Die Erfindung betrifft ein Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise für ein Fahrrad oder Pedelec. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Fahrrad oder ein Pedelec mit dem Mehrstufen- getriebe.

Aus dem Stand der Technik sind eine Vielzahl von Fahrrädern und Pedelecs bekannt, die üblicherweise mit Ketten- oder Nabenschaltungen ausgestattet sind. Pedelecs unterscheiden sich von Fahrrädern dadurch, dass eine elektrische Maschine vorgesehen ist, die den Fahrer unterstützt. Bei Pedelecs ist in einigen Anwendungen ein Nabenmotor im Vorder- oder Hinterrad eingebaut. Nabenmotoren im Vorderrad wirken sich durch das hohe Gewicht ungünstig auf das Fahrverhalten aus. Dagegen sind im Hinterrad angeordnete Nabenmotoren bislang mit wartungsunfreundlichen Kettenschaltungen im Einsatz und wirken sich ebenso durch das hohe Gewicht ungünstig auf das Fahrverhalten aus. Aus diesem Grund sind bereits Pedelecs entwickelt worden, bei denen ein Getriebe in Vorgelegebauweise und ein Elektromotor in einem Tretlager angeordnet ist. Nachteilig an den bekannten Tretlagergetrieben in Vorgelegebauweise ist, dass diese über eine niedrige Leistungsdichte und darüber hinaus bedingt dadurch, dass nur Wälzleistung auftritt, einen schlechten Wirkungsgrad aufweisen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Mehrstufengetriebe bzw. ein Fahrrad oder ein Pedelec mit dem Mehrstufengetriebe anzugeben, welche bei einer hohen Ganganzahl eine hohe Leistungsdichte und einen hohen Wirkungsgrad aufweisen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 bzw. 24 gelöst, wobei sich vorteilhafte und beanspruchte Weiterbildungen aus den Unteransprüchen und der Beschreibung sowie den Zeichnungen ergeben.

Demzufolge wird ein Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise z. B. als Tretlagergetriebe für ein Fahrrad oder ein Pedelec mit einer Getriebeeingangswelle als Antrieb, z. B. einer manuellen Antriebswelle bzw. Tretkurbelwelle oder dergleichen, und einer vorzugsweise koaxial zur Getriebeeingangswelle angeordneten Getriebeausgangswelle als Abtrieb vorgeschlagen. Das Mehrstufengetriebe oder Tretlagergetriebe umfasst zumindest vier vorzugsweise koaxial zur Getriebeeingangswelle angeordnete Planetenradsätze. Ferner sind zumindest vier Freilaufkupplungen und zumindest vier Bremsen, die z. B. auch als Freilaufbremsen oder dergleichen ausführbar sind, zum Realisieren von zumindest sechzehn Gängen vorgesehen.

Bei dem erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebe ist ein Planetenradträger eines dritten Pia- netenradsatzes mit einem Sonnenrad eines vierten Planetenradsatzes verbunden, wobei ein Hohlrad eines dritten Planeten radsatzes über eine vierte Bremse festsetzbar ist und über eine vierte Freilaufkupplung mit einem Planetenradträger des vierten Planetenradsatzes oder mit einem Hohlrad des vierten Planeten radsatzes verbindbar ist, wobei der Planetenradträ- ger des vierten Planetenradsatzes mit der Getriebeeingangswelle oder mit einem Radsatze- lement als Ausgang eines zweiten Planetenradsatzes verbunden ist, wobei das Hohlrad des vierten Planeten radsatzes mit der Getriebeausgangswelle oder mit einem Radsatzelement als Eingang des zweiten Planetenradsatzes verbunden ist und wobei ein Sonnenrad des dritten Planeten radsatzes über eine dritte Bremse festsetzbar ist und über eine dritte Freilaufkupplung mit dem Planetenradträger des vierten Planetenradsatzes oder mit dem Hohlrad des vierten Planetenradsatzes verbindbar ist.

Auf diese Weise wird eine Radsatzanordnung für das Mehrstufengetriebe realisiert, die aufgrund der Verschaltung der Radsätze eine besonders hohe Leistungsdichte bei möglichst hohem Wirkungsgrad realisiert, sodass damit eine hohe Systemintegration realisiert wird, unabhängig davon, in welcher axialen Reihenfolge die einzelnen Planetenradsätze angeordnet sind. Bevorzugt kann auch ein hybridisiertes Mehrstufengetriebe bereitgestellt werden, das über eine mittlere Getriebespreizung verfügt und vorzugsweise mit einem im Überset- zung-Stufensprung-Diagramm U-förmig ausgebildeten Stufensprungverlauf und dessen Einzelradsätze übliche Standgetriebeübersetzungen aufweisen. Unter einem U-förmig ausgebildeten Stufensprungverlauf wird verstanden, dass die Gangsprünge der ersten beiden und der letzten beiden Gänge in etwa doppelt so hoch wie die übrigen Gangsprünge sind.

Bezüglich der axialen Anordnung der Radsätze bildet der erste und der zweite Planetenradsatz ein erstes Radsatzpaar und der dritte und vierte Planetenradsatz ein zweites Radsatzpaar, wobei die Radsatzpaare derart axial nebeneinander anordenbar sind, dass ein Radsatzelement als Eingang des zweiten Planetenradsatzes mit der Getriebeeingangswelle verbunden ist, dass ein Radsatzelement als Ausgang des zweiten Planetenradsatzes mit einem Radsatzelement als Eingang des vierten Planetenradsatzes verbunden ist und dass ein Radsatzelement als Ausgang des vierten Planetenradsatzes mit der Getriebeausgangswelle verbunden ist. Zudem ist es auch möglich, dass die Radsatzpaare derart axial nebeneinander angeordnet sind, dass ein Radsatzelement als Eingang des vierten Planeten radsatzes mit der Getriebeeingangswelle verbunden ist, dass ein Radsatzelement als Ausgang des vierten Planeten radsatzes mit einem Radsatzelement als Eingang des zweiten Planetenradsatzes verbunden ist und dass ein Radsatzelement als Ausgang des zweiten Planetenradsatzes mit der Getriebeausgangswelle verbunden ist. Auf diese Weise sind verschiedene axiale Anordnungsvarianten denkbar. Bei der vorliegenden Erfindung können vorzugsweise der erste und der zweite Planetenradsatz als Minus-Planetenradsatz oder als Plus-Planetenradsatz ausgeführt sein. Ein Minus- Planetenradsatz kann bevorzugt in einen Plus-Planetenradsatz überführt werden, wenn die Planetenträger- und die Hohlradanbindung an diesem Radsatz miteinander vertauscht werden und der Betrag der Standübersetzung um 1 erhöht wird. Ein Minus-Planetenradsatz weist bekanntlich an seinem Planetenradträger verdrehbar gelagerte Planetenräder auf, die mit dem Sonnenrad und dem Hohlrad dieses Planetenradsatzes kämmen, so dass sich das Hohlrad bei festgehaltenem Planetenradträger und drehendem Sonnenrad in zur Sonnenraddrehrichtung entgegengesetzter Richtung dreht. Ein Plus-Planetenradsatz weist bekanntlich an seinem Planetenradträger verdrehbar gelagerte und miteinander in Zahneingriff stehende innere und äußere Planetenräder auf, wobei das Sonnenrad dieses Planetenradsatzes mit den inneren Planetenrädern und das Hohlrad dieses Planeten radsatzes mit den äußeren Planetenrädern kämmen, so dass sich das Hohlrad bei festgehaltenem Planetenradträger und drehendem Sonnenrad in zur Sonnenraddrehrichtung gleicher Richtung dreht.

Dies bedeutet für den Fachmann, dass bei dem ersten Planetenradsatz als Minus-Radsatz zur Koppelung mit dem zweiten Planeten radsatz ein Planetenradträger vorgesehen ist, wobei ein Sonnenrad des ersten Planeten radsatzes über eine erste Bremse festsetzbar ist und über eine erste Freilaufkupplung entweder mit einem Radsatzelement als Eingang des zweiten Planetenradsatzes oder mit einem Radsatzelement als Ausgang des zweiten Planetenradsatzes verbindbar ist und wobei ein Hohlrad des ersten Planetenradsatzes über eine zweite Bremse festsetzbar ist und über eine zweite Freilaufkupplung entweder mit einem Radsatzelement als Ausgang des zweiten Planetenradsatzes oder mit einem Radsatzelement als Eingang des zweiten Planetenradsatzes verbindbar ist. Wenn der erste Planetenradsatz als Plus-Radsatz ausgeführt ist, bedeutet dies, dass zur Koppelung mit dem zweiten Planetenradsatz das Hohlrad vorgesehen ist, wobei das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes über die erste Bremse festsetzbar ist und über die erste Freilaufkupplung entweder mit dem Radsatzelement als Eingang des zweiten Planetenradsatzes oder mit dem Radsatzelement als Ausgang des zweiten Planetenradsatzes verbindbar ist und wobei der Planetenradträger des ersten Planetenradsatzes über die zweite Bremse festsetzbar ist und über die zweite Freilaufkupplung entweder mit dem Radsatzelement als Ausgang des zweiten Planetenradsatzes oder mit dem Radsatzelement als Eingang des zweiten Planetenradsatzes verbindbar ist. Bei einem als Minus-Radsatz ausgeführten zweiten Planetenradsatz bedeutet dies, dass zur Koppelung mit dem ersten Planetenradsatz ein Hohlrad vorgesehen ist, wobei als Eingang des zweiten Planetenradsatzes ein Planetenradträger und als Ausgang des zweiten Planetenradsatzes ein Sonnenrad vorgesehen sind. Wenn der zweite Planetenradsatz als Plus- Radsatz ausgeführt ist, bedeutet dies bei dem zweiten Planetenradsatz, dass zur Koppelung mit dem ersten Planetenradsatz der Planetenradträger vorgesehen ist, wobei als Eingang des zweiten Planetenradsatzes das Hohlrad und als Ausgang des zweiten Planeten radsat- zes das Sonnenrad vorgesehen sind.

Zur mechanischen Verbindung zwischen den Planetenradsätzen können sogenannte Koppelwellen und Zwischenwellen bei dem vorgeschlagenen Mehrstufengetriebe verwendet werden. Die Zwischenwellen sind zur mechanischen Verbindung zwischen den Radsatzpaaren vorgesehen, während die Koppelwellen die Planetenradsätze eines Radsatzpaares untereinander koppeln.

Des Weiteren werden Wellen oder wellenartige Elemente zur Verbindung der verschiedenen Radsatzelemente der vorgesehenen Planetenradsätze eingesetzt. Unter dem Begriff Welle ist nicht ausschließlich ein zylindrisches drehbar gelagertes Maschinenelement zur Übertragung von Drehmomenten zu verstehen, sondern vielmehr sind hierunter auch allgemeine Verbindungselemente zu verstehen, die die einzelnen Radsatzelemente miteinander verbinden.

Um neben dem manuellen Antrieb durch den Fahrer auch eine elektrische Unterstützungsleistung zu ermöglichen, kann bei dem erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebe vorgesehen sein, dass zumindest eine elektrische Maschine oder dergleichen vorgesehen ist.

Die elektrische Maschine kann beispielsweise an der Getriebeeingangswelle, der Getriebeausgangswelle oder dergleichen Wellen direkt oder auch über eine oder mehrere Getriebestufen, Ketten, Zahnriemen oder dergleichen angebunden werden. Hierfür kann auch gegebenenfalls ein Schaltelement, wie zum Beispiel eine Freilaufkupplung oder dergleichen eingesetzt werden. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass während des Pedalierens bei abgeschaltetem E-Maschinenantrieb keine Schleppmomente durch eine durch das Pedalieren angetriebene elektrische Maschine auftreten. Bei einer Anbindung zum Beispiel über eine Getriebestufe kann gegebenenfalls eine Übersetzung ins Langsame realisiert werden.

Bei der Anbindung der elektrischen Maschine an die Getriebeeingangswelle wird die elektrische Maschine jeweils mit der Gangübersetzung betrieben. Bei der Anbindung der elektri- sehen Maschine an die Getriebeausgangswelle wird die elektrische Maschine EM jeweils mit der Ketten Übersetzung betrieben, wobei hierdurch eine Lastschaltung realisiert werden könn- te, wenn während einer Schaltung die Last ausschließlich von der elektrischen Maschine aufgebracht wird und das Getriebe sich in einem lastlosen Zustand befindet.

Bei der Ausführung des Mehrstufengetriebes als Tretlagerantrieb kann vorzugsweise ein Freilauf zwischen der Tretlagerkurbelwelle und dem Getriebeeingang realisiert werden. Hier- durch ergibt sich der Vorteil, dass eine angebundene elektrische Maschine weiter drehen kann, ohne dass sich die Pedale der Tretlagerkurbelwelle drehen.

Die vorgesehenen Bremsen können, wie bereits beschrieben, auch als schaltbare Freiläufe bzw. Freilaufbremsen ausgeführt werden, welches den Vorteil hat, dass ein schnelleres und einfacheres Überspringen von einzelnen Gängen beim Schalten ermöglicht wird.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt darin, auch ein Fahrrad oder ein Pede- lec oder dergleichen mit dem vorgeschriebenen Mehrstufengetriebe bereitzustellen, wobei sich die bereits beschriebenen Vorteile und weitere Vorteile ergeben.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen:

Figur 1 ein Getriebeschema einer ersten Ausführungsvariante eines erfindungsgemä- ßen Mehrstufengetriebes mit vier als Minus-Radsatz ausgeführten Planetenradsätzen mit mittlerer Gesamtspreizung;

Figur 2 ein Getriebeschema einer zweiten Ausführungsvariante des Mehrstufengetriebes mit geänderter axialer Reihenfolge und mit einem Stufenplaneten bei dem zweiten Planetenradsatz;

Figur 2A ein Getriebeschema einer dritten Ausführungsvariante des Mehrstufengetriebes mit drei als Minus-Radsatz ausgeführten Planetenradsätzen und einem zweiten Planetenradsatz als Plus-Radsatz;

Figur 3 ein Schaltschema für die Ausführvarianten gemäß Figuren 1 , 2 und 2A; Figur 4 ein Getriebeschema einer vierten Ausführungsvariante des Mehrstufengetriebes mit drei als Minus-Radsatz ausgeführten Planetenradsätzen und mit einem ersten Plane- tenradsatz als Plus-Radsatz sowie einem vierten Planetenradsatz mit einem Stufen planeten;

Figur 5 ein Getriebeschema einer fünften Ausführungsvariante des Mehrstufengetriebes mit geänderter axialer Reihenfolge und vier als Minus-Radsatz ausgeführten Planetenradsätzen mit zwei Stufenplaneten; und

Figur 6 ein Schaltschema für die Ausführungsvarianten gemäß Figuren 4 und 5.

In den Figuren 1 , 2, 2A sowie 4 und 5 sind verschiedene Ausführungsvarianten eines erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes beispielhaft als Tretlagerantrieb in Koaxialbauweise mit den jeweiligen Standübersetzungen i ₀ der einzelnen Radsätze dargestellt, wobei die Standübersetzungen i ₀ in den jeweiligen Figuren angegeben sind. In den dazugehörigen Schaltschemen gemäß Figuren 3 und 6 sind die möglichen Gänge G1 bis G16 mit der dazugehörigen Übersetzung i und der Stufung bzw. Spreizung f angegeben. Zudem sind in den Schaltschemen die einzelnen Zustände der Bremsen B1 , B2, B3, B4 und der Freilaufkupplungen F1 , F2, F3, F4 angedeutet, wobei bei den Bremsen B1 , B2, B3, B4 ein Kreis den geschlossenen Zustand und ein Kreuz den geöffneten Zustand anzeigt, während bei den Freilaufkupplungen F1 , F2, F3, F4 ein Kreis den Sperrrichtungszustand und ein Strich den Überholtriebzustand angibt. Der Überholtrieb bzw. der Überholtriebzustand eines Freilaufes bedeutet, dass der Freilauf nicht sperrt. Der Freilauf kann sich in einem Überholtrieb befinden, wenn sich eines der mit dem Freilauf verbundenen Elemente so schnell dreht, dass der Freilauf nicht sperren kann. Der Sperrrichtungszustand bei einem Freilauf bedeutet, dass der Freilauf sperrt.

Unabhängig von der jeweiligen Ausführungsvariante des Mehrstufengetriebes ist vorgesehen, dass das Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise für ein Fahrrad, ein Pedelec oder dergleichen einsetzbar ist. Das Mehrstufengetriebe umfasst eine Getriebeeingangswelle 1 als Antrieb, welcher in den Figuren beispielsweise als Tretkurbelwelle ausgeführt ist, und eine Getriebeausgangswelle 2 als Abtrieb, welcher z. B. als Ketten- oder Zahnriemenrad ausgeführt sein kann. Das Mehrstufengetriebe umfasst vier Planetenradsätze, nämlich einen ersten Planeten radsatz RS1 , einen zweiten Planetenradsatz RS2, einen dritten Planetenradsatz RS3 und einen vierten Planeten radsatz RS4. Darüber hinaus sind vier Freilaufkupplungen F1 , F2, F3, F4 und vier Bremsen bzw. Freilaufbremsen B1 , B2, B3, B4 als Schaltelemente zum Realisieren von 16 Gängen vorgesehen. Bei sämtlichen Ausführungsvarianten des Mehrstufengetriebes ist vorgesehen, dass ein Planetenradträger 11 eines dritten Planeten radsatzes RS3 mit einem Sonnenrad 13 eines vier- ten Planetenradsatzes RS4 verbunden ist, wobei ein Hohlrad 12 eines dritten Planetenradsatzes RS3 über eine vierte Bremse B4 festsetzbar bzw. mit einem Gehäuse 3 des Mehrstufengetriebes verbindbar ist und über eine vierte Freilaufkupplung F4 mit einem Planetenradträger 14 des vierten Planetenradsatzes RS4 oder mit einem Hohlrad 15 des vierten Planetenradsatzes RS4 verbindbar ist. Zudem ist der Planetenradträger 14 des vierten Planetenradsatzes RS4 mit der Getriebeeingangswelle 1 oder mit einem Radsatzelement als Ausgang eines zweiten Planetenradsatzes RS2 verbunden, wobei das Hohlrad 15 des vierten Planetenradsatzes RS4 mit der Getriebeausgangswelle 2 oder mit einem Radsatzelement als Eingang des zweiten Planetenradsatzes RS2 verbunden ist. Ferner ist ein Sonnenrad 10 des dritten Planetenradsatzes RS3 über eine dritte Bremse B3 festsetzbar und über eine dritte Freilaufkupplung F3 mit dem Planetenradträger 14 des vierten Planetenradsatzes RS4 oder mit dem Hohlrad 15 des vierten Planeten radsatzes RS4 verbindbar.

Eine erste Ausführungsvariante des Mehrstufengetriebes ist in Figur 1 gezeigt. Das dargestellte Getriebeschema weist eine mittlere Gesamtspreizung und einen U-förmig ausgebildeten Stufensprungverlauf, vorzugsweise für Trekkingräder auf. Nachfolgend werden die Koppelungen der vier als Minus-Radsätze ausgebildeten Planetenradsätzen RS1 , RS2, RS3, RS4 im Detail beschrieben.

Hierbei ist die Getriebeeingangswelle 1 mit dem Planetenradträger 8 als Eingang des zweiten Planetenradsatzes RS2 verbunden. Das Hohlrad 9 des zweiten Planetenradsatzes RS2 ist mit dem Planetenradträger 5 des ersten Planetenradsatzes RS1 verbunden, wodurch die beiden Planeten radsätze RS1 und RS2 als erstes Radsatzpaar miteinander gekoppelt werden, wobei zur Koppelung eine Koppelwelle oder dergleichen vorgesehen ist. Das Sonnenrad 4 des ersten Planetenradsatzes RS1 ist über die erste Bremse B1 festsetzbar und über die erste Freilaufkupplung F1 mit der Getriebeeingangswelle 1 und somit auch mit dem Planetenradträger 8 des zweiten Planeten radsatzes (RS2) verbindbar. Zudem ist das Hohlrad 6 des ersten Planetenradsatzes RS1 über die zweite Bremse B2 festsetzbar und über die zweite Freilaufkupplung F2 mit dem Sonnenrad 7 als Ausgang des zweiten Planetenradsatzes RS2 und mit dem Planetenradträger 14 als Eingang des vierten Planetenradsatzes RS4 verbindbar. Das Hohlrad 12 des dritten Planetenradsatzes RS3 ist über die vierte Bremse B4 festsetzbar und über die vierte Freilaufkupplung F4 mit dem Hohlrad 15 als Ausgang des vierten Planeten radsatzes RS4 verbindbar. Der Planetenradträger 14 des vierten Planetenradsatzes RS4 ist mit dem Sonnenrad 7 des zweiten Planetenradsatzes RS2 verbunden, wobei das Hohlrad 15 des vierten Planetenradsatzes RS4 mit der Getriebeausgangswelle 2 verbunden ist. Das Sonnenrad 10 des dritten Planetenradsatzes RS3 ist über die dritte Bremse B3 festsetzbar und über die dritte Freilaufkupplung F3 mit dem Planetenradträger 14 des vierten Planetenradsatzes RS4 und mit dem Sonnenrad 7 des zweiten Planetenradsatzes RS2 verbindbar, wobei der Planetenradträger 1 1 des dritten Planetenradsatzes RS3 mit dem Sonnenrad 13 des vierten Planeten radsatzes RS4 verbunden ist, wodurch die beiden Planetenradsätze RS3 und RS4 als zweites Radsatzpaar miteinander gekoppelt werden.

Ferner sind die Standübersetzung i _0i des ersten Planetenradsatzes RS1 mit -1 ,70, die Standübersetzung i ₀ 2 des zweiten Planetenradsatzes RS2 mit -1 ,55, die Standübersetzung i ₀ 3 des dritten Planetenradsatzes RS3 mit -1 ,55 und die Standübersetzung i ₀₄ des vierten Planetenradsatzes RS4 mit -1 ,50 in Figur 1 angegeben.

In Figur 2 ist eine zweite Ausführungsvariante des Mehrstufengetriebes gezeigt, bei der das Mehrstufengetriebe eine kleinere Gesamtspreizung gegenüber dem Getriebeschema in Figur 1 aufweist. Ferner ist eine geänderte axiale Reihenfolge der Einzelradsätze vorgesehen. Zudem weist der zweite Planetenradsatz RS2 einen Stufenplaneten auf. Nachfolgend werden die Koppelungen der Planetenradsätze RS1 , RS2, RS3, RS4 im Detail beschrieben.

Im Einzelnen ist der Planetenradträger 1 1 des dritten Planetenradsatzes RS3 mit dem Sonnenrad 13 des vierten Planetenradsatzes RS4 verbunden, wodurch die beiden Planetenradsätze RS3 und RS4 als zweites Radsatzpaar miteinander gekoppelt werden. Das Hohlrad 12 des dritten Planetenradsatzes RS3 ist über die vierte Bremse B4 festsetzbar und über die vierte Freilaufkupplung F4 mit dem Hohlrad 15 des vierten Planetenradsatzes RS4 verbindbar, wobei der Planeten radträger 14 als Eingang des vierten Planetenradsatzes RS4 mit der Getriebeeingangswelle 1 verbunden ist. Das Hohlrad 15 als Ausgang des vierten Planetenradsatzes RS4 ist mit dem Planetenradträger 8 als Eingang des zweiten Planetenradsatzes RS2 verbunden. Das Sonnenrad 10 des dritten Planetenradsatzes RS3 ist über die dritte Bremse B3 festsetzbar und über die dritte Freilaufkupplung F3 mit der Getriebeeingangswelle 1 und somit auch mit dem Planetenradträger 14 des vierten Planetenradsatzes RS4 verbindbar. Das Sonnenrad 7 als Ausgang des zweiten Planetenradsatzes RS2 ist mit der Getriebeausgangswelle 2 verbunden. Das Hohlrad 9 des zweiten Planetenradsatzes RS2 ist mit dem Planetenradträger 5 des ersten Planetenradsatzes RS1 verbunden, wodurch die beiden Planetenradsätze RS1 und RS2 als erstes Radsatzpaar miteinander gekoppelt werden. Das Sonnenrad 4 des ersten Planetenradsatzes RS1 ist über die erste Bremse B1 festsetzbar und über die erste Freilaufkupplung F1 mit dem Planetenradträger 8 des zweiten Planetenradsatzes RS2 und mit dem Hohlrad 15 des vierten Planeten radsatzes RS4 verbindbar. Das Hohlrad 6 des ersten Planetenradsatzes RS1 ist über die zweite Bremse B2 festsetzbar und über die zweite Freilaufkupplung F2 mit der Getriebeausgangswelle 2 verbindbar.

Ferner sind die Standübersetzung i _0i des ersten Planetenradsatzes RS1 mit -1 ,85, die Standübersetzung i ₀ 2 des zweiten Planetenradsatzes RS2 mit -1 ,1 1 , die Standübersetzung i ₀ 3 des dritten Planetenradsatzes RS3 mit -1 ,64 und die Standübersetzung i ₀₄ des vierten Planetenradsatzes RS4 mit -2,00 in Figur 2 angegeben.

In Figur 2A wird eine dritte Ausführungsvariante des Mehrstufengetriebes gezeigt, welche die gleiche axiale Reihenfolge der Planeten radsätze RS1 , RS2, RS3, RS4 aufweist, wobei der zweite Planeten radsatz RS2 als Plus-Radsatz ausgeführt ist. Nachfolgend werden die Kop- pelungen der Planetenradsätze RS1 , RS2, RS3, RS4 im Detail beschrieben.

Im Detail ist der Planetenradträger 1 1 des dritten Planetenradsatzes RS3 mit dem Sonnen- rad 13 des vierten Planetenradsatzes RS4 verbunden, wodurch die beiden Planetenradsätze RS3 und RS4 als zweites Radsatzpaar miteinander gekoppelt werden. Das Hohlrad 12 des dritten Planeten radsatzes RS3 ist über die vierte Bremse B4 festsetzbar und über die vierte Freilaufkupplung F4 mit dem Hohlrad 15 als Ausgang des vierten Planetenradsatzes RS4 verbindbar. Der Planetenradträger 14 als Eingang des vierten Planetenradsatzes RS4 ist mit der Getriebeeingangswelle 1 verbunden, wobei das Hohlrad 15 des vierten Planetenradsat- zes RS4 mit dem Hohlrad 9 als Eingang des zweiten Planeten radsatzes RS2 verbunden ist. Das Sonnenrad 10 des dritten Planeten radsatzes RS3 ist über die dritte Bremse B3 fest- setzbar und über die dritte Freilaufkupplung F3 mit der Getriebeeingangswelle 1 und somit auch mit dem Planetenradträger 14 des vierten Planeten radsatzes RS4 verbindbar. Das Sonnenrad 4 des ersten Planetenradsatzes RS1 ist über die erste Bremse B1 festsetzbar und über die erste Freilaufkupplung F1 mit dem Hohlrad 9 des zweiten Planetenradsatzes RS2 und mit dem Hohlrad 15 des vierten Planetenradsatzes RS4 verbindbar. Das Hohlrad 6 des ersten Planetenradsatzes RS1 ist über die zweite Bremse B2 festsetzbar und über die zweite Freilaufkupplung F2 mit der Getriebeausgangswelle 2 verbindbar, wobei der Plane- tenradträger 5 des ersten Planetenradsatzes RS1 mit dem Planetenradträger 8 des zweiten Planetenradsatzes RS2 verbunden ist, wodurch die beiden Planetenradsätze RS1 und RS2 als erstes Radsatzpaar miteinander gekoppelt werden. Das Sonnenrad 7 als Ausgang des zweiten Planetenradsatzes RS2 ist mit der Getriebeausgangswelle 2 verbunden.

Ferner sind die Standübersetzung i _0i des ersten Planetenradsatzes RS1 mit -1 ,85, die Standübersetzung i ₀₂ des zweiten Planetenradsatzes RS2 mit 2,11 , die Stand Übersetzung i ₀ 3 des dritten Planetenradsatzes RS3 mit -1 ,64 und die Standübersetzung i ₀₄ des vierten Planetenradsatzes RS4 mit -2,00 in Figur 2A angegeben.

In Figur 3 ist ein Schaltschema für die erste, zweite und dritte Ausführungsvariante gemäß Figuren 1 und 2 sowie 2A dargestellt. Aus dem Schaltschema gemäß Figur 3 ergibt sich für die vorbeschriebenen Ausführungsvarianten, dass zum Schalten eines ersten Ganges G1 die erste, zweite, dritte und vierte Bremse B1 , B2, B3, B4 geöffnet sind, wobei die erste, zweite, dritte und vierte Freilaufkupplung F1 , F2, F3, F4 im Sperrrichtungszustand sind. Zum Schalten eines zweiten Ganges G2 ist die dritte Bremse B3 geschlossen und die erste, zweite und vierte Bremse B1 , B2, B4 sind geöffnet, wobei die dritte Freilaufkupplung F3 im Überholtriebzustand ist und die erste, zweite und vierte Freilaufkupplung F1 , F2, F4 im Sperrrichtungszustand sind. Zum Schalten eines dritten Ganges G3 ist die erste Bremse B1 geschlossen und die zweite, dritte und vierte Bremse B2, B3, B4 sind geöffnet, wobei die erste Freilaufkupplung F1 im Überholtriebzustand ist und die zweite, dritte und vierte Freilaufkupplung F2, F3, F4 im Sperrrichtungszustand sind. Zum Schalten eines vierten Ganges G4 sind die erste, zweite und die dritte Bremse B1 , B2, B3 geöffnet und die vierte Bremse B4 ist geschlossen, wobei die erste, die zweite und die dritte Freilaufkupplung F1 , F2, F3 im Sperrrichtungszustand sind und die vierte Freilaufkupplung F4 im Überholtriebzustand ist. Zum Schalten eines fünften Ganges G5 sind die erste und die dritte Bremse B1 , B3 geschlossen und die zweite und vierte Bremse B2, B4 sind geöffnet, wobei die zweite und die vierte Freilaufkupplung F2, F4 im Sperrrichtungszustand sind und die erste und dritte Freilaufkupplung F1 , F3 im Überholtriebzustand sind. Zum Schalten eines sechsten Ganges G6 sind die erste und zweite Bremse B1 , B2 geöffnet und die dritte und vierte Bremse B3, B4 sind geschlossen, wobei die erste und zweite Freilaufkupplung F1 , F2 im Sperrrichtungszustand sind und die dritte und vierte Freilaufkupplung F3, F4 im Überholtriebzustand sind. Zum Schalten eines siebenten Ganges G7 sind die erste und vierte Bremse B1 , B4 geschlossen und die zweite und dritte Bremse B2, B3 sind geöffnet, wobei die erste und vierte Freilaufkupplung F1 , F4 im Überholtriebzustand sind und die zweite und dritte Freilaufkupplung F2, F3 im Sperrrichtungszustand sind. Zum Schalten eines achten Ganges G8 sind die erste, dritte und vierte Bremse B1 , B3, B4 geöffnet und die zweite Bremse B2 geschlossen, wobei die erste, dritte und vierte Freilaufkupplung F1 , F3, F4 im Sperrrichtungszustand sind und die zweite Freilaufkupplung F2 im Überholtriebzustand ist. Zum Schalten eines neunten Ganges G9 sind die erste, dritte und vierte Bremse B1 , B3, B4 geschlossen und die zweite Bremse B2 ist geöffnet, wobei die erste, dritte und vierte Freilaufkupplung F1 , F3, F4 im Überholtriebzustand sind und die zweite Freilaufkupplung F2 im Sperrrichtungszustand ist. Zum Schalten eines zehnten Ganges G10 sind die erste und vierte Bremse B1 , B4 geöffnet und die zweite und dritte Bremse B2, B3 sind geschlossen, wobei die erste und vierte Freilaufkupplung F1 , F4 im Sperrrichtungszustand sind und die zweite und dritte Freilaufkupplung F2, F3 im Überholtriebzustand sind. Zum Schalten eines elften Ganges G1 1 sind die erste und zweite Bremse B1 , B2 geschlossen und die dritte und vierte Bremse B3, B4 sind geöffnet, wobei die erste und zweite Freilaufkupplung F1 , F2 im Überholtriebzustand sind und die dritte und vier- te Freilaufkupplung F3, F4 im Sperrrichtungszustand sind. Zum Schalten eines zwölften Ganges G12 sind die zweite und vierte Bremse B2, B4 geschlossen und die erste und dritte Bremse B1 , B3 sind geöffnet, wobei die zweite und vierte Freilaufkupplung F2, F4 im Über- holtriebzustand sind und die erste und dritte Freilaufkupplung F1 , F3 im Sperrrichtungszustand sind. Zum Schalten eines dreizehnten Ganges G13 sind die erste, zweite und dritte Bremse B1 , B2, B3 geschlossen und die vierte Bremse B4 ist geöffnet, wobei die erste, zweite und dritte Freilaufkupplung F1 , F2, F3 im Überholtriebzustand sind und die vierte Freilaufkupplung F4 im Sperrrichtungszustand ist. Zum Schalten eines vierzehnten Ganges G14 sind die zweite, dritte und vierte Bremse B2, B3, B4 geschlossen und die erste Bremse B1 ist geöffnet, wobei die zweite, dritte und vierte Freilaufkupplung F2, F3, F4 im Überholtriebzustand sind und die erste Freilaufkupplung F1 im Sperrrichtungszustand ist. Zum Schalten eines fünfzehnten Ganges G15 ist die dritte Bremse B3 geöffnet und die erste, zweite und vierte Bremse B1 , B2, B4 sind geschlossen, wobei die dritte Freilaufkupplung F3 im Sperrrichtungszustand ist und die erste, zweite und vierte Freilaufkupplung F1 , F2, F4 im Überholtriebzustand sind. Zum Schalten eines sechzehnten Ganges G16 sind die erste, zweite, dritte und vierte Bremse B1 , B2, B3, B4 geschlossen, wobei die erste, zweite, dritte und vierte Freilaufkupplung F1 , F2, F3, F4 im Überholtriebzustand sind.

In Figur 4 wird eine vierte Ausführungsvariante des Mehrstufengetriebes gezeigt, welche eine mittlere Gesamtspreizung und einen konstanten Stufensprungverlauf aufweist, wobei der zweite Planetenradsatz RS2, der dritte Planeten radsatz RS3 und der vierte Planetenradsatz RS4 jeweils als Minus-Radsätze ausgeführt sind, während der erste Planetenradsatz RS1 als Plus-Radsatz ausgeführt ist. Darüber hinaus ist bei der vierten Ausführungsvarianten vorgesehen, dass der vierte Planetenradsatz RS4 einen Stufenplaneten aufweist. Nachfolgend werden die Koppelungen der Planetenradsätze RS1 , RS2, RS3, RS4 im Detail beschrieben.

Im Detail ist der Planetenradträger 1 1 des dritten Planetenradsatzes RS3 mit dem Sonnenrad 13 des vierten Planetenradsatzes RS4 verbunden, wodurch die beiden Planetenradsätze RS3 und RS4 als zweites Radsatzpaar miteinander gekoppelt werden. Das Hohlrad 12 des dritten Planeten radsatzes RS3 ist über die vierte Bremse B4 festsetzbar und über die vierte Freilaufkupplung F4 mit dem Hohlrad 15 als Ausgang des vierten Planetenradsatzes RS4 verbindbar, wobei der Planetenradträger 14 als Eingang des vierten Planetenradsatzes RS4 mit der Getriebeeingangswelle 1 verbunden ist. Das Hohlrad 15 des vierten Planetenradsatzes RS4 ist mit dem Planetenradträger 8 als Eingang des zweiten Planetenradsatzes RS2 verbunden, wobei das Sonnenrad 10 des dritten Planetenradsatzes RS3 über die dritte Bremse B3 festsetzbar ist und über die dritte Freilaufkupplung F3 mit der Getriebeeingangs- welle 1 und somit auch mit dem Planetenradträger 14 des vierten Planetenradsatzes RS4 verbindbar ist. Das Sonnenrad 4 des ersten Planetenradsatzes RS1 ist über die erste Bremse B1 festsetzbar und über die erste Freilaufkupplung F1 mit dem Planeten radträger 8 des zweiten Planetenradsatzes RS2 und mit dem Hohlrad 15 des vierten Planetenradsatzes RS4 verbindbar. Der Planetenradträger 5 des ersten Planetenradsatzes RS1 ist über die zweite Bremse B2 festsetzbar und über die zweite Freilaufkupplung F2 mit der Getriebeausgangswelle 2 verbindbar. Das Hohlrad 6 des ersten Planetenradsatzes RS1 ist mit dem Hohlrad 9 des zweiten Planeten radsatzes RS2 verbunden, wodurch die beiden Planeten radsätze RS1 und RS2 als erstes Radsatzpaar miteinander gekoppelt werden. Das Sonnenrad 7 als Ausgang des zweiten Planeten radsatzes RS2 ist mit der Getriebeausgangswelle 2 verbunden.

Ferner sind die Standübersetzung i _0i des ersten Planetenradsatzes RS1 mit 2,15, die Standübersetzung i ₀ 2 des zweiten Planetenradsatzes RS2 mit -2,18, die Standübersetzung i ₀ 3 des dritten Planeten radsatzes RS3 mit -1 ,73 und die Standübersetzung i ₀₄ des vierten Planetenradsatzes RS4 mit -2,96 in Figur 4 angegeben.

In Figur 5 wird eine fünfte Ausführungsvariante des Mehrstufengetriebes gezeigt, welche gegenüber der vierten Ausführungsvariante eine kleinere Gesamtspreizung und eine geänderte axiale Reihenfolge der Planetenradsätze RS1 , RS2, RS3, RS4 aufweist. Ferner weisen der erste Planeten radsatz RS1 und der vierte Planeten radsatz RS4 jeweils einen Stufenplaneten auf. Nachfolgend werden die Koppelungen der Planetenradsätze RS1 , RS2, RS3, RS4 im Detail beschrieben.

Im Einzelnen ist der Planetenradträger 1 1 des dritten Planetenradsatzes RS3 mit dem Sonnenrad 13 des vierten Planetenradsatzes RS4 verbunden, wodurch die beiden Planetenradsätze RS3 und RS4 als zweites Radsatzpaar miteinander gekoppelt werden. Das Hohlrad 12 des dritten Planetenradsatzes RS3 ist über die vierte Bremse B4 festsetzbar und über die vierte Freilaufkupplung F4 mit dem Planetenradträger 14 als Eingang des vierten Planetenradsatzes RS4 verbindbar, wobei der Planetenradträger 14 des vierten Planetenradsatzes RS4 mit dem Sonnenrad 7 als Ausgang des zweiten Planeten radsatzes RS2 verbunden ist. Das Hohlrad 15 als Ausgang des vierten Planetenradsatzes RS4 ist mit der Getriebeausgangswelle 2 verbunden, wobei das Sonnenrad 10 des dritten Planetenradsatzes RS3 über die dritte Bremse B3 festsetzbar ist und über die dritte Freilaufkupplung F3 mit dem Hohlrad 15 des vierten Planetenradsatzes RS4 verbindbar ist. Das Sonnenrad 4 des ersten Planetenradsatzes RS1 ist über die erste Bremse B1 festsetzbar und über die erste Freilaufkupplung F1 mit dem Sonnenrad 7 des zweiten Planeten radsatzes RS2 und mit dem Planetenradträger 14 des vierten Planetenradsatzes RS4 verbindbar. Das Hohlrad 6 des ersten Planetenradsatzes RS1 ist über die zweite Bremse B2 festsetzbar und über die zweite Freilaufkupplung F2 mit dem Planetenradträger 8 als Eingang des zweiten Planetenradsatzes RS2 verbindbar, wobei der Planetenradträger 8 des zweiten Planetenradsatzes 2 mit der Getriebeeingangswelle 1 verbunden ist. Das Hohlrad 9 des zweiten Planetenradsatzes RS2 ist mit dem Planetenradträger 5 des ersten Planetenradsatzes RS1 verbunden, wodurch die beiden Planetenradsätze RS1 und RS2 als erstes Radsatzpaar miteinander gekoppelt werden.

Ferner sind die Standübersetzung i _0i des ersten Planetenradsatzes RS1 mit -3,20, die Standübersetzung i ₀₂ des zweiten Planetenradsatzes RS2 mit -1 ,52, die Standübersetzung i ₀ 3 des dritten Planetenradsatzes RS3 mit -2,25 und die Stand Übersetzung i ₀₄ des vierten Planetenradsatzes RS4 mit -3,85 in Figur 5 angegeben.

In Figur 6 ist ein Schaltschema für die vierte und fünfte Ausführungsvariante gemäß Figuren 4 und 5 dargestellt. Aus dem Schaltschema gemäß Figur 6 ergibt sich für die vorbeschriebenen Ausführungsvarianten, dass zum Schalten eines ersten Ganges G1 die erste, zweite, dritte und vierte Bremse B1 , B2, B3, B4 geöffnet sind, wobei die erste, zweite, dritte und vierte Freilaufkupplung F1 , F2, F3, F4 im Sperrrichtungszustand sind. Zum Schalten eines zweiten Ganges G2 ist die dritte Bremse B3 geschlossen und die erste, zweite und vierte Bremse B1 , B2, B4 sind geöffnet, wobei die dritte Freilaufkupplung F3 im Überholtriebzustand ist und die erste, zweite und vierte Freilaufkupplung F1 , F2, F4 im Sperrrichtungszustand sind. Zum Schalten eines dritten Ganges G3 ist die vierte Bremse B4 geschlossen und die erste, zweite und dritte Bremse B1 , B2, B3 sind geöffnet, wobei die vierte Freilaufkupplung F4 im Überholtriebzustand ist und die erste, zweite und dritte Freilaufkupplung F1 , F2, F3 im Sperrrichtungszustand sind. Zum Schalten eines vierten Ganges G4 sind die erste und die zweite Bremse B1 , B2 geöffnet und die dritte und die vierte Bremse B3, B4 sind geschlossen, wobei die erste und die zweite Freilaufkupplung F1 , F2 im Sperrrichtungszustand sind und die dritte und die vierte Freilaufkupplung F3, F4 im Überholtriebzustand sind. Zum Schalten eines fünften Ganges G5 ist die erste Bremse B1 geschlossen und die zweite, dritte und vierte Bremse B2, B3, B4 sind geöffnet, wobei die zweite, die dritte und die vierte Freilaufkupplung F2, F3, F4 im Sperrrichtungszustand sind und die erste Freilaufkupplung F1 im Überholtriebzustand ist. Zum Schalten eines sechsten Ganges G6 sind die erste und dritte Bremse B1 , B3 geschlossen und die zweite und vierte Bremse B2, B4 sind geöffnet, wobei die erste und dritte Freilaufkupplung F1 , F3 im Überholtriebzustand sind und die zweite und vierte Freilaufkupp- lung F2, F4 im Sperrrichtungszustand sind. Zum Schalten eines siebenten Ganges G7 sind die erste und vierte Bremse B1 , B4 geschlossen und die zweite und dritte Bremse B2, B3 sind geöffnet, wobei die erste und vierte Freilaufkupplung F1 , F4 im Überholtriebzustand sind und die zweite und dritte Freilaufkupplung F2, F3 im Sperrrichtungszustand sind. Zum Schal- ten eines achten Ganges G8 sind die erste, dritte und vierte Bremse B1 , B3, B4 geschlossen und die zweite Bremse B2 ist geöffnet, wobei die erste, dritte und vierte Freilaufkupplung F1 , F3, F4 im Überholtriebzustand sind und die zweite Freilaufkupplung F2 im Sperrrichtungszu- stand ist. Zum Schalten eines neunten Ganges G9 sind die erste, dritte und vierte Bremse B1 , B3, B4 geöffnet und die zweite Bremse B2 ist geschlossen, wobei die erste, dritte und vierte Freilaufkupplung F1 , F3, F4 im Sperrrichtungszustand sind und die zweite Freilaufkupplung F2 im Überholtriebzustand ist. Zum Schalten eines zehnten Ganges G10 sind die erste und vierte Bremse B1 , B4 geöffnet und die zweite und dritte Bremse B2, B3 sind geschlossen, wobei die erste und vierte Freilaufkupplung F1 , F4 im Sperrrichtungszustand sind und die zweite und dritte Freilaufkupplung F2, F3 im Überholtriebzustand sind. Zum Schalten eines elften Ganges G11 sind die erste und dritte Bremse B1 , B3 geöffnet und die zweite und vierte Bremse B2, B4 sind geschlossen, wobei die erste und dritte Freilaufkupplung F1 , F3 im Sperrrichtungszustand sind und die zweite und vierte Freilaufkupplung F2, F4 im Überholtriebzustand sind. Zum Schalten eines zwölften Ganges G12 sind die zweite, dritte und vierte Bremse B2, B3, B4 geschlossen und die erste Bremse B1 ist geöffnet, wobei die zweite, dritte und vierte Freilaufkupplung F2, F3, F4 im Überholtriebzustand sind und die erste Freilaufkupplung F1 im Sperrrichtungszustand ist. Zum Schalten eines dreizehnten Ganges G13 sind die erste und zweite Bremse B1 , B2 geschlossen und die dritte und vierte Bremse B3, B4 sind geöffnet, wobei die erste und zweite Freilaufkupplung F1 , F2 im Überholtriebzustand sind und die dritte und vierte Freilaufkupplung F3, F4 im Sperrrichtungszustand sind. Zum Schalten eines vierzehnten Ganges G14 sind die erste, zweite und dritte Bremse B1 , B2, B3 geschlossen und die vierte Bremse B4 ist geöffnet, wobei die erste, zweite und dritte Freilaufkupplung F1 , F2, F3 im Überholtriebzustand sind und die vierte Freilaufkupplung F4 im Sperrrichtungszustand ist. Zum Schalten eines fünfzehnten Ganges G15 ist die dritte Bremse B3 geöffnet und die erste, zweite und vierte Bremse B1 , B2, B4 sind geschlossen, wobei die dritte Freilaufkupplung F3 im Sperrrichtungszustand ist und die erste, zweite und vierte Freilaufkupplung F1 , F2, F4 im Überholtriebzustand sind. Zum Schalten eines sechzehnten Ganges G16 sind die erste, zweite, dritte und vierte Bremse B1 , B2, B3, B4 geschlossen, wobei die erste, zweite, dritte und vierte Freilaufkupplung F1 , F2, F3, F4 im Überholtriebzustand sind. Bezuqszeichen

1 Getriebeeingangswelle bzw. Tretkurbelwelle

2 Getriebeausgangswelle

3 Gehäuse

4 Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes

5 Planetenradträger bzw. Steg des ersten Planeten radsatzes

6 Hohlrad des ersten Planetenradsatzes

7 Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes

8 Planetenradträger des zweiten Planeten radsatzes

9 Hohlrad des zweiten Planeten radsatzes

10 Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes

11 Planetenradträger des dritten Planetenradsatzes

12 Hohlrad des dritten Planeten radsatzes

13 Sonnen rad des vierten Planeten radsatzes

14 Planetenradträger des vierten Planetenradsatzes

15 Hohlrad des vierten Planeten radsatzes

RS1 erster Planetenradsatz

RS2 zweiter Planetenradsatz

RS3 dritter Planetenradsatz

RS4 vierter Planetenradsatz

B1 erste Bremse bzw. Freilaufbremse

B2 zweite Bremse bzw. Freilaufbremse

B3 dritte Bremse bzw. Freilaufbremse

B4 vierte Bremse bzw. Freilaufbremse

F1 erste Freilaufkupplung

F2 zweite Freilaufkupplung

F3 dritte Freilaufkupplung

F4 vierte Freilaufkupplung

G1 erster Gang

G2 zweiter Gang

G3 dritter Gang

G4 vierter Gang

G5 fünfter Gang

G6 sechster Gang

G7 siebter Gang

G8 achter Gang G9 neunter Gang

G10 zehnter Gang

G1 1 elfter Gang

G12 zwölfter Gang

G13 dreizehnter Gang

G14 vierzehnter Gang

G15 fünfzehnter Gang

G16 sechszehnter Gang

1 ₀₁ Stand Übersetzung des ersten Planetenradsatzes

1 Stand Übersetzung des zweiten Planeten radsatzes ip Stand Übersetzung des dritten Planetenradsatzes i ₀₄ Stand Übersetzung des vierten Planetenradsatzes i Übersetzung

f Stufung

(P _ges Gesamtstufung