DE102013201683B4 - nine-speed gearbox - Google Patents

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Abstract

Neunganggetriebe (10), umfassend:ein Getriebegehäuse (50);ein Eingangselement (12);ein Ausgangselement (22);ein zusammengesetztes Planetengetriebe (17), das ein erstes Sonnenrad (14A), ein zweites Sonnenrad (16A), ein Hohlrad (14B, 16B) und einen Planetenradträger (14C, 16C) aufweist, wobei das Ausgangselement (22) ständig mit dem Hohlrad (14B, 16B) des zusammengesetzten Planetengetriebes (17) verbunden ist;einen ersten einfachen Planetenradsatz (18), der ein Sonnenrad (18C), ein Hohlrad (18A) und einen Planetenradträger (18B) aufweist, wobei das Sonnenrad (18C) des ersten einfachen Planetenradsatzes (18) direkt mit dem Getriebegehäuse (50) verbunden ist;einen zweiten einfachen Planetenradsatz (20), der ein Sonnenrad (20A), ein Hohlrad (20C) und einen Planetenradträger (20B) aufweist;wobei der Planetenradträger (14C, 16C) des zusammengesetzten Planetengetriebes (17) eine erste Mehrzahl von Planetenrädern (14D) und eine zweite Mehrzahl von Planetenrädern (16D) drehbar lagert, wobei die erste Mehrzahl von Planetenrädern (14D) mit der zweiten Mehrzahl von Planetenrädern (16D) und mit dem ersten Sonnenrad (14A) des zusammmengesetzten Planetengetriebes (17) kämmt, und wobei die zweite Mehrzahl von Planetenrädern (16D) mit der ersten Mehrzahl von Planetenrädern (14D), dem zweiten Sonnenrad (16A) und dem Hohlrad (14B, 16B) des zusammengesetzten Planetengetriebes (17) kämmt, undsechs Drehmomentübertragungsmechanismen (24, 26, 28, 30, 32, 34), von denenein erster (24) selektiv einrückbar ist, um das erste Sonnenrad (14A) des zusammengesetzten Planetengetriebes (17) mit dem Planetenradträger (18B) des ersten einfachen Planetenradsatzes (18) zu verbinden,ein zweiter (26) selektiv einrückbar ist, um das Hohlrad (20C) des zweiten einfachen Planetenradsatzes (20) und den Planetenradträger (14C, 16C) des zusammengesetzten Planetengetriebes (17) mit dem Hohlrad (18A) des ersten einfachen Planetenradsatzes (18) und dem Eingangselement (12) zu verbinden,ein dritter (28) selektiv einrückbar ist, um den Planetenradträger (20B) des zweiten einfachen Planetenradsatzes (20) und das zweite Sonnenrad (16A) des zusammengesetzten Planetengetriebes (17) mit dem Planetenradträger (18B) des ersten einfachen Planetenradsatzes (18) zu verbinden,ein vierter (30) selektiv einrückbar ist, um das Hohlrad (20C) des zweiten einfachen Planetenradsatzes (20) und den Planetenradträger (14C, 16C) des zusammengesetzten Planetengetriebes (17) mit dem Getriebegehäuse (50) zu verbinden,ein fünfter (32) selektiv einrückbar ist, um den Planetenradträger (20B) des zweiten einfachen Planetenradsatzes (20) und das zweite Sonnenrad (16A) des zusammengesetzten Planetengetriebes (17) mit dem Getriebegehäuse (50) zu verbinden,ein sechster (34) selektiv einrückbar ist, um das Sonnenrad (20A) des zweiten einfachen Planetenradsatzes (20) mit dem Getriebegehäuse (50) zu verbinden,wobei die sechs Drehmomentübertragungsmechanismen (24, 26, 28, 30, 32, 34) selektiv in Kombinationen von zweien einrückbar sind, um neun Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang zwischen dem Eingangselement (12) und dem Ausgangselement (22) herzustellen.A nine speed transmission (10) comprising: a transmission case (50); an input member (12); an output member (22); a compound planetary gear (17) having a first sun gear (14A), a second sun gear (16A), a ring gear ( 14B, 16B) and a planet carrier (14C, 16C), the output member (22) being continuously connected to the ring gear (14B, 16B) of the compound planetary gear (17);a first simple planetary gear set (18) including a sun gear ( 18C), a ring gear (18A) and a planetary gear carrier (18B), the sun gear (18C) of the first simple planetary gear set (18) being connected directly to the transmission housing (50);a second simple planetary gear set (20) comprising a sun gear (20A), a ring gear (20C) and a planet carrier (20B); wherein the planet carrier (14C, 16C) of the compound planetary gear (17) rotatably supports a first plurality of planet gears (14D) and a second plurality of planet gears (16D). , where the first plurality of planetary gears (14D) meshes with the second plurality of planetary gears (16D) and with the first sun gear (14A) of the compound planetary gear (17), and wherein the second plurality of planetary gears (16D) meshes with the first plurality of planetary gears (14D ), the second sun gear (16A) and the ring gear (14B, 16B) of the compound planetary gear (17), and six torque-transmitting mechanisms (24, 26, 28, 30, 32, 34), of which a first (24) is selectively engageable, to connect the first sun gear (14A) of the compound planetary gear set (17) to the planet carrier (18B) of the first simple planetary gear set (18), a second (26) is selectively engageable to connect the ring gear (20C) of the second simple planetary gear set (20th ) and to connect the planet carrier (14C, 16C) of the compound planetary gear (17) with the ring gear (18A) of the first simple planetary gear set (18) and the input element (12), a third (28) selectively oner can be moved to connect the planet carrier (20B) of the second simple planetary gear set (20) and the second sun gear (16A) of the compound planetary gear (17) to the planet carrier (18B) of the first simple planetary gear set (18), a fourth (30) is selectively engageable to connect the ring gear (20C) of the second simple planetary gear set (20) and the planet carrier (14C, 16C) of the compound planetary gear set (17) to the transmission housing (50), a fifth (32) is selectively engageable to connecting the planet carrier (20B) of the second simple planetary gear set (20) and the second sun gear (16A) of the compound planetary gear set (17) to the gear case (50), a sixth (34) being selectively engageable to connect the sun gear (20A) of the connecting a second simple planetary gear set (20) to the transmission housing (50), the six torque-transmitting mechanisms (24, 26, 28, 30, 32, 34) being selectively engageable in combinations of two d to establish nine forward speeds and one reverse speed between the input member (12) and the output member (22).

Description

Die Erfindung betrifft ein Neunganggetriebe, das zwei Planetenradsätze, ein zusammengesetztes Planetengetriebe und sechs Drehmomentübertragungseinrichtungen aufweist.The invention relates to a nine-speed transmission that has two planetary gear sets, a compound planetary gear set, and six torque-transmitting devices.

Ein typisches Mehrganggetriebe benutzt eine Kombination aus Reibkupplungen, Planetenradanordnungen und festen Verbindungen, um eine Mehrzahl von Übersetzungsverhältnissen zu erreichen. Die Anzahl und physikalische Anordnung der Planetenradsätze im Allgemeinen werden durch den Bauraum, die Kosten und die gewünschten Drehzahlverhältnisse oder Gänge vorgeschrieben.A typical multi-speed transmission uses a combination of friction clutches, planetary gear assemblies, and fixed linkages to achieve a variety of gear ratios. The number and physical arrangement of planetary gear sets in general are dictated by packaging space, cost, and desired speed ratios or gears.

Die DE 101 15 983 A1 offenbart ein Siebenganggetriebe mit einem zusammengesetzten Planetengetriebe mit zwei Sonnenrädern, einem Träger, der zwei Sätze von Planetenrädern lagert, und einem Hohlrad. Ferner ist ein weiterer Planetenradsatz mit einem Stufenplaneten vorhanden. Zum Schalten der Gänge sind zwei Bremsen und vier Kupplungen vorgesehen.the DE 101 15 983 A1 discloses a seven-speed transmission having a compound planetary gear set with two sun gears, a carrier supporting two sets of planet gears, and a ring gear. There is also another planetary gear set with a stepped planet. Two brakes and four clutches are provided for shifting gears.

Aus der DE 10 2004 025 697 A1 sind Achtganggetriebe mit zusammengesetzten und einfachen Planentenradsätzen bekannt, bei denen die Gänge über drei Bremsen und vier Kupplungen geschaltet werden.From the DE 10 2004 025 697 A1 Eight-speed transmissions with compound and simple planetary gear sets are known, in which the gears are shifted via three brakes and four clutches.

Die JP 2005 - 16704 A offenbart Achtganggetriebe mit einem zusammengesetzten Planetengetriebe, das ein erstes Sonnenrad, ein zweites Sonnenrad, ein Hohlrad und einen Planetenradträger aufweist; einem ersten einfachen Planetenradsatz, der ein Sonnenrad, ein Hohlrad und einen Planetenradträger aufweist; einem zweiten einfachen Planetenradsatz, der ein Sonnenrad, ein Hohlrad und einen Planetenradträger aufweist. Es sind zwei Bremsen und vier Kupplungen vorgesehen, um die jeweiligen Gänge zu schalten.the JP 2005 - 16704 A discloses eight speed transmissions with a compound planetary gear set having a first sun gear, a second sun gear, a ring gear and a planet carrier; a first simple planetary gear set having a sun gear, a ring gear and a planet gear carrier; a second simple planetary gear set having a sun gear, a ring gear and a planet gear carrier. Two brakes and four clutches are provided to shift the respective gears.

Obgleich gegenwärtige Getriebe ihren vorgesehenen Zweck erfüllen, ist der Bedarf für neue und verbesserte Getriebekonfigurationen, die ein verbessertes Leistungsvermögen, insbesondere von den Standpunkten des Wirkungsgrades, des Ansprechvermögens und des ruhigen Betriebes aus, sowie einen verbesserten Bauraum, primär reduzierte Größe und reduziertes Gewicht, zeigen, im Wesentlichen konstant.Although current transmissions serve their intended purpose, there is a need for new and improved transmission configurations that exhibit improved performance, particularly from the standpoints of efficiency, responsiveness and quiet operation, as well as improved packaging, primarily reduced size and weight , essentially constant.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes, kostengünstiges und kompaktes Neunganggetriebe zur Verfügung zu stellen.It is therefore the object of the present invention to provide an improved, inexpensive and compact nine-speed transmission.

Diese Aufgabe wird durch ein Neunganggetriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a nine-speed transmission having the features of claim 1.

Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der Zeichnungen beschrieben:

  • 1 ist ein Hebeldiagramm eines Neunganggetriebes gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 2 ist eine schematische Darstellung eines Neunganggetriebes gemäß der vorliegenden Erfindung; und
  • 3 ist eine Schalttabelle, die den Einrückungszustand der verschiedenen Drehmomentübertragungselemente in jedem der verfügbaren Vorwärts- und Rückwärtsgänge oder -übersetzungsverhältnisse des in den 1 und 2 veranschaulichten Getriebes darstellt.
The invention is described below by way of example with reference to the drawings:
  • 1 Figure 12 is a lever diagram of a nine speed transmission according to the present invention;
  • 2 Figure 12 is a schematic representation of a nine speed transmission according to the present invention; and
  • 3 1 is a shift table showing the state of engagement of the various torque-transmitting elements in each of the available forward and reverse speeds or gear ratios of the vehicle shown in FIGS 1 and 2 illustrated transmission represents.

Zu Beginn ist festzustellen, dass das Neungang-Automatikgetriebe der vorliegenden Erfindung eine Anordnung von permanenten mechanischen Verbindungen zwischen den Elementen der vier Planetenradsätze aufweisen. Zum Beispiel ist eine zweite Komponente oder ein zweites Element eines ersten Planetenradsatzes permanent mit einer zweiten Komponente oder einem zweiten Element des zweiten Planetenradsatzes gekoppelt. Eine dritte Komponente oder ein drittes Element des ersten Planetenradsatzes ist permanent mit einer dritten Komponente oder einem dritten Element des zweiten Planetenradsatzes und mit einer dritten Komponente oder einem dritten Element des vierten Planetenradsatzes gekoppelt. Eine erste Komponente oder ein erstes Element des zweiten Planetenradsatzes ist permanent mit einer zweiten Komponente oder einem zweiten Element des vierten Planetenradsatzes gekoppelt.At the outset, it is noted that the nine speed automatic transmission of the present invention includes an arrangement of permanent mechanical connections between the members of the four planetary gear sets. For example, a second component or member of a first planetary gear set is permanently coupled to a second component or member of the second planetary gear set. A third component or element of the first planetary gear set is permanently coupled to a third component or element of the second planetary gear set and to a third component or element of the fourth planetary gear set. A first component or member of the second planetary gear set is permanently coupled to a second component or member of the fourth planetary gear set.

In 1 ist ein erfindungsgemäßes Neunganggetriebe 10 in einem Hebeldiagrammformat veranschaulicht. Ein Hebeldiagramm ist eine schematische Darstellung der Komponenten einer mechanischen Einrichtung, wie eines Automatikgetriebes. Jeder einzelne Hebel stellt einen Planetenradsatz dar, wobei die drei grundlegenden mechanischen Komponenten des Planetengetriebes jeweils durch einen Knoten dargestellt sind. Daher enthält ein einzelner Hebel drei Knoten: einen für das Sonnenrad, einen für den Planetenradträger und einen für das Hohlrad. In manchen Fällen können zwei Hebel zu einem einzigen Hebel, der mehr als drei Knoten (typischerweise vier Knoten) aufweist, kombiniert sein. Wenn zum Beispiel zwei Knoten an zwei unterschiedlichen Hebeln durch eine feste Verbindung verbunden sind, können sie als ein einziger Knoten an einem einzigen Hebel dargestellt werden. Die relative Länge zwischen den Knoten jedes Hebels kann dazu verwendet werden, jeweils das Hohlrad/Sonnenrad-Verhältnis jedes entsprechenden Zahnradsatzes darzustellen. Diese Hebelverhältnisse werden wiederum dazu verwendet, die Übersetzungsverhältnisse des Getriebes zu verändern, um geeignete Verhältnisse und eine geeignete Verhältnisprogression zu erreichen. Mechanische Kopplungseinrichtungen oder Verbindungen zwischen den Knoten der verschiedenen Planetenradsätze sind durch dünne, horizontale Linien veranschaulicht, und Drehmomentübertragungseinrichtungen, wie Kupplungen und Bremsen, sind als ineinander greifende Finger dargestellt.In 1 A nine speed transmission 10 in accordance with the present invention is illustrated in a lever diagram format. A lever diagram is a schematic representation of the components of a mechanical device, such as an automatic transmission. Each individual lever represents a planetary gear set, with the three basic mechanical components of the planetary gear set each represented by a node. Therefore, a single lever contains three nodes: one for the sun gear, one for the planet carrier, and one for the ring gear. In some cases, two levers may be combined into a single lever that has more than three nodes (typically four nodes). For example, if two nodes on two different levers are connected by a fixed link, they can be represented as a single node on a single lever. The relative length between the nodes of each lever can be used to represent the ring gear/sun gear ratio of each corresponding gear set. These lever ratios are in turn used to change the gear ratios of the transmission to to achieve appropriate ratios and appropriate ratio progression. Mechanical coupling devices or connections between the nodes of the various planetary gear sets are illustrated by thin, horizontal lines, and torque-transmitting devices, such as clutches and brakes, are illustrated as interdigitated fingers.

Das Getriebe 10 umfasst eine Eingangswelle oder ein Eingangselement 12, einen ersten Planetenradsatz 14, einen zweiten Planetenradsatz 16, einen dritten Planetenradsatz 18 und einen vierten Planetenradsatz 20 und eine Ausgangswelle oder ein Ausgangselement 22. In dem Hebeldiagramm von 1 sind die Hebel für den ersten Planetenradsatz 14 und den zweiten Planetenradsatz 16 zu einem einzigen Vierknotenhebel kombiniert worden, der aufweist: einen ersten Knoten 14A, einen zweiten Knoten 14B, 16B, einen dritten Knoten 14C, 16C und einen vierten Knoten 16A. Somit ist das zweite Element 14B des ersten Planetenradsatzes 14 direkt mit dem zweiten Element 16B des zweiten Planetenradsatzes 16 gekoppelt und das dritte Element 14C des ersten Planetenradsatzes 14 ist direkt mit dem dritten Element 16C des zweiten Planetenradsatzes 16 gekoppelt. Der dritte Planetenradsatz 18 weist drei Knoten auf: einen ersten Knoten 18A, einen zweiten Knoten 18B und einen dritten Knoten 18C. Der vierte Planetenradsatz 20 weist drei Knoten auf: einen ersten Knoten 20A, einen zweite Knoten 20B und einen dritten Knoten 20C.The transmission 10 includes an input shaft or member 12, a first planetary gear set 14, a second planetary gear set 16, a third planetary gear set 18 and a fourth planetary gear set 20, and an output shaft or member 22. In the lever diagram of FIG 1 For example, the levers for the first planetary gear set 14 and the second planetary gear set 16 have been combined into a single four-node lever having: a first node 14A, a second node 14B, 16B, a third node 14C, 16C, and a fourth node 16A. Thus, the second member 14B of the first planetary gear set 14 is directly coupled to the second member 16B of the second planetary gear set 16 and the third member 14C of the first planetary gear set 14 is directly coupled to the third member 16C of the second planetary gear set 16 . The third planetary gear set 18 has three nodes: a first node 18A, a second node 18B, and a third node 18C. The fourth planetary gear set 20 has three nodes: a first node 20A, a second node 20B, and a third node 20C.

Das Eingangselement 12 ist ständig mit dem ersten Knoten 18A des dritten Planetenradsatzes 18 gekoppelt. Das Ausgangselement 22 ist mit dem zweiten Knoten 14B, 16B der kombinierten Hebel des ersten und zweiten Planetenradsatzes 14, 16 gekoppelt. Der vierte Knoten 16A der kombinierten Hebel des ersten und zweiten Planetenradsatzes 14, 16 ist mit dem zweiten Knoten 20B des vierten Planetenradsatzes 20 gekoppelt. Der dritte Knoten 14C, 16C der kombinierten Hebel des ersten und zweiten Planetenradsatzes 14, 16 ist mit dem dritten Knoten 20C des vierten Planetenradsatzes 20 gekoppelt. Der dritte Knoten 18C des dritten Planetenradsatzes 18 ist permanent direkt mit einem Getriebegehäuse 50 gekoppelt.The input member 12 is continuously coupled to the first node 18A of the third planetary gear set 18 . The output member 22 is coupled to the second node 14B, 16B of the combined levers of the first and second planetary gear sets 14,16. The fourth node 16A of the combined levers of the first and second planetary gear sets 14, 16 is coupled to the second node 20B of the fourth planetary gear set 20. The third node 14C, 16C of the combined levers of the first and second planetary gear sets 14, 16 is coupled to the third node 20C of the fourth planetary gear set 20. The third node 18C of the third planetary gear set 18 is permanently coupled directly to a transmission case 50 .

Eine erste Kupplung 24 verbindet den ersten Knoten 14A der kombinierten Hebel des ersten und zweiten Planetenradsatzes 14, 16 selektiv mit dem zweiten Knoten 18B des dritten Planetenradsatzes 18. Eine zweite Kupplung 26 verbindet das Eingangselement oder die Eingangswelle 12 und den ersten Knoten 18A des dritten Planetenradsatzes 18 selektiv mit dem dritten Knoten 20C des vierten Planetenradsatzes 20 und dem dritten Knoten 14C, 16C der kombinierten Hebel des ersten und zweiten Planetenradsatzes 14, 16. Eine dritte Kupplung 28 verbindet den zweiten Knoten 18B des dritten Planetenradsatzes 18 selektiv mit dem zweiten Knoten 20B des vierten Planetenradsatzes 20 und dem vierten Knoten 16A der kombinierten Hebel des ersten und zweiten Planetenradsatzes 14, 16. Eine erste Bremse 30 verbindet den dritten Knoten 20C des vierten Planetenradsatzes 20 und den dritten Knoten 14C, 16C der kombinierten Hebel des ersten und zweiten Planetenradsatzes 14, 16 selektiv mit dem Getriebegehäuse 50. Eine zweite Bremse 32 verbindet den zweiten Knoten 20B des vierten Planetenradsatzes 20 und den vierten Knoten 16A der kombinierten Hebel des ersten und zweiten Planetenradsatzes 14, 16 selektiv mit dem Getriebegehäuse 50. Eine dritte Bremse 34 verbindet den ersten Knoten 20A des vierten Planetenradsatzes 20 selektiv mit dem Getriebegehäuse 50.A first clutch 24 selectively connects the first node 14A of the combined levers of the first and second planetary gear sets 14, 16 with the second node 18B of the third planetary gear set 18. A second clutch 26 connects the input member or shaft 12 and the first node 18A of the third planetary gear set 18 selectively connected to the third node 20C of the fourth planetary gear set 20 and the third node 14C, 16C of the combined levers of the first and second planetary gear sets 14, 16. A third clutch 28 selectively connects the second node 18B of the third planetary gear set 18 to the second node 20B of the fourth planetary gear set 20 and the fourth node 16A of the combined levers of the first and second planetary gear sets 14, 16. A first brake 30 connects the third node 20C of the fourth planetary gear set 20 and the third node 14C, 16C of the combined levers of the first and second planetary gear sets 14, 16 selectively with the transmission housing 50. A betw A second brake 32 selectively connects the second node 20B of the fourth planetary gear set 20 and the fourth node 16A of the combined levers of the first and second planetary gear sets 14, 16 to the transmission housing 50. A third brake 34 selectively connects the first node 20A of the fourth planetary gear set 20 to the Gear case 50.

2 stellt ein Prinzipdiagramm des Neunganggetriebes 10 gemäß der vorliegenden Erfindung dar. In 2 wird die Nummerierung aus dem Hebeldiagramm von 1 übernommen. Die Kupplungen und Kopplungseinrichtungen sind entsprechend dargestellt, wohingegen die Knoten der Planetenradsätze nun als Komponenten von Planetenradsätzen, wie Sonnenräder, Hohlräder, Planetenräder und Planetenradträger, erscheinen. 2 Figure 12 illustrates a schematic diagram of the nine speed transmission 10 according to the present invention 2 becomes the numbering from the lever diagram of 1 accepted. The clutches and coupling devices are shown accordingly, while the nodes of the planetary gear sets now appear as components of planetary gear sets, such as sun gears, ring gears, planet gears and planet gear carriers.

Der Planetenradsatz 14 und der Planetenradsatz 16 sind kombiniert, um zusammengesetztes Planetengetriebe 17 zu bilden. Das zusammengesetzte Planetengetriebe 17 umfasst ein erstes Sonnenrad 14A, ein zweites Sonnenrad 16A, ein Hohlrad 14B, 16B und einen Planetenradträger 14C, 16C, der einen ersten Satz Planetenräder 14D (von denen nur eines gezeigt ist) und einen zweiten Satz Planetenräder 16D drehbar lagert. Das erste Sonnenrad 14A ist zur gemeinsamen Rotation mit einer ersten Welle oder einem ersten Verbindungselement 42 verbunden. Das Hohlrad 14B, 16B ist zur gemeinsamen Rotation mit der Ausgangswelle oder dem Ausgangselement 22 verbunden. Der Planetenradträger 14C, 16C ist zur gemeinsamen Rotation mit einer zweiten Welle oder einem zweiten Verbindungselement 44 und einer dritten Welle oder einem dritten Verbindungselement 46 verbunden. Der erste Satz Planetenräder 14D ist konfiguriert, um jeweils mit sowohl dem Sonnenrad 14A als auch dem zweiten Satz Planetenräder 16D zu kämmen. Der zweite Satz Planetenräder 16D ist konfiguriert, um jeweils mit sowohl dem Sonnenrad 16A, dem Hohlrad 14B, 16B als auch dem ersten Satz Planetenräder 14D zu kämmen. Das zweite Sonnenrad 16A ist zur gemeinsamen Rotation mit einer vierten Welle oder einem vierten Verbindungselement 48 verbunden.Planetary gear set 14 and planetary gear set 16 combine to form compound planetary gear set 17 . The compound planetary gear set 17 includes a first sun gear 14A, a second sun gear 16A, a ring gear 14B, 16B and a planet carrier 14C, 16C which rotatably supports a first set of planet gears 14D (only one shown) and a second set of planet gears 16D. The first sun gear 14A is connected to a first shaft or connecting member 42 for common rotation. The ring gear 14B, 16B is connected to the output shaft or member 22 for common rotation. The planet carrier 14C, 16C is connected to a second shaft or link 44 and a third shaft or link 46 for common rotation. The first set of planetary gears 14D is configured to mesh with both the sun gear 14A and the second set of planetary gears 16D, respectively. The second set of planetary gears 16D is configured to mesh with each of the sun gear 16A, the ring gear 14B, 16B, and the first set of planetary gears 14D. The second sun gear 16A is connected to a fourth shaft or link 48 for common rotation.

Der Planetenradsatz 18 umfasst ein Sonnenrad 18C, ein Hohlrad 18A und einen Planetenradträger 18B, der einen Satz Planetenräder 18D (von denen nur eines gezeigt ist) drehbar lagert. Das Sonnenrad 18C ist direkt mit dem Getriebegehäuse 50 verbunden, um eine Rotation des Sonnenrads 18C relativ zu dem Getriebegehäuse zu verhindern. Das Hohlrad 18A ist zur gemeinsamen Rotation mit der Eingangswelle oder dem Eingangselement 12 verbunden. Der Planetenradträger 18B ist zur gemeinsamen Rotation mit einer fünften Welle oder einem fünften Verbindungselement 52 verbunden. Die Planetenräder 18D sind jeweils konfiguriert, um mit sowohl dem Sonnenrad 18C als auch dem Hohlrad 18A zu kämmen.The planetary gear set 18 includes a sun gear 18C, a ring gear 18A and a planet carrier 18B which rotatably supports a set of planet gears 18D (only one shown). the sun Sun gear 18C is directly connected to gear case 50 to prevent rotation of sun gear 18C relative to the gear case. The ring gear 18A is connected to the input shaft or member 12 for common rotation. The planet carrier 18B is connected to a fifth shaft or link 52 for common rotation. The planetary gears 18D are each configured to mesh with both the sun gear 18C and the ring gear 18A.

Der Planetenradsatz 20 umfasst ein Sonnenrad 20A, ein Hohlrad 20C und einen Planetenradträger 20B, der einen Satz Planetenräder 20D (von denen nur eines gezeigt ist) drehbar lagert. Das Sonnenrad 20A ist zur gemeinsamen Rotation mit einer sechsten Welle oder einem sechsten Verbindungselement 54 verbunden. The planetary gear set 20 includes a sun gear 20A, a ring gear 20C and a planet carrier 20B which rotatably supports a set of planet gears 20D (only one shown). The sun gear 20A is connected to a sixth shaft or link 54 for common rotation.

Das Hohlrad 20C ist zur gemeinsamen Rotation mit der dritten Welle oder dem dritten Verbindungselement 46 verbunden. Der Planetenradträger 20B ist zur gemeinsamen Rotation mit der vierten Welle oder dem vierten Verbindungselement 48 verbunden. Die Planetenräder 20D sind jeweils konfiguriert, um mit sowohl dem Sonnenrad 20A als auch dem Hohlrad 20C zu kämmen.The ring gear 20C is connected to the third shaft or third link 46 for common rotation. The planet carrier 20B is connected to the fourth shaft or link 48 for common rotation. The planetary gears 20D are each configured to mesh with both the sun gear 20A and the ring gear 20C.

Die Eingangswelle oder das Eingangselement 12 ist ständig mit einer Kraftmaschine (nicht gezeigt) oder mit einem Turbinenrad eines Drehmomentwandlers (nicht gezeigt) verbunden. Die Ausgangswelle oder das Ausgangselement 22 ist ständig mit der Achsantriebseinheit oder dem Verteilergetriebe (nicht gezeigt) verbunden.The input shaft or member 12 is permanently connected to an engine (not shown) or to a turbine of a torque converter (not shown). The output shaft or member 22 is permanently connected to the final drive unit or transfer case (not shown).

Die Drehmomentübertragungsmechanismen oder Kupplungen 24, 26, 28 und Bremsen 30, 32 und 34 sorgen für eine selektive Verbindung der Wellen oder Verbindungselemente, der Elemente der Planetenradsätze und des Gehäuses. Zum Beispiel ist die erste Kupplung 24 selektiv einrückbar, um die erste Welle oder das erste Verbindungselement 42 mit der sechsten Welle oder dem sechsten Verbindungselement 52 zu verbinden. Die zweite Kupplung 26 ist selektiv einrückbar, um die Eingangswelle oder das Eingangselement 12 mit der zweiten Welle oder dem zweiten Verbindungselement 44 zu verbinden. Die dritte Kupplung 28 ist selektiv einrückbar, um die fünfte Welle oder das fünfte Verbindungselement 52 mit der vierten Welle oder dem vierten Verbindungselement 48 zu verbinden. Die erste Bremse 30 ist selektiv einrückbar, um die dritte Welle oder das dritte Verbindungselement 46 mit dem Getriebegehäuse 50 zu verbinden und somit eine Rotation des Elements 46 relativ zu dem Getriebegehäuse 50 einzuschränken. Die zweite Bremse 32 ist selektiv einrückbar, um die vierte Welle oder das vierte Verbindungselement 48 mit dem Getriebegehäuse 50 zu verbinden und somit eine Rotation des Elements 48 relativ zu dem Getriebegehäuse 50 einzuschränken. Die dritte Bremse 34 ist selektiv einrückbar, um die sechste Welle oder das sechste Verbindungselement 54 mit dem Getriebegehäuse 50 zu verbinden und somit eine Rotation des Elements 54 relativ zu dem Getriebegehäuse 50 einzuschränken.The torque-transmitting mechanisms or clutches 24, 26, 28 and brakes 30, 32 and 34 selectively connect the shafts or connecting elements, the elements of the planetary gear sets and the housing. For example, the first clutch 24 is selectively engageable to connect the first shaft or connecting member 42 to the sixth shaft or connecting member 52 . The second clutch 26 is selectively engageable to connect the input shaft or member 12 to the second shaft or connecting member 44 . The third clutch 28 is selectively engageable to connect the fifth shaft or connecting member 52 to the fourth shaft or connecting member 48 . The first brake 30 is selectively engageable to connect the third shaft or connecting member 46 to the transmission housing 50 and thus restrict rotation of the member 46 relative to the transmission housing 50 . The second brake 32 is selectively engageable to connect the fourth shaft or connecting member 48 to the transmission housing 50 and thus restrict rotation of the member 48 relative to the transmission housing 50 . The third brake 34 is selectively engageable to connect the sixth shaft or connecting member 54 to the transmission housing 50 and thus restrict rotation of the member 54 relative to the transmission housing 50 .

Nun wird unter Bezugnahme auf 2 und 3 die Arbeitsweise des Neunganggetriebes 10 beschrieben. Es ist festzustellen, dass das Getriebe 10 in der Lage ist, Drehmoment von der Eingangswelle oder dem Eingangselement 12 auf die Ausgangswelle oder das Ausgangselement 22 in neun Vorwärtsgängen oder -drehmomentverhältnissen und einem Rückwärtsgang oder -drehmomentverhältnis zu übertragen. Jeder Vorwärts- und Rückwärtsgang oder jedes Vorwärts- und Rückwärtsdrehmomentverhältnis wird durch Einrückung von zweien der Drehmomentübertragungsmechanismen (d.h. erste Kupplung 24, zweite Kupplung 26, dritte Kupplung 28, erste Bremse 30, zweite Bremse 32 und dritte Bremse 34) erzielt, wie es nachstehend erläutert wird. 3 ist eine Schalttabelle, die die verschiedenen Kombinationen von Drehmomentübertragungsmechanismen darstellt, die aktiviert oder eingerückt werden, um die verschiedenen Gangzustände zu erreichen. Ein „X“ in dem Kasten bedeutet, dass die besondere Kupplung oder Bremse eingerückt ist, um den gewünschten Gangzustand zu erreichen. Ein „O“ stellt dar, dass die besondere Drehmomentübertragungseinrichtung (d.h. eine Bremse oder Kupplung) ein oder aktiv ist, aber kein Drehmoment transportiert. Tatsächliche numerische Übersetzungsverhältnisse der verschiedenen Gangzustände sind ebenfalls dargestellt, obwohl festzustellen ist, dass diese Zahlenwerte nur beispielhaft sind und dass sie über beträchtliche Bereiche eingestellt werden können, um sich verschiedenen Anwendungen und Betriebskriterien des Getriebes 10 anzupassen. Natürlich sind andere Übersetzungsverhältnisse abhängig von dem gewählten Zahnraddurchmesser, der gewählten Zahnradzähnezahl und der gewählten Zahnradkonfiguration erreichbar.Now, referring to 2 and 3 the operation of the nine-speed transmission 10 is described. It will be appreciated that the transmission 10 is capable of transferring torque from the input shaft or member 12 to the output shaft or member 22 in nine forward speeds or torque ratios and one reverse speed or torque ratio. Each forward and reverse speed or torque ratio is achieved by engagement of two of the torque-transmitting mechanisms (ie, first clutch 24, second clutch 26, third clutch 28, first brake 30, second brake 32, and third brake 34), as discussed below will. 3 FIG. 12 is a shift table that depicts the various combinations of torque-transmitting mechanisms that are activated or engaged to achieve the various gear states. An "X" in the box means that the particular clutch or brake is engaged to achieve the desired gear state. An "O" represents that the particular torque-transmitting device (ie, a brake or clutch) is on or active, but is not carrying torque. Actual numerical gear ratios of the various gear states are also shown, although it should be understood that these numerical values are exemplary only and that they can be adjusted over considerable ranges to accommodate different applications and operating criteria of the transmission 10. Of course, other gear ratios are achievable depending on the gear diameter, gear tooth count, and gear configuration selected.

Um zum Beispiel einen Rückwärtsgang herzustellen, werden die dritte Kupplung 28 und die erste Bremse 30 eingerückt oder aktiviert. Die dritte Kupplung 28 verbindet die fünfte Welle oder das fünfte Verbindungselement 52 mit der vierten Welle oder dem vierten Verbindungselement 48. Die erste Bremse 30 verbindet die dritte Welle oder das dritte Verbindungselement 46 mit dem Getriebegehäuse 50, um eine Rotation des Elements 46 relativ zu dem Getriebegehäuse 50 einzuschränken. Gleichermaßen werden die neun Vorwärtsgänge durch unterschiedliche Kombinationen einer Kupplungs- und Bremseneinrückung erreicht, wie es in 3 gezeigt ist.For example, to establish reverse gear, the third clutch 28 and first brake 30 are engaged or activated. The third clutch 28 connects the fifth shaft or link 52 to the fourth shaft or link 48. The first brake 30 connects the third shaft or link 46 to the transmission case 50 to permit rotation of the member 46 relative to the Restrict gear housing 50. Likewise, the nine forward speeds are achieved through different combinations of clutch and brake engagement, as shown in 3 is shown.

Es ist festzustellen, dass die vorstehende Erläuterung der Arbeitsweise und der Gangzustände des Neunganggetriebes 10 zuallererst von der Annahme ausgeht, dass alle in einem gegebenen Gangzustand nicht speziell genannten Kupplungen inaktiv oder ausgerückt sind, und dass zweitens während Gangschaltvorgängen, d.h. Wechseln des Gangzustands, zwischen zumindest benachbarten Gangzuständen, eine in beiden Gangzuständen eingerückte oder aktivierte Kupplung eingerückt oder aktiviert bleiben wird.It should be noted that the foregoing discussion of the operation and gear states of the nine-speed transmission 10 assumes, first of all, that all clutches not specifically named in a given gear state are inactive or disengaged, and that second, during gear shifts, i.e. changing gear states, between at least adjacent gear states, a clutch engaged or activated in both gear states will remain engaged or activated.

Claims (1)

Neunganggetriebe (10), umfassend: ein Getriebegehäuse (50); ein Eingangselement (12); ein Ausgangselement (22); ein zusammengesetztes Planetengetriebe (17), das ein erstes Sonnenrad (14A), ein zweites Sonnenrad (16A), ein Hohlrad (14B, 16B) und einen Planetenradträger (14C, 16C) aufweist, wobei das Ausgangselement (22) ständig mit dem Hohlrad (14B, 16B) des zusammengesetzten Planetengetriebes (17) verbunden ist; einen ersten einfachen Planetenradsatz (18), der ein Sonnenrad (18C), ein Hohlrad (18A) und einen Planetenradträger (18B) aufweist, wobei das Sonnenrad (18C) des ersten einfachen Planetenradsatzes (18) direkt mit dem Getriebegehäuse (50) verbunden ist; einen zweiten einfachen Planetenradsatz (20), der ein Sonnenrad (20A), ein Hohlrad (20C) und einen Planetenradträger (20B) aufweist; wobei der Planetenradträger (14C, 16C) des zusammengesetzten Planetengetriebes (17) eine erste Mehrzahl von Planetenrädern (14D) und eine zweite Mehrzahl von Planetenrädern (16D) drehbar lagert, wobei die erste Mehrzahl von Planetenrädern (14D) mit der zweiten Mehrzahl von Planetenrädern (16D) und mit dem ersten Sonnenrad (14A) des zusammmengesetzten Planetengetriebes (17) kämmt, und wobei die zweite Mehrzahl von Planetenrädern (16D) mit der ersten Mehrzahl von Planetenrädern (14D), dem zweiten Sonnenrad (16A) und dem Hohlrad (14B, 16B) des zusammengesetzten Planetengetriebes (17) kämmt, und sechs Drehmomentübertragungsmechanismen (24, 26, 28, 30, 32, 34), von denen ein erster (24) selektiv einrückbar ist, um das erste Sonnenrad (14A) des zusammengesetzten Planetengetriebes (17) mit dem Planetenradträger (18B) des ersten einfachen Planetenradsatzes (18) zu verbinden, ein zweiter (26) selektiv einrückbar ist, um das Hohlrad (20C) des zweiten einfachen Planetenradsatzes (20) und den Planetenradträger (14C, 16C) des zusammengesetzten Planetengetriebes (17) mit dem Hohlrad (18A) des ersten einfachen Planetenradsatzes (18) und dem Eingangselement (12) zu verbinden, ein dritter (28) selektiv einrückbar ist, um den Planetenradträger (20B) des zweiten einfachen Planetenradsatzes (20) und das zweite Sonnenrad (16A) des zusammengesetzten Planetengetriebes (17) mit dem Planetenradträger (18B) des ersten einfachen Planetenradsatzes (18) zu verbinden, ein vierter (30) selektiv einrückbar ist, um das Hohlrad (20C) des zweiten einfachen Planetenradsatzes (20) und den Planetenradträger (14C, 16C) des zusammengesetzten Planetengetriebes (17) mit dem Getriebegehäuse (50) zu verbinden, ein fünfter (32) selektiv einrückbar ist, um den Planetenradträger (20B) des zweiten einfachen Planetenradsatzes (20) und das zweite Sonnenrad (16A) des zusammengesetzten Planetengetriebes (17) mit dem Getriebegehäuse (50) zu verbinden, ein sechster (34) selektiv einrückbar ist, um das Sonnenrad (20A) des zweiten einfachen Planetenradsatzes (20) mit dem Getriebegehäuse (50) zu verbinden, wobei die sechs Drehmomentübertragungsmechanismen (24, 26, 28, 30, 32, 34) selektiv in Kombinationen von zweien einrückbar sind, um neun Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang zwischen dem Eingangselement (12) und dem Ausgangselement (22) herzustellen.Nine speed transmission (10) comprising: a gear housing (50); an input member (12); an output element (22); a compound planetary gear (17) having a first sun gear (14A), a second sun gear (16A), a ring gear (14B, 16B) and a planet gear carrier (14C, 16C), the output member (22) being continuously connected to the ring gear ( 14B, 16B) of the compound planetary gear (17); a first simple planetary gear set (18) having a sun gear (18C), a ring gear (18A) and a planet carrier (18B), the sun gear (18C) of the first simple planetary gear set (18) being connected directly to the transmission housing (50). ; a second simple planetary gear set (20) having a sun gear (20A), a ring gear (20C) and a planet carrier (20B); wherein the planetary carrier (14C, 16C) of the compound planetary gear (17) rotatably supports a first plurality of planetary gears (14D) and a second plurality of planetary gears (16D), the first plurality of planetary gears (14D) being meshed with the second plurality of planetary gears ( 16D) and with the first sun gear (14A) of the compound planetary gear (17), and wherein the second plurality of planetary gears (16D) meshes with the first plurality of planetary gears (14D), the second sun gear (16A) and the ring gear (14B, 16B) of the compound planetary gear (17) meshes, and six torque-transmitting mechanisms (24, 26, 28, 30, 32, 34), of which a first (24) is selectively engageable to connect the first sun gear (14A) of the compound planetary gear (17) to the planet carrier (18B) of the first simple planetary gear set (18), a second (26) is selectively engageable to the ring gear (20C) of the second simple planetary gear set (20) and the planet carrier (14C, 16C) of the compound planetary gear set (17) with the ring gear (18A) of the first simple planetary gear set (18) and to connect to the input element (12), a third (28) is selectively engageable to connect the planet carrier (20B) of the second simple planetary gear set (20) and the second sun gear (16A) of the compound planetary gear set (17) with the planet carrier (18B) of the first simple planetary gear set (18). , a fourth (30) is selectively engageable to connect the ring gear (20C) of the second simple planetary gear set (20) and the planet carrier (14C, 16C) of the compound planetary gear set (17) to the gear case (50), a fifth (32) is selectively engageable to connect the planet carrier (20B) of the second simple planetary gear set (20) and the second sun gear (16A) of the compound planetary gear set (17) to the gear case (50), a sixth (34) is selectively engageable to connect the sun gear (20A) of the second simple planetary gear set (20) to the transmission housing (50), wherein the six torque-transmitting mechanisms (24, 26, 28, 30, 32, 34) are selectively engageable in combinations of two to establish nine forward ratios and one reverse ratio between the input member (12) and the output member (22).
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