DE102004040642B4

DE102004040642B4 - Multi-speed transmission

Info

Publication number: DE102004040642B4
Application number: DE102004040642.1A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Diosi Gabor; Dipl.-Ing. Haupt Josef; Dipl.-Ing. Gumpoltsberger Gerhard; Dipl.-Ing. Ziemer Peter
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2004-08-21
Filing date: 2004-08-21
Publication date: 2015-11-26
Anticipated expiration: 2024-08-22
Also published as: DE102004040642A1

Abstract

Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise, insbesondere Automatgetriebe für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Antriebswelle (1) und eine Abtriebswelle (2), welche in einem Gehäuse (G) angeordnet sind, drei Planetensätze (P1, P2, P3), sieben drehbare Wellen (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7) sowie sechs Schaltelemente (03, 04, 05, 13, 47, 67), umfassend Bremsen (03, 04, 05) und Kupplungen (13, 67, 47), deren selektives Eingreifen verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Antriebswelle (1) und der Abtriebswelle (2) bewirkt, so dass acht Vorwärtsgänge und mindestens ein Rückwärtsgang realisierbar sind, wobei die als Antriebswelle ausgeführte erste Welle (1) ständig mit dem Sonnenrad des dritten Planetensatzes (P3) verbunden und über eine erste Kupplung (13) mit der Welle (3) lösbar verbindbar ist, welche ständig mit dem Steg des zweiten Planetensatzes (P2) und dem Steg des ersten Planetensatzes (P1) verbunden und über eine erste Bremse (03) an das Gehäuse (G) ankoppelbar ist, wobei die sechste Welle (6) ständig mit dem Hohlrad des zweiten Planetensatzes (P2) und dem Steg des dritten Planetensatzes (P3) verbunden und über eine zweite Kupplung (67) mit der ständig mit dem Sonnenrad des ersten Planetensatzes (P1) verbundenen siebten Welle (7) lösbar verbindbar ist, welche über eine dritte Kupplung (47) mit der vierten Welle (4) lösbar verbindbar ist, die ständig mit dem Hohlrad des dritten Planetensatzes (P3) verbunden und über eine zweite Bremse (04) an das Gehäuse (G) ankoppelbar ist, und wobei die als Abtriebswelle ausgeführte zweite Welle (2) ständig mit dem Hohlrad des ersten Planetensatzes (P1) verbunden ist und die fünfte Welle (5) ständig mit dem Sonnenrad des zweiten Planetensatzes (P2) verbunden und über eine dritte Bremse (05) an das Gehäuse (G) ankoppelbar ist.Multi-stage transmission in planetary design, in particular automatic transmission for a motor vehicle, comprising a drive shaft (1) and an output shaft (2), which are arranged in a housing (G), three planetary gear sets (P1, P2, P3), seven rotatable shafts (1, 2 , 3, 4, 5, 6, 7) and six shifting elements (03, 04, 05, 13, 47, 67) comprising brakes (03, 04, 05) and clutches (13, 67, 47) whose selective engagement different ratios between the drive shaft (1) and the output shaft (2) effected so that eight forward gears and at least one reverse gear can be realized, wherein the drive shaft designed as the first shaft (1) constantly connected to the sun gear of the third planetary gear set (P3) and over a first clutch (13) with the shaft (3) is releasably connectable, which is constantly connected to the web of the second planetary gear set (P2) and the web of the first planetary gear set (P1) and via a first brake (03) to the housing (G ) can be coupled, wob ei the sixth shaft (6) constantly connected to the ring gear of the second planetary gear set (P2) and the web of the third planetary gear set (P3) and via a second clutch (67) with the continuously connected to the sun gear of the first planetary gear set (P1) seventh shaft (7) is detachably connectable, which via a third clutch (47) with the fourth shaft (4) is releasably connectable, which is constantly connected to the ring gear of the third planetary gear set (P3) and via a second brake (04) to the housing ( G) is coupled, and wherein the output shaft designed as the second shaft (2) is constantly connected to the ring gear of the first planetary gear set (P1) and the fifth shaft (5) constantly connected to the sun gear of the second planetary gear set (P2) and via a third Brake (05) to the housing (G) can be coupled.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise, insbesondere ein Automatgetriebe für ein Kraftfahrzeug.The present invention relates to a multi-stage planetary gear, in particular an automatic transmission for a motor vehicle.

Automatgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, umfassen nach dem Stand der Technik Planetensätze, die mittels Reibungs- bzw. Schaltelementen, wie etwa Kupplungen und Bremsen, geschaltet werden und üblicherweise mit einem einer Schlupfwirkung unterliegenden und wahlweise mit einer Überbrückungskupplung versehenen Anfahrelement, wie etwa einem hydrodynamischen Drehmomentwandler, oder einer Strömungskupplung verbunden sind.Automatic transmissions, in particular for motor vehicles, comprise in the prior art planetary gear sets which are switched by means of friction elements such as clutches and brakes and usually with a slipping action and optionally with a lock-up starting element, such as a hydrodynamic torque converter , or a fluid coupling are connected.

Ein derartiges Getriebe geht aus der EP 0 434 525 A1 hervor. Es umfasst im Wesentlichen eine Antriebswelle und eine Abtriebswelle, die parallel zueinander angeordnet sind, einen konzentrisch zur Abtriebswelle angeordneten, als Zweisteg-Vierwellen-Planetengetriebe ausgebildeten und mit der Antriebswelle verbindbaren Hauptradsatz, einen mit der Antriebswelle verbundenen und mit dem Hauptradsatz verbindbaren Vorschaltradsatz, sowie fünf Schaltelemente in der Form von drei Kupplungen und zwei Bremsen, deren wahlweise Sperrung jeweils paarweise die verschiedenen Gangübersetzungen zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle bestimmt. Hierbei weist das Getriebe zwei Leistungswege auf, so dass durch das selektive paarweise Eingreifen der fünf Schaltelemente sechs Vorwärtsgänge erzielt werden.Such a transmission goes out of the EP 0 434 525 A1 out. It essentially comprises a drive shaft and an output shaft, which are arranged parallel to one another, arranged concentrically to the output shaft, formed as a two-track four-shaft planetary gear and connectable to the drive shaft main gear, connected to the drive shaft and connectable to the main gearset and five Switching elements in the form of three clutches and two brakes whose optional blocking determines in pairs the different gear ratios between the drive shaft and the output shaft. Here, the transmission has two power paths, so that six forward gears are achieved by the selective pairwise intervention of the five switching elements.

Hierbei werden bei dem ersten Leistungsweg zwei Kupplungen zur Übertragung des Drehmomentes vom Vorschaltradsatz zu zwei Elementen des Hauptradsatzes benötigt. Diese sind in Kraftflussrichtung im Wesentlichen hinter dem Vorschaltradsatz in Richtung Hauptradsatz angeordnet. Bei dem zweiten Leistungsweg ist eine weitere Kupplung vorgesehen, die diesen mit einem weiteren Element des Hauptradsatzes lösbar verbindet. Hierbei sind die Kupplungen derart angeordnet, dass der Innenlamelienträger den Abtrieb bildet.In this case, two clutches are required for transmitting the torque from the transfer gearset to two elements of the main gearset in the first power path. These are arranged in the power flow direction substantially behind the transfer gearset in the direction of the main gearset. In the second power path, a further clutch is provided, which removably connects this with another element of the main gearset. Here, the couplings are arranged such that the inner disk carrier forms the output.

Des Weiteren ist aus der Druckschrift US 6,139,463 A ein kompaktes Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise, insbesondere für ein Kraftfahrzeug bekannt, welches zwei miteinander gekoppelte Planetenradsätze und einen Vorschaltradsatz sowie drei Kupplungen und zwei Bremsen aufweist. Bei diesem bekannten Mehrstufengetriebe sind bei einem ersten Leistungsweg zwei Kupplungen C-1 und C-3 zum Übertragen des Drehmoments vom Vorschaltradsatz zu den beiden gekoppelten Planetenradsätzen vorgesehen. Hierbei ist der Außenlamellenträger bzw. die Zylinder- bzw. Kolben- und Druckausgleichsseite der Kupplung C-3 mit einer ersten Bremse B-1 verbunden. Zudem ist der Innenlamelienträger der dritten Kupplung C-3 mit der Zylinder- bzw. Kolben- und Druckausgleichsseite der ersten Kupplung C-1 verbunden, wobei der Innenlamellenträger der ersten Kupplung C-1 abtriebsseitig angeordnet ist und mit einem Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes verbunden ist.Furthermore, from the document US 6,139,463 A a compact planetary multi-speed transmission, in particular for a motor vehicle, which has two coupled planetary gear sets and a Vorschaltradsatz and three clutches and two brakes. In this known multistage transmission, two clutches C-1 and C-3 are provided for transmitting the torque from the transfer gearset to the two coupled planetary gear sets in a first power path. Here, the outer disk carrier or the cylinder or piston and pressure equalization side of the clutch C-3 is connected to a first brake B-1. In addition, the inner disk carrier of the third clutch C-3 is connected to the cylinder or piston and pressure equalization side of the first clutch C-1, wherein the inner disk carrier of the first clutch C-1 is arranged on the output side and is connected to a sun gear of the third planetary gear set.

Des Weiteren ist aus der DE 199 49 507 A1 der Anmelderin ein Mehrstufengetriebe bekannt, bei dem an der Antriebswelle zwei nicht schaltbare Vorschaltradsätze vorgesehen sind, die ausgangsseitig zwei Drehzahlen erzeugen, die neben der Drehzahl der Antriebswelle wahlweise auf einen auf die Abtriebswelle wirkenden, schaltbaren, mehrgliedrigen Hauptplanetenradsatz durch selektives Schließen der verwendeten Schaltelemente derart schaltbar sind, dass zum Umschalten von einem Gang in den jeweils nächstfolgenden höheren oder niedrigeren Gang von den beiden gerade betätigten Schaltelementen jeweils nur ein Schaltelement zu- oder abgeschaltet werden muss.Furthermore, from the DE 199 49 507 A1 the Applicant a multi-speed transmission, in which two non-shiftable Vorschaltradsätze are provided on the drive shaft, the output side generate two speeds, which in addition to the speed of the drive shaft selectively acting on the output shaft, switchable, multi-member main planetary gear set by selectively closing the switching elements used switchable are that for switching from one gear to the next higher or lower gear from the two currently operated switching elements only one switching element must be switched on or off.

Aus der DE 199 12 480 A1 ist ein automatisch schaltbares Kraftfahrzeuggetriebe mit drei Einsteg-Planetensätzen sowie drei Bremsen und zwei Kupplungen zum Schalten von sechs Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang und mit einer Antriebs- sowie einer Abtriebswelle bekannt. Das automatisch schaltbare Kraftfahrzeuggetriebe ist derart ausgebildet, dass die Antriebswelle direkt mit dem Sonnenrad des zweiten Planetensatzes verbunden ist, und dass die Antriebswelle über die erste Kupplung mit dem Sonnenrad des ersten Planetensatzes und/oder über die zweite Kupplung mit dem Steg des ersten Planetensatzes verbindbar ist. Zusätzlich oder alternativ ist das Sonnenrad des ersten Planetensatzes über die erste Bremse mit dem Gehäuse des Getriebes und/oder der Steg des ersten Planetensatzes über die zweite Bremse mit dem Gehäuse und/oder das Sonnenrad des dritten Planetensatzes über die dritte Bremse mit dem Gehäuse verbindbar.From the DE 199 12 480 A1 is an automatically switchable motor vehicle transmission with three single-planetary gear sets and three brakes and two clutches for switching six forward gears and one reverse gear and with a drive and an output shaft known. The automatically switchable motor vehicle transmission is designed such that the drive shaft is directly connected to the sun gear of the second planetary gear set, and that the drive shaft via the first clutch to the sun gear of the first planetary gear set and / or via the second clutch to the web of the first planetary gear set is connectable , Additionally or alternatively, the sun gear of the first planetary gear set via the first brake with the housing of the transmission and / or the web of the first planetary gear set via the second brake to the housing and / or the sun gear of the third planetary gear set via the third brake with the housing connectable.

Des Weiteren ist aus der DE 102 13 820 A1 ein Mehrgangautomatikgetriebe bekannt, umfassend einen ersten Eingangspfad T1 eines ersten Übersetzungsverhältnisses; einen Eingangspfad T2, der ein größeres Übersetzungsverhältnis als dieser Eingangspfad T1 hat; einen Planetenradsatz mit vier Elementen, wobei die vier Elemente ein erstes Element, ein zweites Element, ein drittes Element und ein viertes Element in der Reihenfolge der Elemente in einem Drehzahldiagramm sind; eine Kupplung C-2, die eine Drehung des Eingangspfads T2 auf das erste Element S3 überträgt; eine Kupplung C-1, die die Drehung von dem Eingangspfad T2 auf das vierte Element S2 überträgt; eine Kupplung C-4, die eine Drehung von dem Eingangspfad T1 auf das erste Element überträgt; eine Kupplung C-3, die die Drehung von dem Eingangspfad T1 auf das zweite Element C3 überträgt; eine Bremse B-1, die den Eingriff des vierten Elements herstellt; eine Bremse B-2, die den Eingriff des zweiten Elements herstellt; und ein Abtriebselement, das mit dem dritten Element R3 gekoppelt ist.Furthermore, from the DE 102 13 820 A1 a multi-speed automatic transmission is known, comprising a first input path T1 of a first transmission ratio; an input path T2 having a larger gear ratio than this input path T1; a four-element planetary gear set, the four elements being a first element, a second element, a third element and a fourth element in the order of the elements in a speed diagram; a clutch C-2 which transmits rotation of the input path T2 to the first element S3; a clutch C-1 which transmits the rotation from the input path T2 to the fourth element S2; a clutch C-4 which transmits a rotation from the input path T1 to the first element; a clutch C-3 which controls the rotation from the input path T1 to the second element C3 transfers; a brake B-1 which establishes the engagement of the fourth element; a brake B-2 which makes the engagement of the second member; and an output element coupled to the third element R3.

Im Rahmen der DE 101 15 983 A1 der Anmelderin wird ein Mehrstufengetriebe beschrieben, mit einer Antriebswelle, die mit einem Vorschaltsatz verbunden ist, mit einer Abtriebswelle, die mit einem Nachschaltsatz verbunden ist, und mit maximal sieben Schaltelementen, durch deren wahlweises Schalten mindestens sieben Vorwärtsgänge ohne Gruppenschaltung schaltbar sind. Der Vorschaltsatz wird aus einem Vorschalt-Planetenradsatz oder maximal zwei nicht schaltbaren, mit dem ersten Vorschalt-Planetenradsatz gekoppelten Vorschalt-Planetenradsätzen gebildet, wobei der Nachschaltsatz als Zweisteg-Vierwellen-Getriebe mit zwei schaltbaren Nachschalt-Planetenradsätzen ausgebildet ist und vier freie Wellen aufweist. Die erste freie Welle dieses Zweisteg-Vierwellen-Getriebes ist mit dem ersten Schaltelement verbunden, die zweite freie Welle mit dem zweiten und dritten Schaltelement, die dritte freie Welle mit dem vierten und fünften Schaltelement und die vierte freie Welle ist mit der Abtriebswelle verbunden. Für ein Mehrstufengetriebe mit insgesamt sechs Schaltelementen wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die dritte freie Welle oder die erste freie Welle des Nachschaltsatzes zusätzlich mit einem sechsten Schaltelement zu verbinden. Für ein Mehrstufengetriebe mit insgesamt sieben Schaltelementen wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die dritte freie Welle zusätzlich mit einem sechsten Schaltelement (D') und die erste freie Welle zusätzlich mit einem siebten Schaltelement zu verbinden.As part of the DE 101 15 983 A1 the applicant is a multi-stage transmission is described, with a drive shaft which is connected to a Vorzuschsetatz, with an output shaft which is connected to a rear-set, and with a maximum of seven switching elements, by the selective switching at least seven forward gears without group circuit can be switched. The ballast is formed from a planetary gearset or a maximum of two non-switchable, coupled with the first planetary gearset planetary gear sets, the rear-set is designed as a two-track four-shaft transmission with two switchable rear-mounted Planetenradsätzen and four free waves. The first free shaft of this two-gear four-shaft transmission is connected to the first switching element, the second free shaft with the second and third switching element, the third free shaft with the fourth and fifth switching element and the fourth free shaft is connected to the output shaft. For a multi-speed transmission with a total of six switching elements, the invention proposes to additionally connect the third free shaft or the first free shaft of the secondary set with a sixth switching element. For a multi-speed transmission with a total of seven switching elements, the invention proposes to additionally connect the third free shaft with a sixth switching element (D ') and the first free shaft additionally with a seventh switching element.

Ferner ist im Rahmen der DE 101 15 987 A1 der Anmelderin ein Mehrstufengetriebe mit mindestens sieben Gängen beschrieben. Dieses Getriebe besteht neben der Antriebswelle und der Abtriebswelle aus einem nicht schaltbaren Vorschaltradsatz und einem schaltbaren Nachschaltradsatz in Form eines Zweisteg-Vierwellen-Getriebes. Der Vorschaltradsatz besteht aus einem ersten Planetenradsatz, welcher neben der Eingangsdrehzahl der Antriebswelle eine zweite Drehzahl anbietet, die wahlweise auf einen Nachschaltradsatz geschaltet werden kann. Der Nachschaltradsatz besteht aus zwei schaltbaren Planetenradsätzen, welche mit den sechs Schaltelementen mindestens sieben Gänge schalten kann, wobei zwei Leistungswege gebildet werden. Dabei werden bei jedem Schaltvorgang in vorteilhafter Weise stets Gruppenschaltungen vermieden. Ein 8-Gang-Mehrstufengetriebe ist ferner aus der DE 29 36 969 A1 bekannt; es umfasst acht Schaltelemente und vier Radsätze.Furthermore, under the DE 101 15 987 A1 the applicant described a multi-speed transmission with at least seven gears. In addition to the drive shaft and the output shaft, this transmission consists of a non-shiftable transfer gearset and a shiftable rear-mounted gearset in the form of a two-track four-shaft transmission. The Vorschaltradsatz consists of a first planetary gear, which in addition to the input speed of the drive shaft offers a second speed, which can be selectively switched to a Nachschaltradsatz. The secondary gearset consists of two switchable planetary gear sets, which can switch with the six switching elements at least seven gears, with two power paths are formed. In this case, each switching operation in an advantageous manner always group circuits are avoided. An 8-speed multi-speed transmission is also from the DE 29 36 969 A1 known; It includes eight shift elements and four wheelsets.

Ein weiteres Automatgetriebe mit drei Planetenradsätzen und sechs Schaltelementen, durch deren selektives Schließen in Gruppen von drei acht Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang schaltbar sind, ist beispielsweise aus der DE 10 2004 038 516 A1 bekannt.Another automatic transmission with three planetary gear sets and six switching elements, by the selective closing in groups of three eight forward gears and one reverse gear can be switched, for example, from DE 10 2004 038 516 A1 known.

Weitere Automatgetriebe mit drei Planetenradsätzen und sieben Schaltelementen, durch deren selektives Schließen in Gruppen von drei zumindest acht Vorwärtsgänge und zwei Rückwärtsgänge schaltbar sind, sind beispielsweise aus der DE 103 40 728 A1 und der DE 102 00 379 A1 bekannt.Other automatic transmissions with three planetary gear sets and seven switching elements, by the selective closing in groups of three at least eight forward gears and two reverse gears are switchable, for example, from DE 103 40 728 A1 and the DE 102 00 379 A1 known.

Automatisch schaltbare Fahrzeuggetriebe in Planetenbauweise im Allgemeinen sind im Stand der Technik bereits vielfach beschrieben und unterliegen einer permanenten Weiterentwicklung und Verbesserung. So sollen diese Getriebe eine ausreichende Anzahl von Vorwärtsgängen sowie einen Rückwärtsgang und eine für Kraftfahrzeuge sehr gut geeignete Übersetzung mit einer hohen Gesamtspreizung sowie günstigen Stufensprüngen aufweisen. Ferner sollen diese eine hohe Anfahrübersetzung in Vorwärtsrichtung ermöglichen und einen direkten Gang enthalten sowie für den Einsatz sowohl in Pkw als auch Nkw geeignet sein. Außerdem sollen diese Getriebe einen geringen Bauaufwand, insbesondere eine geringe Anzahl an Schaltelementen erfordern und bei sequentieller Schaltweise Doppelschaltungen vermeiden, so dass bei Schaltungen in definierten Ganggruppen jeweils nur ein Schaltelement gewechselt wird.Automatically switchable vehicle transmissions in planetary construction in general are already widely described in the prior art and are subject to permanent development and improvement. So these transmissions should have a sufficient number of forward gears and a reverse gear and a very suitable for motor vehicles translation with a high overall spread and favorable increments. Furthermore, they should allow a high start-up ratio in the forward direction and contain a direct gear and be suitable for use in both cars and commercial vehicles. In addition, these transmissions require a low construction cost, especially a small number of switching elements and avoid sequential switching double circuits, so that in circuits in defined gear groups only one switching element is changed.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Mehrstufengetriebe der eingangs genannten Art vorzuschlagen, bei dem der Bauaufwand optimiert wird und zudem der Wirkungsgrad in den Hauptfahrgängen hinsichtlich der Schlepp- und Verzahnungsverluste verbessert wird. Zudem sollen bei dem erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebe geringe Momente auf die Schaltelemente und Planetensätze wirken sowie die Drehzahlen der Wellen, Schaltelemente und Planetensätze möglichst gering gehalten werden. Des weiteren soll die Anzahl der Gänge sowie die Getriebespreizung erhöht werden, so dass in vorteilhafter Weise acht Vorwärtsgänge und mindestens ein Rückwärtsgang realisierbar sind. Außerdem soll das erfindungsgemäße Getriebe für jegliche Bauweise in ein Fahrzeug geeignet sein, insbesondere für eine Front-Quer-Anordnung und für eine Standard Anordnung.The present invention has for its object to propose a multi-speed transmission of the type mentioned, in which the construction cost is optimized and also the efficiency in the main gears is improved in terms of drag and gearing losses. In addition, in the multistage transmission according to the invention, small moments acting on the switching elements and planetary gear sets and the speeds of the shafts, switching elements and planetary gear sets are kept as low as possible. Furthermore, the number of gears and the transmission spread should be increased, so that advantageously eight forward gears and at least one reverse gear can be realized. In addition, the transmission according to the invention should be suitable for any construction in a vehicle, in particular for a front-transverse arrangement and for a standard arrangement.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.This object is achieved by the features of claim 1. Further advantages and advantageous embodiments will become apparent from the dependent claims.

Demnach wird ein erfindungsgemäßes Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise vorgeschlagen, welches eine Antriebswelle und eine Abtriebswelle aufweist, welche in einem Gehäuse angeordnet sind. Des weiteren sind zumindest drei Planetensätze, im Folgenden als erster, zweiter und dritter Planetensatz bezeichnet, mindestens sieben drehbare Wellen – im Folgenden als Antriebswelle, Abtriebswelle, dritte, vierte, fünfte, sechste und siebte Welle bezeichnet – sowie zumindest sechs Schaltelemente, umfassend Bremsen und Kupplungen, vorgesehen, deren selektives Eingreifen verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle bewirkt, so dass vorzugsweise acht Vorwärtsgänge und mindestens ein Rückwärtsgang realisierbar sind. Dabei wird ein Schaltelement ausschließlich für den Rückwärtsgang benötigt und kann in vorteilhafter Weise als formschlüssiges Schaltelement ausgebildet sein, um die Schleppverluste zu reduzieren und somit den Gesamtwirkungsgrad zu erhöhen, da die Lastschaltbarkeit im Rückwärtsgang nicht benötigt wird. Accordingly, a multi-speed transmission according to the invention in planetary design is proposed, which has a drive shaft and an output shaft, which are arranged in a housing. Furthermore, at least three planetary gear sets, hereinafter referred to as first, second and third planetary gear set, at least seven rotatable shafts - hereinafter referred to as drive shaft, output shaft, third, fourth, fifth, sixth and seventh shaft - and at least six switching elements, comprising brakes and Couplings, provided, the selective intervention causes different ratios between the drive shaft and the output shaft, so that preferably eight forward gears and at least one reverse gear can be realized. In this case, a switching element is required exclusively for the reverse gear and can be advantageously designed as a form-locking switching element to reduce the drag losses and thus to increase the overall efficiency, since the load reversibility in reverse is not needed.

Gemäß der Erfindung ist bei der für eine Front-Quer-Anordnung geeigneten Variante der Erfindung die Antriebswelle ständig mit dem Sonnenrad des dritten Planetensatzes verbunden und über eine Kupplung mit der dritten Welle lösbar verbindbar, welche ständig mit dem Steg des zweiten Planetensatzes und dem Steg des ersten Planetensatzes verbunden und über eine Bremse an das Gehäuse ankoppelbar ist. Ferner ist die sechste Welle ständig mit dem Hohlrad des zweiten Planetensatzes und dem Steg des dritten Planetensatzes verbunden und über eine weitere Kupplung mit der siebten Welle lösbar verbindbar, die über eine weitere Kupplung mit der vierten Welle lösbar verbindbar ist, die ständig mit dem Hohlrad des dritten Planetensatzes verbunden und über die eine weitere Bremse an das Gehäuse ankoppelbar ist. Erfindungsgemäß ist die siebte Welle zudem ständig mit dem Sonnenrad des ersten Planetensatzes verbunden. Die Abtriebswelle ist ständig mit dem Hohlrad des ersten Planetensatzes verbunden und die fünfte Welle ist ständig mit dem Sonnenrad des zweiten Planetensatzes verbunden und über eine weitere Bremse an das Gehäuse G ankoppelbar.According to the invention, in the suitable for a front-transverse arrangement variant of the invention, the drive shaft is constantly connected to the sun gear of the third planetary gear set and releasably connected via a coupling with the third shaft, which is constantly connected to the web of the second planetary gear set and the web connected to the first planetary gear set and can be coupled via a brake to the housing. Furthermore, the sixth shaft is constantly connected to the ring gear of the second planetary gear set and the web of the third planetary gear set and releasably connectable via a further clutch with the seventh shaft, which is detachably connectable via a further clutch to the fourth shaft, which is constantly connected to the ring gear of connected to the third planetary gear set and via which a further brake to the housing can be coupled. In addition, according to the invention, the seventh shaft is constantly connected to the sun gear of the first planetary gearset. The output shaft is constantly connected to the ring gear of the first planetary gear set and the fifth shaft is constantly connected to the sun gear of the second planetary gear set and coupled via a further brake to the housing G.

Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Hohlrad des dritten Planetensatzes als geteiltes Hohlrad ausgeführt, um auf diese Weise eine Standard-Anordnung des Getriebes zu ermöglichen.In a further embodiment of the invention, the ring gear of the third planetary gear set is designed as a split ring gear, in order to allow in this way a standard arrangement of the transmission.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Mehrstufengetriebes ergeben sich zudem für Personenkraftwagen geeignete Übersetzungen sowie eine erhebliche Erhöhung der Gesamtspreizung des Mehrstufengetriebes, wodurch eine Verbesserung des Fahrkomforts und eine signifikante Verbrauchsabsenkung bewirkt werden.The inventive design of the multi-speed transmission also results in suitable translations for passenger cars and a significant increase in the overall spread of the multi-speed transmission, whereby an improvement in ride comfort and a significant consumption reduction can be effected.

Darüber hinaus wird mit dem erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebe durch eine geringe Anzahl an Schaltelementen, vorzugsweise drei Bremsen und drei Kupplungen, der Bauaufwand erheblich reduziert. In vorteilhafter Weise ist es mit dem erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebe möglich, ein Anfahren mit einem hydrodynamischen Wandler, einer externen Anfahrkupplung oder auch mit sonstigen geeigneten externen Anfahrelementen durchzuführen. Es ist auch denkbar, einen Anfahrvorgang mit einem im Getriebe integrierten Anfahrelement zu ermöglichen. Vorzugsweise eignet sich ein Schaltelement, welches im ersten Vorwärtsgang und im Rückwärtsgang betätigt wird.In addition, with the multistage transmission according to the invention by a small number of switching elements, preferably three brakes and three clutches, the construction cost significantly reduced. Advantageously, it is possible with the multi-speed transmission according to the invention to carry out a start with a hydrodynamic converter, an external starting clutch or other suitable external starting elements. It is also conceivable to allow a starting operation with a start-up element integrated in the transmission. Preferably, a switching element which is actuated in the first forward gear and in reverse is suitable.

Darüber hinaus ergibt sich bei dem erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebe ein guter Wirkungsgrad in den Hauptfahrgängen infolge geringer Schlepp- und Verzahnungsverluste.In addition, results in the multi-speed transmission according to the invention, a good efficiency in the main gears due to low drag and gear losses.

Des weiteren liegen geringe Momente in den Schaltelementen und in den Planetensätzen des Mehrstufengetriebes vor, wodurch der Verschleiß bei dem Mehrstufengetriebe in vorteilhafter Weise reduziert wird. Ferner wird durch die geringen Momente eine entsprechend geringe Dimensionierung ermöglicht, wodurch der benötigte Bauraum und die entsprechenden Kosten reduziert werden. Darüber hinaus liegen auch geringe Drehzahlen bei den Wellen, den Schaltelementen und den Planetensätzen vor.Furthermore, there are small moments in the switching elements and in the planetary gear sets of the multi-speed transmission, whereby the wear in the multi-speed transmission is reduced in an advantageous manner. Furthermore, a correspondingly small dimensioning is made possible by the low moments, whereby the required space and the corresponding costs are reduced. In addition, there are also low speeds in the waves, the switching elements and the planetary gear sets.

Außerdem ist das erfindungsgemäße Getriebe derart konzipiert, dass eine Anpassbarkeit an unterschiedliche Triebstrangausgestaltungen sowohl in Kraftflussrichtung als auch in räumlicher Hinsicht ermöglicht wird; so ist es z. B. möglich, dass Antrieb und Abtrieb auf der gleichen Seite des Gehäuses vorgesehen sind.In addition, the transmission according to the invention is designed such that an adaptability to different drive train configurations is made possible both in the power flow direction as well as in space; so it is z. B. possible that drive and output are provided on the same side of the housing.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. In diesen stellen dar:The invention will be explained in more detail below with reference to the drawings by way of example. These are:

1 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes, welche für eine Front-Quer-Anordnung geeignet ist; 1 a schematic representation of a preferred embodiment of a multi-speed transmission according to the invention, which is suitable for a front-transverse arrangement;

2 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines Mehrstufengetriebes, welche für eine Standard-Anordnung geeignet ist; und 2 a schematic representation of another embodiment of a multi-speed transmission, which is suitable for a standard arrangement; and

3 ein beispielhaftes Schaltschema für das erfindungsgemäße Mehrstufengetriebe gemäß 1 und das Getriebe gemäß 2. 3 an exemplary circuit diagram for the multi-speed transmission according to the invention according to 1 and the transmission according to 2 ,

In 1 ist ein erfindungsgemäßes Mehrstufengetriebe mit einer Antriebswelle 1 und einer Abtriebswelle 2 dargestellt, welche in einem Gehäuse G angeordnet sind. Es sind drei Planetensätze P1, P2, P3 vorgesehen, die in der Reihenfolge P3, P2, P1 hintereinander in axialer Richtung angeordnet sind, wobei die Planetensätze als Minus-Planetenradsätze ausgebildet sind. Bekanntlich weist ein Minus-Planetenradsatz Planetenräder auf, die mit Sonnen- und Hohlrad dieses Planetensatzes kämmen.In 1 is an inventive multi-stage transmission with a drive shaft 1 and an output shaft 2 shown, which in a housing G are arranged. There are three planetary gear sets P1, P2, P3 are provided, which are arranged one behind the other in the order P3, P2, P1 in the axial direction, wherein the planetary gear sets are designed as negative planetary gear sets. As is well known, a minus planetary gearset has planetary gears that mesh with sun gear and ring gear of this planetary gearset.

Wie aus 1 und 2 ersichtlich, sind sechs Schaltelemente, nämlich drei Bremsen 03, 04, und 05 und drei Kupplungen 13, 47 und 67 vorgesehen. Vorzugsweise sind die Kupplungen als Lamellenkupplungen ausgebildet.How out 1 and 2 can be seen, six switching elements, namely three brakes 03 . 04 , and 05 and three couplings 13 . 47 and 67 intended. Preferably, the clutches are designed as multi-plate clutches.

Mit diesen Schaltelementen ist ein selektives Schalten von acht Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang realisierbar. Das erfindungsgemäße Mehrstufengetriebe weist insgesamt sieben drehbare Wellen auf, nämlich die Wellen 1, 2, 3, 4, 5, 6 und 7.With these switching elements a selective switching of eight forward gears and one reverse gear can be realized. The multi-speed transmission according to the invention has a total of seven rotatable shafts, namely the waves 1 . 2 . 3 . 4 . 5 . 6 and 7 ,

Erfindungsgemäß ist bei dem Mehrstufengetriebe gemäß 1 vorgesehen, dass der Antrieb durch die Welle 1 erfolgt, welche ständig mit dem Sonnenrad des dritten Planetensatzes P3 verbunden und über eine Kupplung 13 mit der Welle 3 lösbar verbindbar ist, welche ständig mit dem Steg des zweiten Planetensatzes P2 und dem Steg des ersten Planetensatzes P1 verbunden und über eine Bremse 03 an das Gehäuse G ankoppelbar ist. Ferner ist eine Welle 6 vorgesehen, welche ständig mit dem Hohlrad des zweiten Planetensatzes P2 und dem Steg des dritten Planetensatzes P3 verbunden und über eine Kupplung 67 mit der Welle 7 lösbar verbindbar ist, welche über eine Kupplung 47 mit der Welle 4 lösbar verbindbar ist, die ständig mit dem Hohlrad des dritten Planetensatzes P3 verbunden und über die Bremse 04 an das Gehäuse G ankoppelbar ist. Die Welle 7 ist zudem ständig mit dem Sonnenrad des ersten Planetensatzes P1 verbunden.According to the invention in the multi-stage transmission according to 1 provided that the drive through the shaft 1 takes place, which is constantly connected to the sun gear of the third planetary gear set P3 and a clutch 13 with the wave 3 is releasably connectable, which is constantly connected to the web of the second planetary gear set P2 and the web of the first planetary gear set P1 and a brake 03 can be coupled to the housing G. Further, a wave 6 provided, which is constantly connected to the ring gear of the second planetary gear set P2 and the web of the third planetary gear set P3 and a clutch 67 with the wave 7 is detachably connectable, which via a coupling 47 with the wave 4 releasably connectable, which is constantly connected to the ring gear of the third planetary gear set P3 and the brake 04 can be coupled to the housing G. The wave 7 is also constantly connected to the sun gear of the first planetary gear P1.

Die Abtriebswelle 2 ist gemäß der Erfindung ständig mit dem Hohlrad des ersten Planetensatzes P1 verbunden; eine weitere Welle 5 ist ständig mit dem Sonnenrad des zweiten Planetensatzes P2 verbunden und über eine Bremse 05 an das Gehäuse G ankoppelbar.The output shaft 2 is continuously connected according to the invention with the ring gear of the first planetary gear set P1; another wave 5 is constantly connected to the sun gear of the second planetary gear set P2 and a brake 05 can be coupled to the housing G.

Hierbei sind die Kupplungen 47 und 67, radial betrachtet, vorzugsweise im Wesentlichen übereinander und axial betrachtet im Wesentlichen zwischen dem ersten und dem zweiten Planetensatz angeordnet; der Außenlamellenträger der Kupplung 47 ist hierbei, radial betrachtet, oberhalb der Kupplung 47 geführt.Here are the couplings 47 and 67 when viewed radially, preferably substantially superimposed and axially disposed substantially between the first and second planetary gear sets; the outer disc carrier of the clutch 47 is here, viewed radially, above the clutch 47 guided.

Im Rahmen der gezeigten Ausführungsform ist die Kupplung 13, axial betrachtet, zwischen dem zweiten und dem dritten Planetensatz angeordnet, wobei deren Außenlamellenträger antriebsseitig angeordnet ist.In the embodiment shown, the coupling 13 , viewed axially, between the second and the third planetary gear set, wherein the outer disk carrier is arranged on the drive side.

In 2 ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Getriebes dargestellt, welche für eine Standard-Anordnung geeignet ist. Hierbei unterscheidet sich diese Ausführungsform von der in 1 gezeigten dadurch, dass das Hohlrad des dritten Planetensatzes P3 als geteiltes Hohlrad ausgebildet ist, derart, dass eine Verbindung des Hohlrades des zweiten Planetensatzes P2 mit dem Steg des dritten Planetensatzes P3 durch ein Hindurchgreifen der Welle 6 durch die zwei Teile des Hohlrades auf den Steg des dritten Planetensatzes P2 hergestellt werden kann, die Welle 7 über die Kupplung 47 mit einem ersten Teil 4' der Welle 4 lösbar verbindbar ist, der ständig mit dem ersten Teil des Hohlrads des dritten Planetensatzes P3 verbunden ist und wobei der zweite Teil 4 der Welle 4 mit dem zweiten Teil des Hohlrads des dritten Planetensatzes P3 verbunden und über die Bremse 04 an das Gehäuse G ankoppelbar ist (der erste und der zweite Teil der Welle 4 sind über die Planeten des dritten Planetensatzes P3 miteinander kinematisch gekoppelt). Des weiteren sind die Planetensätze in der Reihenfolge P3, P1, P2 axial hintereinander angeordnet. Hierbei sind die Kupplungen 47 und 67, radial betrachtet, vorzugsweise im Wesentlichen übereinander und axial betrachtet im Wesentlichen zwischen dem ersten und dem zweiten Planetensatz angeordnet; der Außenlamellenträger der Kupplung 47 ist hierbei, radial betrachtet, oberhalb der Kupplung 47 geführt.In 2 an embodiment of the transmission according to the invention is shown, which is suitable for a standard arrangement. In this case, this embodiment differs from the in 1 shown in that the ring gear of the third planetary gear set P3 is formed as a split ring gear, such that a compound of the ring gear of the second planetary gear set P2 with the web of the third planetary gear set P3 by a passing through the shaft 6 can be made by the two parts of the ring gear on the web of the third planetary gear set P2, the shaft 7 over the clutch 47 with a first part 4 ' the wave 4 is releasably connectable, which is constantly connected to the first part of the ring gear of the third planetary gear set P3 and wherein the second part 4 the wave 4 connected to the second part of the ring gear of the third planetary gear set P3 and the brake 04 can be coupled to the housing G (the first and the second part of the shaft 4 are kinematically coupled to each other via the planets of the third planetary set P3). Furthermore, the planetary gear sets are arranged axially one after the other in the order P3, P1, P2. Here are the couplings 47 and 67 when viewed radially, preferably substantially superimposed and axially disposed substantially between the first and second planetary gear sets; the outer disc carrier of the clutch 47 is here, viewed radially, above the clutch 47 guided.

Bei der in 2 gezeigten Ausführungsform ist die Kupplung 13, axial betrachtet, zwischen dem ersten und dem zweiten Planetensatz angeordnet. Ferner sind die Kupplungen 47 und 67, radial betrachtet, vorzugsweise im Wesentlichen übereinander und axial betrachtet im Wesentlichen zwischen dem ersten und dem dritten Planetensatz angeordnet, wobei der Außenlamellenträger der Kupplung 47, radial betrachtet, vorzugsweise oberhalb der Kupplung 47 geführt ist.At the in 2 the embodiment shown is the coupling 13 axially disposed between the first and second planetary gear set. Furthermore, the couplings 47 and 67 , Viewed radially, preferably substantially one above the other and viewed axially arranged substantially between the first and the third planetary gear set, wherein the outer disk carrier of the clutch 47 , viewed radially, preferably above the coupling 47 is guided.

Die räumliche Anordnung der Schaltelemente innerhalb des Getriebes kann beliebig sein und wird nur durch die Abmessungen und die äußere Formgebung des Getriebegehäuses G begrenzt.The spatial arrangement of the switching elements within the transmission can be arbitrary and is limited only by the dimensions and the external shape of the gear housing G.

In 3 ist ein beispielhaftes Schaltschema des erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes gemäß 1 und des Getriebes gemäß 2 dargestellt. Für jeden Gang werden drei Schaltelemente geschlossen. Dem Schaltschema können auch beispielhaft Werte für die jeweiligen Übersetzungen i der einzelnen Gangstufen und die daraus zu bestimmenden Stufensprünge ϕ entnommen werden. Die angegebenen Übersetzungen ergeben sich aus den (typischen) Standgetriebeübersetzungen der Planetensätze P1, P2, und P3 von minus 2,9, minus 1,85 und minus 1,55. Des weiteren kann dem Schaltschema entnommen werden, dass bei sequentieller Schaltweise Doppelschaltungen bzw. Gruppenschaltungen vermieden werden, da zwei benachbarte Gangstufen zwei Schaltelemente gemeinsam benutzen. Der sechste Gang ist vorzugsweise als direkter Gang ausgebildet, wobei die Stufensprünge in den oberen Gängen klein sind. Dem Schaltschema ist zudem zu entnehmen, dass die Bremse 03 ausschließlich für den Rückwärtsgang bzw. für beide Rückwärtsgänge benötigt wird; aus diesem Grunde ist diese Bremse beispielsweise als formschlüssiges Schaltelement, vorzugsweise als unsynchronisierte Klauenkupplung bzw. Klauenbremse ausgebildet, da die Lastschaltbarkeit im Rückwärtsgang nicht benötigt wird.In 3 is an exemplary circuit diagram of the multi-speed transmission according to the invention according to 1 and the transmission according to 2 shown. For each gear three switching elements are closed. Values for the respective gear ratios i of the individual gear ratios and the incremental steps φ to be determined from these can also be taken from the shift pattern by way of example. The specified ratios result from the (typical) stationary gear ratios of the planetary gear sets P1, P2, and P3 of minus 2.9, minus 1.85 and minus 1.55. Furthermore, it can be seen from the circuit diagram that in the case of sequential switching, double circuits or Group circuits are avoided because two adjacent gear stages share two switching elements. The sixth gear is preferably designed as a direct gear, wherein the increments in the upper gears are small. The circuit diagram also shows that the brake 03 is required only for the reverse gear or for both reverse gears; For this reason, this brake is designed for example as a form-locking switching element, preferably as an unsynchronized jaw clutch or claw brake, since the load reversibility in reverse is not required.

Der erste Gang ergibt sich durch Schließen der Kupplung 67 und der Bremsen 04 und 05, der zweite Gang durch Schließen der Bremsen 04 und 05 und der Kupplung 47, der dritte Gang durch Schließen der Kupplungen 47 und 67 und der Bremse 05 und der vierte Gang durch Schließen der Kupplungen 13 und 47 und der Bremse 05. Ferner ergibt sich der fünfte Gang durch Schließen der Kupplungen 13 und 67 und der Bremse 05, der sechste Gang durch Schließen der Kupplungen 13, 47 und 67, der siebte Gang durch Schließen der Kupplungen 13 und 67 und der Bremse 04 und der achte Gang durch Schließen der Kupplungen 13 und 47 und der Bremse 04. Wie aus dem Schaltschema ersichtlich, ergibt sich ein erster Rückwärtsgang bzw. ein zweiter Rückwärtsgang durch Schließen der Bremse 03 und der Kupplungen 47 und 67 sowie durch Schließen der Bremsen 03 und 04 und der Kupplung 67.The first gear is obtained by closing the clutch 67 and the brakes 04 and 05 , the second gear by closing the brakes 04 and 05 and the clutch 47 , the third gear by closing the clutches 47 and 67 and the brake 05 and the fourth gear by closing the clutches 13 and 47 and the brake 05 , Furthermore, there is the fifth gear by closing the clutches 13 and 67 and the brake 05 , the sixth gear by closing the clutches 13 . 47 and 67 , the seventh gear by closing the clutches 13 and 67 and the brake 04 and the eighth gear by closing the clutches 13 and 47 and the brake 04 , As can be seen from the circuit diagram, there is a first reverse or a second reverse by closing the brake 03 and the couplings 47 and 67 as well as by closing the brakes 03 and 04 and the clutch 67 ,

Der Schaltablauf von N nach R1 kann wie folgt erfolgen: Die vorzugsweise als Lamellenkupplung ausgebildete Kupplung 67 ist bereits eingelegt, da sie sowohl für den ersten Gang als auch für den ersten Rückwärtsgang R1 benötigt wird. Zum Einlegen des ersten Rückwärtsganges R1 wird zuerst die vorzugsweise als Klauenbremse ausgebildete Bremse 03 und anschließend die Lamellenkupplung 47 geschlossen, wodurch die Schaltqualität durch den Schaltablauf beim Schließen der Lamellenkupplung bestimmt wird. Beim Schalten von D nach R1 und bei eingelegtem ersten Gang bleibt die Lamellenkupplung 67 eingelegt und die vorzugsweise als Lamellenbremsen ausgebildeten Bremsen 04 und 05 werden geöffnet. Anschließend wird zuerst die Klauenbremse 03 eingerückt und dann die Kupplung 47 geschlossen. Analog dazu bleibt beim Wechsel von R1 nach D die Lamellenkupplung 67 eingelegt und die Lamellenkupplung 47 wird geöffnet. Anschließend wird die Klauenbremse 03 ausgerückt und die Lamellenbremsen 04 und 05 werden geschlossen.The switching sequence from N to R1 can be carried out as follows: The coupling, which is preferably designed as a multi-plate clutch 67 is already engaged because it is needed for both first gear and first reverse gear R1. To engage the first reverse gear R1, the brake, which is preferably designed as a claw brake, is first of all 03 and then the multi-plate clutch 47 closed, whereby the shift quality is determined by the switching sequence when closing the multi-plate clutch. When switching from D to R1 and when engaged first gear remains the multi-plate clutch 67 inserted and trained preferably as multi-disc brakes brakes 04 and 05 will be opened. Subsequently, the claw brake is first 03 engaged and then the clutch 47 closed. Similarly, when changing from R1 to D, the multi-plate clutch remains 67 inserted and the multi-plate clutch 47 will be opened. Subsequently, the claw brake 03 disengaged and the multi-disc brakes 04 and 05 will be closed.

In vorteilhafter Weise erfolgt das Schließen der Lamellenbremsen 04 und 05 beim Wechsel von N nach D oder von R1 nach D überlappend (zeitlich verschachtelt), derart, dass kein Druckeinbruch in der Ölversorgung auftreten kann. Vorzugsweise kann dies dadurch erreicht werden, dass beim Schließen unterschiedlich hohe Fülldrücke vorgesehen sind; die Abstimmung erfolgt über die Konstanten der Rückholfedern in den einzelnen Kupplungen.Advantageously, the closing of the multi-disc brakes 04 and 05 when changing from N to D or from R1 to D overlapping (temporally interleaved), so that no pressure drop can occur in the oil supply. This can preferably be achieved by providing differently high filling pressures during closing; the vote is made on the constants of the return springs in the individual clutches.

Analog stellen sich die den zweiten Rückwärtsgang R2 betreffenden Schaltabläufe N nach R2 bzw. D nach R2 und R2 nach D dar. Hier ist statt der Kupplung 47 die Bremse 04 betroffen.Analogously, the switching processes N to R2 and D to R2 and R2 to D represent the second reverse gear R2. Here, instead of the clutch 47 the brake 04 affected.

Gemäß der Erfindung ist ein Anfahren des Kraftfahrzeugs mit einem im Getriebe integrierten Schaltelement möglich. Hierbei ist ein Schaltelement besonders geeignet, das im ersten Gang und im Rückwärtsgang benötigt wird, vorzugsweise also die Kupplung 67.According to the invention, a starting of the motor vehicle with a switching element integrated in the transmission is possible. Here, a switching element is particularly suitable, which is needed in first gear and in reverse, preferably so the clutch 67 ,

Gemäß der Erfindung können sich auch bei gleichem Getriebeschema je nach Schaltlogik unterschiedliche Gangsprünge ergeben, so dass eine anwendungs- bzw. fahrzeugspezifische Variation ermöglicht wird.According to the invention, different gear jumps may result even with the same transmission scheme depending on the switching logic, so that an application- or vehicle-specific variation is made possible.

Es ist zudem möglich, an jeder geeigneten Stelle des Mehrstufengetriebes zusätzliche Freiläufe vorzusehen, beispielsweise zwischen einer Welle und dem Gehäuse oder um zwei Wellen gegebenenfalls zu verbinden.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.

Auf der Antriebsseite oder auf der Abtriebsseite können erfindungsgemäß ein Achsdifferential und/oder ein Verteilerdifferential angeordnet werden.On the drive side or on the output side, an axle differential and / or a distributor differential can be arranged according to the invention.

Im Rahmen einer vorteilhaften Weiterbildung kann die Antriebswelle 1 durch ein Kupplungselement von einem Antriebs-Motor nach Bedarf getrennt werden, wobei als Kupplungselement ein hydrodynamischer Wandler, eine hydraulische Kupplung, eine trockene Anfahrkupplung, eine nasse Anfahrkupplung, eine Magnetpulverkupplung oder eine Fliehkraftkupplung einsetzbar sind. Es ist auch möglich, ein derartiges Anfahrelement in Kraftflussrichtung hinter dem Getriebe anzuordnen, wobei in diesem Fall die Antriebswelle 1 ständig mit der Kurbelwelle des Motors verbunden ist.In the context of an advantageous development, the drive shaft 1 be separated by a coupling element of a drive motor as needed, with a hydrodynamic converter, a hydraulic clutch, a dry starting clutch, a wet starting clutch, a magnetic powder clutch or a centrifugal clutch can be used as a coupling element. It is also possible to arrange such a starting element in the power flow direction behind the transmission, in which case the drive shaft 1 constantly connected to the crankshaft of the engine.

Das erfindungsgemäße Mehrstufengetriebe ermöglicht außerdem die Anordnung eines Torsionsschwingungsdämpfers zwischen Motor und Getriebe.The multistage transmission according to the invention also allows the arrangement of a torsional vibration damper between the engine and transmission.

Im Rahmen einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung kann auf jeder Welle, bevorzugt auf der Antriebswelle 1 oder der Abtriebswelle 2, eine verschleißfreie Bremse, wie z. B. ein hydraulischer oder elektrischer Retarder oder dergleichen, angeordnet sein, was insbesondere für den Einsatz in Nutzkraftfahrzeugen von besonderer Bedeutung ist. Des weiteren kann zum Antrieb von zusätzlichen Aggregaten auf jeder Welle, bevorzugt auf der Antriebswelle 1 oder der Abtriebswelle 2, ein Nebenabtrieb vorgesehen sein.In the context of a further, not shown embodiment of the invention can on each shaft, preferably on the drive shaft 1 or the output shaft 2 , a wear-free brake, such. As a hydraulic or electrical retarder or the like, be arranged, which is particularly important for use in commercial vehicles of particular importance. Furthermore, to drive additional units on each shaft, preferably on the drive shaft 1 or the output shaft 2 be provided a power take-off.

Die eingesetzten Schaltelemente können als lastschaltende Kupplungen oder Bremsen ausgebildet sein. Insbesondere können kraftschlüssige Kupplungen oder Bremsen, wie z. B. Lamellenkupplungen, Bandbremsen und/oder Konuskupplungen, verwendet werden. Des Weiteren können, wie bereits erläutert als Schaltelemente auch formschlüssige Bremsen und/oder Kupplungen, wie z. B. Synchronisierungen oder Klauenkupplungen eingesetzt werden.The switching elements used can be designed as a load-shifting clutches or brakes. In particular, non-positive clutches or brakes such. B. multi-plate clutches, band brakes and / or cone clutches are used. Furthermore, as already explained as switching elements and positive brakes and / or clutches such. B. synchronizers or dog clutches are used.

Ein weiterer Vorteil des hier vorgestellten Mehrstufengetriebes besteht darin, dass auf jeder Welle als Generator und/oder als zusätzliche Antriebsmaschine eine elektrische Maschine anbringbar ist.Another advantage of the multistage transmission presented here is that an electric machine can be mounted on each shaft as a generator and / or as an additional drive machine.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Wellewave
22: Wellewave
33: Wellewave
4, 4'4, 4 ': Wellewave
55: Wellewave
66: Wellewave
77: Wellewave
0303: erste Bremsefirst brake
0404: zweite Bremsesecond brake
0505: dritte Bremsethird brake
1313: erste Kupplungfirst clutch
4747: dritte Kupplungthird clutch
6767: zweite Kupplungsecond clutch
P1P1: erster Planetensatzfirst planetary gear set
P2P2: zweiter Planetensatzsecond planetary set
P3P3: dritter Planetensatzthird planetary set
ii: Übersetzungtranslation
ϕφ: Stufensprungincrement
GG: Gehäusecasing

Claims

Multi-stage transmission in planetary construction, in particular automatic transmission for a motor vehicle, comprising a drive shaft ( 1 ) and an output shaft ( 2 ), which are arranged in a housing (G), three planetary gear sets (P1, P2, P3), seven rotatable shafts ( 1 . 2 . 3 . 4 . 5 . 6 . 7 ) as well as six switching elements ( 03 . 04 . 05 . 13 . 47 . 67 ), comprising brakes ( 03 . 04 . 05 ) and couplings ( 13 . 67 . 47 ), whose selective engagement different transmission ratios between the drive shaft ( 1 ) and the output shaft ( 2 ), so that eight forward gears and at least one reverse gear can be realized, wherein the drive shaft designed as the first wave ( 1 ) is continuously connected to the sun gear of the third planetary gear set (P3) and via a first clutch ( 13 ) with the wave ( 3 ) is detachably connectable, which is constantly connected to the web of the second planetary gear set (P2) and the web of the first planetary gear set (P1) and via a first brake ( 03 ) is connectable to the housing (G), wherein the sixth shaft ( 6 ) is continuously connected to the ring gear of the second planetary gear set (P2) and the web of the third planetary gear set (P3) and via a second clutch ( 67 ) with the seventh shaft permanently connected to the sun gear of the first planetary gear set (P1) ( 7 ) is releasably connectable, which via a third clutch ( 47 ) with the fourth wave ( 4 ) is detachably connectable, which is constantly connected to the ring gear of the third planetary gear set (P3) and via a second brake ( 04 ) can be coupled to the housing (G), and wherein the output shaft designed as the second shaft ( 2 ) is continuously connected to the ring gear of the first planetary gear set (P1) and the fifth wave ( 5 ) continuously connected to the sun gear of the second planetary gear set (P2) and via a third brake ( 05 ) can be coupled to the housing (G).

Multi-step transmission according to Claim 1, characterized in that the planetary gear sets (P1, P2, P3) are arranged one behind the other in the axial direction in the order P3, P2, P1.

Multi-speed transmission according to claim 1 or 2, characterized in that the clutches ( 47 ) and ( 67 ), viewed axially, substantially between the first and the second planetary gear set (P1, P2) are arranged.

Multi-step transmission according to Claim 1, 2 or 3, characterized in that the clutch ( 13 ), viewed axially, between the second and the third planetary gear set (P2, P3) is arranged.

Multi-step transmission according to one of the preceding claims, characterized in that a switching element, in particular the first brake ( 03 ), only for the reverse gear or the reverse gears is needed.

Multi-step transmission according to one of the preceding claims, characterized in that the planetary gear sets (P1, P2, P3) are designed as negative planetary gear sets.

Multi-step transmission according to one of the preceding claims 3 to 6, characterized in that the outer disk carrier of the clutch ( 47 ), viewed radially, above the coupling ( 47 ) is guided.

Multi-step transmission according to one of the preceding claims 3 to 7, characterized in that the clutches ( 47 . 67 ), viewed radially, are arranged substantially one above the other.

Multi-step transmission according to one of the preceding claims 3 to 11, characterized in that the outer disk carrier of the clutch ( 13 ) is arranged on the drive side.

Multi-speed transmission according to one of the preceding claims, characterized in that the first gear by closing the clutch ( 67 ) and the brakes ( 04 ) and ( 05 ), the second gear by closing the brakes ( 04 ) and ( 05 ) and the clutch ( 47 ), the third gear by closing the clutches ( 47 ) and ( 67 ) and the brake ( 05 ), the fourth gear by closing the clutches ( 13 ) and ( 47 ) and the brake ( 05 ), the fifth gear by closing the clutches ( 13 ) and ( 67 ) and the brake ( 05 ), the sixth gear by closing the clutches ( 13 ) 47 ) and ( 67 ), the seventh gear by closing the clutches ( 13 ) and ( 67 ) and the brake ( 04 ) and the eighth gear by closing the clutches ( 13 ) and ( 47 ) and the brake ( 04 ).

Multi-speed transmission according to one of the preceding claims, characterized in that a reverse gear by closing the first brake ( 03 ) and the second and third clutches ( 67 . 47 ) and / or that a reverse gear by closing the first and second brake ( 03 . 04 ) and the second clutch ( 67 ).

Multi-step transmission according to one of the preceding claims, characterized in that the first brake ( 03 ) is designed as a form-locking switching element.

Multi-step transmission according to claim 12, characterized in that the first brake ( 03 ) is designed as a synchronized or unsynchronized claw brake.

Multi-step transmission according to one of the preceding claims, characterized in that additional freewheels can be used at any suitable point.

Multi-speed transmission according to claim 14, characterized in that the freewheels between the shafts ( 3 . 4 . 5 . 6 . 7 ) and the housing (G) are provided.

Multi-step transmission according to one of the preceding claims, characterized in that drive and output are provided on the same side of the housing.

Multi-step transmission according to one of the preceding claims, characterized in that an axle and / or a distributor differential is arranged on the drive side or the output side.

Multi-step transmission according to one of the preceding claims, characterized in that the drive shaft ( 1 ) Is separable by a coupling element of a drive motor of the motor vehicle.

Multi-speed transmission according to claim 18, characterized in that a hydrodynamic converter, a hydraulic clutch, a dry starting clutch, a wet starting clutch, a magnetic powder clutch or a centrifugal clutch is provided as the coupling element.

Multi-stage transmission according to one of claims 1 to 17, characterized in that in the direction of power flow behind the transmission, an external starting element, in particular according to the characterizing part of claim 19, can be arranged, wherein the drive shaft ( 1 ) is fixedly connected to a crankshaft of the drive motor.

Multi-step transmission according to one of claims 1 to 17, characterized in that the starting of the motor vehicle by means of an internal gear shift element, in particular by means of the second clutch ( 67 ) or the second brake ( 04 ) of the transmission, wherein the drive shaft ( 1 ) is constantly connected to the crankshaft of the drive motor.

Multi-step transmission according to one of the preceding claims, characterized in that a torsional vibration damper can be arranged between the engine and the transmission.

Multi-step transmission according to one of the preceding claims, characterized in that a wear-free brake can be arranged on each shaft.

Multi-speed transmission according to one of the preceding claims, characterized in that a power take-off can be arranged to drive additional units on each shaft.

Multi-step transmission according to claim 28, characterized in that the power take-off on the drive shaft ( 1 ) or the output shaft ( 2 ) can be arranged.

Multi-step transmission according to one of the preceding claims, characterized in that multi-plate clutches, band brakes, cone clutches and / or synchronized jaw clutches are used.

Multi-step transmission according to one of the preceding claims, characterized in that on each shaft as a generator and / or as additional drive machine an electric machine can be attached.