer derjenigen Übersetzung des ursprünglichen ersten Vorwärtsgangs), kann problemlos auch mit den in den 1 bis 15 dargestellten Radsatzschemata erfindungsgemäßer 8-Gang-Automatgetriebe kombiniert werden, sodass dann daraus erfindungsgemäße 9-Gang-Automatgetriebe entstehen.
Bezugszeichenliste

1: erste Welle
2: zweite Welle
3: dritte Welle, erste Koppelwelle
4: vierte Welle
5: fünfte Welle
6: sechste Welle, zweite Koppelwelle
7: siebte Welle, dritte Koppelwelle
8: achte Welle
9: neunte Welle
A: erstes Schaltelement, erste Bremse
B: zweites Schaltelement, erste Kupplung
C: drittes Schaltelement, zweite Kupplung
D: viertes Schaltelement, dritte Kupplung
E: fünftes Schaltelement, vierte Kupplung
F: sechstes Schaltelement, fünfte Kupplung
G: siebtes Schaltelement, sechste Kupplung
AN: Antriebswelle
AB: Abtriebswelle
GG: Gehäuse
RS1: erster Planetenradsatz
SO1: Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes
ST1: Planetenradträger des ersten Planetenradsatzes
PL1: Planetenräder des ersten Planetenradsatzes
HO1: Hohlrad des ersten Planetenradsatzes
RS2: zweiter Planetenradsatz
SO2: Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes
ST2: Planetenradträger des zweiten Planetenradsatzes
PL2: Planetenräder des zweiten Planetenradsatzes
HO2: Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes
RS3: dritter Planetenradsatz
SO3: Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes
ST3: Planetenradträger des dritten Planetenradsatzes
PL3: Planetenräder des dritten Planetenradsatzes
HO3: Hohlrad des dritten Planetenradsatzes
RS4: vierter Planetenradsatz
SO4: Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes
ST4: Planetenradträger des vierten Planetenradsatzes
PL4: Planetenräder des vierten Planetenradsatzes
HO4: Hohlrad des vierten Planetenradsatzes
i: Übersetzung
phi: Stufensprung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102005002337 A1 [0003, 0004, 0085, 0085]
DE 102009001253 B3 [0004]
DE 102007055808 A1 [0085]

Claims

Automatgetriebe, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Gehäuse (GG), mit insgesamt mindestens acht drehbaren Wellen (1 bis 8; 1 bis 9) inklusive einer Antriebswelle (AN) und inklusive einer Abtriebswelle (AB), mit vier Planetenradsätzen (RS1, RS2, RS3, RS4), die jeweils ein erstes, zweites und drittes Element aufweisen, sowie mit mehreren Schaltelementen (A bis E; A bis F; A bis G), deren selektives Schließen verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen Antriebswelle (AN) und Abtriebswelle (AB) bewirken zum Schalten von zumindest acht Vorwärtsgängen und zumindest einem Rückwärtsgang, wobei • das zweite Element (ST4; HO4) des vierten Planetenradsatzes (RS4) die als Antriebswelle (AN) ausgeführte erste Welle (1) bildet, • das zweite Element (ST3) des dritten Planetenradsatzes (RS3) die als Abtriebswelle (AB) ausgeführte zweite Welle (2) bildet, • das erste Element (SO1) des ersten Planetenradsatzes (RS1) und das erste Element (SO4) des vierten Planetenradsatzes (RS4) ständig drehfest oder drehelastisch miteinander verbunden sind und die dritte Welle (3) bilden, • das dritte Element (HO2; ST2) des zweiten Planetenradsatzes (RS2) die fünfte Welle (5) bildet, • das zweite Element (ST1; HO1) des ersten Planetenradsatzes (RS1) und das dritte Element (HO3) des dritten Planetenradsatzes (RS3) ständig drehfest oder drehelastisch miteinander verbunden sind und die sechste Welle (6) bilden, • das erste Element (SO2) des zweiten Planetenradsatzes (RS2) und das dritte Element (HO4; ST4) des vierten Planetenradsatzes (RS4) ständig drehfest oder drehelastisch miteinander verbunden sind und die siebte Welle (7) bilden, • das zweite Element (ST2; HO2) des zweiten Planetenradsatzes (RS2) die achte Welle (8) bildet, • ein erstes Schaltelement (A) im Kraftfluss zwischen der dritten Welle (3) und dem Gehäuse (GG) angeordnet ist, • ein drittes Schaltelement (C) ständig mit der ersten Welle (1) direkt verbunden ist, • ein viertes Schaltelement (D) im Kraftfluss zwischen der zweiten Welle (2) und der achten Welle (8) angeordnet ist und • ein fünftes Schaltelement (E) im Kraftfluss entweder zwischen der fünften Welle (5) und der siebten Welle (7) oder zwischen der fünften Welle (5) und der achten Welle (8) oder zwischen der siebten Welle (7) und der achten Welle (8) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass • das dritte Element (HO1; ST1) des ersten Planetenradsatzes (RS1) ständig drehfest oder drehelastisch mit dem Gehäuse (GG) verbunden ist, • das erste Element (SO3) des dritten Planetenradsatzes (RS3) die vierte Welle (4) bildet und ständig mit einem zweiten Schaltelement (B) direkt verbunden ist, • die erste Welle (1) mit der vierten Welle (4) verbindbar ist, • die erste Welle (1) mit der fünften Welle (5) verbindbar ist und • die vierte Welle (4) mit der fünften Welle (5) verbindbar ist.
Automatgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite und dritte Schaltelement (B, C) ständig miteinander direkt verbunden sind, sodass die vierte Welle (4) durch gleichzeitiges Schließen des zweiten und dritten Schaltelementes (B, C) mit der ersten Welle (1) verbindbar ist.
Automatgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die fünfte Welle (5) durch Schließen des zweiten Schaltelementes (B) mit der vierten Welle (4) und durch Schließen des dritten Schaltelementes (C) mit der ersten Welle (1) verbindbar ist.
Automatgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte und fünfte Schaltelement (C, E) direkt miteinander verbunden sind.
Automatgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die fünfte Welle (5) ständig mit einem sechsten Schaltelement (F) direkt verbunden ist und dass das zweite, dritte und sechste Schaltelement (B, C, F) ständig miteinander direkt verbunden sind, sodass die fünfte Welle (5) durch gleichzeitiges Schließen des zweiten und sechsten Schaltelementes (B, F) mit der vierten Welle (4) und durch gleichzeitiges Schließen des dritten und sechsten Schaltelementes (C, F) mit der ersten Welle (1) verbindbar ist.
Automatgetriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das fünfte und sechste Schaltelement (E, F) direkt miteinander verbunden sind.
Automatgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiteres Schaltelement (G) im Kraftfluss zwischen der ersten Welle (1) und der achten Welle (8) angeordnet ist.
Automatgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in jedem Gang mindestens drei der Schaltelemente geschlossen sind und dass in jedem Gang höchstens drei der Schaltelemente nicht geschlossen sind, wobei bei einem Wechsel von einem Gang in den nachfolgend höheren oder niedrigeren Gang jeweils nur eines der zuvor geschlossenen Schaltelemente geöffnet und ein zuvor offenes Schaltelement geschlossen wird.
Automatgetriebe nach den Ansprüchen 3 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass acht Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang schaltbar sind, wobei – im ersten Vorwärtsgang das erste, zweite und dritte Schaltelement (A, B, C) drehmomentführend sind, – im zweiten Vorwärtsgang das erste, zweite und fünfte Schaltelement (A, B, E) drehmomentführend sind, – im dritten Vorwärtsgang das zweite, dritte und fünfte Schaltelement (B, C, E) drehmomentführend sind, – im vierten Vorwärtsgang das zweite, vierte und fünfte Schaltelement (B, D, E) drehmomentführend sind, – im fünften Vorwärtsgang das zweite, dritte und vierte Schaltelement (B, C, D) drehmomentführend sind, – im sechsten Vorwärtsgang das dritte, vierte und fünfte Schaltelement (C, D, E) drehmomentführend sind, – im siebten Vorwärtsgang das erste, dritte und vierte Schaltelement (A, C, D) drehmomentführend sind, – im achten Vorwärtsgang das erste, vierte und fünfte Schaltelement (A, D, E) drehmomentführend sind, und – im Rückwärtsgang das erste, zweite und vierte Schaltelement (A, B, D) drehmomentführend sind.
Automatgetriebe nach den Ansprüchen 5 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass neun Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang schaltbar sind, wobei – im ersten Vorwärtsgang das erste, zweite, dritte und sechste Schaltelement (A, B, C, F) drehmomentführend sind, – im zweiten Vorwärtsgang das erste, zweite, fünfte und sechste Schaltelement (A, B, E, F) drehmomentführend sind, – im dritten Vorwärtsgang das zweite, dritte, fünfte und sechste Schaltelement (B, C, E, F) drehmomentführend sind, – im vierten Vorwärtsgang das zweite, vierte, fünfte und sechste Schaltelement (B, D, E, F) drehmomentführend sind, – im fünften Vorwärtsgang das zweite, dritte, vierte und fünfte Schaltelement (B, C, D, E) drehmomentführend sind, – im sechsten Vorwärtsgang das zweite, dritte, vierte und sechste Schaltelement (B, C, D, F) drehmomentführend sind, – im siebten Vorwärtsgang das dritte, vierte, fünfte und sechste Schaltelement (C, D, E, F) drehmomentführend sind, – im achten Vorwärtsgang das erste, dritte, vierte und sechste Schaltelement (A, C, D, F) drehmomentführend sind, – im neunten Vorwärtsgang das erste, vierte, fünfte und sechste Schaltelement (A, D, E, F) drehmomentführend sind, und – im Rückwärtsgang das erste, zweite, vierte und sechste Schaltelement (A, B, D, F) drehmomentführend sind.
Automatgetriebe nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Schaltelement ein siebtes Schaltelement (G) des Automatgetriebes ist, und dass zehn Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang schaltbar sind, wobei – im ersten Vorwärtsgang das erste, zweite, sechste und siebte Schaltelement (A, B, F, G) drehmomentführend sind, – im zweiten Vorwärtsgang das erste, zweite, dritte und sechste Schaltelement (A, B, C, F) drehmomentführend sind, – im dritten Vorwärtsgang das erste, zweite, fünfte und sechste Schaltelement (A, B, E, F) drehmomentführend sind, – im vierten Vorwärtsgang das zweite, dritte, fünfte und sechste Schaltelement (B, C, E, F) drehmomentführend sind, – im fünften Vorwärtsgang das zweite, vierte, fünfte und sechste Schaltelement (B, D, E, F) drehmomentführend sind, – im sechsten Vorwärtsgang das zweite, dritte, vierte und fünfte Schaltelement (B, C, D, E) drehmomentführend sind, – im siebten Vorwärtsgang das zweite, dritte, vierte und sechste Schaltelement (B, C, D, F) drehmomentführend sind, – im achten Vorwärtsgang das dritte, vierte, fünfte und sechste Schaltelement (C, D, E, F) drehmomentführend sind, – im neunten Vorwärtsgang das erste, dritte, vierte und sechste Schaltelement (A, C, D, F) drehmomentführend sind, – im zehnten Vorwärtsgang das erste, vierte, fünfte und sechste Schaltelement (A, D, E, F) drehmomentführend sind, und – im Rückwärtsgang das erste, zweite, vierte und sechste Schaltelement (A, B, D, F) drehmomentführend sind.
Automatgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass alle vier Planetenradsätze (RS1, RS2, RS3, RS4) als Minus-Planetenradsätze ausgebildet sind.
Automatgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass einer der vier Planetenradsätze (RS1, RS2, RS3, RS4) als Plus-Planetenradsatz ausgebildet ist, während die anderen drei Planetenradsätze jeweils als Minus-Planetenradsatz ausgebildet sind.
Automatgetriebe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der erste oder der zweite oder der vierte Planetenradsatz (RS1, RS2, RS4) als Plus-Planetenradsatz ausgebildet ist.
Automatgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwei der Planetenradsätze jeweils als Plus-Planetenradsatz und die anderen zwei Planetenradsätze jeweils als Minus-Planetenradsatz ausgebildet sind.
Automatgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Planetenradsatz (RS3) als Minus-Planetenradsatz ausgebildet ist, während der erste, zweite und vierte Planetenradsatz (RS1, RS2, RS4) jeweils als Plus-Planetenradsatz ausgebildet sind.
Automatgetriebe nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – das erste Element jedes Minus-Planetenradsatzes und das erste Element jedes Plus-Planetenradsatzes als Sonnenrad ausgebildet ist, – das zweite Element jedes Minus-Planetenradsatzes als Planetenradträger ausgebildet ist, während das zweite Element jedes Plus-Planetenradsatzes als Hohlrad ausgebildet ist, – das dritte Element jedes Minus-Planetenradsatzes als Hohlrad ausgebildet ist, während das dritte Element jedes Plus-Planetenradsatzes als Planetenradträger ausgebildet ist.
Automatgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Planetenradsätze (RS1, RS2, RS3, RS4) koaxial zueinander und in axialer Richtung hintereinander in einer Reihenfolge „RS2, RS4, RS1, RS3“ angeordnet sind.
Automatgetriebe nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schaltelement (A) räumlich gesehen in einem Bereich axial zwischen dem ersten und vierten Planetenradsatz (RS1, RS4) angeordnet ist.
Automatgetriebe nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Schaltelement (B) räumlich gesehen in einem Bereich axial zwischen dem ersten und dritten Planetenradsatz (RS1, RS3) angeordnet ist.
Automatgetriebe nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Schaltelement (B) räumlich gesehen auf derjenigen Seite des zweiten Planetenradsatzes (RS2) angeordnet ist, die dem vierten Planetenradsatz (RS4) abgewandt ist.
Automatgetriebe nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Schaltelement (B) als Klauenkupplung ausgeführt und räumlich gesehen auf kleinem Durchmesser axial neben dem Planetenradträger (ST3) des dritten Planetenradsatzes (RS3) nahe dem Sonnenrad (SO3) des dritten Planetenradsatzes (RS3) angeordnet ist.
Automatgetriebe nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Schaltelement (C) räumlich gesehen in einem Bereich axial zwischen dem zweiten und vierten Planetenradsatz (RS2, RS4) angeordnet ist.
Automatgetriebe nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Schaltelement (C) räumlich gesehen zumindest teilweise in einem Bereich radial über dem zweiten Planetenradsatz (RS2) angeordnet ist.
Automatgetriebe nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Schaltelement (C) räumlich gesehen zumindest teilweise in einem Bereich radial über dem vierten Planetenradsatz (RS4) angeordnet ist.
Automatgetriebe nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Schaltelement (C) räumlich gesehen auf derjenigen Seite des zweiten Planetenradsatzes (RS2) angeordnet ist, die dem vierten Planetenradsatze (RS4) abgewandt ist.
Automatgetriebe nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Schaltelement (C) räumlich gesehen auf derjenigen Seite des dritten Planetenradsatzes (RS3) angeordnet ist, die dem ersten Planetenradsatze (RS1) abgewandt ist.
Automatgetriebe nach einem der Anspruch 19 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass das vierte Schaltelement (D) räumlich gesehen in einem Bereich axial zwischen dem ersten und dritten Planetenradsatz (RS1, RS3) angeordnet ist.
Automatgetriebe nach einem der Anspruch 19 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass das vierte Schaltelement (D) räumlich gesehen auf derjenigen Seite des zweiten Planetenradsatzes (RS2) angeordnet ist, die dem vierten Planetenradsatz (RS4) abgewandt ist.
Automatgetriebe nach einem der Ansprüche 19 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass fünfte Schaltelement (E) räumlich gesehen in einem Bereich axial zwischen dem zweiten und vierten Planetenradsatz (RS2, RS4) angeordnet ist, axial benachbart zum zweiten Planetenradsatz (RS2).
Automatgetriebe nach einem der Ansprüche 19 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass fünfte Schaltelement (E) räumlich gesehen auf derjenigen Seite des zweiten Planetenradsatzes (RS2) angeordnet ist, die dem vierten Planetenradsatz (RS4) abgewandt ist.
Automatgetriebe nach Anspruch einem der Ansprüche 19 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass das im Kraftfluss zwischen der fünften Welle (5) und dem mit dem zweiten Schaltelement (B) verbundenen dritten Schaltelement (C) angeordnete Schaltelement (F) räumlich gesehen in einem Bereich axial zwischen dem zweiten und vierten Planetenradsatz (RS2, RS4) angeordnet ist.
Automatgetriebe nach Anspruch einem der Ansprüche 19 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass das im Kraftfluss zwischen der fünften Welle (5) und dem mit dem zweiten Schaltelement (B) verbundenen dritten Schaltelement (C) angeordnete Schaltelement (F) räumlich gesehen zumindest teilweise in einem Bereich axial über dem zweiten Planetenradsatz (RS2) angeordnet ist.
Automatgetriebe nach Anspruch einem der Ansprüche 19 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass das im Kraftfluss zwischen der fünften Welle (5) und dem mit dem zweiten Schaltelement (B) verbundenen dritten Schaltelement (C) angeordnete Schaltelement (F) räumlich gesehen auf derjenigen Seite des zweiten Planetenradsatzes (RS2) angeordnet ist, die dem vierten Planetenradsatz (RS4) abgewandt ist.
Automatgetriebe nach einem der Ansprüche 19 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass das im Kraftfluss zwischen der ersten und der achten Welle (1, 8) angeordnete Schaltelement (G) räumlich gesehen in einem Bereich axial zwischen dem vierten und zweiten Planetenradsatz (RS4, RS2) angeordnet ist, axial angrenzend an den zweiten Planetenradsatz (RS2).
Automatgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Planetenradsätze koaxial zueinander und in axialer Richtung hintereinander in einer Reihenfolge „RS1, RS4, RS2, RS3“ angeordnet sind.
Automatgetriebe nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schaltelement (A) räumlich gesehen in einem Bereich axial neben dem ersten Planetenradsatz (RS1) angeordnet ist, auf derjenigen Seite des ersten Planetenradsatzes (RS1), die dem vierten Planetenradsatz (RS4) abgewandt ist.
Automatgetriebe nach Anspruch 36 oder 37, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Schaltelement (B) räumlich gesehen in einem Bereich axial zwischen dem zweiten und dritten Planetenradsatz (RS2, RS3) angeordnet ist.
Automatgetriebe nach Anspruch 36, 37 oder 38, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Schaltelement (C) räumlich gesehen in einem Bereich axial zwischen dem zweiten und dritten Planetenradsatz (RS2, RS3) angeordnet ist, axial benachbart zum zweiten Schaltelement (B).
Automatgetriebe nach einem der Ansprüche 36 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass das vierte Schaltelement (D) räumlich gesehen in einem Bereich axial zwischen dem zweiten und dritten Planetenradsatz (RS2, RS3) angeordnet ist, axial benachbart zum dritten Planetenradsatz (RS3).
Automatgetriebe nach einem der Ansprüche 36 bis 40, dadurch gekennzeichnet, dass das fünfte Schaltelement (E) räumlich gesehen in einem Bereich axial zwischen dem zweiten und dritten Planetenradsatz (RS2, RS3) angeordnet ist, axial benachbart zum zweiten Planetenradsatz (RS2).
Automatgetriebe nach einem der Ansprüche 36 bis 40, dadurch gekennzeichnet, dass das fünfte Schaltelement (E) räumlich gesehen auf derjenigen Seite des zweiten Planetenradsatzes (RS2) angeordnet ist, die dem dritten Planetenradsatz (RS3) abgewandt ist.
Automatgetriebe nach Anspruch einem der Ansprüche 36 bis 42, dadurch gekennzeichnet, dass das im Kraftfluss zwischen der fünften Welle (5) und dem mit dem zweiten Schaltelement (B) verbundenen dritten Schaltelement (C) angeordnete Schaltelement (F) räumlich gesehen in einem Bereich axial zwischen dem zweiten und dritten Planetenradsatz (RS2, RS3) angeordnet ist, axial benachbart zum dritten Schaltelement (C).
Automatgetriebe nach einem der Ansprüche 36 bis 43, dadurch gekennzeichnet, dass das im Kraftfluss zwischen der ersten und der achten Welle (1, 8) angeordnete Schaltelement (G) räumlich gesehen in einem Bereich axial zwischen dem vierten und zweiten Planetenradsatz (RS4, RS2) angeordnet ist, axial angrenzend an den vierten Planetenradsatz (RS4).
Automatgetriebe nach einem der Ansprüche 36 bis 43, dadurch gekennzeichnet, dass das im Kraftfluss zwischen der ersten und der achten Welle (1, 8) angeordnete Schaltelement (G) räumlich gesehen in einem Bereich axial zwischen dem ersten und vierten Planetenradsatz (RS1, RS4) angeordnet ist, axial angrenzend an den vierten Planetenradsatz (RS4).
Automatgetriebe nach einem der Ansprüche 36 bis 43, dadurch gekennzeichnet, dass das im Kraftfluss zwischen der ersten und der achten Welle (1, 8) angeordnete Schaltelement (G) räumlich gesehen in einem Bereich axial zwischen dem zweiten und dritten Planetenradsatz (RS2, RS3) angeordnet ist, axial angrenzend an den zweiten Planetenradsatz (RS2).