WO2017108159A1 - Mehrstufengetriebe mit zehn vorwärtsgetriebegängen - Google Patents

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WO2017108159A1
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gear
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planetary
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Tobias Schilder
Klaus Riedl
Jörg Müller
Rico Resch
Mirko Leesch
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Daimler AG
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    • F16H2200/2046—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes with six engaging means

Definitions

  • the invention relates to a multi-speed transmission for a motor vehicle.
  • Forward gears is provided and comprises four operatively interconnected Planetenradmen and six switching units.
  • the invention is in particular the object of a compact
  • a multi-speed transmission in particular for a motor vehicle, which is at least structurally provided for the circuit of at least ten forward gears, with at least four operatively connected to each other
  • Planetenradkgn each having a sun gear, a ring gear and a planet carrier, with at least six switching units, each having two rotatably interconnectable coupling elements, with a transmission input element for non-rotatable ⁇ n binding to an internal combustion engine and with a
  • Transmission output element for ⁇ ntest at least one final drive wherein the transmission output member and the planet carrier of the third planetary gear rotatably connected to each other and the planet carrier of the third
  • Planetary gear and the ring gear of the fourth planetary gear are permanently connected to each other in a rotationally fixed manner, further wherein the first switching unit is provided to the planet carrier of the third planetary gear and the ring gear of the fourth
  • Planetary gear fixed to the housing, and wherein the fourth switching unit is provided to rotatably connect the transmission input member, the ring gear of the first planetary gear and the sun gear of the second planetary gear with each other.
  • the ring gear of the third planetary gear stage and the sun gear of the fourth planetary gear stage are permanently connected to each other in a rotationally fixed manner.
  • a multi-stage transmission can be provided with a basic structure that allows a configuration with a high flexibility and / or a high efficiency.
  • Component loads in the multi-stage transmission can be at least partially reduced by this basic structure, which in particular a lightweight construction can be simplified.
  • such multi-stage transmissions can be easily hybridized.
  • first planetary gear stage The four planetary gear stages are hereinafter referred to as “first planetary gear stage”, “second planetary gear stage”, “third planetary gear stage” and “fourth planetary gear stage”.
  • first planetary gear stage The terms “first”, “second”, “third” and “fourth” planetary gear are
  • an axial order of the planetary gear stages may differ from the numbering.
  • Switching units by a modified arrangement of transmission elements and / or by interchanging the sun gears, planetary gears and / or ring gears are different kinematically equivalent transmission structures feasible.
  • kinematically equivalent transmission structures gear structures are to be understood, which have an equal number of switching units and identical circuit diagrams for switching the forward gears and the reverse gears.
  • At least two of the six switching units are designed as brakes and at least three of the six switching units as clutches.
  • a switching unit which is designed as a "clutch” is to be understood in particular a switching unit which is arranged in a power flow between two of the planetary gear and which is provided, its two rotatably arranged coupling elements which are independently rotatable in an open state , in a closed state to connect with each other in a rotationally fixed manner under a switching unit, which as a "brake” is formed, should be understood in particular a switching unit, which is operatively disposed between one of the planetary gear and a gear housing and which is intended to rotatable coupling element which is rotatable in an open state regardless of the transmission housing, in a closed state with its rotationally fixed To connect rotatably connected to the transmission housing coupling element.
  • non-rotatably connected is meant in particular a connection in which a power flow over a complete revolution averaged with an unchanged torque, an
  • a switching unit should in particular not be understood as meaning a coupling which is connected upstream or downstream from a gear set formed by the planetary gear stages.
  • a "clutch upstream of the clutch” should be understood in particular a clutch which in at least one gear in a power flow between the engine and the
  • Transmission input element is arranged, such as a separating clutch or a starting clutch.
  • a "clutch following the gear set" is to be understood in particular a coupling unit, which in at least one
  • Transmission gear is arranged in a power flow between the transmission output member and an axle drive, such as an all-wheel clutch. Basically, a shiftability of the multi-speed transmission by a gear set
  • a “transmission input element” is to be understood as meaning, in particular, a transmission element which is at least structurally designed for the rotationally fixed connection of a crankshaft of an internal combustion engine .
  • a “transmission element” is to be understood in particular an embodiment which is provided for permanent non-rotatable connection between the sun gears, planetary carriers, ring gears and / or coupling elements.
  • the term "at least constructive” is to be understood in particular to mean that a corresponding design is provided, but in a possible exemplary embodiment a functional use of the structural design can be dispensed with in that, by means of the coupling units and / or braking units, a corresponding transmission gear is mechanically in principle can be formed, regardless of whether it is omitted in the context of a shift strategy on the circuit of the transmission gear or not.
  • the switching units may be structurally provided for switching more forward gears, as it may be useful to switch them as part of an operating strategy for the multi-speed transmission.
  • a part of the switching units is formed positively.
  • a drag loss can be kept low, whereby a power loss within the multi-speed transmission can be advantageously reduced.
  • two of the switching units may be formed as claw switching units. In principle, however, it is also conceivable that a different number of the switching units is formed positively.
  • a “form-fitting switching unit” is to be understood in particular a switching unit, which has a toothing and / or claws for connecting their coupling elements or for connecting their coupling element, which intermesh positively to produce a rotationally fixed connection, wherein a transmission of a power flow in a In the fully closed state, at least mainly by means of a form-fitting connection, the switching units can in principle be of frictional or form-fitting design
  • “Frictionally engaged switching unit” should be understood in particular a switching unit, which has at least two friction partners for connecting their coupling elements or for connecting their coupling element, which frictionally abut each other for producing a rotationally fixed connection, wherein a transmission of a power flow in a fully closed state at least
  • a frictionally engaged coupling unit is preferably designed as a multi-disc clutch unit and a frictionally engaged brake unit is preferably designed as a multi-disc brake unit
  • trained coupling unit is preferably as a dog clutch unit and a form-locking trained braking unit is preferably as a
  • a form-fitting trained switching unit is advantageously switchable via a sliding sleeve.
  • the form-fitting trained switching units are preferably designed without synchronization, can
  • the multistage transmission preferably comprises actuators for the automated switching of the switching units.
  • actuators for the automated switching of the switching units.
  • independently switching clutch unit or brake unit is preferably as a Freewheel trained.
  • Deviate embodiment In kinematically equivalent manner, it is for example possible to replace a109planetenradsatz by a Doppelplanetenradsatz, for a kinematically same mode of action additionally in particular a
  • Main axis of rotation runs.
  • radial refers in particular to a direction which is perpendicular to the main axis of rotation
  • the said component is arranged on one side of the further component which faces the transmission input element and / or the internal combustion engine Side of the further component is arranged, which faces away from the transmission input element and / or the internal combustion engine, even if the further component is arranged in the axial direction after the transmission output element, for example because the transmission output member is disposed between two planetary gear.
  • FIG. 1 is a transmission diagram of a multi-speed transmission according to the invention
  • Fig. 4 is a transmission diagram with a stacked arrangement of planetary gear
  • Fig. 5 shows another transmission scheme with a stacked arrangement of
  • FIG. 6 shows a transmission diagram with a modified arrangement of a switching unit
  • FIG. 7 shows a transmission diagram with a modified arrangement of a switching unit
  • FIG. 8 shows a transmission diagram with a modified arrangement of a further one
  • FIG. 1 shows a transmission diagram of a multistage transmission.
  • Multi-speed transmission is designed as a motor vehicle transmission. It has exactly four planetary gear stages Pi a, P2a, P3a, P4a.
  • the multistage transmission has a
  • Planetary gear P2a, the third planetary gear P3a and the fourth planetary gear P4a are arranged coaxially.
  • the multistage transmission is structurally designed to switch at least ten forward gear ratios V1a, V2a, V3a, V4a, V5a, V6a, V7a, V8a, V9a, V10a and at least one reverse gear R1 a, which are translated in different ways.
  • a number of the forward gears V1 a-V10a actually used may be limited depending on an operating strategy, for example, electronically by a correspondingly programmed control and
  • the multi-stage transmission has exactly six switching units S1a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a, which are provided for switching the forward gears V1a, V2a, V3a, V4a, V5a, V6a, V7a, V8a, V9a, V10a and the reverse gear R1a ,
  • the multi-stage transmission has a transmission housing 12a that receives the planetary gear stages Pia, P2a, P3a, P4a and the switching units S1a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a.
  • the switching units S1 a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a are operatively arranged within a through the planetary gear Pia, P2a, P3a, P4a gear set, ie the switching units S1 a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a are provided to produce different operative connections between the planetary gear stages Pi, P2a, P3a, P4a with each other and the transmission housing 12a.
  • the circuit diagram shown in Figure 2 shows how by closing the switching units S1 a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a the forward gears V1 a -V10a and the
  • Reverse gear R1 a be switched.
  • the forward gears V1 a-V10a are each switched by closing three of the total of six switching units S1 a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a.
  • the load switchability shown in FIG. 3 results directly from the circuit diagram shown in FIG.
  • a load circuit between two of the forward gears V1 a-V10a is in particular always possible if in a shift at most one of the switching units S1 a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a is closed and / or at most one of the switching units S1 a, S2a , S3a, S4a, S5a, S6a, ie when a power flow from one of the switching units S1a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a is given to another of the switching units S1a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a, or when a switching state of only one of
  • Switching units S1 a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a is changed.
  • the differently translated forward gears V1 a-V10a with the exception of a gear change between the second forward gear V2a and the third forward gear V3a, each other at least sequentially power shiftable.
  • the forward gear V7a is formed as a direct gear to the circuit of the gear set is blocked.
  • the multi-speed transmission is provided to a further reverse gear R2a in addition to the
  • the multi-speed transmission is intended to a non-illustrated
  • Internal combustion engine to connect with at least one axle drive not shown for driving drive wheels of the motor vehicle.
  • Multi-speed transmission a transmission ratio between the internal combustion engine and the final drive can be changed.
  • the multi-stage transmission can be connected to provide a hybrid functionality with a hybrid drive module, by means of which a drive torque can be changed.
  • Next can by means of
  • Hybrid drive module and the multi-speed transmission a CVT be realized, whereby a multi-stage transmission can be realized, the transmission ratio can be adjusted continuously, at least in some areas.
  • the multistage transmission has a transmission input element 10a, which is provided to initiate a drive torque output by the internal combustion engine into the multistage transmission.
  • the transmission input member 10a is provided to be rotatably connected in the assembled state with a crankshaft of the internal combustion engine.
  • further components such as a vibration damper, a starting clutch, a separating clutch or a torque converter, may be arranged between the transmission input element 10a and the internal combustion engine.
  • the transmission input member 10a may be formed differently, such as a shaft or a flange.
  • the multistage transmission has a transmission output element 11a, which is provided to divert a drive torque from the multistage transmission.
  • the transmission output member 11a is provided to be permanently connected in the assembled state rotationally fixed to the final drive of the motor vehicle.
  • Transmission output element 11a can be followed by different modules, by means of which the output from the multistage transmission torque can be distributed to the drive wheels, such as a differential gear, for a
  • Speed compensation is provided between the drive wheels, or a
  • the transmission output member 11a may be formed differently, such as a shaft, a spur gear or a pinion.
  • the transmission input member 10a and the transmission output member 1a are arranged coaxially with the main rotation axis.
  • the transmission input member 10a defines a side facing the engine.
  • Planetary gear Pia, P2a, P3a, P4a is arranged.
  • a front-longitudinal installation is fundamentally a rearrangement of the planetary gear Pia, P2a, P3a, P4a possible, in which the planetary gear Pia, P2a, P3a, P4a between the transmission input member 10a and the transmission output member 1 1a are arranged.
  • the planetary gear stages Pia, P2a, P3a, P4a are arranged one behind the other in the axial direction.
  • the multi-stage transmission has four levels in which the planetary gear Pia, P2a, P3a, P4a are arranged. A numbering of the level corresponds to an order of the levels, which in the following is related to the transmission input element 10a.
  • the first plane has a smaller distance to the internal combustion engine than the fourth plane.
  • the first planetary gear Pia is arranged along the main rotation axis in the first plane.
  • the first planetary gear stage Pi a has a109planetenradsatz and includes a first sun gear P1 1a, a first ring gear P13a and a first
  • Planet carrier P12a The planet carrier P12a leads planetary gears P14a on a circular path.
  • the planetary gears P14a mesh with the sun gear P11a and with the ring gear P13a.
  • the planetary gears P14a are rotatably supported on the planet carrier P12a.
  • the second planetary gear P2a is arranged along the main rotation axis in the second plane.
  • the second planetary gear P2a is along the main axis of rotation on a side facing away from the transmission input member 10a side of the first
  • the second planetary gear P2a has a
  • a simple sun gear P21a, a second ring gear P23a and a second planet P22a A simple sun gear P21a, a second ring gear P23a and a second planet P22a.
  • the planet P22a leads planetary gears P24a on a circular path.
  • the planetary gears P24a mesh with the sun gear P21a and with the ring gear P23a.
  • the planetary gears P24a are rotatably supported on the planet carrier P22a.
  • the third planetary gear P3a is arranged along the main rotation axis in the third plane.
  • the third planetary gear P3a is arranged along the main axis of rotation on a side facing away from the transmission input member 10a side of the second planetary gear P2a.
  • the third planetary gear P3a has a109planetenradsatz and includes a third sun P31a, a third ring gear P33a and a third
  • the planet carrier P32a leads planetary gears P34a on a circular path.
  • the planet gears P34a mesh with the sun gear P31a and with the ring gear P33a.
  • the planetary gears P34a are rotatably supported on the planet carrier P32a.
  • the fourth planetary gear P4a is arranged along the main rotation axis in the fourth plane.
  • the fourth planetary gear P2a is arranged along the main axis of rotation on a side facing away from the transmission input member 10a side of the third planetary gear P3a.
  • the fourth planetary gear P4a has a Finplanetenradsatz and includes a fourth sun P41a, a fourth ring gear P43a and a fourth planet P42a.
  • the planet P42a leads planetary gears P44a on a circular path.
  • the planet gears P44a mesh with the sun gear P41a and with the ring gear P43a.
  • the planetary gears P44a are rotatably supported on the planet carrier P42a.
  • the switching units S1a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a are formed as clutches.
  • the switching units S4a, S5a, S6a designed as clutches each have a first rotatably mounted coupling element S41a, S51a, S61a and a second rotatably mounted coupling element S42a, S52a, S62a.
  • the switching units S4a, S5a, S6a are each provided for non-rotatably connecting their two coupling elements S31a, S32a, S41a, S42a, S51a, S52a, S61a, S62a.
  • Switching units S3a, S4a, S5a, S6a is permanently rotatably connected to at least one of the sun gears P11a, P21a, P31a, P41a, one of the planet P12a, P22a, P32a, P42a and / or one of the ring gears P13a, P23a, P33a, P43a ,
  • the switching units S1 a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a are designed as brakes.
  • the switching units S1a, S2a, S3a designed as brakes each have a rotatably mounted coupling element S11a, S21a and a housing-fixedly arranged one
  • the switching units S1 a, S2a, S3a are each provided to rotatably support their rotatably mounted coupling element S11 a, S21 a, S31a rotatably connected to the transmission housing 12a.
  • Each of the coupling elements S11a, S21a, S31a of the switching units S1a, S2a, S3a is connected to at least one of the sun gears P1a, P21a, P31a, P41a, one of the planetary carrier P12a, P22a, P32a, P42a and / or one of the ring gears P13a , P23a, P33a, P43a permanently connected rotationally fixed.
  • the housing-mounted coupling elements S12a, S22a, S32a of the switching units S1a, S2a, S3a are permanently connected rotationally fixed to the transmission housing 12a.
  • the multistage transmission comprises a plurality of gear elements 13a, 14a, 15a, 16a, 17a, 18a.
  • the gear elements 13a, 14a, 15a, 16a, 17a, 18a are provided for torques and / or rotational movements to support and / or transmit within the gear set formed by the planetary gear Pia, P2a, P3a, P4a.
  • Each of the transmission elements 13a, 14a, 15a, 16a, 17a, 18a connects at least two of the sun gears P11a, P21a, P31a, P41a, planetary carriers P12a, P22a, P32a, P42a, ring gears P13a, P23a, P33a, P43a, and / or coupling elements S11 a-S62a permanently rotatably with each other or supports at least one of the sun gears P1 1 a, P21a, P31a, P41a, planet P12a, P22a, P32a, P42a and / or ring gears P13a, P23a, P33a, P43a permanently against the gear housing 12a.
  • the transmission input element 10a forms a transmission input shaft provided for connection to the internal combustion engine, through which the transmission input element 10a, the first coupling element S41a of the fourth shift unit S4a and the first
  • Coupling element S51 a of the fifth switching unit S5a permanently rotatably connected to each other.
  • Transmission input shaft limits the planetary gear Pia, P2a, P3a, P4a
  • the transmission output member 11 a forms a connection provided for the axle drive transmission output shaft, by which the transmission output member 11a and the planet P32a the third planetary gear P3a permanently connected to each other in a rotationally fixed.
  • the transmission output member 11a is disposed between the third planetary gear P3a and the fourth planetary gear P4a.
  • the transmission output shaft formed by the transmission output member 11a is guided radially outward between the third planetary gear P3a and the fourth planetary gear P4a.
  • the transmission output element 11a can be used for direct connection of the
  • Achsantriebs be designed as a spur gear or ring gear.
  • the transmission element 13a forms an intermediate shaft which connects the planet carrier P22a of the second planetary gear P2a, the ring gear P33a of the third planetary gear P3a and the sun P41 a of the fourth planetary gear P4a permanent rotation with each other.
  • the intermediate shaft formed by the transmission element 13a encloses the third planetary gear P3a.
  • the transmission element 14a forms an intermediate shaft, which is the second
  • the intermediate shaft formed by the transmission element 14a is guided, starting from the coupling element S62a, as the planet carrier P32a through the planetary gear P3a, passes through the sun P41a of the fourth planetary gear P4a and is guided on the output side of the fourth planetary gear P4a radially outward.
  • the transmission element 15a forms an intermediate shaft, which connects the sun gear P11a of the first planetary gear Pia, the sun P31a of the third planetary gear P3a and the first coupling element S21 a of the second switching unit S2a permanent rotation with each other.
  • the intermediate shaft formed by the gear element 5a passes through the three planetary gear stages P2a, P3a, P4a starting from the sun gear P1 1a.
  • the intermediate shaft formed by the transmission element 15a limits the planetary gear stages Pia, P2a, P3a, P4a on the transmission output side.
  • the transmission element 16a forms a connection, which connects the ring gear P23a of the second planetary gear P2a and the first coupling element S3a of the third shift unit S3a permanently rotatably together.
  • Coupling element S31a can also be at least partially made in one piece.
  • the transmission element 17a forms an intermediate shaft, which is the second
  • the intermediate shaft formed by the transmission element 17a encloses the first planetary gear stage Pi a, is guided radially inwardly between the first planetary gear Pia and the second planetary gear P2a and passes through the second planetary gear P2a as the sun gear P21 a.
  • Coupling element S61 a is formed by the transmission element 17 a
  • the transmission element 18a forms a connection, which is the planet carrier P12a of the first planetary gear P a and the second coupling element S52a of the fifth
  • the planet carrier P12a and the coupling element S52a can basically also be formed at least partially in one piece.
  • the fourth switching unit S4a and the fifth switching unit S5a are arranged on the input side of the first planetary gear stage Pi a.
  • the fourth switching unit S4a is to
  • the switching unit S5a is provided to the transmission input member 10a and the planet P12a of the first
  • Planet wheel Pia rotatably connect with each other.
  • the third switching unit S3a is arranged at the level of the second planetary gear P2a.
  • the third switching unit S3a is provided to the ring gear P23a of the second
  • the first switching unit S a and the second switching unit S2a are arranged on the output side of the fourth planetary gear P4a.
  • the first switching unit S1 a is to
  • the second switching unit S2a is provided to the sun gear P11a of the first planetary gear Pia and the sun P31 a of the third planetary gear P3a fixed to the housing to arrange.
  • the switching units S1a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a are outboard, i. an actuating means supply of the switching units S1a, S2a, S3a, S4a is without carrying out operating medium lines by a rotatably mounted component
  • the switching units S5a, S6a are implemented internally, i. the
  • Actuator supply of the switching units S5a, S6a requires a
  • Switching units S1a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a are hydraulically actuated.
  • Switching units S1a, S2a or the switching units S1a, S6a can at least partially have a common actuator.
  • a hybridization i.
  • the transmission element 15a is intended to be permanently connected to a rotor of the electric motor in a manner fixed against rotation.
  • the electric motor is preferably arranged on the output side of the fourth planetary gear P4a.
  • one of the further gear elements 13a, 14a, 16a, 17a, 18a can be provided for a connection of an electric motor.
  • Figure 4 shows a second embodiment of a transmission scheme of a
  • Multi-speed transmission for a motor vehicle which is provided at least constructively for the switching of at least ten forward gears and at least one reverse gear.
  • the transmission scheme corresponds structurally to that of FIG. 1.
  • the multistage transmission comprises a transmission input element 10b for the rotationally fixed connection of an internal combustion engine and a transmission output element 1 1 b for the rotationally fixed connection of a final drive.
  • the multi-speed transmission includes a gear set with a first planetary gear P1 b, a second planetary gear P2b, a third planetary gear P3b and a fourth planetary gear P4b, each having a sun P1 1 b, P21 b, P31 b, P41 b, a ring gear P13b, P23b , P33b, P43b and a planet carrier P12b, P22b, P32b, P42b, which planetary gears P14b, P24b, P34b, P44b in a circular orbit about the corresponding sun gear P1 1 b, P21 b, P31 b, P41 b leads.
  • the multi-stage transmission comprises six switching units S1 b, S2b, S3b, S4b, S5b, S6b, each having two coupling elements S1 1 b, S12b, S21b, S22b, S31b, S32b, S41b, S42b, S51b, S52b, S61 b, S62b.
  • the multistage transmission comprises a plurality of transmission elements 13b, 14b, 15b, 16b, 16b, 17b, 18b.
  • the transmission scheme differs in particular in an arrangement of
  • the multi-stage transmission has three levels, in which the four planetary gear P1, P2b, P3b, P4b are arranged.
  • the planetary gear P1 b is arranged in the first plane.
  • the planetary gear P2b is arranged in the second plane.
  • the planetary gear stages P3b, P4b are stacked.
  • the planetary gear stages P3b, P4b are arranged in the third plane.
  • the third planetary gear P3b is disposed radially inside the fourth planetary gear P4b.
  • the ring gear P33b of the third planetary gear stage P3b and the sun gear P41b of the fourth planetary gear stage P4b may be integrally formed
  • the switching units S4b, S5b are the input side of the first
  • the switching unit S3b is arranged at the level of the planetary gear P3b.
  • the switching unit S6b is disposed between the second planetary gear P2b and the stacked planetary gears P3b, P4b.
  • the Switching units S1 b, S2b are arranged on the output side of the stacked planetary gear P3b, P4b.
  • Planetary gear stages P3b, P4b arranged.
  • the transmission output member 11b is disposed between the second planetary gear P2b and the stacked planetary gears P3b, P4b.
  • Figure 5 shows a third embodiment of a transmission scheme of a
  • Multi-speed transmission for a motor vehicle which is provided at least constructively for the switching of at least ten forward gears and at least one reverse gear.
  • the transmission scheme corresponds structurally to that of FIG. 1.
  • the multistage transmission comprises a transmission input element 10c for the rotationally fixed connection of an internal combustion engine and a transmission output element 1 1 c for the rotationally fixed connection of a final drive.
  • the multi-stage transmission includes a gear set having a first planetary gear P 1c, a second planetary P 2 c, a third P3 c and a fourth P4 c, each a sun P11c, P21c, P31 c, P41c, a ring gear P13c, P23c, P33c, P43c and a planet carrier P12c, P22c, P32c, P42c, which planetary gears P14c, P24c, P34c, P44c in a circular orbit about the corresponding sun gear P1 c, P21c, P31c, P41c leads.
  • the multi-stage transmission comprises six switching units Sic, S2c, S3c, S4c, S5c, S6c, each having two coupling elements S11c, S12c, S21c, S22c, S31c, S32c, S41c, S42c, S51c, S52c, S61c, S62c.
  • Power flows between the planetary gear P1 c, P2c, P3c, P4c and / or for support against a transmission housing 12c includes the multi-speed transmission one
  • the transmission scheme differs in particular in an arrangement of
  • the multi-stage transmission has two levels in which the four planetary gear P1 c, P2c, P3c, P4c are arranged.
  • the planetary gear stages P1c, P2c and the planetary gear stages P3c, P4c are stacked.
  • the planetary gear P1 c, P2c are arranged in the first plane.
  • the first planetary gear P1c is radially within the second
  • the ring gear P13c of the first planetary gear P1c and the sun gear P21c of the second planetary gear P2c may be integrally formed
  • the planetary gear stages P3c, P4c are in the third plane
  • the third planetary gear P3c is radially within the fourth
  • the ring gear P33c of the third planetary gear P3c and the sun gear P41 c of the fourth planetary gear P4c can be integrally formed.
  • the switching units S4c, S5c are arranged on the input side of the stacked
  • the switching unit S3c is arranged at the height of the stacked planetary gear P1 c, P2c.
  • the switching unit S6c is disposed between the planetary gear stages P1c, P2c and the planetary gear stages P3c, P4c.
  • the switching units Sic, S2c are the output side of the stacked planetary gear P1c, P2c arranged.
  • the transmission output member 11c is disposed between the planetary gear sets P1c, P2c and the planetary gear stages P3c, P4c.
  • FIG. 6 shows a transmission diagram of a fourth exemplary embodiment
  • Multi-speed transmission for a motor vehicle which is provided at least constructively for the switching of at least ten forward gears and at least one reverse gear.
  • the transmission scheme differs structurally from that of FIG. 1. Kinematically, it is equivalent to that of FIG. 1.
  • the multistage transmission comprises a transmission input element 10d for the rotationally fixed connection of an internal combustion engine and a transmission output element 11d for the rotationally fixed connection of an axle drive.
  • the multi-speed transmission comprises a gear set with a first planetary gear P1 d, a second planetary gear P2d, a third planetary gear P3d and a fourth planetary gear P4d, each a sun P11d, P21d, P31d, P41d, a ring gear P13d, P23d, P33d, P43d and a planet carrier P12d, P22d, P32d, P42d, which planetary gears P14d, P24d, P34d, P44d in a circular orbit about the corresponding sun gear P1 1d, P21 d, P31d, P41d leads.
  • the multi-stage transmission comprises six switching units S1d, S2d, S3d, S4d, S5d, S6d each having two coupling elements S1 1d, S12d, S21d, S22d, S31d, S32d, S41d, S42d, S51d, S52d, S61d, S62d.
  • the multistage transmission comprises a plurality of transmission elements 13d, 1d, 15d, 16d, 16d, 17d, 18d.
  • the transmission scheme differs in particular in an arrangement of
  • the switching unit S5d is provided to connect the sun gear P1 1d of the first planetary gear stage and the sun gear P31d of the third planetary gear P3d.
  • the Transmission input element 10d and the planet P12d of the first planetary gear P1d are permanently connected to each other rotatably.
  • Transmission input element 10d forms a transmission input shaft, through which the transmission input element 10d, the first coupling element S41d of the fourth
  • the transmission element 18d forms an intermediate shaft, which connects the sun gear P11d of the first planetary gear stage P1d and the first coupling element S51d of the fifth shift unit S5d to one another in a permanently non-rotatable manner.
  • the transmission element 15d forms an intermediate shaft comprising the second coupling element S52d of the fifth switching unit S5d, the sun gear P31d of the third planetary gear P3d and the first coupling element S21d of the second
  • Switching unit S2d permanently rotatably connected to each other.
  • the switching unit S5d is arranged axially between the first planetary gear P1d and the third planetary P3d.
  • Figure 7 shows a fifth embodiment of a transmission scheme of a
  • Multi-speed transmission for a motor vehicle which is provided at least constructively for the switching of at least ten forward gears and at least one reverse gear.
  • the transmission scheme differs structurally from that of FIG. 1. Kinematically, it is equivalent to that of FIG. 1.
  • the multistage transmission comprises a transmission input element 10e for the non-rotatable connection of an internal combustion engine and a transmission output element 11e for the rotationally fixed connection of a final drive.
  • the multi-stage transmission includes a gear set having a first planetary gear P1e, a second planetary P2e, a third planetary P3e and a fourth planetary P4e, each of a sun P1 P1, P21e, P31e, P41e, a ring gear P13e, P23e, P33e, P43e and a planetary carrier P12e, P22e, P32e, P42e, which planetary gears P14e, P24e, P34e, P44e in a circular orbit about the corresponding sun gear P1 1e, P21e, P31e, P41e leads.
  • the multi-stage transmission comprises six switching units, S2e, S3e, S4e, S5e, S6e, each having two coupling elements S1ee, S12e, S21e, S22e, S31e, S32e, S41e, S42e, S51e, S52e, S61e, S62e.
  • the multistage transmission comprises a plurality of transmission elements 13e, 14e, 15e, 16e, 16e, 17e, 18e.
  • the transmission scheme differs in particular in an arrangement of the switching unit S5e from that of the embodiment of Figure 1.
  • the switching unit S5e is intended to connect the sun gear P1 1e of the first planetary gear stage and the sun gear P31e of the third planetary gear P3e.
  • Planetary gear P1e are permanently connected to each other in a rotationally fixed manner.
  • Transmission input element 10e forms a transmission input shaft, through which the transmission input element 10e, the first coupling element S41e of the fourth
  • the transmission element 18e forms a connection, which connects the sun gear P31e of the third planetary gear P1e and the second coupling element S52e of the fifth shift unit S5e permanently rotatably together.
  • the sun gear P31e of the third planetary gear P1e and the second coupling element S52e of the fifth shift unit S5e may be at least partially formed in one piece.
  • the transmission element 15e forms an intermediate shaft which connects the sun gear P11e of the first planetary gear P1e, the first coupling element S51e of the fifth shift unit S5e, and the first coupling element S21e of the second switching unit S2e in a permanently non-rotatable manner.
  • the switching unit S5e is arranged axially in the amount of the third planetary gear P3e.
  • FIG. 8 shows a transmission diagram of a sixth exemplary embodiment
  • Multi-speed transmission for a motor vehicle which is provided at least constructively for the switching of at least ten forward gears and at least one reverse gear.
  • the transmission scheme differs structurally from that of FIG. 1. Kinematically, it is equivalent to that of FIG. 1.
  • the multistage transmission comprises a transmission input element 10f for the non-rotatable connection of an internal combustion engine and a transmission output element 1 1 f for the rotationally fixed connection of a final drive.
  • the multi-stage transmission comprises a gear set having a first planetary gear stage P 1f, a second planetary gear stage P 2f, a third planetary gear stage P3f and a fourth planetary gear stage P4f, each including a sun gear P11f, P21f, P31f, P41f, a ring gear P13f, P23f, P33f, P43f and a
  • the multi-stage transmission comprises six switching units S1f, S2f, S3f, S4f, S5f, S6f each having two coupling elements S11f, S12f, S21f, S22f, S31f, S32f, S41f, S42f, S51f, S52f, S61f, S62f.
  • the multi-stage transmission comprises a plurality of
  • the transmission scheme differs in particular in an arrangement of
  • the switching unit S3f is formed as a coupling whose coupling elements S31f, S32f are rotatably arranged.
  • the switching unit S3f is provided to the planet carrier P22f of the second planetary gear P2f, the ring gear P33f of the third planetary gear P3f and the
  • Sun P41f the fourth planetary gear P4f rotatably connect to each other.
  • the gear housing 12f and the ring gear P23f of the second planetary gear P2f are permanently connected to each other in a rotationally fixed manner.
  • the ring gear P23f is fixed to the housing
  • the gear element 16f forms a housing support, which connects the ring gear P23f of the second planetary gear stage P2f and the gear housing 12f permanently rotatably together.
  • the transmission element 13'f forms an intermediate shaft, which is the planet carrier P22f of the second planetary gear stage P2f and the first
  • Coupling element S31f the third switching unit S3f permanently rotatably connected to each other.
  • the transmission element 13 "f forms an intermediate shaft which permanently interconnects the second coupling element S32f of the third switching unit S3f, the ring gear P33f of the third planetary gear stage P3f and the sun gear P41f of the fourth planetary gear stage P4f the third planetary gear P3f arranged.
  • FIG. 9 shows a transmission diagram of a seventh exemplary embodiment
  • Multi-speed transmission for a motor vehicle which is provided at least constructively for the switching of at least ten forward gears and at least one reverse gear.
  • the transmission scheme differs structurally from that of FIG. 1. Kinematically, it is equivalent to that of FIG. 1.
  • the multistage transmission comprises a transmission input element 10g for the non-rotatable connection of an internal combustion engine and a transmission output element 11g for the rotationally fixed connection of a final drive.
  • the multi-stage transmission comprises a gear set having a first planetary gear stage P 1g, a second planetary gear stage P 2g, a third planetary gear stage P 3g and a fourth planetary gear stage P 4g, each having a sun gear P 1g, P21g, P31g, P41g, a ring gear P13g, P23g, P33g, P43g and P13g one Planetary P12g, P22g, P32g, P42g, which planetary gears P14g, P24g, P34g, P44g in a circular orbit about the corresponding sun P11g, P21g, P31g, P41g leads.
  • the multi-stage transmission comprises six switching units S1g, S2g, S3g, S4g, S5g, S6g each having two coupling elements S1 1g, S12g, S21g, S22g, S31g, S32g, S41g, S42g, S51g, S52g, S61g, S62g.
  • the multi-speed transmission comprises a plurality of transmission elements 13g, 14g, 15g, 16g, 16g, 17'g, 17 "g, 18g.
  • the transmission scheme differs in particular in an arrangement of
  • the switching unit S3g is formed as a coupling whose coupling elements S31g, S32g are rotatably arranged.
  • the switching unit S3g is intended to connect the ring gear P 3g of the first planetary gear P3g and the sun P21g of the second planetary gear P2g permanently rotatably together.
  • the gear housing 12g and the ring gear P23g of the second planetary gear P2g are permanently connected to each other in a rotationally fixed manner.
  • the ring gear P23g is fixed to the housing.
  • the transmission element 16g forms a housing support, which connects the ring gear P23g of the second planetary gear P2g and the transmission housing 12g permanently rotatably together.
  • the transmission element 17'g forms an intermediate shaft which comprises the second coupling element S42g of the fourth switching unit S4g, the ring gear P13g of the first planetary gear P1g and the second coupling element S32g of the third
  • the transmission element 17 "g forms an intermediate shaft which is the first coupling element S31g of the third
  • the switching unit S3g is disposed between the first planetary gear P1g and the second planetary gear P2g.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Structure Of Transmissions (AREA)

Abstract

Erfindungsgemäß wird ein Mehrstufengetriebe vorgeschlagen, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, das zumindest konstruktiv zur Schaltung von zumindest zehn Vorwärtsgetriebegängen (V1a-V10g) vorgesehen ist, mit zumindest vier wirkungsmäßig miteinander verbundenen Planetenradstufen (P1a-g, P2a-g, P3a-g; P4a-g), die jeweils ein Sonnenrad (P11a-sd, 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-S62g) aufweisen, mit einem Getriebeeingangselement (10a-g) zur drehfesten Anbindung an eine Brennkraftmaschine und mit einem Getriebeausgangselement (11a-g) zur Anbindung zumindest eines Achsantriebs, wobei das Getriebeausgangselement (11a-g) und der Planetenradträger (P32a-g) der dritten Planetenradstufe (P3a-g) drehfest miteinander verbunden sind und der Planetenradträger (P32a-g) der dritten Planetenradstufe (P3a-g) und das Hohlrad (P43a-g) der vierten Planetenradstufe (P4a-g) permanent drehfest miteinander verbunden sind.

Description

Mehrstufengetriebe mit zehn Vorwärtsgetriebegängen
Die Erfindung betrifft ein Mehrstufengetriebe für ein Kraftfahrzeug.
Aus der DE 10 2008 055 626 A1 ist bereits ein Mehrstufengetriebe für ein Kraftfahrzeug bekannt, das zumindest konstruktiv zur Schaltung von zumindest neun
Vorwärtsgetriebegängen vorgesehen ist und das vier wirkungsmäßig miteinander verbundene Planetenradstufen sowie sechs Schalteinheiten umfasst.
Aus der US 2012/0196718 A1 ist ferner ein gattungsgemäßes Mehrstufengetriebe bekannt.
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.
Es wird ein Mehrstufengetriebe vorgeschlagen, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, das zumindest konstruktiv zur Schaltung von zumindest zehn Vorwärtsgetriebegängen vorgesehen ist, mit zumindest vier wirkungsmäßig miteinander verbundenen
Planetenradstufen, die jeweils ein Sonnenrad, ein Hohlrad und einen Planetenradträger aufweisen, mit zumindest sechs Schalteinheiten, die jeweils zwei drehfest miteinander verbindbare Kopplungselemente aufweisen, mit einem Getriebeeingangselement zur drehfesten Änbindung an eine Brennkraftmaschine und mit einem
Getriebeausgangselement zur Änbindung zumindest eines Achsantriebs, wobei das Getriebeausgangselement und der Planetenradträger der dritten Planetenradstufe drehfest miteinander verbunden sind und der Planetenradträger der dritten
Planetenradstufe und das Hohlrad der vierten Planetenradstufe permanent drehfest miteinander verbunden sind, wobei ferner die erste Schalteinheit dazu vorgesehen ist, den Planetenradträger der dritten Planetenradstufe und das Hohlrad der vierten
Planetenradstufe gehäusefest anzuordnen, und wobei die vierte Schalteinheit dazu vorgesehen ist, das Getriebeeingangselement, das Hohlrad der ersten Planetenradstufe und das Sonnenrad der zweiten Planetenradstufe drehfest miteinander zu verbinden.
Erfindungsgemäß sind das Hohlrad der dritten Planetenradstufe und das Sonnenrad der vierten Planetenradstufe permanent drehfest miteinander verbunden.
Durch eine solche Ausgestaltung kann ein Mehrstufengetriebe mit einer Grundstruktur bereitgestellt werden, das eine Ausgestaltung mit einer hohen Flexibilität und/oder einem hohen Wirkungsgrad ermöglicht. 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.
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 sind
insbesondere zur Festlegung einer axialen Anordnung vorgesehen, wobei eine axiale Reihenfolge der Planetenradstufen von der Nummerierung abweichen kann.
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
Schalteinheiten, durch eine geänderte Anordnung von Getriebeelementen 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.
Vorzugsweise sind zumindest zwei der sechs Schalteinheiten als Bremsen und zumindest drei der sechs Schalteinheiten als Kupplungen ausgebildet. 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 dem
Getriebeeingangselement 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 dem Getriebeausgangselement 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 einem „Getriebeeingangselement " soll dabei insbesondere ein Getriebeelement, das zumindest konstruktiv zur drehfesten Anbindung einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine vorgesehen ist, verstanden werden. Unter einem„Getriebeausgangselement" soll insbesondere ein Getriebeelement, das zumindest konstruktiv zur drehfesten Anbindung eines Achsantriebs vorgesehen ist, verstanden werden. Unter einem„Getriebeelement" soll insbesondere eine Ausgestaltung verstanden werden, die zur permanenten drehfesten Verbindung zwischen den Sonnenrädern, Planetenradträgern, Hohlrädern und/oder Kopplungselementen vorgesehen ist.
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. Insbesondere können zwei der Schalteinheiten als Klauenschalteinheiten ausgebildet werden. Grundsätzlich ist aber auch denkbar, dass eine andere Anzahl der Schalteinheiten formschlüssig ausgebildet ist. 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 ehrstufengetriebes 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 das genannte Bauteil auf einer Seite des weiteren Bauteils angeordnet ist, welche dem Getriebeeingangselement und/oder der Brennkraftmaschine zugewandt ist. Unter einer „getriebeausgangsseitigen Anordnung" soll insbesondere verstanden werden, dass das genannte Bauteil auf einer Seite des weiteren Bauteils angeordnet ist, welche dem Getriebeeingangselement und/oder der Brennkraftmaschine abgewandt ist, auch wenn das weitere Bauteil in axialer Richtung nach dem Getriebeausgangselement angeordnet ist, beispielsweise weil das Getriebeausgangselement zwischen zwei Planetenradstufen 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 die 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:
Fig. 1 ein Getriebeschema eines erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes,
Fig. 2 ein Schaltschema für das Mehrstufengetriebe,
Fig. 3 eine Lastschaltbarkeit des Mehrstufengetriebes,
Fig. 4 ein Getriebeschema mit einer gestapelten Anordnung von Planetenradstufen, Fig. 5 ein weiteres Getriebeschema mit einer gestapelten Anordnung von
Planetenradstufen,
Fig. 6 ein Getriebeschema mit einer geänderten Anordnung einer Schalteinheit, Fig. 7 ein Getriebeschema 'mit einer geänderten Anordnung einer Schalteinheit, Fig. 8 ein Getriebeschema mit einer geänderten Anordnung einer weiteren
Schalteinheit und
Fig. 9 ein Getriebeschema mit einer geänderten Anordnung einer weiteren
Schalteinheit.
Die Figur 1 zeigt ein Getriebeschema eines Mehrstufengetriebes. Das
Mehrstufengetriebe ist als ein Kraftfahrzeuggetriebe ausgestaltet. Es weist genau vier Planetenradstufen Pi a, P2a, P3a, P4a auf. Das Mehrstufengetriebe weist eine
Hauptrotationsachse auf, zu der die erste Planetenradstufe Pi a, die zweite
Planetenradstufe P2a, die dritte Planetenradstufe P3a und die vierte Planetenradstufe P4a koaxial angeordnet sind. 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 R1 a zu schalten. Insbesondere eine Anzahl der tatsächlich verwendeten Vorwärtsgetriebegänge V1 a-V10a kann dabei in Abhängigkeit von einer Betriebsstrategie eingeschränkt sein, beispielsweise elektronisch durch eine entsprechend programmierte Steuer- und
Regeleinheit.
Das Mehrstufengetriebe weist genau sechs Schalteinheiten S1 a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a auf, die zur Schaltung der Vorwärtsgetriebegänge V1a, V2a, V3a, V4a, V5a, V6a, V7a, V8a, V9a, V10a und des Rückwärtsgetriebegangs R1a vorgesehen sind. Das Mehrstufengetriebe weist ein Getriebegehäuse 12a auf, dass die Planetenradstufen Pia, P2a, P3a, P4a und die Schalteinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a aufnimmt. Die Schalteinheiten S1 a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a sind wirkungsmäßig innerhalb eines durch die Planetenradstufen Pia, P2a, P3a, P4a ausgebildeten Zahnradsatzes angeordnet, d.h. die Schalteinheiten S1 a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a sind dazu vorgesehen, unterschiedliche Wirkverbindungen zwischen den Planetenradstufen Pi a, P2a, P3a, P4a untereinander und dem Getriebegehäuse 12a herzustellen.
Das in Figur 2 dargestellte Schaltschema zeigt, wie durch Schließen der Schalteinheiten S1 a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a die Vorwärtsgetriebegänge V1 a-V10a und der
Rückwärtsgetriebegang R1 a geschaltet werden. Die Vorwärtsgetriebegänge V1 a-V10a werden jeweils durch Schließen von drei der insgesamt sechs Schalteinheiten S1 a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a geschaltet. Die in Figur 3 dargestellte Lastschaltbarkeit ergibt sich unmittelbar aus dem in Figur 2 dargestellten Schaltschema. Eine Lastschaltung zwischen zwei der Vorwärtsgetriebegänge V1 a-V10a ist dabei insbesondere immer dann möglich, wenn in einem Schaltvorgang höchstens eine der Schalteinheiten S1 a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a geschlossen wird und/oder höchstens eine der Schalteinheiten S1 a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a geöffnet wird, d.h. wenn ein Leistungsfluss von einer der Schalteinheiten S1 a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a an eine andere der Schalteinheiten S1 a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a übergeben wird oder wenn ein Schaltzustand von lediglich einer der
Schalteinheiten S1 a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a verändert wird.
Die unterschiedlich übersetzten Vorwärtsgetriebegänge V1 a-V10a sind, mit Ausnahme eines Getriebegangwechsels zwischen dem zweiten Vorwärtsgetriebegang V2a und dem dritten Vorwärtsgetriebegang V3a, untereinander zumindest sequentiell lastschaltbar. Dabei ist der Vorwärtsgetriebegang V7a als ein Direktgang ausgebildet, zu dessen Schaltung der Zahnradsatz verblockt wird. Zudem ist das Mehrstufengetriebe dazu vorgesehen, einen weiteren Rückwärtsgetriebegang R2a zusätzlich zu dem
Rückwärtsgetriebegang R1 a zu schalten.
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 ein Getriebeeingangselement 10a auf, das dazu vorgesehen ist, ein von der Brennkraftmaschine abgegebenes Antriebsmoment in das Mehrstufengetriebe einzuleiten. Das Getriebeeingangselement 10a ist dazu vorgesehen, in montiertem Zustand drehfest mit einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine verbunden zu werden. Grundsätzlich können zwischen dem Getriebeeingangselement 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 das Getriebeeingangselement 10a permanent drehfest miteinander zu verbinden. Das Getriebeeingangselement 10a kann unterschiedlich ausgebildet sein, wie beispielsweise als eine Welle oder als ein Flansch.
Weiter weist das Mehrstufengetriebe ein Getriebeausgangselement 11a auf, das dazu vorgesehen ist, ein Antriebsmoment aus dem Mehrstufengetriebe auszuleiten. Das Getriebeausgangselement 11a ist dazu vorgesehen, in montiertem Zustand permanent drehfest mit dem Achsantrieb des Kraftfahrzeugs verbunden zu werden. Dem
Getriebeausgangselement 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. Das Getriebeausgangselement 11a kann unterschiedlich ausgebildet sein, wie beispielsweise als eine Welle, als ein Stirnrad oder als ein Ritzel.
Das Getriebeeingangselement 10a und das Getriebeausgangselement 1 1a sind koaxial zu der Hauptrotationsachse angeordnet. Das Getriebeeingangselement 10a definiert eine der Brennkraftmaschine zugewandte Seite. Für das Getriebeausgangselement 11 a sind in axialer Richtung grundsätzlich unterschiedliche Anordnungen denkbar. Das
dargestellte Mehrstufengetriebe ist insbesondere für einen Front-Quer-Einbau
vorgesehen, bei welchem das Getriebeausgangselement 1 a zwischen zwei der
Planetenradstufen Pia, P2a, P3a, P4a angeordnet ist. Für einen Front-Längs-Einbau ist grundsätzlich eine Umordnung der Planetenradstufen Pia, P2a, P3a, P4a möglich, bei dem die Planetenradstufen Pia, P2a, P3a, P4a zwischen dem Getriebeeingangselement 10a und dem Getriebeausgangselement 1 1a angeordnet sind. Die Planetenradstufen Pia, P2a, P3a, P4a sind in axialer Richtung hintereinander angeordnet. Zur Umgestaltung des Mehrstufengetriebes ist es möglich, eine Reihenfolge der
Planetenradstufen Pia, P2a, P3a, P4a entlang der Hauptrotationsachse zu ändern. Das Mehrstufengetriebe weist vier Ebenen auf, in denen die Planetenradstufen Pia, P2a, P3a, P4a angeordnet sind. Eine Nummerierung der Ebene entspricht einer Reihenfolge der Ebenen, die im Folgenden auf das Getriebeeingangselement 10a bezogen ist. Die erste Ebene weist einen kleineren Abstand zu der Brennkraftmaschine auf als die vierte Ebene.
Die erste Planetenradstufe Pia ist entlang der Hauptrotationsachse in der ersten Ebene angeordnet. Die erste Planetenradstufe Pi a weist einen Einfachplanetenradsatz auf und umfasst ein erstes Sonnenrad P1 1a, 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 P11 a und mit dem Hohlrad P13a. Die Planetenräder P14a sind drehbar auf dem Planetenradträger P12a gelagert.
Die zweite Planetenradstufe P2a ist entlang der Hauptrotationsachsein in der zweiten Ebene angeordnet. Die zweite Planetenradstufe P2a ist entlang der Hauptrotationsachse auf einer dem Getriebeeingangselement 10a abgewandten Seite der ersten
Planetenradstufe Pia 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 P21 a und mit dem Hohlrad P23a. Die Planetenräder P24a sind drehbar auf dem Planetenradträger P22a gelagert.
Die dritte Planetenradstufe P3a ist entlang der Hauptrotationsachse in der dritten Ebene angeordnet. Die dritte Planetenradstufe P3a ist entlang der Hauptrotationsachse auf einer dem Getriebeeingangselement 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 P4a ist entlang der Hauptrotationsachse in der vierten Ebene angeordnet. Die vierte Planetenradstufe P2a ist entlang der Hauptrotationsachse auf einer dem Getriebeeingangselement 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.
Drei der Schalteinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a sind als Kupplungen ausgebildet. Die als Kupplungen ausgebildeten Schalteinheiten S4a, S5a, S6a weisen jeweils ein erstes drehbar gelagertes Kopplungselement S41a, S51 a, S61a und ein zweites drehbar gelagertes Kopplungselement S42a, S52a, S62a auf. Die Schalteinheiten S4a, S5a, S6a sind jeweils dazu vorgesehen, ihre beiden Kopplungselemente S31a, S32a, S41a, S42a, S51 a, S52a, S61a, S62a drehfest miteinander zu verbinden. Jedes der
Kopplungselemente S31a, S32a, S41a, S42a, S51 a, S52a, S61a, S62a der
Schalteinheiten S3a, S4a, S5a, S6a ist mit zumindest einem der Sonnenräder P11a, P21a, P31 a, P41 a, einem der Planetenradträger P12a, P22a, P32a, P42a und/oder einem der Hohlräder P13a, P23a, P33a, P43a permanent drehfest verbunden.
Drei der Schalteinheiten S1 a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a sind als Bremsen ausgebildet. Die als Bremsen ausgebildeten Schalteinheiten S1a, S2a, S3a weisen jeweils ein drehbar gelagertes Kopplungselement S11a, S21a und ein gehäusefest angeordnetes
Kopplungselement S12a, S22a auf. Die Schalteinheiten S1 a, S2a, S3a sind jeweils dazu vorgesehen, ihr drehbar gelagertes Kopplungselement S11 a, S21 a, S31a drehfest mit dem Getriebegehäuse 12a zu verbinden. Jedes der Kopplungselemente S11 a, S21a, S31 a der Schalteinheiten S1a, S2a, S3a ist mit zumindest einem der Sonnenräder P1 1a, P21 a, P31a, P41a, einem der Planetenradträger P12a, P22a, P32a, P42a und/oder einem der Hohlräder P13a, P23a, P33a, P43a permanent drehfest verbunden. Die gehäusefest angeordneten Kopplungselemente S12a, S22a, S32a der Schalteinheiten S1a, S2a, S3a sind permanent drehfest mit dem Getriebegehäuse 12a verbunden.
Zur Verbindung der Planetenradstufen Pi a, P2a, P3a, P4a untereinander und mit den Kopplungselementen S11a-S62a umfasst das Mehrstufengetriebe eine Mehrzahl von Getriebeelementen 13a, 14a, 15a, 16a, 17a, 18a. Die Getriebeelemente 13a, 14a, 15a, 16a, 17a, 18a sind dazu vorgesehen, Drehmomente und/oder Drehbewegungen innerhalb des durch die Planetenradstufen Pia, P2a, P3a, P4a ausgebildeten Zahnradsatzes abzustützen und/oder zu übertragen. Jedes der Getriebeelemente 13a, 14a, 15a, 16a, 17a, 18a verbindet zumindest zwei der Sonnenräder P11a, P21a, P31 a, P41a, Planetenradträger P12a, P22a, P32a, P42a, Hohlräder P13a, P23a, P33a, P43a und/oder Kopplungselemente S11 a-S62a permanent drehfest miteinander oder stützt zumindest eines der Sonnenräder P1 1 a, P21a, P31 a, P41a, Planetenradträger P12a, P22a, P32a, P42a und/oder Hohlräder P13a, P23a, P33a, P43a permanent gegen das Getriebegehäuse 12a ab.
Das Getriebeeingangselement 10a bildet eine zur Anbindung an die Brennkraftmaschine vorgesehene Getriebeeingangswelle aus, durch die das Getriebeeingangselement 10a, das erste Kopplungselement S41a der vierten Schalteinheit S4a und das erste
Kopplungselement S51 a der fünften Schalteinheit S5a permanent drehfest miteinander verbunden sind. Die durch das Getriebeeingangselement 10a ausgebildete
Getriebeeingangswelle begrenzt die Planetenradstufen Pia, P2a, P3a, P4a
eingangsseitig.
Das Getriebeausgangselement 11 a bildet eine zur Anbindung des Achsantriebs vorgesehene Getriebeausgangswelle aus, durch die das Getriebeausgangselement 11a und der Planetenradträger P32a der dritten Planetenradstufe P3a permanent drehfest miteinander verbunden sind. Das Getriebeausgangselement 1 1a ist zwischen der dritten Planetenradstufe P3a und der vierten Planetenradstufe P4a angeordnet. Die durch das Getriebeausgangselement 11a ausgebildete Getriebeausgangswelle ist zwischen der dritten Planetenradstufe P3a und der vierten Planetenradstufe P4a radial nach außen geführt. Das Getriebeausgangselement 11a kann zur direkten Anbindung des
Achsantriebs als Stirnrad oder Tellerrad ausgebildet sein.
Das Getriebeelement 13a bildet eine Zwischenwelle aus, die den Planetenradträger P22a der zweiten Planetenradstufe P2a, das Hohlrad P33a der dritten Planetenradstufe P3a und das Sonnenrad P41 a der vierten Planetenradstufe P4a permanent drehfest miteinander verbindet. Die durch das Getriebeelement 13a ausgebildete Zwischenwelle umschließt die dritte Planetenradstufe P3a. Zwischen der dritten Planetenradstufe P3a und der vierten Planetenradstufe P4a ist die durch das Getriebeelement 13a ausgebildete Zwischenwelle radial nach innen geführt.
Das Getriebeelement 14a bildet eine Zwischenwelle aus, die das zweite
Kopplungselement S62a der sechsten Schalteinheit S6a, den Planetenradträger P32a der dritten Planetenradstufe P3a, das erste Kopplungselement S11a der ersten Schalteinheit S1a und das Hohlrad P43a der vierten Planetenradstufe P4a permanent drehfest miteinander verbindet. Die durch das Getriebeelement 14a ausgebildete Zwischenwelle ist ausgehend von dem Kopplungselement S62a als der Planetenradträger P32a durch die Planetenradstufe P3a hindurchgeführt, durchsetzt das Sonnenrad P41a der vierten Planetenradstufe P4a und ist ausgangsseitig der vierten Planetenradstufe P4a radial nach außen geführt.
Das Getriebeelement 15a bildet eine Zwischenwelle aus, die das Sonnenrad P11 a der ersten Planetenradstufe Pia, das Sonnenrad P31a der dritten Planetenradstufe P3a und das erste Kopplungselement S21 a der zweiten Schalteinheit S2a permanent drehfest miteinander verbindet. Die durch das Getriebeelement 5a ausgebildete Zwischenwelle durchsetzt ausgehend von dem Sonnenrad P1 1a die drei Planetenradstufen P2a, P3a, P4a. Die durch das Getriebeelement 15a ausgebildete Zwischenwelle begrenzt die Planetenradstufen Pia, P2a, P3a, P4a getriebeausgangsseitig.
Das Getriebeelement 16a bildet eine Anbindung aus, die das Hohlrad P23a der zweiten Planetenradstufe P2a und das erste Kopplungselement S3 a der dritten Schalteinheit S3a permanent drehfest miteinander verbindet. Das Hohlrad P23a und das
Kopplungselement S31a können dabei auch zumindest teilweise einstückig ausgeführt sein.
Das Getriebeelement 17a bildet eine Zwischenwelle aus, die das zweite
Kopplungselement S42a der vierten Schalteinheit S4a, das Hohlrad P13a der ersten Planetenradstufe P3a, das Sonnenrad P21a der zweiten Planetenradstufe P2a und das erste Kopplungselement S61a der sechsten Schalteinheit S6a permanent drehfest miteinander verbindet. Die durch das Getriebeelement 17a ausgebildete Zwischenwelle umschließt die erste Planetenradstufe Pi a, ist zwischen der ersten Planetenradstufe Pia und der zweiten Planetenradstufe P2a radial nach innen geführt und durchsetzt als das Sonnenrad P21 a die zweite Planetenradstufe P2a. Zur Anbindung des
Kopplungselements S61 a ist die durch das Getriebeelement 17a ausgebildete
Zwischenwelle zwischen der zweiten Planetenradstufe P2a und der dritten
Planetenradstufe P3a radial nach außen geführt.
Das Getriebeelement 18a bildet eine Anbindung aus, die den Planetenradträger P12a der ersten Planetenradstufe P a und das zweite Kopplungselement S52a der fünften
Schalteinheit S5a permanent drehfest miteinander verbindet. Der Planetenradträger P12a und das Kopplungselement S52a können dabei grundsätzlich auch zumindest teilweise einstückig ausgebildet sein.
Die vierte Schalteinheit S4a und die fünfte Schalteinheit S5a sind eingangsseitig der ersten Planetenradstufe Pi a angeordnet. Die vierte Schalteinheit S4a ist dazu
vorgesehen, das Getriebeeingangselement 10a, das Hohlrad P13a der ersten
Planetenradstufe Pia und das Sonnenrad P21a der zweiten Planetenradstufe P2a drehfest miteinander zu verbinden. Die Schalteinheit S5a ist dazu vorgesehen, das Getriebeeingangselement 10a und den Planetenradträger P12a der ersten
Planetenradstufe Pia drehfest miteinander zu verbinden.
Die dritte Schalteinheit S3a ist in Höhe der zweiten Planetenradstufe P2a angeordnet. Die dritte Schalteinheit S3a ist dazu vorgesehen, das Hohlrad P23a der zweiten
Planetenradstufe P2a gehäusefest anzuordnen.
Die erste Schalteinheit S a und die zweite Schalteinheit S2a sind ausgangsseitig der vierten Planetenradstufe P4a angeordnet. Die erste Schalteinheit S1 a ist dazu
vorgesehen, den Planetenradträger P32a der dritten Planetenradstufe P3a und das Hohlrad P43a der vierten Planetenradstufe P4a gehäusefest anzuordnen. Die zweite Schalteinheit S2a ist dazu vorgesehen, das Sonnenrad P11a der ersten Planetenradstufe Pia und das Sonnenrad P31 a der dritten Planetenradstufe P3a gehäusefest anzuordnen.
Grundsätzlich ist auch eine andere Anordnung der Schalteinheiten S a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a möglich. Die Schalteinheiten S1a, S2a, S3a, S4a sind außenliegend ausgeführt, d.h. eine Betätigungsmittelversorgung der Schalteinheiten S1a, S2a, S3a, S4a ist ohne Durchführung von Betriebsmittelleitungen durch ein drehbar gelagertes Bauteil
realisierbar. Die Schalteinheiten S5a, S6a sind innenliegend ausgeführt, d.h. die
Betätigungsmittelversorgung der Schalteinheiten S5a, S6a erfordert eine
Betriebsmitteldurchführung durch ein drehbar gelagertes Bauteil. Sämtliche
Schalteinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a sind hydraulisch betätigt. Die
Schalteinheiten S1a, S2a oder die Schalteinheiten S1a, S6a können zumindest teilweise eine gemeinsame Aktuatorik aufweisen.
Bei einer Hybridisierung, d.h. in einer Ausgestaltung für einen Hybridantriebsstrang, ist insbesondere das Getriebeelement 15a für eine Anbindung des Elektromotors
vorgesehen. Das Getriebeelement 15a ist dazu vorgesehen, permanent drehfest mit einem Rotor des Elektromotors verbunden zu werden. Der Elektromotor ist vorzugsweise ausgangsseitig der vierten Planetenradstufe P4a angeordnet. Grundsätzlich kann zusätzlich oder alternativ auch eines der weiteren Getriebeelemente 13a, 14a, 16a, 17a, 18a für eine Anbindung eines Elektromotors vorgesehen werden.
Figur 4 zeigt als zweites Ausführungsbeispiel 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 Figur 1.
Das Mehrstufengetriebe umfasst ein Getriebeeingangselement 10b zur drehfesten Anbindung einer Brennkraftmaschine und ein Getriebeausgangselement 1 1 b zur drehfesten Anbindung eines Achsantriebs. Zudem umfasst das Mehrstufengetriebe einen Zahnradsatz mit einer ersten Planetenradstufe P1 b, einer zweiten Planetenradstufe P2b, einer dritten Planetenradstufe P3b und einer vierten Planetenradstufe P4b, die jeweils ein Sonnenrad P1 1 b, P21 b, P31 b, P41 b, 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 P1 1 b, P21 b, P31 b, P41 b führt, aufweisen. Weiter umfasst das Mehrstufengetriebe sechs Schalteinheiten S1 b, S2b, S3b, S4b, S5b, S6b, die jeweils zwei Kopplungselemente S1 1 b, S12b, S21 b, S22b, S31 b, S32b, S41 b, S42b, S51 b, S52b, S61 b, S62b aufweisen. Zur Übertragung von Leistungsflüssen zwischen den Planetenradstufen P1 b, P2b, P3b, P4b und/oder zur Abstützung gegen ein Getriebegehäuse 12b umfasst das Mehrstufengetriebe eine Mehrzahl von Getriebeelementen 13b, 14b, 15b, 16b, 16b, 17b, 18b.
Das Getriebeschema unterscheidet sich insbesondere in einer Anordnung der
Planetenradstufen P1 b, P2b, P3b, P4b von dem des Ausführungsbeispiels in Figur 1. Das Mehrstufengetriebe weist drei Ebenen auf, in denen die vier Planetenradstufen P1 b, P2b, P3b, P4b angeordnet sind. Die Planetenradstufe P1 b ist in der ersten Ebene angeordnet. Die Planetenradstufe P2b ist in der zweiten Ebene angeordnet. Die Planetenradstufen P3b, P4b sind gestapelt angeordnet. Die Planetenradstufen P3b, P4b sind in der dritten Ebene angeordnet. Die dritte Planetenradstufen P3b ist radial innerhalb der vierten Planetenradstufe P4b angeordnet. Das Hohlrad P33b der dritten Planetenradstufe P3b und das Sonnenrad P41 b der vierten Planetenradstufe P4b können einstückig
ausgebildet werden. Die Schalteinheiten S4b, S5b sind eingangsseitig der ersten
Planetenradstufe P1 b angeordnet. Die Schalteinheit S3b ist in Höhe der Planetenradstufe P3b angeordnet. Die Schalteinheit S6b ist zwischen der zweiten Planetenradstufe P2b und den gestapelt angeordneten Planetenradstufen P3b, P4b angeordnet. Die Schalteinheiten S1 b, S2b sind ausgangsseitig der gestapelt angeordneten
Planetenradstufen P3b, P4b angeordnet. Das Getriebeausgangselement 11 b ist zwischen der zweiten Planetenradstufe P2b und den gestapelt angeordneten Planetenradstufen P3b, P4b angeordnet.
Figur 5 zeigt als drittes Ausführungsbeispiel 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 Figur 1.
Das Mehrstufengetriebe umfasst ein Getriebeeingangselement 10c zur drehfesten Anbindung einer Brennkraftmaschine und ein Getriebeausgangselement 1 1 c zur drehfesten Anbindung eines Achsantriebs. Zudem umfasst das Mehrstufengetriebe einen Zahnradsatz mit einer ersten Planetenradstufe P1 c, einer zweiten Planetenradstufe P2c, einer dritten Planetenradstufe P3c und einer vierten Planetenradstufe P4c, die jeweils ein Sonnenrad P11c, P21c, P31 c, 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 P1 c, P21c, P31c, P41c führt, aufweisen. Weiter umfasst das Mehrstufengetriebe sechs Schalteinheiten Sic, S2c, S3c, S4c, S5c, S6c, die jeweils zwei Kopplungselemente S11 c, S12c, S21c, S22c, S31 c, S32c, S41c, S42c, S51c, S52c, S61c, S62c aufweisen. Zur Übertragung von
Leistungsflüssen zwischen den Planetenradstufen P1 c, P2c, P3c, P4c und/oder zur Abstützung gegen ein Getriebegehäuse 12c umfasst das Mehrstufengetriebe eine
Mehrzahl von Getriebeelementen 13c, 14c, 15c, 16c, 16c, 17c, 18c.
Das Getriebeschema unterscheidet sich insbesondere in einer Anordnung der
Planetenradstufen P1c, P2c, P3c, P4c von dem des Ausführungsbeispiels in Figur 1. Das Mehrstufengetriebe weist zwei Ebenen auf, in denen die vier Planetenradstufen P1 c, P2c, P3c, P4c angeordnet sind. Die Planetenradstufen P1c, P2c und die Planetenradstufen P3c, P4c sind gestapelt angeordnet. Die Planetenradstufen P1 c, P2c sind in der ersten Ebene angeordnet. Die erste Planetenradstufe P1c ist radial innerhalb der zweiten
Planetenradstufe P2c angeordnet. Das Hohlrad P13c der ersten Planetenradstufe P1c und das Sonnenrad P21 c der zweiten Planetenradstufe P2c können einstückig
ausgebildet werden. Die Planetenradstufen P3c, P4c sind in der dritten Ebene
angeordnet. Die dritte Planetenradstufe P3c ist radial innerhalb der vierten
Planetenradstufe P4c angeordnet. Das Hohlrad P33c der dritten Planetenradstufe P3c und das Sonnenrad P41 c der vierten Planetenradstufe P4c können einstückig ausgebildet werden.
Die Schalteinheiten S4c, S5c sind eingangsseitig der gestapelt angeordneten
Planetenradstufen P1c, P2c angeordnet. Die Schalteinheit S3c ist in Höhe der gestapelt angeordneten Planetenradstufen P1 c, P2c angeordnet. Die Schalteinheit S6c ist zwischen den Planetenradstufen P1c, P2c und den Planetenradstufen P3c, P4c angeordnet. Die Schalteinheiten Sic, S2c sind ausgangsseitig der gestapelt
angeordneten Planetenradstufen P3c, P4c angeordnet. Das Getriebeausgangselement 11c ist zwischen den Planetenradstufen P1c, P2c und den Planetenradstufen P3c, P4c angeordnet.
Figur 6 zeigt als viertes Ausführungsbeispiel 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 von dem der Figur 1. Kinematisch ist es äquivalent zu dem der Figur 1.
Das Mehrstufengetriebe umfasst ein Getriebeeingangselement 10d zur drehfesten Anbindung einer Brennkraftmaschine und ein Getriebeausgangselement 11 d zur drehfesten Anbindung eines Achsantriebs. Zudem umfasst das Mehrstufengetriebe einen Zahnradsatz mit einer ersten Planetenradstufe P1 d, 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 P1 1d, P21 d, P31d, P41d führt, aufweisen. Weiter umfasst das Mehrstufengetriebe sechs Schalteinheiten S1d, S2d, S3d, S4d, S5d, S6d, die jeweils zwei Kopplungselemente S1 1d, 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 Getriebeelementen 13d, 1 d, 15d, 16d, 16d, 17d, 18d.
Das Getriebeschema unterscheidet sich insbesondere in einer Anordnung der
Schalteinheit S5d von dem des Ausführungsbeispiels der Figur 1. Die Schalteinheit S5d ist dazu vorgesehen, das Sonnenrad P1 1d der ersten Planetengetriebestufe und das Sonnenrad P31d der dritten Planetenradstufe P3d zu verbinden. Das Getriebeeingangselement 10d und der Planetenradträger P12d der ersten Planetenradstufe P1d sind permanent drehfest miteinander verbunden. Das
Getriebeeingangselement 10d bildet eine Getriebeeingangswelle aus, durch die das Getriebeeingangselement 10d, das erste Kopplungselement S41d der vierten
Schalteinheit S4d und der Planetenradträger P12d der ersten Planetenradstufe P1d permanent drehfest miteinander verbunden sind. Das Getriebeelement 18d bildet eine Zwischenwelle aus, die das Sonnenrad P11d der ersten Planetenradstufe P1d und das erste Kopplungselement S51d der fünften Schalteinheit S5d permanent drehfest miteinander verbindet. Das Getriebeelement 15d bildet eine Zwischenwelle aus, die das zweite Kopplungselement S52d der fünften Schalteinheit S5d, das Sonnenrad P31d der dritten Planetenradstufe P3d und das erste Kopplungselement S21d der zweiten
Schalteinheit S2d permanent drehfest miteinander verbindet. Die Schalteinheit S5d ist axial zwischen der ersten Planetenradstufe P1d und der dritten Planetenradstufe P3d angeordnet.
Figur 7 zeigt als fünftes Ausführungsbeispiel 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 von dem der Figur 1. Kinematisch ist es äquivalent zu dem der Figur 1.
Das Mehrstufengetriebe umfasst ein Getriebeeingangselement 10e zur drehfesten Anbindung einer Brennkraftmaschine und ein Getriebeausgangselement 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 P1 1e, 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 P1 1e, P21e, P31e, P41e führt, aufweisen. Weiter umfasst das Mehrstufengetriebe sechs Schalteinheiten Sie, S2e, S3e, S4e, S5e, S6e, die jeweils zwei Kopplungselemente S1 1e, 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 Getriebeelementen 13e, 14e, 15e, 16e, 16e, 17e, 18e. Das Getriebeschema unterscheidet sich insbesondere in einer Anordnung der Schalteinheit S5e von dem des Ausführungsbeispiels der Figur 1. Die Schalteinheit S5e ist dazu vorgesehen, das Sonnenrad P1 1e der ersten Planetengetriebestufe und das Sonnenrad P31e der dritten Planetenradstufe P3e zu verbinden. Das
Getriebeeingangselement 10e und der Planetenradträger P12e der ersten
Planetenradstufe P1e sind permanent drehfest miteinander verbunden. Das
Getriebeeingangselement 10e bildet eine Getriebeeingangswelle aus, durch die das Getriebeeingangselement 10e, das erste Kopplungselement S41e der vierten
Schalteinheit S4e und der Planetenradträger P12e der ersten Planetenradstufe P1e permanent drehfest miteinander verbunden sind. Das Getriebeelement 18e bildet eine Anbindung aus, die das Sonnenrad P31e der dritten Planetenradstufe P1e und das zweite Kopplungselement S52e der fünften Schalteinheit S5e permanent drehfest miteinander verbindet. Das Sonnenrad P31e der dritten Planetenradstufe P1e und das zweite Kopplungselement S52e der fünften Schalteinheit S5e können zumindest teilweise einstückig ausgeführt sein. Das Getriebeelement 15e bildet eine Zwischenwelle aus, die das Sonnenrad P11e der ersten Planetenradstufe P1e, das erste Kopplungselement S51e der fünften Schalteinheit S5e und das erste Kopplungselement S21e der zweiten Schalteinheit S2e permanent drehfest miteinander verbindet. Die Schalteinheit S5e ist axial in Höhe der dritten Planetenradstufe P3e angeordnet.
Figur 8 zeigt als sechstes Ausführungsbeispiel 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 von dem der Figur 1. Kinematisch ist es äquivalent zu dem der Figur 1.
Das Mehrstufengetriebe umfasst ein Getriebeeingangselement 10f zur drehfesten Anbindung einer Brennkraftmaschine und ein Getriebeausgangselement 1 1 f 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
Getriebeelementen 13'f, 13"f, 14f, 15f, 16f, 16f, 17f, 18f.
Das Getriebeschema unterscheidet sich insbesondere in einer Anordnung der
Schalteinheit S3f von dem des Ausführungsbeispiels der Figur 1. Die Schalteinheit S3f ist als eine Kupplung ausgebildet, deren Kopplungselemente S31f, S32f drehbar angeordnet sind. Die Schalteinheit S3f ist dazu vorgesehen, den Planetenradträger P22f der zweiten Planetenradstufe P2f, das Hohlrad P33f der dritten Planetenradstufe P3f und das
Sonnenrad P41f der vierten Planetenradstufe P4f drehfest miteinander zu verbinden. Das Getriebegehäuse 12f und das Hohlrad P23f der zweiten Planetenradstufe P2f sind permanent drehfest miteinander verbunden. Das Hohlrad P23f ist gehäusefest
angeordnet.
Das Getriebeelement 16f bildet eine Gehäuseabstützung aus, die das Hohlrad P23f der zweiten Planetenradstufe P2f und das Getriebegehäuse 12f permanent drehfest miteinander verbindet. Das Getriebeelement 13'f bildet eine Zwischenwelle aus, die den Planetenradträger P22f der zweiten Planetenradstufe P2f und das erste
Kopplungselement S31f der dritten Schalteinheit S3f permanent drehfest miteinander verbindet. Das Getriebeelement 13"f bildet eine Zwischenwelle aus, die das zweite Kopplungselement S32f der dritten Schalteinheit S3f, das Hohlrad P33f der dritten Planetenradstufe P3f und das Sonnenrad P41f der vierten Planetenradstufe P4f permanent drehfest miteinander verbindet. Die Schalteinheit S3f ist zwischen der zweiten Planetenradstufe P2f und der dritten Planetenradstufe P3f angeordnet.
Figur 9 zeigt als siebtes Ausführungsbeispiel 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 von dem der Figur 1. Kinematisch ist es äquivalent zu dem der Figur 1.
Das Mehrstufengetriebe umfasst ein Getriebeeingangselement 10g zur drehfesten Anbindung einer Brennkraftmaschine und ein Getriebeausgangselement 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 P1 1g, 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 S1 1g, S12g, S21g, S22g, S31g, S32g, S41g, S42g, S51 g, 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 Getriebeelementen 13g, 14g, 15g, 16g, 16g, 17'g, 17"g, 18g.
Das Getriebeschema unterscheidet sich insbesondere in einer Anordnung der
Schalteinheit S3g von dem des Ausführungsbeispiels der Figur 1. Die Schalteinheit S3g ist als eine Kupplung ausgebildet, deren Kopplungselemente S31g, S32g drehbar angeordnet sind. Die Schalteinheit S3g ist dazu vorgesehen, das Hohlrad P 3g der ersten Planetenradstufe P3g und das Sonnenrad P21g der zweiten Planetenradstufe P2g permanent drehfest miteinander zu verbinden. Das Getriebegehäuse 12g und das Hohlrad P23g der zweiten Planetenradstufe P2g sind permanent drehfest miteinander verbunden. Das Hohlrad P23g ist gehäusefest angeordnet.
Das Getriebeelement 16g bildet eine Gehäuseabstützung aus, die das Hohlrad P23g der zweiten Planetenradstufe P2g und das Getriebegehäuse 12g permanent drehfest miteinander verbindet. Das Getriebeelement 17'g bildet eine Zwischenwelle aus, die das zweite Kopplungselement S42g der vierten Schalteinheit S4g, das Hohlrad P13g der ersten Planetenradstufe P1g und das zweite Kopplungselement S32g der dritten
Schalteinheit S3g permanent drehfest miteinander verbindet. Das Getriebeelement 17"g bildet eine Zwischenwelle aus, die das erste Kopplungselement S31g der dritten
Schalteinheit S3g, das Sonnenrad P21g der zweiten Planetenradstufe P2g und das erste Kopplungselement S61g der sechsten Schalteinheit S6g permanent drehfest miteinander verbindet. Die Schalteinheit S3g ist zwischen der ersten Planetenradstufe P1g und der zweiten Planetenradstufe P2g angeordnet.
Die strukturellen Änderungen in den Ausführungsbeispielen der Figuren 6 und 7 und die strukturellen Änderungen in den Ausführungsbeispielen der Figuren 8 und 9 sind unabhängig voneinander. Grundsätzlich ist damit auch ein Getriebeschema denkbar, das eine Kombination eines der Ausführungsbeispiele der Figuren 6 und 7 und eines der Ausführungsbeispiele der Figuren 8 und 9 darstellt. Bezugszeichenliste
10 Getriebeeingangselement
11 Getriebeausgangselement
12 Getriebegehäuse
13 Getriebeelement
13' Getriebeelement
13" Getriebeelement
14 Getriebeelement
15 Getriebeelement
16 Getriebeelement
17 Getriebeelement
17' Getriebeelement
17" Getriebeelement
18 Getriebeelement
P1 Planetenradstufe
P11 Sonnenrad
P12 Planetenradträger
P13 Hohlrad
P14 Planetenräder
P2 Planetenradstufe
P21 Sonnenrad
P22 Planetenradträger
P23 Hohlrad
P24 Planetenräder
P3 Planetenradstufe
P31 Sonnenrad
P32 Planetenradträger
P33 Hohlrad
P34 Planetenräder
P4 Planetenradstufe
P41 Sonnenrad
P42 Planetenradträger
P43 Hohlrad
P44 Planetenräder
S1 Schalteinheit
S11 Kopplungselement S12 Kopplungselement
52 Schalteinheit
521 Kopplungselement
522 Kopplungselement
53 Schalteinheit
531 Kopplungselement
532 Kopplungselement
54 Schalteinheit
541 Kopplungselement
542 Kopplungselement
55 Schalteinheit
551 Kopplungselement
552 Kopplungselement
56 Schalteinheit
561 Kopplungselement
562 Kopplungselement V1 Vorwärtsgetriebegang V2 Vorwärtsgetriebegang V3 Vorwärtsgetriebegang V4 Vorwärtsgetriebegang V5 Vorwärtsgetriebegang V6 Vorwärtsgetriebegang V7 Vorwärtsgetriebegang V8 Vorwärtsgetriebegang V9 Vorwärtsgetriebegang V10 Vorwärtsgetriebegang R1 Rückwärtsgetriebegang R2 Rückwärtsgetriebegang

Claims

Patentansprüche
1. Mehrstufengetriebe, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, das zumindest konstruktiv zur Schaltung von zumindest neun, vorzugsweise zumindest zehn
Vorwärtsgetriebegängen (V1a-V10g) vorgesehen ist, mit zumindest vier
wirkungsmäßig miteinander verbundenen Planetenradstufen (P1a-g, P2a-g, P3a-g; P4a-g), die jeweils ein Sonnenrad (P11a-d, 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 (S1 1a-S62g) aufweisen, mit einem Getriebeeingangselement (10a-g) zur drehfesten Anbindung an eine Brennkraftmaschine und mit einem Getriebeausgangselement (11a-g) zur Anbindung zumindest eines Achsantriebs, wobei das Getriebeausgangselement (1 1a-g) und der Planetenradträger (P42a-g) der vierten Planetenradstufe (P4a-g) drehfest miteinander verbunden sind und der Planetenradträger (P32a-g) der dritten Planetenradstufe (P3a-g) und das Hohlrad (P43a-g) der vierten Planetenradstufe (P4a-g) permanent drehfest miteinander verbunden sind,
wobei die erste Schalteinheit (S1a-g) dazu vorgesehen ist, den Planetenradträger (P32a-g) der dritten Planetenradstufe (P3a-g) und das Hohlrad (P43a-g) der vierten Planetenradstufe (P4) gehäusefest anzuordnen,
und wobei die vierte Schalteinheit (S4a-f) dazu vorgesehen ist, das
Getriebeeingangselement (10a-f), das Hohlrad (P13a-f) der ersten Planetenradstufe (P1a-f) und das Sonnenrad (P21 a-f) der zweiten Planetenradstufe (P2a-f) drehfest miteinander zu verbinden,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Hohlrad (P33a-e; P33g) der dritten Planetenradstufe (P3a-e; P3g) und das Sonnenrad (P41a-e: P41g) der vierten Planetenradstufe (P4a-e; P4g) permanent drehfest miteinander verbunden sind.
2. Mehrstufengetriebe nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die zweite Schalteinheit (S2a-c; S2e-g) dazu vorgesehen ist, das Sonnenrad (P11a- c; P1 1e-g) der ersten Planetenradstufe (P1 a-c; P1e-g) gehäusefest anzuordnen.
3. Mehrstufengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die zweite Schalteinheit (S2a-d; S2f; S2g) dazu vorgesehen ist, das Sonnenrad (P31a-d; P31f; P31g) der dritten Planetenradstufe (P3) gehäusefest anzuordnen.
4. Mehrstufengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Hohlrad (P23f; P23g) der zweiten Planetenradstufe (P2f; P2g) gehäusefest angeordnet ist oder die dritte Schalteinheit (S3a-e) dazu vorgesehen ist, das Hohlrad (P23a-e) der zweiten Planetenradebene (P2a-e) gehäusefest anzuordnen.
5. Mehrstufengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die fünfte Schalteinheit (S5a-c; S5f; S5g) dazu vorgesehen ist, das
Getriebeeingangselement (10a-c; 10f; 10g) und den Planetenradträger (P12a-c; P12f; P12g) der ersten Planetenradebene (P1a-c; P1f; P1g) drehfest miteinander zu verbinden.
6. Mehrstufengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Sonnenrad (P11a-c; P1 1f; P11g) der ersten Planetenradstufe (P1 a-c; P1f; P1g) und das Sonnenrad (P31a-c; P31f; P31g) der dritten Planetenradstufe (P3a-c; P3f; P3g) permanent drehfest miteinander verbunden sind.
7. Mehrstufengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die fünfte Schalteinheit (S5d; S5e) dazu vorgesehen ist, das Sonnenrad (P1 1d; P11e) der ersten Planetenradstufe (P1d; P1e) und das Sonnenrad (P31d; P31e) der dritten Planetenradstufe (P3d; P3e) drehfest miteinander zu verbinden, wobei das Getriebeeingangselement (10d; 10e) und der Planetenradträger (P12d; P12e) der ersten Planetenradstufe (P1d; P1e) permanent drehfest miteinander verbunden sind.
8. Mehrstufengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die sechste Schalteinheit (S6a-g) dazu vorgesehen ist, zumindest das Sonnenrad (P21 a-g) der zweiten Planetenradstufe (P2a-g), den Planetenradträger (P32a-g) der dritten Planetenradstufe (P3a-g) und das Hohlrad (P43a-g) der vierten
Planetenradstufe (P4a-g) drehfest miteinander zu verbinden.
9. Mehrstufengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Planetenradträger (P22a-e; P22g) der zweiten Planetenradstufe (P2a-e; P2g) und das Hohlrad (P33a-e; P33g) der dritten Planetenradstufe (P3a-e; P3g) permanent drehfest miteinander verbunden sind oder die dritte Schalteinheit (S3f) dazu vorgesehen ist, den Planetenradträger (P22f) der zweiten Planetenradstufe (P2f) und das Hohlrad (P33f) der dritten Planetenradstufe (P3f) drehfest
miteinander zu verbinden.
10. Mehrstufengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die vierte Schalteinheit (S4g) dazu vorgesehen ist, das Getriebeeingangselement (10g) und das Hohlrad (P13g) der ersten Planetenradstufe (P1g) drehfest miteinander zu verbinden.
1 1. Mehrstufengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das Hohlrad (P13a-f) der ersten Planetenradstufe (P1 a-f) und das Sonnenrad (P21 a-f) der zweiten Planetenradstufe (P2a-f) permanent drehfest miteinander verbunden sind.
12. Mehrstufengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest eine der Schalteinheiten (S1 a-g, S3a-g) als eine Klauenschalteinheit ausgebildet ist.
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