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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise, insbesondere ein Automatgetriebe für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Antriebswelle, eine Abtriebswelle und vier Planetenradsätze, welche in einem Gehäuse angeordnet sind, insgesamt acht drehbare Wellen sowie sechs Schaltelemente, umfassend Bremsen und Kupplungen, deren selektives Eingreifen verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle bewirkt, so dass neun Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang realisierbar sind.
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Automatgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, umfassen nach dem Stand der Technik Planetenradsätze, die mittels Reibungs- bzw. Schaltelementen, wie etwa Kupplungen und Bremsen, geschaltet werden und üblicherweise mit einem einer Schlupfwirkung unterliegenden und wahlweise mit einer Überbrückungskupplung versehenen Anfahrelement, wie etwa einem hydrodynamischen Drehmomentwandler oder einer Strömungskupplung, verbunden sind.
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Ein derartiges Automatgetriebe ist beispielsweise aus der
DE 199 12 480 B4 der Anmelderin bekannt. Es umfasst drei Einsteg-Planetenradsätze sowie drei Bremsen und zwei Kupplungen zum Schalten von sechs Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang, eine Antriebswelle und eine Abtriebswelle, wobei der Steg des ersten Planetenradsatzes mit dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes und der Steg des zweiten Planetenradsatzes mit dem Hohlrad des dritten Planetenradsatzes ständig verbunden ist und die Antriebswelle direkt mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes verbunden ist.
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Ferner ist bei dem bekannten Getriebe vorgesehen, dass die Antriebswelle über die erste Kupplung mit dem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes und über die zweite Kupplung mit dem Steg des ersten Planetensatzes verbindbar ist, wobei das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes über die erste Bremse mit einem Gehäuse des Getriebes verbindbar ist und der Steg des ersten Planetenradsatzes über die zweite Bremse mit dem Gehäuse des Getriebes verbindbar ist, wobei das Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes über die dritte Bremse mit dem Gehäuse des Getriebes verbindbar ist. Die Abtriebswelle des Getriebes ist mit dem Steg des dritten Planetenradsatzes und dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes ständig verbunden.
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Aus der
DE 101 15 995 A1 der Anmelderin ist ein Mehrstufengetriebe bekannt, das Mehrstufengetriebe mit einer Antriebswelle, die mit einem Vorschaltsatz verbunden ist, mit einer Abtriebswelle, die mit einem Nachschaltsatz verbunden ist, mit auf den Vorschaltsatz wirkenden Schaltelementen und mit auf den Nachschaltsatz wirkenden Schaltelementen. Durch selektives Schalten der Schaltelemente wird eine Eingangsdrehzahl der Antriebswelle zur Schaltung von mindestens sieben Vorwärtsgängen derart auf die Abtriebswelle übertragen, daß zum Umschalten von einem Gang in den nächstfolgend höheren oder nächstfolgend niedrigeren Gang von den gerade betätigten Schaltelementen jeweils nur ein Schaltelement abgeschaltet und ein weiteres Schaltelement zugeschaltet wird. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, den Vorschaltsatz aus zwei gekoppelten, schaltbaren Vorschalt-Planetenradsätzen und maximal zwei weiteren nicht schaltbaren Vorschalt-Planetenradsätzen auszubilden, wobei der Nachschaltsatz über eine mit einer Ausgangsdrehzahl des Vorschaltsatzes rotierenden Verbindungswelle fest mit dem Vorschaltsatz verbunden und über mindestens ein auf den Nachschaltsatz (NS) wirkendes zweites Schaltelement mit der Antriebswelle verbindbar ist, und wobei die Ausgangsdrehzahl des Vorschaltsatzes durch selektives Schließen von auf den Vorschaltsatz wirkenden Schaltelemente erzeugt wird.
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Aus der
DE 10 2008 000 429 A1 ist ein Mehrstufengetriebe bekannt. Das Mehrstufengetriebe mit neun Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang umfasst vier Planetensätze, acht drehbare Wellen und sechs Schaltelemente, wobei der erste und der zweite Planetensatz einen schaltbaren Vorschaltradsatz bilden und der dritte und der vierte Planetensatz den Hauptradsatz bilden, wobei die Stege des ersten und des zweiten Planetensatzes über die Welle miteinander gekoppelt sind, welche mit einem Element des Hauptradsatzes verbunden ist, wobei das Hohlrad des Planetensatzes mit dem Sonnenrad des Planetensatzes über die Welle gekoppelt ist, welche über eine Kupplung mit der Antriebswelle lösbar verbindbar ist, wobei das Sonnenrad des Planetensatzes mittels der Welle über eine Bremse an ein Gehäuse ankoppelbar und über eine Kupplung mit der Antriebswelle verbindbar ist und das Hohlrad des Planetensatzes mittels der Welle über eine Bremse an ein Gehäuse ankoppelbar ist und wobei die Welle mit zumindest einem Element des Hauptradsatzes verbunden und über die Bremse an ein Gehäuse ankoppelbar ist, die Welle mit einem weiteren Element des Hauptradsatzes verbunden und über die Kupplung mit der Antriebswelle verbindbar ist und die Abtriebswelle mit zumindest einem weiteren Element des Hauptradsatzes verbunden ist.
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Ferner ist aus der
DE 29 36 969 A1 ein 9-Gang-Mehrstufengetriebe bekannt; es umfasst acht Schaltelemente und vier Planetenradsätze, wobei ein Planetenradsatz als Vorschaltgetriebe dient und das Hauptgetriebe einen Simpson-Satz und einen weiteren als Umkehrgetriebe dienenden Planetenradsatz aufweist.
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Automatisch schaltbare Fahrzeuggetriebe in Planetenbauweise im Allgemeinen sind im Stand der Technik bereits vielfach beschrieben und unterliegen einer permanenten Weiterentwicklung und Verbesserung. So sollen diese Getriebe einen geringen Bauaufwand, insbesondere eine geringe Anzahl an Schaltelementen erfordern und bei sequentieller Schaltweise Doppelschaltungen, d.h. ein Zu- und/oder Abschalten von zwei oder mehr Schaltelementen vermeiden, so dass bei Schaltungen in definierten Ganggruppen jeweils nur ein Schaltelement gewechselt wird.
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Aus der
DE 10 2008 000 428 A1 der Anmelderin ist ein Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise bekannt, welches einen Antrieb und einen Abtrieb aufweist, welche in einem Gehäuse angeordnet sind. Bei dem bekannten Getriebe sind zumindest vier Planetenradsätze, im Folgenden als erster, zweiter, dritter und vierter Planetenradsatz bezeichnet, mindestens acht drehbare Wellen - im Folgenden als Antriebswelle, Abtriebswelle, dritte, vierte, fünfte, sechste, siebte und achte Welle bezeichnet - sowie zumindest sechs Schaltelemente, umfassend Bremsen und Kupplungen, vorgesehen, deren selektives Eingreifen verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen dem Antrieb und dem Abtrieb bewirkt, so dass vorzugsweise neun Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang realisierbar sind.
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Hierbei bilden der erste und der zweite Planetenradsatz, die vorzugsweise als Minus-Planetenradsätze, also mit negativer Standgetriebe-Übersetzung, ausgebildet sind, einen schaltbaren Vorschaltradsatz, wobei der dritte und der vierte Planetenradsatz einen Hauptradsatz bilden.
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Bei dem bekannten Mehrstufengetriebe ist vorgesehen, dass die Stege des ersten und des zweiten Planetenradsatzes über die vierte Welle miteinander gekoppelt sind, welche mit einem Element des Hauptradsatzes verbunden ist, dass das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes über die achte Welle gekoppelt ist, welche über eine erste Kupplung mit der Antriebswelle lösbar verbindbar ist und dass das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes mittels der dritten Welle über eine erste Bremse an ein Gehäuse des Getriebes ankoppelbar und über eine zweite Kupplung mit der Antriebswelle lösbar verbindbar ist, wobei das Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes mittels der fünften Welle über eine zweite Bremse an ein Gehäuse des Getriebes ankoppelbar ist. Zudem ist die siebte Welle mit zumindest einem Element des Hauptradsatzes ständig verbunden und über eine dritte Bremse an das Gehäuse des Getriebes ankoppelbar, wobei die sechste Welle mit zumindest einem weiteren Element des Hauptradsatzes ständig verbunden und über eine dritte Kupplung mit der Antriebswelle lösbar verbindbar ist; die Abtriebswelle ist mit zumindest einem weiteren Element des Hauptradsatzes ständig verbunden.
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Vorzugsweise ist bei dem bekannten Getriebe die vierte Welle ständig mit dem Hohlrad des dritten Planetenradsatzes verbunden, wobei die sechste Welle ständig mit dem Hohlrad des vierten Planetenradsatzes und dem Steg des dritten Planetenradsatzes verbunden und über die dritte Kupplung mit der Antriebswelle lösbar verbindbar ist. Ferner ist die siebte Welle ständig mit den Sonnenrädern des dritten und vierten Planetenradsatzes verbunden und über die dritte Bremse an ein Gehäuse des Getriebes ankoppelbar. Der Abtrieb erfolgt hierbei über die ständig mit dem Steg des vierten Planetenradsatzes verbundene Abtriebswelle. Des Weiteren können der dritte und der vierte Planetenradsatz zu einem Ravigneaux-Satz mit einem gemeinsamen Steg und einem gemeinsamen Hohlrad zusammengesetzt bzw. reduziert sein.
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Nach dem Stand der Technik werden die Schaltelemente derartig ausgeführter Mehrstufengetriebe, die üblicherweise als Lamellenkupplungen oder -bremsen ausgeführt sind, hydraulisch betätigt, welche in nachteiliger Weise hohe hydraulische Verluste aufweisen. Um diese Betätigungsverluste zu umgehen, wäre der Einsatz von bedarfsgerecht betätigbaren Schaltelementen, besonders vorteilhaft.
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Unter bedarfsgerechten Schaltelementen, werden insbesondere Schaltelemente verstanden, welche zur Aufrechterhaltung ihres Schaltungszustandes keine oder nur weniger Energie verbrauchen, als bei der Änderung des Schaltzustandes.
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Zur Ermöglichung der Verwendung von bedarfsgerecht betätigbaren Schaltelementen sollen die Schaltelemente, insbesondere die Kupplungen von außen gut erreichbar sein.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Mehrstufengetriebe der eingangs genannten Art vorzuschlagen, welches neun Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang mit ausreichender Übersetzung aufweist, bei dem der Bauaufwand, die Bauteilbelastung und die Baugröße optimiert werden und zudem der Wirkungsgrad verbessert wird. Ferner sollen die Schaltelemente des Getriebes von außen gut erreichbar sein, wodurch der Einbau von bedarfsgerecht betätigbaren Schaltelementen ermöglicht wird. Zudem soll sich das Getriebe sowohl für eine Standard- als auch für eine Front-Quer-Bauweise eignen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche 1 und 2 gelöst. Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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Demnach wird ein erfindungsgemäßes Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise vorgeschlagen, welches einen Antrieb und einen Abtrieb aufweist, und in einem Gehäuse angeordnet ist. Des Weiteren sind zumindest vier Planetenradsätze, im Folgenden als erster, zweiter, dritter und vierter Planetenradsatz bezeichnet, acht drehbare Wellen - im Folgenden als Antriebswelle, Abtriebswelle, dritte, vierte, fünfte, sechste, siebte und achte Welle bezeichnet - sowie sechs vorzugsweise als Lamellenschaltelemente oder als formschlüssige Schaltelemente ausgeführte Schaltelemente, umfassend Bremsen und Kupplungen, vorgesehen, deren selektives Eingreifen verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen dem Antrieb und dem Abtrieb bewirkt, so dass vorzugsweise neun Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang realisierbar sind.
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Die Planetenradsätze des Getriebes sind vorzugsweise als Minus-Planetenradsätze ausgebildet.
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Ein einfacher Minus-Planetenradsatz umfasst bekanntlich ein Sonnenrad, ein Hohlrad und einen Steg, an dem Planetenräder drehbar gelagert sind, die jeweils mit Sonnenrad und Hohlrad kämmen. Hierdurch weist das Hohlrad bei festgehaltenem Steg eine zum Sonnenrad entgegengesetzte Drehrichtung auf. Demgegenüber umfasst ein einfacher Plus-Planetenradsatz ein Sonnenrad, ein Hohlrad und einen Steg, an dem innere und äußere Planetenräder drehbar gelagert sind, wobei alle inneren Planetenräder mit dem Sonnenrad und alle äußeren Planetenräder mit dem Hohlrad kämmen, wobei jedes innere Planetenrad mit jeweils einem äußeren Planetenrad kämmt. Hierdurch weist das Hohlrad bei festgehaltenem Steg die gleiche Drehrichtung auf wie das Sonnenrad und es ergibt sich eine positive Standgetriebeübersetzung.
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Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes mit der fünften Welle verbunden, welche über eine erste Kupplung mit der Antriebswelle lösbar verbindbar ist und über eine dritte Bremse an das Gehäuse ankoppelbar ist, wobei die Antriebswelle über eine zweite Kupplung mit der mit dem Steg des vierten Planetenradsatzes und dem Hohlrad des dritten Planetenradsatzes verbundenen siebten Welle lösbar verbindbar ist und wobei die Antriebswelle mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes verbunden ist.
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Des Weiteren ist die sechste Welle mit dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes, dem Steg des zweiten Planetenradsatzes und dem Hohlrad des vierten Planetenradsatzes verbunden, wobei die dritte Welle mit dem Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes und dem Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes verbunden und über eine erste Bremse an das Gehäuse ankoppelbar ist.
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Ferner ist die vierte Welle mit dem Steg des ersten Planetenradsatzes verbunden, über eine zweite Bremse an das Gehäuse ankoppelbar und über eine dritte Kupplung mit der mit dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes verbundenen achten Welle lösbar verbindbar, wobei die Abtriebswelle des Getriebes mit dem Steg des dritten Planetenradsatzes verbunden ist.
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Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes mit der fünften Welle verbunden, welche über eine erste Kupplung mit der Antriebswelle lösbar verbindbar ist und über eine dritte Bremse an das Gehäuse ankoppelbar ist, wobei die Antriebswelle über eine zweite Kupplung mit der mit dem Steg des vierten Planetenradsatzes und dem Hohlrad des dritten Planetenradsatzes verbundenen siebten Welle lösbar verbindbar ist und wobei die Antriebswelle mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes verbunden ist.
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Des Weiteren ist die sechste Welle mit dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes und dem Hohlrad des vierten Planetenradsatzes verbunden und über eine dritte Kupplung mit der mit dem Steg des zweiten Planetenradsatzes verbundenen achten Welle lösbar verbindbar, wobei die dritte Welle mit dem Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes und dem Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes verbunden und über eine erste Bremse an das Gehäuse ankoppelbar ist.
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Ferner ist die vierte Welle mit dem Steg des ersten Planetenradsatzes und dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes verbunden und über eine zweite Bremse an das Gehäuse ankoppelbar, wobei die Abtriebswelle des Getriebes mit dem Steg des dritten Planetenradsatzes verbunden ist.
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Dadurch, dass die erste und zweite Kupplung an der Antriebswelle des Getriebes angeordnet sind, drei weitere Schaltelemente als Bremsen ausgeführt sind und die dritte Kupplung radial betrachtet in der Nähe des Gehäuses angeordnet ist, wird eine gute Erreichbarkeit sämtlicher Schaltelemente des Getriebes gewährleistet, wodurch die Schaltelemente als bedarfsgerecht betätigbare Schaltelemente ausgeführt werden können. Im Rahmen weiterer Ausführungsformen können Schaltelemente des Getriebes als u.a. hydraulisch betätigbare Schaltelemente ausgeführt sein.
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Ferner ergeben sich insbesondere für Personenkraftwagen geeignete Übersetzungen sowie eine erhöhte Gesamtspreizung des Mehrstufengetriebes, wodurch eine Verbesserung des Fahrkomforts und eine signifikante Verbrauchsabsenkung bewirkt werden.
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Darüber hinaus wird mit dem erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebe durch eine geringe Anzahl an Schaltelementen der Bauaufwand erheblich reduziert. In vorteilhafter Weise ist es mit dem erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebe möglich, ein Anfahren mit einem hydrodynamischen Wandler, einer externen Anfahrkupplung oder auch mit sonstigen geeigneten externen Anfahrelementen durchzuführen. Es ist auch denkbar, einen Anfahrvorgang mit einem im Getriebe integrierten Anfahrelement zu ermöglichen. Vorzugsweise eignet sich ein Schaltelement, welches im ersten Vorwärtsgang und im Rückwärtsgang betätigt wird.
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Des Weiteren ergibt sich bei dem erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebe ein guter Wirkungsgrad in den Hauptfahrgängen bezüglich der Schlepp- und Verzahnungsverluste.
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In vorteilhafter Weise liegen geringe Drehmomente in den Schaltelementen und in den Planetenradsätzen des Mehrstufengetriebes vor, wodurch der Verschleiß bei dem Mehrstufengetriebe in vorteilhafter Weise reduziert wird. Zudem wird durch die geringen Drehmomente eine entsprechend geringe Dimensionierung ermöglicht, wodurch der benötigte Bauraum und die entsprechenden Kosten reduziert werden. Darüber hinaus liegen auch geringe Drehzahlen bei den Wellen, den Schaltelementen und den Planetenradsätzen vor.
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Außerdem ist das erfindungsgemäße Getriebe derart konzipiert, dass eine Anpassbarkeit an unterschiedliche Triebstrangausgestaltungen sowohl in Kraftflussrichtung als auch in räumlicher Hinsicht ermöglicht wird.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. In diesen stellen dar:
- 1: eine schematische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes; und
- 2: ein beispielhaftes Schaltschema für ein Mehrstufengetriebe gemäß 1.
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In 1 ist ein erfindungsgemäßes Mehrstufengetriebe mit einer Antriebswelle 1, einer Abtriebswelle 2 und vier Planetenradsätzen P1, P2, P3 und P4 dargestellt, welche in einem Gehäuse G angeordnet sind. Die Planetenradsätze P1, P2, P3, P4 sind bei dem in 1 gezeigten Beispiel als Minus-Planetenradsätze ausgebildet. Gemäß der Erfindung kann zumindest einer der Planetenradsätze P1, P2, P3, P4 als Plus-Planetenradsatz ausgeführt sein, wenn gleichzeitig die Steg- und Hohlradanbindung getauscht und der Betrag der Standgetriebeübersetzung im Vergleich zu der Ausführung als Minus-Planetenradsatz um 1 erhöht wird.
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Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Planetenradsätze P1, P2, P3, P4 axial betrachtet in der Reihenfolge erster Planetenradsatz P1, zweiter Planetenradsatz P2, dritter Planetenradsatz P3, vierter Planetenradsatz P4 angeordnet. Gemäß der Erfindung sind die axiale Reihenfolge der einzelnen Planetenradsätze und die Anordnung der Schaltelemente frei wählbar, solange es die Bindbarkeit der Elemente zulässt.
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Wie aus 1 ersichtlich, sind sechs Schaltelemente, nämlich drei Bremsen 03, 04, 05 und drei Kupplungen 15, 17, 48 vorgesehen. Die räumliche Anordnung der Schaltelemente kann beliebig sein und wird nur durch die Abmessungen und die äußere Formgebung begrenzt. Die Kupplungen und die Bremsen des Getriebes sind vorzugsweise als Reibschaltelemente bzw. Lamellenschaltelemente ausgeführt, können aber auch als formschlüssige Schaltelemente ausgeführt sein.
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Mit diesen Schaltelementen ist ein selektives Schalten von neun Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang realisierbar. Das erfindungsgemäße Mehrstufengetriebe weist insgesamt acht drehbare Wellen auf, nämlich die Wellen 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 und 8, wobei die Antriebswelle die erste Welle 1 und die Abtriebswelle die zweite Welle 2 des Getriebes bilden.
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Erfindungsgemäß ist bei dem Mehrstufengetriebe gemäß 1 vorgesehen, dass das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes P1 mit der fünften Welle 5 verbunden ist, welche über eine erste Kupplung 15 mit der Antriebswelle 1 lösbar verbindbar ist und über eine dritte Bremse 05 an das Gehäuse G ankoppelbar ist, wobei die Antriebswelle 1 über eine zweite Kupplung 17 mit der mit dem Steg des vierten Planetenradsatzes P4 und dem Hohlrad des dritten Planetenradsatzes P3 verbundenen siebten Welle 7 lösbar verbindbar ist und mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes P2 verbunden ist.
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Wie aus 1 ersichtlich ist die sechste Welle 6 mit dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes P1, dem Steg des zweiten Planetenradsatzes P2 und dem Hohlrad des vierten Planetenradsatzes P4 verbunden, wobei die dritte Welle 3 mit dem Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes P3 und dem Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes P4 verbunden und über eine erste Bremse 03 an das Gehäuse G ankoppelbar ist.
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Ferner ist die vierte Welle 4 mit dem Steg des ersten Planetenradsatzes P1 verbunden, über eine zweite Bremse 04 an das Gehäuse G ankoppelbar und über eine dritte Kupplung 48 mit der mit dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes P2 verbundenen achten Welle 8 lösbar verbindbar, wobei die Abtriebswelle 2 des Getriebes mit dem Steg des dritten Planetenradsatzes P3 verbunden ist.
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Hierbei können die erste und zweite Kupplung 15, 17 axial betrachtet nebeneinander angeordnet und als Lamellenschaltelemente ausgeführt sein und einen gemeinsamen Außenlamellenträger aufweisen. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel eignet sich insbesondere die erste Bremse 03 für eine Ausführung als Klauenschaltelement, wodurch der Verbrauch signifikant verbessert wird.
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In 2 ist ein beispielhaftes Schaltschema eines Mehrstufengetriebes gemäß 1 dargestellt. Für jeden Gang werden drei Schaltelemente geschlossen. Dem Schaltschema können die jeweiligen Übersetzungen i der einzelnen Gangstufen und die daraus zu bestimmenden Gangsprünge bzw. Stufensprünge Φ zum nächst höheren Gang beispielhaft entnommen werden, wobei der Wert 9,016 die Spreizung des Getriebes darstellt.
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Die Werte für die Standgetriebeübersetzungen der als Minus-Planetenradsätze ausgeführten Planetenradsätze P1, P2, P3, P4 sind bei dem gezeigten Beispiel jeweils -2,366, -1,600, -3,189 und -2,763. Aus 2 wird ersichtlich, dass bei sequentieller Schaltweise jeweils nur ein Schaltelement zugeschaltet und ein Schaltelement abgeschaltet werden muss, da zwei benachbarte Gangstufen zwei Schaltelemente gemeinsam benutzen. Ferner wird ersichtlich, dass eine große Spreizung bei kleinen Gangsprüngen erzielt wird.
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Der erste Vorwärts-Gang ergibt sich durch Schließen der ersten und zweiten Bremse 03, 04 und der dritten Kupplung 48, der zweite Vorwärts-Gang durch Schlie-ßen der ersten und dritten Bremse 03, 05 und der dritten Kupplung 48, der dritte Vorwärts-Gang durch Schließen der ersten Bremse 03 und der ersten und dritten Kupplung 15, 48, der vierte Vorwärts-Gang durch Schließen der ersten Bremse 03 und der zweiten und dritten Kupplung 17, 48, der bei dem gezeigten Beispiel als Direktgang ausgeführte fünfte Vorwärts-Gang durch Schließen der ersten, zweiten und dritten Kupplung 15, 17, 48, der sechste Vorwärts-Gang durch Schließen der dritten Bremse 05 und der zweiten und dritten Kupplung 17, 48, der siebte Vorwärts-Gang durch Schließen der zweiten Bremse 04 und der zweiten und dritten Kupplung 17, 48, der achte Vorwärts-Gang durch Schließen der zweiten und dritten Bremse 04, 05 und der zweiten Kupplung 17 und der neunte Vorwärtsgang ergibt sich durch Schlie-ßen der zweiten Bremse 04 und der ersten und zweiten Kupplung 15, 17, wobei sich der Rückwärtsgang durch Schließen der ersten und zweiten Bremse 03, 04 und der ersten Kupplung 15 ergibt.
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Alternativ kann der vierte Vorwärtsgang durch weitere Schaltkombinationen geschaltet werden, die in 2 mit M bezeichnet sind. Demnach kann sich der vierte Vorwärtsgang durch Schließen der ersten und zweiten Bremse 03, 04 und der zweiten Kupplung 17 oder durch Schließen der ersten Bremse 03 und der ersten und zweiten Kupplung 15, 17 oder durch Schließen der ersten und dritten Bremse 03, 05 und der zweiten Kupplung 17 ergeben.
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Dadurch, dass im ersten Vorwärts-Gang und/oder im Rückwärtsgang die erste und zweite Bremse 03, 04, die erste und dritte Kupplung 15, 48 geschlossen sind, können diese Schaltelemente als Anfahrelemente eingesetzt werden.
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Gemäß der Erfindung ergeben sich auch bei gleichem Getriebeschema je nach Schaltlogik unterschiedliche Gangsprünge, so dass eine anwendungs- bzw. fahrzeugspezifische Variation ermöglicht wird.
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Gegenstand der Erfindung ist ferner eine nicht dargestellte Ausführungsform, die sich von der Ausführungsform gemäß 1 dadurch unterscheidet, dass die dritte Kupplung 48 entfällt und durch eine alternative dritte Kupplung ersetzt wird, welche die sechste Welle 6 mit der mit dem Steg des zweiten Planetenradsatzes P2 verbundenen achten Welle 8 lösbar verbindet. Ferner ist die vierte Welle 4 mit dem Steg des ersten Planetenradsatzes P1 und dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes P2 verbunden; bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 ist die vierte Welle 4 lediglich mit dem Steg des ersten Planetenradsatzes P1 verbunden.
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Das in 2 gezeigte Schaltschema kann sinngemäß auf das alternative Getriebe angewendet werden, mit dem Unterschied, dass die dritte Kupplung 48 durch die alternative dritte Kupplung 68 ersetzt wird.
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Erfindungsgemäß ist es ferner optional möglich, an jeder geeigneten Stelle des Mehrstufengetriebes zusätzliche Freiläufe vorzusehen, beispielsweise zwischen einer Welle und dem Gehäuse oder um zwei Wellen gegebenenfalls zu verbinden.
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Auf der Antriebsseite oder auf der Abtriebsseite können ein Achsdifferential und/oder ein Verteilerdifferential angeordnet werden.
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Im Rahmen einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann die Antriebswelle 1 durch ein Kupplungselement von einem Antriebs-Motor nach Bedarf getrennt werden, wobei als Kupplungselement ein hydrodynamischer Wandler, eine hydraulische Kupplung, eine trockene Anfahrkupplung, eine nasse Anfahrkupplung, eine Magnetpulverkupplung oder eine Fliehkraftkupplung oder dergleichen einsetzbar sind. Es ist auch möglich, ein derartiges Anfahrelement in Kraftflussrichtung hinter dem Getriebe anzuordnen, wobei in diesem Fall die Antriebswelle 1 ständig mit der Kurbelwelle des Antriebs-Motors verbunden ist.
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Das erfindungsgemäße Mehrstufengetriebe ermöglicht außerdem die Anordnung eines Torsionsschwingungsdämpfers zwischen Antriebsmotor und Getriebe.
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Im Rahmen einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung kann auf jeder Welle, bevorzugt auf der Antriebswelle 1 oder der Abtriebswelle 2, eine verschleißfreie Bremse, wie z.B. ein hydraulischer oder elektrischer Retarder oder dergleichen, angeordnet sein, was insbesondere für den Einsatz in Nutzkraftfahrzeugen von besonderer Bedeutung ist. Des Weiteren kann zum Antrieb von zusätzlichen Aggregaten auf jeder Welle, bevorzugt auf der Antriebswelle 1 oder der Abtriebswelle 2, ein Nebenabtrieb vorgesehen sein.
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Die eingesetzten Reibschaltelemente können als lastschaltbare Kupplungen oder Bremsen ausgebildet sein. Insbesondere können kraftschlüssige Kupplungen oder Bremsen, wie z.B. Lamellenkupplungen, Bandbremsen und/oder Konuskupplungen, verwendet werden.
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Ein weiterer Vorteil des hier vorgestellten Mehrstufengetriebes besteht darin, dass auf jeder Welle als Generator und/oder als zusätzliche Antriebsmaschine eine elektrische Maschine anbringbar ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- erste Welle, Antriebswelle
- 2
- zweite Welle, Abtriebswelle
- 3
- dritte Welle
- 4
- vierte Welle
- 5
- fünfte Welle
- 6
- sechste Welle
- 7
- siebte Welle
- 8
- achte Welle
- 03
- erste Bremse
- 04
- zweite Bremse
- 05
- dritte Bremse
- 15
- erste Kupplung
- 17
- zweite Kupplung
- 48
- dritte Kupplung
- 68
- alternative dritte Kupplung
- G
- Gehäuse
- P1
- erster Planetenradsatz
- P2
- zweiter Planetenradsatz
- P3
- dritter Planetenradsatz
- P4
- vierter Planetenradsatz
- i
- Übersetzung
- ϕ
- Stufensprung
