DE102010063503A1

DE102010063503A1 - Multi-level gear for planetary design, particularly splitter gear of working machine, has housing, in which four planetary gear sets and multiple shafts are gripped

Info

Publication number: DE102010063503A1
Application number: DE102010063503A
Authority: DE
Inventors: Martin Fellmann; Stefan Beck; Dr. Gumpoltsberger Gerhard
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2010-12-20
Filing date: 2010-12-20
Publication date: 2012-06-21
Anticipated expiration: 2030-12-21
Also published as: DE102010063503B4

Abstract

The multi-level gear has housing (1), in which four planetary gear sets (4,5,6,7) and multiple shafts are gripped. One of the shafts (13) is connected with a sun gear of one of the planetary gear set and is coupled with another shaft by a clutch (10) that stays in connection a bar of another planetary gear set.

Description

Die Erfindung betrifft ein Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise, insbesondere ein Splittergetriebe einer Arbeitsmaschine, mit einem Gehäuse, in welchem vier Planetensätze und mehrere Wellen aufgenommen sind, und mit Schaltelementen, welche durch zumindest eine Bremse und Kupplungen gebildet sind und mittels deren gezielter Betätigung acht verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen einer Antriebs- und einer Abtriebswelle darstellbar sind.The invention relates to a multi-speed transmission in planetary design, in particular a splitter gear of a working machine, with a housing in which four planetary gear sets and multiple waves are added, and with switching elements, which are formed by at least one brake and clutches and by means of their targeted operation eight different ratios between a drive and an output shaft can be displayed.

Ein derartiges Mehrstufengetriebe kommt vorzugsweise als Splittergetriebe bei Arbeitsmaschinen zum Einsatz, wobei darstellbare Gänge des Splittergetriebes durch eine gezielte Betätigung von Schaltelementen und einen hierbei innerhalb von Planetensätzen jeweils wirksamen Leistungsfluss definiert werden. Mit „Splittergetriebe” wird hierbei üblicherweise eine Getriebeeinheit bezeichnet, mit welcher mehrere Übersetzungsverhältnisse mit geringen Stufensprüngen darstellbar sind. Bei einem Gesamtgetriebe einer landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine, wie beispielsweise einem Traktor, wird ein derartiges Splittergetriebe als Lastschaltgetriebe üblicherweise mit einem weiteren mehrgängigen Getriebe in Form eines Gruppengetriebes mit hohen Stufensprüngen kombiniert, so dass durch diese Kombination ein Gesamtgetriebe mit einer hohen Anzahl an darstellbaren Fahrstufen bei gleichzeitig hoher Spreizung erreichbar ist. Häufig kommen hierbei weitere Getriebeeinheiten in Form einer Kriechgang- und/oder einer Wendeeinheit hinzu.Such a multistage transmission is preferably used as a splitter gear in working machines, wherein representable gears of the splitter gear are defined by a targeted actuation of switching elements and in this case an effective power flow within each planetary gear sets. With "splitter gear" this is usually referred to a gear unit with which a plurality of gear ratios with small increments are represented. In a total transmission of an agricultural working machine, such as a tractor, such a splitter gearbox is usually combined with another multi-speed transmission in the form of a group transmission with high increments, so that by this combination a total transmission with a high number of representable speed levels at the same time high Spread is achievable. Frequently, additional gear units in the form of a crawler gear and / or a turning unit are added.

Aus der EP 0495942 B1 ist ein Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise bekannt, welches als Splittergetriebe einer landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine mit einem Gruppengetriebe kombiniert wird. Dabei weist dieses Splittergetriebe ein Gehäuse auf, in welchem vier Planetensätze und mehrere Wellen angeordnet sind, von denen eine die Antriebswelle und eine andere die Abtriebswelle des Mehrstufengetriebes darstellt. Des Weiteren sind im Bereich der Wellen mehrere Schaltelemente vorgesehen, mittels deren gezielter Betätigung der Leistungsfluss innerhalb der vier Planetensätze variiert und damit verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Antriebs- und der Abtriebswelle definierbar sind. Insgesamt sind hierdurch acht Übersetzungsverhältnisse des Mehrstufengetriebes darstellbar.From the EP 0495942 B1 is a multi-speed planetary gear known, which is combined as a splitter gear of an agricultural machine with a group transmission. In this case, this splitter has a housing in which four planetary gear sets and a plurality of shafts are arranged, one of which represents the drive shaft and another the output shaft of the multi-speed transmission. Furthermore, a plurality of switching elements are provided in the area of the shafts, by means of which the power flow within the four planetary gear sets is varied in a targeted manner and thus different gear ratios between the drive shaft and the output shaft can be defined. Overall, this eight ratios of multi-speed transmission can be displayed.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Mehrstufengetriebe der eingangs genannten Art vorzuschlagen, mittels welchem eine hohe Anzahl an Übersetzungsverhältnisse mit einer geringen Bauteilanzahl und damit bei einem niedrigen Gewicht und geringem Herstellungsaufwand realisierbar ist. Ferner sollte sich eine nahezu geometrische Übersetzungsreihe darstellen lassen, sowie die Belastungen der einzelnen Getriebeelemente reduziert sein. Zudem sollen kleine und nahezu geometrische Stufensprünge zwischen den einzelnen Übersetzungsverhältnissen, sowie eine kompakte Bauweise möglich sein. Schließlich sollen hohe Verzahnungswirkungsgrade erreichbar sein.It is the object of the present invention to propose a multistage transmission of the type mentioned, by means of which a high number of gear ratios with a small number of components and thus at a low weight and low production cost can be realized. Furthermore, should be able to represent a nearly geometric translation series, and the loads of the individual transmission elements can be reduced. In addition, small and almost geometric increments between the individual gear ratios, as well as a compact design should be possible. Finally, high Verzahnungswirkungsgrade should be achievable.

Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die darauf folgenden, abhängigen Ansprüche geben dabei jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.This object is achieved on the basis of the preamble of claim 1 in conjunction with its characterizing features. The subsequent, dependent claims give each advantageous embodiments of the invention.

Demnach wird ein erfindungsgemäßes Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise vorgeschlagen, welches in einem Gehäuse eine Antriebs- und eine Abtriebswelle, sowie weitere drehbare Wellen und vier Planetensätze aufnimmt. Die Planetensätze sind dabei bevorzugt in axialer Richtung betrachtet in der Reihenfolge erster Planetensatz, zweiter Planetensatz, dritter Planetensatz und vierter Planetensatz angeordnet und bevorzugt jeweils als Minusplanetensatz ausgebildet. Es ist jedoch ebenso denkbar, an Stellen, wo es die Bindbarkeit zulässt, einzelne oder mehrere der Minusplanetensätze in Plusplanetensätze umzuwandeln, wenn gleichzeitig eine Steg- und eine Hohlradanbindung getauscht und der Betrag der Standübersetzung um Eins erhöht wird. Zudem ist auch eine anderweitige Anordnung der Planetensätze in axialer Richtung als die oben beschriebene im Rahmen der Erfindung denkbar.Accordingly, a multi-speed transmission according to the invention is proposed planetary design, which receives in a housing a drive and an output shaft, and other rotatable shafts and four planetary gear sets. The planetary gear sets are preferably arranged in the order of the first planetary gearset, the second planetary gearset, the third planetary gearset and the fourth planetary gearset and preferably each designed as a minus planetary gear set. However, it is also conceivable, at locations where it allows the bindability, to convert one or more of the minus planetary sets into plus planetary sets, if at the same time a bridge and a Hohlradanbindung exchanged and the amount of Stand translation is increased by one. In addition, another arrangement of the planetary gear sets in the axial direction than that described above within the scope of the invention is conceivable.

Bekanntlich umfasst ein einfacher Minusplanetensatz ein Sonnenrad, ein Hohlrad und einen Steg, welcher Planetenräder drehbar gelagert trägt, die jeweils mit dem Sonnenrad und dem Hohlrad kämmen. Bei festgesetztem Steg wird dabei eine zum Sonnenrad entgegengesetzte Drehrichtung des Hohlrades erreicht.As is known, a simple minus planetary set includes a sun gear, a ring gear, and a land which rotatably supports planetary gears that mesh with the sun gear and the ring gear, respectively. In fixed web while a sun gear opposite direction of rotation of the ring gear is achieved.

Im Gegensatz hierzu umfasst ein einfacher Plusplanetensatz ein Sonnenrad, ein Hohlrad und einen Steg, welcher innere und äußere Planetenräder drehbar gelagert trägt. Dabei kämmen alle inneren Planetenräder mit dem Sonnenrad und alle äußeren Planetenräder mit dem Hohlrad, wobei zudem jedes innere Planetenrad mit jeweils einem äußeren Planetenrad in Eingriff steht. Bei einem Festsetzen des Steges wird dabei eine gleiche Drehrichtung des Hohlrades gegenüber dem Sonnenrad erreicht.In contrast, a simple plus planetary set includes a sun gear, a ring gear, and a bridge that rotatably supports inner and outer planetary gears. In this case, all of the inner planet gears mesh with the sun gear and all outer planet gears with the ring gear, wherein, in addition, each inner planet gear meshes with one outer planet gear each. When setting the web while a same direction of rotation of the ring gear is achieved with respect to the sun gear.

Gemäß der Erfindung ist eine dritte Welle mit einem Sonnenrad eines dritten Planetensatzes verbunden und kann mittels einer ersten Kupplung mit einer vierten Welle gekoppelt werden, die mit einem Steg eines zweiten Planetensatzes in Verbindung steht. Zudem verbindet eine fünfte Welle ein Hohlrad des zweiten Planetensatzes mit einem Hohlrad des dritten Planetensatzes und ist über eine zweite Kupplung mit der Abtriebswelle lösbar koppelbar. Ferner ist eine sechste Welle mit einem Sonnenrad des zweiten Planetensatzes gekoppelt und kann mittels einer ersten Bremse am Gehäuse festgesetzt werden. Schließlich ist die Antriebswelle mit einem Steg des dritten Planetensatzes verbunden.According to the invention, a third shaft is connected to a sun gear of a third planetary gear set and can be coupled by means of a first clutch with a fourth shaft, which is in communication with a web of a second planetary gearset. In addition, a fifth shaft connects a ring gear of the second planetary gear set with a ring gear of the third planetary gear set and is releasably coupled via a second clutch to the output shaft. Further, a sixth shaft is coupled to a sun gear of the second planetary gear set and can be fixed by means of a first brake on the housing. Finally, the drive shaft is connected to a web of the third planetary gear set.

Bevorzugt dient die Antriebswelle als Antrieb des Mehrstufengetriebes, d. h. zum Einleiten eines Drehmoments in das Mehrstufengetriebe. Sie ist daher insbesondere von einem Antriebsmotor, beispielsweise einem Verbrennungs- oder Elektromotor, antreibbar. Die Abtriebswelle dient dementsprechend bevorzugt als Abtrieb des Mehrstufengetriebes, d. h. zum Abgriff eines Drehmoments von dem Mehrstufengetriebe, insbesondere zum Betreiben eines Aggregats, beispielsweise einer Pumpe oder eines elektrischen Generators, oder eines Fahrzeugantriebs, beispielsweise eines Fahrzeugrads oder einer Fahrzeuggleiskette.Preferably, the drive shaft serves as a drive of the multi-speed transmission, d. H. for introducing a torque into the multistage transmission. It is therefore in particular by a drive motor, such as a combustion or electric motor, driven. Accordingly, the output shaft preferably serves as the output of the multi-speed transmission, d. H. for picking up a torque from the multistage transmission, in particular for operating an assembly, for example a pump or an electric generator, or a vehicle drive, for example a vehicle wheel or a vehicle crawler.

In Weiterbildung der Erfindung kann die sechste Welle zudem mittels einer dritten Kupplung mit einer siebten Welle verbunden werden, die mit einem Hohlrad eines ersten Planetensatzes gekoppelt ist. Ferner steht ein Steg des ersten Planetensatzes mit der dritten Welle und ein Sonnenrad des ersten Planetensatzes mit der Antriebswelle in Verbindung.In a further development of the invention, the sixth shaft can also be connected by means of a third clutch with a seventh shaft, which is coupled to a ring gear of a first planetary gear set. Further, a web of the first planetary gear set is in communication with the third shaft and a sun gear of the first planetary gear set is in communication with the drive shaft.

Gemäß einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist die Antriebswelle zudem mittels einer dritten Kupplung mit einer siebten Welle verbindbar, die mit einem Sonnenrad eines ersten Planetensatzes gekoppelt ist. Des Weiteren steht ein Steg des ersten Planetensatzes mit der dritten Welle und ein Hohlrad des ersten Planetensatzes mit der sechsten Welle in Verbindung.According to an alternative embodiment of the invention, the drive shaft is also connectable by means of a third clutch with a seventh shaft, which is coupled to a sun gear of a first planetary gear set. Furthermore, a web of the first planetary gear set is connected to the third shaft and a ring gear of the first planetary gear set is connected to the sixth shaft.

Weiter alternativ kann die dritte Welle zudem mittels einer dritten Kupplung mit einer siebten Welle verbunden werden, die mit einem Steg eines ersten Planetensatzes gekoppelt ist. Ferner steht ein Hohlrad des ersten Planetensatzes mit der sechsten Welle und ein Sonnenrad des ersten Planetensatzes mit der Antriebswelle in Verbindung.Further alternatively, the third shaft can also be connected by means of a third clutch with a seventh shaft, which is coupled to a web of a first planetary gear set. Further, a ring gear of the first planetary gear set with the sixth shaft and a sun gear of the first planetary gear set is in communication with the drive shaft.

In Weiterbildung der Erfindung ist ein Sonnenrad eines vierten Planetensatzes mit einer achten Welle verbunden, welche über eine zweite Bremse am Gehäuse festsetzbar ist. Schließlich ist ein Steg des vierten Planetensatzes mit der Abtriebswelle und ein Hohlrad des vierten Planetensatzes mit der vierten Welle gekoppelt.In a further development of the invention, a sun gear of a fourth planetary gearset is connected to an eighth shaft, which can be fixed to the housing via a second brake. Finally, a web of the fourth planetary gear set is coupled to the output shaft and a ring gear of the fourth planetary gear set is coupled to the fourth shaft.

In diesem Fall ergibt sich ein erstes Übersetzungsverhältnis durch Schließen beider Bremsen, sowie der ersten Kupplung, wohingegen ein zweites Übersetzungsverhältnis durch Betätigen beider Bremsen, sowie der dritten Kupplung schaltbar ist. Ein drittes Übersetzungsverhältnis wird durch Schließen der zweiten Bremse, sowie der ersten und dritten Kupplung gewählt. Des Weiteren ergibt sich ein viertes Übersetzungsverhältnis durch Betätigen der zweiten Bremse, sowie der zweiten und dritten Kupplung, ein darauf folgendes fünftes Übersetzungsverhältnis durch Schließen der zweiten Bremse, sowie der ersten und zweiten Kupplung. Ein sechstes Übersetzungsverhältnis wird durch Betätigen aller Kupplungen geschaltet, während ein siebtes Übersetzungsverhältnis durch Schließen der ersten Bremse, sowie der ersten und zweiten Kupplung darstellbar ist. Schließlich ergibt sich ein achtes Übersetzungsverhältnis durch Betätigen der ersten Bremse, sowie der zweiten und dritten Kupplung.In this case, a first gear ratio results by closing both brakes, as well as the first clutch, whereas a second gear ratio by pressing both brakes, and the third clutch is switchable. A third gear ratio is selected by closing the second brake, as well as the first and third clutch. Furthermore, there is a fourth gear ratio by operating the second brake, and the second and third clutch, a subsequent fifth gear ratio by closing the second brake, and the first and second clutch. A sixth gear ratio is switched by operating all the clutches, while a seventh gear ratio by closing the first brake, and the first and second clutch can be displayed. Finally, there is an eighth gear ratio by operating the first brake, and the second and third clutch.

Entsprechend einer alternativen Ausgestaltung kann die Abtriebswelle über eine vierte Kupplung mit einer achten Welle lösbar verbunden werden, die mit einem Steg eines vierten Planetensatzes gekoppelt ist. Schließlich steht ein Hohlrad des vierten Planetensatzes mit der vierten Welle und ein Sonnenrad des vierten Planetensatzes drehfest mit dem Gehäuse in Verbindung.According to an alternative embodiment, the output shaft can be releasably connected via a fourth clutch with an eighth shaft, which is coupled to a web of a fourth planetary gearset. Finally, a ring gear of the fourth planetary gear set is rotatably connected to the housing with the fourth shaft and a sun gear of the fourth planetary gear set.

Als weitere, alternative Ausführung der Erfindung kann die vierte Welle über eine vierte Kupplung mit einer achten Welle lösbar verbunden werden, die mit einem Hohlrad eines vierten Planetensatzes gekoppelt ist. Schließlich steht ein Steg des vierten Planetensatzes mit der Abtriebswelle und ein Sonnenrad des vierten Planetensatzes drehfest mit dem Gehäuse in Verbindung.As a further, alternative embodiment of the invention, the fourth shaft can be releasably connected via a fourth clutch with an eighth shaft, which is coupled to a ring gear of a fourth planetary gear set. Finally, a web of the fourth planetary gear set with the output shaft and a sun gear of the fourth planetary gear set rotatably connected to the housing in connection.

In den beiden vorgenannten Fällen ergibt sich ein erstes Übersetzungsverhältnis durch Schließen der ersten Bremse, sowie der ersten und vierten Kupplung, wohingegen ein zweites Übersetzungsverhältnis durch Betätigen der ersten Bremse, sowie der dritten und vierten Kupplung geschaltet wird. Ein weiteres, drittes Übersetzungsverhältnis ist durch Schließen der ersten, dritten und vierten Kupplung darstellbar. Des Weiteren ergibt sich ein viertes Übersetzungsverhältnis durch Betätigen der zweiten, dritten und vierten Kupplung, ein fünftes Übersetzungsverhältnis ist durch Schließen der ersten, zweiten und vierten Kupplung wählbar. Ferner wird ein sechstes Übersetzungsverhältnis durch Betätigen der ersten, zweiten und dritten Kupplung geschaltet, während ein siebtes Übersetzungsverhältnis durch Schließen der ersten Bremse, sowie der ersten und zweiten Kupplung darstellbar ist. Schließlich ergibt sich ein achtes Übersetzungsverhältnis durch Betätigen der ersten Bremse, sowie der zweiten und dritten Kupplung.In the two aforementioned cases, a first gear ratio results by closing the first brake, and the first and fourth clutch, whereas a second gear ratio by pressing the first brake, and the third and fourth clutch is switched. Another, third gear ratio can be displayed by closing the first, third and fourth clutch. Furthermore, a fourth gear ratio results by operating the second, third and fourth clutches, a fifth gear ratio is selectable by closing the first, second and fourth clutches. Further, a sixth gear ratio is switched by operating the first, second and third clutches, while a seventh gear ratio can be displayed by closing the first brake and the first and second clutches. Finally, there is an eighth gear ratio by operating the first brake, and the second and third clutch.

Bevorzugt beträgt eine Standübersetzung des ersten Planetensatzes –2,776, eine Standübersetzung des zweiten Planetensatzes –1,600, eine Standübersetzung des dritten Planetensatzes –2,136 und eine Standübersetzung des vierten Planetensatzes –1,629.Preferably, a stand ratio of the first planetary gearset -2,776, a stationary gear ratio of the second planetary gear set -1,600, a stationary gear ratio of the third planetary gear set -2,136 and a stationary gear ratio of the fourth planetary gearset -1,629.

In Weiterbildung der Erfindung ist die Antriebswelle des Mehrstufengetriebes zur Realisierung eines Nebenabtriebs insbesondere durch das Mehrstufengetriebe hindurchgeführt und dient dabei neben der Abtriebswelle als zusätzlicher zweiter Abtrieb, beispielsweise im Sinne eines Zapfwellenabtriebs für austauschbare Nebenaggregate. In a further development of the invention, the drive shaft of the multistage transmission for realizing a power take-off is in particular passed through the multi-stage transmission and serves in addition to the output shaft as an additional second output, for example in the sense of a PTO for exchangeable ancillaries.

Grundsätzlich umfasst die Erfindung auch Ausführungen des Mehrstufengetriebes, bei denen Antrieb und Abtrieb kinematisch gegeneinander vertauscht sind. Hierbei dient die genannte Abtriebswelle des Mehrstufengetriebes als dessen Antrieb, d. h. zum Einleiten eines Drehmoments in das Mehrstufengetriebe, beispielsweise mittels eines Antriebsmotors, und die genannte Antriebswelle des Mehrstufengetriebes dient als dessen Abtrieb, d. h. zum Abgriff eines Drehmoments von dem Mehrstufengetriebe, beispielsweise zum Betreiben eines Aggregats oder Fahrzeugantriebs. In einem Schaltschema des Mehrstufengetriebes kehrt sich die Reihenfolge der Übersetzungsverhältnisse dann entsprechend um.Basically, the invention also includes versions of the multi-speed transmission, in which the drive and output are kinematically interchanged. Here, the said output shaft of the multi-speed transmission serves as its drive, d. H. for introducing a torque into the multi-speed transmission, for example by means of a drive motor, and said drive shaft of the multi-speed transmission serves as its output, d. H. for picking up a torque from the multi-speed transmission, for example for operating an engine or vehicle drive. In a circuit diagram of the multi-speed transmission, the order of the gear ratios then reverses accordingly.

Die Erfindung ist nicht auf die angegebene Kombination der Merkmale des Hauptanspruchs und der abhängigen Ansprüche beschränkt. Es ergeben sich darüber hinaus Möglichkeiten, einzelne Merkmale, auch soweit sie aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele oder unmittelbar aus den Zeichnungen hervorgehen, miteinander zu kombinieren. Die Bezugnahme der Ansprüche auf die Zeichnungen durch die Verwendung von Bezugszeichen soll den Schutzumfang der Ansprüche nicht beschränken.The invention is not limited to the specified combination of the features of the main claim and the dependent claims. It also results in ways to combine individual features, even if they emerge from the claims, the following description of the embodiments or directly from the drawings. The reference of the claims to the drawings through the use of reference numerals is not intended to limit the scope of the claims.

Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung näher dargestellt. Es zeigt:Further measures which improve the invention are described in more detail below together with the description of preferred embodiments of the invention. It shows:

1 eine schematische Ansicht einer ersten bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes; 1 a schematic view of a first preferred embodiment of a multi-speed transmission according to the invention;

2 ein beispielhaftes Schaltschema für ein Mehrstufengetriebe gemäß 1; 2 an exemplary circuit diagram for a multi-step transmission according to 1 ;

3 eine schematische Ansicht einer zweiten bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes; 3 a schematic view of a second preferred embodiment of a multi-speed transmission according to the invention;

4 eine schematische Ansicht einer dritten bevorzugten Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes; 4 a schematic view of a third preferred embodiment of a multi-speed transmission according to the invention;

5 eine schematische Ansicht einer weiteren, vierten bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes; 5 a schematic view of a further, fourth preferred embodiment of a multi-speed transmission according to the invention;

6 eine schematische Darstellung einer fünften bevorzugten Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes; 6 a schematic representation of a fifth preferred embodiment of a multi-speed transmission according to the invention;

7 eine schematische Ansicht einer weiteren, sechsten bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes. 7 a schematic view of another, sixth preferred embodiment of a multi-speed transmission according to the invention.

Aus 1 geht eine erste bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes hervor, bei welchem es sich bevorzugt um ein Splittergetriebe eines Gesamtgetriebes einer landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine handelt. Innerhalb des Gesamtgetriebes wird ein derartiges Splittergetriebe als Lastschaltgetriebe üblicherweise in Kombination mit einem Gruppengetriebe verwendet, so dass durch das Splittergetriebe mit niedrigen Stufensprüngen in Kombination mit dem Gruppengetriebe mit üblicherweise großen Stufensprüngen eine sehr hohe Anzahl an darstellbaren Übersetzungsverhältnissen und eine große erreichbare Spreizung des Gesamtgetriebes möglich ist. Aufgrund dieser hohen Anzahl an darstellbaren Gangstufen eignet sich ein hierdurch gebildetes Gesamtgetriebe für die Anwendung bei einer landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine, insbesondere bei einem Ackerschlepper. Des Weiteren erfolgt hierbei auch bevorzugt eine Kombination mit einer Kriechgang- und/oder einer Wendeeinheit. Hierbei ist eine geometrische Reihenfolge der einzelnen Getriebeeinheiten im Gesamtgetriebe prinzipiell frei wählbar.Out 1 shows a first preferred embodiment of a multi-speed transmission according to the invention, in which it is preferably a splitter gear of a total transmission of an agricultural machine. Within the overall transmission, such a splitter transmission is usually used as a power shift transmission in combination with a group transmission, so that a very high number of representable gear ratios and a large achievable spread of the overall transmission is possible by the splitter with low increments in combination with the group transmission with usually large increments , Due to this high number of representable gear ratios, a total gear formed thereby for use in an agricultural machine, especially in a farm tractor. Furthermore, in this case also preferably a combination with a creeper and / or a turning unit. In this case, a geometric sequence of the individual gear units in the overall transmission is in principle freely selectable.

Wie nun aus 1 ersichtlich ist, weist das erfindungsgemäße Mehrstufengetriebe ein Gehäuse 1 auf, in welchem eine Antriebswelle 2, eine Abtriebswelle 3 und vier Planetensätze 4, 5, 6 und 7 aufgenommen sind. Bei der dargestellten Ausführung sind die Planetensätze 4, 5, 6 und 7 jeweils als Minusplanetensätze ausgebildet, wobei es im Rahmen der Erfindung aber ebenso gut denkbar ist, zumindest einen der Minusplanetensätze als Plusplanetensatz auszuführen. Hierzu muss lediglich gleichzeitig eine Steg- und eine Hohlradanbindung getauscht und der Betrag der Standübersetzung im Vergleich zu der Ausführung als Minusplanetensatz um Eins erhöht werden. Ferner sind die Planetensätze 4, 5, 6 und 7 vorliegend axial betrachtet in der Reihenfolge 4, 5, 6, 7 angeordnet.Like now off 1 it can be seen, the multi-stage transmission according to the invention has a housing 1 on, in which a drive shaft 2 , an output shaft 3 and four planetary gear sets 4 . 5 . 6 and 7 are included. In the illustrated embodiment, the planetary gear sets 4 . 5 . 6 and 7 each designed as Minusplanetensätze, but it is equally well within the scope of the invention, at least one of the Minusplanetensätze execute as Plusplanetensatz. For this purpose, only a web and a Hohlradanbindung has to be exchanged at the same time and the amount of stand translation compared to the execution as Minusplanetensatz increased by one. Furthermore, the planetary gear sets 4 . 5 . 6 and 7 considered axially in this order 4 . 5 . 6 . 7 arranged.

Ferner ist aus 1 ersichtlich, dass das erfindungsgemäße Mehrstufengetriebe insgesamt fünf Schaltelemente umfasst, welche sich aus zwei Bremsen 8 und 9 und drei Kupplungen 10, 11 und 12 zusammensetzen. Eine räumliche Anordnung dieser Schaltelemente kann dabei beliebig sein und wird nur durch deren Abmessungen, sowie die äußere Formgebung begrenzt. Im vorliegenden Fall sind die Bremsen 8 und 9 und die Kupplungen 10, 11 und 12 jeweils als Lamellenschaltelemente ausgeführt, wobei es im Rahmen der Erfindung aber ebenso gut denkbar ist, diese als formschlüssige Schaltelemente oder als anderweitige reibschlüssige Schaltelemente auszuführen.Furthermore, it is off 1 It can be seen that the multistage transmission according to the invention comprises a total of five switching elements, which consist of two brakes 8th and 9 and three couplings 10 . 11 and 12 put together. A spatial arrangement of these switching elements can be arbitrary and is limited only by their dimensions, as well as the outer shape. In the present case, the brakes 8th and 9 and the couplings 10 . 11 and 12 each designed as a lamellar switching elements, but it is just as well within the scope of the invention It is conceivable to execute these as form-locking switching elements or as otherwise frictional switching elements.

Durch eine gezielte Betätigung der Schaltelemente ist ein selektives Schalten verschiedener Übersetzungsverhältnisse, vorliegend von insgesamt acht Gangstufen, zwischen der Antriebswelle 2 und der Abtriebswelle 3 möglich. Des Weiteren sind in dem Gehäuse 1 insgesamt acht drehbare Wellen aufgenommen, welche neben der Antriebswelle 2 und der Abtriebswelle 3 durch eine dritte Welle 13, eine vierte Welle 14, eine fünfte Welle 15, eine sechste Welle 16, eine siebte Welle 17 und eine achte Welle 18 gebildet sind.By a selective actuation of the switching elements is a selective switching of different ratios, in this case of a total of eight gear ratios, between the drive shaft 2 and the output shaft 3 possible. Furthermore, in the housing 1 a total of eight rotatable shafts added, which next to the drive shaft 2 and the output shaft 3 through a third wave 13 , a fourth wave 14 , a fifth wave 15 , a sixth wave 16 , a seventh wave 17 and an eighth wave 18 are formed.

Erfindungsgemäß verbindet die dritte Welle 13 hierbei einen Steg des ersten Planetensatzes 4 mit einem Sonnenrad des dritten Planetensatzes 6 und kann zudem über die erste Kupplung 10 mit der vierten Welle 14 gekoppelt werden, die mit einem Steg des zweiten Planetensatzes 5 und einem Hohlrad des vierten Planetensatzes 7 in Verbindung steht. Des Weiteren verbindet die fünfte Welle 15 Hohlräder des zweiten Planetensatzes 5 und des dritten Planetensatzes 6 und ist über die zweite Kupplung 11 mit der Abtriebswelle 3 koppelbar, die zudem mit einem Steg des vierten Planetensatzes 7 verbunden ist.According to the invention, the third shaft connects 13 Here, a bridge of the first planetary gear set 4 with a sun gear of the third planetary gear set 6 and also via the first clutch 10 with the fourth wave 14 coupled with a web of the second planetary gear set 5 and a ring gear of the fourth planetary gear set 7 communicates. Furthermore, the fifth wave connects 15 Ring gears of the second planetary gear set 5 and the third planetary gear set 6 and is about the second clutch 11 with the output shaft 3 coupled, which also with a bridge of the fourth planetary gear set 7 connected is.

Ferner ist die sechste Welle 16 mit einem Sonnenrad des zweiten Planetensatzes 5 gekoppelt und kann zum einen mittels der ersten Bremse 8 am Gehäuse 1 festgesetzt und zum anderen über die dritte Kupplung 12 mit der siebten Welle 17 verbunden werden, die mit einem Hohlrad des ersten Planetensatzes 4 gekoppelt ist. Die achte Welle 18 ist mit einem Sonnenrad des vierten Planetensatzes 7 gekoppelt und kann über die zweite Bremse 9 drehfest mit dem Gehäuse 1 verbunden werden. Schließlich verbindet noch die Antriebswelle 2 ein Sonnenrad des ersten Planetensatzes 4 mit einem Steg des dritten Planetensatzes 6.Further, the sixth wave 16 with a sun gear of the second planetary gear set 5 coupled and can on the one hand by means of the first brake 8th on the housing 1 fixed and the other via the third clutch 12 with the seventh wave 17 connected to a ring gear of the first planetary gear set 4 is coupled. The eighth wave 18 is with a sun gear of the fourth planetary gear set 7 coupled and can over the second brake 9 rotatably with the housing 1 get connected. Finally, the drive shaft still connects 2 a sun gear of the first planetary gear set 4 with a bridge of the third planetary gear set 6 ,

Aus 2 geht ein beispielhaftes Schaltschema eines Mehrstufengetriebes gemäß 1 hervor, wobei hierbei jedes der insgesamt acht darstellbaren Übersetzungsverhältnisse durch Schließen von dreien der fünf Schaltelemente darstellbar und zum Schalten in die jeweils benachbarte Gangstufe der Zustand zweier Schaltelemente zu variieren ist. Dabei können aus dem beispielhaften Schaltschema die jeweiligen Übersetzungen i in den einzelnen Gangstufen, sowie die sich ergebenden Gangsprünge φ zum jeweils nächst höheren Gang beispielhaft entnommen werden. Prinzipiell ist die Höhe der einzelnen Übersetzungen über die Höhe der Standübersetzungen der Planetensätze 4, 5, 6 und 7 frei wählbar, wobei bevorzugt der erste Planetensatz 4 eine Standübersetzung von –2,776, der zweite Planetensatz 5 eine Standübersetzung von –1,600, der dritte Planetensatz 6 eine Standübersetzung von –2,136 und der vierte Planetensatz 7 eine Standübersetzung von –1,629 aufweist. Aus 2 ist zudem eine Spreizung des Mehrstufengetriebes von insgesamt 3,093 ablesbar.Out 2 is an exemplary circuit diagram of a multi-speed transmission according to 1 in which case each of the total of eight representable gear ratios can be represented by closing three of the five switching elements and to vary the state of two switching elements for switching to the respective adjacent gear stage. In this case, the respective gear ratios i in the individual gear steps, as well as the resulting gear steps φ for the next higher gear can be taken by way of example from the exemplary shift diagram. In principle, the height of the individual translations over the height of the state translations of the planetary gear sets 4 . 5 . 6 and 7 freely selectable, wherein preferably the first planetary gear set 4 a stand translation of -2,776, the second planetary gear set 5 a stand translation of -1,600, the third planetary gear set 6 a stand ratio of -2.136 and the fourth planetary gear set 7 has a stand translation of -1.629. Out 2 In addition, a spread of the multi-speed transmission of a total of 3.093 is readable.

Wie aus 2 hervorgeht, ergibt sich ein erstes Übersetzungsverhältnis durch Schließen beider Bremsen 8 und 9, sowie der ersten Kupplung 10, wobei zum Schalten in das nächste, zweite Übersetzungsverhältnis die erste Kupplung 10 zu öffnen und die dritte Kupplung 12 zu betätigen ist. Ein sich an das zweite Übersetzungsverhältnis anschließendes drittes Übersetzungsverhältnis wird durch Öffnen der ersten Bremse 8 und Schließen der ersten Kupplung 10 geschaltet. Ausgehend vom dritten Übersetzungsverhältnis ergibt sich ein viertes Übersetzungsverhältnis durch ein erneutes Öffnen der ersten Kupplung und Betätigen der zweiten Kupplung 11. Ein fünftes Übersetzungsverhältnis ist darstellbar, indem ausgehend vom vierten Übersetzungsverhältnis die dritte Kupplung 12 gelöst und die erste Kupplung 10 geschlossen wird. Durch ein Öffnen der zweiten Bremse 9 und Schließen der dritten Kupplung 12 wird des Weiteren ein sechstes Übersetzungsverhältnis gewählt, wobei zum Schalten in das nächste, siebte Übersetzungsverhältnis die dritte Kupplung 12 wiederum zu öffnen und die erste Bremse 8 zu betätigen ist. Schließlich ergibt sich ein achtes Übersetzungsverhältnis, indem ausgehend vom siebten Übersetzungsverhältnis die erste Kupplung 10 geöffnet und die dritte Kupplung 12 betätigt wird.How out 2 shows, results in a first gear ratio by closing both brakes 8th and 9 , as well as the first clutch 10 , wherein for switching to the next, second gear ratio, the first clutch 10 to open and the third clutch 12 is to be operated. A subsequent to the second ratio third gear ratio is opened by opening the first brake 8th and closing the first clutch 10 connected. Starting from the third gear ratio results in a fourth gear ratio by reopening the first clutch and operating the second clutch 11 , A fifth gear ratio can be represented by starting from the fourth gear ratio, the third clutch 12 solved and the first clutch 10 is closed. By opening the second brake 9 and closing the third clutch 12 Furthermore, a sixth gear ratio is selected, wherein for switching to the next, seventh gear ratio, the third clutch 12 turn to open and the first brake 8th is to be operated. Finally, there is an eighth gear ratio, starting from the seventh gear ratio, the first clutch 10 opened and the third clutch 12 is pressed.

Aus 3 geht eine schematische Ansicht einer zweiten bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes hervor. Im Unterschied zu der im Vorfeld beschriebenen Variante verläuft ein Abtrieb über eine Abtriebswelle 19 in diesem Fall quer zu dem Antrieb über eine Antriebswelle 20, wobei letztere zudem axial in Richtung der zweiten Bremse 9 verlängert ausgeführt ist. Hierdurch wird eine Front-Querbauweise eines erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes gebildet, wobei Verbindungen der Planetensätze 4, 5, 6 und 7 untereinander entsprechend der Ausführungsform nach 1 erhalten bleiben. Dementsprechend entspricht ein Schaltschema des in 3 dargestellten Mehrstufengetriebes auch dem nach 2.Out 3 is a schematic view of a second preferred embodiment of a multi-speed transmission according to the invention. In contrast to the variant described above, an output via an output shaft runs 19 in this case, transverse to the drive via a drive shaft 20 In addition, the latter also axially in the direction of the second brake 9 extended executed. As a result, a front-transverse design of a multi-speed transmission according to the invention is formed, wherein connections of the planetary gear sets 4 . 5 . 6 and 7 with each other according to the embodiment according to 1 remain. Accordingly, a circuit diagram of in 3 also shown the multi-speed transmission 2 ,

Des Weiteren geht aus 4 eine dritte bevorzugte Ausführungsform eines Mehrstufengetriebes hervor. Im Unterschied zu der Ausführungsform nach 1 verbindet in diesem Fall eine sechste Welle 21, neben einer möglichen Ankoppelung an das Gehäuse 1 mittels der ersten Bremse 8, das Hohlrad des ersten Planetensatzes 4 mit dem Sonnenrad des zweiten Planetensatzes 5. Zudem kann eine Antriebswelle 22 neben einer Verbindung mit dem Steg des dritten Planetensatzes 6 über eine dritte Kupplung 23 mit einer siebten Welle 24 gekoppelt werden, die mit dem Sonnenrad des ersten Planetensatzes 4 in Verbindung stehtFurthermore goes out 4 a third preferred embodiment of a multi-speed transmission forth. Unlike the embodiment according to 1 connects in this case a sixth wave 21 , in addition to a possible coupling to the housing 1 by means of the first brake 8th , the ring gear of the first planetary gear set 4 with the sun gear of the second planetary gear set 5 , In addition, a drive shaft 22 in addition to a connection with the bridge of the third planetary gear set 6 via a third clutch 23 with a seventh wave 24 coupled be with the sun gear of the first planetary gear set 4 communicates

Dabei ist der Aufbau gemäß der Ausführungsform nach 4 wirkungsgleich zu der Ausgestaltung gemäß 1, so dass in den einzelnen Übersetzungsverhältnissen und für die gleichen Standübersetzungen der Planetensätze 4, 5, 6 und 7 die Übersetzungen i sowie die Gangsprünge φ gemäß dem beispielhaften Schaltschema nach 2 erreicht werden. Auch die Schaltung der einzelnen Übersetzungsverhältnisse unterscheidet sich zu der Beschreibung zu 2 nur dahingehend, dass anstelle der dritten Kupplung 12 in 1 jeweils die dritte Kupplung 23 in 4 zu betätigen ist.Here, the structure according to the embodiment according to 4 equivalent to the embodiment according to 1 , so that in the individual gear ratios and for the same level translations of the planetary gear sets 4 . 5 . 6 and 7 the ratios i and the pitches φ according to the exemplary circuit diagram after 2 be achieved. The circuit of the individual gear ratios differs from the description 2 only to the effect that instead of the third clutch 12 in 1 each the third clutch 23 in 4 is to be operated.

Ferner ist in 5 eine vierte bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes dargestellt. Im Unterschied zu der Ausführungsform nach 1 kann eine dritte Welle 25, neben einer Verbindung mit dem Sonnenrad des dritten Planetensatzes 6 und einer möglichen Ankoppelung über die erste Kupplung 10 an die vierte Welle 14, mittels einer dritten Kupplung 26 mit einer siebten Welle 27 verbunden werden, die mit dem Steg des ersten Planetensatzes 4 gekoppelt ist. Ferner verbindet eine sechste Welle 21 das Hohlrad des ersten Planetensatzes 4 mit dem Sonnenrad des zweiten Planetensatzes 5 und kann über die erste Bremse 8 am Gehäuse 1 festgesetzt werden.Furthermore, in 5 a fourth preferred embodiment of a multi-speed transmission according to the invention shown. Unlike the embodiment according to 1 can a third wave 25 , in addition to a connection with the sun gear of the third planetary gear set 6 and a possible coupling via the first clutch 10 to the fourth wave 14 , by means of a third clutch 26 with a seventh wave 27 connected to the bridge of the first planetary gear set 4 is coupled. Furthermore, a sixth shaft connects 21 the ring gear of the first planetary gear set 4 with the sun gear of the second planetary gear set 5 and can about the first brake 8th on the housing 1 be fixed.

Auch im Falle der vierten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes nach 5 werden für gleiche Standübersetzungen der Planetensätze 4 bis 7 wiederum die Übersetzungen i in den einzelnen Übersetzungsverhältnissen, sowie die Gangsprünge φ gemäß dem beispielhaften Schaltschema nach 2 erreicht. Hinsichtlich des Schaltens der einzelnen Gangstufen ist das Beschriebene zu 2 dahingehend abzuwandeln, dass anstelle der dritten Kupplung 12 in 1 jeweils die dritte Kupplung 26 in 5 zu betätigen ist.Also in the case of the fourth embodiment of the multi-speed transmission according to the invention 5 be for the same level translations of the planetary gear sets 4 to 7 again the translations i in the individual gear ratios, as well as the gear jumps φ according to the exemplary circuit diagram 2 reached. With regard to the switching of the individual gear stages is the described to 2 to modify that instead of the third clutch 12 in 1 each the third clutch 26 in 5 is to be operated.

In 6 ist eine fünfte bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes dargestellt. Im Unterschied zu der Ausführungsform nach 1 kann eine Abtriebswelle 28 neben einer möglichen Ankoppelung mittels der zweiten Kupplung 11 an die fünfte Welle 15 zudem über eine vierte Kupplung 29 mit einer achten Welle 30 verbunden werden, die mit dem Steg des vierten Planetensatzes 7 gekoppelt ist. Des Weiteren ist das Sonnenrad des vierten Planetensatzes 7 drehfest mit dem Gehäuse 1 verbunden.In 6 a fifth preferred embodiment of a multi-speed transmission according to the invention is shown. Unlike the embodiment according to 1 can be an output shaft 28 in addition to a possible coupling by means of the second clutch 11 to the fifth wave 15 also via a fourth clutch 29 with an eighth wave 30 connected to the bridge of the fourth planetary gear set 7 is coupled. Furthermore, the sun gear of the fourth planetary gear set 7 rotatably with the housing 1 connected.

Hierbei ist der Aufbau gemäß der Ausführungsform nach 6 wiederum wirkungsgleich zu der Ausführungsform gemäß 1, so dass in den einzelnen Übersetzungsverhältnissen und bei gleichen Standübersetzungen der Planetensätze 4, 5, 6 und 7 die Übersetzungen i sowie die Gangsprünge φ gemäß dem beispielhaften Schaltschema nach 2 erreicht werden. Auch eine Schaltung der einzelnen Gangstufen unterscheidet sich zu der Beschreibung zu 2 nur dahingehend, dass anstellte der zweiten Bremse 9 in 1 jeweils die vierte Kupplung 29 in 6 zu betätigen ist.Here, the structure according to the embodiment according to 6 again in the same way as the embodiment according to FIG 1 , so that in the individual gear ratios and at the same level ratios of the planetary gear sets 4 . 5 . 6 and 7 the ratios i and the pitches φ according to the exemplary circuit diagram after 2 be achieved. Also a circuit of the individual gear steps differs from the description 2 only to the effect that hired the second brake 9 in 1 in each case the fourth clutch 29 in 6 is to be operated.

Schließlich geht aus 7 eine sechste bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes hervor. Im Unterschied zu der Ausführungsform nach 1 kann eine vierte Welle 31, neben einer Verbindung mit dem Steg des zweiten Planetensatzes 5 und einer möglichen Ankoppelung an die die dritte Welle 13 über die erste Kupplung 10, mittels einer vierten Kupplung 32 mit einer achten Welle 33 verbunden werden. Diese achte Welle 33 ist dabei im weiteren Verlauf mit dem Hohlrad des vierten Planetensatzes 7 gekoppelt. Zudem ist das Sonnenrad des vierten Planetensatzes 7 erneut drehfest mit dem Gehäuse 1 verbunden.Finally, go out 7 a sixth preferred embodiment of a multi-speed transmission according to the invention. Unlike the embodiment according to 1 can be a fourth wave 31 , in addition to a connection with the web of the second planetary gear set 5 and a possible coupling to the third wave 13 over the first clutch 10 , by means of a fourth clutch 32 with an eighth wave 33 get connected. This eighth wave 33 is in the further course with the ring gear of the fourth planetary gear set 7 coupled. In addition, the sun gear of the fourth planetary gear set 7 again rotatably with the housing 1 connected.

Auch im Falle der sechsten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes gemäß 7 werden für gleiche Standübersetzungen wiederum die Übersetzungen i in den einzelnen Gangstufen, sowie die Gangsprünge φ gemäß dem beispielhaften Schaltschema nach 2 erreicht. Hinsichtlich des Schaltens der einzelnen Übersetzungsverhältnisse unterscheidet die vorliegende Variante gegenüber dem Beschriebenen zu 2 dadurch, dass anstelle der zweiten Bremse 9 in 1 jeweils die vierte Kupplung 32 in 7 zu betätigen ist.Also in the case of the sixth preferred embodiment of the multi-speed transmission according to the invention 7 In turn, the ratios i in the individual gear ratios, as well as the gear steps φ according to the exemplary shift pattern, are reproduced for the same level translations 2 reached. With regard to the switching of the individual transmission ratios, the present variant differs from what has been described 2 in that instead of the second brake 9 in 1 in each case the fourth clutch 32 in 7 is to be operated.

Mittels der einzelnen erfindungsgemäßen Ausgestaltungen eines Mehrstufengetriebes lässt sich ein Splittergetriebe für ein Arbeitsfahrzeug mit einem niedrigen Herstellungsaufwand und geringem Gewicht erzielen. Zudem treten bei den erfindungsgemäßen Mehrstufengetrieben jeweils niedrige Absolut- und Relativdrehzahlen, sowie niedrige Planetensatz- und Schaltelementmomente auf. Schließlich werden jeweils eine gute Übersetzungsreihe und gute Verzahnungswirkungsgrade bei gleichzeitig nahezu geometrischen Stufensprüngen erzielt.By means of the individual embodiments according to the invention of a multistage transmission, it is possible to achieve a splitter transmission for a work vehicle with a low production outlay and low weight. In addition, low absolute and relative speeds as well as low planetary gearset and shift element torques occur in the multi-speed transmissions according to the invention. Finally, in each case a good series of translations and good toothing efficiencies are achieved at the same time almost geometric increments.

Neben den in den Figuren dargestellten Ausführungsformen sind hierbei weitere Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes denkbar, insbesondere indem die verschiedenen Möglichkeiten der Anordnung der dritten Kupplung der 4 und 5 mit den verschiedenen Positionen einer vierten Kupplung der 6 und 7 jeweils kombiniert werden.In addition to the embodiments shown in the figures, further embodiments of a multistage transmission according to the invention are conceivable here, in particular by the various possibilities of the arrangement of the third clutch 4 and 5 with the different positions of a fourth clutch the 6 and 7 each combined.

Zudem sind die erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebe bevorzugt koaxial aufgebaut, der Abtrieb kann aber auch, wie im Falle der Ausführung gemäß 3, seitlich zum Getriebe (achsparallel) realisiert werden.In addition, the multi-speed transmissions according to the invention are preferably constructed coaxially, but the output can also, as in the case of execution according to 3 , side of the gear (paraxial) can be realized.

Erfindungsgemäß ist es ferner möglich, an jeder geeigneten Stelle des Mehrstufengetriebes zusätzliche Freiläufe vorzusehen, beispielsweise zwischen einer Welle und dem Gehäuse, oder um zwei Wellen gegebenenfalls zu verbinden. Des Weiteren kann der Abtrieb prinzipiell überall an der jeweiligen Abtriebswelle und der Antrieb prinzipiell auch überall an der jeweiligen Antriebswelle angeordnet sein.According to the invention it is also possible to provide additional freewheels, for example between a shaft and the housing, or optionally to connect two shafts at any suitable point of the multi-speed transmission. Furthermore, the output can in principle be arranged anywhere on the respective output shaft and the drive in principle anywhere on the respective drive shaft.

Im Rahmen einer vorteilhaften Weiterbildung kann die jeweilige Antriebswelle durch ein Kupplungselement von einem Antriebsmotor nach Bedarf getrennt werden, wobei als Kupplungselement ein hydrodynamischer Drehmomentwandler, eine hydrodynamische Kupplung, eine trockene Anfahrkupplung, eine nasse Anfahrkupplung, eine Magnetpulverkupplung, eine Fliehkraftkupplung, etc. einsetzbar sind. Zudem ist es auch möglich, ein derartiges Anfahrelement in Kraftflussrichtung hinter dem Getriebe anzuordnen, wobei in diesem Fall die jeweilige Antriebswelle ständig mit der Kurbelwelle des Antriebsmotors verbunden ist. Alternativ kann auch eines der Schaltelemente des Mehrstufengetriebes als internes Anfahrelement genutzt werden. Dieses interne Anfahrelement sollte in den potentiellen Anfahrgängen vorzugsweise geschlossen sein, d. h. es wird während des Anfahrvorgangs geschlossen.As part of an advantageous development, the respective drive shaft can be separated by a coupling element of a drive motor as needed, being used as a coupling element, a hydrodynamic torque converter, a hydrodynamic clutch, a dry starting clutch, a wet starting clutch, a magnetic powder clutch, a centrifugal clutch, etc. In addition, it is also possible to arrange such a starting element in the power flow direction behind the transmission, in which case the respective drive shaft is constantly connected to the crankshaft of the drive motor. Alternatively, one of the switching elements of the multi-speed transmission can be used as an internal starting element. This internal starting element should preferably be closed in the potential starting gears, i. H. it is closed during the startup process.

Zudem ist es möglich zwischen dem Antriebsmotor und dem Getriebe einen Torsionsschwingungsdämfper anzuordnen.In addition, it is possible to arrange a Torsionsschwingungsdämfper between the drive motor and the transmission.

Schließlich ist es im Rahmen der Erfindung ebenso denkbar, auf jeder der Wellen, bevorzugt auf der jeweiligen Antriebswelle oder der jeweiligen Abtriebswelle eine elektrische Maschine als Generator und/oder als zusätzliche Antriebsmaschine anzuordnen. Selbstverständlich fällt auch jede konstruktive Ausbildung, insbesondere jede räumlich Anordnung der Planetensätze und der Schaltelemente an sich sowie zueinander und soweit technisch sinnvoll, unter den Schutzumfang der vorliegenden Ansprüche, ohne die Funktion des Getriebes, wie sie in den Ansprüchen angegeben ist, zu beeinflussen, auch wenn diese Ausbildung nicht explizit in den Figuren oder in der Beschreibung dargestellt ist.Finally, it is also conceivable within the scope of the invention to arrange on each of the shafts, preferably on the respective drive shaft or the respective output shaft, an electric machine as a generator and / or as an additional drive machine. Of course, also falls any structural design, especially any spatial arrangement of the planetary gear sets and the switching elements in itself and to one another and as far as technically feasible, within the scope of the present claims, without affecting the function of the transmission, as indicated in the claims, also if this training is not explicitly shown in the figures or in the description.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Gehäusecasing
22: Antriebswelledrive shaft
33: Abtriebswelleoutput shaft
44: erster Planetensatzfirst planetary gear set
55: zweiter Planetensatzsecond planetary set
66: dritter Planetensatzthird planetary set
77: vierter Planetensatzfourth planetary set
88th: erste Bremsefirst brake
99: zweite Bremsesecond brake
1010: erste Kupplungfirst clutch
1111: zweite Kupplungsecond clutch
1212: dritte Kupplungthird clutch
1313: dritte Wellethird wave
1414: vierte Wellefourth wave
1515: fünfte Wellefifth wave
1616: sechste Wellesixth wave
1717: siebte Welleseventh wave
1818: achte Welleeighth wave
1919: Abtriebswelleoutput shaft
2020: Antriebswelledrive shaft
2121: sechste Wellesixth wave
2222: Antriebswelledrive shaft
2323: dritte Kupplungthird clutch
2424: siebte Weileseventh time
2525: dritte Wellethird wave
2626: dritte Kupplungthird clutch
2727: siebte Welleseventh wave
2828: Abtriebswelleoutput shaft
2929: vierte Kupplungfourth clutch
3030: achte Welleeighth wave
3131: vierte Wellefourth wave
3232: vierte Kupplungfourth clutch
3333: achte Welleeighth wave

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 0495942 B1 [0003]

Claims

Multi-stage gear in planetary construction, in particular splitter gear of a working machine, with a housing ( 1 ), in which four planetary gear sets ( 4 . 5 . 6 . 7 ) and a plurality of shafts are received, and with switching elements, which by at least one brake ( 8th ; 8th . 9 ) and couplings ( 10 . 11 . 12 ; 10 . 11 . 23 ; 10 . 11 . 26 ; 10 . 11 . 12 . 29 ; 10 . 11 . 12 . 32 ) are formed and by means of their targeted operation eight different ratios between a drive ( 2 ; 20 ; 22 ) and an output shaft ( 3 ; 19 ; 28 ), characterized in that a third wave ( 13 ; 25 ) with a sun gear of a third planetary gear set ( 6 ) and by means of a first coupling ( 10 ) with a fourth wave ( 14 ; 31 ) which can be coupled with a web of a second planetary gear set ( 5 ), whereby a fifth wave ( 15 ) a ring gear of the second planetary gear set ( 5 ) with a ring gear of the third planetary gear set ( 6 ) and via a second clutch ( 11 ) with the output shaft ( 3 ; 19 ; 28 ) releasably coupled, further comprising a sixth wave ( 16 ; 21 ) with a sun gear of the second planetary gear set ( 5 ) and by means of a first brake ( 8th ) on the housing ( 1 ) is fixable, and wherein the drive shaft ( 2 ; 20 ; 22 ) with a web of the third planetary gear set ( 6 ) connected is.

Multi-step transmission according to Claim 1, characterized in that the sixth shaft ( 16 ) also by means of a third clutch ( 12 ) with a seventh wave ( 17 ) connectable with a ring gear of a first planetary gear set ( 4 ), wherein a web of the first planetary gearset ( 4 ) with the third wave ( 13 ) and a sun gear of the first planetary gear set ( 4 ) with the drive shaft ( 2 ).

Multi-step transmission according to claim 1, characterized in that the drive shaft ( 22 ) also by means of a third clutch ( 23 ) with a seventh wave ( 24 ) connectable with a sun gear of a first planetary gear set ( 4 ), wherein a web of the first planetary gearset ( 4 ) with the third wave ( 13 ) and a ring gear of the first planetary gear set ( 4 ) with the sixth wave ( 21 ).

Multi-step transmission according to Claim 1, characterized in that the third shaft ( 25 ) also by means of a third clutch ( 26 ) with a seventh wave ( 27 ) connectable with a web of a first planetary gear set ( 4 ), wherein a ring gear of the first planetary gearset ( 4 ) with the sixth wave ( 21 ) and a sun gear of the first planetary gear set ( 4 ) with the drive shaft ( 2 ).

Multi-speed transmission according to one of claims 2 to 4, characterized in that a sun gear of a fourth planetary gear set ( 7 ) with an eighth wave ( 18 ) connected via a second brake ( 9 ) on the housing ( 1 ) can be fixed, wherein a web of the fourth planetary gear set ( 7 ) with the output shaft ( 3 ) and a ring gear of the fourth planetary gear set ( 7 ) with the fourth wave ( 14 ) is coupled.

Multi-step transmission according to one of claims 2 to 4, characterized in that the output shaft ( 28 ) via a fourth clutch ( 29 ) with an eighth wave ( 30 ) is detachably connectable, which with a web of a fourth planetary gear set ( 7 ), wherein a ring gear of the fourth planetary gearset ( 7 ) with the fourth wave ( 14 ) and a sun gear of the fourth planetary gear set ( 7 ) rotatably with the housing ( 1 ).

Multi-step transmission according to one of Claims 2 to 4, characterized in that the fourth shaft ( 31 ) via a fourth clutch ( 32 ) with an eighth wave ( 33 ) is releasably connectable, which with a ring gear of a fourth planetary gear set ( 7 ), wherein a web of the fourth planetary set ( 7 ) with the output shaft ( 3 ) and a sun gear of the fourth planetary gear set ( 7 ) rotatably with the housing ( 1 ).

Multi-step transmission according to claim 5, characterized in that a first transmission ratio by closing both brakes ( 8th . 9 ), as well as the first clutch ( 10 ), a second gear ratio by operating both brakes ( 8th . 9 ), as well as the third clutch ( 12 ; 23 ; 26 ), a third gear ratio by closing the second brake ( 9 ), as well as the first ( 10 ) and third clutch ( 12 ; 23 ; 26 ), a fourth gear ratio by operating the second brake ( 9 ), as well as the second ( 11 ) and third clutch ( 12 ; 23 ; 26 ), a fifth gear ratio by closing the second brake ( 9 ), as well as the first ( 10 ) and second clutch ( 11 ), a sixth gear ratio by operating all couplings ( 10 . 11 . 12 ; 10 . 11 . 23 ; 10 . 11 . 26 ), a seventh gear ratio by closing the first brake ( 8th ), as well as the first ( 10 ) and second clutch ( 11 ), and an eighth gear ratio by operating the first brake ( 8th ), as well as the second ( 11 ) and third clutch ( 12 ; 23 ; 26 ).

Multi-step transmission according to claim 6 or 7, characterized in that a first transmission ratio by closing the first brake ( 8th ), as well as the first ( 10 ) and fourth clutch ( 29 ; 32 ), a second gear ratio by operating the first brake ( 8th ), as well as the third ( 12 ) and fourth clutch ( 29 ; 32 ), a third gear ratio by closing the first ( 10 ), third ( 12 ) and fourth clutch ( 29 ; 32 ), a fourth Transmission ratio by actuating the second ( 11 ), third ( 12 ) and fourth clutch ( 29 ; 32 ), a fifth gear ratio by closing the first ( 10 ), second ( 11 ) and fourth clutch ( 29 ; 32 ), a sixth gear ratio by pressing the first ( 10 ), second ( 11 ) and third clutch ( 12 ), a seventh gear ratio by closing the first brake ( 8th ), as well as the first ( 10 ) and second clutch ( 11 ), and an eighth gear ratio by operating the first brake ( 8th ), as well as the second ( 11 ) and third clutch ( 12 ).

Multi-step transmission according to one of the preceding claims, characterized in that a stationary gear ratio of the first planetary gearset ( 4 ) -2,776, a stationary translation of the second planetary gear set ( 5 ) -1,600, a stationary translation of the third planetary gear set ( 6 ) -2,136 and a stationary translation of the fourth planetary gear set ( 7 ) -1,629.

Multi-step transmission according to one of the preceding claims, characterized in that the output shaft ( 3 ; 19 ; 28 ) as drive and the drive shaft ( 2 ; 20 ; 22 ) serves as the output of the multi-speed transmission.