DE102009020442A1 - Getriebe zur Realisierung von mindestens neun Vorwärtsgängen - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Getriebe zur Realisierung von mindestens neun Vorwärtsgängen (V1 bis V9) zwischen einer Eingangswelle (1) und einer Ausgangswelle (2). Das Getriebe umfasst in einem Gehäuse (G) vier Planetenradsätze (P1, P2, P3, P4) mit jeweils einem Sonnenrad (So1, So2, So3, So4), einem Planetenradträger (Pt1, Pt2, Pt3, Pt4) und einem Hohlrad (Ho1, Ho2, Ho3, Ho4) und sechs Schaltelemente (S1, S2, S3, S4, S5, S6). Das Sonnenrad (So1) des ersten Planetenradsatzes (P1) ist ständig mit dem Sonnenrad (So2) des zweiten Planetenradsatzes (P2) verbunden. Der Planetenradträger (Pt1) des ersten Planetenradsatzes (P1) ist ständig mit dem Hohlrad (Ho2) des zweiten Planetenradsatzes (P2) verbunden. Der Planetenradträger (Pt2) des zweiten Planetenradsatzes (P2) ist ständig mit dem Hohlrad (Ho4) des vierten Planetenradsatzes (P4) verbunden. Das Sonnenrad (So3) des dritten Planetenradsatzes (P3) ist ständig mit dem Sonnenrad (So4) des vierten Planetenradsatzes (P4) verbunden. Das Hohlrad (Ho3) des dritten Planetenradsatzes (P3) ist ständig mit dem Planetenradträger (Pt4) des vierten Planetenradsatzes (P4) verbunden.
Description
- Technisches Gebiet
- Die Erfindung betrifft ein Getriebe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Stand der Technik
- Aus der
DE 100 83 202 T1 ist eine Getriebeanordnung mit vier Planetengetriebesätzen, die neun Vorwärts- und eine Rückwärtsgetriebeübersetzung vorsieht, bekannt. - Die Getriebeanordnung umfasst als Schaltelemente zwei Kupplungen und vier Bremsen. Die Getriebeübersetzungen werden durch Schließen von zwei der sechs Schaltelemente erzielt.
- Aufgabe der Erfindung
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Getriebe zur Realisierung von mindestens neun Vorwärtsgängen bereitzustellen, welches einen guten Wirkungsgrad gewährleistet.
- Lösung der Aufgabe
- Die Aufgabe wird durch ein Getriebe gemäß Anspruch 1 gelöst.
- Vorteile der Erfindung
- Mittels des erfindungsgemäßen Getriebes, welches in einem Gehäuse vier Planetenradsätze mit jeweils einem Sonnenrad, einen Planetenradträger und einem Hohlrad und sechs Schaltelemente umfasst, sind zwischen einer Eingangswelle und einer Ausgangswelle mindestens neun Vorwärtsgänge realisierbar.
- Das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes ist ständig mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes verbunden.
- Der Planetenradträger des ersten Planetenradsatzes ist ständig mit dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes verbunden.
- Der Planetenradträger des zweiten Planetenradsatzes ist ständig mit dem Hohlrad des vierten Planetenradsatzes verbunden.
- Das Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes ist ständig mit dem Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes verbunden ist.
- Das Hohlrad des dritten Planetenradsatzes ist ständig mit dem Planetenradträger des vierten Planetenradsatzes verbunden.
- In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das erste Schaltelement eine Kupplung zur Herstellung einer Verbindung zwischen der Eingangswelle und dem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes und dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes.
- In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das zweite Schaltelement eine Kupplung zur Herstellung einer Verbindung zwischen der Eingangswelle und dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes.
- In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das dritte Schaltelement eine Kupplung zur Herstellung einer Verbindung zwischen der Eingangswelle und dem Hohlrad des dritten Planetenradsatzes und dem Planetenradträger des vierten Planetenradsatzes.
- In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das vierte Schaltelement eine Bremse zur Herstellung einer Verbindung zwischen dem Gehäuse und dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes.
- In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das fünfte Schaltelement eine Bremse zur Herstellung einer Verbindung zwischen dem Gehäuse und dem Planetenradträger des ersten Planetenradsatzes und dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes.
- In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das sechste Schaltelement eine Bremse zur Herstellung einer Verbindung zwischen dem Gehäuse und dem Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes und dem Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes.
- In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Ausgangswelle ständig mit dem Planetenradträger des dritten Planetenradsatzes verbunden.
- In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind zur Realisierung der neun Vorwärtsgänge jeweils drei Schaltelemente geschlossen.
- In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird bei einem Wechsel von einem Gang in den nachfolgend höheren oder niedrigeren Gang jeweils nur eines der zuvor geschlossenen Schaltelemente geöffnet und ein zuvor offenes Schaltelement geschlossen.
- In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird bei einem Wechsel von einem Gang in den übernächst höheren oder niedrigeren Gang jeweils nur eines der zuvor geschlossenen Schaltelemente geöffnet und ein zuvor offenes Schaltelement geschlossen.
- In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist zusätzlich zu den mindestens neun Vorwärtsgängen mindestens ein Rückwärtsgang realisierbar.
- Zeichnungen
- Es zeigen:
-
1 : eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Getriebes; -
2 : eine Schaltlogik und vier Varianten von Übersetzungen, Gangsprüngen und Standübersetzungen für das Getriebe gemäß1 . - In
1 ist ein erfindungsgemäßes Getriebe schematisch dargestellt. Das Getriebe umfasst ein Gehäuse G, in welchem vier Planetenradsätze P1, P2, P3, P4, eine Eingangswelle1 und eine Ausgangswelle2 angeordnet sind. - Der erste Planetenradsatz P1 umfasst ein Sonnenrad So1, einen Planetenradträger Pt1 und ein Hohlrad Ho1.
- Der zweite Planetenradsatz P2 umfasst ein Sonnenrad So2, einen Planetenradträger Pt2 und ein Hohlrad Ho2.
- Der dritte Planetenradsatz P3 umfasst ein Sonnenrad So3, einen Planetenradträger Pt3 und ein Hohlrad Ho3.
- Der vierte Planetenradsatz P4 umfasst ein Sonnenrad So4, einen Planetenradträger Pt4 und ein Hohlrad Ho4.
- Das Sonnenrad So1 des ersten Planetenradsatzes P1 ist ständig mit dem Sonnenrad So2 des zweiten Planetenradsatzes P2 mittels einer Welle
3 verbunden. - Der Planetenradträger Pt1 des ersten Planetenradsatzes P1 ist ständig mit dem Hohlrad Ho2 des zweiten Planetenradsatzes P2 mittels einer Welle
4 verbunden. - Der Planetenradträger Pt2 des zweiten Planetenradsatzes P2 ist ständig mit dem Hohlrad Ho4 des vierten Planetenradsatzes P4 mittels einer Welle
5 verbunden. - Das Sonnenrad So3 des dritten Planetenradsatzes P3 ist ständig mit dem Sonnenrad So4 des vierten Planetenradsatzes P4 mittels einer Welle
6 verbunden ist. - Das Hohlrad Ho3 des dritten Planetenradsatzes P3 ist ständig mit dem Planetenradträger Pt4 des vierten Planetenradsatzes P4 mittels einer Welle
7 verbunden. - Das Getriebe umfasst weiterhin sechs Schaltelemente S1, S2, S3, S4, S5, S6.
- Das erste Schaltelement S1 ist eine Kupplung, mit welcher eine Verbindung zwischen der Eingangswelle
1 und dem Sonnenrad So1 des ersten Planetenradsatzes P1 und dem Sonnenrad So2 des zweiten Planetenradsatzes P2 herstellbar ist. - Das zweite Schaltelement S2 ist eine Kupplung, mit welcher eine Verbindung zwischen der Eingangswelle
1 und dem auf einer Welle8 angeordneten Hohlrad Ho1 des ersten Planetenradsatzes P1 herstellbar ist. - Das dritte Schaltelement S3 ist eine Kupplung, mit welcher eine Verbindung zwischen der Eingangswelle
1 und dem Hohlrad Ho3 des dritten Planetenradsatzes P3 und dem Planetenträger Pt4 des vierten Planetenradsatzes P4 herstellbar ist. - Das vierte Schaltelement S4 ist eine Bremse, mit welcher eine Verbindung zwischen dem Gehäuse G und dem Hohlrad Ho1 des ersten Planetenradsatzes P1 herstellbar ist.
- Das fünfte Schaltelement S5 ist eine Bremse, mit welcher eine Verbindung zwischen dem Gehäuse G und dem Planetenradträger Pt1 des ersten Planetenradsatzes P1 und dem Hohlrad Ho2 des zweiten Planetenradsatzes P2 herstellbar ist.
- Das sechste Schaltelement S6 ist eine Bremse, mit welcher eine Verbindung zwischen dem Gehäuse G und dem Sonnenrad So3 des dritten Planetenradsatzes P3 und dem Sonnenrad So4 des vierten Planetenradsatzes P4 herstellbar ist.
- Die Ausgangswelle
2 ist ständig mit dem Planetenradträger Pt3 des dritten Planetenradsatzes P3 verbunden. - Die Eingangswelle
1 ist mit den drei Kupplungen (Schaltelemente S1, S2, S3) im vorderen Teil des Getriebes angebunden. - Die Realisierung einer koaxialen Anordnung von Eingangswelle
1 und Ausgangswelle2 gelingt mit einer sehr einfach aufgebauten Struktur und wenigen ineinander verschachtelten Wellen. Alle drei Kupplungen (Schaltelemente S1, S2, S3) lassen sich über jeweils nur eine Drehdurchführung direkt über das Gehäuse G hydraulisch ansteuern. - In
2 ist eine Schaltlogik für das Getriebe gemäß1 zur Realisierung von neun Vorwärtsgängen V1 bis V9 (identische Drehrichtung der Eingangswelle1 und der Ausgangswelle2 ) und einem Rückwärtsgang R1 (entgegengesetzte Drehrichtung der Eingangswelle1 und der Ausgangswelle2 ) dargestellt. - Durch das selektive Schließen von jeweils drei Schaltelementen der Schaltelemente S1, S2, S3, S4, S5, S6 lassen sich neun Vorwärtsgänge V1 bis V9 und ein Rückwärtsgang R1 realisieren. Vorteilhaft verursachen somit nur drei offene Schaltelemente der Schaltelemente S1, S2, S3, S4, S5, S6 geringe Schleppverluste.
- Mit konstruktiv kompakt umsetzbaren Standübersetzungen einer ersten Auslegungsvariante mit Werten zwischen –1,60 und –2,38 gelingt eine gut progressive Übersetzungsreihe mit einer Spreizung von φges = 11,98 und einer großen Anfahrübersetzung im ersten Vorwärtsgang V1 von iV1 = 6,92 zur Gewährleistung eines großen Zugkraftangebotes beispielsweise für unwegsames Gelände. Die Übersetzung des Rückwärtsganges R1 beträgt iR1 = –4,24.
- Diese Getriebestruktur bietet als besondere strukturelle Eigenschaft, dass die Übersetzungsreihe in weiten Bereichen sehr flexibel mit geringen Änderungen der Standübersetzungen einstellbar ist, ohne an Qualität in der Progression zu verlieren.
- Zudem sind eine zweite, eine dritte und eine vierte Auslegungsvariante der Standübersetzungen für Spreizungen zwischen φges = 10,03 und φges = 15,99 bei annähernd gleichbleibenden Overdriveübersetzungen zwischen iV9 = 0,53 und iV9 = 0,57 mit konstruktiv günstigen Standübersetzungen darstellbar. Größere Spreizungen können vorteilhaft mit größeren Stufensprüngen in den niederen Gängen eingestellt werden, so dass die Stufensprünge in den oberen Gängen mit hohen Zeitanteilen klein genug sind, um das Kennfeld des Verbrennungsmotors in stets günstigen Betriebspunkten erschließen zu können.
- Die geringen Stufensprünge zwischen = 1,10 und = 1,25 ab dem fünften Vorwärtsgang V5 sind besonders in Kombination mit einer Vielzahl an möglichen Lastschaltungen der Getriebestruktur zweckmäßig. Von jedem Gang kann sowohl in die benachbarten als auch in die übernächsten Gänge direkt geschaltet werden, d. h. der Gangwechsel gelingt durch das Öffnen und Schließen nur eines Schaltelementes S1, S2, S3, S4, S5, S6. Zudem sind fünf weitere Direktschaltungen umsetzbar. In Abhängigkeit der Betriebsstrategie lassen sich so sehr einfach Gänge zur Reduzierung der Schaltzeiten und der Schaltverluste überspringen.
- Für eine bauraum- und gewichtsoptimierte Konstruktion sind geringe Drehmoment- und Drehzahlbelastungen an den Radsätzen und Schaltelementen eine wesentliche Voraussetzung. Diese Getriebestruktur weist keine kritischen Belastungen auf.
- Beispielsweise ergeben sich trotz der hohen Anfahrübersetzung im ersten Vorwärtsgang V1 von iV1 = 6,92 der ersten Auslegungsvariante vergleichsweise geringe normierte Drehmomentbelastungen von 3,9 und 2,0 an den beiden Bremsen (Schaltelemente S5 und S6). Die Belastungen im Rückwärtsgang R1 mit einer Übersetzung von iR1 = –4,24 sind kleiner. Die dritte Bremse (Schaltelement S4) und die drei Kupplungen (Schaltelemente S1, S2, S3) sind mit Werten zwischen 0,41 und 1,47 bezogen auf das Antriebsdrehmoment deutlich niedriger belastet.
-
- 1
- Eingangswelle
- 2
- Ausgangswelle
- 3
- Welle
- 4
- Welle
- 5
- Welle
- 6
- Welle
- 7
- Welle
- 8
- Welle
- G
- Gehäuse
- Ho1
- Hohlrad
- Ho2
- Hohlrad
- Ho3
- Hohlrad
- Ho4
- Hohlrad
- P1
- Planetenradsatz
- P2
- Planetenradsatz
- P3
- Planetenradsatz
- P4
- Planetenradsatz
- Pt1
- Planetenradträger
- Pt2
- Planetenradträger
- Pt3
- Planetenradträger
- Pt4
- Planetenradträger
- R1
- Rückwärtsgang
- S1
- Schaltelement
- S2
- Schaltelement
- S3
- Schaltelement
- S4
- Schaltelement
- S5
- Schaltelement
- S6
- Schaltelement
- So1
- Sonnenrad
- So2
- Sonnenrad
- So3
- Sonnenrad
- So4
- Sonnenrad
- V1
- Vorwärtsgang
- V2
- Vorwärtsgang
- V3
- Vorwärtsgang
- V4
- Vorwärtsgang
- V5
- Vorwärtsgang
- V6
- Vorwärtsgang
- V7
- Vorwärtsgang
- V8
- Vorwärtsgang
- V9
- Vorwärtsgang
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 10083202 T1 [0002]
Claims (12)
- Getriebe zur Realisierung von mindestens neun Vorwärtsgängen (V1 bis V9) zwischen einer Eingangswelle (
1 ) und einer Ausgangswelle (2 ), wobei das Getriebe in einem Gehäuse (G) vier Planetenradsätze (P1, P2, P3, P4) mit jeweils einem Sonnenrad (So1, So2, So3, So4), einem Planetenradträger (Pt1, Pt2, Pt3, Pt4) und einem Hohlrad (Ho1, Ho2, Ho3, Ho4) und sechs Schaltelemente (S1, S2, S3, S4, S5, S6) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Sonnenrad (So1) des ersten Planetenradsatzes (P1) ständig mit dem Sonnenrad (So2) des zweiten Planetenradsatzes (P2) verbunden ist, und der Planetenradträger (Pt1) des ersten Planetenradsatzes (P1) ständig mit dem Hohlrad (Ho2) des zweiten Planetenradsatzes (P2) verbunden ist, und der Planetenradträger (Pt2) des zweiten Planetenradsatzes (P2) ständig mit dem Hohlrad (Ho4) des vierten Planetenradsatzes (P4) verbunden ist, und das Sonnenrad (So3) des dritten Planetenradsatzes (P3) ständig mit dem Sonnenrad (So4) des vierten Planetenradsatzes (P4) verbunden ist, und das Hohlrad (Ho3) des dritten Planetenradsatzes (P3) ständig mit dem Planetenradträger (Pt4) des vierten Planetenradsatzes (P4) verbunden ist. - Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schaltelement (S1) eine Kupplung zur Herstellung einer Verbindung zwischen der Eingangswelle (
1 ) und dem Sonnenrad (So1) des ersten Planetenradsatzes (P1) und dem Sonnenrad (So2) des zweiten Planetenradsatzes (P2) ist. - Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Schaltelement (S2) eine Kupplung zur Herstellung einer Verbindung zwischen der Eingangswelle (
1 ) und dem Hohlrad (Ho1) des ersten Planetenradsatzes (P1) ist. - Getriebe nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Schaltelement (S3) eine Kupplung zur Herstellung einer Verbindung zwischen der Eingangswelle (
1 ) und dem Hohlrad (Ho3) des dritten Planetenradsatzes (P3) und dem Planetenradträger (Pt4) des vierten Planetenradsatzes (P4) ist. - Getriebe nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das vierte Schaltelement (S4) eine Bremse zur Herstellung einer Verbindung zwischen dem Gehäuse (G) und dem Hohlrad (Ho1) des ersten Planetenradsatzes (P1) ist.
- Getriebe nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das fünfte Schaltelement (S5) eine Bremse zur Herstellung einer Verbindung zwischen dem Gehäuse (G) und dem Planetenradträger (Pt1) des ersten Planetenradsatzes (P1) und dem Hohlrad (Ho2) des zweiten Planetenradsatzes (P2) ist.
- Getriebe nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das sechste Schaltelement (S6) eine Bremse zur Herstellung einer Verbindung zwischen dem Gehäuse (G) und dem Sonnenrad (So3) des dritten Planetenradsatzes (P3) und dem Sonnenrad (So4) des vierten Planetenradsatzes (P4) ist.
- Getriebe nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangswelle (
2 ) ständig mit dem Planetenradträger (Pt3) des dritten Planetenradsatzes (P3) verbunden ist. - Getriebe nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Realisierung der neun Vorwärtsgänge (V1 bis V9) jeweils drei Schaltelemente (S1, S2, S3, S4, S5, S6) geschlossen sind.
- Getriebe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Wechsel von einem Gang in den nachfolgend höheren oder niedrigeren Gang jeweils nur eines der zuvor geschlossenen Schaltelemente (S1, S2, S3, S4, S5, S6) geöffnet und ein zuvor offenes Schaltelement (S1, S2, S3, S4, S5, S6) geschlossen wird.
- Getriebe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Wechsel von einem Gang in den übernächst höheren oder niedrigeren Gang jeweils nur eines der zuvor geschlossenen Schaltelemente (S1, S2, S3, S4, S5, S6) geöffnet und ein zuvor offenes Schaltelement (S1, S2, S3, S4, S5, S6) geschlossen wird.
- Getriebe nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu den mindestens neun Vorwärtsgängen (V1 bis V9) mindestens ein Rückwärtsgang (R1) realisierbar ist.
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DE200910020442 DE102009020442A1 (de) | 2009-05-08 | 2009-05-08 | Getriebe zur Realisierung von mindestens neun Vorwärtsgängen |
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Publications (1)
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DE102009020442A1 true DE102009020442A1 (de) | 2010-11-11 |
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DE200910020442 Withdrawn DE102009020442A1 (de) | 2009-05-08 | 2009-05-08 | Getriebe zur Realisierung von mindestens neun Vorwärtsgängen |
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