DE102016203887A1 - Automatic transmission in planetary construction - Google Patents
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Abstract
Das Automatgetriebe umfasst ein Gehäuse (GG), eine mit einem Antrieb (AN) des Getriebes verbundene oder verbindbare erste Welle (1), eine mit einen Abtrieb (AB) des Getriebes verbundene zweite Welle (2), sechs Schaltelement e (13, 16, 67, 04, 07, 08) zum Bilden verschiedener Übersetzungsverhältnisse zwischen der ersten und zweiten Welle (1, 2), sowie vier Planetenradsätze (RS1 bis RS4), von denen jeder ein als Sonnenrad, Planetenradträger oder Hohlrad ausgebildetes erstes, zweites und drittes Element aufweist. Das zweite Element (ST2; HO2) des zweiten Planetenradsatzes (RS2) ist mit dem ersten Element (SO4) des vierten Planetenradsatzes (RS4) verbunden und über das erste Schaltelement (13) mit der ersten Welle (1) verbindbar. Das zweite Element (ST3) des dritten Planetenradsatzes (RS3) ist mit dem dritten Element (HO4) des vierten Planetenradsatzes (RS4) verbunden und über das vierte Schaltelement (04) am Gehäuse (GG) festsetzbar. Das erste Element (SO2) des zweiten Planetenradsatzes (RS2) ist mit dem ersten Element (SO3) des dritten Planetenradsatzes (RS3) verbunden. Das zweite Element (ST1) des ersten Planetenradsatzes (RS1) ist mit dem dritten Element (HO2) des zweiten Planetenradsatzes (RS2) verbunden und über das zweite Schaltelement (16) mit der ersten Welle (1) verbindbar. Das dritte Element (HO3) des dritten Planetenradsatzes (RS3) ist über das dritte Schaltelement (67) mit dem zweiten Element (ST1) des ersten Planetenradsatzes (RS1) verbindbar und über das fünfte Schaltelement (07) am Gehäuse (GG) festsetzbar. Das erste oder dritte Element (SO1, HO1) des ersten Planetenradsatzes (RS1) ist ständig mit dem sechsten Schaltelement (08) verbunden.The automatic transmission comprises a housing (GG), a first shaft (1) connected to or connectable to a drive (AN) of the transmission, a second shaft (2) connected to an output (AB) of the transmission, six shifting elements e (13, 16 , 67, 04, 07, 08) for forming various gear ratios between the first and second shafts (1, 2), and four planetary gear sets (RS1 to RS4), each of which a first, second and third designed as a sun gear, planet carrier or ring gear Element has. The second element (ST2; HO2) of the second planetary gear set (RS2) is connected to the first element (SO4) of the fourth planetary gear set (RS4) and can be connected to the first shaft (1) via the first switching element (13). The second element (ST3) of the third planetary gear set (RS3) is connected to the third element (HO4) of the fourth planetary gear set (RS4) and can be fixed to the housing (GG) via the fourth switching element (04). The first element (SO2) of the second planetary gear set (RS2) is connected to the first element (SO3) of the third planetary gear set (RS3). The second element (ST1) of the first planetary gear set (RS1) is connected to the third element (HO2) of the second planetary gearset (RS2) and connected via the second switching element (16) to the first shaft (1). The third element (HO3) of the third planetary gear set (RS3) can be connected via the third switching element (67) to the second element (ST1) of the first planetary gear set (RS1) and fixed to the housing (GG) via the fifth switching element (07). The first or third element (SO1, HO1) of the first planetary gear set (RS1) is continuously connected to the sixth switching element (08).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Automatgetriebe mit vier Planetenradsätzen und sechs Schaltelementen, insbesondere für ein Kraftfahrzeug. The present invention relates to an automatic transmission with four planetary gear sets and six shifting elements, in particular for a motor vehicle.
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, günstigen Stufensprüngen und eine für den Anwendungsfall hinreichend große Anfahrübersetzung aufweisen. Außerdem sollen diese Getriebe einen möglichst geringen Bauaufwand, insbesondere eine geringe Anzahl an Schaltelementen erfordern und bei sequentieller Schaltweise so genannte Gruppenschaltungen vermeiden, so dass bei Schaltungen in den nächstfolgend höheren oder nächstfolgend niedrigeren Gang jeweils nur ein zuvor geschlossenes Schaltelement geöffnet und ein zuvor geöffnetes Schaltelement geschlossen 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, favorable increments and a sufficiently large for the application starting ratio. In addition, these transmissions are the lowest possible construction costs, in particular require a small number of switching elements and avoid sequential switching so-called group circuits, so that in circuits in the next higher or next lower gear only one previously closed switching element opened and closed a previously opened switching element becomes.
Ein derartiges mehrgängiges Automatgetriebe geht beispielsweise aus der Druckschrift
Hinsichtlich der Kinematik ist bei dem Automatgetriebe der
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein alternatives Automatgetriebe mit insgesamt vier Planetenradsätzen und sechs Schaltelementen vorzuschlagen, welches bei maximaler Gangstufenzahl und gut praxistauglicher Gangstufung eine möglichst kompakte Bauweise aufweist. The present invention is based on the object to propose an alternative automatic transmission with a total of four planetary gear sets and six switching elements, which has a maximum possible number of gear stages and good practical gear grading as compact as possible.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. This object is achieved by the features of
Demnach wird ein Automatgetriebe vorgeschlagen, welches ein Gehäuse, eine erste drehbare Welle, die mit einem Antrieb des Automatgetriebes verbunden oder verbindbar ist, eine zweite drehbare Welle, die mit einem Abtrieb des Automatgetriebes verbunden ist, ein erstes, ein zweites, ein drittes, ein viertes, ein fünftes und ein sechstes selektiv schließbares Schaltelement zum Bilden verschiedener Übersetzungsverhältnisse zwischen der ersten und zweiten Welle, sowie einen ersten, einen zweiten, einen dritten und einen vierten Planetenradsatz umfasst. Accordingly, an automatic transmission is proposed which a housing, a first rotatable shaft which is connected to a drive of the automatic transmission or connectable, a second rotatable shaft which is connected to an output of the automatic transmission, a first, a second, a third, a fourth, fifth and sixth selectively closable switching elements for forming various gear ratios between the first and second shafts, and first, second, third and fourth planetary gear sets.
Jeder dieser vier Planetenradsätze weist ein als Sonnenrad, Planetenradträger oder Hohlrad ausgebildetes erstes, zweites und drittes Element auf. Dass ein Elemente eines der Planetenradätze und ein Element eines anderen Planetenradsatzes als gemeinsames Bauteil ausgebildet sein können, ändert nichts an der Existenz dieser beiden einzelnen Elemente und beeinflusst somit lediglich das optische Erscheinungsbild dieser beiden Planetenradsätze. Each of these four planetary gear sets has a first, second and third element designed as a sun gear, planet carrier or ring gear. The fact that one element of one of the planetary gearsets and one element of another planetary gearset can be designed as a common component does not change the existence of these two individual ones Elements and thus affects only the visual appearance of these two planetary gear sets.
Hinsichtlich der Ausbildung der Koppelung der Elemente der einzelnen Planetenradsätze untereinander, an den Antrieb und den Abtrieb sowie an die einzelnen Schaltelemente wird folgendes vorgeschlagen:
- • Das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes ist ständig mit dem ersten Element des vierten Planetenradsatzes verbunden und über das erste Schaltelement mit der ersten drehbaren Welle verbindbar.
- • Das zweite Element des dritten Planetenradsatzes ist ständig mit dem dritten Element des vierten Planetenradsatzes verbunden und über das vierte Schaltelement am Gehäuse festsetzbar.
- • Das erste Element des zweiten Planetenradsatzes ist ständig mit dem ersten Element des dritten Planetenradsatzes verbunden.
- • Das zweite Element des ersten Planetenradsatzes ist ständig mit dem dritten Element des zweiten Planetenradsatzes verbunden und über das zweite Schaltelement mit der ersten drehbaren Welle verbindbar.
- • Das dritte Element des dritten Planetenradsatzes ist über das dritte Schaltelement mit dem zweiten Element des ersten Planetenradsatzes verbindbar und über das fünfte Schaltelement am Gehäuse festsetzbar.
- • Entweder das erste oder das dritte Element des ersten Planetenradsatzes ist ständig mit dem sechsten Schaltelement verbunden ist, derart, dass der erste Planetenradsatz in den im Automatgetriebe von der ersten drehbaren Welle zur zweiten drehbaren Welle führenden Leistungsfluss nur dann einbezogen ist, wenn das sechste Schaltelement drehmomentübertragend ist.
- • The second element of the second planetary gear set is continuously connected to the first element of the fourth planetary gear set and connectable via the first switching element with the first rotatable shaft.
- • The second element of the third planetary gear set is continuously connected to the third element of the fourth planetary gear set and fixed via the fourth switching element on the housing.
- • The first element of the second planetary gear set is constantly connected to the first element of the third planetary gear set.
- • The second element of the first planetary gear set is continuously connected to the third element of the second planetary gear set and connectable via the second switching element with the first rotatable shaft.
- • The third element of the third planetary gear set is connected via the third switching element to the second element of the first planetary gear set and fixed via the fifth switching element on the housing.
- • Either the first or the third element of the first planetary gear set is continuously connected to the sixth switching element, such that the first planetary gear is included in the leading in the automatic transmission from the first rotatable shaft to the second rotatable shaft power flow only when the sixth switching element is torque transmitting.
Dabei ist unter der Formulierung „ständig verbunden“ im Zusammenhang mit der Ankoppelung eines Schaltelementes an einen Planetenradsatz zu verstehen, dass das Eingangs- oder Ausgangselement des jeweiligen Schaltelementes über eine drehfeste oder drehelastischen Verbindung unmittelbar mit einem der Elemente des jeweiligen Planetenradsatzes verbunden ist, sodass es stets eine feste Drehzahlbeziehung zwischen diesem Planetenradsatzelement und dem Eingangs- bzw. Ausgangselement dieses Schaltelementes gibt. Here, the term "constantly connected" in connection with the coupling of a switching element to a planetary gear to understand that the input or output element of the respective switching element is connected via a non-rotatable or torsionally flexible connection directly to one of the elements of the respective planetary gear set, so it always gives a fixed speed relationship between this Planetenradsatzelement and the input and output element of this switching element.
Im Zusammenhang mit der Ankoppelung eines Schaltelementes an eine Welle ist unter der Formulierung „ständig verbunden“ zu verstehen, dass das Eingangs- oder Ausgangselement des jeweiligen Schaltelementes über eine drehfeste oder drehelastischen Verbindung unmittelbar mit der jeweiligen Welle verbunden ist, sodass es stets eine feste Drehzahlbeziehung zwischen dieser Welle und dem Eingangs- bzw. Ausgangselement dieses Schaltelementes gibt. In connection with the coupling of a switching element to a shaft is under the phrase "constantly connected" to understand that the input or output element of the respective switching element is connected via a rotationally fixed or torsionally elastic connection directly to the respective shaft, so that there is always a fixed speed relationship between this shaft and the input or output element of this switching element is.
Im Zusammenhang mit der Ankoppelung eines Planetenradsatzes an einen anderen Planetenradsatz ist unter der Formulierung „ständig verbunden“ zu verstehen, dass eines der Elemente des jeweiligen Planetenradsatzes über eine drehfeste oder drehelastischen Verbindung unmittelbar mit einem der Elemente des jeweiligen anderen Planetenradsatzes verbunden ist, sodass es stets eine feste Drehzahlbeziehung zwischen diesen beiden Planetenradsatzelementen gibt. In connection with the coupling of a planetary gear set to another planetary gear is under the phrase "constantly connected" to understand that one of the elements of each planetary gear set is connected via a rotationally fixed or torsionally elastic connection directly with one of the elements of the other planetary gear set, so it always gives a fixed speed relationship between these two planetary gear set elements.
Im Zusammenhang mit der Ankoppelung eines Planetenradsatzelementes oder eines Schaltelementes an das Gehäuse ist unter der Formulierung „ständig verbunden“ zu verstehen, dass das jeweilige Planetenradsatzelement bzw. das Ausgangselement des jeweiligen Schaltelementes eine drehfeste oder drehelastischen Verbindung unmittelbar mit dem Gehäuse verbunden ist, sodass das jeweilige Planetenradsatzelement bzw. das Ausgangselement des jeweiligen Schaltelementes stets stillsteht. In connection with the coupling of a Planetenradsatzelementes or a switching element to the housing is under the phrase "constantly connected" to understand that the respective Planetenradsatzelement or the output element of the respective switching element is a rotationally fixed or torsionally elastic connection is directly connected to the housing, so that the respective Planetenradsatzelement or the output element of the respective switching element always stands still.
In einer bevorzugten ersten Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das zweite Element des dritten Planetenradsatzes ständig mit dem dritten Element des ersten Planetenradsatzes verbunden ist, und dass das erste Element des ersten Planetenradsatzes über das sechste Schaltelement am Gehäuse festsetzbar ist. Der erste Planetenradsatz wird somit erst durch Schließen des sechsten Schaltelementes in den im Automatgetriebe von der ersten zur zweiten drehbaren Welle führenden Leistungsfluss eingebracht. Ist das sechste Schaltelement offen, so überträgt der erste Planetenradsatz kein Drehmoment. In a preferred first embodiment of the invention, it is proposed that the second element of the third planetary gear set is constantly connected to the third element of the first planetary gear set, and that the first element of the first planetary gearset on the housing via the sixth switching element can be fixed. The first planetary gear set is thus introduced only by closing the sixth switching element in the power flow leading from the first to the second rotatable shaft in the automatic transmission. If the sixth switching element is open, the first planetary gearset does not transmit any torque.
Bei dieser ersten Ausgestaltung der Erfindung sind also drei der sechs Schaltelemente des Automatgetriebes als Bremsen ausgebildet, während die anderen drei Schaltelemente des Automatgetriebes als Kupplungen ausgebildet sind. Bekanntlich ist bei einer getriebeinternen Bremse die Zugänglichkeit für deren Ansteuerung einfacher als bei einer getriebeinternen Kupplung, sodass diese Ausgestaltung als besonders vorteilhaft anzusehen ist. In this first embodiment of the invention, therefore, three of the six shift elements of the automatic transmission are designed as brakes, while the other three shift elements of the automatic transmission are designed as clutches. As is known, in the case of a transmission-internal brake, the accessibility for the control thereof is simpler than in the case of a transmission-internal clutch, so that this embodiment can be regarded as particularly advantageous.
In einer bevorzugten zweiten Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das erste Element des ersten Planetenradsatzes ständig am Gehäuse festgesetzt ist, und dass das dritte Element des ersten Planetenradsatzes über das sechste Schaltelement mit dem zweiten Element des dritten Planetenradsatzes verbindbar ist. Auch hier wird der erste Planetenradsatz erst durch Schließen des sechsten Schaltelementes in den im Automatgetriebe von der ersten zur zweiten drehbaren Welle führenden Leistungsfluss eingebracht. Ist das sechste Schaltelement offen, so überträgt der erste Planetenradsatz kein Drehmoment. In a preferred second embodiment of the invention, it is proposed that the first element of the first planetary gear set is permanently fixed to the housing, and that the third element of the first planetary gear set via the sixth switching element with the second element of the third planetary gear set is connectable. Again, the first planetary gear is introduced only by closing the sixth switching element in the automatic transmission leading from the first to the second rotatable shaft power flow. If the sixth switching element is open, the first planetary gearset does not transmit any torque.
Bei dieser zweiten Ausgestaltung der Erfindung sind also vier der sechs Schaltelemente des Automatgetriebes als Kupplungen ausgebildet, während die verbleibenden zwei Schaltelemente des Automatgetriebes als Bremsen ausgebildet sind. In this second embodiment of the invention, therefore, four of the six shift elements of the automatic transmission are designed as clutches, while the remaining two shift elements of the automatic transmission are designed as brakes.
Alle vier Planetenradsätze sind vorzugsweise als so genannte Minus-Planetenradsätze ausgeführt, deren jeweilige Planetenräder mit Sonnenrad und Hohlrad des jeweiligen Planetenradsatzes kämmen. Dies ermöglicht eine besonders bauraumsparende bzw. kompakte und zudem kostensparende Bauart des Automatgetriebes. All four planetary gear sets are preferably designed as a so-called minus planetary gear sets, their respective planet gears mesh with sun gear and ring gear of the respective planetary gear set. This allows a particularly space-saving or compact and also cost-saving design of the automatic transmission.
Alternativ zu der Ausführung des Radsatzsystems mit vier einzelnen Minus-Planetenradsätzen können einzelne der Minus-Planetenradsätze durch einen so genannten Plus-Planetenradsatz ersetzt sein, was alternative räumliche Anordnung einzelner Schaltelemente innerhalb des Getriebegehäuses ermöglicht. Bekanntlich weist ein Plus-Planetenradsatz einen Planetenradträger mit daran drehbar gelagerten inneren und äußeren Planetenrädern auf, wobei jedes der inneren Planetenräder mit jeweils einem äußeren Planetenrad und mit dem Sonnenrad des Plus-Planetenradsatzes kämmt, während jedes der äußeren Planetenräder mit jeweils einem inneren Planetenrad und mit dem Hohlrad des Plus-Planetenradsatzes kämmt. Alternativ zu der Ausführung des Radsatzsystems mit vier einzelnen Minus-Planetenradsätzen können auch mehrere der Minus-Planetenradsätze durch Plus-Planetenradsätze ersetzt sein. As an alternative to the design of the wheelset system with four individual minus planetary gear sets individual of the negative planetary gear sets may be replaced by a so-called plus planetary gear, which allows alternative spatial arrangement of individual switching elements within the transmission housing. As is well known, a positive planetary gearset includes a planetary carrier having inner and outer planetary gears rotatably mounted thereon, each of the inner planetary gears meshing with an outer planetary gear and the sun gear of the plus planetary gear while each of the outer planetary gears each having an inner planetary gear and the ring gear of the positive planetary gear meshes. As an alternative to the design of the wheelset system with four individual minus planetary gear sets also several of the negative planetary gear sets may be replaced by plus planetary gear sets.
Zur Gewährleistung der gleichen Kinematik des beanspruchten Radsatzsystems ist vorgesehen, dass das erste Element jedes Minus-Planetenradsatzes und das erste Element jedes Plus-Planetenradsatzes als Sonnenrad ausgebildet ist, dass das zweite Element jedes Minus-Planetenradsatzes als Planetenradträger ausgebildet ist, während das zweite Element jedes Plus-Planetenradsatzes als Hohlrad ausgebildet ist, und dass das dritte Element jedes Minus-Planetenradsatzes als Hohlrad ausgebildet ist, während das dritte Element jedes Plus-Planetenradsatzes als Planetenradträger ausgebildet ist. To ensure the same kinematics of the claimed Radsatzsystems is provided that the first element of each minus planetary gear and the first element of each plus planetary gear is designed as a sun gear, that the second element of each negative planetary gear set is designed as a planet, while the second element each Plus planetary gear set is designed as a ring gear, and that the third element of each negative planetary gear set is designed as a ring gear, while the third element of each plus planetary gear set is designed as a planet carrier.
Soll zur Darstellung von alternativen räumlichen Anordnungen der Schaltelemente unter Beibehaltung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kinematik des Automatgetriebe einzelne oder mehrere der vier Planetenradsätze als Plus-Planetenradsatz ausgeführt werden, so eignen sich hierfür insbesondere der zweite und der vierte Planetenradsatz. If one or more of the four planetary gear sets are to be designed as plus planetary gear sets while retaining the inventively proposed kinematics of the automatic transmission for the purpose of displaying alternative spatial arrangements of the shifting elements, in particular the second and the fourth planetary gear sets are suitable for this purpose.
Vorzugsweise sind bei dem erfindungsgemäßen Automatgetriebe in jedem Gang drei der sechs Schaltelemente drehmomentführend bzw. geschlossen. Bei einem Wechsel von einem Gang in den nachfolgend höheren oder niedrigeren Gang wird jeweils nur eines der zuvor geschlossenen Schaltelemente geöffnet und ein zuvor offenes Schaltelement geschlossen, sodass beim sequenziellen Hoch- und Zurückschalten um jeweils einen Gang so genannte Gruppenschaltungen vermieden werden. Preferably, in the automatic transmission according to the invention in each gear three of the six switching elements are torque conducting or closed. When changing from one gear to the next higher or lower gear only one of the previously closed switching elements is opened and a previously open switching element is closed, so that when sequential upshifting and downshifting by one gear so-called group circuits are avoided.
Um mit den sechs Schaltelementen zehn Vorwärtsgänge darstellen zu können, kann ein derartiges Automatgetriebes eine Schaltlogik bzw. Ganglogik aufweisen, bei der
- • das erste Schaltelement im zweiten, dritten, vierten, fünften, sechsten, siebten und achten Vorwärtsgang drehmomentführend ist,
- • das zweite Schaltelement im ersten, dritten, siebten, achten, neunten und zehnten Vorwärtsgang drehmomentführend ist,
- • das dritte Schaltelement im fünften, sechsten, siebten und neunten Vorwärtsgang drehmomentführend ist,
- • das vierte Schaltelement im ersten und zweiten Vorwärtsgang drehmomentführend ist,
- • das fünfte Schaltelement im ersten, zweiten, dritten, vierten, fünften und zehnten Vorwärtsgang drehmomentführend ist, und
- • das sechste Schaltelement im vierten, sechsten, achten, neunten und zehnten Vorwärtsgang drehmomentführend ist.
- The first shift element is torque-conducting in the second, third, fourth, fifth, sixth, seventh and eighth forward gear,
- The second shift element is torque-conducting in the first, third, seventh, eighth, ninth and tenth forward gear,
- The third shift element is torque-conducting in the fifth, sixth, seventh and ninth forward gears,
- The fourth shift element is torque-conducting in the first and second forward gear,
- The fifth shift element is torque-conducting in the first, second, third, fourth, fifth and tenth forward gear, and
- • the sixth shifting element is torque-conducting in the fourth, sixth, eighth, ninth and tenth forward gear.
Das erfindungsgemäße Automatgetriebe zeichnet sich durch einen guten Wirkungsgrad aus, insbesondere dadurch, dass in jedem Gang stets nur drei der sechs Schaltelemente nicht drehmomentführend – also offen – sind, was die an den nicht gangbeteiligten Schaltelementen in der Summe entstehenden Schleppverluste verringert. The automatic transmission according to the invention is characterized by a good efficiency, in particular the fact that in each gear always only three of the six switching elements are not torque conducting - so open - which reduces the resulting at the non gangbeteiligten switching elements in the total drag losses.
Das erfindungsgemäße Automatgetriebe eignet sich insbesondere für Einbau und Verwendung in einem Kraftfahrzeug und zeichnet sich durch eine kompakte Bauweise aus, gemessen an der realisierbaren hohen Gangzahl mit großer Spreizung und vergleichsweise harmonischer Übersetzungsreihe. The automatic transmission according to the invention is particularly suitable for installation and use in a motor vehicle and is characterized by a compact design, measured by the realizable high number of gears with large spread and relatively harmonious translation series.
Das erfindungsgemäße Automatgetriebe weist bevorzugt eine koaxiale Bauweise von Antrieb und Abtrieb auf, wobei die vier Planetenradsätze koaxial bezogen auf die Getriebehauptachse bzw. koaxial zum Antrieb und Abtrieb hintereinander angeordnet sind, wobei die Reihenfolge der Planetenradsätze frei wählbar ist, so lange es die Bindbarkeit der Elemente zulässt. Bei Bedarf, insbesondere zur Einsparung von Baulänge für einen Antriebsstrang, bei dem Antrieb und Abtrieb achsparallel angeordnet sind, wird der Fachmann auch Anordnungen in Betracht ziehen, bei denen einzelne Planetenradsätze räumlich gesehen radial übereinander angeordnet sind, sofern es die Bindbarkeit der Elemente zulässt. The automatic transmission according to the invention preferably has a coaxial design of drive and output, wherein the four planetary gear sets are arranged coaxially with respect to the transmission main axis or coaxial to the drive and output one behind the other, the order of the planetary gear sets is freely selectable, as long as it is the bindability of the elements allows. If necessary, in particular to save the overall length of a drive train, are arranged axially parallel to the drive and output, the skilled person will also consider arrangements in which individual Planetary gear sets are spatially arranged radially one above the other, if it allows the binding of the elements.
In einer bevorzugten Anordnung der Planetenradsätze sind alle vier Planetenradsätze koaxial zueinander in axialer Richtung hintereinander in der Reihenfolge „erster Planetenradsatz, zweiter Planetenradsatz, dritter Planetenradsatz, vierter Planetenradsatz“ angeordnet. In a preferred arrangement of the planetary gear sets, all four planetary gear sets are arranged coaxially one behind the other in the axial direction in the order "first planetary gearset, second planetary gearset, third planetary gearset, fourth planetary gearset".
Hierbei ist vorteilhaft, wenn dass das erste und zweite Schaltelement räumlich gesehen unmittelbar benachbart zueinander angeordnet sind und eine auf der dem zweiten Planetenradsatz abgewandten Seite des ersten Planetenradsatzes angeordnete Baugruppe bilden, die einen gemeinsamen Lamellenträger zur Aufnahme von Lamellen eines Lamellenpaketes des ersten Schaltelementes und zur Aufnahme von Lamellen eines Lamellenpaketes des zweiten Schaltelementes umfasst. Dabei kann das Lamellenpaket des zweiten Schaltelementes räumlich gesehen axial neben dem Lamellenpaket des ersten Schaltelementes auf der dem Antrieb abgewandten Seite des Lamellenpaketes des ersten Schaltelementes angeordnet sein, alternativ aber auch räumlich gesehen radial über dem Lamellenpaket des ersten Schaltelementes. Konstruktiv in Art einer Doppelkupplung ausgeführt, ist eine solche Baugruppe gut vormontierbar. Zudem sind beide Kupplungen dieser Baugruppe ansteuerungstechnisch vergleichsweise einfach zugänglich; im Falle einer hydraulischen Ansteuerung leckagearm vom Gehäuse her kommend über in der ersten drehbaren Welle vorgesehene Ölkanäle; im Falle einer mechanischen oder elektromotorischen Ansteuerung beispielsweise mittels bekannter Zentral-Ausrückvorrichtungen, die auf der ersten drehbaren Welle gelagert sein können. It is advantageous if the first and second switching element spatially seen immediately adjacent to each other and form a arranged on the side facing away from the second planetary gearset of the first planetary gear assembly form a common plate carrier for receiving fins of a disk set of the first switching element and for receiving of lamellae of a disk set of the second switching element comprises. In this case, the disk set of the second switching element spatially seen axially next to the disk set of the first switching element on the side facing away from the drive of the disk set of the first switching element can be arranged, but also spatially seen radially over the disk set of the first switching element. Constructively designed in the manner of a double clutch, such a module is well preassembled. In addition, both clutches of this module are relatively easy to access control technology; in the case of a hydraulic control leaking from the housing coming via provided in the first rotatable shaft oil passages; in the case of a mechanical or electromotive control, for example by means of known central release devices which may be mounted on the first rotatable shaft.
Das dritte Schaltelement kann räumlich gesehen in einem Bereich axial zwischen der Baugruppe und dem ersten Planetenradsatz angeordnet sein, insbesondere axial unmittelbar benachbart zum ersten Planetenradsatz. The third switching element may be spatially arranged in a region axially between the assembly and the first planetary gear set, in particular axially immediately adjacent to the first planetary gear set.
Ist wie im Fall der vorgeschlagenen ersten Ausgestaltung der Erfindung das sechste Schaltelement als Bremse ausgebildet, deren eine Kupplungshälfte ständig mit dem ersten Element des ersten Planetenradsatzes verbunden ist, so kann diese Bremse räumlich gesehen in einem Bereich radial über der durch das erste und zweite Schaltelement gebildeten Baugruppe angeordnet sein, was in vorteilhafter Weise die Getriebebaulänge zu minimieren hilft. Alternativ kann das sechste Schaltelement räumlich gesehen in einem Bereich axial zwischen der Baugruppe und dem ersten Planetenradsatz angeordnet sein, insbesondere dann, wenn die beiden Kupplungen der Baugruppe radial übereinander angeordnet sind. Is as in the case of the proposed first embodiment of the invention, the sixth switching element designed as a brake whose one coupling half is permanently connected to the first element of the first planetary gear, this brake can spatially seen in a region radially above the formed by the first and second switching element Assembled assembly, which helps to minimize the transmission length in an advantageous manner. Alternatively, the sixth switching element can be spatially arranged in a region axially between the assembly and the first planetary gear set, in particular when the two couplings of the assembly are arranged radially one above the other.
Ist wie im Fall der vorgeschlagenen zweiten Ausgestaltung der Erfindung das sechste Schaltelement als Kupplung ausgebildet, deren eine Kupplungshälfte ständig mit dem dritten Element des ersten Planetenradsatzes verbunden ist, ist es konstruktiv günstig, diese Kupplung räumlich gesehen in einem Bereich axial zwischen dem zweiten und dritten Planetenradsatz anzuordnen. Eine vergleichsweise leckagearme Druckmittelzuführung für eine hydraulischen Ansteuerung dieser Kupplung kann beispielsweise vom Gehäuse her kommend über das als Planetenradträger ausgebildete zweite Element des dritten Planetenradsatzes erfolgen, da dieser Planetenradträger entsprechend der Getriebekinematik mit einem Lamellenträger der genannten Kupplung verbunden ist. Is as in the case of the proposed second embodiment of the invention, the sixth switching element designed as a coupling whose coupling half is permanently connected to the third element of the first planetary gear, it is structurally favorable, spatially seen in a range axially between the second and third planetary gear set to arrange. A comparatively low-leakage pressure medium supply for a hydraulic control of this clutch can be done, for example, coming from the housing via the formed as a planet carrier second element of the third planetary, as this planet carrier is connected according to the transmission kinematics with a plate carrier of said clutch.
In einer alternativen Anordnung der Planetenradsätze sind alle vier Planetenradsätze koaxial zueinander in axialer Richtung hintereinander in der Reihenfolge „zweiter Planetenradsatz, erster Planetenradsatz, dritter Planetenradsatz, vierter Planetenradsatz“ angeordnet. In an alternative arrangement of the planetary gear sets, all four planetary gear sets are arranged coaxially to each other in the axial direction one behind the other in the order "second planetary gearset, first planetary gearset, third planetary gearset, fourth planetary gearset".
Hierbei ist vorteilhaft, wenn das erste und zweite Schaltelement räumlich gesehen unmittelbar benachbart zueinander angeordnet sind und eine auf der dem ersten Planetenradsatz abgewandten Seite des zweiten Planetenradsatzes angeordnete Baugruppe bilden, die einen gemeinsamen Lamellenträger zur Aufnahme von Lamellen eines Lamellenpaketes des ersten Schaltelementes und zur Aufnahme von Lamellen eines Lamellenpaketes des zweiten Schaltelementes umfasst. Dabei kann das Lamellenpaket des zweiten Schaltelementes räumlich gesehen axial neben dem Lamellenpaket des ersten Schaltelementes auf der dem Antrieb abgewandten Seite des Lamellenpaketes des ersten Schaltelementes angeordnet sein, alternativ aber auch räumlich gesehen radial über dem Lamellenpaket des ersten Schaltelementes. Konstruktiv in Art einer Doppelkupplung ausgeführt, ist eine solche Baugruppe gut vormontierbar. Zudem sind beide Kupplungen dieser Baugruppe ansteuerungstechnisch vergleichsweise einfach zugänglich; im Falle einer hydraulischen Ansteuerung leckagearm von der ersten drehbaren Welle aus; im Falle einer mechanischen oder elektromotorischen Ansteuerung mittels bekannter Zentral-Ausrückvorrichtungen, die auf der ersten drehbaren Welle gelagert sein können. It is advantageous if the first and second switching element are spatially seen immediately adjacent to each other and form a arranged on the side facing away from the first planetary gear set of the second planetary gear assembly having a common plate carrier for receiving lamellae of a disk set of the first switching element and for receiving Lamellae of a disk set of the second switching element comprises. In this case, the disk set of the second switching element spatially seen axially next to the disk set of the first switching element on the side facing away from the drive of the disk set of the first switching element can be arranged, but also spatially seen radially over the disk set of the first switching element. Constructively designed in the manner of a double clutch, such a module is well preassembled. In addition, both clutches of this module are relatively easy to access control technology; in the case of a hydraulic control leaks from the first rotatable shaft; in the case of a mechanical or electromotive control by means of known central release devices which may be mounted on the first rotatable shaft.
Das dritte Schaltelement kann räumlich gesehen in einem Bereich axial zwischen dem ersten und zweiten Planetenradsatz angeordnet sein, insbesondere axial unmittelbar benachbart zum ersten Planetenradsatz. The third switching element may be spatially arranged in a region axially between the first and second planetary gear set, in particular axially immediately adjacent to the first planetary gear set.
Ist wie im Fall der vorgeschlagenen ersten Ausgestaltung der Erfindung das sechste Schaltelement als Bremse ausgebildet, deren eine Kupplungshälfte ständig mit dem ersten Element des ersten Planetenradsatzes verbunden ist, so kann diese Bremse räumlich gesehen in einem Bereich radial über der durch das erste und zweite Schaltelement gebildeten Baugruppe angeordnet sein, was in vorteilhafter Weise die Getriebebaulänge zu minimieren hilft. Alternativ kann das sechste Schaltelement räumlich gesehen in einem Bereich radial über dem zweiten Planetenradsatz angeordnet sein, insbesondere dann, wenn die beiden Kupplungen der Baugruppe radial übereinander angeordnet sind. In einer weiteren Alternative kann das sechste Schaltelement jedoch auch räumlich gesehen in einem Bereich axial zwischen dem ersten und zweiten Planetenradsatz angeordnet sein, insbesondere dann, wenn radial über dem zweiten Planetenradsatz kein ausreichender Bauraum zur Verfügung steht. As in the case of the proposed first embodiment of the invention, the sixth switching element is designed as a brake, one of them Clutch half is constantly connected to the first element of the first planetary gear, so this brake can be spatially arranged in a region radially above the assembly formed by the first and second switching element, which helps to minimize the length of the transmission advantageously. Alternatively, the sixth switching element can be spatially arranged in a region radially above the second planetary gear set, in particular when the two couplings of the assembly are arranged radially one above the other. In a further alternative, however, the sixth switching element can also be spatially arranged in a region axially between the first and second planetary gear set, in particular when there is no sufficient space available radially above the second planetary gear set.
Ist wie im Fall der vorgeschlagenen zweiten Ausgestaltung der Erfindung das sechste Schaltelement als Kupplung ausgebildet, deren eine Kupplungshälfte ständig mit dem dritten Element des ersten Planetenradsatzes verbunden ist, ist es konstruktiv günstig, diese Kupplung räumlich gesehen in einem Bereich axial zwischen dem ersten und dritten Planetenradsatz anzuordnen. Is as in the case of the proposed second embodiment of the invention, the sixth switching element designed as a coupling whose coupling half is permanently connected to the third element of the first planetary gear, it is structurally favorable, seen spatially in a range axially between the first and third planetary gear to arrange.
Für beide vorgeschlagenen Planetenradsatz-Anordnungen ist es vorteilhaft, das vierte Schaltelement räumlich gesehen in einem Bereich radial über dem vierten Planetenradsatz anzuordnen und das fünfte Schaltelement räumlich gesehen in einem Bereich radial über dem dritten Planetenradsatz. Zum einen hilft dies, die Baulänge des Automatgetriebes zu minimieren, zum anderen ergeben sich fertigungstechnische und damit kostenseitige Vorteile, insbesondere dann, wenn sowohl das dritte Element des dritten Planetenradsatzes zusammen mit der mit diesem Element verbundene Kupplungshälfte des fünften Schaltelementes einstückig ausgebildet ist als auch das dritte Element des vierten Planetenradsatzes zusammen mit der mit diesem dritten Element verbundenen Kupplungshälfte des vierten Schaltelementes einstückig ausgebildet ist. For both proposed planetary gear set arrangements, it is advantageous to arrange the fourth switching element spatially in a region radially above the fourth planetary gear set and the fifth switching element spatially seen in a region radially above the third planetary gear set. On the one hand, this helps to minimize the overall length of the automatic transmission, on the other hand there are manufacturing and thus cost benefits, especially if both the third element of the third planetary gear together with the coupling half of the fifth switching element connected to this element is integrally formed and the third element of the fourth planetary gear set is integrally formed together with the coupling half of the fourth switching element connected to this third element.
Vorteilhaft für eine kompakte Getriebebauform ist auch, dass der dritte und vierte Planetenradsatz räumlich gesehen unmittelbar benachbart zueinander angeordnet sein können. It is also advantageous for a compact transmission design that the third and fourth planetary gear set can be arranged spatially immediately adjacent to each other.
Die in dem erfindungsgemäßen Automatgetriebe eingesetzten Schaltelemente können als lastschaltende Kupplungen bzw. lastschaltbare Bremsen ausgebildet sein. Insbesondere können kraftschlüssige Kupplungen oder Bremsen – wie z.B. Lamellenkupplungen, Bandbremsen und/oder Konuskupplungen – verwendet werden. Als Schaltelemente können aber auch formschlüssige Bremsen und/oder Kupplungen – wie z.B. Synchronisierungen oder Klauenkupplungen – eingesetzt werden, wobei sich hierfür besonders das vierte Schaltelement eignet aufgrund seiner Einbindung in die Kinematik und Schaltlogik des Automatgetriebes. The switching elements used in the automatic transmission according to the invention can be designed as a load-shifting clutches or powershift brakes. In particular, non-positive clutches or brakes such as e.g. Multi-plate clutches, band brakes and / or cone clutches - can be used. As switching elements but also positive brakes and / or clutches - such. Synchronizations or jaw clutches - are used, with this particular the fourth switching element is suitable due to its integration into the kinematics and switching logic of the automatic transmission.
In vorteilhafter Weise ist es mit dem erfindungsgemäßen Automatgetriebe möglich, ein Anfahren des Kraftfahrzeugs sowohl mit einem getriebeexternen Anfahrelement als auch mit einem getriebeinternen Reibschaltelement zu realisieren. Ein getriebeexternes Anfahrelement kann in an sich bekannter Weise beispielsweise als hydrodynamischer Wandler, als so genannte trockene Anfahrkupplung, als so genannte nasse Anfahrkupplung, als Magnetpulverkupplung oder als Fliehkraftkupplung ausgebildet sein. Alternativ zur Anordnung eines derartigen Anfahrelement in Kraftflussrichtung zwischen Antriebsmotor und Automatgetriebe kann das getriebeexterne Anfahrelement in Kraftflussrichtung auch hinter dem Automatgetriebe angeordnet sein, wobei in diesem Fall die erste Welle des Automatgetriebes ständig verdrehfest oder verdrehelastisch mit der Kurbelwelle des Antriebsmotors verbunden ist. Als getriebe-internes Anfahrelement eignet sich beispielsweise das fünfte Schaltelement, welches in den ersten fünf Vorwärtsgängen drehmomentführend ist, aber auch das vierte Schaltelement, welches in den ersten beiden Vorwärtsgängen und im Rückwärtsgang drehmomentführend ist, sowie das zweite Schaltelement, welches in dem ersten Vorwärtsgang und im Rückwärtsgang drehmomentführend ist. Advantageously, it is possible with the automatic transmission according to the invention to realize a start of the motor vehicle both with a gear-external starting element and with a transmission-internal friction switching element. A gear-external starting element can be configured in a manner known per se, for example as a hydrodynamic converter, as a so-called dry starting clutch, as a so-called wet starting clutch, as a magnetic powder clutch or as a centrifugal clutch. As an alternative to the arrangement of such a starting element in the direction of power flow between the drive motor and the automatic transmission, the transmission-external starting element can also be arranged downstream of the automatic transmission in the direction of flow of force, in which case the first shaft of the automatic transmission is permanently rotationally or rotationally connected to the crankshaft of the drive motor. As a gear-internal starting element, for example, the fifth switching element, which in the first five forward gears is torque-conducting, but also the fourth switching element, which in the first two forward gears and in reverse torque conducting, and the second switching element, which in the first forward gear and in reverse torque conducting.
Außerdem ist das erfindungsgemäße Automatgetriebe derart konzipiert, dass eine Anpassbarkeit an unterschiedliche Triebstrangausgestaltungen sowohl in Kraftflussrichtung als auch in räumlicher Hinsicht ermöglicht wird. So können sich bei gleichem Getriebeschema, je nach Standgetriebeübersetzung der einzelnen Planetensätze, unterschiedliche Gangsprünge ergeben, so dass eine anwendungs- bzw. fahrzeugspezifische Variation ermöglicht wird. Weiterhin ist es ohne besondere konstruktive Maßnahmen möglich, Antrieb und Abtrieb des Automatgetriebes wahlweise koaxial oder achsparallel zueinander anzuordnen. Auf der Antriebsseite oder auf der Abtriebsseite des Automatgetriebes können ein Achsdifferential und/oder ein Verteilerdifferential angeordnet werden. Es ist zudem möglich, an jeder geeigneten Stelle des Automatgetriebes zusätzliche Freiläufe vorzusehen, beispielsweise zwischen einer drehbaren Welle des Automatgetriebes und dem Gehäuse oder um zwei drehbare Wellen gegebenenfalls zu verbinden. Auch kann auf jeder drehbaren Welle des Automatgetriebes – bevorzugt auf der ersten Welle oder auf der zweiten Welle – eine verschleißfreie Bremse wie beispielsweise ein hydraulischer oder elektrischer Retarder angeordnet sein, was insbesondere für den Einsatz in Nutzkraftfahrzeugen von besonderer Bedeutung ist. Auch kann zum Antrieb von zusätzlichen Aggregaten auf jeder drehbaren Welle des Automatgetriebe – bevorzugt auf der ersten Welle oder auf der zweiten Welle – ein Nebenabtrieb vorgesehen sein, was für den Einsatz in Nutzkraftfahrzeugen und anderen industriell genutzten Fahrzeugen wie beispielsweise Traktoren von besonderer Bedeutung ist. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Automatgetriebes besteht darin, dass an jeder seiner drehbaren Welle – bevorzugt an der ersten Welle – zusätzlich eine elektrische Maschine als Generator und/oder als zusätzliche Antriebsmaschine anbringbar ist, zur Darstellung einer Hybridantriebsstrangs. In addition, the automatic 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. Thus, with the same transmission scheme, depending on the stationary gear ratio of the individual planetary gear sets, different gear jumps result, so that an application- or vehicle-specific variation is made possible. Furthermore, it is possible without special design measures to arrange drive and output of the automatic transmission either coaxially or axially parallel to each other. On the drive side or on the output side of the automatic transmission, an axle differential and / or a distributor differential can be arranged. It is also possible to provide at any suitable point of the automatic transmission additional freewheels, for example, to connect between a rotatable shaft of the automatic transmission and the housing or to two rotatable shafts. Also, on each rotatable shaft of the automatic transmission - preferred be arranged on the first shaft or on the second shaft - a wear-free brake such as a hydraulic or electric retarder, which is particularly important for use in commercial vehicles of particular importance. Also may be provided for driving additional units on each rotatable shaft of the automatic transmission - preferably on the first shaft or on the second shaft - a power take-off, which is for use in commercial vehicles and other industrially used vehicles such as tractors of particular importance. Another advantage of the automatic transmission according to the invention is that on each of its rotatable shaft - preferably on the first shaft - in addition an electric machine as a generator and / or as an additional drive machine can be attached, for representing a hybrid powertrain.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnung weiter erläutert. Es zeigen: Hereinafter, the present invention will be further explained with reference to the drawings. Show it:
In den Figuren sind verschiedene Ausführungsvarianten eines erfindungsgemäßen Automatikgetriebes mit 10 Vorwärtsgängen und einen Rückwärtsgang insbesondere für ein Kraftfahrzeug beispielhaft dargestellt. In the figures, various embodiments of an automatic transmission according to the invention with 10 forward gears and one reverse gear, in particular for a motor vehicle are shown by way of example.
In
Die drei Schaltelemente
Hinsichtlich der Kopplung der einzelnen Elemente der vier Planetenradsätze RS1, RS2, RS3, RS4 untereinander, zum Antrieb AN und zum Abtrieb AB ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß
- • Die erste drehbare
Welle 1 ist mit dem Antrieb AN des Automatgetriebes verbunden oder verbindbar. Die erste drehbareWelle 1 ist mit keinem Element der vier Planetenradsätze RS1, RS2, RS3, RS4 ständig verbunden, wohl aber mit einzelnen Element der Planetenradsätze RS1, RS2 und RS3 verbindbar, worauf nachfolgend noch detailliert eingegangen wird. Der in1 nicht näher dargestellte Antrieb AN umfasst beispielsweise eine Verbrennungskraftmaschine und ein im Kraftfluss zwischen der Verbrennungskraftmaschine und der ersten drehbarenWelle 1 angeordnetes Anfahrelement. Als Beispiel für ein geeignetes Anfahrelement sei ein aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannter Drehmomentwandler mit integriertem Torsionsdämpfer und integrierter Wandlerüberbrückungskupplung genannt, oder auch eine Reibungskupplung mit integriertem Torsionsdämpfer. - • Die zweite drehbare
Welle 2 verbindet den Planetenradträger ST4 des vierten Planetenradsatzes RS4 ständig mit dem Abtrieb AB des Automatgetriebes. Mit einem weiteren Element der anderen Planetenradsätze RS1, RS2, RS3 ist die zweite drehbareWelle 2 weder direkt verbunden noch verbindbar. - • Die dritte drehbare
Welle 3 verbindet den Planetenradträger ST2 des zweiten Planetenradsatzes RS2 ständig mit dem Sonnenrad SO4 des vierten Planetenradsatzes RS4. - • Die vierte drehbare
Welle 4 verbindet den Planetenradträger ST3 des dritten Planetenradsatzes RS2 ständig sowohl mit dem Hohlrad HO4 des vierten Planetenradsatzes RS4 als auch ständig mit dem Hohlrad HO1 des ersten Planetenradsatzes RS1. - • Die fünfte drehbare
Welle 5 verbindet das Sonnenrad SO2 des zweiten Planetenradsatzes RS2 ständig mit dem Sonnenrad SO3 des dritten Planetenradsatzes RS3. Mit einem anderen Element der Planetenradsätze RS1, RS4 ist die fünfte drehbareWelle 5 weder verbunden noch verbindbar. - • Die sechste drehbare
Welle 6 verbindet den Planetenradträger ST1 des ersten Planetenradsatzes RS1 ständig mit dem Hohlrad HO2 des zweiten Planetenradsatzes RS2. - • Die siebte drehbare
Welle 7 ist ständig mit dem Hohlrad HO3 des dritten Planetenradsatzes RS3 verbunden. - • Die achte drehbare
Welle 8 ist ständig mit dem Sonnenrad SO1 des ersten Planetenradsatzes RS1 verbunden.
- • The first
rotatable shaft 1 is connected or connectable to the drive AN of the automatic transmission. The firstrotatable shaft 1 is connected to any element of the four planetary gear sets RS1, RS2, RS3, RS4 constantly connected, but with individual element of the planetary gear sets RS1, RS2 and RS3, which will be discussed in more detail below. The in1 not shown drive includes, for example, an internal combustion engine and in the power flow between the internal combustion engine and the firstrotatable shaft 1 arranged starting element. As an example of a suitable starting element is a well-known from the prior art torque converter with integrated Torsionsdämpfer and integrated lockup clutch called, or a friction clutch with integrated torsion damper. - • The second
rotatable shaft 2 connects the planet carrier ST4 of the fourth planetary gearset RS4 constantly with the output AB of the automatic transmission. With another element of the other planetary gear sets RS1, RS2, RS3 is the secondrotatable shaft 2 neither directly connected nor connectable. - • The third
rotatable shaft 3 connects the planet carrier ST2 of the second planetary gearset RS2 constantly with the sun gear SO4 of the fourth planetary gearset RS4. - • The fourth
rotatable shaft 4 connects the planet carrier ST3 of the third planetary gearset RS2 constantly both with the ring gear HO4 of the fourth planetary gearset RS4 and constantly with the ring gear HO1 of the first planetary gearset RS1. - • The fifth
rotatable shaft 5 the sun gear SO2 of the second planetary gear set RS2 constantly connects to the sun gear SO3 of the third planetary gear set RS3. With another element of the planetary gear sets RS1, RS4 is the fifthrotatable shaft 5 neither connected nor connectable. - • The sixth
rotatable shaft 6 connects the planet carrier ST1 of the first planetary gearset RS1 constantly with the ring gear HO2 of the second planetary gearset RS2. - • The seventh
rotatable shaft 7 is constantly connected to the ring gear HO3 of the third planetary gearset RS3. - • The eighth rotating shaft
8th is constantly connected to the sun gear SO1 of the first planetary gearset RS1.
Hinsichtlich der Kopplung der sechs Schaltelemente
- •
Die Kupplung 13 als das erste Schaltelement des Automatgetriebes ist im Kraftfluss zwischen der dritten drehbarenWelle 3 und der erstenWelle 1 angeordnet, sodass dann,wenn diese Kupplung 13 geschlossen ist, der Planetenradträger ST2 des zweiten Planetenradsatzes RS2 und das Sonnenrad SO4 des vierten Planetenradsatzes RS4 gemeinsam mit Drehzahl der ersten drehbarenWelle 1 rotieren. - •
Die Kupplung 16 als das zweite Schaltelement des Automatgetriebes ist im Kraftfluss zwischen der sechsten drehbarenWelle 6 und der ersten drehbarenWelle 1 angeordnet, sodass dann,wenn diese Kupplung 16 geschlossen ist, der Planetenradträger ST1 des ersten Planetenradsatzes RS1 und das Hohlrad HO2 des zweiten Planetenradsatzes RS2 gemeinsam mit Drehzahl der ersten drehbarenWelle 1 rotieren. - •
Die Kupplung 67 als das dritte Schaltelement des Automatgetriebes ist im Kraftfluss zwischen der siebten drehbarenWelle 7 und der sechsten drehbarenWelle 6 angeordnet, sodass dann,wenn diese Kupplung 67 geschlossen ist, der Planetenradträger ST1 des ersten Planetenradsatzes RS1, das Hohlrad HO2 des zweiten Planetenradsatzes RS2 und das Hohlrad HO3 des dritten Planetenradsatzes RS3 mit gleicher Drehzahl rotieren. - •
Die Bremse 04 als das vierte Schaltelement des Automatgetriebes ist im Kraftfluss zwischen der vierten drehbarenWelle 4 und dem Gehäuse GG angeordnet, sodass dann, wenn diese Bremse04 geschlossen ist, das Hohlrad HO1 des ersten Planetenradsatzes RS1, der Planetenradträger ST3 des dritten Planetenradsatzes RS3 und das Hohlrad HO4 des vierten Planetenradsatzes RS4 gemeinsam stillstehen. - •
Die Bremse 07 als das fünfte Schaltelement des Automatgetriebes ist im Kraftfluss zwischen der siebten drehbarenWelle 7 und dem Gehäuse GG angeordnet, sodass dann, wenn diese Bremse07 geschlossen ist, das Hohlrad HO3 des dritten Planetenradsatzes RS3 stillsteht. - •
Die Bremse 08 als das sechste Schaltelement des Automatgetriebes ist im Kraftfluss zwischen der achten drehbarenWelle 8 und dem Gehäuse GG angeordnet, sodass dann, wenn diese Bremse08 geschlossen ist, das Sonnenrad SO1 des ersten Planetenradsatzes RS1 stillsteht. Durch Schließen des sechsten Schaltelementes08 wird der erste Planetenradsatz RS1 in den von der ersten drehbarenWelle 1 zur zweiten drehbarenWelle 2 führenden Leistungsfluss eingebracht. Ist dieBremse 08 offen, so überträgt der Planetenradsatz RS1 kein Drehmoment.
- • The
coupling 13 as the first switching element of the automatic transmission is in the power flow between the thirdrotatable shaft 3 and thefirst wave 1 arranged so that when thiscoupling 13 is closed, the planet carrier ST2 of the second planetary gear set RS2 and the sun gear SO4 of the fourth planetary gear set RS4 together with speed of the firstrotatable shaft 1 rotate. - • The
coupling 16 as the second switching element of the automatic transmission is in the power flow between the sixthrotatable shaft 6 and the firstrotatable shaft 1 arranged so that when thiscoupling 16 is closed, the planet carrier ST1 of the first planetary gear set RS1 and the ring gear HO2 of the second planetary gear set RS2 together with speed of the firstrotatable shaft 1 rotate. - • The
coupling 67 as the third shift element of the automatic transmission is in the power flow between the seventhrotatable shaft 7 and the sixthrotatable shaft 6 arranged so that when thiscoupling 67 is closed, the planet carrier ST1 of the first planetary gearset RS1, the ring gear HO2 of the second planetary gearset RS2 and the ring gear HO3 of the third planetary gearset RS3 rotate at the same speed. - • The
brake 04 as the fourth switching element of the automatic transmission is in the power flow between the fourthrotatable shaft 4 and the housing GG arranged so that when thisbrake 04 is closed, the ring gear HO1 of the first planetary gearset RS1, the planet carrier ST3 of the third planetary gearset RS3 and the ring gear HO4 of the fourth planetary gearset RS4 together stand still. - • The
brake 07 as the fifth switching element of the automatic transmission is in the power flow between the seventhrotatable shaft 7 and the housing GG arranged so that when thisbrake 07 is closed, the ring gear HO3 of the third planetary gearset RS3 is stationary. - • The
brake 08 as the sixth switching element of the automatic transmission is in the power flow between the eighth rotary shaft8th and the housing GG arranged so that when thisbrake 08 is closed, the sun gear SO1 of the first planetary gear set RS1 is stationary. By closing thesixth switching element 08 becomes the first planetary gear set RS1 in the firstrotatable shaft 1 to the secondrotatable shaft 2 leading power flow introduced. Is thebrake 08 open, the planetary gear set RS1 transmits no torque.
Wie bereits eingangs der Beschreibung der Erfindung ausgeführt, stehen dem Fachmann verschiedene vorteilhafte Varianten für die räumliche Anordnung der Planetenradsätze und Schaltelemente zur Verfügung.
So ist in
Die Kupplungen
Die Bremse
Um mit den drei Kupplungen
Aus
In
Während wie in
Im Unterschied zu
Um die kinematische Äquivalenz zu dem in
Im Unterschied zu
Um die kinematische Äquivalenz zu dem in
Das Automatgetriebe gemäß
- • Die vierte drehbare
Welle 4 verbindet nunmehr den Planetenradträger ST3 des dritten Planetenradsatzes RS2 ständig mit dem Hohlrad HO4 des vierten Planetenradsatzes RS4 und ständig mit einer ersten Kupplungshälfte derKupplung 48 . - • Die achte drehbare
Welle 8 ist nunmehr ständig mit dem Hohlrad HO1 des ersten Planetenradsatzes RS1 und ständig mit einer zweiten Kupplungshälfte der Kupplung48 verbunden.
- • The fourth
rotatable shaft 4 now connects the planet carrier ST3 of the third planetary gearset RS2 constantly with the ring gear HO4 of the fourth planetary gearset RS4 and constantly with a first coupling half of the clutch48 , - • The eighth rotating shaft
8th is now constantly with the ring gear HO1 of the first planetary gear set RS1 and constantly with a second coupling half of the clutch48 connected.
Die kinematische Ausgestaltung der anderen sechs drehbaren Wellen
Auch die in
Um mit den vier Kupplungen
Leicht ersichtlich ist, das für die drei Kupplungen
Entsprechend ist auch klar, dass sich auch für das in
Auch sind die anhand der
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- AB FROM
- Abtrieb; Getriebeausgang output; transmission output
- AN AT
- Antrieb; Getriebeeingang Drive; transmission input
- AK AK
- Anfahrkupplung clutch
- EM EM
- elektrische Maschine electric machine
- GG GG
- Gehäuse casing
- RS1 RS1
- erster Planetenradsatz first planetary gear set
- SO1 SO1
- Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes Sun gear of the first planetary gear set
- ST1 ST1
- Planetenradträger des ersten Planetenradsatzes Planetary carrier of the first planetary gear set
- PL1 PL1
- Planetenräder des ersten Planetenradsatzes Planetary gears of the first planetary gear set
- HO1 HO1
- Hohlrad des ersten Planetenradsatzes Ring gear of the first planetary gear set
- RS2 RS2
- zweiter Planetenradsatz second planetary gear set
- SO2 SO2
- Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes Sun gear of the second planetary gear set
- ST2 ST2
- Planetenradträger des zweiten Planetenradsatzes Planet carrier of the second planetary gear set
- PL2 PL2
- Planetenräder des zweiten Planetenradsatzes Planetary gears of the second planetary gear set
- HO2 HO2
- Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes Ring gear of the second planetary gear set
- RS3 RS3
- dritter Planetenradsatz third planetary gear set
- SO3 SO3
- Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes Sun gear of the third planetary gear set
- ST3 ST3
- Planetenradträger des dritten Planetenradsatzes Planet carrier of the third planetary gear set
- PL3 PL3
- Planetenräder des dritten Planetenradsatzes Planetary gears of the third planetary gear set
- HO3 HO3
- Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes Ring gear of the second planetary gear set
- RS4 RS4
- vierter Planetenradsatz fourth planetary gear set
- SO4 SO4
- Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes Sun gear of the fourth planetary gear set
- ST4 ST4
- Planetenradträger des vierten Planetenradsatzes Planet carrier of the fourth planetary gear set
- PL4 PL4
- Planetenräder des vierten Planetenradsatzes Planetary gears of the fourth planetary gear set
- HO4 HO4
- Hohlrad des vierten Planetenradsatzes Ring gear of the fourth planetary gear set
- 1 1
- erste drehbare Welle first rotatable shaft
- 2 2
- zweite drehbare Welle second rotatable shaft
- 3 3
- dritte drehbare Welle third rotatable shaft
- 4 4
- vierte drehbare Welle fourth rotatable shaft
- 5 5
- fünfte drehbare Welle fifth rotatable shaft
- 6 6
- sechste drehbare Welle sixth rotatable shaft
- 7 7
- siebte drehbare Welle seventh rotatable shaft
- 8 8th
- achte drehbare Welle Eighth rotatable shaft
- 13 13
- erstes Schaltelement first switching element
- 16 16
- zweites Schaltelement second switching element
- 67 67
- drittes Schaltelement third switching element
- 04 04
- viertes Schaltelement fourth switching element
- 07 07
- fünftes Schaltelement fifth switching element
- 08; 48 08; 48
- sechstes Schaltelement sixth switching element
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- US 4683776 A [0003, 0004] US 4683776 A [0003, 0004]
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CN104033550A (en) * | 2014-06-11 | 2014-09-10 | 同济大学 | Multi-gear transmission |
-
2016
- 2016-03-09 DE DE102016203887.7A patent/DE102016203887A1/en not_active Withdrawn
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