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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mehrstufen-Automatgetriebe in Planetenbauweise, mit einem Gehäuse, mit mehreren drehbaren Wellen inklusive einer Antriebswelle und inklusive einer Abtriebswelle, mit vier Planetenradsätzen, die jeweils ein erstes, zweites und drittes Element aufweisen, sowie mit mehreren Schaltelementen, deren selektives Schließen verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen Antriebswelle und Abtriebswelle bewirken zum Schalten von mehreren Vorwärtsgängen und zumindest einem Rückwärtsgang.
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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.
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Ein derartiges Mehrgang-Automatgetriebe geht beispielsweise aus der
US 7,699,741 B1 hervor. Es umfasst im Wesentlichen inklusive einer Antriebswelle und einer Abtriebswelle insgesamt acht drehbare Wellen, 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. Konkret sieht das in der
US 7,699,741 B1 offenbarte Getriebeschema vor, dass
- • jeder der Planetenradsätze ein Sonnenrad, ein Hohlrad und einen Planetenradträger aufweist, wobei an dem Planetenradträger Planetenräder drehbar gelagert sind und jedes dieser Planetenräder sowohl mit dem Sonnenrad und dem Hohlrad dieses Planetenradsatzes in Zahneingriff ist,
- • die Antriebswelle als erste Welle des Getriebes ständig mit dem Planetenradträger des vierten Planetenradsatzes verbunden ist,
- • die Abtriebswelle als zweite Welle des Getriebes ständig mit dem Planetenradträger des zweiten Planetenradsatzes und ständig mit dem Planetenradträger des dritten Planetenradsatzes verbunden ist;
- • das Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes als dritte Welle des Getriebes ständig mit dem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes verbunden ist,
- • das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes die vierte Welle des Getriebes bildet,
- • das Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes die fünfte Welle des Getriebes bildet,
- • das Hohlrad des dritten Planetenradsatzes als sechste Welle des Getriebes ständig mit dem Planetenradträger des ersten Planetenradsatzes verbunden ist,
- • als siebte Welle des Getriebes das Hohlrad des dritten Planetenradsatzes ständig mit dem Planetenradträger des ersten Planetenradsatzes verbunden ist,
- • das Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes die achte Welle des Getriebes bildet,
- • das erste Schaltelement im Kraftfluss zwischen der dritten Welle und dem Getriebegehäuse angeordnet ist,
- • das zweite Schaltelement im Kraftfluss zwischen der vierten Welle und dem Getriebegehäuse angeordnet ist,
- • das dritte Schaltelement im Kraftfluss zwischen der ersten und der fünften Welle angeordnet ist,
- • das vierte Schaltelement im Kraftfluss zwischen der fünften und der achten Welle angeordnet ist, und
- • das fünfte Schaltelement im Kraftfluss zwischen der fünften und der siebten Welle angeordnet ist.
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Ein ähnliches Mehrgang-Automatgetriebe mit acht gruppenschaltungsfrei schaltbaren Vorwärtsgängen ist beispielsweise aus der
DE 10 2005 032 001 A1 bekannt. Hierbei ist in einer Getriebevariante vorgesehen, dass
- • jeder der vier Planetenradsätze ein Sonnenrad, ein Hohlrad und einen Planetenradträger aufweist, wobei an dem Planetenradträger Planetenräder drehbar gelagert sind und jedes dieser Planetenräder sowohl mit dem Sonnenrad und dem Hohlrad dieses Planetenradsatzes in Zahneingriff ist,
- • die Antriebswelle als erste Welle des Getriebes ständig mit dem Planetenradträger des vierten Planetenradsatzes verbunden ist,
- • die Abtriebswelle als zweite Welle des Getriebes ständig sowohl mit dem Planetenradträger des zweiten Planetenradsatzes als auch mit dem Planetenradträger des dritten Planetenradsatzes verbunden ist;
- • das Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes als dritte Welle des Getriebes ständig mit dem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes verbunden ist,
- • das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes die vierte Welle des Getriebes bildet,
- • das Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes als fünfte Welle des Getriebes ständig mit dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes verbunden ist,
- • das Hohlrad des dritten Planetenradsatzes als sechste Welle des Getriebes ständig mit dem Planetenradträger des ersten Planetenradsatzes verbunden ist,
- • das Hohlrad des vierten Planetenradsatzes die siebte Welle des Getriebes bildet,
- • das Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes die achte Welle des Getriebes bildet,
- • das erste Schaltelement im Kraftfluss zwischen der dritten Welle und dem Getriebegehäuse angeordnet ist,
- • das zweite Schaltelement im Kraftfluss zwischen der vierten Welle und dem Getriebegehäuse angeordnet ist,
- • das dritte Schaltelement im Kraftfluss zwischen der ersten und fünften Welle angeordnet ist,
- • das vierte Schaltelement im Kraftfluss zwischen der siebten und achten Welle angeordnet ist, und
- • das fünfte Schaltelement im Kraftfluss zwischen der fünften und siebten Welle angeordnet ist.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein alternatives Mehrstufengetriebe der eingangs genannten Art mit insgesamt vier Planetenradsätzen anzugeben, das mittels eines vergleichsweise gering modifizierten Getriebeschemas zumindest neun gruppenschaltungsfrei schaltbare Vorwärtsgänge aufweist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Automatgetriebe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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Demnach wird ein Automatgetriebe vorgeschlagen, welches ein Gehäuse, insgesamt zumindest neun drehbare Wellen inklusive einer Antriebswelle und inklusive einer Abtriebswelle, vier einzelne Planetenradsätze und sechs Schaltelemente aufweist, deren selektives Eingreifen verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen Antriebswelle und Abtriebswelle bewirken zum Schalten von zumindest neun Vorwärtsgängen und zumindest einem Rückwärtsgang. Jeder der vier Planetenradsätze weist drei verschiedene Elemente auf, also jeweils ein Sonnenrad, einen Planetenradträger und ein Hohlrad.
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Das zweite Element des vierten Planetenradsatzes bildet die als Antriebswelle ausgeführte erste Welle des Automatgetriebes. Das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes und das zweite Element des dritten Planetenradsatzes sind (in Art einer Koppelwelle) ständig drehfest oder drehelastisch miteinander verbunden und bilden die als Abtriebswelle ausgeführte zweite Welle des Automatgetriebes. Das erste Element des vierten Planetenradsatzes bildet die dritte Welle des Automatgetriebes. Das erste Element des dritten Planetenradsatzes bildet die fünfte Welle des Automatgetriebes. Das dritte Element des dritten Planetenradsatzes bildet die sechste Welle des Automatgetriebes. Das dritte Element des vierten Planetenradsatzes bildet die siebte Welle des Automatgetriebes. Das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes bildet die achte Welle des Automatgetriebes. Das erste Element des zweiten Planetenradsatzes bildet die neunte Welle des Automatgetriebes.
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Die dritte Welle ist über das erste Schaltelement am Getriebegehäuse festsetzbar. Die vierte Welle ist ständig direkt mit dem zweiten Schaltelement verbunden. Die erste Welle (Antriebswelle) ist ständig direkt mit dem dritten Schaltelement verbunden. Die siebte Welle ist ständig direkt mit dem vierten und fünften Schaltelement verbunden. Die achte Welle ist ständig direkt mit dem fünften und sechsten Schaltelement verbunden, wobei das sechste Schaltelement im Kraftfluss zwischen der achten Welle und dem dritten Schaltelement angeordnet ist. Die neunte Welle ist ständig direkt mit dem vierten Schaltelement verbunden, wobei das fünfte Schaltelement im Kraftfluss zwischen der siebten und der achten Welle angeordnet ist.
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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.
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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.
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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.
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Damit weist das erfindungsgemäße Automatgetriebe gegenüber dem Stand der Technik eine vollkommen eigenständige Kinematik auf. Unter Verwendung von sechs Schaltelementen sind neun Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang schaltbar.
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Vorzugsweise ist bei dem erfindungsgemäßen Automatgetriebe der zweite Planetenradsatze durch gleichzeitiges Schließen des vierten und fünften Schaltelementes verblockbar, sodass dann, wenn das vierte und fünfte Schaltelement gleichzeitig geschlossen sind, alle drei Elemente des zweiten Planetenradsatzes mit gleicher Drehzahl rotieren.
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Vorzugsweise ist bei dem erfindungsgemäßen Automatgetriebe der zweite Planetenradsatz durch gleichzeitiges Schließen des dritten, vierten und sechsten Schaltelementes mit der Antriebswelle verbindbar.
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In einer bevorzugten ersten Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das erste Element des ersten Planetenradsatzes ständig drehfest oder drehelastisch mit der dritten Welle verbunden ist, dass das dritte Element des ersten Planetenradsatzes die vierte Welle des Automatgetriebes bildet und über das zweite Schaltelement an dem Getriebegehäuse festsetzbar ist, dass das zweite Element des ersten Planetenradsatzes ständig drehfest oder drehelastisch mit der sechsten Welle verbunden ist, dass das dritte Schaltelement im Kraftfluss zwischen der ersten und der fünften Welle angeordnet ist, und dass das sechste Schaltelement im Kraftfluss zwischen der fünften und der achten Welle angeordnet ist.
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Das zweite Schaltelement ist in diesem Fall also im Kraftschluss zwischen der vierten Welle und dem Getriebegehäuse angeordnet, sodass das dritte Element des ersten Planetenradsatzes über das zweite Schaltelement an dem Getriebegehäuse festsetzbar ist. Das erste Element des dritten Planetenradsatzes ist durch Schließen des dritten Schaltelementes mit der ersten Welle (Antriebswelle) verbindbar, durch Schließen des sechsten Schaltelementes mit dem dritten Element des zweiten Planetenradsatzes verbindbar, durch gleichzeitiges Schließen des fünften und sechsten Schaltelementes mit dem dritten Element des vierten Planetenradsatzes verbindbar, und durch gleichzeitiges Schließen des vierten, fünften und sechsten Schaltelementes mit dem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes verbindbar.
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Dieses Automatgetriebe weist drei Koppelwellen auf, über die die vier Planetenradsätze ständig miteinander verbunden sind, nämlich die zweite Welle zur ständigen Kopplung des zweiten Elementes des zweiten Planetenradsatzes mit dem zweiten Element des dritten Planetenradsatzes, die dritte Welle zur ständigen Kopplung des ersten Elementes des ersten Planetenradsatzes mit dem ersten Element des vierten Planetenradsatzes, sowie die sechste Welle zur ständigen Kopplung des zweiten Elementes des ersten Planetenradsatzes mit dem dritten Element des dritten Planetenradsatzes.
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Gegenüber dem aus
2 der
DE 10 2005 032 001 A1 bekannten 8-Gang-Automatgetriebe beispielsweise ist also in derjenigen Koppelwelle, die das Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes mit dem Sonnenrad des mit der Abtriebswelle verbundenen dritten Planetenradsatzes verbindet, einer zusätzlichen Trennkupplung vorgesehen, wobei wesentlich ist, dass das Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes unverändert ständig mit dem fünften Schaltelement verbunden und über dieses fünfte Schaltelement mit dem vierten Schaltelement und dem Hohlrad des mit der Antriebswelle verbundenen vierten Planetenradsatzes verbindbar ist, und dass das Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes unverändert ständig mit dem dritten Schaltelement verbunden und über dieses dritte Schaltelement mit der Antriebswelle verbindbar ist. Diese Modifikation des Getriebeschemas ermöglicht in überraschender Weise einen zusätzlichen Vorwärtsgang, der von seiner Übersetzung her zwischen dem vierten und fünften Vorwärtsgang des aus der
DE 10 2005 032 001 A1 bekannten 8-Gang-Automatgetriebes liegt.
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In einer bevorzugten zweiten Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das dritte Element des ersten Planetenradsatzes ständig drehfest oder drehelastisch mit dem Getriebegehäuse verbunden ist, dass das erste Element des ersten Planetenradsatzes die vierte Welle des Automatgetriebes bildet und über das zweite Schaltelement mit der dritten Welle verbindbar ist, dass das zweite Element des ersten Planetenradsatzes ständig drehfest oder drehelastisch mit der sechsten Welle verbunden ist, dass das dritte Schaltelement im Kraftfluss zwischen der ersten und der fünften Welle angeordnet ist, und dass das sechste Schaltelement (F) im Kraftfluss zwischen der fünften und der achten Welle (5, 8) angeordnet ist.
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Das zweite Schaltelement ist in diesem Fall also im Kraftschluss zwischen der vierten Welle und der dritten Welle angeordnet, sodass das erste Element des ersten Planetenradsatzes über das zweite Schaltelement mit dem ersten Element des vierten Planetenradsatzes verbindbar ist.
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Dabei weist dieses Aurtomatgetriebe nur zwei Koppelwellen auf, über die die vier Planetenradsätze ständig miteinander verbunden sind, nämlich die zweite Welle zur ständigen Kopplung des zweiten Elementes des zweiten Planetenradsatzes mit dem zweiten Element des dritten Planetenradsatzes, sowie die sechste Welle zur ständigen Kopplung des zweiten Elementes des ersten Planetenradsatzes mit dem dritten Element des dritten Planetenradsatzes.
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Wie bei der bevorzugten ersten Ausführungsform ist das erste Element des dritten Planetenradsatzes durch Schließen des dritten Schaltelementes mit der ersten Welle (Antriebswelle) verbindbar, durch Schließen des sechsten Schaltelementes mit dem dritten Element des zweiten Planetenradsatzes verbindbar, durch gleichzeitiges Schließen des fünften und sechsten Schaltelementes mit dem dritten Element des vierten Planetenradsatzes verbindbar, und durch gleichzeitiges Schließen des vierten, fünften und sechsten Schaltelementes mit dem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes verbindbar.
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In einer bevorzugten dritten Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das dritte Element des ersten Planetenradsatzes ständig drehfest oder drehelastisch mit dem Getriebegehäuse verbunden ist, dass das erste Element des ersten Planetenradsatzes ständig drehfest oder drehelastisch mit der dritten Welle verbunden ist, dass das zweite Element des ersten Planetenradsatzes die vierte Welle des Automatgetriebes bildet und über das zweite Schaltelement mit der sechsten Welle verbindbar ist, dass das dritte Schaltelement im Kraftfluss zwischen der ersten und der fünften Welle angeordnet ist, und dass das sechste Schaltelement im Kraftfluss zwischen der fünften und der achten Welle angeordnet.
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Das zweite Schaltelement ist in diesem Fall also im Kraftschluss zwischen der vierten Welle und der sechsten Welle angeordnet, sodass das zweite Element des ersten Planetenradsatzes über das zweite Schaltelement mit dem dritten Element des dritten Planetenradsatzes verbindbar ist.
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Dabei weist dieses Automatgetriebe nur zwei Koppelwellen auf, über die die vier Planetenradsätze ständig miteinander verbunden sind, nämlich die zweite Welle zur ständigen Kopplung des zweiten Elementes des zweiten Planetenradsatzes mit dem zweiten Element des dritten Planetenradsatzes, sowie die dritte Welle zur ständigen Kopplung des ersten Elementes des ersten Planetenradsatzes mit dem ersten Element des vierten Planetenradsatzes.
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Wie bei der bevorzugten ersten und zweiten Ausführungsform ist das erste Element des dritten Planetenradsatzes ist durch Schließen des dritten Schaltelementes mit der ersten Welle (Antriebswelle) verbindbar, durch Schließen des sechsten Schaltelementes mit dem dritten Element des zweiten Planetenradsatzes verbindbar, durch gleichzeitiges Schließen des fünften und sechsten Schaltelementes mit dem dritten Element des vierten Planetenradsatzes verbindba, und durch gleichzeitiges Schließen des vierten, fünften und sechsten Schaltelementes mit dem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes verbindbar.
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In einer bevorzugten vierten Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das dritte Element des ersten Planetenradsatzes ständig drehfest oder drehelastisch mit dem Getriebegehäuse verbunden ist, dass das erste Element des ersten Planetenradsatzes ständig drehfest oder drehelastisch mit der dritten Welle verbunden ist, dass das zweite Element des ersten Planetenradsatzes ständig drehfest oder drehelastisch mit der sechsten Welle verbunden ist, dass die vierte Welle mit keinem der Planetenradsätze direkt verbunden ist, dass das zweite Schaltelement im Kraftfluss zwischen der vierten und der fünften Welle angeordnet ist, und dass das sechste Schaltelement im Kraftfluss zwischen der vierten und der achten Welle angeordnet ist.
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Das zweite Schaltelement ist in diesem Fall also im Kraftschluss zwischen der vierten Welle und der fünften Welle angeordnet, sodass das erste Element des dritten Planetenradsatzes durch gleichzeitiges Schließen des zweiten und dritten Schaltelementes mit der ersten Welle (Antriebswelle) verbindbar ist, durch gleichzeitiges Schließen des zweiten und sechsten Schaltelementes mit dem dritten Element des zweiten Planetenradsatzes verbindbar ist, durch gleichzeitiges Schließen des zweiten, fünften und sechsten Schaltelementes mit dem dritten Element des vierten Planetenradsatzes verbindbar ist, und durch gleichzeitiges Schließen des zweiten, vierten, fünften und sechsten Schaltelementes mit dem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes verbindbar ist.
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Dabei weist dieses Automatgetriebe drei Koppelwellen auf, über die die vier Planetenradsätze ständig miteinander verbunden sind, nämlich die zweite Welle zur ständigen Kopplung des zweiten Elementes des zweiten Planetenradsatzes mit dem zweiten Element des dritten Planetenradsatzes, die dritte Welle zur ständigen Kopplung des ersten Elementes des ersten Planetenradsatzes mit dem ersten Element des vierten Planetenradsatzes, sowie die sechste Welle zur ständigen Kopplung des zweiten Elementes des ersten Planetenradsatzes mit dem dritten Element des dritten Planetenradsatzes. Dies sind die gleichen drei Koppelwellen wie bei dem Automatgetriebe gemäß der bevorzugten ersten Ausführungsform.
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Vorzugsweise sind bei dem erfindungsgemäßen Automatgetriebe in jedem Gang vier der sechs Schaltelemente 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 so genannte Gruppenschaltungen vermieden werden.
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Um zumindest neun Vorwärtsgänge und zumindest einen Rückwärtsgang darzustellen, kann ein derartiges Getriebes folgende Schaltlogik bzw. Ganglogik aufweisen: Im ersten Vorwärtsgang sind das erste, zweite, dritte und sechste Schaltelement geschlossen bzw. drehmomentübertragend. Im zweiten Vorwärtsgang sind das erste, zweite, fünfte und sechste Schaltelement geschlossen bzw. drehmomentübertragend. Im dritten Vorwärtsgang sind das zweite, dritte, fünfte und sechste Schaltelement geschlossen bzw. drehmomentübertragend. Im vierten Vorwärtsgang sind das zweite, vierte, fünfte und sechste Schaltelement geschlossen bzw. drehmomentübertragend. Im fünften Vorwärtsgang sind das zweite, dritte, vierte und fünfte Schaltelement geschlossen bzw. drehmomentübertragend. Im sechsten Vorwärtsgang sind das zweite, dritte, vierte und sechste Schaltelement geschlossen bzw. drehmomentübertragend. Im siebten Vorwärtsgang sind das dritte, vierte, fünfte und sechste Schaltelement geschlossen bzw. drehmomentübertragend. Im achten Vorwärtsgang sind das erste, dritte, vierte und sechste Schaltelement geschlossen bzw. drehmomentübertragend. Im neunten Vorwärtsgang sind das erste, vierte, fünfte und sechste Schaltelement geschlossen bzw. drehmomentübertragend. Im Rückwärtsgang sind das erste, zweite, vierte und sechste Schaltelement geschlossen bzw. drehmomentübertragend.
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Die erfindungsgemäße Kinematik des Automatgetriebes mit den direkten Verbindungen zwischen dem vierten und fünften Schaltelement, zwischen dem fünften und sechsten Schaltelement und zwischen dem sechsten und dritten Schaltelement ermöglicht in vorteilhafter Weise ein räumlich kompakte Schaltelementanordnung unter Verwendung von gemeinsamen Lamellenträgern.
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Alle vier Planetenradsätze können als so genannte Minus-Planetenradsätze ausgeführt sein, deren jeweilige Planetenräder mit Sonnenrad und Hohlrad des jeweiligen Planetenradsatzes kämmen.
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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.
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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.
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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.
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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;
- • je nach kinematischer Anbindung des zweiten Schaltelementes an die anderen Getriebekomponenten, das zweite Schaltelement zumindest teilweise in einem Bereich radial über dem ersten Planetenradsatz anzuordnen, oder alternativ auf der dem vierten Planetenradsatz abgewandten Seite des ersten Planetenradsatzes (dabei vorzugsweise axial benachbart zum ersten Planetenradsatz), oder alternativ in einem Bereich axial zwischen dem ersten und dritten Planetenradsatz, oder alternativ auf der dem ersten Planetenradsatz abgewandten Seite des dritten Planetenradsatzes (dabei vorzugsweise axial benachbart zum dritten Planetenradsatz), oder alternativ als Klauenkupplung ausgeführt zumindest teilweise in einem Bereich zentrisch innerhalb des ersten Elementes des ersten Planetenradsatzes, oder alternativ als Klauenkupplung ausgeführt zumindest teilweise in einem Bereich zentrisch innerhalb des ersten Elementes des dritten Planetenradsatzes;
- • das dritte Schaltelement auf der dem ersten Planetenradsatz abgewandten Seite des dritten Planetenradsatzes anzuordnen (dabei vorzugsweise benachbart zum sechsten Schaltelement), oder alternativ auf der dem vierten Planetenradsatze abgewandten Seite des zweiten Planetenradsatzes, oder alternativ zumindest teilweise radial über dem zweiten Planetenradsatz, oder alternativ zumindest teilweise in einem Bereich radial über dem vierten Planetenradsatz;
- • das vierte Schaltelement in einem Bereich axial zwischen dem zweiten und vierten Planetenradsatz anzuordnen, oder alternativ auf der dem vierten Planetenradsatz abgewandten Seite des zweiten Planetenradsatzes, oder alternativ in einem Bereich axial zwischen dem zweiten und vierten Planetenradsatz;
- • das fünfte Schaltelement zumindest teilweise in einem Bereich radial über dem zweiten Planetenradsatz anzuordnen, oder alternativ in einem Bereich axial zwischen dem zweiten und vierten Planetenradsatz;
- • das sechste Schaltelement auf der dem ersten Planetenradsatz abgewandten Seite des dritten Planetenradsatzes anzuordnen, oder alternativ auf der dem vierten Planetenradsatz abgewandten Seite des zweiten Planetenradsatzes.
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In Verbindung mit der Planetenradsatz-Reihenfolge „erster, vierter, zweiter, dritter Planetenradsatz“ wird als vorteilhafte räumliche Anordnung der Schaltelemente vorgeschlagen,
- • erste Schaltelement räumlich gesehen auf derjenigen Seite des ersten Planetenradsatzes anzuordnen, die dem vierten Planetenradsatz abgewandt ist;
- • je nach kinematischer Anbindung des zweiten Schaltelementes an die anderen Getriebekomponenten, das zweite Schaltelement zumindest teilweise in einem Bereich radial über dem ersten Planetenradsatz anzuordnen, oder alternativ auf der dem vierten Planetenradsatz abgewandten Seite des ersten Planetenradsatzes (dabei vorzugsweise axial benachbart zum ersten Planetenradsatz), oder alternativ in einem Bereich axial zwischen dem ersten und vierten Planetenradsatz, oder alternativ zumindest teilweise in einem Bereich axial zwischen dem zweiten und dritten Planetenradsatz (dabei vorzugsweise axial benachbart zum dritten Planetenradsatz), oder alternativ zumindest teilweise in einem Bereich radial über dem dritten Planetenradsatz, oder alternativ in einem Bereich axial zwischen dem zweiten und dritten Planetenradsatz (dabei vorzugsweise axial benachbart zum vierten Schaltelement), oder alternativ als Klauenkupplung ausgeführt zumindest teilweise in einem Bereich zentrisch innerhalb des ersten Elementes des ersten Planetenradsatzes, oder alternativ als Klauenkupplung ausgeführt zumindest teilweise in einem Bereich zentrisch innerhalb des ersten Elementes des dritten Planetenradsatzes;
- • das dritte Schaltelement in einem Bereich axial zwischen dem zweiten und dritten Planetenradsatz anzuordnen (dabei beispielsweise axial benachbart zum dritten Planetenradsatz), oder alternativ in einem Bereich axial zwischen dem zweiten und vierten Planetenradsatz;
- • das vierte Schaltelement in einem Bereich axial zwischen dem zweiten und vierten Planetenradsatz anzuordnen, oder alternativ auf der dem vierten Planetenradsatz abgewandten Seite des zweiten Planetenradsatzes, oder alternativ axial zwischen dem zweiten und dritten Planetenradsatz (dabei vorzugsweise axial benachbart zum zweiten Planetenradsatz);
- • das fünfte Schaltelement in einem Bereich axial zwischen dem zweiten und dritten Planetenradsatz anzuordnen (dabei vorzugsweise benachbart zum vierten und /oder sechsten Schaltelement, wobei das Lamellenpaket des fünften Schaltelementes in axialer Richtung gesehen beispielsweise radial über dem Lamellenpaket des vierten Schaltelementes und axial neben dem Lamellenpaket des sechsten Schaltelementes und axial neben dem zweiten Planetenradsatz angeordnet ist);
- • das sechste Schaltelement in einem Bereich axial zwischen dem zweiten und dritten Planetenradsatz anzuordnen (dabei vorzugsweise benachbart zum dritten und/oder fünften Schaltelement).
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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 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 vier der Schaltelemente im Eingriff sind, andererseits auch infolge geringer Verzahnungsverluste in den einfach aufgebauten Einzel-Planetenradsätzen.
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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 beispielsweise das erste und zweite Schaltelement, insbesondere das in vielen Vorwärtsgängen und im Rückwärtsgang drehmomentführende zweite Schaltelement.
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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.
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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.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Gleiche bzw. vergleichbare Bauteile sind dabei auch mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen 9-Gang-Automatgetriebes;
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2 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen 9-Gang-Automatgetriebes;
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3 eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen 9-Gang-Automatgetriebes;
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4 eine schematische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen 9-Gang-Automatgetriebes;
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5 ein beispielhaftes Schaltschema für die Getriebe gemäß 1 bis 4;
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6 eine alternative Bauteilanordnung für das Getriebe gemäß 1;
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7 eine alternative Bauteilanordnung für das Getriebe gemäß 2;
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8 eine alternative Bauteilanordnung für das Getriebe gemäß 3;
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9 eine erste alternative Bauteilanordnung für das Getriebe gemäß 4;
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10 eine zweite alternative Bauteilanordnung für das Getriebe gemäß 4;
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11 eine Tabelle mit Varianten der Getriebe gemäß 1 bis 4;
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12 eine schematische Darstellung einer ersten Alternative zum Getriebe gemäß 1;
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13 eine schematische Darstellung einer zweiten Alternative zum Getriebe gemäß 1;
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14 eine schematische Darstellung einer dritten Alternative zum Getriebe gemäß 1;
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15 eine schematische Darstellung einer ersten Alternative zum Getriebe gemäß 2;
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16 eine schematische Darstellung einer zweiten Alternative zum Getriebe gemäß 2;
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17 eine schematische Darstellung einer dritten Alternative zum Getriebe gemäß 2;
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18 eine schematische Darstellung einer ersten Alternative zum Getriebe gemäß 3;
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19 eine schematische Darstellung einer zweiten Alternative zum Getriebe gemäß 3;
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20 eine schematische Darstellung einer dritten Alternative zum Getriebe gemäß 3;
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21 eine schematische Darstellung einer ersten Alternative zum Getriebe gemäß 4;
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22 eine schematische Darstellung einer zweiten Alternative zum Getriebe gemäß 4; und
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23 eine schematische Darstellung einer dritten Alternative zum Getriebe gemäß 4.
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In 1 ist das Radsatzschema eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen 9-Gang-Automatgetriebes dargestellt. Das Getriebe umfasst inklusive einer Antriebswelle AN und inklusive einer Abtriebswelle AB neun drehbare Wellen 1 bis 9, vier Planetenradsätze RS1, RS2, RS3, RS4 und sechs Schaltelemente A, B, C, D, E, F, 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.
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Die Schaltelemente A und B sind als Bremsen ausgebildet, die im dargestellten Ausführungsbeispiel als reibschlüssig schaltbare Lamellenbremsen ausgeführt sind, in einer anderen Ausgestaltung auch als reibschlüssig schaltbare Bandbremse oder beispielsweise auch als formschlüssig schaltbare Klauen- oder Konusbremse ausgeführt sein können. Die anderen Schaltelemente C, D, E und F 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 sechs Schaltelementen A bis F ist ein selektives Schalten von neun Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang realisierbar, was später anhand 5 noch näher erläutert wird.
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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:
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 ST2 des zweiten Planetenradsatzes RS2 und der Planetenradträger ST3 des dritten Planetenradsatzes RS3 sind ständig – in Art einer ersten Koppelwelle – drehfest oder drehelastisch miteinander verbunden, ständig drehfest oder drehelastisch mit der Abtriebswelle AB verbunden und bilden die mit 2 bezeichnete zweite Welle des Automatgetriebes. Das Sonnenrad SO1 des ersten Planetenradsatzes RS1 und das Sonnenrad SO4 des vierten Planetenradsatzes RS4 sind ständig – in Art einer zweiten Koppelwelle – drehfest oder drehelastisch miteinander verbunden. Das Sonnenrad SO4 des vierten Planetenradsatzes RS4 bildet hier zusammen mit dem Sonnenrad SO1 des ersten Planetenradsatzes RS1 die mit 3 bezeichnete dritte Welle des Automatgetriebes. Das Hohlrad HO1 des ersten Planetenradsatzes RS1 bildet die mit 4 bezeichnete vierte Welle des Automatgetriebes. Das Sonnenrad SO3 des dritten Planetenradsatzes RS3 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 ständig – in Art einer dritten Koppelwelle – drehfest oder drehelastisch miteinander verbunden. Das Hohlrad HO3 des dritten Planetenradsatzes RS3 bildet hier zusammen mit dem Planetenradträger ST1 des ersten Planetenradsatzes die mit 6 bezeichnete sechste Welle des Automatgetriebes. Das Hohlrad HO4 des vierten Planetenradsatzes RS4 bildet die mit 7 bezeichnete siebte Welle des Automatgetriebes. Das Hohrad HO2 des zweiten Planetenradsatzes RS2 bildet die mit 8 bezeichnete achte Welle des Automatgetriebes. Das Sonnenrad SO2 des zweiten Planetenradsatzes RS2 bildet die mit 9 bezeichnete neunte Welle des Automatgetriebes.
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Hinsichtlich der Kopplung der sechs Schaltelemente A bis F an die so beschriebenen neun Wellen 1 bis 9 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 dem Getriebegehäuse GG 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 siebten Welle 7 und der neunten Welle 9 angeordnet. Das fünfte Schaltelement E ist im Kraftfluss zwischen der siebten Welle 7 und der achten Welle 8 angeordnet. Das sechste Schaltelement F ist im Kraftfluss zwischen der fünften Welle 5 und der achten Welle 8 angeordnet.
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Durch gleichzeitiges Schließen der Kupplungen D und E ist der zweite Planetenradsatz RS2 verblockbar. Im verblockten Zustand sind hier dann Sonnenrad SO2 und Hohlrad HO2 miteinander verbunden, mit der Folge, dass dann Sonnenrad SO2, Planetenradträger ST2 und Hohlrad HO2 mit gleicher Drehzahl rotieren. Durch gleichzeitiges Schließen der Kupplungen D, E und F ist die fünfte Welle 5 gleichzeitig mit der siebten, achten und neunten Welle 7, 8, 9 verbindbar. Durch gleichzeitiges Schließen der Kupplungen E und F ist die fünfte Welle 5 gleichzeitig mit der siebten und achten Welle 7, 8 verbindbar. Durch gleichzeitiges Schließen der Kupplungen C und F ist die erste Welle 1 (Antriebswelle AN) gleichzeitig mit der fünften und achten Welle 5, 8 verbindbar. Durch gleichzeitiges Schließen der Kupplungen C, E und F ist die erste Welle 1 (Antriebswelle AN) mit der siebten Welle 7 verbindbar. Durch gleichzeitiges Schließen der Kupplungen C, D, E und F ist die erste Welle 1 (Antriebswelle AN) gleichzeitig mit der fünften, siebten, achten und neunten Welle 5, 7, 8, 9 verbindbar.
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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.
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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. Das in 1 dargestellte Ausführungsbeispiel eignet sich aufgrund der schlanken Gehäusestruktur besonders gut für den Einbau in ein Kraftfahrzeug mit so genanntem „Standard-Antrieb“.
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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 (auf der Antriebsseite des Getriebegehäuses angeordneten) 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 konstruktiv einfach in einer antriebsnahen Gehäusewand des Getriebegehäuses GG integriert sein.
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Wie aus 1 weiterhin ersichtlich, ist zumindest das Lamellenpaket der Bremse B räumlich gesehen in einem Bereich radial über ersten Planetenradsatzes RS1 angeordnet. Mit Druck- und Schmiermittel versorgt werden kann die Bremse B in einfacher Weise von Gehäuse GG her. Die Bremse B kann konstruktiv einfach in dem Getriebegehäuse GG oder in einer antriebsnahen Gehäusewand des Getriebegehäuses GG integriert sein.
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Wie aus 1 weiterhin ersichtlich, sind alle vier Kupplungen C, D, E und F räumlich gesehen in einem Bereich axial zwischen dem (auf der Abtriebsseite des Getriebegehäuses GG angeordneten) dritten Planetenradsatz RS3 und dem (dem dritten Planentenradsatz RS3 zugewandten) zweiten Planetenradsatz RS2 angeordnet, in axialer Richtung ausgehend vom dritten Planetenradsatz RS3 gesehen nebeneinander in der Reihenfolge „C-F-E-D“. Während die Kupplung C also axial an den dritten Planetenradsatz RS3 angrenzt, grenzt die Kupplung D axial an den zweiten Planetenradsatz RS2 an. Wie in 1 bereits angedeutet, kann die Kupplung D in axialer Richtung gesehen auch radial unter der Kupplung E angeordnet sein; insbesondere kann das Lamellenpaket der Kupplung D in axialer Richtung gesehen radial unter dem Lamellenpaket der Kupplung E angeordnet sein. Die drei Kupplungen C, E und F sind beispielhaft auf zumindest annährend gleichem Durchmesser angeordnet, was in vorteilhafter Weise die Verwendung von baugleichen Lamellen ermöglicht, also zur Kosteneinsparung beiträgt. Für die Kupplungen D und E ist in fertigungstechnisch vorteilhafter Weise ein gemeinsamer Lamellenträger vorgesehen, der einen Abschnitt der siebten Welle 7 des Getriebes bildet und hier beispielhaft als Außenlamellenträger für die Kupplung D und als Innenlamellenträger für die Kupplung E ausgebildet ist. Für die Kupplungen E und F ist in fertigungstechnisch vorteilhafter Weise ein gemeinsamer Lamellenträger vorgesehen, der einen Abschnitt der achten Welle 8 des Getriebes bildet und hier beispielhaft für beide Kupplungen E und F als Außenlamellenträger ausgebildet ist. Für die Kupplungen C und F ist in fertigungstechnisch vorteilhafter Weise ein gemeinsamer Lamellenträger vorgesehen, der einen Abschnitt der fünften Welle 5 des Getriebes bildet und als Außenlamellenträger für die Kupplung C und als Innenlamellenträger für die Kupplung F ausgebildet ist. Entsprechend bildet der Innenlamellenträger der Kupplung D einen Abschnitt der neunten Welle 9 und der Innenlamellenträger der Kupplung C einen Abschnitt der ersten Welle 1.
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Mit Druck- und Schmiermittel versorgt werden kann die Kupplung C in konstruktiv einfacher Weise beispielsweise von der Antriebswelle AN her kommend über eine mit der Antriebswelle AN verdrehfest verbundene Nabe des Innenlamellenträgers der Kupplung C. Mit Druck- und Schmiermittel versorgt werden können die Kupplungen E und F in konstruktiv vergleichsweise einfacher Weise beispielsweise von der Antriebswelle AN her kommend über eine auf der Antriebswelle AN drehbar gelagerte Nabe des gemeinsamen Außenlamellenträgers der beiden Kupplungen E, F. Mit Druck- und Schmiermittel versorgt werden kann die Kupplung B beispielsweise von der Antriebswelle AN her kommend über eine Nabe des auf der Antriebswelle AN drehbar gelagerten Außenlamellenträgers der Kupplung D.
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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, zumindest das Lamellenpaket der Kupplung D räumlich gesehen auf derjenigen Seite des vierten Planetenradsatzes RS2 anzuordnen, die dem vierten Planetenradsatz RS4 zugewandt ist, also in einem Bereich axial zwischen dem zweiten und vierten Planetenradsatz RS2, RS4. Um axiale Getriebebaulänge zu sparen, kann es beispielsweise auch zweckmäßig sein, das Lamellenpaket der Kupplung F in axialer Richtung gesehen radial über dem Lamellenpaket der Kupplung E anzuordnen. Um axiale Getriebebaulänge zu sparen, kann es beispielsweise auch zweckmäßig sein, das Lamellenpaket der Kupplung C in axialer Richtung gesehen radial unter dem Lamellenpaket der Kupplung F anzuordnen.
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In 2 ist das Radsatzschema eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen 9-Gang-Automatgetriebes dargestellt., abgeleitet aus dem Getriebeschema gemäß 1. Die Unterschiede zu dem Getriebeschema gemäß 1 betreffen im Wesentlichen nur die kinematische Ankopplung des ersten Planetenradsatzes RS1 und des zweiten Schaltelementes B an die anderen Getriebekomponenten.
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Wie in 2 ersichtlich, ist nunmehr das Hohlrad HO1 des ersten Planetenradsatzes RS1 ständig drehfest oder drehelastisch mit dem Getriebegehäuse GG verbunden. Ähnlich wie in 1 bildet das Sonnenrad SO4 des vierten Planetenradsatzes RS4 die dritte Welle 3 des Automatgetriebes. Nunmehr bildet das Sonnenrad SO1 des ersten Planetenradsatzes RS1 die ständig direkt mit dem zweiten Schaltelement B verbundene vierte Welle 4 des Automatgetriebes. Diese vierte Welle 4 ist über das jetzt als Kupplung ausgebildete zweite Schaltelement B nunmehr mit der dritten Welle 3 des Automatgetriebes verbindbar. Wie in 1 ist das Hohlrad HO3 des dritten Planetenradsatzes RS3 als sechste Welle 6 des Automatgetriebes ständig mit dem Planetenradträger ST1 des ersten Planetenradsatzes RS1 verbunden.
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Im Unterschied zu dem Automatgetriebe gemäß 1 ist bei dem Automatgetriebe gemäß 2 das zweite Schaltelement B also im Kraftfluss zwischen der vierten Welle 4 (jetzt Sonnenrad SO1 des ersten Planetenradsatzes RS1) und der dritten Welle 3 (jetzt Sonnenrad SO4 des vierten Planetenradsatzes RS4) angeordnet, wodurch die Sonnenräder SO1 und SO4 einerseits durch Schließen des zweiten Schaltelementes B miteinander verbindbar sind und andererseits durch gleichzeitiges Schließen des ersten Schaltelementes A und zweiten Schaltelementes B zusammen an dem Getriebegehäuse GG festsetzbar sind. Damit weist das Automatgetriebe gemäß 2 im Unterschied zu dem Automatgetriebe gemäß 1 nur zwei Koppelwellen auf, über die die einzelnen Planetenradsätze miteinander ständig verbunden sind, nämlich die zweite Welle 2 zur ständigen Kopplung des Planetenradträgers ST2 des zweiten Planetenradsatzes RS2 mit dem Planetenradträger ST3 des dritten Planetenradsatzes RS3, sowie die bereits erwähnte sechste Welle 6 zur ständigen Kopplung des Planetenradträgers ST1 des ersten Planetenradsatzes RS1 mit dem Hohlrad HO3 des dritten Planetenradsatzes RS3.
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Wie in 2 weiterhin ersichtlich, sind alle vier Planetenradsätze RS1 bis RS4 wie in 1 als einfache Minus-Planetenradsätze ausgebildet und räumlich gesehen koaxial nebeneinander mit der definierten Reihenfolge „erster, vierter, zweiter, dritter Planetenradsatz“ (also Anordnung „RS1-RS4-RS2-RS3“) angeordnet. Auch die räumliche Anordnung des als Bremse ausgeführten Schaltelementes A und die räumliche Anordnung der als Kupplung ausgeführten vier Schaltelemente C bis F wurde aus 1 unverändert übernommen.
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Im Unterschied zu 1 sind nunmehr die Bremse A und die Kupplung B räumlich gesehen axial neben dem ersten Planetenradsatzes RS1 angeordnet, auf der Seite des Planetenradsatzes RS1, die dem Planetenradsatz RS4 abgewandt ist. Die Bremse A ist unverändert auf einem vergleichsweise großen Durchmesser im Bereich des Außendurchmessers des Getriebegehäuses GG angeordnet und kann in einfacher Weise von Gehäuse GG her mit Druck- und Kühlmittel versorgt werden. Räumlich gesehen ist die Kupplung B axial zwischen dem Innenlamellenträger der Bremse A und dem ersten Planetenradsatz RS1 angeordnet. Mit Druck- und Schmiermittel versorgt werden kann die Kupplung B beispielsweise von der Antriebswelle AN her über die die Antriebswelle AN radial umschließende dritte Welle 3.
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Ist die Kupplung B in Abweichung zu 2 als Klauenkupplung ausgebildet, so kann sie räumlich gesehen auch zumindest teilweise zentrisch innerhalb des Sonnenrads SO1 des ersten Planetenradsatzes RS1 angeordnet sein und dabei einen Abschnitt der dritten Welle 3 radial umschließen.
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In 3 ist das Radsatzschema eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen 9-Gang-Automatgetriebes dargestellt, ebenfalls abgeleitet aus dem Getriebeschema gemäß 1. Die Unterschiede zu dem Getriebeschema gemäß 1 betreffen wiederum nur die kinematische Ankopplung des ersten Planetenradsatzes RS1 und des zweiten Schaltelementes B an die anderen Getriebekomponenten.
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Wie in 3 ersichtlich, ist nunmehr das Hohlrad HO1 des ersten Planetenradsatzes RS1 ständig drehfest oder drehelastisch mit dem Getriebegehäuse GG verbunden. Wie in 1 ist das Sonnenrad SO4 des vierten Planetenradsatzes RS4 als dritte Welle 3 des Automatgetriebes ständig mit dem Sonnenrad SO1 des ersten Planetenradsatzes RS1 verbunden, sodass die Sonnenräder SO1 und SO4 durch Schließen des ersten Schaltelementes A zusammen an dem Getriebegehäuse GG festsetzbar sind. Nunmehr bildet der Planetenradträger ST1 des ersten Planetenradsatzes RS1 die ständig mit dem zweiten Schaltelement B verbundene vierte Welle 4 des Automatgetriebes. Diese vierte Welle 4 ist über das jetzt als Kupplung ausgebildete zweite Schaltelement B nunmehr mit der sechsten Welle 6 des Automatgetriebes verbindbar, wobei die sechste Welle 6 ihrerseits durch das Hohlrad HO3 des dritten Planetenradsatzes RS3 gebildet wird.
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Im Unterschied zu dem Automatgetriebe gemäß 1 ist bei dem Automatgetriebe gemäß 3 das zweite Schaltelement also im Kraftfluss zwischen der vierten Welle 4 (jetzt Planetenradträger ST1 des ersten Planetenradsatzes RS1) und der sechsten Welle 6 (Hohlrad HO3 des dritten Planetenradsatzes RS3) angeordnet. Damit weist das Automatgetriebe gemäß 3 im Unterschied zu dem Automatgetriebe gemäß 1 nur zwei Koppelwellen auf, über die die einzelnen Planetenradsätze miteinander ständig verbunden sind, nämlich die zweite Welle 2 zur ständigen Kopplung des Planetenradträgers ST2 des zweiten Planetenradsatzes RS2 mit dem Planetenradträger ST3 des dritten Planetenradsatzes RS3, sowie die bereits erwähnte dritte Welle 3 zur ständigen Kopplung des Sonnenrades SO1 des ersten Planetenradsatzes RS1 mit dem Sonnenrad SO4 des vierten Planetenradsatzes RS4.
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Wie in 3 weiterhin ersichtlich, sind alle vier Planetenradsätze RS1 bis RS4 wie in 1 als einfache Minus-Planetenradsätze ausgebildet und räumlich gesehen koaxial nebeneinander mit der definierten Reihenfolge „erster, vierter, zweiter, dritter Planetenradsatz“ (also Anordnung „RS1-RS4-RS2-RS3“) angeordnet. Auch die räumliche Anordnung des als Bremse ausgeführten Schaltelementes A und die räumliche Anordnung der als Kupplung ausgeführten vier Schaltelemente C bis F wurde aus 1 unverändert übernommen.
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Im Unterschied zu 1 ist die Kupplung B räumlich gesehen in einem Bereich axial zwischen dem ersten Planetenradsatzes RS1 und vierten Planetenradsatz RS4 angeordnet. Mit Druck- und Schmiermittel versorgt werden kann die Kupplung B beispielsweise von der Antriebswelle AN her über die die Antriebswelle AN radial umschließende dritte Welle 3 und den die dritte Welle 3 radial umschließenden Planetenradträger ST1 des ersten Planetenradsatzes RS1.
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Ist die Kupplung B in Abweichung zu 3 als Klauenkupplung ausgebildet, so kann sie räumlich gesehen auch auf kleinem Durchmesser im Bereich axial zwischen den Sonnenrädern SO1 und SO4 angeordnet sein und dabei diesen Abschnitt der dritten Welle 3 radial umschließen.
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In 4 ist das Radsatzschema eines vierten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen 9-Gang-Automatgetriebes dargestellt, ebenfalls abgeleitet aus dem Getriebeschema gemäß 1. Die Unterschiede zu dem Getriebeschema gemäß 1 betreffen wiederum nur die kinematische Ankopplung des ersten Planetenradsatzes RS1 und des zweiten Schaltelementes B an die anderen Getriebekomponenten.
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Wie in 4 ersichtlich, ist nunmehr das Hohlrad HO1 des ersten Planetenradsatzes RS1 ständig drehfest oder drehelastisch mit dem Getriebegehäuse GG verbunden. Wie in 1 ist das Sonnenrad SO4 des vierten Planetenradsatzes RS4 als dritte Welle 3 des Automatgetriebes ständig mit dem Sonnenrad SO1 des ersten Planetenradsatzes RS1 verbunden, sodass die Sonnenräder SO1 und SO4 durch Schließen des ersten Schaltelementes A zusammen an dem Getriebegehäuse GG festsetzbar sind. Nunmehr ist eine vierte Welle 4 vorgesehen, die keine direkte Verbindung zu einem Element eines der Planetenradsätze RS1 bis RS4 aufweist, jedoch ständig direkt mit dem zweiten, dritten und sechsten Schaltelement B, C, F verbunden ist. Dabei ist die vierte Welle 4 über das jetzt als Kupplung ausgebildete zweite Schaltelement B mit der fünften Welle 5 – also mit dem Sonnenrad SO3 des dritten Planetenradsatzes RS3 – verbindbar, über das dritte Schaltelement C mit der ersten Welle 1 (Antriebswelle AN) verbindbar, sowie über das sechste Schaltelement F mit der achten Welle 8 – also mit dem Hohlrad HO2 des zweiten Planetenradsatzes RS2 und mit der Kupplung E – verbindbar. Wie in 1 ist das Hohlrad HO3 des dritten Planetenradsatzes RS3 als sechste Welle 6 des Automatgetriebes ständig mit dem Planetenradträger ST1 des ersten Planetenradsatzes RS1 verbunden.
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Im Unterschied zu dem Automatgetriebe gemäß 1 ist bei dem Automatgetriebe gemäß 4 das zweite Schaltelement also im Kraftfluss zwischen der fünften Welle 5 (Sonnenrad SO3 des dritten Planetenradsatzes RS3) und der achten Welle 8 angeordnet. Hierdurch ist die erste Welle 1 (Antriebswelle AN) durch gleichzeitiges Schließen des zweiten Schaltelementes B und dritten Schaltelementes C mit der fünften Welle 5 (Sonnenrad SO3 des dritten Planetenradsatzes RS3) verbindbar. Damit weist das Automatgetriebe gemäß 4 die gleichen drei Koppelwellen auf wie das Automatgetriebe gemäß 1, nämlich die zweite Welle 2 zur ständigen Kopplung des Planetenradträgers ST2 des zweiten Planetenradsatzes RS2 mit dem Planetenradträger ST3 des dritten Planetenradsatzes RS3, die bereits erwähnte dritte Welle 3 zur ständigen Kopplung des Sonnenrades SO1 des ersten Planetenradsatzes RS1 mit dem Sonnenrad SO4 des vierten Planetenradsatzes RS4, sowie die sechste Welle 6 zur ständigen Kopplung des Planetenradträgers des ersten Planetenradsatzes RS1 mit dem Hohlrad HO3 des dritten Planetenradsatzes RS3.
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Wie in 4 weiterhin ersichtlich, sind alle vier Planetenradsätze RS1 bis RS4 wie in 1 als einfache Minus-Planetenradsätze ausgebildet und räumlich gesehen koaxial nebeneinander mit der definierten Reihenfolge „erster, vierter, zweiter, dritter Planetenradsatz“ (also Anordnung „RS1-RS4-RS2-RS3“) angeordnet. Auch die räumliche Anordnung des als Bremse ausgeführten Schaltelementes A und die räumliche Anordnung der als Kupplung ausgeführten vier Schaltelemente C bis F wurde aus 1 unverändert übernommen.
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Im Unterschied zu 1 ist die Kupplung B räumlich gesehen in einem Bereich axial zwischen dem zweiten Planetenradsatzes RS2 und dritten Planetenradsatz RS3 angeordnet, axial neben dem dritten Planetenradsatz RS3 axial zwischen der Kupplung C und dem dritten Planetenradsatz RS3. Dabei ist vorzugsweise für die drei Kupplungen B, C und F ein gemeinsamer Lamellenträger vorgesehen, der die vierte Welle 4 des Getriebes bildet und in 1 beispielhaft als Außenlamellenträger für die Kupplungen B und C und als Innenlamellenträger für die Kupplung F ausgebildet ist. Mit Druck- und Schmiermittel versorgt werden kann die Kupplung B beispielsweise von der Antriebswelle AN her kommend über eine auf der Antriebswelle AN radial gelagerte Nabe des Außenlamellenträgers der Kupplung B oder von der Antriebswelle AN her kommend über eine radial auf oder radial in der Antriebswelle AN gelagerten Nabe des Innenlamellenträgers der Kupplung B oder von der Abtriebswelle AB her kommend über eine radial auf oder radial in der Abtriebswelle AB gelagerte Nabe des Innenlamellenträgers der Kupplung B.
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Ist die Kupplung B in Abweichung zu 4 als Klauenkupplung ausgebildet, so kann sie räumlich gesehen auch auf kleinem Durchmesser im Bereich radial unterhalb der Kupplung C axial neben dem Sonnenrad SO3 des dritten Planetenradsatzes RS3 angeordnet sein, alternativ auch zumindest teilweise zentrisch innerhalb des Sonnenrads SO3 des dritten Planetenradsatzes RS3.
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In 5 ist ein beispielhaftes Schaltschema der erfindungsgemäßen 9-Gang-Automatgetriebe gemäß der 1 bis 4 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 sehr positiv auswirkt. Neben der Schaltlogik kann dem Schaltschema auch 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.
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Die in 1 vorgeschlagene Kinematik des Getriebes ist auch mit einer anderen räumlichen Anordnung der vier Planetenradsätze RS1, RS2, RS3, RS4 möglich. 6 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.
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Dabei ist der erste Planetenradsatz RS1 in axialer Richtung gesehen benachbart zu dem (mit der Abtriebswelle AB verbundenen) dritten Planetenradsatz RS3 angeordnet, derart, dass die beiden Planetenradsätze RS1, RS3 axial unmittelbar benachbart zueinander angeordnet sind, derart, dass nur ein zum Planetenradträger ST2 des zweiten Planetenradsatzes RS2 führender Abschnitt radialer Erstreckung der zweiten Welle 2 und ein sich radial erstreckender Abschnitt der als Koppelwelle im Kraftfluss zwischen den beiden Planetenradsätzen RS1, RS3 fungierenden fungierenden sechsten Welle 6 die beiden Planetenradsätze RS1, RS3 axial voneinander trennt. Von dem (mit der Antriebswelle AN verbundenen) vierten Planetenradsatz RS4, der auf der dem dritten Planetenradsatze RS3 abgewandten Seite des ersten Planetenradsatzes RS1 angeordnet ist, ist der erste Planetenradsatz RS1 getrennt durch den Innenlamellenträger der Bremse A und einem sich radial erstreckenden Abschnitt der ersten Welle 1, der mit dem Planetenradträger des vierten Planetenradsatzes RS4 verbunden ist. Die Bremse A ist also in einem Bereich axial zwischen den beiden mittleren Planetenradsätzen RS4 und RS1 angeordnet. Die Bremse B ist zumindest mit ihrem Lamellenpaket in einem Bereich radial über dem ersten Planetenradsatz RS1 angeordnet. Der zweite Planetenradsatz RS2 ist auf derjenigen Seite des vierten Planetenradsatze RS4 angeordnet, die dem ersten Planetenradsatz RS1 abgewandt ist.
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Wie aus 6 weiterhin ersichtlich, bilden die Kupplungen D und E eine fertigungs- und montagetechnisch günstige Baugruppe mit einem gemeinsamen Außenlamellenträger, der einen Abschnitt der siebten Welle 7 bildet, verdrehfest mit dem Hohlrad HO4 des vierten Planetenradsatzes RS4 verbunden ist und neben den beiden axial nebeneinander angeordneten Lamellenpaketen dieser Kupplungen D, E vorzugsweise auch die Servoeinrichtungen zum Betätigen dieser beiden Lamellenpakete aufnimmt. Räumlich gesehen ist das Lamellenpaket der Kupplung E getriebebaulängensparend im Wesentlich radial über dem zweiten Planetenradsatz RS2 angeordnet. Das Lamellenpaket der Kupplung D ist auf der dem vierten Planetenradsatz RS4 zugewandten Seite des Lamellenpaketes der Kupplung E angeordnet, also in einem Bereich axial zwischen dem zweiten und vierten Planetenradsatz RS2, RS4. Entsprechend bildet der Innenlamellenträger der Kupplung E einen Abschnitt der achten Welle 8 und ist sowohl mit dem Hohlrad HO2 des zweiten Planetenradsatzes RS2 als auch mit der Kupplung F verbunden, während der Innenlamellenträger der Kupplung D einen Abschnitt der neunten Welle 9 bildet und mit dem Sonnenrad SO2 des zweiten Planetenradsatzes RS2 verbunden ist. Mit Druck- und Schmiermittel versorgt werden können die beiden Kupplungen D, E beispielsweise in konstruktiv einfacher Weise leckageverlustarm von einer Zwischenwand des Getriebegehäuse GG her über die in dieser Zwischenwand radial gelagerten dritten Welle 3 und eine radial auf der dritten Welle 3 gelagerten Nabe des gemeinsamen Außenlamellenträgers der beiden Kupplungen D, E.
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Wie aus 6 weiterhin ersichtlich, bilden auch die Kupplungen C und F eine fertigungs- und montagetechnisch günstige Baugruppe mit einem gemeinsamen Lamellenträger, der einen Abschnitt der fünften Welle 5 bildet, mit dem Sonnenrad SO3 des dritten Planetenradsatzes RS3 verbunden ist und räumlich gesehen auf derjenigen Seite des dritten Planetenradsatzes RS3 angeordnet ist, die dem ersten Planetenradsatz RS1 abgewandt ist. Die Abtriebswelle AB des Getriebes, die gemäß dem Getriebeschema mit dem Planetenradträger ST3 des dritten Planetenradsatzes RS3 verbunden ist, verläuft räumlich gesehen zumindest abschnittsweise in einem Bereich axial zwischen dem dritten Planetenradsatz RS3 und der Baugruppe mit den beiden Kupplungen C, F, deren gemeinsamer Lamellenträger hier als Innenlamellenträger für die Kupplung C und als Außenlamellenträger für die Kupplung F ausgebildet ist. In axialer Richtung gesehen ist das Lamellenpaket der Kupplung C getriebebaulängensparend radial über dem Lamellenpaket der Kupplung F angeordnet. Entsprechend bildet der Außenlamellenträger der Kupplung C einen Abschnitt der ersten Welle 1 und nimmt vorzugsweise auch die Servoeinrichtung zum Betätigen des Lamellenpaketes der Kupplung C auf, während der Innenlamellenträger der Kupplung F einen Abschnitt der neunten Welle 9 und vorzugsweise auch die Servoeinrichtung zum Betätigen des Lamellenpaketes der Kupplung F aufnimmt. Mit Druck- und Schmiermittel versorgt werden kann die Kupplung C in konstruktiv äußerst einfacher Weise und leckageverlustarm von der Antriebswelle AN her über den fest mit der Antriebswelle AN verdrehfest verbundenen Außenlamellenträger der Kupplung C, während die Kupplung F von der Antriebswelle AN her über die auf der Antriebswelle AN radial gelagerten achten Welle 8 und eine verdrehfest mit der achten Welle 8 verbundene Nabe des Innenlamellenträger der Kupplung F mit Druck- und Schmiermittel versorgt werden kann.
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Wie aus 6 weiterhin ersichtlich, durchdringt ein Abschnitt der ersten Welle 1 (Antriebswelle AN) das Getriebe zentrisch in axialer Richtung vollständig. Dabei durchgreift dieser Abschnitt der Welle 1 die achte Welle 8 in axialer Richtung zentrisch vollständig. In ihrem weiteren Verlauf auf dem Weg zum Planetenradträger ST4 des vierten Planetenradsatzes RS4 umgreift die erste Welle 1 dann die Baugruppe E/D mit dem radial unter dem Lamellenpaket der Kupplung E angeordneten zweiten Planetenradsatz RS2 und dem axial angrenzenden Lamellenpaket der Kupplung D und anschließend den vierten Planetenradsatz RS4. Die achte Welle 8 ihrerseits durchgreift sowohl die fünfte Welle 5 als auch denjenigen Abschnitt der zweiten Welle 2, der die Planetenradträger ST2, ST3 des zweiten und dritten Planetenradsatzes RS2, RS3 miteinander verbindet, zentrisch in axialer Richtung. Die zweite Welle 2 ihrerseits durchgreift sowohl die dritte Welle 3 als auch die neunte Welle 9 zentrisch in axialer Richtung.
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An dieser Stelle sei ausdrücklich auf den beispielhaften Charakter der in 6 dargestellten räumlichen Anordnung der Schaltelemente hingewiesen. Beispielsweise kann die Bremse B alternativ zu 6 auch als formschlüssiges Schaltelement ausgeführt sein.
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Auch die in 2 vorgeschlagene Kinematik des Getriebes ist mit einer anderen räumlichen Anordnung der vier Planetenradsätze RS1, RS2, RS3, RS4 möglich. 7 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.
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Leicht ersichtlich ist, dass sich das in 7 dargestellte Automatgetriebe von dem in 6 dargestellten Automatgetriebe nur durch die kinematische Ankopplung des ersten Planetenradsatzes RS1 und des zweiten Schaltelementes B an die anderen Getriebekomponenten unterscheidet. Bis auf räumliche Anordnung des Schaltelementes B, das jetzt gemäß der in 2 definierten Getriebekinematik nunmehr als Kupplung ausgeführt und sich im Kraftfluss zwischen der vierten Welle 4 (nunmehr SO1 des ersten Planetenradsatzes RS1) und der dritten Welle 3 (Sonnenrad SO4 des vierten Planetenradsatzes RS4) befindet, ist die in 7 vorgesehene räumliche Anordnung der Getriebekomponenten aus 6 übernommen, sodass zur Vermeidung von Wiederholungen bei der Erläuterung der 7 nur die wesentlichen Unterschiede zur 6 näher erklärt werden brauchen.
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Im Unterschied zu 6 ist bei dem in 7 dargestellten Automatgetriebe das Hohlrad HO1 des ersten Planetenradsatzes RS1 ständig drehfest oder drehelastisch mit dem Getriebegehäuse GG verbunden, also festgesetzt.
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Im Unterschied zu 6 ist bei dem in 7 dargestellten Automatgetriebe das nunmehr als Kupplung ausgeführte Schaltelement B räumlich gesehen in einem Bereich axial zwischen den beiden mittleren Planetenradsätzen RS1 und RS4 angeordnet, benachbart zum ersten Planetenradsatz RS1, hierbei beispielhaft axial zwischen dem ersten Planetenradsatz RS1 und dem Innenlamellenträger der Bremse B. Gemäß der in 2 definierten Getriebekinematik bildet hier beispielhaft der Innenlamellenträger der Kupplung B einen mit dem Sonnenrad SO1 des ersten Planetenradsatzes RS1 verbundenen Abschnitt der vierten Welle 4, während der Außenlamellenträger der Kupplung B mit dem Innenlamellenträger der Bremse A verbunden ist, der seinerseits einen mit dem Sonnenrad SO4 des vierten Planetenradsatzes RS4 verbundenen Abschnitt der dritten Welle 3 bildet. Mit Druck- und Schmiermittel versorgt werden kann die Kupplung B in konstruktiv sehr einfacher Weise leckageverlustarm von einer Zwischenwand der Getriebegehäuses GG her über die diese Zwischenwand in axialer Richtung zentrisch durchgreifende dritte Welle 3 und den fest mit der dritten Welle 3 verbundenen Innenlamellenträger der Bremse A.
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Im Unterschied zu 6 durchgreift die zweite Welle 2 in 7 in ihrem axialen Verlauf also auch die Kupplung B und die vierte Welle 4. Im Unterschied zu 6, bei der nur die neunte Welle 9 und die dritte Welle 3 jeweils einen Abschnitt der zweiten Welle 2 umschließen, umschließen in 7 die neunte, dritte und vierte Welle 9, 3, 4 unterschiedliche Abschnitte der zweiten Welle 2.
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An dieser Stelle sei ausdrücklich auf den beispielhaften Charakter auch der in 7 dargestellten räumlichen Anordnung der Schaltelemente hingewiesen. Insbesondere kann alternativ zu 7 vorgesehen sein, dass das jetzt als Kupplung ausgeführte zweite Schaltelement B als formschlüssiges Schaltelement ausgeführt ist, beispielsweise in Art einer Klauenkupplung oder in Art einer so genannten Synchronisierung. Als formschlüssiges Schaltelement ausgebildet, kann die Kupplung B auch auf kleinem Durchmesser angeordnet sein, beispielsweise axial neben dem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes RS1 oder auch zumindest teilweise zentrisch innerhalb des Sonnenrads des ersten Planetenradsatzes RS1.
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Auch die in 3 vorgeschlagene Kinematik des Getriebes ist mit einer anderen räumlichen Anordnung der vier Planetenradsätze RS1, RS2, RS3, RS4 möglich. 8 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.
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Leicht ersichtlich ist, dass sich das in 8 dargestellte Automatgetriebe von dem in 6 dargestellten Automatgetriebe nur durch die kinematische Ankopplung des ersten Planetenradsatzes RS1 und des zweiten Schaltelementes B an die anderen Getriebekomponenten unterscheidet. Bis auf räumliche Anordnung des Schaltelementes B, das jetzt gemäß der in 3 definierten Getriebekinematik nunmehr als Kupplung ausgeführt und sich im Kraftfluss zwischen der vierten Welle 4 (nunmehr Planetenradträger ST1 des ersten Planetenradsatzes RS1) und der sechsten Welle 6 (Hohlrad HO3 des dritten Planetenradsatzes RS3) befindet, ist die in 8 vorgesehene räumliche Anordnung der Getriebekomponenten aus 6 übernommen, sodass zur Vermeidung von Wiederholungen bei der Erläuterung der 8 nur die wesentlichen Unterschiede zur 6 näher erklärt werden brauchen.
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Im Unterschied zu 6 ist bei dem in 8 dargestellten Automatgetriebe das Hohlrad HO1 des ersten Planetenradsatzes RS1 ständig drehfest oder drehelastisch mit dem Getriebegehäuse GG verbunden, also festgesetzt.
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Im Unterschied zu 6 ist bei dem in 8 dargestellten Automatgetriebe das nunmehr als Kupplung ausgeführte Schaltelement B räumlich gesehen in einem Bereich axial zwischen dem ersten Planetenradsatz RS1 und dem (mit der Abtriebswelle AB verbundenen) dritten Planetenradsatzes RS3 angeordnet, sodass diese beiden Planetenradsätze RS1, RS3 in axialer Richtung gesehen nunmehr durch die Kupplung B und durch einen vom Planetenradträger ST3 des dritten Planetenradsatzes RS3 zum Planetenradträger ST2 des zweiten Planetenradsatz RS2 führenden Abschnitt radialer Erstreckung der zweiten Welle 2 axial voneinander getrennt sind. Gemäß der in 3 definierten Getriebekinematik bildet hier beispielhaft der Innenlamellenträger der Kupplung B einen mit dem Planetenradträger ST1 des ersten Planetenradsatzes RS1 verbundenen Abschnitt der vierten Welle 4, während der Außenlamellenträger der Kupplung B einen Abschnitt mit dem Hohlrad HO3 des dritten Planetenradsatzes RS3 verbundenen Abschnitt der sechsten Welle 6 bildet. Mit Druck- und Schmiermittel versorgt werden kann die Kupplung B beispielsweise von einer Zwischenwand der Getriebegehäuses GG her über die diese Zwischenwand in axialer Richtung zentrisch durchgreifende dritte Welle 3 und den radial auf der dritten Welle 3 gelagerten Planetenradträger ST1 des ersten Planetenradsatzes RS1.
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Im Unterschied zu 6 durchgreift die zweite Welle 2 in 8 in ihrem axialen Verlauf also auch die Kupplung B und die vierte Welle 4.
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An dieser Stelle sei ausdrücklich auf den beispielhaften Charakter auch der in 8 dargestellten räumlichen Anordnung der Schaltelemente hingewiesen. Insbesondere kann alternativ zu 8 vorgesehen sein, dass das jetzt als Kupplung ausgeführte zweite Schaltelement B als formschlüssiges Schaltelement ausgeführt ist, beispielsweise in Art einer Klauenkupplung oder in Art einer so genannten Synchronisierung. Als formschlüssiges Schaltelement ausgebildet, kann die Kupplung B auch auf kleinem Durchmesser angeordnet sein, beispielsweise axial neben dem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes RS1 oder auch zumindest teilweise zentrisch innerhalb des Sonnenrads des ersten Planetenradsatzes RS1.
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Auch die in 4 vorgeschlagene Kinematik des Getriebes ist mit einer anderen räumlichen Anordnung der vier Planetenradsätze RS1, RS2, RS3, RS4 möglich. 9 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.
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Leicht ersichtlich ist, dass sich das in 9 dargestellte Automatgetriebe von dem in 6 dargestellten Automatgetriebe nur durch die kinematische Ankopplung des ersten Planetenradsatzes RS1 und des zweiten Schaltelementes B an die anderen Getriebekomponenten unterscheidet. Bis auf räumliche Anordnung des Schaltelementes B, das jetzt gemäß der in 4 definierten Getriebekinematik nunmehr als Kupplung ausgeführt und sich im Kraftfluss zwischen der vierten Welle 4 (nunmehr gemeinsamer Lamellenträger der Kupplungen B, C und F) und der fünften Welle 5 (Sonnenrad SO3 des dritten Planetenradsatzes RS3) befindet, ist die in 9 vorgesehene räumliche Anordnung der Getriebekomponenten aus 6 übernommen, sodass zur Vermeidung von Wiederholungen bei der Erläuterung der 9 nur die wesentlichen Unterschiede zur 6 näher erklärt werden brauchen.
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Im Unterschied zu 6 ist bei dem in 9 dargestellten Automatgetriebe das Hohlrad HO1 des ersten Planetenradsatzes RS1 ständig drehfest oder drehelastisch mit dem Getriebegehäuse GG verbunden, also festgesetzt.
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Im Unterschied zu 6 ist bei dem in 9 dargestellten Automatgetriebe das nunmehr als Kupplung ausgeführte Schaltelement B räumlich gesehen in einem Bereich zentrisch innerhalb des Sonnenrades SO3 des dritten Planetenradsatzes RS3 angeordnet, was die konstruktive Ausbildung der Kupplung B als Klauenkupplung oder Synchronisierung nahelegt. Als Lamellenkupplung ausgebildet, ist der Außenlamellenträger der Kupplung B als Abschnitt der fünften Welle 5 verdrehfest mit dem Sonnenrad SO3 des dritten Planetenradsatzes RS3 verbunden, während der Innenlamellenträger der Kupplung B als Abschnitt der vierten Welle 4 verdrehfest mit dem gemeinsamen Lamellenträger der Kupplungen C und F verbunden ist. Als Lamellenkupplung ausgebildet, kann die Kupplung B alternativ auch axial neben dem dritten Planetenradsatz RS angeordnet sein, insbesondere auf derjenigen Seite des dritten Planetenradsatzes RS3, die dem ersten Planetenradsatz RS1 abgewandt ist. Mit Druck- und Schmiermittel versorgt werden kann die Kupplung B beispielsweise von Antriebswelle AN her über die radial auf der Antriebswelle AN gelagerte achte Welle 8 und die radial auf der achten Welle 8 gelagerte vierte Welle 4.
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Im Unterschied zu 6, bei der die fünfte Welle einen zur Kupplung F führenden Abschnitt axialer Erstreckung der achten Welle radial umschließt, umschließt jetzt die vierte Welle 4 diesen zur Kupplung F führenden Abschnitt der achten Welle 8.
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An dieser Stelle sei ausdrücklich auf den beispielhaften Charakter auch der in 9 dargestellten räumlichen Anordnung der Schaltelemente hingewiesen. Ein Beispiel für eine günstige alternative Schaltelemente Anordnung ist in 10 dargestellt, bei der die Baugruppe mit den beiden Kupplungen C und F auf die andere Seite des Getriebes verlegt ist, also auf diejenige Seite des zweiten Planetenradsatzes RS2, die dem vierten Planetenradsatz RS4 abgewandt ist. Hierdurch befinden sich jetzt die vier Kupplungen C, F, D und E in unmittelbarer Nähe zueinander, was einen kompakten gemeinsamen Lamellenträger für die Kupplungen F, D und E ermöglicht, ohne auf den aus 9 bekannten getriebebaulängensparenden gemeinsamen Lamellenträger für die Kupplungen C und F verzichten zu müssen.
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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 11 eine Tabelle, in der technisch sinnvolle Kombinationen von Planetenradsatztypen für die in den 1 bis 4 dargestellten Getriebeschemata aufgelistet sind. Alle in der Tabelle aufgelisteten Varianten können über die in 5 dargestellte Schaltlogik neun Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang schalten.
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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 11 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.
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12 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 12 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 12 gegenüber 1 unverändert, ebenso die räumliche Anordnung aller sechs Schaltelemente A bis F, sodass zur Vermeidung von Wiederholungen bei der Erläuterung der 12 nur die wesentlichen Unterschiede zur 1 näher erklärt werden brauchen.
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Um die Kinematik des Radsatzsystems gemäß 1 beizubehalten, ist in 12 folgendes vorgesehen: Unverändert bildet das Sonnenrad SO1 das erste Element des ersten Planetenradsatzes RS1, welches über die dritte Welle 3 des Automatgetriebes sowohl mit dem Sonnenrad SO4 des vierten Planetenradsatzes RS4 als auch mit der Bremse A ständig direkt verbunden ist, also über diese Bremse A (zusammen mit dem Sonnenrad SO4) an dem Getriebegehäuse GG festsetzbar ist. Nunmehr bildet das Hohlrad HO1 das zweite Element des ersten Planetenradsatzes RS1, welches über die sechste Welle 6 ständig mit dem dritten Element (Hohlrad HO3) des dritten Planetenradsatzes RS3 verbunden ist. Nunmehr bildet der Planetenradträger ST1 das dritte Element des ersten Planetenradsatzes RS1, welches ständig direkt mit der Bremse B verbunden und über diese Bremse B an dem Getriebegehäuse GG festsetzbar ist.
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13 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 13 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 13 gegenüber 1 unverändert, ebenso die räumliche Anordnung aller sechs Schaltelemente A bis F, sodass zur Vermeidung von Wiederholungen bei der Erläuterung der 13 nur die wesentlichen Unterschiede zur 1 näher erklärt werden brauchen.
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Um die Kinematik des Radsatzsystems gemäß 1 beizubehalten, ist in 13 folgendes vorgesehen: Unverändert bildet das Sonnenrad SO4 das erste Element des vierten Planetenradsatzes RS4, welches über die dritte Welle 3 des Automatgetriebes sowohl mit dem Sonnenrad SO1 des ersten Planetenradsatzes RS1 als auch mit der Bremse A ständig direkt verbunden ist, also über diese Bremse A (zusammen mit dem Sonnenrad SO1) an dem Getriebegehäuse GG festsetzbar ist. Nunmehr bildet das Hohlrad HO4 das zweite Element des vierten Planetenradsatzes RS4, welches als erste Welle 1 des Automatgetriebes als Antriebswelle AN ausgeführt bzw. mit der Antriebswelle AN ständig verbunden ist. Nunmehr bildet der Planetenradträger ST4 das dritte Element des vierten Planetenradsatzes RS4, welches als siebte Welle 7 des Automatgetriebes ständig mit den Kupplungen D und E verbunden ist, über diese Kupplung D mit der neunten Welle 9 verbindbar ist und über diese Kupplung E mit der achten Welle 8 verbindbar ist.
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14 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 14 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 14 gegenüber 1 unverändert, ebenso die räumliche Anordnung aller sechs Schaltelemente A bis F, sodass zur Vermeidung von Wiederholungen bei der Erläuterung der 14 nur die wesentlichen Unterschiede zur 1 näher erklärt werden brauchen.
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Um die Kinematik des Radsatzsystems gemäß 1 beizubehalten, ist in 14 folgendes vorgesehen: Unverändert bildet das Sonnenrad SO2 das erste Element des zweiten Planetenradsatzes RS2, welches als neunte Welle 9 des Automatgetriebes ständig mit der Kupplung D verbunden und über die Kupplung D mit der neunten Welle 9 des Automatgetriebes verbindbar ist. Nunmehr bildet das Hohlrad HO2 das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes RS2, welches als zweite Welle 2 des Automatgetriebes ständig direkt mit dem zweiten Element (Planetenradträger ST3) des dritten Planetenradsatzes RS3 und der Abtriebswelle AB verbunden ist. Nunmehr bildet der Planetenradträger ST2 das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes RS2, welches als achte Welle 8 des Automatgetriebes ständig mit den Kupplungen E und F verbunden ist, über diese Kupplung E mit der siebten Welle 7 verbindbar ist und über diese Kupplung F mit der fünften Welle 5 verbindbar ist. Soll der zweite Planetenradsatzes RS2 verblockt werden, sodass alle drei Elemente SO2, ST2, HO2 des Planetenradsatzes RS2 mit gleicher Drehzahl rotieren, müssen die Kupplungen D und E gleichzeitig geschlossen werden, wodurch dann nunmehr Sonnenrad SO2 und Planetenradträger ST2 des zweiten Planetenradsatzes RS2 miteinander verbunden werden.
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In Kenntnis dieser drei beispielhaft erläuterten Alternativen zu dem in 1 dargestellten Getriebeschema wird der Fachmann problemlos auch die anderen in der Tabelle der 11 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.
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Die zuvor am Beispiel der Getriebekinematik gemäß 1 erläuterten Möglichkeiten zur Substitution eines der Minus-Planetenradsätze durch einen Plus-Planetenradsatz sind auch auf die Getriebekinematik gemäß 2, die Getriebekinematik gemäß 3 und die Getriebekinematik gemäß 4 übertragbar. Gleiches gilt für die Substitution mehrerer der Minus-Planetenradsätze durch Plus-Planetenradsätze. Nachfolgend soll dies anhand der 15 bis 23 kurz erläutert werden.
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15 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Alternative zu dem in 2 dargestellten Getriebeschema. Im Unterschied zu dem Getriebeschema gemäß 2, bei dem alle vier Planetenradsätze als Minus-Planetenradsätze ausgeführt sind, ist in dem Getriebeschema gemäß 15 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 15 gegenüber 2 unverändert, ebenso die räumliche Anordnung aller sechs Schaltelemente A bis F, sodass zur Vermeidung von Wiederholungen bei der Erläuterung der 15 nur die wesentlichen Unterschiede zur 2 näher erklärt werden brauchen.
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Um die Kinematik des Radsatzsystems gemäß 2 beizubehalten, ist in 15 folgendes vorgesehen: Unverändert bildet das Sonnenrad SO1 das erste Element des ersten Planetenradsatzes RS1, welches als vierte Welle 4 des Automatgetriebes ständig und direkt mit der Kupplung B verbunden und über diese Kupplung B mit der dritten Welle 3 des Automatgetriebes verbindbar ist. Das erste Element des vierten Planetenradsatzes RS4 bildet diese dritte Welle 3, die auch mit der Bremse B ständig und direkt verbunden ist. Nunmehr bildet das Hohlrad HO1 das zweite Element des ersten Planetenradsatzes RS1, welches über die sechste Welle 6 ständig mit dem dritten Element (Hohlrad HO3) des dritten Planetenradsatzes RS3 verbunden ist. Nunmehr bildet der Planetenradträger ST1 das dritte Element des ersten Planetenradsatzes RS1, welches ständig an dem Getriebegehäuse GG festgesetzt ist.
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16 zeigt eine schematische Darstellung einer zweiten Alternative zu dem in 2 dargestellten Getriebeschema. Im Unterschied zu dem Getriebeschema gemäß 2, bei dem alle vier Planetenradsätze als Minus-Planetenradsätze ausgeführt sind, ist in dem Getriebeschema gemäß 16 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 16 gegenüber 2 unverändert, ebenso die räumliche Anordnung aller sechs Schaltelemente A bis F, sodass zur Vermeidung von Wiederholungen bei der Erläuterung der 16 nur die wesentlichen Unterschiede zur 2 näher erklärt werden brauchen.
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Um die Kinematik des Radsatzsystems gemäß 2 beizubehalten, ist in 16 folgendes vorgesehen: Unverändert bildet das Sonnenrad SO4 das erste Element des vierten Planetenradsatzes RS4, welches als dritte Welle 3 des Automatgetriebes sowohl mit der Bremse A als auch der Kupplung B ständig direkt verbunden ist, also über diese Bremse A an dem Getriebegehäuse GG festsetzbar ist und über diese Kupplung B mit dem ersten Element (Sonnenrad SO1) des ersten Planetenradsatzes RS1 verbindbar ist. Nunmehr bildet das Hohlrad HO4 das zweite Element des vierten Planetenradsatzes RS4, welches als erste Welle 1 des Automatgetriebes als Antriebswelle AN ausgeführt bzw. mit der Antriebswelle AN ständig verbunden ist. Nunmehr bildet der Planetenradträger ST4 das dritte Element des vierten Planetenradsatzes RS4, welches als siebte Welle 7 des Automatgetriebes ständig mit den Kupplungen D und E verbunden ist, über diese Kupplung D mit der neunten Welle 9 verbindbar ist und über diese Kupplung E mit der achten Welle 8 verbindbar ist.
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17 zeigt eine schematische Darstellung einer dritten Alternative zu dem in 2 dargestellten Getriebeschema. Im Unterschied zu dem Getriebeschema gemäß 2, bei dem alle vier Planetenradsätze als Minus-Planetenradsätze ausgeführt sind, ist in dem Getriebeschema gemäß 17 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 17 gegenüber 2 unverändert, ebenso die räumliche Anordnung aller sechs Schaltelemente A bis F.
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Die durch die Vertauschung der Anbindung von Planetenradträger und Hohlrad des Plus-Planetenradsatzes gegenüber dem Minus-Planetenradsatz bedingten baulichen Anpassungen wurden bereits anhand von 14 erläutert und bedürfen daher an dieser Stelle keiner Wiederholung.
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In Kenntnis dieser drei beispielhaft erläuterten Alternativen zu dem in 2 dargestellten Getriebeschema wird der Fachmann problemlos auch die anderen in der Tabelle der 11 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.
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18 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Alternative zu dem in 3 dargestellten Getriebeschema. Im Unterschied zu dem Getriebeschema gemäß 3, bei dem alle vier Planetenradsätze als Minus-Planetenradsätze ausgeführt sind, ist in dem Getriebeschema gemäß 18 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 18 gegenüber 3 unverändert, ebenso die räumliche Anordnung aller sechs Schaltelemente A bis F, sodass zur Vermeidung von Wiederholungen bei der Erläuterung der 18 nur die wesentlichen Unterschiede zur 3 näher erklärt werden brauchen.
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Um die Kinematik des Radsatzsystems gemäß 3 beizubehalten, ist in 18 folgendes vorgesehen: Unverändert bildet das Sonnenrad SO1 das erste Element des ersten Planetenradsatzes RS1, welches über die dritte Welle 3 des Automatgetriebes sowohl mit dem Sonnenrad SO4 des vierten Planetenradsatzes RS4 als auch mit der Bremse A ständig direkt verbunden ist, also über diese Bremse A (zusammen mit dem Sonnenrad SO4) an dem Getriebegehäuse GG festsetzbar ist. Nunmehr bildet das Hohlrad HO1 das zweite Element des ersten Planetenradsatzes RS1, welches als vierte Welle 4 des Automatgetriebes ständig direkt mit der Kupplung B verbunden und über diese Kupplung B mit der sechsten Welle 6 des Automatgetriebes verbindbar ist. Das dritte Element (Hohlrad HO3) des dritten Planetenradsatzes RS3 bildet diese sechste Welle 6. Nunmehr bildet der Planetenradträger ST1 das dritte Element des ersten Planetenradsatzes RS1, welches ständig an dem Getriebegehäuse GG festgesetzt ist.
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19 zeigt eine schematische Darstellung einer zweiten Alternative zu dem in 3 dargestellten Getriebeschema. Im Unterschied zu dem Getriebeschema gemäß 3, bei dem alle vier Planetenradsätze als Minus-Planetenradsätze ausgeführt sind, ist in dem Getriebeschema gemäß 19 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 19 gegenüber 3 unverändert, ebenso die räumliche Anordnung aller sechs Schaltelemente A bis F.
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Die durch die Vertauschung der Anbindung von Planetenradträger und Hohlrad des Plus-Planetenradsatzes gegenüber dem Minus-Planetenradsatz bedingten baulichen Anpassungen wurden bereits anhand von 13 erläutert und bedürfen daher an dieser Stelle keiner Wiederholung.
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20 zeigt eine schematische Darstellung einer dritten Alternative zu dem in 3 dargestellten Getriebeschema. Im Unterschied zu dem Getriebeschema gemäß 3, bei dem alle vier Planetenradsätze als Minus-Planetenradsätze ausgeführt sind, ist in dem Getriebeschema gemäß 20 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 20 gegenüber 3 unverändert, ebenso die räumliche Anordnung aller sechs Schaltelemente A bis F.
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Die durch die Vertauschung der Anbindung von Planetenradträger und Hohlrad des Plus-Planetenradsatzes gegenüber dem Minus-Planetenradsatz bedingten baulichen Anpassungen wurden bereits anhand von 14 erläutert und bedürfen daher an dieser Stelle keiner Wiederholung.
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In Kenntnis dieser drei beispielhaft erläuterten Alternativen zu dem in 3 dargestellten Getriebeschema wird der Fachmann problemlos auch die anderen in der Tabelle der 11 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.
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21 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Alternative zu dem in 4 dargestellten Getriebeschema. Im Unterschied zu dem Getriebeschema gemäß 4, bei dem alle vier Planetenradsätze als Minus-Planetenradsätze ausgeführt sind, ist in dem Getriebeschema gemäß 21 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 21 gegenüber 4 unverändert, ebenso die räumliche Anordnung aller sechs Schaltelemente A bis F, sodass zur Vermeidung von Wiederholungen bei der Erläuterung der 21 nur die wesentlichen Unterschiede zur 4 näher erklärt werden brauchen.
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Um die Kinematik des Radsatzsystems gemäß 4 beizubehalten, ist in 21 folgendes vorgesehen: Unverändert bildet das Sonnenrad SO1 das erste Element des ersten Planetenradsatzes RS1, welches über die dritte Welle 3 des Automatgetriebes sowohl mit dem Sonnenrad SO4 des vierten Planetenradsatzes RS4 als auch mit der Bremse A ständig direkt verbunden ist, also über diese Bremse A (zusammen mit dem Sonnenrad SO4) an dem Getriebegehäuse GG festsetzbar ist. Nunmehr bildet das Hohlrad HO1 das zweite Element des ersten Planetenradsatzes RS1, welches über die sechste Welle 6 des Automatgetriebes ständig direkt mit dem dritten Element (Hohlrad HO3) des dritten Planetenradsatzes RS3 verbunden ist. Nunmehr bildet der Planetenradträger ST1 das dritte Element des ersten Planetenradsatzes RS1, welches ständig an dem Getriebegehäuse GG festgesetzt ist.
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22 zeigt eine schematische Darstellung einer zweiten Alternative zu dem in 4 dargestellten Getriebeschema. Im Unterschied zu dem Getriebeschema gemäß 4, bei dem alle vier Planetenradsätze als Minus-Planetenradsätze ausgeführt sind, ist in dem Getriebeschema gemäß 22 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 22 gegenüber 4 unverändert, ebenso die räumliche Anordnung aller sechs Schaltelemente A bis F.
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Die durch die Vertauschung der Anbindung von Planetenradträger und Hohlrad des Plus-Planetenradsatzes gegenüber dem Minus-Planetenradsatz bedingten baulichen Anpassungen wurden bereits anhand von 13 erläutert und bedürfen daher an dieser Stelle keiner Wiederholung.
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23 zeigt eine schematische Darstellung einer dritten Alternative zu dem in 4 dargestellten Getriebeschema. Im Unterschied zu dem Getriebeschema gemäß 4, bei dem alle vier Planetenradsätze als Minus-Planetenradsätze ausgeführt sind, ist in dem Getriebeschema gemäß 23 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 23 gegenüber 4 unverändert, ebenso die räumliche Anordnung aller sechs Schaltelemente A bis F.
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Die durch die Vertauschung der Anbindung von Planetenradträger und Hohlrad des Plus-Planetenradsatzes gegenüber dem Minus-Planetenradsatz bedingten baulichen Anpassungen wurden bereits anhand von 14 erläutert und bedürfen daher bis auf den Hinweis, dass die achte Welle 8 über die Kupplung F nunmehr mit der vierten Welle 4 (und nicht wie in 14 mit der fünften Welle) verbindbar ist, keiner Wiederholung.
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In Kenntnis dieser drei beispielhaft erläuterten Alternativen zu dem in 4 dargestellten Getriebeschema wird der Fachmann problemlos auch die anderen in der Tabelle der 11 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.
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Wie auch die in den 12 bis 14 dargestellten Automatgetriebe können auch alle in den 15 bis 23 dargestellten Automatgetriebe unter Verwendung der in 5 angegebenen Schaltlogik neun Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang schalten.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- erste Welle
- 2
- zweite Welle
- 3
- dritte Welle
- 4
- vierte Welle
- 5
- fünfte Welle
- 6
- sechste Welle
- 7
- siebte Welle
- 8
- achte Welle
- 9
- neunte Welle
- A
- erstes Schaltelement, erste Bremse
- B
- zweites Schaltelement, zweite Bremse
- C
- drittes Schaltelement, erste Kupplung
- D
- viertes Schaltelement, zweite Kupplung
- E
- fünftes Schaltelement, dritte Kupplung
- F
- sechstes Schaltelement, vierte 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
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 7699741 B1 [0003, 0003]
- DE 102005032001 A1 [0004, 0019, 0019]