DE102015016740A1

DE102015016740A1 - Mehrstufengetriebe mit zehn Vorwärtsgetriebegängen

Info

Publication number: DE102015016740A1
Application number: DE102015016740.5A
Authority: DE
Inventors: Tobias Schilder; Klaus Riedl; Jörg Müller; Rico Resch; Mirko Leesch
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2015-12-23
Filing date: 2015-12-23
Publication date: 2017-06-29
Also published as: WO2017108153A1

Abstract

Erfindungsgemäß wird ein Mehrstufengetriebe vorgeschlagen, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, das zumindest konstruktiv zur Schaltung von zumindest zehn Vorwärtsgetriebegängen (V1a–V10a) vorgesehen ist, mit zumindest vier wirkungsmäßig miteinander verbunden Planetenradstufen (P1a–g, P2a–g, P3a–g; P4a–g), die jeweils ein Sonnenrad (P11a–g, P21a–g, P31a–g, P41a–g), ein Hohlrad (P13a–g, P23a–g, P33a–g, P43a–g) und einen Planetenradträger (P12a–g, P22a–g, P32a–g, P42a–g) aufweisen, mit zumindest sechs Schalteinheiten (S1a–g, S2a–g, S3a–g, S4a–g, S5a–g, S6a–g), die jeweils zwei, drehfest miteinander verbindbare Kopplungselemente (S11a–g, S12a–g, S21a–g, S22a–g, S31a–g, S32a–g, S41a–g, S42a–g, S51a–g, S52a–g, S61a–g, S62a–g) aufweisen, mit einer Getriebeeingangswelle (10a–g) zur drehfesten Anbindung an eine Brennkraftmaschine, die permanent drehfest mit einem der Kopplungselemente (S31a–g, S32a–g) der dritten Schalteinheit (S3a–g) und permanent drehfest mit einem der Kopplungselemente (S41a–g, S42a–g) der vierten Schalteinheit (S4a–g) verbunden ist, und mit einer Getriebeausgangswelle (11a–g) zur Anbindung zumindest eines Achsantriebs, die permanent drehfest mit dem Planetenradträger (P32a–g) der dritten Planetenradstufe (P3a–g) verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Mehrstufengetriebe für ein Kraftfahrzeug.
Es sind bereits Mehrstufengetriebe für Kraftfahrzeuge bekannt, die vier entlang einer Hauptrotationsachse hintereinander angeordneten Planetenradstufen aufweisen und die zur Schaltung von zehn Vorwärtsgetriebegängen vorgesehen sind.
Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, ein kompaktes Mehrstufengetriebe bereitzustellen, welches vorzugsweise eine hohe Flexibilität und/oder einen hohen Wirkungsgrad aufweist. Sie wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Erfindungsgemäß wird ein Mehrstufengetriebe vorgeschlagen, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, das zumindest konstruktiv zur Schaltung von zumindest zehnn Vorwärtsgetriebegängen vorgesehen ist, mit zumindest vier wirkungsmäßig miteinander verbunden Planetenradstufen, die jeweils ein Sonnenrad, ein Hohlrad und einen Planetenradträger aufweisen, mit zumindest sechs Schalteinheiten, die jeweils zwei drehfest miteinander verbindbare Kopplungselemente aufweisen, mit einer Getriebeeingangswelle zur drehfesten Anbindung an eine Brennkraftmaschine, die permanent drehfest mit einem der Kopplungselemente der dritten Schalteinheit und permanent drehfest mit einem der Kopplungselemente der vierten Schalteinheit verbunden ist, und mit einer Getriebeausgangswelle zur Anbindung zumindest eines Achsantriebs, die permanent drehfest mit dem Planetenradträger der dritten Planetenradstufe verbunden ist.
Durch eine solche Ausgestaltung kann eine Grundstruktur für Mehrstufengetriebe mit einer hohen Flexibilität und/oder einem hohen Wirkungsgrad bereitgestellt werden.
Bauteilbelastungen in dem Mehrstufengetriebe können durch diese Grundstruktur zumindest teilweise gesenkt werden, wodurch insbesondere ein Leichtbau vereinfacht werden kann. Außerdem können solche Mehrstufengetriebe einfach hybridisiert werden.
Zur Vereinfachung soll unter einem „ersten”, einem „zweiten”, einem „dritten” oder einem „vierten Planetenradträger” jeweils ein der ersten, der zweiten, der dritten oder der vierten Planetenradstufe zugeordneter Planetenradträger verstanden werden. Entsprechend soll unter einem „ersten”, einem „zweiten”, einem „dritten” oder einem „vierten Sonnenrad” und einem „ersten”, einem „zweiten”, einem „dritten” oder einem „vierten Hohlrad” jeweils ein der ersten, zweiten, dritten oder vierten Planetenradstufe zugeordnetes Sonnenrad oder ein der ersten, zweiten, dritten oder vierten Planetenradstufe zugeordnetes Hohlrad verstanden werden. Beispielsweise soll unter dem ersten Planetenradträger ein Planetenradträger der ersten Planetenradstufe verstanden werden.
Die vier Planetenradstufen sind im Folgenden mit „erster Planetenradstufe”, „zweiter Planetenradstufe”, „dritter Planetenradstufe” und „vierter Planetenradstufe” bezeichnet. Die Bezeichnungen „erste”, „zweite”, „dritte” und „vierte” Planetenradstufe stellen dabei eine mögliche, jedoch nicht die einzig mögliche, axiale Reihenfolge der Planetenradstufen dar. Grundsätzlich ist eine geänderte Anordnung der Planetenradstufen und/oder gestapelte Anordnung, bei der die Planetenradstufen zumindest teilweise radial ineinander geschachtelt sind, denkbar. Insbesondere durch eine räumliche Umordnung der Kupplungseinheiten und/oder der Bremseinheiten, durch eine geänderte Anordnung von Getriebewellen und/oder durch Vertauschung der Sonnenräder, Planetenräder und/oder Hohlräder sind verschiedene kinematisch äquivalente Getriebestrukturen realisierbar. Unter „kinematisch äquivalenten Getriebestrukturen” sollen dabei Getriebestrukturen verstanden werden, welche eine gleiche Anzahl von Schalteinheiten sowie identische Schaltschemata zur Schaltung der Vorwärtsgetriebegänge und der Rückwärtsgetriebegänge aufweisen.
Unter einer Schalteinheit, die als „Kupplung” ausgebildet ist, soll insbesondere eine Schalteinheit verstanden werden, die in einem Leistungsfluss zwischen zwei der Planetenradstufen angeordnet ist und die dazu vorgesehen ist, ihre zwei drehbar angeordneten Kopplungselemente, die in einem geöffneten Zustand unabhängig voneinander verdrehbar sind, in einem geschlossenen Zustand drehfest miteinander zu verbinden. Unter einer Schalteinheit, die als „Bremse” ausgebildet ist, soll insbesondere eine Schalteinheit verstanden werden, die wirkungsmäßig zwischen einer der Planetenradstufen und einem Getriebegehäuse angeordnet ist und die dazu vorgesehen ist, ihr drehbares Kopplungselement, das in einem geöffneten Zustand unabhängig von dem Getriebegehäuse verdrehbar ist, in einem geschlossenen Zustand mit ihrem drehfest mit dem Getriebegehäuse verbundenen Kopplungselement drehfest zu verbinden. Unter „drehfest verbunden” soll insbesondere eine Verbindung verstanden werden, bei der ein Leistungsfluss über eine vollständige Umdrehung gemittelt mit einem unveränderten Drehmoment, einer unveränderten Drehrichtung und/oder einer unveränderten Drehzahl übertragen wird.
Unter einer Schalteinheit soll in diesem Zusammenhang insbesondere keine Kupplung verstanden werden, die einem durch die Planetenradstufen ausgebildeten Zahnradsatz vorgeschaltet oder nachgeschaltet ist. Unter einer „dem Zahnradsatz vorgeschalteten Kupplung” soll insbesondere eine Kupplung verstanden werden, die in zumindest einem Getriebegang in einem Leistungsfluss zwischen der Brennkraftmaschine und der Getriebeeingangswelle angeordnet ist, wie beispielsweise eine Trennkupplung oder eine Anfahrkupplung. Unter einer „dem Zahnradsatz nachgeschalteten Kupplung” soll insbesondere eine Kupplungseinheit verstanden werden, die in zumindest einem Getriebegang in einem Leistungsfluss zwischen der Getriebeausgangswelle und einem Achsantrieb angeordnet ist, wie beispielsweise eine Allradkupplung. Grundsätzlich kann eine Schaltbarkeit des Mehrstufengetriebes durch eine dem Zahnradsatz vorgeschaltete oder nachgeschaltete Kupplungseinheit erhöht werden. Unter einer „Getriebeeingangswelle” soll dabei insbesondere ein Getriebeelement, das zumindest konstruktiv zur drehfesten Anbindung einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine vorgesehen ist, verstanden werden. Unter einer „Getriebeausgangswelle” soll insbesondere ein Getriebeelement, das zumindest konstruktiv zur drehfesten Anbindung eines Achsantriebs vorgesehen ist, verstanden werden.
Unter „zumindest konstruktiv” soll insbesondere verstanden werden, dass konstruktiv eine entsprechende Ausgestaltung vorgesehen ist, in einem eventuellen Ausführungsbeispiel aber von einer funktionellen Nutzung der konstruktiven Ausgestaltung abgesehen werden kann. Unter „konstruktiv zur Schaltung eines Getriebegangs vorgesehen” soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass mittels der Kupplungseinheiten und/oder Bremseinheiten mechanisch ein entsprechender Getriebegang grundsätzlich bildbar ist, unabhängig davon, ob im Rahmen einer Schaltstrategie auf die Schaltung des Getriebegangs verzichtet wird oder nicht. Beispielsweise können in einer Ausgestaltung die Schalteinheiten konstruktiv zur Schaltung von mehr Vorwärtsgetriebegängen vorgesehen sein, als es sinnvoll sein kann, sie im Rahmen einer Betriebsstrategie für das Mehrstufengetriebe zu schalten.
Vorzugsweise ist ein Teil der Schalteinheiten formschlüssig ausgebildet. Dadurch kann ein Schleppverlust gering gehalten werden, wodurch ein Leistungsverlust innerhalb des Mehrstufengetriebes vorteilhaft verringert werden kann. Unter einer „formschlüssig ausgebildeten Schalteinheit” soll dabei insbesondere eine Schalteinheit verstanden werden, die zur Verbindung ihrer Kopplungselemente bzw. zur Anbindung ihres Kopplungselements eine Verzahnung und/oder Klauen aufweist, die zur Herstellung einer drehfesten Verbindung formschlüssig ineinandergreifen, wobei eine Übertragung eines Leistungsflusses in einem vollständig geschlossenen Zustand zumindest hauptsächlich durch einen Formschluss erfolgt. Die Schalteinheiten können grundsätzlich reibschlüssig oder formschlüssig ausgebildet sein. Unter einer „reibschlüssig ausgebildeten Schalteinheit” soll dabei insbesondere eine Schalteinheit verstanden werden, die zur Verbindung ihrer Kopplungselemente bzw. zur Anbindung ihres Kopplungselements zumindest zwei Reibpartner aufweist, die zur Herstellung einer drehfesten Verbindung reibschlüssig aneinander anliegen, wobei eine Übertragung eines Leistungsflusses in einem vollständig geschlossenen Zustand zumindest hauptsächlich durch Reibung erfolgt. Eine reibschlüssig ausgebildete Kupplungseinheit ist vorzugsweise als eine Lamellenkupplungseinheit und eine reibschlüssig ausgebildete Bremseinheit ist vorzugsweise als eine Lamellenbremseinheit ausgebildet. Eine formschlüssig ausgebildete Kupplungseinheit ist vorzugsweise als eine Klauenkupplungseinheit und eine formschlüssig ausgebildete Bremseinheit ist vorzugsweise als eine Klauenbremseinheit ausgebildet. Eine formschlüssig ausgebildete Schalteinheit ist vorteilhaft über eine Schiebemuffe schaltbar. Dabei sind die formschlüssig ausgebildeten Schalteinheiten vorzugsweise ohne eine Synchronisierung ausgeführt, können grundsätzlich aber auch eine Synchronisierung aufweisen.
Vorzugsweise umfasst das Mehrstufengetriebe Aktuatoren zur automatisierten Schaltung der Schalteinheiten. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, zumindest einen Teil der Schalteinheiten zumindest teilweise selbstständig schaltend auszuführen. Eine selbstständig schaltende Kupplungseinheit bzw. Bremseinheit ist vorzugsweise als ein Freilauf ausgebildet. Zudem kann auch eine Ausgestaltung der Planetenradstufen mit Einfachplanetenradsätzen oder Doppelplanetenradsätzen von dem dargestellten Ausführungsbeispiel abweichen. In kinematisch äquivalenter Weise ist es beispielsweise möglich, einen Einfachplanetenradsatz durch einen Doppelplanetenradsatz zu ersetzen, wobei für eine kinematisch gleiche Wirkweise zusätzlich insbesondere eine Standübersetzung der Planetenradstufe angepasst werden muss. Insbesondere bei einer Ausbildung mittels eines Doppelplanetenradsatzes kann grundsätzlich auch eine Anbindung von einem Sonnenrad und einem Planetenradträger, einem Hohlrad und einem Planetenradträger oder einem Sonnenrad und einem Hohlrad getauscht werden, wobei für eine kinematisch gleiche Wirkweise zusätzlich insbesondere eine Standübersetzung der Planetenradstufe angepasst werden muss.
Die Begriffe „axial” und „radial” sind im Folgenden insbesondere auf die Hauptrotationsachse des Mehrstufengetriebes bezogen, sodass der Ausdruck „axial” insbesondere eine Richtung bezeichnet, die parallel oder koaxial zu der Hauptrotationsachse verläuft. Ferner bezeichnet der Ausdruck „radial” insbesondere eine Richtung, die senkrecht zu der Hauptrotationsachse verläuft. Unter einer „getriebeeingangsseitigen Anordnung” soll insbesondere verstanden werden, dass bezogen auf das genannte Bauteil das weitere Bauteil auf einer Seite angeordnet ist, welche einer Richtung von der Getriebeausgangswelle in Richtung der Getriebeeingangswelle entspricht. Unter einer „getriebeausgangsseitigen Anordnung” soll insbesondere verstanden werden, dass bezogen auf das genannte Bauteil das weitere Bauteil auf einer Seite angeordnet ist, welche einer Richtung von der Getriebeeingangswelle in Richtung der Getriebeausgangswelle entspricht, auch wenn das weitere Bauteil hinter der Getriebeausgangswelle angeordnet ist.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. in den Figuren sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele sind die Bezugszeichen der folgenden Figurenbeschreibung durch Buchstaben a bis g ergänzt. Bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, soll grundsätzlich auf die Beschreibung und/oder die Zeichnungen des ersten Ausführungsbeispiels mit dem Buchstaben a verwiesen werden. Die Beschreibungen der weiteren Ausführungsbeispiele beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen. Die Figuren, die Figurenbeschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Dabei zeigen:
1 ein Getriebeschema eines erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes,
2 ein Schaltschema für das Mehrstufengetriebe,
3 eine Lastschaltbarkeit des Mehrstufengetriebes,
4 ein Getriebeschema mit einer geänderten Anordnung von Kupplungseinheiten,
5 ein Getriebeschema mit einer geänderten Anordnung von Kupplungseinheiten und Planetenradstufen,
6 ein Getriebeschema mit einer geänderten Anordnung von Kupplungseinheiten und Planetenradstufen,
7 ein Getriebeschema mit einer strukturellen Änderung,
8 ein Getriebeschema mit gestapelt angeordneten Planetenradstufen und
9 ein Getriebeschema mit gestapelt angeordneten Planetenradstufen in geänderter Reihenfolge.
Die 1 zeigt ein Getriebeschema eines Mehrstufengetriebes. Das Mehrstufengetriebe ist als ein Kraftfahrzeuggetriebe ausgestaltet. Es weist genau vier Planetenradstufen P1a, P2a, P3a, P4a auf. Die erste Planetenradstufe P1a, die zweite Planetenradstufe P2a, die dritte Planetenradstufe P3a und die vierte Planetenradstufe P4a sind in dem Ausführungsbeispiel in 1 entlang einer Hauptrotationsachse hintereinander angeordnet. Das Mehrstufengetriebe ist konstruktiv dazu vorgesehen, zumindest zehn unterschiedlich übersetzte Vorwärtsgetriebegänge V1a, V2a, V3a, V4a, V5a, V6a, V7a, V8a, V9a, V10a und zumindest einen Rückwärtsgetriebegang R1a zu schalten. Insbesondere eine Anzahl der tatsächlich verwendeten Vorwärtsgetriebegänge V1a–V8a kann dabei in Abhängigkeit von einer Betriebsstrategie eingeschränkt sein, beispielsweise elektronisch durch eine entsprechend programmierte Steuer- und Regeleinheit.
Das Mehrstufengetriebe weist genau sechs Schalteinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a die zur Schaltung der Vorwärtsgetriebegänge Via, V2a, V3a, V4a, V5a, V6a, V7a, V8a, V9a, V10a und des Rückwärtsgetriebegangs R1a vorgesehen sind. Die Schalteinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a sind wirkungsmäßig innerhalb eines durch die Planetenradstufen P1a, P2a, P3a, P4a ausgebildeten Zahnradsatzes angeordnet, d. h. die Schalteinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a sind dazu vorgesehen, unterschiedliche Wirkverbindungen zwischen den Planetenradstufen P1a, P2a, P3a, P4a untereinander und einem Getriebegehäuse 12a herzustellen.
Das in 2 dargestellte Schaltschema zeigt, wie durch Schließen der Schalteinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a die Vorwärtsgetriebegänge V1a–V10a und der Rückwärtsgetriebegang R1a geschaltet werden. Die Vorwärtsgetriebegänge V1a–V10a werden jeweils durch Schließen von drei der insgesamt sechs Schalteinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a geschaltet. Die in 3 dargestellte Lastschaltbarkeit ergibt sich unmittelbar aus dem in 2 dargestellten Schaltschema. Eine Lastschaltung zwischen zwei der Vorwärtsgetriebegänge V1a–V10a ist dabei insbesondere immer dann möglich, wenn in einem Schaltvorgang höchstens eine der Schalteinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a geschlossen wird und/oder höchstens eine der Schalteinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a geöffnet wird, d. h. wenn ein Leistungsfluss von einer der Schalteinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a an eine andere der Schalteinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a übergeben wird oder wenn ein Schaltzustand von lediglich einer der Schalteinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a verändert wird. Die Vorwärtsgetriebegänge V1a–V10a sind, mit Ausnahme eines Getriebegangwechsels zwischen dem dritten Vorwärtsgetriebegang V3a und dem vierten Vorwärtsgetriebegang V4a, untereinander zumindest sequentiell lastschaltbar.
Das Mehrstufengetriebe ist dazu vorgesehen, eine nicht näher dargestellte Brennkraftmaschine mit zumindest einem nicht näher dargestellten Achsantrieb für einen Antrieb von Antriebsrädern des Kraftfahrzeugs zu verbinden. Mittels des Mehrstufengetriebes kann ein Übersetzungsverhältnis zwischen der Brennkraftmaschine und dem Achsantrieb verändert werden. Das Mehrstufengetriebe kann zur Bereitstellung einer Hybridfunktionalität mit einem Hybridantriebsmodul verbunden werden, mittels dessen ein Antriebsmoment verändert werden kann. Weiter kann mittels des Hybridantriebsmoduls und dem Mehrstufengetriebe ein CVT realisiert werden, wodurch ein Mehrstufengetriebe realisiert werden kann, deren Übersetzungsverhältnis zumindest in Teilbereichen stufenlos eingestellt werden kann. Insbesondere ist es dabei denkbar, zumindest einen Elektromotor in den Zahnradsatz zu integrieren, um ein Hybridantriebsmodul bereitzustellen.
Das Mehrstufengetriebe weist eine Getriebeeingangswelle 10a auf, die dazu vorgesehen ist, ein von der Brennkraftmaschine abgegebenes Antriebsmoment in das Mehrstufengetriebe einzuleiten. Die Getriebeeingangswelle 10a ist dazu vorgesehen, in montiertem Zustand drehfest mit einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine verbunden zu werden. Grundsätzlich können zwischen der Getriebeeingangswelle 10a und der Brennkraftmaschine weitere Bauteile, wie beispielsweise ein Schwingungsdämpfer, eine Anfahrkupplung, eine Trennkupplung oder ein Drehmomentwandler, angeordnet sein. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist es vorgesehen, die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine und die Getriebeeingangswelle 10a permanent drehfest miteinander zu verbinden.
Weiter weist das Mehrstufengetriebe eine Getriebeausgangswelle 11a auf, die dazu vorgesehen ist, ein Antriebsmoment aus dem Mehrstufengetriebe auszuleiten. Die Getriebeausgangswelle 11a ist permanent drehfest mit dem Achsantrieb des Kraftfahrzeugs verbunden. Der Getriebeausgangswelle 11a können unterschiedliche Module nachgeschaltet werden, mittels derer das aus dem Mehrstufengetriebe ausgeleitete Moment auf die Antriebsräder verteilt werden kann, wie beispielsweise ein Differentialgetriebe, das für einen Drehzahlausgleich zwischen den Antriebsrädern vorgesehen ist, oder ein Allradantriebsmodul, das das Antriebsmoment auf zwei verschiedene Antriebsachsen verteilt. In Abhängigkeit einer Anordnung des Mehrstufengetriebes in dem Kraftfahrzeug, beispielsweise bei einem Front-Quer-Einbau, ist es denkbar, dass das Mehrstufengetriebe ein Ausgangsritzel aufweist, das unmittelbar an ein als die Getriebeausgangswelle 11a wirkendes Bauteil des Mehrstufengetriebes anschließt.
Die Getriebeeingangswelle 10a und die Getriebeausgangswelle 11a können grundsätzlich beliebig zueinander angeordnet sein. Das dargestellte Mehrstufengetriebe ist insbesondere für einen Front-Längseinbau vorgesehen, bei welchem die Planetenradstufen P1a, P2a, P3a, P4a axial zwischen der Getriebeeingangswelle 10a und der Getriebeausgangswelle 11a angeordnet sind. Grundsätzlich ist auch denkbar, die Getriebeausgangswelle 11a zwischen zwei der Planetenradstufen P1a, P2a, P3a, P4a anzuordnen, insbesondere wenn das Mehrstufengetriebe für einen Front-Längseinbau vorgesehen sein soll. Zur Umgestaltung des Mehrstufengetriebes ist es möglich, eine Reihenfolge der Planetenradstufen P1a, P2a, P3a, P4a entlang der Hauptrotationsachse zu ändern und/oder die Planetenradstufen P1a, P2a, P3a, P4a zumindest teilweise zu stapeln. Das Mehrstufengetriebe weist vier Ebenen auf, in denen die Planetenradstufen P1a, P2a, P3a, P4a angeordnet sind. Eine Nummerierung der Ebene ist im Folgenden auf die Getriebeeingangswelle 10a bezogen. Die erste Ebene weist einen kleineren Abstand zu der Brennkraftmaschine auf als die letzte Ebene.
Die erste Planetenradstufe P1a ist entlang der Hauptrotationsachse in der ersten Ebene angeordnet. Die erste Planetenradstufe P1a weist einen Einfachplanetenradsatz auf und umfasst ein erstes Sonnenrad P11a, ein erstes Hohlrad P13a und einen ersten Planetenradträger P12a. Der Planetenradträger P12a führt Planetenräder P14a auf einer Kreisbahn. Die Planetenräder P14a kämmen mit dem Sonnenrad P11a und mit dem Hohlrad P13a. Die Planetenräder P14a sind drehbar auf dem Planetenradträger P12a gelagert.
Die zweite Planetenradstufe P2a ist entlang der Hauptrotationsachsein der zweiten Ebene angeordnet. Die zweite Planetenradstufe P2a ist entlang der Hauptrotationsachse auf einer dem Getriebeeingangswelle 10a abgewandten Seite der ersten Planetenradstufe P1a angeordnet. Die zweite Planetenradstufe P2a weist einen Einfachplanetenradsatz auf und umfasst ein zweites Sonnenrad P21a, ein zweites Hohlrad P23a und einen zweiten Planetenradträger P22a. Der Planetenradträger P22a führt Planetenräder P24a auf einer Kreisbahn. Die Planetenräder P24a kämmen mit dem Sonnenrad P21a und mit dem Hohlrad P23a. Die Planetenräder P24a sind drehbar auf dem Planetenradträger P22a gelagert.
Die zweite Planetenradstufe P3a ist entlang der Hauptrotationsachse in einer dritten Ebene angeordnet. Die dritte Planetenradstufe P3a ist entlang der Hauptrotationsachse auf einer dem Getriebeeingangswelle 10a abgewandten Seite der zweiten Planetenradstufe P2a angeordnet. Die dritte Planetenradstufe P3a weist einen Einfachplanetenradsatz auf und umfasst ein drittes Sonnenrad P31a, ein drittes Hohlrad P33a und einen dritten Planetenradträger P32a. Der Planetenradträger P32a führt Planetenräder P34a auf einer Kreisbahn. Die Planetenräder P34a kämmen mit dem Sonnenrad P31a und mit dem Hohlrad P33a. Die Planetenräder P34a sind drehbar auf dem Planetenradträger P32a gelagert.
Die vierte Planetenradstufe P3a ist entlang der Hauptrotationsachse in einer vierten Ebene angeordnet. Die vierte Planetenradstufe P4a ist entlang der Hauptrotationsachse auf einer der Getriebeeingangswelle 10a abgewandten Seite der dritten Planetenradstufe P3a angeordnet. Die vierte Planetenradstufe P4a weist einen Einfachplanetenradsatz auf und umfasst ein viertes Sonnenrad P41a, ein viertes Hohlrad P43a und einen vierten Planetenradträger P42a. Der Planetenradträger P42a führt Planetenräder P44a auf einer Kreisbahn. Die Planetenräder P44a kämmen mit dem Sonnenrad P41a und mit dem Hohlrad P43a. Die Planetenräder P44a sind drehbar auf dem Planetenradträger P42a gelagert.
Vier der Schalteinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a sind als Kupplungen ausgebildet. Die als Kupplungen ausgebildeten Schalteinheiten S3a, S4a, S5a, S6a weisen jeweils ein erstes drehbar gelagertes Kopplungselement S31a, S41a, S51a, S61a und ein zweites drehbar gelagertes Kopplungselement S32a, S42a, S52a, S62a auf. Die Schalteinheiten S3a, S4a, S5a, S6a sind jeweils dazu vorgesehen, ihre beiden Kopplungselemente S31a, S32a, S41a, S42a, S51a, S52a, S61a, S62a drehfest miteinander zu verbinden. Jedes der Kopplungselemente S31a, S32a, S41a, S42a, S51a, S52a, S61a, S62a der Schalteinheiten S3a, S4a, S5a, S6a ist mit zumindest einem der Sonnenräder P11a, P21a, P31a, P41a, einem der Planetenradträger P12a, P22a, P32a, P42a und/oder einem der Hohlräder P13a, P23a, P33a, P43a permanent drehfest verbunden.
Zwei der Schalteinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a sind als Bremsen ausgebildet. Die als Bremsen ausgebildeten Schalteinheiten S1a, S2a weisen jeweils ein drehbar gelagertes Kopplungselement S11a, S21a und ein gehäusefest angeordnetes Kopplungselement S12a, S22a auf. Die Schalteinheiten S1a, S2a sind jeweils dazu vorgesehen, ihr drehbar gelagertes Kopplungselement S11a, S21a drehfest mit dem Getriebegehäuse 12a zu verbinden. Jedes der Kopplungselemente S11a, S21a der Schalteinheiten S1a, S2a ist mit zumindest einem der Sonnenräder P11a, P21a, P31a, P41a, einem der Planetenradträger P12a, P22a, P32a, P42a und/oder einem der Hohlräder P13a, P23a, P33a, P43a permanent drehfest verbunden. Das gehäusefest angeordnete Kopplungselement S12a, S22a der Schalteinheiten S1a, S2a ist permanent drehfest mit dem Getriebegehäuse 12a verbunden.
Zur Verbindung der Planetenradstufen P1a, P2a, P3a, P4a untereinander und mit den Kopplungselementen S11a–S62a umfasst das Mehrstufengetriebe eine Mehrzahl von Getriebewellen 13a, 14a, 15a, 16a, 17a. Die Getriebewellen 13a, 14a, 15a, 16a sind als Zwischenwellen ausgeführt und dazu vorgesehen, einen Leistungsfluss innerhalb des durch die Planetenradstufen P1a, P2a, P3a, P4a ausgebildeten Zahnradsatzes zu übertragen. Jede der Getriebewellen 13a, 14a, 15a, 16a verbindet zumindest zwei der Sonnenräder P11a, P21a, P31a, P41a, Planetenradträger P12a, P22a, P32a, P42a Hohlräder P13a, P23a, P33a, P43a und/oder Kopplungselemente S11a–S62a permanent drehfest miteinander. Die Getriebewelle 17a ist als Stützwelle ausgeführt und dazu vorgesehen, zumindest eines der Sonnenräder P11a, P21a, P31a, P41a, Planetenradträger P12a, P22a, P32a, P42a und/oder der Hohlräder P13a, P23a, P33a, P43a drehfest mit dem Getriebegehäuse 12a zu verbinden.
Die Getriebeeingangswelle 10a ist permanent drehfest mit dem zweiten Kopplungselement S42a der vierten Schalteinheit S4a und dem ersten Kopplungselement S31a der dritten Schalteinheit S3a verbunden. Die Getriebeausgangswelle 11a ist permanent drehfest mit dem Planetenradträger P32a der dritten Planetenradstufe P3a verbunden. Die Getriebewelle 13a verbindet das erste Kopplungselement S21a der zweiten Schalteinheit S2a, das Sonnenrad P11a der ersten Planetenradstufe P1a und das erste Kopplungselement S51a der fünften Schalteinheit S5a permanent drehfest miteinander. Die Getriebewelle 14a verbindet das erste Kopplungselement S11a der ersten Schalteinheit S1a, den Planetenradträger P12a der ersten Planetenradstufe P1a, das erste Kopplungselement S61a der sechsten Schalteinheit S6a und das Hohlrad P33a der dritten Planetenradstufe P3a permanent drehfest miteinander. Die Getriebewelle 15a verbindet das Hohlrad P13a der ersten Planetenradstufe P1a, das Sonnenrad P31a der dritten Planetenradstufe P3a und den Planetenradträger P42a der vierten Planetenradstufe P4a permanent drehfest miteinander. Die Getriebewelle 16a verbindet das zweite Kopplungselement S52a der fünften Schalteinheit S5a, den Planetenradträger P22a der zweiten Planetenradstufe P2a, das Sonnenrad P41a der vierten Planetenradstufe P4a und das erste Kopplungselement S41a der vierten Schalteinheit S4a permanent drehfest miteinander. Die Getriebewelle 17a verbindet das Sonnenrad P21a der zweiten Planetenradstufe P2a permanent drehfest mit dem Getriebegehäuse 12a. Das zweite Kopplungselement S62a der sechsten Schalteinheit S6a und das Hohlrad P23a der zweiten Planetenradstufe P2a sind direkt permanent drehfest miteinander verbunden. Das zweite Kopplungselement S32a der dritten Schalteinheit S3a und das Hohlrad P43a der vierten Planetenradstufe P4a sind direkt permanent drehfest miteinander verbunden.
Die Schalteinheiten S1a, S2a sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel eingangsseitig der Planetenradstufe P1a angeordnet. Die zweite Schalteinheit S2a kann grundsätzlich entlang der Hauptrotationsachse verschoben werden. Die Schalteinheiten S5a, S6a sind zwischen der zweiten Planetenradstufe P2a und der dritten Planetenradstufe P3a angeordnet. Die Schalteinheiten S3a, S4a sind ausgangsseitig der vierten Planetenradstufe P4a angeordnet. Die Schalteinheiten S1a, S2a sind ausliegend ausgeführt, d. h. eine Betätigungsmittelversorgung der Schalteinheiten S1a, S2a ist ohne Durchführung von Betriebsmittelleitungen ein drehbar gelagertes Bauteile realisierbar. Die Schalteinheiten S3a, S4a, S5a, S6a sind außenliegend ausgeführt, d. h. die Betätigungsmittelversorgung der Schalteinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a erfordert eine Betriebsmitteldurchführung durch ein drehbar gelagertes Bauteil. Sämtliche Schalteinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a sind hydraulisch betätigt.
Die Getriebeeingangswelle 10a durchsetzt alle vier Planetenradstufen P1a, P2a, P3a, P4a. Im Bereich der Getriebeausgangswelle 11a ist die Getriebeeingangswelle 10a zur Anbindung der Kopplungselemente S31a, S42a radial nach außen ausgeführt. Die Getriebeausgangswelle 11a umschließt die vierte Planetenradstufe P4a und ist zur Anbindung des Planetenradträgers P32a zwischen der vierten Planetenradstufe P4a und der dritten Planetenradstufe P3a radial nach innen geführt. Die Getriebeausgangswelle 11a begrenzt das Mehrstufengetriebe ausgangsseitig.
Die Getriebewelle 14a durchsetzt den Planetenradträger P12a und umschließt die zweite Planetenradstufe P2a. Die Getriebewelle 15a, die radial innerhalb der Getriebewelle 14a geführt ist, umschließt ebenfalls die zweite Planetenradstufe P2a und ist zwischen der zweiten Planetenradstufe P2a und der dritten Planetenradstufe P3a radial nach innen geführt. Die Getriebewelle 16a durchsetzt den Planetenradträger P22a und die dritte Planetenradstufe P3a. Die Getriebewelle 17a, die die erste Planetenradstufe P1a durchsetzt, begrenzt das Mehrstufengetriebe eingangsseitig.
4 zeigt ein Getriebeschema eines Mehrstufengetriebes für ein Kraftfahrzeug, das zumindest konstruktiv zur Schaltung von zumindest zehn Vorwärtsgetriebegängen und zumindest einem Rückwärtsgetriebegang vorgesehen ist. Das Getriebeschema entspricht strukturell dem der 1.
Das Mehrstufengetriebe umfasst eine Getriebeeingangswelle 10b zur drehfesten Anbindung einer Brennkraftmaschine und eine Getriebeausgangswelle 11b zur drehfesten Anbindung eines Achsantriebs. Zudem umfasst das Mehrstufengetriebe einen Zahnradsatz mit einer ersten Planetenradstufe P1b, einer zweiten Planetenradstufe P2b, einer dritten Planetenradstufe P3b und einer vierten Planetenradstufe P4b, die jeweils ein Sonnenrad P11b, P21b, P31b, P41b, ein Hohlrad P13b, P23b, P33b, P43b und einen Planetenradträger P12b, P22b, P32b, P42b, welcher Planetenräder P14b, P24b, P34b, P44b in einer Kreisbahn um das entsprechende Sonnenrad P11b, P21b, P31b, P41b führt, aufweisen. Weiter umfasst das Mehrstufengetriebe sechs Schalteinheiten S1b, S2b, S3b, S4b, S5b, S6b, die jeweils zwei Kopplungselemente S11b, S12b, S21b, S22b, S31b, S32b, S41b, S42b, S51b, S52b, S61b, S62b aufweisen. Zur Übertragung von Leistungsflüssen zwischen den Planetenradstufen P1b, P2b, P3b, P4b und/oder zur Abstützung gegen ein Getriebegehäuse 12b umfasst das Mehrstufengetriebe eine Mehrzahl von Getriebewellen 13b, 14b, 15b, 16b, 17b.
Das Getriebeschema unterscheidet sich insbesondere in einer Anordnung der Schalteinheiten S1b, S2b, S3b, S4b, S5b, S6b von dem des vorangegangenen Ausführungsbeispiels. Die Schalteinheiten S3b, S4b sind auf einer der Getriebeeingangswelle 10b zugewandten Seite der ersten Planetenradstufe P1b angeordnet. Die Getriebewelle 16b, die das erste Kopplungselement S41b der vierten Schalteinheit S4b mit dem Planetenradträger P22b und dem Sonnenrad P41b verbindet, durchsetzt die vier Planetenradstufen P1b, P2b, P3b, P4b. Eine Anbindung des ersten Kopplungselements S31b an das Hohlrad P43b durchsetzt ebenfalls die vier Planetenradstufen P1b, P2b, P3b, P4b.
Bei einer Hybridisierung, d. h. in einer Ausgestaltung für einen Hybridantriebsstrang, ist die Getriebewelle 16b für eine Anbindung eines Elektromotors vorgesehen. Der Elektromotor ist dabei vorzugsweise eingangsseitig der Getriebewelle 17b angeordnet. Um für den Elektromotor zusätzlichen Bauraum zu schaffen, können die Getriebewelle 16b und die Anbindung des Hohlrads P43b an das Kopplungselement S41b verlängert werden.
5 zeigt ein Getriebeschema eines Mehrstufengetriebes für ein Kraftfahrzeug, das zumindest konstruktiv zur Schaltung von zumindest zehn Vorwärtsgetriebegängen und zumindest einem Rückwärtsgetriebegang vorgesehen ist. Das Getriebeschema entspricht strukturell dem der 1.
Das Mehrstufengetriebe umfasst eine Getriebeeingangswelle 10c zur drehfesten Anbindung einer Brennkraftmaschine und eine Getriebeausgangswelle 11c zur drehfesten Anbindung eines Achsantriebs. Zudem umfasst das Mehrstufengetriebe einen Zahnradsatz mit einer ersten Planetenradstufe P1c, einer zweiten Planetenradstufe P2c, einer dritten Planetenradstufe P3c und einer vierten Planetenradstufe P4c, die jeweils ein Sonnenrad P11c, P21c, P31c, P41c, ein Hohlrad P13c, P23c, P33c, P43c und einen Planetenradträger P12c, P22c, P32c, P42c, welcher Planetenräder P14c, P24c, P34c, P44c in einer Kreisbahn um das entsprechende Sonnenrad P11c, P21c, P31c, P41c führt, aufweisen. Weiter umfasst das Mehrstufengetriebe sechs Schalteinheiten S1c, S2c, S3c, S4c, S5c, S6c, die jeweils zwei Kopplungselemente S11c, S12c, S21c, S22c, S31c, S32c, S41c, S42c, S51c, S52c, S61c, S62c aufweisen. Zur Übertragung von Leistungsflüssen zwischen den Planetenradstufen P1c, P2c, P3c, P4c und/oder zur Abstützung gegen ein Getriebegehäuse 12c umfasst das Mehrstufengetriebe eine Mehrzahl von Getriebewellen 13c, 14c, 15c, 16c, 17c.
Das Getriebeschema unterscheidet sich insbesondere in einer Anordnung der Planetenradstufen P1c, P2c, P3c, P4c von dem des vorangegangenen Ausführungsbeispiels. Das Mehrstufengetriebe weist vier Ebenen auf, in denen die Planetenradstufen P1c, P2c, P3c, P4c angeordnet sind. Die zweite Planetenradstufe P2c ist entlang der Hauptrotationsachse in der ersten Ebene angeordnet. Die erste Planetenradstufe P1c ist entlang der Hauptrotationsachse in der zweiten Ebene angeordnet. Die dritte Planetenradstufe P3c ist in der dritten Ebene angeordnet. Die vierte Planetenradstufe P4c ist in der vierten Ebene angeordnet. Die Schalteinheiten S1c, S2c sind zwischen der ersten Planetenradstufe P1c und der zweiten Planetenradstufe P2c angeordnet. Die fünfte Schalteinheit S5c ist eingangsseitig der zweiten Planetenradstufe P2c angeordnet.
6 zeigt ein Getriebeschema eines Mehrstufengetriebes für ein Kraftfahrzeug, das zumindest konstruktiv zur Schaltung von zumindest zehn Vorwärtsgetriebegängen und zumindest einem Rückwärtsgetriebegang vorgesehen ist. Das Getriebeschema entspricht strukturell dem der 1.
Das Mehrstufengetriebe umfasst eine Getriebeeingangswelle 10d zur drehfesten Anbindung einer Brennkraftmaschine und eine Getriebeausgangswelle 11d zur drehfesten Anbindung eines Achsantriebs. Zudem umfasst das Mehrstufengetriebe einen Zahnradsatz mit einer ersten Planetenradstufe P1d, einer zweiten Planetenradstufe P2d, einer dritten Planetenradstufe P3d und einer vierten Planetenradstufe P4d, die jeweils ein Sonnenrad P11d, P21d, P31d, P41d, ein Hohlrad P13d, P23d, P33d, P43d und einen Planetenradträger P12d, P22d, P32d, P42d, welcher Planetenräder P14d, P24d, P34d, P44d in einer Kreisbahn um das entsprechende Sonnenrad P11d, P21d, P31d, P41d führt, aufweisen. Weiter umfasst das Mehrstufengetriebe sechs Schalteinheiten S1d, S2d, S3d, S4d, S5d, S6d, die jeweils zwei Kopplungselemente S11d, S12d, S21d, S22d, S31d, S32d, S41d, S42d, S51d, S52d, S61d, S62d aufweisen. Zur Übertragung von Leistungsflüssen zwischen den Planetenradstufen P1d, P2d, P3d, P4d und/oder zur Abstützung gegen ein Getriebegehäuse 12d umfasst das Mehrstufengetriebe eine Mehrzahl von Getriebewellen 13d, 14d, 15d, 16d, 17d.
Das Getriebeschema unterscheidet sich insbesondere in einer Anordnung der Planetenradstufen P1d, P2d, P3d, P4d von dem des Ausführungsbeispiels in 4. Das Mehrstufengetriebe weist vier Ebenen auf, in denen die Planetenradstufen P1d, P2d, P3d, P4d angeordnet sind. Die erste Planetenradstufe P1d ist entlang der Hauptrotationsachse in der ersten Ebene angeordnet. Die zweite Planetenradstufe P2d ist entlang der Hauptrotationsachse in der zweiten Ebene angeordnet. Die vierte Planetenradstufe P4d ist in der dritten Ebene angeordnet. Die dritte Planetenradstufe P3d ist in der vierten Ebene angeordnet. Die Schalteinheiten S3d, S4d sind auf einer der Getriebeeingangswelle 10d zugewandten Seite der Getriebewelle 17d angeordnet. Die Schalteinheiten S1d, S2d sind eingangsseitig der ersten Planetenradstufe P1d angeordnet. Die Schalteinheiten S5d, S6d sind zwischen der ersten Planetenradstufe P1d und der der zweiten Planetenradstufe P2d angeordnet.
7 zeigt ein Getriebeschema eines Mehrstufengetriebes für ein Kraftfahrzeug, das zumindest konstruktiv zur Schaltung von zumindest zehn Vorwärtsgetriebegängen und zumindest einem Rückwärtsgetriebegang vorgesehen ist. Das Getriebeschema unterscheidet sich strukturell dem der 1. Das in 7 gezeigte Getriebeschema lässt grundsätzlich Anordnungen entsprechend den restlichen Ausführungsbeispielen zu.
Das Mehrstufengetriebe umfasst eine Getriebeeingangswelle 10e zur drehfesten Anbindung einer Brennkraftmaschine und eine Getriebeausgangswelle 11e zur drehfesten Anbindung eines Achsantriebs. Zudem umfasst das Mehrstufengetriebe einen Zahnradsatz mit einer ersten Planetenradstufe P1e, einer zweiten Planetenradstufe P2e, einer dritten Planetenradstufe P3e und einer vierten Planetenradstufe P4e, die jeweils ein Sonnenrad P11e, P21e, P31e, P41e, ein Hohlrad P13e, P23e, P33e, P43e und einen Planetenradträger P12e, P22e, P32e, P42e, welcher Planetenräder P14e, P24e, P34e, P44e in einer Kreisbahn um das entsprechende Sonnenrad P11e, P21e, P31e, P41e führt, aufweisen. Weiter umfasst das Mehrstufengetriebe sechs Schalteinheiten S1e, S2e, S3e, S4e, S5e, S6e, die jeweils zwei Kopplungselemente S1e, S12e, S21e, S22e, S31e, S32e, S41e, S42e, S51e, S52e, S61e, S62e aufweisen. Zur Übertragung von Leistungsflüssen zwischen den Planetenradstufen P1e, P2e, P3e, P4e und/oder zur Abstützung gegen ein Getriebegehäuse 12e umfasst das Mehrstufengetriebe eine Mehrzahl von Getriebewellen 13e, 14e, 15e, 16e, 17e.
Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel in 1 ist die sechste Schalteinheit S6e als eine Bremse ausgeführt. Das Mehrstufengetriebe umfasst damit die drei als Kupplungen ausgeführten Schalteinheiten S3e, S4e, S5e und die drei als Bremsen ausgeführten Schalteinheiten S1e, S2e, S6e. Die Schalteinheit S6e ist auf einer der Getriebeeingangswelle 10e zugewandten Seite der ersten Planetenradstufe P1e angeordnet.
Das Hohlrad P23e der zweiten Planetenradstufe P2e, der Planetenradträger P12e der ersten Planetenradstufe P1e, das erste Kopplungselement S11e der ersten Schalteinheiten S1e und das Hohlrad P33e der dritten Planetenradstufe P3e sind permanent drehfest miteinander verbunden. Das Sonnenrad P21e der zweiten Planetenradstufe P2e und das erste Kopplungselement S61e der sechsten Schalteinheit S6e sind permanent drehfest miteinander verbunden. Das zweite Kopplungselement S62e der sechsten Schalteinheit S6e ist permanent drehfest mit dem Getriebegehäuse 12e verbunden.
8 zeigt ein Getriebeschema eines Mehrstufengetriebes für ein Kraftfahrzeug, das zumindest konstruktiv zur Schaltung von zumindest zehn Vorwärtsgetriebegängen und zumindest einem Rückwärtsgetriebegang vorgesehen ist. Das Getriebeschema entspricht strukturell dem der 1.
Das Mehrstufengetriebe umfasst eine Getriebeeingangswelle 10f zur drehfesten Anbindung einer Brennkraftmaschine und eine Getriebeausgangswelle 11f zur drehfesten Anbindung eines Achsantriebs. Zudem umfasst das Mehrstufengetriebe einen Zahnradsatz mit einer ersten Planetenradstufe P1f, einer zweiten Planetenradstufe P2f, einer dritten Planetenradstufe P3f und einer vierten Planetenradstufe P4f, die jeweils ein Sonnenrad P11f, P21f, P31f, P41f, ein Hohlrad P13f, P23f, P33f, P43f und einen Planetenradträger P12f, P22f, P32f, P42f, welcher Planetenräder P14f, P24f, P34f, P44f in einer Kreisbahn um das entsprechende Sonnenrad P11f, P21f, P31f, P41f führt, aufweisen. Weiter umfasst das Mehrstufengetriebe sechs Schalteinheiten S1f, S2f, S3f, S4f, S5f, S6f, die jeweils zwei Kopplungselemente S11f, S12f, S21f, S22f, S31f, S32f, S41f, S42f, S51f, S52f, S61f, S62f aufweisen. Zur Übertragung von Leistungsflüssen zwischen den Planetenradstufen P1f, P2f, P3f, P4f und/oder zur Abstützung gegen ein Getriebegehäuse 12f umfasst das Mehrstufengetriebe eine Mehrzahl von Getriebewellen 13f, 14f, 15f, 16f, 17f.
Das Getriebeschema unterscheidet sich insbesondere in einer Anordnung der Planetenradstufen P1f, P2f, P3f, P4f von dem des Ausführungsbeispiels in 1. Das Mehrstufengetriebe weist drei Ebenen auf, in denen die Planetenradstufen P1f, P2f, P3f, P4f angeordnet sind. Die vierte Planetenradstufe P4f ist entlang der Hauptrotationsachse in der ersten Ebene angeordnet. Die erste Planetenradstufe P1f und die dritte Planetenradstufe P3f sind entlang der Hauptrotationsachse in der zweiten Ebene angeordnet. Die zweite Planetenradstufe P2f ist in der dritten Ebene angeordnet.
Die erste Planetenradstufe P1f und die dritte Planetenradstufe P3f sind gestapelt. Die erste Planetenradstufe P1f ist radial innerhalb der dritten Planetenradstufe P3f angeordnet. Das Hohlrad P13f der ersten Planetenradstufe P1f und das Sonnenrad P31f der dritten Planetenradstufe P3f, die permanent drehfest miteinander verbunden sind, können einstückig ausgeführt werden.
Die Schalteinheiten S3f, S4f sind auf einer der Getriebeeingangswelle 10f zugewandten Seite der Planetenradstufe P4f angeordnet. Die Schalteinheiten S1f, S2f sind einer der Getriebeeingangswelle 10f abgewandten Seite der dritten Planetenradstufe P3f angeordnet. Die sechste Schalteinheit S6f ist zwischen der ersten Planetenradstufe P1f und der zweiten Planetenradstufe P2f angeordnet. Die fünfte Schalteinheit S5f ist auf einer der Getriebeeingangswelle 10f abgewandten Seite der zweiten Planetenradstufe P2f angeordnet. Die Getriebeausgangswelle 11f, die permanent drehfest mit dem Planetenradträger P32f der dritten Planetenradstufe P3f verbunden ist, ist zwischen der ersten Ebene und der zweiten Ebene radial nach außen geführt. Insbesondere bei einem Front-Quer-Einbau kann die Getriebeausgangswelle 11f einstückig mit einem Tellerrad für den Achsantrieb ausgeführt sein.
9 zeigt ein Getriebeschema eines Mehrstufengetriebes für ein Kraftfahrzeug, das zumindest konstruktiv zur Schaltung von zumindest zehn Vorwärtsgetriebegängen und zumindest einem Rückwärtsgetriebegang vorgesehen ist. Das Getriebeschema entspricht strukturell dem der 1.
Das Mehrstufengetriebe umfasst eine Getriebeeingangswelle 10g zur drehfesten Anbindung einer Brennkraftmaschine und eine Getriebeausgangswelle 11g zur drehfesten Anbindung eines Achsantriebs. Zudem umfasst das Mehrstufengetriebe einen Zahnradsatz mit einer ersten Planetenradstufe P1g, einer zweiten Planetenradstufe P2g, einer dritten Planetenradstufe P3g und einer vierten Planetenradstufe P4g, die jeweils ein Sonnenrad P11g, P21g, P31g, P41g, ein Hohlrad P13g, P23g, P33g, P43g und einen Planetenradträger P12g, P22g, P32g, P42g, welcher Planetenräder P14g, P24g, P34g, P44g in einer Kreisbahn um das entsprechende Sonnenrad P11g, P21g, P31g, P41g führt, aufweisen. Weiter umfasst das Mehrstufengetriebe sechs Schalteinheiten S1g, S2g, S3g, S4g, S5g, S6g, die jeweils zwei Kopplungselemente S11g, S12g, S21g, S22g, S31g, S32g, S41g, S42g, S51g, S52g, S61g, S62g aufweisen. Zur Übertragung von Leistungsflüssen zwischen den Planetenradstufen P1g, P2g, P3g, P4g und/oder zur Abstützung gegen ein Getriebegehäuse 12g umfasst das Mehrstufengetriebe eine Mehrzahl von Getriebewellen 13g, 14g, 15g, 16g, 17g.
Das Getriebeschema unterscheidet sich insbesondere in einer Anordnung der Planetenradstufen P1g, P2g, P3g, P4g von dem des vorangegangenen Ausführungsbeispiels. Das Mehrstufengetriebe weist drei Ebenen auf, in denen die Planetenradstufen P1g, P2g, P3g, P4g angeordnet sind. Die vierte Planetenradstufe P4g ist entlang der Hauptrotationsachse in der ersten Ebene angeordnet. Die zweite Planetenradstufe P2g ist in der zweiten Ebene angeordnet. Die erste Planetenradstufe P1g und die dritte Planetenradstufe P3g sind entlang der Hauptrotationsachse in der dritten Ebene angeordnet. Die erste Planetenradstufe P1g und die dritte Planetenradstufe P3g sind gestapelt, wobei die erste Planetenradstufe P1g radial innerhalb der dritten Planetenradstufe P3g angeordnet ist.
Die Schalteinheiten S3g, S4g sind auf einer der Getriebeeingangswelle 10g zugewandten Seite der Planetenradstufe P4g angeordnet. Die Schalteinheiten S5g, S6g sind zwischen der zweiten Planetenradstufe P2g und der dritten Planetenradstufe P3g angeordnet. Die Schalteinheiten S1g, S2g sind einer der Getriebeeingangswelle 10g abgewandten Seite der dritten Planetenradstufe P3g angeordnet. Die Getriebeausgangswelle 11g, die permanent drehfest mit dem Planetenradträger P32g der dritten Planetenradstufe P3g verbunden ist, ist zwischen der zweiten Ebene und der dritten Ebene radial nach außen geführt. Insbesondere bei einem Front-Quer-Einbau kann die Getriebeausgangswelle 11g einstückig mit einem Tellerrad für den Achsantrieb ausgeführt sein.
Bezugszeichenliste

12: Getriebegehäuse
10: Getriebeeingangswelle
11: Getriebeausgangswelle
13: Getriebewelle
14: Getriebewelle
15: Getriebewelle
16: Getriebewelle
17: Getriebewelle
P1: Planetenradstufe
P11: Sonnenrad
P12: Planetenradträger
P13: Hohlrad
P14: Planetenrad
P2: Planetenradstufe
P21: Sonnenrad
P22: Planetenradträger
P23: Hohlrad
P24: Planetenrad
P3: Planetenradstufe
P31: Sonnenrad
P32: Planetenradträger
P33: Hohlrad
P34: Planetenrad
P4: Planetenradstufe
P41: Sonnenrad
P42: Planetenradträger
P43: Hohlrad
P44: Planetenrad
S1: Schalteinheit
S11: Kopplungselement
S12: Kopplungselement
S2: Schalteinheit
S21: Kopplungselement
S22: Kopplungselement
S3: Schalteinheit
S31: Kopplungselement
S32: Kopplungselement
S4: Schalteinheit
S41: Kopplungselement
S42: Kopplungselement
S5: Schalteinheit
S51: Kopplungselement
S52: Kopplungselement
S6: Schalteinheit
S61: Kopplungselement
S62: Kopplungselement
V1: Vorwärtsgetriebegang
V2: Vorwärtsgetriebegang
V3: Vorwärtsgetriebegang
V4: Vorwärtsgetriebegang
V5: Vorwärtsgetriebegang
V5': Vorwärtsgetriebegang
V6: Vorwärtsgetriebegang
V7: Vorwärtsgetriebegang
V8: Vorwärtsgetriebegang
V9: Vorwärtsgetriebegang
V10: Vorwärtsgetriebegang
R1: Rückwärtsgetriebegang

Claims

Mehrstufengetriebe, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, das zumindest konstruktiv zur Schaltung von zumindest zehn Vorwärtsgetriebegängen (V1a–V10a) vorgesehen ist, mit zumindest vier wirkungsmäßig miteinander verbunden Planetenradstufen (P1a–g, P2a–g, P3a–g; P4a–g), die jeweils ein Sonnenrad (P11a–g, P21a–g, P31a–g, P41a–g), ein Hohlrad (P13a–g, P23a–g, P33a–g, P43a–g) und einen Planetenradträger (P12a–g, P22a–g, P32a–g, P42a–g) aufweisen, mit zumindest sechs Schalteinheiten (S1a–g, S2a–g, S3a–g, S4a–g, S5a–g, S6a–g), die jeweils zwei, drehfest miteinander verbindbare Kopplungselemente (S11a–g, S12a–g, S21a–g, S22a–g, S31a–g, S32a–g, S41a–g, S42a–g, S51a–g, S52a–g, S61a–g, S62a–g) aufweisen, mit einer Getriebeeingangswelle (10a–g) zur drehfesten Anbindung an eine Brennkraftmaschine, die permanent drehfest mit einem der Kopplungselemente (S31a–g, S32a–g) der dritten Schalteinheit (S3a–g) und permanent drehfest mit einem der Kopplungselemente (S41a–g, S42a–g) der vierten Schalteinheit (S4a–g) verbunden ist, und mit einer Getriebeausgangswelle (11a–g) zur Anbindung zumindest eines Achsantriebs, die permanent drehfest mit dem Planetenradträger (P32a–g) der dritten Planetenradstufe (P3a–g) verbunden ist.
Mehrstufengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Kopplungselemente (S41a–g, S42a–g) der vierten Schalteinheit (S4a–g), das Sonnenrad (P41a–g) der vierten Planetenradstufe (P41a–g), der Planetenradträger (P22a–g) der zweiten Planetenradstufe (P2a–g) und eines der Kopplungselemente (S51, S52) der fünften Schalteinheiten (S5a–g) permanent drehfest miteinander verbunden sind.
Mehrstufengetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Kopplungselemente (S31a–g, S32a–g) der dritten Schalteinheit (S3a–g) und das Hohlrad (P41a–g) der vierten Planetenradstufe (P4a–g) permanent drehfest miteinander verbunden sind.
Mehrstufengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad (P11a–g) des ersten Planetenradgetriebes (P1a–g), das Sonnenrad (P31a–g) des dritten Planetenradgetriebes (P3a–g) und der Planetenradträger (P42a–g) des vierten Planetenradgetriebes (P4a–g) permanent drehfest miteinander verbunden sind.
Mehrstufengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der Planetenradträger (P12a–g) der ersten Planetenradstufe (P1a–g), eines der Kopplungselemente (S11a–g) der ersten Schalteinheit (S1a–g) und das Hohlrad (P33a–g) der dritten Planetenradstufe (P3a–g) drehfest miteinander verbunden sind.
Mehrstufengetriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenradträger (P12a–d; P12f; P12g) der ersten Planetenradstufe (P1a–d; P12f; P12g) und eines der Kopplungselemente (S61a–d, S62a–d; S61f, S62f; S61g, S62g) der sechsten Schalteinheit (S6a–d; S6f; S6g) permanent drehfest miteinander verbunden sind, wobei eines der Kopplungselement (S61a–d, S62a–d; S61f, S62f; S61g, S62g) der sechsten Schalteinheit (S6a–d; S6f; S6g) und das Hohlrad (P23a–d; P23f; P23g) der zweiten Planetenradstufe (P2a–d; P2g; P2f) permanent drehfest miteinander verbunden sind.
Mehrstufengetriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenradträger (P12e) der ersten Planetenradstufe (P1e) und das Hohlrad (P23e) der zweiten Planetenradstufe (P2e) permanent drehfest miteinander verbunden sind.
Mehrstufengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sonnenrad (P21a–g) der zweiten Planetenradstufe (P2a–f) und ein Getriebegehäuse (12a–f) drehfest miteinander verbunden oder durch die sechste Schalteinheit (S6e) drehfest miteinander verbindbar sind.
Mehrstufengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Kopplungselemente (S21a–g) der zweiten Schalteinheit (S2a–g), das Sonnenrad (P11a–g) der ersten Planetenradstufe (P1a–g) und eines der Kopplungselemente (S51a–g, S52a–g) der fünften Schalteinheit (S5a–g) permanent drehfest miteinander verbunden sind.
Mehrstufengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schalteinheit (S1a–g) und die zweite Schalteinheit (S2a–g) als Bremsen ausgebildet sind.
Mehrstufengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Schalteinheit (S3a–g), die vierte Schalteinheit (S4a–g) und die fünfte Schalteinheit (S6a–g) als Kupplungen ausgebildet sind.
Mehrstufengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die sechste Schalteinheit (S6a–g) als Kupplung oder als Bremse ausbildbar ist.
Mehrstufengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei der Schalteinheiten (S1a–g, S2a–g, S3a–g, S4a–g, S5a–g, S6a–g) als Klauenschalteinheiten ausbildbar sind.