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Title:
MULTI-STAGE GEARBOX
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2011/026833
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a multi-stage planetary gearbox comprising a first, a second, a third, and a fourth planetary gear set (P1, P2, P3, P4) coupled by means of shafts (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) and shifting elements (03, 04, 15, 28, 57). The fourth planetary gear set (P4) is disposed on the power output side and is connected to the output shaft (2). The multi-stage planetary gearbox is characterized in that a fifth planetary gear set (P5) is connected downstream of the fourth planetary gear set (P4), wherein a first element of the downstream planetary gear set (P5) is connected to a shaft (9) that can be coupled to a housing (G) of the gearbox by means of an additional brake (09). Furthermore, a second element of the downstream planetary gear set (P5) is connected to the output shaft (2) of the gearbox, and a third element of the downstream planetary gear set (P5) is connected to a further shaft connected to an element of the first, second, third, or fourth planetary gear set (P1, P2, P3, P4), resulting in an additional high-ratio forward gear and/or reverse gear or in finer stages due to further ratios within the range of existing ratios.

Inventors:
GUMPOLTSBERGER GERHARD (DE)
GRUMBACH MARTIN (AT)
GREINER JUERGEN (DE)
Application Number:
PCT/EP2010/062702
Publication Date:
March 10, 2011
Filing Date:
August 31, 2010
Export Citation:
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Assignee:
ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN (DE)
GUMPOLTSBERGER GERHARD (DE)
GRUMBACH MARTIN (AT)
GREINER JUERGEN (DE)
International Classes:
F16H3/66
Foreign References:
US4205563A1980-06-03
DE102005002337A12006-08-10
US4038888A1977-08-02
DE10213820A12002-10-10
DE102006006637A12007-09-06
DE19949507A12001-04-19
DE2936969A11981-04-02
DE19949507A12001-04-19
DE10213820A12002-10-10
DE2936969A11981-04-02
DE102005010210A12006-09-14
DE102006006637A12007-09-06
DE102005002337A12006-08-10
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Claims:
Patentansprüche

1 . Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise, insbesondere Automatgetriebe für ein Kraftfahrzeug, welches einen ersten, einen zweiten, einen dritten und einen vierten Planetensatz (P1 , P2, P3, P4) aufweist, die mittels Wellen (1 , 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8,) und Schaltelementen (03, 04, 15, 28, 57) gekoppelt sind, wobei der vierte Planetensatz (P4) abtriebsseitig angeordnet ist und mit der Abtriebswelle (2) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass dem vierten Planetensatz (P4) ein fünfter Planetensatz (P5) nachgeschaltet ist, wobei ein erstes Element des Nachschaltplanetensatzes (P5) mit einer Welle (9) verbunden ist, die über eine zusätzliche Bremse (09) an ein Gehäuse (G) des Getriebes ankoppelbar ist, ein zweites Element des Nachschaltplanetensatzes (P5) mit der Abtriebswelle (2) des Getriebes verbunden ist und wobei ein drittes Element des Nachschaltplanetensatzes (P5) mit einer weiteren mit einem Element des ersten, zweiten, dritten oder vierten Planetensatzes (P1 , P2, P3, P4) verbundenen Welle verbunden ist, derart, dass sich ein zusätzlicher hoch übersetzter Vorwärtsgang und/oder Rückwärtsgang ergibt oder dass sich eine feinere Stufung durch weitere Übersetzungen im Bereich bereits vorhandener Übersetzungen ergibt.

2. Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein drittes Element des Nachschaltplanetensatzes (P5) mit einer weiteren mit dem vierten Planetensatz (P4) verbundenen Welle verbunden ist.

3. Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Nachschaltplanetensatz (P5) als konventioneller Minus- Planetensatz oder als Plus-Planetensatz ausgeführt ist.

4. Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Nachschaltplanetensatz (P5) und der vierte Planetensatz (P4) zu einem Stufen- oder Ravigneaux-Planetensatz zusammengefasst sind.

5. Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise nach Anspruch 2, 3 oder 4, umfassend eine Antriebswelle (1 ), eine Abtriebswelle (2) und fünf Planetensätze (P1 , P2, P3, P4, P5), welche in einem Gehäuse (G) angeordnet sind, insgesamt neun drehbare Wellen (1 , 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) sowie sechs Schaltelemente (03, 04, 09, 15, 28, 57), umfassend Bremsen (03, 04, 09) und Kupplungen (15, 28, 57), deren selektives Eingreifen verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Antriebswelle (1 ) und der Abtriebswelle (2) bewirkt, so dass neun Vorwärtsgänge und zwei Rückwärtsgänge realisierbar sind, wobei das Sonnenrad des ersten Planetensatzes (P1 ) mit der dritten Welle (3) verbunden ist, die mit dem Sonnenrad des zweiten Planetensatzes (P2) verbunden und über eine erste Bremse (03) an ein Gehäuse (G) des Getriebes ankoppelbar ist, wobei der Steg des ersten Planetensatzes (P1 ) mit der mit dem Hohlrad des abtriebsseitig angeordneten vierten Planetensatzes (P4) verbundenen sechsten Welle (6) verbunden ist, wobei das Hohlrad des ersten Planetensatzes (P1 ) mit der vierten Welle (4) verbunden ist, die über eine zweite Bremse (04) an ein Gehäuse (G) des Getriebes ankoppelbar ist, wobei der Steg des zweiten Planetensatzes (P2) mit der Antriebswelle (1 ) verbunden ist, welche über eine erste Kupplung (15) mit der fünften Welle (5) lösbar verbindbar ist, wobei die fünfte Welle (5) mit dem Hohlrad des dritten Planetensatzes (P3) und dem Sonnenrad des vierten Planetensatzes (P4) verbunden und über eine dritte Kupplung (57) mit der siebten Welle (7) lösbar verbindbar ist, welche mit dem Sonnenrad des dritten Planetensatzes (P3) und dem Hohlrad des zweiten Planetensatzes (P2) verbunden ist, wobei der Steg des dritten Planetensatzes (P3) mit der achten Welle (8) verbunden ist, welche über eine zweite Kupplung (28) mit der mit dem Steg des vierten Planetensatzes (P4) verbundenen Abtriebswelle (2) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der fünfte Planetensatz (P5) dem vierten Planetensatz (P4) nachgeschaltet ist, wobei ein erstes Element des Nachschaltplanetensatzes (P5) mit der neunten Welle (9) verbunden ist, die über eine zusätzliche, dritte Bremse (09) an ein Gehäuse (G) des Getriebes ankoppelbar ist, ein zweites Element des Nachschaltplanetensatzes (P5) mit der Abtriebswelle (2) des Getriebes verbunden ist und wobei ein drittes Element des Nachschaltplanetensatzes (P5) mit einer weiteren mit einem Element vierten Planetensatzes (P1 , P2, P3, P4) verbundenen Welle verbunden ist.

6. Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Sonnenrad des fünften Planetensatzes (P5) mit der Abtriebswelle (2) verbunden ist, wobei der Steg des fünften Planetensatzes (P5) mit der sechsten Welle (6) verbunden ist und das Hohlrad des fünften Planetensatzes (P5) mit der neunten Welle (9) verbunden ist, die über die dritte Bremse (09) an ein Gehäuse (G) des Getriebes ankoppelbar ist.

7. Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad des fünften Planetensatzes (P5) mit der sechsten Welle (6) verbunden ist und dass der Steg des fünften Planetensatzes (P5) mit der neunten Welle (9) verbunden ist, die über die dritte Bremse (09) an ein Gehäuse (G) des Getriebes ankoppelbar ist, wobei das Sonnenrad des fünften Planetensatzes (P5) mit der Abtriebswelle (2) verbunden ist.

8. Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Steg des fünften Planetensatzes (P5) mit der Abtriebswelle (2) verbunden ist und dass das Sonnenrad des fünften Planetensatzes (P5) mit der sechsten Welle (6) verbunden ist, wobei das Hohlrad des fünften Planetensatzes (P5) mit der neunten Welle (9) verbunden ist, die über die dritte Bremse (09) an ein Gehäuse (G) des Getriebes ankoppelbar ist.

9. Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad des fünften Planetensatzes (P5) mit der Abtriebswelle (2) verbunden ist, wobei das Sonnenrad des fünften Planetensatzes (P5) mit der sechsten Welle (6) verbunden ist und der Steg des fünften Planetensatzes (P5) mit der neunten Welle (9) verbunden ist, die über die dritte Bremse (09) an ein Gehäuse (G) des Getriebes ankoppelbar ist.

10. Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad des fünften Planetensatzes (P5) mit der sechsten Welle (6) verbunden ist, wobei der Steg des fünften Planetensatzes (P5) mit der Abtriebswelle (2) verbunden ist und das Sonnenrad des fünften Planetensatzes (P5) mit der neunten Welle (9) verbunden ist, die über die dritte Bremse (09) an ein Gehäuse (G) des Getriebes ankoppelbar ist.

1 1 . Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Sonnenrad des fünften Planetensatzes (P5) mit der neunten Welle (9) verbunden ist, die über die dritte Bremse (09) an ein Gehäuse (G) des Getriebes ankoppelbar ist und dass das Hohlrad des fünften Planetensatzes (P5) mit der Abtriebswelle (2) verbunden ist, wobei der Steg des fünften Planetensatzes (P5) mit der sechsten Welle (6) verbunden ist.

12. Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad des fünften Planetensatzes (P5) mit der neunten Welle (9) verbunden ist, die über die dritte Bremse (09) an ein Gehäuse (G) ankoppelbar ist, wobei der Steg des fünften Planetensatzes (P5) mit der Abtriebswelle (2) verbunden ist und das Sonnenrad des fünften Planetensatzes (P5) mit der fünften Welle (5) verbunden ist.

13. Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der vierte Planetensatz (P4) und der fünfte Planetensatz (P5) zu einem Stufenplanetensatz mit miteinander drehfest verbundenen großen und kleinen Planetenrädern zusammengefasst sind, wobei das dem fünften Planetensatz (P5) zugeordnete Hohlrad des Stufenplanetensatzes mit der neunten Welle (9) verbunden ist, die über die dritte Bremse (09) an ein Gehäuse (G) ankoppelbar ist, wobei der gemeinsame Steg des Stufenplanetensatzes mit der Abtriebswelle (2) verbunden ist und wobei durch die Ausführung des vierten und fünften Planetensatzes (P4, P5) als Stufenplanetensatz das Sonnenrad des fünften Planetensatzes (P5) entfällt .

14. Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der vierte Planetensatz (P4) und der fünfte Planetensatz (P5) zu einem Ravigneaux-Satz mit gemeinsamen Steg und gemeinsamen Sonnenrad zusammengefasst bzw. reduziert sind, wobei das dem fünften Planetensatz (P5) zugeordnete Hohlrad des Ravigneaux-Satzes mit der neunten Welle (9) verbunden ist, die über die dritte Bremse (09) an ein Gehäuse (G) ankoppelbar ist, wobei der gemein- same Steg des Ravigneaux - Satzes mit der Abtriebswelle (2) und das gemeinsame Sonnenrad mit der fünften Welle (5) verbunden ist.

15. Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass neun Vorwärtsgänge und zwei Rückwärtsgänge realisierbar sind und dass sich der erste Vorwärtsgang durch Schließen der zweiten und der dritten Bremse (04, 09) und der ersten Kupplung (15), der zweite Vorwärtsgang durch Schließen der ersten und zweiten Bremse (03, 04) und der ersten Kupplung (15), der dritte Vorwärtsgang durch Schließen der ersten und zweiten Bremse (03, 04) und der dritten Kupplung (57), der vierte Vorwärtsgang durch Schließen der zweiten Bremse (04) und der ersten und dritten Kupplung (15, 57), der fünfte Vorwärtsgang durch Schließen der zweiten Bremse (04) und der zweiten und dritten Kupplung (28, 57), der sechste Vorwärtsgang durch Schließen der zweiten Bremse (04) und der ersten und zweiten Kupplung (15, 28), der siebte Vorwärtsgang durch Schließen sämtlicher Kupplungen (15, 28, 57), der achte Vorwärtsgang durch Schließen der ersten Bremse (03) und der ersten und zweiten Kupplung (15, 28) und dass sich der neunte Vorwärtsgang durch Schließen der ersten Bremse (03) und der zweiten und dritten Kupplung (28, 57) ergibt, wobei sich der erste Rückwärtsgang durch Schließen der zweiten und dritten Bremse (04, 09) und der zweiten Kupplung (28) und sich der zweite Rückwärtsgang durch Schließen der ersten und zweiten Bremse (03, 04) und der zweiten Kupplung (28) ergibt.

Description:
Mehrstufenqetriebe

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 etwa einem hydrodynamischen Drehmomentwandler oder einer Strömungskupplung, verbunden sind.

Derartige Automatgetriebe sind beispielsweise aus der DE 199 49 507 A1 der Anmelderin bekannt; hierbei sind an der Antriebswelle zwei nicht schaltbare Vor- schaltradsätze vorgesehen, die ausgangsseitig zwei Drehzahlen erzeugen, die neben der Drehzahl der Antriebswelle wahlweise auf einen auf die Abtriebswelle wirkenden, schaltbaren Doppelplanetenradsatz durch selektives Schließen der verwendeten Schaltelemente derart schaltbar sind, dass zum Umschalten von einem Gang in den jeweils nächstfolgenden höheren oder niedrigeren Gang von den beiden gerade betätigten Schaltelementen jeweils nur ein Schaltelement zu- oder abgeschaltet werden muss.

Unter Verwendung von fünf Schaltelementen werden hierbei sieben Vorwärtsgänge erzielt, unter Verwendung von sechs Schaltelementen neun oder zehn Vorwärtsgänge.

Des weiteren ist aus der DE 102 13 820 A1 ein Mehrgangautomatikgetriebe mit acht Vorwärtsgängen und einen Rückwärtsgang bekannt, umfassend einen ersten Eingangspfad T1 eines ersten Übersetzungsverhältnisses; einen Eingangspfad T2, der ein größeres Übersetzungsverhältnis als dieser Eingangspfad T1 hat; einen Planetenradsatz vom Typ Ravigneaux mit vier Elementen, wobei die vier Elemente ein erstes Element, ein zweites Element, ein drittes Element und ein viertes Element in der Reihenfolge der Elemente in einem Drehzahldiagramm sind; eine Kupplung C-2, die eine Drehung des Eingangspfads T2 auf das erste Element S3 überträgt; eine Kupplung C-1 , die die Drehung von dem Eingangspfad T2 auf das vierte Element S2 überträgt; eine Kupplung C-4, die eine Drehung von dem Eingangspfad T1 auf das erste Element überträgt; eine Kupplung C-3, die die Drehung von dem Eingangspfad T1 auf das zweite Element C3 überträgt; eine Bremse B-1 , die den Eingriff des vierten Elements herstellt; eine Bremse B-2, die den Eingriff des zweiten Elements herstellt; und ein Abtriebselement, das mit dem dritten Element S3 gekoppelt ist.

Ein 9-Gang-Mehrstufengetriebe ist ferner aus der DE 29 36 969 A1 bekannt; es umfasst acht Schaltelemente und vier Radsätze, wobei ein Radsatz als Vorschaltgetriebe dient und das Hauptgetriebe einen Simpson-Satz und einen weiteren als Umkehrgetriebe dienenden Radsatz aufweist.

Weitere Mehrstufengetriebe sind beispielsweise aus der

DE 10 2005 010 210 A1 und der DE 10 2006 006 637 A1 der Anmelderin bekannt.

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 2005 002 337 A1 der Anmelderin, die vollinhaltlich Gegenstand dieser Beschreibung sein soll, ist ein Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise mit acht Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang bekannt, umfassend einen ersten, einen zweiten, einen dritten und einen vierten Planetensatz, acht drehbare Wellen - im Folgenden als Antriebswelle, Abtriebswelle, dritte, vierte, fünfte, sechste, siebte und achte Welle bezeichnet - sowie zwei Bremsen und drei Kupplungen. Die Planetensätze sind axial betrachtet in der Reihenfolge erster Planetensatz, zweiter Planetensatz, dritter Planetensatz, vierter Planetensatz angeordnet und vorzugsweise als Minus-Planetensätze ausgebildet.

Bei dem bekannten Getriebe ist vorgesehen, dass das Sonnenrad des ersten Planetensatzes mit der dritten Welle verbunden ist, die mit dem Sonnenrad des zweiten Planetensatzes verbunden und über eine erste Bremse an ein Gehäuse des Getriebes ankoppelbar ist, wobei der Steg des ersten Planetensatzes mit der mit dem Hohlrad des vorzugsweise abtriebsseitig angeordneten vierten Planetensatzes verbundenen sechsten Welle verbunden ist. Ferner ist das Hohlrad des ersten Planetensatzes mit der vierten Welle verbunden, die über eine zweite Bremse an ein Gehäuse des Getriebes ankoppelbar ist. Bei dem bekannten Getriebe ist der Steg des zweiten Planetensatzes mit der Antriebswelle verbunden, die über eine erste Kupplung mit der fünften Welle lösbar verbindbar ist, die mit dem Hohlrad des dritten Planetensatzes und dem Sonnenrad des vierten Planetensatzes verbunden und über eine dritte Kupplung mit der siebten Welle lösbar verbindbar ist, wobei die siebte Welle mit dem Sonnenrad des dritten Planetensatzes und dem Hohlrad des zweiten Planetensatzes verbunden ist.

Des Weiteren ist der Steg des dritten Planetensatzes mit der achten Welle verbunden, welche über eine zweite Kupplung mit der mit dem Steg des vierten Planetensatzes verbundenen Abtriebswelle des Getriebes verbunden ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von einem Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise mit vier Planetenradsätzen ein Getriebe anzugeben, welches einen zusätzlichen Vorwärtsgang und/oder einen zusätzlichen Rückwärtsgang aufweist. Hierbei soll das erfindungsgemäße Getriebe mit geringem Modifikationsaufwand eines Mehrstufengetriebes umfassend vier Planetenradsätze herstellbar sein. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Mehrstufengetriebe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Demnach wird ein erfindungsgemäßes Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise vorgeschlagen, welches einen ersten, einen zweiten, einen dritten und einen vierten Planetenradsatz aufweist, die mittels Wellen und Schaltelementen gekoppelt sind, wobei der vierte Planetensatz abtriebsseitig angeordnet ist und mit der Abtriebswelle verbunden ist, bei dem dem vierten Planetensatz ein fünfter Planetensatz nachgeschaltet ist, wobei ein erstes Element des Nachschaltplanetensatzes mit einer Welle verbunden ist, die über eine zusätzliche Bremse an ein Gehäuse des Getriebes ankoppelbar ist, ein zweites Element des Nachschaltplanetensatzes mit der Abtriebswelle des Getriebes und ein drittes Element des Nachschaltplanetensatzes mit einer weiteren mit einem Element des ersten, zweiten, dritten oder vierten Planetensatzes verbundenen Welle, vorzugsweise jedoch mit einer mit dem vierten Planetensatz verbundenen Welle, verbunden ist.

Durch die erfindungsgemäße Konzeption kann auf einfache Weise mit sehr geringem Modifikationsaufwand ein Getriebe geschaffen werden, bei dem sich ein zusätzlicher hoch übersetzter Vorwärtsgang und/oder Rückwärtsgang ergibt, wodurch ein sehr weit gespreiztes Getriebe mit einem sogenannten Crawlergang entsteht, welcher insbesondere für Gelände- oder Zugfahrzeuge Vorteile bezüglich der Langsamfahrfähigkeiten und der Zugkraft ergibt.

Ferner kann alternativ ein Getriebe geschaffen werden, welches anstatt einer größeren Spreizung eine feinere Stufung durch weitere Übersetzungen im Bereich bereits vorhandener Übersetzungen aufweist.

Der zusätzliche Nachschaltplanetensatz kann insbesondere als konventioneller Minus-Planetensatz ausgeführt werden, wobei anstelle eines Minus- Planetensatzes auch ein Plus-Planetensatz verwendet werden kann. Des Weiteren können der vierte und der fünfte Planetensatz zu einem Stufenoder Ravigneaux-Planetensatz zusammengefasst sein.

Die Bremse ist vorzugsweise als konventionelle hydraulisch betätigte Lamellenbremse oder als formschlüssiges Schaltelement ausgebildet. Ferner kann die Bremse als Freilauf, als hydrodynamische Bremse (Retarder) oder als sonstige Elekt- romaschine beliebiger Bauform ausgeführt sein.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung entsteht ein erfindungsgemäßes Getriebe aus einem gemäß der DE 10 2005 002 337 A1 der Anmelderin ausgeführten Getriebe, wobei dem vierten Planetensatz ein Nachschalt- planetensatz nachgeschaltet wird.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. Gleiche bzw. vergleichbare Bauteile sind dabei auch mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung eines Mehrstufengetriebes in Planetenbauweise gemäß der DE 10 2005 002 337 A1 der Anmelderin;

Figur 2 ein beispielhaftes Schaltschema für das Mehrstufengetriebe gemäß Figur 1 ;

Figur 3 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäß ausgeführten Mehrstufengetriebes in Planetenbauweise basierend auf einem Getriebe nach Figur 1 ,

Figur 4 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgeführten Mehrstufengetriebes in Planetenbauweise basierend auf einem Getriebe nach Figur 1 ; Figur 5 eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgeführten Mehrstufengetriebes in Planetenbauweise basierend auf einem Getriebe nach Figur 1 ;

Figur 6 eine schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgeführten Mehrstufengetriebes in Planetenbauweise basierend auf einem Getriebe nach Figur 1 ;

Figur 7 eine schematische Darstellung einer fünften Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgeführten Mehrstufengetriebes in Planetenbauweise basierend auf einem Getriebe nach Figur 1 ;

Figur 8 eine schematische Darstellung einer sechsten Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgeführten Mehrstufengetriebes in Planetenbauweise basierend auf einem Getriebe nach Figur 1 ;

Figur 9 eine schematische Darstellung einer siebten Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgeführten Mehrstufengetriebes in Planetenbauweise basierend auf einem Getriebe nach Figur 1 ;

Figur 10 eine schematische Darstellung einer achten Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgeführten Mehrstufengetriebes in Planetenbauweise basierend auf einem Getriebe nach Figur 1 ;

Figur 1 1 ein beispielhaftes Schaltschema für das Mehrstufengetriebe gemäß Figur 4; und

Figur 12 ein Übersetzungs-Stufensprung-Diagramm für das Schaltschema gemäß Figur 1 1 .

Gegenstand der Figur 1 ist ein Getriebe in Planetenbauweise gemäß der 2005 002 337 A1 der Anmelderin. Das Getriebe umfasst einen ersten, einen zweiten, einen dritten und einen vierten Planetensatz, die axial betrachtet in dieser Reihenfolge koaxial zueinander angeordnet sind und als Minus-Planetensätze ausgebildet sind.

Wie aus Figur 1 ersichtlich, sind fünf Schaltelemente, nämlich zwei Bremsen 03, 04 und drei Kupplungen 15, 28 und 57 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 acht Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang realisierbar. Das erfindungsgemäße Mehrstufengetriebe gemäß Figur 1 weist insgesamt acht drehbare Wellen auf, nämlich die Wellen 1 , 2, 3, 4, 5, 6, 7 und 8, wobei die Antriebswelle die erste Welle und die Abtriebswelle die zweite Welle des Getriebes bildet.

Hierbei ist das Sonnenrad des ersten Planetensatzes P1 mit der dritten Welle 3 verbunden, die mit dem Sonnenrad des zweiten Planetensatzes P2 verbunden und über eine erste Bremse 03 an ein Gehäuse G des Getriebes ankoppelbar ist, wobei der Steg des ersten Planetensatzes P1 mit der mit dem Hohlrad des abtriebs- seitig angeordneten vierten Planetensatzes P4 verbundenen sechsten Welle 6 verbunden ist. Wie aus Figur 1 ersichtlich ist das Hohlrad des ersten Planetensatzes P1 mit der vierten Welle 4 verbunden, die über eine zweite Bremse 04 an ein Gehäuse G des Getriebes ankoppelbar ist.

Des weiteren ist der Steg des zweiten Planetensatzes P2 mit der Antriebswelle 1 verbunden, welche über eine erste Kupplung 15 mit der fünften Welle 5 lösbar verbindbar ist, wobei die fünfte Welle 5 mit dem Hohlrad des dritten Planetensatzes P3 und dem Sonnenrad des vierten Planetensatzes P4 verbunden und über eine dritte Kupplung 57 mit der siebten Welle 7 lösbar verbindbar ist, wobei die siebte Welle 7 mit dem Sonnenrad des dritten Planetensatzes P3 und dem Hohlrad des zweiten Planetensatzes P2 verbunden ist; der Steg des dritten Planetensatzes P3 ist mit der achten Welle 8 verbunden, welche über eine zweite Kupplung 28 mit der mit dem Steg des vierten Planetensatzes P4 verbundenen Abtriebswelle 2 des Getriebes verbunden ist.

In Figur 2 ist ein beispielhaftes Schaltschema des Mehrstufengetriebes gemäß Figur 1 dargestellt. In jedem Gang sind drei Schaltelemente geschlossen und zwei Schaltelemente offen. Neben der Schaltlogik können dem Schaltschema auch beispielhafte Werte für die jeweiligen Übersetzungen i der einzelnen Gangstufen und die daraus zu bestimmenden Stufensprünge phi entnommen werden. Die angegebenen Übersetzungen i ergeben sich aus den (typischen) Standgetriebeübersetzungen der vier Planetensätze P1 , P2, P3, P4 von -2,10, -2,00, -1 ,60 und -3,70. Des Weiteren kann dem Schaltschema entnommen werden, dass bei sequentieller Schaltweise Doppelschaltungen bzw. Gruppenschaltungen vermieden werden, da zwei in der Schaltlogik benachbarte Gangstufen zwei Schaltelemente gemeinsam benutzen. Der sechste Gang ist vorzugsweise als direkter Gang ausgebildet.

Der erste Vorwärtsgang ergibt sich durch Schließen der ersten und zweiten Bremse 03, 04 und der ersten Kupplung 15, der zweite Vorwärtsgang durch Schließen der ersten und zweiten Bremse 03, 04 und der dritten Kupplung 57, der dritte Vorwärtsgang durch Schließen der zweiten Bremse 04 und der ersten und dritten Kupplung 15 und 57, der vierte Vorwärtsgang durch Schließen der zweiten Bremse 04 und der zweiten und dritten Kupplung 28 und 57, der fünfte Vorwärtsgang durch Schließen der zweiten Bremse 04 und der ersten und zweiten Kupplung 15 und 28, der sechste Vorwärtsgang durch Schließen sämtlicher Kupplungen 15, 28 und 57, der siebte Vorwärtsgang durch Schließen der ersten Bremse 03 und der ersten und zweiten Kupplung 15 und 28, wobei sich der achte Vorwärtsgang durch Schließen der ersten Bremse 03 und der zweiten und dritten Kupplung 28 und 57 ergibt. Wie aus dem Schaltschema ersichtlich, ergibt sich der Rückwärtsgang durch Schließen der ersten und zweiten Bremse 03 und 04 und der zweiten Kupplung 28.

Gemäß der Erfindung kann basierend auf einem Getriebe, welches einen ersten, einen zweiten, einen dritten und einen vierten Planetensatz aufweist, die mittels Wellen und Schaltelementen gekoppelt sind, wobei der vierte Planetensatz abtriebs- seitig angeordnet ist und mit der Abtriebswelle verbunden ist, mit geringem Modifika- tionsaufwand ein Getriebe geschaffen werden, welches einen zusätzlichen Vorwärtsgang und/oder einen zusätzlichen Rückwärtsgang aufweist, wie im folgenden anhand Figuren 3 bis 12 basierend auf einem Getriebe gemäß Figur 1 veranschaulicht wird.

In Figur 3 ist ein Getriebe gezeigt, welches gemäß der Erfindung aus dem Getriebe nach Figur 1 durch Nachschalten eines zusätzlichen, fünften Planetetensatzes P5, der als Minus-Planetensatz ausgeführt ist, entsteht.

Hierbei ist der zusätzliche Planetensatz P5 dem bei dem Getriebe gemäß Figur 1 abtriebsseitig angeordneten vierten Planetensatz P4 nachgeschaltet, wobei das Sonnenrad des fünften Planetensatzes P5 mit der Abtriebswelle 2 verbunden ist und der Steg des fünften Planetensatzes P5 mit der sechsten Welle 6 verbunden ist; zudem ist das Hohlrad des fünften Planetensatzes P5 mit einer neunten Welle 9 verbunden, die über eine zusätzliche, dritte Bremse 09 an ein Gehäuse G des Getriebes ankoppelbar ist.

Das in Figur 4 gezeigte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Getriebes unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel nach Figur 3 dadurch, dass das Hohlrad des fünften Planetensatzes P5 mit der sechsten Welle 6 verbunden ist und dass der Steg des fünften Planetensatzes P5 mit der neunten Welle 9 verbunden ist, die über die dritte Bremse 09 an ein Gehäuse G des Getriebes ankoppelbar ist.

Ferner unterscheidet sich das in Figur 5 gezeigte Ausführungsbeispiel vom Ausführungsbeispiel nach Figur 3 dadurch, dass der Steg des fünften Planetensatzes P5 mit der Abtriebswelle 2 verbunden ist und dass das Sonnenrad des fünften Planetensatzes P5 mit der sechsten Welle 6 verbunden ist.

In Figur 6 ist ein erfindungsgemäßes Getriebe gezeigt, bei dem im Unterschied zum Getriebe nach Figur 3 das Hohlrad des fünften Planetensatzes P5 mit der Abtriebswelle 2 verbunden ist, das Sonnenrad des fünften Planetensatzes P5 mit der sechsten Welle 6 verbunden ist und der Steg des fünften Planetensatzes P5 mit der neunten Welle 9 verbunden ist, die über die dritte Bremse 09 an ein Gehäuse G des Getriebes ankoppelbar ist. Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform, die Gegenstand der Figur 7 ist, kann im Unterschied zum Getriebe nach Figur 3 das Hohlrad des fünften Planetensatzes P5 mit der sechsten Welle 6 verbunden sein, wobei in diesem Fall der Steg des fünften Planetensatzes P5 mit der Abtriebswelle 2 verbunden ist und das Sonnenrad des fünften Planetensatzes P5 mit der neunten Welle 9 verbunden ist, die über die dritte Bremse 09 an ein Gehäuse G des Getriebes ankoppelbar ist.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in Figur 8 gezeigt; dieses unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel nach Figur 3 dadurch, dass das Sonnenrad des fünften Planetensatzes P5 mit der neunten Welle 9 verbunden ist, die über die dritte Bremse 09 an ein Gehäuse G des Getriebes ankoppelbar ist und dass das Hohlrad des fünften Planetensatzes P5 mit der Abtriebswelle 2 verbunden ist.

Bei dem in Figur 9 gezeigten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel sind der abtriebsseitig angeordnete vierte Planetensatz P4 und der zusätzliche, fünfte Planetensatz P5 zu einem Stufenplanetensatz mit miteinander drehfest verbundenen großen und kleinen Planetenrädern zusammengefasst. Hierbei ist das dem fünften Planetensatz P5 zugeordnete Hohlrad des Stufenplanetensatzes mit der neunten Welle 9 verbunden, die über die dritte Bremse 09 an ein Gehäuse ankoppelbar ist, wobei der gemeinsame Steg des Stufenplanetensatzes mit der Abtriebswelle 2 verbunden ist. Durch die Ausführung des vierten und fünften Planetensatzes P4, P5 als Stufenplanetensatz entfällt das Sonnenrad des fünften Planetensatzes.

Die Verbindung des Sonnenrades des Stufenplanetensatzes mit der fünften Welle 5 entspricht der Verbindung des Sonnenrades des fünften Planetensatzes P5 mit der mit dem Sonnenrad des vierten Planetensatzes P4 verbundenen fünften Welle 5 für den Fall, dass die vierte Planetensatz P4 und der fünfte Planetensatz P5 nicht zu einem Stufenplanetensatz zusammengefasst bzw. reduziert sind.

Ferner kann gemäß der Erfindung vorgesehen sein, dass der abtriebsseitig angeordnete vierte Planetensatz P4 und der zusätzliche, fünfte Planetensatz P5 zu einem Ravigneaux-Satz mit gemeinsamen Steg und gemeinsamen Sonnenrad zusammengefasst bzw. reduziert sind, wie anhand Figur 10 veranschaulicht. Hierbei ist das dem fünften Planetensatz zugeordnete Hohlrad des Ravigneaux-Satzes mit der neunten Welle 9 verbunden, die über die dritte Bremse 09 an ein Gehäuse ankoppelbar ist, wobei der gemeinsame Steg des Ravigneaux-Satzes mit der Abtriebswelle 2 und das gemeinsame Sonnenrad mit der fünften Welle 5 verbunden ist.

Die Verbindung des gemeinsamen Sonnenrades mit der fünften Welle 5 entspricht der Verbindung des Sonnenrades des fünften Planetensatzes P5 mit der mit dem Sonnenrad des vierten Planetensatzes P4 verbundenen fünften Welle 5 für den Fall, dass die vierte Planetensatz P4 und der fünfte Planetensatz P5 nicht zu einem Ravigneaux-Satz mit gemeinsamen Steg und gemeinsamen Sonnenrad zusammen- gefasst bzw. reduziert sind.

Durch die erfindungsgemäße Konzeption kann mit sehr geringem Modifikationsaufwand ein Getriebe geschaffen werden, bei dem sich ein zusätzlicher hoch ü- bersetzter Vorwärtsgang und ein zusätzlicher hoch übersetzter Rückwärtsgang ergibt, wie anhand des in Figur 1 1 gezeigten Schaltschemas erläutert.

Aus Figur 1 1 , welche ein beispielhaftes Schaltschema für das in Figur 4 gezeigte Mehrstufengetriebe darstellt, wird ersichtlich, dass die gemäß Figur 2 bestehenden Vorwärtsgänge durch die erfindungsgemäße Erweiterung des Getriebes nach Figur 1 um einen nachgeschalteten fünften Planetetensatz P5 durch einen zusätzlichen Vorwärtsgang mit hoher Übersetzung (6,667) ergänzt werden. Der zusätzliche Vorwärtsgang ergibt sich durch Schließen der zweiten und dritten Bremse 04, 09 und der ersten Kupplung 15 und ist als erster Vorwärtsgang bezeichnet, wobei die Vorwärtsgänge 2 bis 9 den Vorwärtsgängen 1 bis 8 gemäß dem in Figur 2 gezeigten Schaltschema entsprechen.

Ferner kann durch die erfindungsgemäße Konzeption ein zusätzlicher Rückwärtsgang mit einer hohen Übersetzung (-5,945) zur Verfügung gestellt werden, welcher sich durch Schließen der zweiten und dritten Bremse 04, 09 und der zweiten Kupplung 28 ergibt. Dieser Gang ist in Figur 1 1 als erster Rückwärtsgang R1 bezeichnet; der zweite Rückwärtsgang R2 entspricht dem Rückwärtsgang R1 aus Figur 2. Somit entsteht ein sehr weit gespreiztes Getriebe welches insbesondere für Gelände- oder Zugfahrzeuge bezüglich der Langsamfahrfähigkeiten und der Zugkraft in deutlichen Vorteilen resultiert.

Gegenstand der Figur 12 ist ein Übersetzungs-Stufensprung-Diagramm für die Vorwärtsgänge eines erfindungsgemäß ausgeführten Getriebes gemäß dem Schaltschema gemäß Figur 1 1 .

Bezuqszeichen erste Welle, Antriebswelle

zweite Welle, Abtriebswelle

dritte Welle

vierte Welle

fünfte Welle

sechste Welle

siebte Welle

achte Welle

neunte Welle

3 zweite Bremse

4 erste Bremse

09 dritte Bremse

15 erste Kupplung

28 zweite Kupplung

57 dritte Kupplung

P1 erster Planetensatz

P2 zweiter Planetensatz

P3 dritter Planetensatz

P4 vierter Planetensatz

P5 fünfter Planetensatz

i Übersetzung

phi Stufensprung

G Gehäuse




 
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