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DE102009047275A1 - Mehrstufengetriebe - Google Patents

Mehrstufengetriebe Download PDF

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DE102009047275A1
DE102009047275A1 DE102009047275A DE102009047275A DE102009047275A1 DE 102009047275 A1 DE102009047275 A1 DE 102009047275A1 DE 102009047275 A DE102009047275 A DE 102009047275A DE 102009047275 A DE102009047275 A DE 102009047275A DE 102009047275 A1 DE102009047275 A1 DE 102009047275A1
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DE
Germany
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planetary gear
clutch
gear set
brake
planetary
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102009047275A
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English (en)
Inventor
Gerhard Dr. Gumpoltsberger
Christian Sibla
Stefan Beck
Josef Haupt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
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Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Priority to DE102009047275A priority Critical patent/DE102009047275A1/de
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Abstract

Das Mehrstufengetriebe mit neun Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang umfasst vier Planetenradsätze (P1, P2, P3, P4), neun drehbare Wellen (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) und sechs Schaltelemente (03, 04, 15, 26, 78, 89), wobei das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes (P1) mit der dritten Welle (3) verbunden ist, die mit dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes (P2) verbunden und über eine erste Bremse (03) an ein Gehäuse (G) ankoppelbar ist, wobei der Steg des ersten Planetenradsatzes (P1) mit der achten Welle (8) verbunden ist, welche über eine erste Kupplung (89) mit der mit dem Steg des zweiten Planetenradsatzes (P2) und dem Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes (P4) verbundenen neunten Welle (9) und über eine zweite Kupplung (78) mit der siebten Welle (7) lösbar verbindbar ist, die mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes (P2) und dem Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes (P3) verbunden ist, wobei das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes (P1) mit der fünften Welle (5) verbunden ist, die über eine dritte Kupplung (15) mit der mit dem Steg des dritten Planetenradsatzes (P3) verbundenen Antriebswelle (1) lösbar verbindbar ist, wobei das Hohlrad des dritten Planetenradsatzes (P3) mit der sechsten Welle (6) verbunden ist, welche über eine vierte Kupplung (26) mit der mit dem Steg des vierten Planetenradsatzes (P4) verbundenen Abtriebswelle (2) lösbar verbindbar ist und wobei das Hohlrad des vierten Planetenradsatzes (P4) mit der vierten Welle (4) verbunden ...

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise, insbesondere ein Automatgetriebe für ein Kraftfahrzeug, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • 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 beispielsweise einem hydrodynamischen Drehmomentwandler oder einer Strömungskupplung, verbunden sind.
  • Ein derartiges Getriebe geht aus der EP 0 434 525 A1 hervor. Es umfasst im Wesentlichen eine Antriebswelle und eine Abtriebswelle, die parallel zueinander angeordnet sind, einen konzentrisch zur Abtriebswelle angeordneten Doppelplanetenradsatz und fünf Schaltelemente in der Form von drei Kupplungen und zwei Bremsen, deren wahlweise Sperrung jeweils paarweise die verschiedenen Gangübersetzungen zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle bestimmt. Hierbei weist das Getriebe einen Vorschaltradsatz und zwei Leistungswege auf, so dass durch das selektive paarweise Eingreifen der fünf Schaltelemente sechs Vorwärtsgänge erzielt werden.
  • Hierbei werden bei dem ersten Leistungsweg zwei Kupplungen zur Übertragung des Drehmomentes vom Vorschaltradsatz zu zwei Elementen des Doppelplanetenradsatzes benötigt. Diese sind in Kraftflussrichtung im Wesentlichen hinter dem Vorschaltradsatz in Richtung Doppelplanetenradsatz angeordnet. Bei dem zweiten Leistungsweg ist eine weitere Kupplung vorgesehen, die diesen mit einem weiteren Element des Doppelplanetenradsatzes lösbar verbindet. Hierbei sind die Kupplungen derart angeordnet, dass der Innenlamellenträger den Abtrieb bildet.
  • 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 vermeiden, so dass bei Schaltungen in definierten Ganggruppen jeweils nur ein Schaltelement gewechselt wird.
  • 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.
  • Hierbei bilden der erste und der zweite Planetenradsatz, die vorzugsweise als Minus-Planetenradsätze ausgebildet sind, einen schaltbaren Vorschaltradsatz, wobei der dritte und der vierte Planetenradsatz einen Hauptradsatz bilden.
  • 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 ein 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.
  • 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.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Mehrstufengetriebe der eingangs genannten Art vorzuschlagen, welches neun Vorwärtsgänge und mindestens einen Rückwärtsgang mit ausreichender Übersetzung aufweist, bei dem der Bauaufwand und die Baugröße, insbesondere die Baulänge bzw. das Gewicht optimiert werden und zudem der Wirkungsgrad hinsichtlich der Schlepp- und Verzahnungsverluste verbessert wird. Zudem sollen bei dem erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebe geringe Stützmomente auf die Schaltelemente wirken. Insbesondere soll das erfindungsgemäße Getriebe für einen Antrieb in Standard-Längs-Bauweise geeignet sein.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Ein beispielhaftes Schaltschema eines erfindungsgemäßen Getriebes geht aus dem Unteranspruch hervor.
  • Demnach wird ein erfindungsgemäßes Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise vorgeschlagen, welches einen Antrieb und einen Abtrieb aufweist, welche in einem Gehäuse angeordnet sind. Des Weiteren sind zumindest vier Planetenradsätze, im Folgenden als erster, zweiter, dritter und vierter Planetenradsatz bezeichnet, neun drehbare Wellen – im Folgenden als Antriebswelle, Abtriebswelle, dritte, vierte, fünfte, sechste, siebte, achte und neunte Welle bezeichnet – sowie zumindest sechs Schaltelemente, umfassend zumindest eine Bremse 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.
  • Hierbei sind der erste, dritte und vierte Planetenradsatz vorzugsweise als Minus-Planetenradsätze ausgebildet, wobei der zweite Planetenradsatz als Plus-Planetenradsatz ausgeführt ist.
  • 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.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes mit der dritten Welle verbunden, die mit dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes verbunden und über eine erste Bremse an ein Gehäuse des Getriebes ankoppelbar ist, wobei der Steg des ersten Planetenradsatzes mit der achten Welle verbunden ist, welche über eine erste Kupplung mit der mit dem Steg des zweiten Planetenradsatzes und dem Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes verbundenen neunten Welle und über eine zweite Kupplung mit der siebten Welle lösbar verbindbar ist, wobei die siebte Welle mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes und dem Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes verbunden ist. Des Weiteren ist das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes mit der fünften Welle verbunden, die über eine dritte Kupplung mit der mit dem Steg des dritten Planetenradsatzes verbundenen Antriebswelle lösbar verbindbar ist.
  • Erfindungsgemäß ist das Hohlrad des dritten Planetenradsatzes mit der sechsten Welle verbunden, welche über eine vierte Kupplung mit der mit dem Steg des vierten Planetenradsatzes verbundenen Abtriebswelle lösbar verbindbar ist, wobei das Hohlrad des vierten Planetenradsatzes mit der vierten Welle verbunden ist, die über eine zweite Bremse an ein Gehäuse des Getriebes ankoppelbar ist.
  • Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Mehrstufengetriebes ergeben sich insbesondere für Personenkraftwagen geeignete Übersetzungen sowie eine erhöhte Gesamtspreizung des Mehrstufengetriebes, wodurch eine Verbesserung des Fahrkomforts und eine signifikante Verbrauchsabsenkung bewirkt werden.
  • 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 in das Getriebe integrierten Anfahrelement zu ermöglichen. Vorzugsweise eignet sich ein Schaltelement, welches im ersten Vorwärtsgang und im Rückwärtsgang betätigt wird.
  • Des Weiteren ergibt sich bei dem erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebe ein guter Wirkungsgrad in den Hauptfahrgängen bezüglich der Schlepp- und Verzahnungsverluste.
  • Ferner liegen geringe Momente 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 Momente 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.
  • Außerdem ist das erfindungsgemäße Getriebe derart konzipiert, dass eine Anpassbarkeit an unterschiedliche Triebstrangausgestaltungen sowohl in Kraftflussrichtung als auch in räumlicher Hinsicht ermöglicht wird.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. In diesen stellen dar:
  • 1: eine schematische Ansicht einer ersten bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes;
  • 2: ein beispielhaftes Schaltschema für ein Mehrstufengetriebe gemäß 1; und
  • 354: abwechselnd je eine schematische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes und das entsprechende beispielhafte Schaltschema für sechsundzwanzig bevorzugte Ausführungsformen.
  • 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, wobei der erste, dritte und vierte Planetenradsatz P1, P3, P4 als Minus-Planetenradsätze ausgebildet sind und wobei der zweite Planetenradsatz P2 als Plus-Planetenradsatz ausgeführt ist. Gemäß der Erfindung kann zumindest ein Planetenradsatz als Plus-Planetenradsatz ausgeführt sein, wenn gleichzeitig die Steg- und Hohlradanbindung getauscht und der Betrag der Standübersetzung des Planetenradsatzes im Vergleich zu der Ausführung als Minus-Planetenradsatz um 1 erhöht wird. Ferner kann der Plus-Planetenradsatz als Minus-Planetenradsatz ausgeführt sein, wenn gleichzeitig die Steg- und Hohlradanbindung getauscht und der Betrag der Standübersetzung des Planetenradsatzes im Vergleich zu der Ausführung als Plus-Planetenradsatz um 1 reduziert wird.
  • Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Planetenradsätze axial betrachtet in der Reihenfolge P1, P2, P3, P4 angeordnet.
  • Wie aus 1 ersichtlich, sind sechs Schaltelemente, nämlich zwei Bremsen 03, 04 und vier Kupplungen 15, 26, 78 und 89 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.
  • Mit diesen Schaltelementen ist ein selektives Schalten von neun Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang realisierbar. Das erfindungsgemäße Mehrstufengetriebe weist insgesamt neun drehbare Wellen auf, nämlich die Wellen 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 und 9, wobei die Antriebswelle die erste Welle 1 und die Abtriebswelle 2 die zweite Welle des Getriebes bildet.
  • Wie aus 1 ersichtlich, ist das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes P1 mit der dritten Welle 3 verbunden, die mit dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes P2 verbunden und über eine erste Bremse 03 an ein Gehäuse G des Getriebes ankoppelbar ist, wobei der Steg des ersten Planetenradsatzes P1 mit der achten Welle 8 verbunden ist, welche über eine erste Kupplung 89 mit der mit dem Steg des zweiten Planetenradsatzes P2 und dem Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes P4 verbundenen neunten Welle 9 und über eine zweite Kupplung 78 mit der siebten Welle 7 lösbar verbindbar ist, wobei die siebte Welle 7 mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes P2 und dem Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes P3 verbunden ist. Ferner ist das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes P1 mit der fünften Welle 5 verbunden, die über eine dritte Kupplung 15 mit der mit dem Steg des dritten Planetenradsatzes P3 verbundenen Antriebswelle 1 lösbar verbindbar ist.
  • Erfindungsgemäß ist das Hohlrad des dritten Planetenradsatzes P3 mit der sechsten Welle 6 verbunden, welche über eine vierte Kupplung 26 mit der mit dem Steg des vierten Planetenradsatzes P4 verbundenen Abtriebswelle 2 lösbar verbindbar ist, wobei das Hohlrad des vierten Planetenradsatzes P4 mit der vierten Welle 4 verbunden ist, die über eine zweite Bremse 04 an ein Gehäuse G des Getriebes ankoppelbar ist.
  • In 2 ist ein beispielhaftes Schaltschema eines Mehrstufengetriebes gemäß 1 dargestellt. Für jeden Gang werden vier Schaltelemente geschlossen. Dem Schaltschema können die jeweiligen Übersetzungen i der einzelnen Gangstufen und die daraus zu bestimmenden Gangsprünge bzw. Stufensprünge phi zum nächst höheren Gang beispielhaft entnommen werden, wobei der Wert 9,001 die Spreizung des Getriebes darstellt.
  • Typische Werte für die Standübersetzungen der Planetenradsätze P1, P2, P3 und P4 sind jeweils –1,6, +1,974, –2,113 und –2,152. Aus 2 wird ersichtlich, dass bei sequentieller Schaltweise Doppelschaltungen bzw. Gruppenschaltungen vermieden werden, da zwei benachbarte Gangstufen drei Schaltelemente gemeinsam benutzen. Ferner wird ersichtlich, dass eine große Spreizung bei kleinen Gangsprüngen erzielt wird.
  • Der erste Vorwärtsgang ergibt sich durch Schließen der ersten und zweiten Bremse 03, 04 und der ersten und dritten Kupplung 89, 15, der zweite Vorwärtsgang durch Schließen der zweiten Bremse 04 und der ersten, zweiten und dritten Kupplung 89, 78, 15, der dritte Vorwärtsgang durch Schließen der zweiten Bremse 04 und der ersten, dritten und vierten Kupplung 89, 15, 26, der vierte Vorwärtsgang durch Schließen der zweiten Bremse 04 und der ersten, zweiten und vierten Kupplung 89, 78, 26, der fünfte Vorwärtsgang durch Schließen der zweiten Bremse 04 und der zweiten, dritten und vierten Kupplung 78, 15, 26, der vorzugsweise als Direktgang ausgeführte sechste Vorwärtsgang durch Schließen der ersten, zweiten, dritten und vierten Kupplung 89, 78, 15, 26, der siebte Vorwärtsgang durch Schließen der ersten Bremse 03 und der zweiten, dritten und vierten Kupplung 78, 15, 26, der achte Vorwärtsgang durch Schließen der ersten Bremse 03 und der ersten, zweiten und vierten Kupplung 89, 78, 26 und der neunte Vorwärtsgang ergibt sich durch Schließen der ersten Bremse 03 und der ersten, dritten und vierten Kupplung 89, 15, 26, wobei sich der Rückwärtsgang durch Schließen der ersten und zweiten Bremse 03, 04 und der zweiten und dritten Kupplung 78, 15 ergibt.
  • Dadurch, dass im ersten Vorwärtsgang und im Rückwärtsgang die erste und zweite Bremse 03, 04 und die dritte Kupplung 15 geschlossen sind, können diese Schaltelemente als Anfahrelemente eingesetzt werden.
  • Gemäß der Erfindung können sich auch bei gleichem Getriebeschema je nach Schaltlogik unterschiedliche Gangsprünge ergeben, so dass eine anwendungs- bzw. fahrzeugspezifische Variation ermöglicht wird.
  • Im Rahmen weiterer Ausführungsformen der Erfindung kann die lösbare Koppelung des Hohlrades des vierten Planetenradsatzes P4 mit dem Gehäuse G mittels der vierten Welle und der zweiten Bremse 04 durch eine starre Verbindung ersetzt werden, wenn die starre Verbindung des Steges des vierten Planetenradsatzes P4 mit der Abtriebswelle 2 durch eine lösbare Verbindung mittels einer Kupplung ersetzt wird oder wenn die starre Verbindung des Sonnenrades des vierten Planetenradsatzes P4 mit dem Steg des zweiten Planetenradsatzes P2 durch eine lösbare Verbindung mittels einer Kupplung ersetzt wird.
  • Zusätzlich oder alternativ dazu kann die lösbare Koppelung des Hohlrades des ersten Planetenradsatzes P1 mit der Antriebswelle 1 durch die dritte Kupplung 15 durch eine starre Verbindung ersetzt werden, wenn die starre Verbindung des Steges des ersten Planetenradsatzes P1 mit der achten Welle 8 durch eine lösbare Verbindung mittels einer Kupplung ersetzt wird oder wenn die starre Verbindung des Sonnenrades des ersten Planetenradsatzes P1 mit dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes durch eine lösbare Verbindung mittels einer Kupplung ersetzt wird.
  • Ferner kann zusätzlich oder alternativ zu den erwähnten wirkungsgleichen Varianten die lösbare Koppelung des Hohlrades des dritten Planetenradsatzes P3 mit der Abtriebswelle 2 durch eine starre Verbindung ersetzt werden, wenn die starre Verbindung des Steges des dritten Planetenradsatzes P3 mit der Antriebswelle 1 durch eine lösbare Verbindung mittels einer Kupplung ersetzt wird oder wenn die starre Verbindung des Sonnenrades des dritten Planetensatzes P3 mit der siebten Welle durch eine lösbare Verbindung mittels einer Kupplung ersetzt wird.
  • Die diesen Varianten entsprechenden Ausführungsformen und die entsprechenden Schaltschemata sind Gegenstand der 3 bis 54. Hierbei sind die Kupplungen mit zweistelligen Bezugszeichen bezeichnet, wobei die beiden Stellen jeweils eine der durch die Kupplung mit einer weiteren Welle verbindende Welle bezeichnen.
  • Erfindungsgemäß ist es möglich, an jeder geeigneten Stelle des Mehrstufengetriebes zusätzliche Freiläufe vorzusehen, beispielsweise zwischen einer Welle und dem Gehäuse oder um zwei Wellen gegebenenfalls zu verbinden.
  • Auf der Antriebsseite oder auf der Abtriebsseite können erfindungsgemäß ein Achsdifferential und/oder ein Verteilerdifferential angeordnet werden.
  • Im Rahmen einer vorteilhaften Weiterbildung 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 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 Motors verbunden ist.
  • Das erfindungsgemäße Mehrstufengetriebe ermöglicht außerdem die Anordnung eines Torsionsschwingungsdämpfers zwischen Motor und Getriebe.
  • 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.
  • Die eingesetzten Reibschaltelemente können als lastschaltende Kupplungen oder Bremsen ausgebildet sein. Insbesondere können kraftschlüssige Kupplungen oder Bremsen, wie z. B. Lamellenkupplungen, Bandbremsen und/oder Konuskupplungen, verwendet werden.
  • Ein weiterer Vorteil des hier vorgestellten Mehrstufengetriebes besteht darin, dass auf jeder Welle eine elektrische Maschine als Generator und/oder als zusätzliche Antriebsmaschine anbringbar ist.
  • Bezugszeichenliste
  • 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
    9
    neunte Welle
    03
    erste Bremse
    04
    zweite Bremse
    14
    Kupplung
    15
    dritte Kupplung
    16
    Kupplung
    17
    Kupplung
    18
    Kupplung
    19
    Kupplung
    24
    Kupplung
    25
    Kupplung
    26
    vierte Kupplung
    28
    Kupplung
    29
    Kupplung
    38
    Kupplung
    39
    Kupplung
    47
    Kupplung
    48
    Kupplung
    49
    Kupplung
    56
    Kupplung
    57
    Kupplung
    58
    Kupplung
    59
    Kupplung
    67
    Kupplung
    68
    Kupplung
    69
    Kupplung
    78
    zweite Kupplung
    79
    Kupplung
    89
    erste Kupplung
    P1
    erster Planetenradsatz
    P2
    zweiter Planetenradsatz
    P3
    dritter Planetenradsatz
    P4
    vierter Planetenradsatz
    i
    Übersetzung
    phi
    Stufensprung
    G
    Gehäuse
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 0434525 A1 [0003]
    • DE 102008000428 A1 [0006]

Claims (2)

  1. Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise, insbesondere Automatgetriebe für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Antriebswelle (1), eine Abtriebswelle (2) und vier Planetenradsätze (P1, P2, P3, P4), welche in einem Gehäuse (G) angeordnet sind, insgesamt neun drehbare Wellen (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) sowie mindestens sechs Schaltelemente (03, 04, 15, 27, 78, 89), umfassend Bremsen (03, 04) und Kupplungen (15, 27, 78, 89), deren selektives Eingreifen verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Antriebswelle (1) und der Abtriebswelle (2) bewirkt, so dass neun Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang realisierbar sind, wobei das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes (P1) mit der dritten Welle (3) verbunden ist, die mit dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes (P2) verbunden und über eine erste Bremse (03) an ein Gehäuse (G) des Getriebes ankoppelbar ist, wobei der Steg des ersten Planetenradsatzes (P1) mit der achten Welle (8) verbunden ist, welche über eine erste Kupplung (89) mit der mit dem Steg des zweiten Planetenradsatzes (P2) und dem Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes (P4) verbundenen neunten Welle (9) und über eine zweite Kupplung (78) mit der siebten Welle (7) lösbar verbindbar ist, die mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes (P2) und dem Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes (P3) verbunden ist, wobei das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes (P1) mit der fünften Welle (5) verbunden ist, die über eine dritte Kupplung (15) mit der mit dem Steg des dritten Planetenradsatzes (P3) verbundenen Antriebswelle (1) lösbar verbindbar ist, wobei das Hohlrad des dritten Planetenradsatzes (P3) mit der sechsten Welle (6) verbunden ist, welche über eine vierte Kupplung (26) mit der mit dem Steg des vierten Planetenradsatzes (P4) verbundenen Abtriebswelle (2) lösbar verbindbar ist und wobei das Hohlrad des vierten Planetenradsatzes (P4) mit der vierten Welle (4) verbunden ist, die über eine zweite Bremse (04) an ein Gehäuse (G) des Getriebes ankoppelbar ist.
  2. Mehrstufengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der erste Vorwärtsgang durch Schließen der ersten und zweiten Bremse (03, 04) und der ersten und dritten Kupplung (89, 15), der zweite Vorwärtsgang durch Schließen der zweiten Bremse (04) und der ersten, zweiten und dritten Kupplung (89, 78, 15), der dritte Vorwärtsgang durch Schließen der zweiten Bremse (04) und der ersten, dritten und vierten Kupplung (89, 15, 26), der vierte Vorwärtsgang durch Schließen der zweiten Bremse (04) und der ersten, zweiten und vierten Kupplung (89, 78, 26), der fünfte Vorwärtsgang durch Schließen der zweiten Bremse (04) und der zweiten, dritten und vierten Kupplung (78, 15, 26), der sechste Vorwärtsgang durch Schließen der ersten, zweiten, dritten und vierten Kupplung (89, 78, 15, 26), der siebte Vorwärtsgang durch Schließen der ersten Bremse (03) und der zweiten, dritten und vierten Kupplung (78, 15, 26), der achte Vorwärtsgang durch Schließen der ersten Bremse (03) und der ersten, zweiten und vierten Kupplung (89, 78, 26) und dass sich der neunte Vorwärtsgang durch Schließen der ersten Bremse (03) und der ersten, dritten und vierten Kupplung (89, 15, 26) ergibt, wobei sich der Rückwärtsgang durch Schließen der ersten und zweiten Bremse (03, 04) und der zweiten und dritten Kupplung (78, 15) ergibt.
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