EP2864668A1 - Multi-speed gearbox - Google Patents

Multi-speed gearbox

Info

Publication number
EP2864668A1
EP2864668A1 EP13723097.5A EP13723097A EP2864668A1 EP 2864668 A1 EP2864668 A1 EP 2864668A1 EP 13723097 A EP13723097 A EP 13723097A EP 2864668 A1 EP2864668 A1 EP 2864668A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
planetary gear
clutch
closing
brake
gear set
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP13723097.5A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Stefan Beck
Christian Sibla
Wolfgang Rieger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Publication of EP2864668A1 publication Critical patent/EP2864668A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H3/00Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/62Gearings having three or more central gears
    • F16H3/66Gearings having three or more central gears composed of a number of gear trains without drive passing from one train to another
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H2200/00Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/003Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds
    • F16H2200/0073Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds the gear ratios comprising eleven forward speeds
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H2200/00Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/0082Transmissions for multiple ratios characterised by the number of reverse speeds
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H2200/00Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/2002Transmissions using gears with orbital motion characterised by the number of sets of orbital gears
    • F16H2200/2012Transmissions using gears with orbital motion characterised by the number of sets of orbital gears with four sets of orbital gears
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H2200/00Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/203Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes
    • F16H2200/2046Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes with six engaging means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H2200/00Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/203Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes
    • F16H2200/2064Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes using at least one positive clutch, e.g. dog clutch
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H2200/00Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/2094Transmissions using gears with orbital motion using positive clutches, e.g. dog clutches

Definitions

  • the present invention relates to a planetary gear multi-speed transmission, in particular an automatic transmission for a motor vehicle, according to the preamble of patent claim 1.
  • Automatic transmissions particularly for motor vehicles, include, in the prior art, planetary gear sets that are switched by means of friction elements, such as clutches and brakes, and usually with a slip element and optionally a lockup clutch, such as a hydrodynamic torque converter or a fluid coupling connected.
  • friction elements such as clutches and brakes
  • slip element such as clutches and brakes
  • lockup clutch such as a hydrodynamic torque converter or a fluid coupling connected.
  • A1 discloses a transmission arrangement of an automatic transmission for a vehicle comprising ten forward gears, which has a first planetary gear, which is designed as a simple planetary gear and a first rotary element, which acts as a fixed element, a second rotary element, the one reduced rotational speed provides, and a third rotary element, which is directly connected to an input shaft and has as input element acts.
  • the known transmission further comprises a second simple planetary gear, which is a fourth rotary member, which is directly connected to the second rotary member, a fifth rotary member which is selectively connected by inserting a first brake with a transmission housing and a sixth rotary member, optionally by inserting a second brake is connected to a transmission housing, wherein a first clutch selectively connects at least two rotational elements of the fourth, fifth and sixth rotational elements.
  • a third of a planetary gear with a single pinion and a planetary gear with double pinion planetary gear is provided, which is a seventh rotary member which is directly connected to the sixth rotary member, an eighth rotary member which is selectively connected by inserting a second clutch to the drive shaft and selectively connected to the transmission housing by inserting a third brake, a ninth rotary element connected to an output shaft, and a tenth rotary element connected to the fourth rotary element by inserting a third clutch, wherein a fourth clutch is interposed between the third Seventh rotary element and the eighth rotary element is arranged.
  • the present invention has for its object to propose a multi-speed transmission of the type mentioned, which has at least eleven forward gears and a reverse gear and a high spread, in which the construction cost, component load and size are optimized and also the efficiency in terms of drag and Gear losses is improved.
  • This object is achieved by the features of claim 1. Further advantages and advantageous embodiments will become apparent from the dependent claims.
  • a multi-speed transmission according to the invention is proposed in planetary construction, which has a drive and an output, which are arranged in a housing. Furthermore, at least four planetary gear sets, hereinafter referred to as the first, second, third and fourth planetary gear set, eight rotatable shafts - hereinafter referred to as drive shaft, output shaft, third, fourth, fifth, sixth, seventh and eighth shaft - and six preferably as a lamellae switching elements or executed as a form-locking switching elements
  • Switching elements comprising brakes and clutches, provided, the selective intervention causes different ratios between the drive and the output, so that preferably eleven forward gears and one reverse gear can be realized.
  • the planetary gear sets of the transmission are preferably designed as negative planetary gear sets.
  • the ring gear at a fixed web has a direction of rotation opposite to the sun and it results in a negative stationary gear ratio.
  • a simple plus planetary gear includes a sun gear, a ring gear and a web on which inner and outer planetary gears are rotatably mounted, all inner planetary gears mesh with the sun gear and all outer planet gears with the ring gear, each inner planetary gear, each with an outer Planet wheel meshes.
  • the ring gear has the same direction of rotation when the web is held on as the sun gear and there is a positive stationary gear ratio.
  • the sun gear of the first planetary gear set is connected to the seventh shaft, which via a first clutch with the third shaft solves bar is connected, which is connected to the sun gear of the second planetary gear set and the web of the third planetary gear and coupled via a first brake to the housing.
  • the seventh shaft is also detachably connectable via a second clutch with the fifth shaft, which is connected to the ring gear of the third planetary gear and releasably connectable via a third clutch with the eighth shaft connected to the web of the second planetary gear set, wherein the eighth shaft via a fourth clutch with the connected to the sun gear of the third planetary gear set and the sun gear of the fourth planetary gear set sixth shaft of the transmission is detachably connectable.
  • the drive shaft of the transmission is connected to the web of the first planetary gear set and the ring gear of the second planetary gear set, wherein the fourth shaft connected to the ring gear of the fourth planetary gear set can be coupled to the housing via a second brake and the output shaft of the transmission with the ring gear of the first planetary gear set and the web of the fourth planetary gear set is connected.
  • the inventive design of the multi-speed transmission results in particular for passenger cars suitable translations and increased total spread of the multi-speed transmission, whereby an improvement in ride comfort and a significant consumption reduction can be effected.
  • the construction cost is significantly reduced with the multi-stage transmission according to the invention by a small number of switching elements.
  • a switching element which is actuated in the first forward gear and in reverse is suitable.
  • the transmission according to the invention is designed such that an adaptability to different drive train configurations is made possible both in the power flow direction as well as in space.
  • the transmission can be installed, for example, in front-transverse design or in the context of a standard drive.
  • Figure 1 is a schematic view of a preferred embodiment of a multi-speed transmission according to the invention.
  • FIG. 2 shows an exemplary circuit diagram for a multistage transmission according to FIG. 1.
  • FIG. 1 shows a multi-speed transmission according to the invention with a drive shaft 1, an output shaft 2 and four planetary gear sets P1, P2, P3 and P4, which are arranged in a housing G.
  • the planetary gear sets P1, P2, P3, P4 are formed in the example shown in Figure 1 as negative planetary gear sets.
  • at least one of the planetary gear sets P1, P2, P3, P4 can be designed as a positive planetary gear set, if at the same time the web and Hohlradanulation exchanged and the amount of stationary gear ratio is increased by 1 compared to the design as a minus planetary gear.
  • the planetary gear sets P1, P2, P3, P4 axially arranged in the order of the first planetary gear set P1, second planetary gear set P2, third planetary gear set P3, fourth planetary gear set P4.
  • the axial order of the individual planetary gear sets and the arrangement of the switching elements are freely selectable, as long as it allows the binding of the elements.
  • switching elements namely two brakes 03, 04 and four clutches 37, 57, 58, 68 are provided.
  • the spatial arrangement of the switching elements can be arbitrary and is limited only by the dimensions and the external shape.
  • the clutches and the brakes of the transmission are preferably designed as Reibschaltemia or lamellar switching elements, but can also be designed as a form-locking switching elements.
  • the multi-speed transmission according to the invention has a total of eight rotatable shafts, namely the waves 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 and 8, wherein the drive shaft, the first shaft 1 and the output shaft form the second shaft 2 of the transmission.
  • the sun gear of the first planetary gear set P1 is connected to the seventh shaft 7, which is detachably connected via a first clutch 37 to the third shaft 3, which with the sun gear of the second planetary gear set P2 and the Web of the third planetary gear set P3 and coupled via a first brake 03 to the housing G can be coupled.
  • the seventh shaft 7 via a second clutch 57 to the fifth shaft 5 detachably connected, which is connected to the ring gear of the third planetary gear set P3 and via a third clutch 58 with the with the Web of the second planetary gearset P2 connected eighth shaft 8 is detachably connectable, which is detachably connectable via a fourth clutch 68 with the connected to the sun gear of the third planetary gear P3 and the sun gear of the fourth planetary gear set P4 sixth shaft 6 of the transmission.
  • the drive shaft 1 is connected to the web of the first planetary gear set P1 and the ring gear of the second planetary gear set P2, wherein the fourth shaft 4 connected to the ring gear of the fourth planetary gear set P4 can be coupled to the housing G via a second brake 04; the output shaft 2 of the transmission is connected to the ring gear of the first planetary gear P1 and the web of the fourth planetary gear set P4.
  • FIG. 2 shows an exemplary circuit diagram of a multistage transmission according to FIG. For each gear three switching elements are closed. The shift pattern, the respective ratios i of the individual grades and the step to be determined therefrom or increments ⁇ are taken to the next higher gear example, the value 1 1, 095 represents the spread of the transmission.
  • the values for the stationary gear ratios of the planetary gear sets P1, P2, P3, P4 which are designed as minus planetary gear sets are -1, 91, -1, 60, -1, 60 and -2.96, respectively. From Figure 2 it is seen that in sequential switching mode only one switching element switched on and a switching element must be switched off because two adjacent gear stages use two switching elements together. Further, it will be seen that a large spread is achieved with small gear jumps.
  • the first forward gear is obtained by closing the first and second brakes 03, 04 and the fourth clutch 68, the second forward gear by
  • the eighth forward gear can be switched by further switching combinations, which are denoted in Figure 2 with 8.1, 8.2 and 8.3.
  • the eighth forward speed may be achieved by closing the first, second and third clutches 37, 57, 58 or closing the first, second and fourth clutches 37, 57, 68 or closing the first, third and fourth clutches 37, 58, 68 result.
  • the tenth forward gear can be switched by further switching combinations, which are designated in FIG. 2 as 10.1, 10.2 and 10.3. Accordingly, the tenth forward speed can be achieved by closing the first brake 03 and the first and fourth clutches 37, 68, or by closing the first brake 03 and the first and third clutches 37, 58 or by closing the first and second brakes 03, 04 and the first clutch 37 result.
  • an axle differential and / or a distributor differential can be arranged on the drive side or on the output side.
  • the drive shaft 1 can be separated by a coupling element of a drive motor as needed, with a hydrodynamic converter, a hydraulic clutch, a dry starting clutch, a wet starting clutch, a magnetic powder clutch or a centrifugal clutch can be used as the coupling element , It is also possible to arrange such a starting element in the power flow direction behind the transmission, in which case the drive shaft 1 is constantly connected to the crankshaft of the drive motor.
  • the multistage transmission according to the invention also allows the arrangement of a torsional vibration damper between the drive motor and transmission.
  • a wear-free brake such. a hydraulic or electric retarder or the like, be arranged, which is particularly important for use in commercial vehicles of particular importance.
  • a power take-off may be provided to drive additional units on each shaft, preferably on the drive shaft 1 or the output shaft 2.
  • the friction shift elements used can be designed as power shift clutches or brakes.
  • non-positive clutches or brakes such as multi-disc clutches, band brakes and / or cone clutches.
  • Another advantage of the multistage transmission presented here is that an electric machine can be mounted on each shaft as a generator and / or as an additional drive machine.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Structure Of Transmissions (AREA)

Abstract

The invention relates to a multi-speed gearbox having four planetary gear sets (P1, P2, P3, P4), eight rotatable shafts (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) and six shift elements (03, 04, 37, 57, 58, 68), wherein the sun gear of the first planetary gear set (P1) is connected to the seventh shaft (7), which can be connected to the third shaft (3) by means of a first clutch (37), which connects to the sun gear of the second planetary gear set (P2), to the planet carrier of the third planetary gear set (P3) and can be coupled to the housing (G) by means of a first brake (03). The seventh shaft (7) can be connected to the fifth shaft (5) by means of a second clutch (57), which connects to the planet carrier of the third planetary gear set (P3) and can be coupled to the eighth shaft (8) which is connected to the planet carrier of the second planetary gear set (P2) by means of a third clutch (58), which can be connected to the sixth shaft (6) which is connected to the sun gear of the third planetary gear set (P3) and to the sun gear of the fourth planetary gear set (P4) by means of a fourth clutch (68). The input shaft (1) is connected to the planet carrier of the first planetary gear set (P1) and to the ring gear of the second planetary gear set (P2) and the fourth shaft (4) connected to the ring gear of the fourth planetary gear set (P4) can be coupled by means of a second brake (04) to the housing (G) and the output shaft (2) is connected to the ring gear of the first planetary gear set (P1) and to the planet carrier of the fourth planetary gear set (P4).

Description

Mehrstufenqetriebe  Mehrstufenqetriebe
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise, insbesondere ein Automatgetriebe für ein Kraftfahrzeug, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 . The present invention relates to a planetary gear multi-speed transmission, in particular an automatic transmission for a motor vehicle, according to the preamble of patent claim 1.
Automatgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, umfassen nach dem Stand der Technik Planetenradsätze, die mittels Reibungs- bzw. Schaltelementen, wie etwa Kupplungen und Bremsen, geschaltet werden und üblicherweise mit einem einer Schlupfwirkung unterliegenden und wahlweise mit einer Überbrückungskupplung versehenen Anfahrelement, wie etwa einem hydrodynamischen Drehmomentwandler oder einer Strömungskupplung, verbunden sind. Automatic transmissions, particularly for motor vehicles, include, in the prior art, planetary gear sets that are switched by means of friction elements, such as clutches and brakes, and usually with a slip element and optionally a lockup clutch, such as a hydrodynamic torque converter or a fluid coupling connected.
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 einen geringen Bauaufwand, insbesondere eine geringe Anzahl an Schaltelementen erfordern und bei sequentieller Schaltweise Doppelschaltungen, d.h. ein Zu- bzw. Abschalten von zwei Schaltelementen vermeiden, so dass bei Schaltungen in definierten Ganggruppen jeweils nur ein Schaltelement gewechselt wird. Ferner soll mittels derartiger Getriebe der Spritverbrauch gesenkt werden, was einerseits durch Reduzierung der internen Getriebeverluste und andererseits durch Betreiben des Verbrennungsmotors im idealen Betriebspunkt erfolgen kann. Um den Verbrennungsmotor in seinem idealen Betriebspunkt zu betreiben, ist es insbesondere wichtig, bei einer großen Getriebespreizung kleine Gangsprünge zu realisieren, was in der Erhöhung der Anzahl der Gänge resultiert. 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. Thus, these transmissions are to require a low construction cost, in particular a small number of switching elements and in sequential switching manner double circuits, i. avoid switching on or off of two switching elements, so that in circuits in defined gear groups only one switching element is changed. Furthermore, to be reduced by means of such transmission of fuel consumption, which can be done on the one hand by reducing the internal transmission losses and on the other hand by operating the engine at the ideal operating point. In order to operate the internal combustion engine at its ideal operating point, it is particularly important to realize small gear jumps with a large gear spread, which results in the increase of the number of gears.
Aus der DE10 2008 064 1 13 A1 geht eine Getriebeanordnung eines Automatikgetriebes für ein Fahrzeug umfassend zehn Vorwärtsgänge hervor, welche ein erstes Planetengetriebe aufweist, das als einfaches Planetengetriebe ausgeführt ist und ein erstes Rotationselement, das als feststehendes Element wirkt, ein zweites Rotationselement, das eine verringerte Rotationsgeschwindigkeit zur Verfügung stellt, und ein drittes Rotationselement, das direkt mit einer Eingangswelle verbunden ist und als Eingangselement wirkt aufweist. Das bekannte Getriebe umfasst ferner ein zweites einfaches Planetengetriebe, welches ein viertes Rotationselement, das mit dem zweiten Rotationselement direkt verbunden ist, ein fünftes Rotationselement, das wahlweise durch Einschieben einer ersten Bremse mit einem Getriebegehäuse verbunden ist und ein sechstes Rotationselement, das wahlweise durch Einschieben einer zweiten Bremse mit einem Getriebegehäuse verbunden ist, aufweist, wobei eine erste Kupplung wahlweise mindestens zwei Rotationselemente von den vierten, fünften und sechsten Rotationselementen verbindet. Ferner ist ein drittes aus einem Planetengetriebe mit einzelnem Ritzel und einem Planetengetriebe mit doppeltem Ritzel zusammengesetztes Planetengetriebe vorgesehen, welches ein siebtes Rotationselement, das mit dem sechsten Rotationselement direkt verbunden ist, ein achtes Rotationselement, das wahlweise durch Einschieben einer zweiten Kupplung mit der Antriebswelle verbunden ist und wahlweise durch Einschieben einer dritten Bremse mit dem Getriebegehäuse verbunden ist, ein neuntes Rotationselement, das mit einer Abtriebswelle verbunden ist, und ein zehntes Rotationselement, das durch Einschieben einer dritten Kupplung mit dem vierten Rotationselement verbunden ist, aufweist, wobei eine vierte Kupplung zwischen dem siebten Rotationselement und dem achten Rotationselement angeordnet ist. From DE 10 2008 064 1 13 A1 discloses a transmission arrangement of an automatic transmission for a vehicle comprising ten forward gears, which has a first planetary gear, which is designed as a simple planetary gear and a first rotary element, which acts as a fixed element, a second rotary element, the one reduced rotational speed provides, and a third rotary element, which is directly connected to an input shaft and has as input element acts. The known transmission further comprises a second simple planetary gear, which is a fourth rotary member, which is directly connected to the second rotary member, a fifth rotary member which is selectively connected by inserting a first brake with a transmission housing and a sixth rotary member, optionally by inserting a second brake is connected to a transmission housing, wherein a first clutch selectively connects at least two rotational elements of the fourth, fifth and sixth rotational elements. Further, a third of a planetary gear with a single pinion and a planetary gear with double pinion planetary gear is provided, which is a seventh rotary member which is directly connected to the sixth rotary member, an eighth rotary member which is selectively connected by inserting a second clutch to the drive shaft and selectively connected to the transmission housing by inserting a third brake, a ninth rotary element connected to an output shaft, and a tenth rotary element connected to the fourth rotary element by inserting a third clutch, wherein a fourth clutch is interposed between the third Seventh rotary element and the eighth rotary element is arranged.
Bei Getriebekonzepten mit einer hohem Anzahl an Gängen entsteht das Problem, dass die Anzahl der Getriebebauteile und somit der Bauaufwand in Abhängigkeit der Anzahl der Gänge stark zunehmen. Zudem nimmt der interne Wirkungsgrad des Getriebes aufgrund der höheren Anzahl der Getriebebauteile ab, so dass die durch die hohe Anzahl an Gängen erzielbare Verbrauchsoptimierung zum Teil kompensiert wird. In transmission concepts with a high number of gears, the problem arises that the number of transmission components and thus the construction costs depending on the number of gears increase greatly. In addition, the internal efficiency of the transmission decreases due to the higher number of transmission components, so that the achievable by the high number of gears consumption optimization is partially compensated.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Mehrstufengetriebe der eingangs genannten Art vorzuschlagen, welches mindestens elf Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang und eine hohe Spreizung aufweist, bei dem der Bauaufwand, die Bauteilbelastung und die Baugröße optimiert werden und zudem der Wirkungsgrad hinsichtlich der Schlepp- und Verzahnungsverluste verbessert wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus den Unteransprüchen hervor. The present invention has for its object to propose a multi-speed transmission of the type mentioned, which has at least eleven forward gears and a reverse gear and a high spread, in which the construction cost, component load and size are optimized and also the efficiency in terms of drag and Gear losses is improved. This object is achieved by the features of claim 1. Further advantages and advantageous embodiments will become apparent from the dependent claims.
Demnach wird ein erfindungsgemäßes Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise vorgeschlagen, welches einen Antrieb und einen Abtrieb aufweist, welche in einem Gehäuse angeordnet sind. Des Weiteren sind zumindest vier Planetenradsätze, im Folgenden als erster, zweiter, dritter und vierter Planetenradsatz bezeichnet, acht drehbare Wellen - im Folgenden als Antriebswelle, Abtriebswelle, dritte, vierte, fünfte, sechste, siebte und achte Welle bezeichnet - sowie sechs vorzugsweise als Lamellenschaltelemente oder als formschlüssige Schaltelemente ausgeführte Accordingly, a multi-speed transmission according to the invention is proposed in planetary construction, which has a drive and an output, which are arranged in a housing. Furthermore, at least four planetary gear sets, hereinafter referred to as the first, second, third and fourth planetary gear set, eight rotatable shafts - hereinafter referred to as drive shaft, output shaft, third, fourth, fifth, sixth, seventh and eighth shaft - and six preferably as a lamellae switching elements or executed as a form-locking switching elements
Schaltelemente, umfassend Bremsen und Kupplungen, vorgesehen, deren selektives Eingreifen verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen dem Antrieb und dem Abtrieb bewirkt, so dass vorzugsweise elf Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang realisierbar sind. Switching elements, comprising brakes and clutches, provided, the selective intervention causes different ratios between the drive and the output, so that preferably eleven forward gears and one reverse gear can be realized.
Die Planetenradsätze des Getriebes sind vorzugsweise als Minus- Planetenradsätze ausgebildet. The planetary gear sets of the transmission are preferably designed as negative planetary gear sets.
Ein einfacher Minus-Planetenradsatz umfasst bekanntlich ein Sonnenrad, ein Hohlrad und einen Steg, an dem Planetenräder drehbar gelagert sind, die jeweils mit Sonnenrad und Hohlrad kämmen. Hierdurch weist das Hohlrad bei festgehaltenem Steg eine zum Sonnenrad entgegengesetzte Drehrichtung auf und es ergibt sich eine negative Standgetriebeübersetzung. Demgegenüber umfasst ein einfacher Plus- Planetenradsatz ein Sonnenrad, ein Hohlrad und einen Steg, an dem innere und äußere Planetenräder drehbar gelagert sind, wobei alle inneren Planetenräder mit dem Sonnenrad und alle äußeren Planetenräder mit dem Hohlrad kämmen, wobei jedes innere Planetenrad mit jeweils einem äußeren Planetenrad kämmt. Hierdurch weist das Hohlrad bei festgehaltenem Steg die gleiche Drehrichtung auf wie das Sonnenrad und es ergibt sich eine positive Standgetriebeübersetzung. A simple minus planetary gear known to include a sun gear, a ring gear and a ridge on which planet gears are rotatably mounted, each meshing with the sun gear and ring gear. As a result, the ring gear at a fixed web has a direction of rotation opposite to the sun and it results in a negative stationary gear ratio. In contrast, a simple plus planetary gear includes a sun gear, a ring gear and a web on which inner and outer planetary gears are rotatably mounted, all inner planetary gears mesh with the sun gear and all outer planet gears with the ring gear, each inner planetary gear, each with an outer Planet wheel meshes. As a result, the ring gear has the same direction of rotation when the web is held on as the sun gear and there is a positive stationary gear ratio.
Gemäß der Erfindung ist das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes mit der siebten Welle verbunden, welche über eine erste Kupplung mit der dritten Welle lös- bar verbindbar ist, welche mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes und dem Steg des dritten Planetenradsatzes verbunden und über eine erste Bremse an das Gehäuse ankoppelbar ist. Die siebte Welle ist zudem über eine zweite Kupplung mit der fünften Welle lösbar verbindbar, welche mit dem Hohlrad des dritten Planetenradsatzes verbunden und über eine dritte Kupplung mit der mit dem Steg des zweiten Planetenradsatzes verbundenen achten Welle lösbar verbindbar ist, wobei die achte Welle über eine vierte Kupplung mit der mit dem Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes und dem Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes verbundenen sechsten Welle des Getriebes lösbar verbindbar ist. According to the invention, the sun gear of the first planetary gear set is connected to the seventh shaft, which via a first clutch with the third shaft solves bar is connected, which is connected to the sun gear of the second planetary gear set and the web of the third planetary gear and coupled via a first brake to the housing. The seventh shaft is also detachably connectable via a second clutch with the fifth shaft, which is connected to the ring gear of the third planetary gear and releasably connectable via a third clutch with the eighth shaft connected to the web of the second planetary gear set, wherein the eighth shaft via a fourth clutch with the connected to the sun gear of the third planetary gear set and the sun gear of the fourth planetary gear set sixth shaft of the transmission is detachably connectable.
Des weiteren ist die Antriebswelle des Getriebes mit dem Steg des ersten Planetenradsatzes und dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes verbunden, wobei die mit dem Hohlrad des vierten Planetenradsatzes verbundene vierte Welle über eine zweite Bremse an das Gehäuse ankoppelbar ist und die Abtriebswelle des Getriebes mit dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes und dem Steg des vierten Planetenradsatzes verbunden ist. Furthermore, the drive shaft of the transmission is connected to the web of the first planetary gear set and the ring gear of the second planetary gear set, wherein the fourth shaft connected to the ring gear of the fourth planetary gear set can be coupled to the housing via a second brake and the output shaft of the transmission with the ring gear of the first planetary gear set and the web of the fourth planetary gear set is connected.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Mehrstufengetriebes ergeben sich insbesondere für Personenkraftwagen geeignete Übersetzungen sowie eine erhöhte Gesamtspreizung des Mehrstufengetriebes, wodurch eine Verbesserung des Fahrkomforts und eine signifikante Verbrauchsabsenkung bewirkt werden. The inventive design of the multi-speed transmission results in particular for passenger cars suitable translations and increased total spread of the multi-speed transmission, whereby an improvement in ride comfort and a significant consumption reduction can be effected.
Darüber hinaus wird mit dem erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebe durch eine geringe Anzahl an Schaltelementen der Bauaufwand erheblich reduziert. In vorteilhafter Weise ist es mit dem erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebe möglich, ein Anfahren mit einem hydrodynamischen Wandler, einer externen Anfahrkupplung oder auch mit sonstigen geeigneten externen Anfahrelementen durchzuführen. Es ist auch denkbar, einen Anfahrvorgang mit einem im Getriebe integrierten Anfahrelement zu ermöglichen. Vorzugsweise eignet sich ein Schaltelement, welches im ersten Vorwärtsgang und im Rückwärtsgang betätigt wird. Des Weiteren ergibt sich bei dem erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebe ein guter Wirkungsgrad in den Hauptfahrgängen aufgrund geringer Schlepp- und Verzahnungsverluste. In addition, the construction cost is significantly reduced with the multi-stage transmission according to the invention by a small number of switching elements. Advantageously, it is possible with the multistage transmission according to the invention to carry out a start with a hydrodynamic converter, an external starting clutch or other suitable external starting elements. It is also conceivable to allow a starting operation with a start-up element integrated in the transmission. Preferably, a switching element which is actuated in the first forward gear and in reverse is suitable. Furthermore, in the multistage transmission according to the invention a good efficiency in the main gears due to low drag and gear losses.
In vorteilhafter Weise liegen geringe Drehmomente an den Schaltelementen und an den Planetenradsätzen des Mehrstufengetriebes vor, wodurch die Belastung bei dem Mehrstufengetriebe in vorteilhafter Weise reduziert wird. Zudem wird durch die geringen Drehmomente eine entsprechend geringe Dimensionierung ermöglicht, wodurch der benötigte Bauraum und die entsprechenden Kosten reduziert werden. Darüber hinaus liegen auch geringe Drehzahlen bei den Wellen, den Schaltelementen und den Planetenradsätzen vor. Advantageously, there are low torques on the switching elements and on the planetary gear sets of the multi-speed transmission, whereby the load in the multi-speed transmission is advantageously reduced. In addition, a correspondingly small dimensioning is made possible by the low torques, whereby the required space and the corresponding costs are reduced. In addition, there are also low speeds at the shafts, the switching elements and the planetary gear sets.
Außerdem ist das erfindungsgemäße Getriebe derart konzipiert, dass eine Anpassbarkeit an unterschiedliche Triebstrangausgestaltungen sowohl in Kraftflussrichtung als auch in räumlicher Hinsicht ermöglicht wird. Das Getriebe kann beispielsweise in Front-Quer Bauweise oder im Rahmen eines Standardantriebs eingebaut werden. In addition, the transmission according to the invention is designed such that an adaptability to different drive train configurations is made possible both in the power flow direction as well as in space. The transmission can be installed, for example, in front-transverse design or in the context of a standard drive.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. In diesen stellen dar: The invention will be explained in more detail below by way of example with reference to the attached figures. These are:
Figur 1 : eine schematische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebes; und Figure 1 is a schematic view of a preferred embodiment of a multi-speed transmission according to the invention; and
Figur 2: ein beispielhaftes Schaltschema für ein Mehrstufengetriebe gemäß Figur 1 . FIG. 2 shows an exemplary circuit diagram for a multistage transmission according to FIG. 1.
In Figur 1 ist ein erfindungsgemäßes Mehrstufengetriebe mit einer Antriebswelle 1 , einer Abtriebswelle 2 und vier Planetenradsätzen P1 , P2, P3 und P4 dargestellt, welche in einem Gehäuse G angeordnet sind. Die Planetenradsätze P1 , P2, P3, P4 sind bei dem in Figur 1 gezeigten Beispiel als Minus-Planetenradsätze ausgebildet. Gemäß der Erfindung kann zumindest einer der Planetenradsätze P1 , P2, P3, P4 als Plus-Planetenradsatz ausgeführt sein, wenn gleichzeitig die Steg- und Hohlradanbindung getauscht und der Betrag der Standgetriebeübersetzung im Vergleich zu der Ausführung als Minus-Planetenradsatz um 1 erhöht wird. 1 shows a multi-speed transmission according to the invention with a drive shaft 1, an output shaft 2 and four planetary gear sets P1, P2, P3 and P4, which are arranged in a housing G. The planetary gear sets P1, P2, P3, P4 are formed in the example shown in Figure 1 as negative planetary gear sets. According to the invention, at least one of the planetary gear sets P1, P2, P3, P4 can be designed as a positive planetary gear set, if at the same time the web and Hohlradanbindung exchanged and the amount of stationary gear ratio is increased by 1 compared to the design as a minus planetary gear.
Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Planetenradsätze P1 , P2, P3, P4 axial betrachtet in der Reihenfolge erster Planetenradsatz P1 , zweiter Planetenradsatz P2, dritter Planetenradsatz P3, vierter Planetenradsatz P4 angeordnet. Gemäß der Erfindung sind die axiale Reihenfolge der einzelnen Planetenradsätze und die Anordnung der Schaltelemente frei wählbar, solange es die Bindbarkeit der Elemente zulässt. In the embodiment shown, the planetary gear sets P1, P2, P3, P4 axially arranged in the order of the first planetary gear set P1, second planetary gear set P2, third planetary gear set P3, fourth planetary gear set P4. According to the invention, the axial order of the individual planetary gear sets and the arrangement of the switching elements are freely selectable, as long as it allows the binding of the elements.
Wie aus Figur 1 ersichtlich, sind sechs Schaltelemente, nämlich zwei Bremsen 03, 04 und vier Kupplungen 37, 57, 58, 68 vorgesehen. Die räumliche Anordnung der Schaltelemente kann beliebig sein und wird nur durch die Abmessungen und die äußere Formgebung begrenzt. Die Kupplungen und die Bremsen des Getriebes sind vorzugsweise als Reibschaltelemente bzw. Lamellenschaltelemente ausgeführt, können aber auch als formschlüssige Schaltelemente ausgeführt sein. As can be seen from Figure 1, six switching elements, namely two brakes 03, 04 and four clutches 37, 57, 58, 68 are provided. The spatial arrangement of the switching elements can be arbitrary and is limited only by the dimensions and the external shape. The clutches and the brakes of the transmission are preferably designed as Reibschaltelemente or lamellar switching elements, but can also be designed as a form-locking switching elements.
Mit diesen Schaltelementen ist ein selektives Schalten von mindestens elf Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang realisierbar. Das erfindungsgemäße Mehrstufengetriebe weist insgesamt acht drehbare Wellen auf, nämlich die Wellen 1 , 2, 3, 4, 5, 6, 7 und 8, wobei die Antriebswelle die erste Welle 1 und die Abtriebswelle die zweite Welle 2 des Getriebes bilden. With these switching elements, a selective switching of at least eleven forward gears and one reverse gear can be realized. The multi-speed transmission according to the invention has a total of eight rotatable shafts, namely the waves 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 and 8, wherein the drive shaft, the first shaft 1 and the output shaft form the second shaft 2 of the transmission.
Erfindungsgemäß ist bei dem Mehrstufengetriebe gemäß Figur 1 vorgesehen, dass das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes P1 mit der siebten Welle 7 verbunden ist, die über eine erste Kupplung 37 mit der dritten Welle 3 lösbar verbindbar ist, welche mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes P2 und dem Steg des dritten Planetenradsatzes P3 verbunden und über eine erste Bremse 03 an das Gehäuse G ankoppelbar ist. According to the invention is provided in the multi-stage transmission according to Figure 1, that the sun gear of the first planetary gear set P1 is connected to the seventh shaft 7, which is detachably connected via a first clutch 37 to the third shaft 3, which with the sun gear of the second planetary gear set P2 and the Web of the third planetary gear set P3 and coupled via a first brake 03 to the housing G can be coupled.
Bezugnehmend auf Figur 1 ist die siebte Welle 7 über eine zweite Kupplung 57 mit der fünften Welle 5 lösbar verbindbar, welche mit dem Hohlrad des dritten Planetenradsatzes P3 verbunden und über eine dritte Kupplung 58 mit der mit dem Steg des zweiten Planetenradsatzes P2 verbundenen achten Welle 8 lösbar verbindbar ist, die über eine vierte Kupplung 68 mit der mit dem Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes P3 und dem Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes P4 verbundenen sechsten Welle 6 des Getriebes lösbar verbindbar ist. Referring to Figure 1, the seventh shaft 7 via a second clutch 57 to the fifth shaft 5 detachably connected, which is connected to the ring gear of the third planetary gear set P3 and via a third clutch 58 with the with the Web of the second planetary gearset P2 connected eighth shaft 8 is detachably connectable, which is detachably connectable via a fourth clutch 68 with the connected to the sun gear of the third planetary gear P3 and the sun gear of the fourth planetary gear set P4 sixth shaft 6 of the transmission.
Ferner ist die Antriebswelle 1 mit dem Steg des ersten Planetenradsatzes P1 und dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes P2 verbunden, wobei die mit dem Hohlrad des vierten Planetenradsatzes P4 verbundene vierte Welle 4 über eine zweite Bremse 04 an das Gehäuse G ankoppelbar ist; die Abtriebswelle 2 des Getriebes ist mit dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes P1 und dem Steg des vierten Planetenradsatzes P4 verbunden. Further, the drive shaft 1 is connected to the web of the first planetary gear set P1 and the ring gear of the second planetary gear set P2, wherein the fourth shaft 4 connected to the ring gear of the fourth planetary gear set P4 can be coupled to the housing G via a second brake 04; the output shaft 2 of the transmission is connected to the ring gear of the first planetary gear P1 and the web of the fourth planetary gear set P4.
In Figur 2 ist ein beispielhaftes Schaltschema eines Mehrstufengetriebes gemäß Figur 1 dargestellt. Für jeden Gang werden drei Schaltelemente geschlossen. Dem Schaltschema können die jeweiligen Übersetzungen i der einzelnen Gangstufen und die daraus zu bestimmenden Gangsprünge bzw. Stufensprünge φ zum nächst höheren Gang beispielhaft entnommen werden, wobei der Wert 1 1 ,095 die Spreizung des Getriebes darstellt. FIG. 2 shows an exemplary circuit diagram of a multistage transmission according to FIG. For each gear three switching elements are closed. The shift pattern, the respective ratios i of the individual grades and the step to be determined therefrom or increments φ are taken to the next higher gear example, the value 1 1, 095 represents the spread of the transmission.
Die Werte für die Standgetriebeübersetzungen der als Minus-Planetenradsätze ausgeführten Planetenradsätze P1 , P2, P3, P4 sind bei dem gezeigten Beispiel jeweils -1 ,91 , -1 ,60, -1 ,60 und -2,96. Aus Figur 2 wird ersichtlich, dass bei sequentieller Schaltweise jeweils nur ein Schaltelement zugeschaltet und ein Schaltelement abgeschaltet werden muss, da zwei benachbarte Gangstufen zwei Schaltelemente gemeinsam benutzen. Ferner wird ersichtlich, dass eine große Spreizung bei kleinen Gangsprüngen erzielt wird. In the example shown, the values for the stationary gear ratios of the planetary gear sets P1, P2, P3, P4 which are designed as minus planetary gear sets are -1, 91, -1, 60, -1, 60 and -2.96, respectively. From Figure 2 it is seen that in sequential switching mode only one switching element switched on and a switching element must be switched off because two adjacent gear stages use two switching elements together. Further, it will be seen that a large spread is achieved with small gear jumps.
Der erste Vorwärts-Gang ergibt sich durch Schließen der ersten und zweiten Bremse 03, 04 und der vierten Kupplung 68, der zweite Vorwärts-Gang durch The first forward gear is obtained by closing the first and second brakes 03, 04 and the fourth clutch 68, the second forward gear by
Schließen der zweiten Bremse 04 und der dritten und vierten Kupplung 58, 68, der dritte Vorwärts-Gang durch Schließen der zweiten Bremse 04 und der zweiten und vierten Kupplung 57, 68, der vierte Vorwärts-Gang durch Schließen der zweiten Bremse 04 und der ersten und vierten Kupplung 37, 68, der fünfte Vorwärts-Gang durch Schließen der zweiten Bremse 04 und der ersten und zweiten Kupplung 37, 57, der sechste Vorwärts-Gang durch Schließen der zweiten Bremse 04 und der ersten und dritten Kupplung 37, 58, der siebte Vorwärts-Gang durch Schließen der zweiten Bremse 04 und der zweiten und dritten Kupplung 57, 58, der bei dem gezeigten Beispiel als Direktgang ausgeführte achte Vorwärts-Gang durch Schließen der zweiten, dritten und vierten Kupplung 57, 58, 68, der neunte Vorwärtsgang durch Schließen der ersten Bremse 03 und der zweiten und dritten Kupplung 57, 58, der zehnte Vorwärtsgang durch Schließen der ersten Bremse 03 und der ersten und zweiten Kupplung 37, 57 und der elfte Vorwärts-Gang ergibt sich durch Schließen der ersten Bremse 03 und der zweiten und vierten Kupplung 57, 68, wobei sich der Rückwärtsgang durch Schließen der ersten und zweiten Bremse 03, 04 und der dritten Kupplung 58 ergibt. Closing the second brake 04 and the third and fourth clutches 58, 68, the third forward gear by closing the second brake 04 and the second and fourth clutches 57, 68, the fourth forward gear by closing the second brake 04 and the first and fourth clutch 37, 68, the fifth forward gear by closing the second brake 04 and the first and second clutches 37, 57, the sixth forward gear by closing the second brake 04 and the first and third clutches 37, 58, the seventh forward gear by closing the second brake 04 and the second and third clutches 57, 58, the eighth forward gear executed in the example shown by closing the second, third and fourth clutches 57, 58, 68, the ninth forward gear by closing the first brake 03 and the second and third clutches 57, 58, the tenth forward speed by closing the first brake 03 and the first and second clutches 37, 57 and the eleventh forward gear is obtained by closing the first brake 03 and the second and fourth clutches 57, 68, wherein the reverse gear by closing the first and second brakes 03, 04 and the third clutch 58 results.
Alternativ kann der achte Vorwärtsgang durch weitere Schaltkombinationen geschaltet werden, die in Figur 2 mit 8.1 , 8.2 und 8.3 bezeichnet sind. Demnach kann sich der achte Vorwärtsgang durch Schließen der ersten, zweiten und dritten Kupplung 37, 57, 58 oder durch Schließen der ersten, zweiten und vierten Kupplung 37, 57, 68 oder durch Schließen der ersten, dritten und vierten Kupplung 37, 58, 68 ergeben. Alternatively, the eighth forward gear can be switched by further switching combinations, which are denoted in Figure 2 with 8.1, 8.2 and 8.3. Thus, the eighth forward speed may be achieved by closing the first, second and third clutches 37, 57, 58 or closing the first, second and fourth clutches 37, 57, 68 or closing the first, third and fourth clutches 37, 58, 68 result.
Wie aus Figur 2 zudem ersichtlich, kann der zehnte Vorwärtsgang durch weitere Schaltkombinationen geschaltet werden, die in Figur 2 mit 10.1 , 10.2 und 10.3 bezeichnet sind. Demnach kann sich der zehnte Vorwärtsgang durch Schließen der ersten Bremse 03 und der ersten und vierten Kupplung 37, 68, oder durch Schließen der ersten Bremse 03 und der ersten und dritten Kupplung 37, 58 oder durch Schließen der ersten und zweiten Bremse 03, 04 und der ersten Kupplung 37 ergeben. As can also be seen from FIG. 2, the tenth forward gear can be switched by further switching combinations, which are designated in FIG. 2 as 10.1, 10.2 and 10.3. Accordingly, the tenth forward speed can be achieved by closing the first brake 03 and the first and fourth clutches 37, 68, or by closing the first brake 03 and the first and third clutches 37, 58 or by closing the first and second brakes 03, 04 and the first clutch 37 result.
Dadurch, dass im ersten Vorwärts-Gang und im Rückwärtsgang die erste und zweite Bremse 03, 04 geschlossen sind, können diese Schaltelemente als Anfahrelemente eingesetzt werden. Gemäß der Erfindung ergeben sich auch bei gleichem Getriebeschema je nach Schaltlogik unterschiedliche Gangsprünge, so dass eine anwendungs- bzw. fahrzeugspezifische Variation ermöglicht wird. Characterized in that in the first forward gear and in reverse, the first and second brakes 03, 04 are closed, these switching elements can be used as starting elements. According to the invention, even with the same transmission scheme depending on the switching logic different gear jumps, so that an application or vehicle-specific variation is possible.
Erfindungsgemäß ist es ferner optional möglich, an jeder geeigneten Stelle des Mehrstufengetriebes zusätzliche Freiläufe vorzusehen, beispielsweise zwischen einer Welle und dem Gehäuse oder um zwei Wellen gegebenenfalls zu verbinden. According to the invention, it is also optionally possible to provide additional freewheels at any suitable location of the multi-speed transmission, for example between a shaft and the housing or, if necessary, to connect two shafts.
Auf der Antriebsseite oder auf der Abtriebsseite können ein Achsdifferential und/oder ein Verteilerdifferential angeordnet werden. On the drive side or on the output side, an axle differential and / or a distributor differential can be arranged.
Im Rahmen einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann die Antriebswelle 1 durch ein Kupplungselement von einem Antriebs-Motor nach Bedarf getrennt werden, wobei als Kupplungselement ein hydrodynamischer Wandler, eine hydraulische Kupplung, eine trockene Anfahrkupplung, eine nasse Anfahrkupplung, eine Magnetpulverkupplung oder eine Fliehkraftkupplung einsetzbar sind. Es ist auch möglich, ein derartiges Anfahrelement in Kraftflussrichtung hinter dem Getriebe anzuordnen, wobei in diesem Fall die Antriebswelle 1 ständig mit der Kurbelwelle des Antriebs-Motors verbunden ist. In the context of an advantageous development of the invention, the drive shaft 1 can be separated by a coupling element of a drive motor as needed, with a hydrodynamic converter, a hydraulic clutch, a dry starting clutch, a wet starting clutch, a magnetic powder clutch or a centrifugal clutch can be used as the coupling element , It is also possible to arrange such a starting element in the power flow direction behind the transmission, in which case the drive shaft 1 is constantly connected to the crankshaft of the drive motor.
Das erfindungsgemäße Mehrstufengetriebe ermöglicht außerdem die Anordnung eines Torsionsschwingungsdämpfers zwischen Antriebsmotor und Getriebe. The multistage transmission according to the invention also allows the arrangement of a torsional vibration damper between the drive motor and transmission.
Im Rahmen einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung kann auf jeder Welle, bevorzugt auf der Antriebswelle 1 oder der Abtriebswelle 2, eine verschleißfreie Bremse, wie z.B. ein hydraulischer oder elektrischer Retarder oder dergleichen, angeordnet sein, was insbesondere für den Einsatz in Nutzkraftfahrzeugen von besonderer Bedeutung ist. Des Weiteren kann zum Antrieb von zusätzlichen Aggregaten auf jeder Welle, bevorzugt auf der Antriebswelle 1 oder der Abtriebswelle 2, ein Nebenabtrieb vorgesehen sein. In a further, not shown embodiment of the invention, on each shaft, preferably on the drive shaft 1 or the output shaft 2, a wear-free brake, such. a hydraulic or electric retarder or the like, be arranged, which is particularly important for use in commercial vehicles of particular importance. Furthermore, to drive additional units on each shaft, preferably on the drive shaft 1 or the output shaft 2, a power take-off may be provided.
Die eingesetzten Reibschaltelemente können als lastschaltbare Kupplungen oder Bremsen ausgebildet sein. Insbesondere können kraftschlüssige Kupplungen oder Bremsen, wie z.B. Lamellenkupplungen, Bandbremsen und/oder Konuskupplungen, verwendet werden. The friction shift elements used can be designed as power shift clutches or brakes. In particular, non-positive clutches or brakes such as multi-disc clutches, band brakes and / or cone clutches.
Ein weiterer Vorteil des hier vorgestellten Mehrstufengetriebes besteht darin, dass auf jeder Welle als Generator und/oder als zusätzliche Antriebsmaschine eine elektrische Maschine anbringbar ist. Another advantage of the multistage transmission presented here is that an electric machine can be mounted on each shaft as a generator and / or as an additional drive machine.
Bezuqszeichen REFERENCE CHARACTERS
1 erste Welle, Antriebswelle 1 first shaft, drive shaft
zweite Welle, Abtriebswelle  second shaft, output shaft
dritte Welle  third wave
vierte Welle  fourth wave
fünfte Welle  fifth wave
6 sechste Welle  6 sixth wave
7 siebte Welle  7 seventh wave
8 achte Welle  8th wave
03 erste Bremse  03 first brake
04 zweite Bremse  04 second brake
37 erste Kupplung  37 first clutch
57 zweite Kupplung  57 second clutch
58 dritte Kupplung  58 third clutch
68 vierte Kupplung  68 fourth clutch
G Gehäuse  G housing
P1 erster Planetenradsatz  P1 first planetary gear set
P2 zweiter Planetenradsatz  P2 second planetary gear set
P3 dritter Planetenradsatz  P3 third planetary gear set
P4 vierter Planetenradsatz  P4 fourth planetary gear set
i Übersetzung i translation
Φ Stufensprung  Φ increment

Claims

Patentansprüche claims
1 . Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise, insbesondere Automatgetriebe für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Antriebswelle (1 ), eine Abtriebswelle (2) und vier Planetenradsätze (P1 , P2, P3, P4), welche in einem Gehäuse (G) angeordnet sind, insgesamt acht drehbare Wellen (1 , 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) sowie sechs Schaltelemente (03, 04, 37, 57, 58, 68), umfassend Bremsen (03, 04) und Kupplungen (37, 57, 58, 68), deren selektives Eingreifen verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Antriebswelle (1 ) und der Abtriebswelle (2) bewirkt, so dass mindestens elf Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang realisierbar sind, wobei das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes (P1 ) mit der siebten Welle (7) verbunden ist, die über eine erste Kupplung (37) mit der dritten Welle (3) lösbar verbindbar ist, welche mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes (P2) und dem Steg des dritten Planetenradsatzes (P3) verbunden und über eine erste Bremse (03) an das Gehäuse (G) ankoppelbar ist, wobei die siebte Welle (7) über eine zweite Kupplung (57) mit der fünften Welle (5) lösbar verbindbar ist, die mit dem Hohlrad des dritten Planetenradsatzes (P3) verbunden und über eine dritte Kupplung (58) mit der mit dem Steg des zweiten Planetenradsatzes (P2) verbundenen achten Welle (8) lösbar verbindbar ist, welche über eine vierte Kupplung (68) mit der mit dem Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes (P3) und dem Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes (P4) verbundenen sechsten Welle (6) lösbar verbindbar ist, wobei die Antriebswelle (1 ) mit dem Steg des ersten Planetenradsatzes (P1 ) und dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes (P2) verbunden ist und wobei die mit dem Hohlrad des vierten Planetenradsatzes (P4) verbundene vierte Welle (4) über eine zweite Bremse (04) an das Gehäuse (G) ankoppelbar ist und die Abtriebswelle (2) mit dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes (P1 ) und dem Steg des vierten Planetenradsatzes (P4) verbunden ist. 1 . Multi-stage transmission in planetary construction, in particular automatic transmission for a motor vehicle, comprising a drive shaft (1), an output shaft (2) and four planetary gear sets (P1, P2, P3, P4), which are arranged in a housing (G), a total of eight rotatable shafts ( 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) and six switching elements (03, 04, 37, 57, 58, 68), comprising brakes (03, 04) and couplings (37, 57, 58, 68 ) whose selective engagement causes different gear ratios between the drive shaft (1) and the output shaft (2), so that at least eleven forward gears and one reverse gear can be realized, wherein the sun gear of the first planetary gear set (P1) with the seventh shaft (7) is connected , which is detachably connectable via a first clutch (37) to the third shaft (3), which connected to the sun gear of the second planetary gear set (P2) and the web of the third planetary gear set (P3) and via a first brake (03) to the Housing (G) can be coupled, w obei the seventh shaft (7) via a second clutch (57) with the fifth shaft (5) is releasably connectable, which connected to the ring gear of the third planetary gear set (P3) and via a third clutch (58) with the with the web of the the second planetary gear set (P2) connected eighth shaft (8) is releasably connectable, which via a fourth clutch (68) with the sun gear of the third planetary gear set (P3) and the sun gear of the fourth planetary gear set (P4) connected to the sixth shaft (6) releasably is connectable, wherein the drive shaft (1) with the web of the first planetary gear set (P1) and the ring gear of the second planetary gear set (P2) is connected and wherein the connected to the ring gear of the fourth planetary gear set (P4) fourth shaft (4) via a second Brake (04) to the housing (G) can be coupled and the output shaft (2) with the ring gear of the first planetary gear set (P1) and the web of the fourth planetary gear set (P4) is connected.
2. Mehrstufengetriebe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der erste, zweite, dritte und vierte Planetenradsatz (P1 , P2, P3, P4) als Minus- Planetenradsätze ausgebildet sind. 2. Multi-speed transmission according to claim 1, characterized in that the first, second, third and fourth planetary gear set (P1, P2, P3, P4) are designed as negative planetary gear sets.
3. Mehrstufengetriebe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Planetenradsätze axial betrachtet in der Reihenfolge erster Planetenradsatz (P1 ), zweiter Planetenradsatz (P2), dritter Planetenradsatz (P3), vierter Planetenradsatz (P4) angeordnet sind. 3. Multi-speed transmission according to claim 1, characterized in that the planetary gear sets axially arranged in the order of first planetary gear set (P1), second planetary gear set (P2), third planetary gear set (P3), fourth planetary gear set (P4) are arranged.
4. Mehrstufengetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Bremse (04) als formschlüssiges Schaltelement ausgeführt ist. 4. Multi-step transmission according to one of the preceding claims, characterized in that the second brake (04) is designed as a form-locking switching element.
5. Mehrstufengetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der erste Vorwärts-Gang durch Schließen der ersten und zweiten Bremse (03, 04) und der vierten Kupplung (68), der zweite Vorwärts-Gang durch Schließen der zweiten Bremse (04) und der dritten und vierten Kupplung (58, 68), der dritte Vorwärts-Gang durch Schließen der zweiten Bremse (04) und der zweiten und vierten Kupplung (57, 68), der vierte Vorwärts-Gang durch Schließen der zweiten Bremse (04) und der ersten und vierten Kupplung (37, 68), der fünfte Vorwärts-Gang durch Schließen der zweiten Bremse (04) und der ersten und zweiten Kupplung (37, 57), der sechste Vorwärts-Gang durch Schließen der zweiten Bremse (04) und der ersten und dritten Kupplung (37, 58), der siebte Vorwärts-Gang durch Schließen der zweiten Bremse (04) und der zweiten und dritten Kupplung (57, 58), der achte Vorwärts-Gang durch Schließen der zweiten, dritten und vierten Kupplung (57, 58, 68), der neunte Vorwärtsgang durch Schließen der ersten Bremse (03) und der zweiten und dritten Kupplung (57, 58), der zehnte Vorwärtsgang durch Schließen der ersten Bremse (03) und der ersten und zweiten Kupplung (37, 57) und dass sich der elfte Vorwärts-Gang durch Schließen der ersten Bremse (03) und der zweiten und vierten Kupplung (57, 68) ergibt, wobei sich der Rückwärtsgang durch Schließen der ersten und zweiten Bremse (03, 04) und der dritten Kupplung (58) ergibt. 5. Multi-step transmission according to one of the preceding claims, characterized in that the first forward gear by closing the first and second brakes (03, 04) and the fourth clutch (68), the second forward gear by closing the second brake ( 04) and the third and fourth clutch (58, 68), the third forward gear by closing the second brake (04) and the second and fourth clutch (57, 68), the fourth forward gear by closing the second brake ( 04) and the first and fourth clutches (37, 68), the fifth forward gear by closing the second brake (04) and the first and second clutches (37, 57), the sixth forward gear by closing the second brake ( 04) and the first and third clutches (37, 58), the seventh forward gear by closing the second brake (04) and the second and third clutches (57, 58), the eighth forward gear by closing the second, third and fourth clutch (57, 58, 68), the ninth Forward gear by closing the first brake (03) and the second and third clutches (57, 58), the tenth forward gear by closing the first brake (03) and the first and second clutches (37, 57) and that the eleventh forward Gear by closing the first brake (03) and the second and fourth clutch (57, 68) results, wherein the reverse gear by closing the first and second brake (03, 04) and the third clutch (58) results.
6. Mehrstufengetriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich der achte Vorwärtsgang alternativ durch Schließen der ersten, zweiten und dritten Kupplung (37, 57, 58) oder durch Schließen der ersten, zweiten und vierten Kupplung (37, 57, 68) oder durch Schließen der ersten, dritten und vierten Kupplung (37, 58, 68) ergibt und dass sich der zehnte Vorwärtsgang alternativ durch Schließen der ersten Bremse (03) und der ersten und vierten Kupplung (37, 68) oder durch Schließen der ersten Bremse (03) und der ersten und dritten Kupplung (37, 58) oder durch Schließen der ersten und zweiten Bremse (03, 04) und der ersten Kupplung (37) ergibt. 6. Multi-speed transmission according to claim 5, characterized in that the eighth forward speed alternatively by closing the first, second and third clutch (37, 57, 58) or by closing the first, second and fourth clutch (37, 57, 68) or by closing the first, third and fourth clutches (37, 58, 68) and that the tenth forward speed alternatively by closing the first brake (03) and the first and fourth clutch (37, 68) or by closing the first brake (03) and the first and third clutch (37, 58 ) or by closing the first and second brakes (03, 04) and the first clutch (37).
EP13723097.5A 2012-06-26 2013-05-14 Multi-speed gearbox Withdrawn EP2864668A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012210840.8A DE102012210840A1 (en) 2012-06-26 2012-06-26 Multi-speed transmission
PCT/EP2013/059877 WO2014000942A1 (en) 2012-06-26 2013-05-14 Multi-speed gearbox

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2864668A1 true EP2864668A1 (en) 2015-04-29

Family

ID=48446320

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP13723097.5A Withdrawn EP2864668A1 (en) 2012-06-26 2013-05-14 Multi-speed gearbox

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9464693B2 (en)
EP (1) EP2864668A1 (en)
CN (1) CN104334920B (en)
DE (1) DE102012210840A1 (en)
WO (1) WO2014000942A1 (en)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015208581A1 (en) * 2015-05-08 2016-11-10 Zf Friedrichshafen Ag Transmission for a motor vehicle
KR101703580B1 (en) * 2015-05-13 2017-02-07 현대자동차 주식회사 Planetary gear train of automatic transmission for vehicles
KR101684512B1 (en) * 2015-05-13 2016-12-08 현대자동차 주식회사 Planetary gear train of automatic transmission for vehicles
KR101703585B1 (en) * 2015-06-02 2017-02-22 현대자동차 주식회사 Planetary gear train of automatic transmission for vehicles
KR101765604B1 (en) * 2015-09-14 2017-08-07 현대자동차 주식회사 Planetary gear train of automatic transmission for vehicles
KR101755477B1 (en) * 2015-09-14 2017-07-10 현대자동차 주식회사 Planetary gear train of automatic transmission for vehicles
KR101896330B1 (en) * 2016-09-12 2018-09-07 현대자동차 주식회사 Planetary gear train of automatic transmission for vehicles
DE102016220060B3 (en) 2016-10-14 2018-03-22 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Drive device for a motor vehicle
CN107524767B (en) * 2017-09-18 2019-09-10 广州汽车集团股份有限公司 Three planet row automatic transmission and vehicle
CN109764096B (en) * 2018-11-29 2022-04-08 彭建新 Automatic transmission unit
CN110608270B (en) * 2019-09-24 2024-05-14 陕西法士特齿轮有限责任公司 Hydraulic automatic transmission

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10221095A1 (en) * 2002-05-11 2004-07-22 Zf Friedrichshafen Ag Multi-speed transmission
DE10333434A1 (en) * 2003-07-23 2005-04-14 Zf Friedrichshafen Ag Multi-speed automatic transmission with three planetary gear sets
US7704181B2 (en) 2007-04-19 2010-04-27 Gm Global Technology Operations, Inc. Multi-speed transmission
US7722496B2 (en) 2007-07-31 2010-05-25 Gm Global Technology Operations, Inc. 10-speed transmission
DE102009006587B4 (en) * 2008-02-01 2017-11-30 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) Multi-speed transmission
JP2009197927A (en) * 2008-02-22 2009-09-03 Kyowa Metal Work Co Ltd Multistage transmission planetary gear train
KR100903340B1 (en) 2008-04-24 2009-06-16 현대자동차주식회사 Gear train of automatic transmission for vehicles
DE102008041205A1 (en) * 2008-08-13 2010-02-18 Zf Friedrichshafen Ag Multi-speed transmission
US8002662B2 (en) * 2009-01-26 2011-08-23 GM Global Technology Operations LLC Multi-speed transmissions
DE102010063643A1 (en) 2010-12-21 2012-06-21 Zf Friedrichshafen Ag Multi-speed transmission

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2014000942A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
US9464693B2 (en) 2016-10-11
CN104334920A (en) 2015-02-04
DE102012210840A1 (en) 2014-01-02
US20150167793A1 (en) 2015-06-18
CN104334920B (en) 2016-11-09
WO2014000942A1 (en) 2014-01-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2014000940A1 (en) Multi-speed gearbox
WO2013160000A1 (en) Multi-speed gearbox
EP2841809A1 (en) Multi-speed gearbox
EP2841803A1 (en) Multi-speed gearbox
EP2864668A1 (en) Multi-speed gearbox
WO2013124083A1 (en) Multi-ratio transmission
WO2013159997A1 (en) Multi-speed gearbox
WO2013117371A1 (en) Multi-ratio transmission
WO2013124081A1 (en) Multi-ratio transmission
WO2013159999A1 (en) Multi-speed gearbox
WO2013117394A1 (en) Multi-ratio transmission
EP2841807A1 (en) Multi-speed gearbox
EP2812609A1 (en) Multi-ratio transmission
WO2013124082A1 (en) Multi-ratio transmission
EP2841810A1 (en) Multi-speed gearbox
EP2841808A1 (en) Multi-speed gearbox
EP2817537A1 (en) Multi-ratio transmission
EP2864663A1 (en) Multi-speed gearbox
WO2014000941A1 (en) Multi-speed gearbox
WO2012052283A1 (en) Multi-stage gearbox
EP2841813A1 (en) Multi-speed gearbox
EP2864666A1 (en) Multi-speed gearbox
WO2014000944A1 (en) Multi-speed gearbox
EP2812601A1 (en) Multi-ratio transmission

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20141104

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20191203