EP2979005A1 - Transmission for a motor vehicle - Google Patents

Transmission for a motor vehicle

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Publication number
EP2979005A1
EP2979005A1 EP14707971.9A EP14707971A EP2979005A1 EP 2979005 A1 EP2979005 A1 EP 2979005A1 EP 14707971 A EP14707971 A EP 14707971A EP 2979005 A1 EP2979005 A1 EP 2979005A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
clutch
closed
open
brake
planetary gear
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Withdrawn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
EP14707971.9A
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
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Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Publication of EP2979005A1 publication Critical patent/EP2979005A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/62—Gearings having three or more central gears
    • F16H3/66—Gearings having three or more central gears composed of a number of gear trains without drive passing from one train to another
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H2003/445—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion without permanent connection between the input and the set of orbital gears
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16H—GEARING
    • F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/003—Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds
    • F16H2200/0065—Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds the gear ratios comprising nine forward speeds
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16H2200/2002—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the number of sets of orbital gears
    • F16H2200/2012—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the number of sets of orbital gears with four sets of orbital gears
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
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    • F16H2200/203—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes
    • F16H2200/2046—Transmissions 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20—Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/2097—Transmissions using gears with orbital motion comprising an orbital gear set member permanently connected to the housing, e.g. a sun wheel permanently connected to the housing

Definitions

  • the invention relates to a transmission, in particular multi-speed transmission, for a motor vehicle, comprising a housing, a drive shaft, an output shaft, at least four planetary gear sets, wherein the Planentenrad arrangements each comprise a sun gear, at least one planet, a planet carrier and a ring gear, and a plurality of switching elements in shape of at least four clutches and at least two brakes.
  • WO 2012/052284 A1 a multistage transmission with six forward gears and one reverse gear is shown, which comprises four planetary gear sets, seven rotatable shafts and five shift elements, wherein the sun gear of the first planetary gear set is connected to the sixth shaft, which via a first brake to the Housing of the transmission can be coupled, wherein the web of the first planetary gear set is connected to the fifth shaft, which is connected to the sun gear of the second planetary gear set and coupled via a second brake to the housing, wherein the drive shaft with the ring gear of the first planetary gear set and the sun gear connected to the third planetary gear set and via a clutch with the connected to the web of the third planetary and the ring gear of the fourth planetary gear seventh shaft is detachably connected, wherein the fourth shaft connected to the ring gear of the third planetary gear set and the web of the second planetary gear set and a third brake is coupled to the housing, wherein the output shaft is connected
  • the disadvantage here is that internal switching elements such as multi-plate clutches or brakes are hydraulically actuated. This hydraulic actuation leads to high hydraulic losses. In order to circumvent these actuation losses, it has been proposed to provide electromechanical or electrohydraulic actuations.
  • the disadvantage here is again that the switching elements before in particular, the couplings are difficult to access, especially when good gear efficiencies and low component loads are sought at low construction costs.
  • An object of the present invention is therefore to provide a transmission for a motor vehicle, which has a good efficiency, low component load and low construction costs. Moreover, it is an object of the present invention to provide a transmission for a motor vehicle, which has good accessibility of its switching elements from the outside. Another object of the present invention is to provide an alternative transmission for a motor vehicle.
  • the present invention solves the problems in a transmission, in particular multi-speed transmission, for a motor vehicle comprising a housing, a drive shaft, an output shaft, at least four planetary gear sets, wherein the planetary gear sets each comprise a sun gear, at least one planet, a planet carrier and a ring gear, and a plurality of switching elements in the form of at least four clutches and at least two brakes, characterized in that the drive shaft via the third clutch to the first brake and the sun gear of the first planetary gear set and the sun gear of the second planetary gear set is connectable and that the ring gear of the first planetary gear set with the planet carrier is connected to the fourth planetary gear set and that the planet carrier of the fourth planetary gear set via the fourth clutch to the output shaft is connectable and that the sun gear of the fourth planetary gear set is connected to the housing and that the second brake with the Planetentr connected to the first planetary gear set.
  • the invention solves the tasks also in a motor vehicle, in particular in a passenger or truck with a transmission according to one of claims 1 to 6.
  • the invention also achieves the objects with a method for operating a transmission, in particular according to one of claims 1 to 6, with two brakes and four clutches, in that a first gear by means of an open first brake, closed second brake, open first clutch, closed second clutch, third open clutch and fourth closed clutch is formed, and that a second gear by means of closed first brake, open second brake, open first clutch, closed second clutch, third open clutch and fourth closed A third gear is formed by means of open first brake, open second brake, open first clutch, closed second clutch, closed third clutch and closed fourth clutch, and that a fourth gear by means of open first brake, open second brake, closed first clutch, open second clutch, closed third clutch and closed fourth clutch, or by means of open first brake, closed second brake, closed first clutch, open second clutch, open third clutch and closed fourth clutch or by means of closed first brake, open second brake, closed first clutch, open second clutch, third open clutch and fourth clutch closed or by open first brake, open second brake, closed first clutch, open second clutch, third open clutch and fourth clutch closed is formed and that a
  • a torque or a rotational movement of a drive shaft is preferably introduced into the transmission via the drive shaft.
  • a retraction element such as a hydrodynamic torque converter or a fluid coupling.
  • a shaft is not to be understood below exclusively as an example cylindrical, rotatably mounted machine element for transmitting torque, but these are also general fasteners to understand that connect individual components or elements together, in particular connecting elements that connect a plurality of elements rotatably together.
  • Two elements are in particular referred to as interconnected when between the elements a solid, in particular rotationally fixed connection consists. In particular, such connected elements rotate at the same speed.
  • Two elements will be referred to as connectable if there is a detachable connection between these elements.
  • such elements rotate at the same speed when the connection is made.
  • the various components and elements of said invention can be connected to one another via a shaft or a connecting element, but also directly, for example by means of a welding, pressing or other connection.
  • a switching element to understand which, depending on the operating tion state, a relative movement between two components permits or represents a connection for transmitting a torque.
  • a relative movement for example, to understand a rotation of two components, wherein the rotational speed of the first component and the rotational speed of the second component differ from each other.
  • the rotation of only one of the two components is conceivable, while the other component is stationary or rotating in the opposite direction.
  • a non-actuated clutch is understood to mean an opened clutch. This means that a relative movement between the two components is possible.
  • the clutch is actuated or closed, the two components accordingly rotate at the same speed in the same direction.
  • a switching element to understand which is connected on one side with a fixed element, such as a housing, and on another side with a rotatable element.
  • a non-actuated brake is understood to mean an opened brake.
  • the rotating component is freely rotatable, i.e., the brake preferably does not influence the rotational speed of the rotating component.
  • the brake is applied or closed, the rotational speed of the rotatable component is reduced to a standstill, that is, a firm connection can be established between the rotatable element and the stationary element. Element and component are to be equated in this context.
  • a planetary gear set comprises a sun gear, a planet carrier respectively web and a ring gear.
  • Rotatably mounted on the planet carrier respectively web are planet gears or planets, which mesh with the toothing of the sun gear and / or the toothing of the ring gear.
  • a minus planetary gearset describes a planetary gearset with a planet carrier on which the planetary gears are rotatably mounted, with a sun gear and a ring gear, wherein the toothing of at least one of the planet gears meshes both with the toothing of the sun gear and with the toothing of the ring gear, whereby the ring gear and the sun gear rotate in opposite directions of rotation when the sun gear rotates when the planet carrier is stationary.
  • a plus planetary gear set differs from the negative planetary gear set just described in that the plus planetary gear set has inner and outer planetary gears rotatably supported on the planetary carrier.
  • the toothing of the inner planet gears meshes on the one hand with the toothing of the sun gear and on the other hand with the teeth of the outer planetary gears.
  • the toothing of the outer planetary gears also meshes with the teeth of the ring gear.
  • a planetary gear set in particular, the sun gear, the ring gear, the planet carrier respectively web and the planet gears respectively the planet of the planetary gear understood.
  • the switching elements are selectively, ie individually and as needed operable, whereby different gears can be realized by different ratios between the drive shaft and the output shaft.
  • the higher the number of gears the finer the gear ratio be realized at a large transmission spread and thus, for example, an internal combustion engine of a motor vehicle in an optimal speed range and thus be operated as economically as possible.
  • this contributes to an increase in ride comfort, since the internal combustion engine is preferably operable at a low speed level. For example, noise emissions resulting from the operation of the internal combustion engine are also reduced.
  • front-transverse arrangement is to be understood as an arrangement in which the drive shaft, for example an internal combustion engine, is installed transversely to a direction of travel in a motor vehicle and preferably the wheels of a front axle can be driven by the drive shaft or the transmission
  • the switching elements may be designed such that energy is needed for a change of a switching state of the switching elements, but not for maintaining the switching state itself.
  • switching elements which can be actuated as required in a particular manner, such as, for example, electromechanical switching elements or electromagnetic switching elements, are suitable for this purpose. They are characterized, in particular in comparison to conventionally hydraulically actuated switching elements, by a particularly low and efficient energy requirements, since they are virtually lossless operable.
  • it can be advantageously omitted to permanently maintain a control pressure for the operation of, for example, conventionally hydraulic switching elements, or to act on the respective switching element in the switched state permanently with the required hydraulic pressure.
  • other components such as a hydraulic pump can be omitted, as far as they are used exclusively for controlling and supplying the conventionally hydraulically actuated switching elements.
  • This also particularly preferably contributes to an increase in efficiency of the transmission in the form of a higher efficiency.
  • switching elements are particularly well preferably arranged so that they are easily accessible from the outside.
  • Well accessible from the outside means in the sense of the switching elements, the intermediate housing of the transmission and the switching element no further components are arranged, or that the switching elements are particularly preferably arranged on the drive shaft or on the output shaft.
  • bondability is preferably to be understood in the description, in particular in the claims, that in the case of a different geometric position, the same connection or binding of interfaces is ensured without individual connecting elements or waves crossing each other.
  • stand translation is that translation to understand that is realized by the ratio between the sun and ring gear of each planetary gear set when the planet carrier respectively web is fixed.
  • the planetary gear sets in particular geometrically, are arranged behind one another in the transmission. This allows easy manufacture and easier accessibility of the planetary gear sets in the case of maintenance.
  • the drive shaft via the first clutch to the planet carrier of the third planetary gear set is connectable and the planet carrier of the second planetary gear set is connected to the ring gear of the fourth planetary gear set and the output shaft is connected to the ring gear of the third planetary gear set.
  • flexible power can be transmitted from the drive shaft via the first clutch to the third planetary gear set as required and then further to the output shaft; drive with respect to the representation of different grades further increased because the second and fourth planetary gear set are directly connected.
  • the ring gear of the third planetary gear set via the first clutch to the output shaft is connectable and the drive shaft is connected to the planet carrier of the third planetary gear set.
  • the third planetary gear set can be flexibly coupled to the output shaft and be acted upon directly by force and torque from the drive shaft.
  • the ring gear of the fourth planetary gear set via the first clutch to the sun gear of the third planetary gear set is connectable.
  • the ring gear of the fourth planetary gear set via the first clutch to the sun gear of the third planetary gear set is connectable.
  • one behind the other in the transmission planetary gear can be connected together as needed.
  • the planet carrier of the second planetary gear set via the second clutch to the ring gear of the fourth planetary gear set and the drive shaft is connected to the ring gear of the second planetary gear or the drive shaft is connected via the second clutch with the ring gear of the second planetary gear set and the planet carrier of the second planetary gear set is connected to the ring gear of the fourth planetary gear set.
  • either two not directly one behind the other arranged planetary gear sets can be flexibly coupled together in a flexible manner or the drive shaft can be coupled in a flexible manner with the second planetary gear and via this also with the fourth planetary gear set.
  • FIG. 1 shows a transmission according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 shows a shift matrix for a transmission according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 8 shows a transmission according to a seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 shows a transmission according to an eighth embodiment of the present invention.
  • Fig. 1 shows a transmission according to a first embodiment of the present invention.
  • reference numeral 1 denotes a multi-stage transmission.
  • the multistage transmission 1 has six shifting elements in the form of four clutches K1, K2, K3, K4 and two brakes B1, B2.
  • the drive side can be coupled or connected to the output side of the transmission for transmitting power and torques via shafts and / or planetary gear sets.
  • the first clutch K1, the second clutch K2 and the third clutch K3 are connected to the drive shaft ANW on the drive side.
  • the first clutch K1 is further connected to a first shaft W1, so that the first clutch K1 upon actuation transmits force and torque from the drive shaft ANW to the first shaft W1.
  • the transmission 1 further four planetary gear sets GP1, GP2, GP3, GP4 and seven waves W1, W2, W3, W4, W5, W6 and W7 are arranged.
  • the general structure of the first planetary gearset GP1, the second planetary gearset GP2, the third planetary gearset GP3 and the fourth planetary gearset GP4 will now be described in the following.
  • the above-mentioned planetary gear sets GP1, GP2, GP3 and GP4 are constructed in the usual way and each have a central sun gear 0101, 102, 103, 104, which is connected to a planet 1 1 1, 1 1 2, 1 1 3, 1 14 for the transmission of force and torque interacts.
  • the planet 1 1 1, 1 1 2, 1 1 3, 1 14 is rotatably mounted on a web / planet carrier 1 21, 1 22, 123, 124.
  • the planet 1 1 1, 1 1 2, 1 1 3, 1 14 is a ring gear 1 31, 132, 1 33, 1 34 arranged in which the respective planet 1 1 1, 1 1 2, 1 1 3, 1 14 for transmitting force and torque engages.
  • the web or planet carrier 121, 122, 1 23, 1 24 is further connected in each case with a shaft.
  • the individual reference numbers for sun gear, planet, tarpaulin Beam / web and ring gear can be seen in Fig. 1. For clarity, the reference numerals have been omitted in the other figures.
  • the first shaft W1 connects the first clutch K1 and the bridge 123 of the third planetary gear set GP3.
  • the second shaft W2 connects the second clutch K2 with the ring gear 132 of the second planetary GP2.
  • the third shaft W3 connects the third clutch K3 with the sun gears 101, 102 of the first planetary gearset GP1 and the second planetary gearset GP2.
  • the third wave W3 can be coupled to the housing G via the first brake B1.
  • the fourth wave W4 connects the land 122 of the second planetary gear set GP2, the sun gear 103 of the third planetary gear set GP3, and the ring gear 134 of the fourth planetary gear set GP4.
  • the fifth shaft W5 connects the ring gear 131 of the first planetary GP1, the bridge 124 of the fourth planetary GP4 and is coupled by means of the fourth clutch K4 on the one hand to the output shaft AW, on the other hand with the ring gear 133 of the third planetary GP3.
  • the sixth shaft W6 is fixed to the housing G and connected to the sun gear 104 of the fourth planetary gear set GP4.
  • the seventh shaft W7 is connected to the web 121 of the first planetary gearset GP1 and coupled to the housing G via the second brake B2.
  • Fig. 2 shows a shift matrix for a transmission according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 shows a switching matrix for a transmission 1 according to FIG. 1. Perpendicular to this downward are first the nine forward gear stages, designated by the reference symbols V1 to V9, and a reverse gear stage designated by R. Furthermore, three alternative representations of the fourth forward gear stage V4 are shown, designated by the reference symbol VM 1 , VM ! I and VM 1 ". Horizontal are shown the respective switching elements, wherein first the two brakes B1, B2, and then the four clutches K1, K2, K3 and K4 are shown. Further, the respective gear ratio / i ratio as well as the corresponding gear jump / step ⁇ between two successive gears / gear ratios shown. In that regard, the respective gear jump is shown in the switching matrix between two adjacent gears / gears. In the alternative representations of the fourth forward gear V4 only the translations are given.
  • the released in the switching matrix entries so for example in the forward gear V1 in the first brake B1 and the first clutch K1 and the third clutch K3 indicate that the corresponding switching element or the brakes and the clutch is open, ie that the switching element in this case transmits no forces or no torque from the connected to the switching element or connected to this particular waves or elements of the transmission.
  • An entry in the switching matrix provided with a cross designates a correspondingly actuated or closed switching element, that is to say in the switching matrix, for example in the forward gear stage V1 in the case of the brake B2 and of the clutches K2 and K4. Unless otherwise described, the switching elements B1, B2, K1, K2, K3, K4 are open.
  • the gear ratio i is 4.344.
  • the gear ratio i is 2.556.
  • the gear ratio i is 0.709.
  • all brakes B1, B2 are closed as well as the clutch K1.
  • the gear ratio i is 0.600.
  • the transmission ratio i is 0.500.
  • the brake B2 and the clutches K3 and K4 are closed.
  • the gear ratio i is -3.352.
  • the brake B2 and the clutches K1 and K4 are closed.
  • the gear ratio i is 1, 267.
  • the brake B1 and the clutches K1 and K4 are closed and the transmission ratio i is 1, 267.
  • all the brakes are open and the clutches K1, K2 and K4 are closed.
  • the gear ratio i is 1, 267.
  • the gear gap ⁇ between the first forward speed V1 and the second forward speed V2 is 1, 700, between the second forward speed V2 and the third forward speed V3 1, 533.
  • the gear gap ⁇ between the third forward gear V3 and the fourth forward gear V4 is 1, 31 6, between the fourth forward gear V4 and the fifth forward gear V5 1, 267th.
  • the total jump is 8.68.
  • the first planetary gear set GP1 has a stand translation
  • i 0 -3.352
  • Fig. 3 shows a transmission according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 a transmission 1 according to FIG. 1 is shown.
  • two alternative positions A, B for the first clutch K1 can be seen, in which the first clutch K1 can be arranged to have the same effect as the position according to FIG.
  • the first alternative position A for the first clutch K1 is located between the ring gear 133 of the third planetary GP3 and the portion of the output shaft AW, which is connected to the fourth clutch K4.
  • the second alternative position B for the first clutch K1 is located between the sun gear 103 of the third planetary GP3 and the portion of the fourth shaft W4, which connects the web 122 of the second planetary GP2 with the ring gear 134 of the fourth planetary GP4.
  • FIG. 4 shows an alternative position C for the second clutch K2, in which the second clutch K2 can be arranged in an identical manner to the position according to FIG.
  • the alternative position C for the second clutch K2 is located on the fourth shaft W4 between the web 122 of the second planetary gear set GP2 and the portion of the fourth shaft W4 connecting the ring gear 134 of the fourth planetary gear set GP4 with the sun gear 103 of the third planetary gear set GP3.
  • Fig. 5 shows a transmission according to a fourth embodiment of the present invention.
  • a transmission 1 according to FIG. 1 is shown substantially.
  • the first clutch K1 now denoted by reference symbol K1 ', is arranged at the first alternative position A according to FIG.
  • the first wave W1 is omitted.
  • the drive shaft ANW is thus directly connected to the web 123 of the third planetary GP3.
  • Fig. 6 shows a transmission according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 essentially shows a transmission 1 according to FIG. 1.
  • the first clutch K1 now denoted by reference K1 ", arranged at a second alternative position B in Fig. 3.
  • the first shaft W1 is omitted ANW is now directly connected to the web 123 of the third planetary GP3.
  • Fig. 7 shows a transmission according to a sixth embodiment of the present invention.
  • a transmission 1 according to FIG. 1 is shown substantially.
  • the second clutch K2 now denoted by the reference symbol K2 ', is arranged at the alternative position C according to FIG.
  • the second wave W2 is omitted.
  • the drive shaft ANW is thus directly connected to the ring gear 132 of the second planetary gear set GP2.
  • Fig. 8 shows a transmission according to a seventh embodiment of the present invention.
  • a transmission 1 according to FIG. 1 is shown substantially.
  • the first clutch K1 now denoted by reference symbol K1 '
  • the second clutch K2 now designated by the reference symbol K2
  • the drive shaft ANW is now connected directly to the ring gear 132 of the second planetary gear set GP2 and to the web 123 of the third planetary gear set GP3.
  • Fig. 9 shows a transmission according to an eighth embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 essentially shows a transmission 1 according to FIG. 1.
  • the first clutch K1 now denoted by reference symbol K1 "
  • the second clutch K2 now denoted by the reference symbol K2 '
  • the first shaft W1 and the second shaft W2 have been omitted Drive shaft ANW now interacts directly with the ring gear 132 of the second planetary gear set GP2 and the web 123 of the third planetary gear set GP3.
  • the transmission 1 comprises four planetary gear sets GP1, GP2, GP3, GP4, six shift elements B1, B2, K1, K2, K3, K4, the shift elements being in the form of at least four clutches and at least two brakes are. Furthermore, a maximum of a fixed housing coupling is available. Finally, two switching elements to be switched at the same time are arranged.
  • a hydrodynamic torque converter As a starting element for the transmission 1, a hydrodynamic torque converter, a hydrodynamic clutch, an additional starting clutch, an integrated starting clutch or brake and / or an additional electric machine can be arranged. On each of the seven shafts W1 to W7, an electric machine or other power / power source can be arranged. In addition, on each of the shafts W1 to W7 or each connecting element, a freewheel to the housing G or to another wave W1, W2, W3, W4, W5, W6, W7 be arranged.
  • the transmission 1 can preferably be installed in standard drive construction or in front / transverse design in a motor vehicle. As switching elements frictional and / or positive switching elements are possible.
  • the second brake B2 and the second clutch K2 and the fourth clutch K4 can be designed as a form-fitting, in particular as claw switching elements, which leads to significant fuel consumption advantages of a provided with the transmission motor vehicle with internal combustion engine.
  • the transmission offers a total of at least nine forward gears and at least one reverse gear.
  • the present invention has the advantage that a low construction cost for the transmission is required, which results in lower manufacturing costs and lower weight of the transmission. Furthermore, the transmission offers a good gear ratio, low absolute and relative speeds as well as low planetary gearset and shift element torques. In addition, the present invention provides good gearing efficiencies and a very good accessibility of all switching elements, in particular for their maintenance.
  • the geometric position / order of the individual planetary gear sets GP1, GP2, GP3, GP4 and the individual switching elements K1, K2, K3, K4, B1, B2, K1 ', K1 ", K2' taking into account the bondability of the respective transmission elements with each other Individual transmission elements can be moved as desired in their position within the transmission 1.

Abstract

The invention relates to a transmission, in particular multi-stage transmission, for a motor vehicle, comprising a housing, a drive input shaft, a drive output shaft, at least four planetary gear sets and multiple shift elements in the form of at least four clutches and at least two brakes, the planetary gear sets each comprising a sun gear, at least one planet gear, a planet gear carrier and an internal gear, wherein the drive input shaft can be connected by means of the third clutch to the first brake and to the sun gear of the first planetary gear set and to the sun gear of the second planetary gear set, and wherein the internal gear of the first planetary gear set is connected to the planet gear carrier of the fourth planetary gear set, and wherein the planet gear carrier of the fourth planetary gear set can be connected by means of the fourth clutch to the drive output shaft, and wherein the sun gear of the fourth planetary gear set is connected to the housing, and wherein the second brake is connected to the planet gear carrier of the first planetary gear set.

Description

Getriebe für ein Kraftfahrzeug  Transmission for a motor vehicle
Die Erfindung betrifft ein Getriebe, insbesondere Mehrstufengetriebe, für ein Kraftfahrzeug, umfassend ein Gehäuse, eine Antriebswelle, eine Abtriebswelle, zumindest vier Planetenradsätze, wobei die Planentenradsätze jeweils ein Sonnenrad, zumindest einen Planeten, einen Planetenträger und ein Hohlrad umfassen, sowie mehrere Schaltelemente in Form von zumindest vier Kupplungen und zumindest zwei Bremsen. The invention relates to a transmission, in particular multi-speed transmission, for a motor vehicle, comprising a housing, a drive shaft, an output shaft, at least four planetary gear sets, wherein the Planentenradsätze each comprise a sun gear, at least one planet, a planet carrier and a ring gear, and a plurality of switching elements in shape of at least four clutches and at least two brakes.
Derartige Getriebe sind beispielsweise aus der WO 2012/052284 A1 bekannt. In der WO 2012/052284 A1 ist ein Mehrstufengetriebe mit sechs Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang gezeigt, welches vier Planetenradsätze, sieben drehbare Wellen und fünf Schaltelemente umfasst, wobei das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes mit der sechsten Welle verbunden ist, die über eine erste Bremse an das Gehäuse des Getriebes ankoppelbar ist, wobei der Steg des ersten Planetenradsatzes mit der fünften Welle verbunden ist, die mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes verbunden und über eine zweite Bremse an das Gehäuse ankoppelbar ist, wobei die Antriebswelle mit dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes und dem Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes verbunden und über eine Kupplung mit der mit dem Steg des dritten Planetenradsatzes und dem Hohlrad des vierten Planetenradsatzes verbundenen siebten Welle lösbar verbindbar ist, wobei die vierte Welle mit dem Hohlrad des dritten Planetenradsatzes und dem Steg des zweiten Planetenradsatzes verbunden und über eine dritte Bremse an das Gehäuse ankoppelbar ist, wobei die Abtriebswelle mit dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes und dem Steg des vierten Planetenradsatzes verbunden ist und wobei das Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes mit der dritten Welle verbunden ist, die über eine vierte Bremse an das Gehäuse ankoppelbar ist. Such transmissions are known, for example, from WO 2012/052284 A1. In WO 2012/052284 A1 a multistage transmission with six forward gears and one reverse gear is shown, which comprises four planetary gear sets, seven rotatable shafts and five shift elements, wherein the sun gear of the first planetary gear set is connected to the sixth shaft, which via a first brake to the Housing of the transmission can be coupled, wherein the web of the first planetary gear set is connected to the fifth shaft, which is connected to the sun gear of the second planetary gear set and coupled via a second brake to the housing, wherein the drive shaft with the ring gear of the first planetary gear set and the sun gear connected to the third planetary gear set and via a clutch with the connected to the web of the third planetary and the ring gear of the fourth planetary gear seventh shaft is detachably connected, wherein the fourth shaft connected to the ring gear of the third planetary gear set and the web of the second planetary gear set and a third brake is coupled to the housing, wherein the output shaft is connected to the ring gear of the second planetary and the web of the fourth planetary gear set and wherein the sun gear of the fourth planetary gear set is connected to the third shaft, which is coupled via a fourth brake to the housing ,
Nachteilig dabei ist, dass interne Schaltelemente wie beispielsweise Lamellenkupplungen oder -bremsen hydraulisch betätigt werden. Diese hydraulische Betätigung führt zu hohen hydraulischen Verlusten. Um diese Betätigungsverluste zu umgehen, ist vorgeschlagen worden, elektromechanische oder elektrohydraulische Betätigungen vorzusehen. Nachteilig dabei ist wiederum, dass die Schaltelemente vor allem die Kupplungen schlecht zugänglich sind, insbesondere wenn gute Verzahnungswirkungsgrade und geringe Bauteilbelastungen bei geringem Bauaufwand angestrebt werden. The disadvantage here is that internal switching elements such as multi-plate clutches or brakes are hydraulically actuated. This hydraulic actuation leads to high hydraulic losses. In order to circumvent these actuation losses, it has been proposed to provide electromechanical or electrohydraulic actuations. The disadvantage here is again that the switching elements before in particular, the couplings are difficult to access, especially when good gear efficiencies and low component loads are sought at low construction costs.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug zur Verfügung zu stellen, welches einen guten Wirkungsgrad, geringe Bauteilbelastung und einen geringen Bauaufwand aufweist. Darüber hinaus ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, welches eine gute Zugänglichkeit seiner Schaltelemente von außen aufweist. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein alternatives Getriebe für ein Kraftfahrzeug anzugeben. An object of the present invention is therefore to provide a transmission for a motor vehicle, which has a good efficiency, low component load and low construction costs. Moreover, it is an object of the present invention to provide a transmission for a motor vehicle, which has good accessibility of its switching elements from the outside. Another object of the present invention is to provide an alternative transmission for a motor vehicle.
Die vorliegende Erfindung löst die Aufgaben bei einem Getriebe, insbesondere Mehrstufengetriebe, für ein Kraftfahrzeug, umfassend ein Gehäuse, eine Antriebswelle, eine Abtriebswelle, zumindest vier Planetenradsätze, wobei die Planentenradsätze jeweils ein Sonnenrad, zumindest einen Planeten, einen Planetenträger und ein Hohlrad umfassen, sowie mehrere Schaltelemente in Form von zumindest vier Kupplungen und zumindest zwei Bremsen, dadurch, dass die Antriebswelle über die dritte Kupplung mit der ersten Bremse und dem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes und dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes verbindbar ist und dass das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes mit dem Planetenträger des vierten Planetenradsatzes verbunden ist und dass der Planetenträger des vierten Planetenradsatzes über die vierte Kupplung mit der Abtriebswelle verbindbar ist und dass das Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes mit dem Gehäuse verbunden ist und dass die zweite Bremse mit dem Planetenträger des ersten Planetenradsatzes verbunden ist. The present invention solves the problems in a transmission, in particular multi-speed transmission, for a motor vehicle comprising a housing, a drive shaft, an output shaft, at least four planetary gear sets, wherein the planetary gear sets each comprise a sun gear, at least one planet, a planet carrier and a ring gear, and a plurality of switching elements in the form of at least four clutches and at least two brakes, characterized in that the drive shaft via the third clutch to the first brake and the sun gear of the first planetary gear set and the sun gear of the second planetary gear set is connectable and that the ring gear of the first planetary gear set with the planet carrier is connected to the fourth planetary gear set and that the planet carrier of the fourth planetary gear set via the fourth clutch to the output shaft is connectable and that the sun gear of the fourth planetary gear set is connected to the housing and that the second brake with the Planetentr connected to the first planetary gear set.
Die Erfindung löst die Aufgaben ebenfalls bei einem Kraftfahrzeug, insbesondere bei einem Personen- oder Lastkraftwagen mit einem Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6. The invention solves the tasks also in a motor vehicle, in particular in a passenger or truck with a transmission according to one of claims 1 to 6.
Die Erfindung löst die Aufgaben ebenfalls mit einem Verfahren zum Betreiben eines Getriebes, insbesondere gemäß einem der Ansprüche 1 -6, mit zwei Bremsen und vier Kupplungen, dadurch, dass ein erster Gang mittels offener erster Bremse, geschlossener zweiter Bremse, offener erster Kupplung, geschlossener zweiter Kupplung, offener dritter Kupplung und geschlossener vierter Kupplung gebildet wird, und dass ein zweiter Gang mittels geschlossener erster Bremse, offener zweiter Bremse, offener erster Kupplung, geschlossener zweiter Kupplung, offener dritter Kupplung und geschlossener vierter Kupplung gebildet wird, und dass ein dritter Gang mittels offener erster Bremse, offener zweiter Bremse, offener erster Kupplung, geschlossener zweiter Kupplung, geschlossener dritter Kupplung und geschlossener vierter Kupplung gebildet wird, und dass ein vierter Gang mittels offener erster Bremse, offener zweiter Bremse, geschlossener erster Kupplung, offener zweiter Kupplung, geschlossener dritter Kupplung und geschlossener vierter Kupplung gebildet wird oder mittels offener erster Bremse, geschlossener zweiter Bremse, geschlossener erster Kupplung, offener zweiter Kupplung, offener dritter Kupplung und geschlossener vierter Kupplung oder mittels geschlossener erster Bremse, offener zweiter Bremse, geschlossener erster Kupplung, offener zweiter Kupplung, offener dritter Kupplung und geschlossener vierter Kupplung oder mittels offener erster Bremse, offener zweiter Bremse, geschlossener erster Kupplung, geschlossener zweiter Kupplung, offener dritter Kupplung und geschlossener vierter Kupplung gebildet wird und dass ein fünfter Gang mittels offener erster Bremse, offener zweiter Bremse, geschlossener erster Kupplung, geschlossener zweiter Kupplung, geschlossener dritter Kupplung und offener vierter Kupplung gebildet wird, und dass ein sechster Gang mittels geschlossener erster Bremse, offener zweiter Bremse, geschlossener erster Kupplung, geschlossener zweiter Kupplung, offener dritter Kupplung und offener vierter Kupplung gebildet wird, und dass ein siebter Gang mittels offener erster Bremse, geschlossener zweiter Bremse, geschlossener erster Kupplung, geschlossener zweiter Kupplung, offener dritter Kupplung und offener vierter Kupplung gebildet wird, und dass ein achter Gang mittels geschlossener erster Bremse, geschlossener zweiter Bremse, geschlossener erster Kupplung, offener zweiter Kupplung, offener dritter Kupplung und offener vierter Kupplung gebildet wird, und dass ein neunter Gang mittels offener erster Bremse, geschlossener zweiter Bremse, geschlossener erster Kupplung, offener zweiter Kupplung, geschlossener dritter Kupplung und offener vierter Kupplung gebildet wird und dass ein Rückwärtsgang mittels offener erster Bremse, geschlossener zweiter Bremse, offener erster Kupplung, offener zweiter Kupplung, geschlossener dritter Kupplung und geschlossener vierter Kupplung gebildet wird. Einer der damit erzielten Vorteile ist, dass auf diese Weise eine gute Zugänglichkeit sämtlicher Schaltelemente sichergestellt ist. Darüber hinaus ist der Bauaufwand gering, was niedrigere Kosten bzw. Gewicht für das Getriebe bedeutet. The invention also achieves the objects with a method for operating a transmission, in particular according to one of claims 1 to 6, with two brakes and four clutches, in that a first gear by means of an open first brake, closed second brake, open first clutch, closed second clutch, third open clutch and fourth closed clutch is formed, and that a second gear by means of closed first brake, open second brake, open first clutch, closed second clutch, third open clutch and fourth closed A third gear is formed by means of open first brake, open second brake, open first clutch, closed second clutch, closed third clutch and closed fourth clutch, and that a fourth gear by means of open first brake, open second brake, closed first clutch, open second clutch, closed third clutch and closed fourth clutch, or by means of open first brake, closed second brake, closed first clutch, open second clutch, open third clutch and closed fourth clutch or by means of closed first brake, open second brake, closed first clutch, open second clutch, third open clutch and fourth clutch closed or by open first brake, open second brake, closed first clutch, closed second clutch, third open clutch and fourth clutch closed is formed and that a fifth gear by open first brake, open second brake, closed first clutch, closed second clutch, closed third clutch and fourth open clutch is formed, and that a sixth gear by means of closed first brake, open second brake, closed first Clutch, closed second clutch, open third clutch and open fourth clutch, and that a seventh gear by means of open first brake, closed second brake, closed first clutch, closed second clutch, open third clutch and is formed fourth open clutch, and that an eighth gear by closed first brake, closed second brake, closed first clutch, open second clutch, third open clutch and fourth open clutch is formed, and that a ninth gear by means of open first brake, closed second Brake, closed first clutch, open second clutch, closed third clutch and fourth open clutch is formed and that a reverse gear by means of open first brake, closed second brake, open first clutch, open second clutch, closed third clutch and closed fourth clutch is formed. One of the advantages achieved with this is that in this way a good accessibility of all switching elements is ensured. In addition, the construction cost is low, which means lower costs or weight for the transmission.
Über die Antriebswelle wird besonders bevorzugt ein Drehmoment bzw. eine Rotationsbewegung einer Antriebswelle, beispielsweise eines Verbrennungsmotors, in das Getriebe eingeleitet. In bevorzugter Weise befindet sich zwischen Antriebswelle und der Abtriebswelle ein Einfahrelement, wie etwa ein hydrodynamischer Drehmomentwandler oder eine Strömungskupplung. A torque or a rotational movement of a drive shaft, for example of an internal combustion engine, is preferably introduced into the transmission via the drive shaft. Preferably, between the drive shaft and the output shaft is a retraction element, such as a hydrodynamic torque converter or a fluid coupling.
Unter einer Welle ist nachfolgend nicht ausschließlich ein beispielsweise zylindrisches, drehbar gelagertes Maschinenelement zur Übertragung von Drehmomenten zu verstehen, sondern vielmehr sind hierunter auch allgemeine Verbindungselemente zu verstehen, die einzelne Bauteile oder Elemente miteinander verbinden, insbesondere Verbindungselemente, die mehrere Elemente drehfest miteinander verbinden. A shaft is not to be understood below exclusively as an example cylindrical, rotatably mounted machine element for transmitting torque, but these are also general fasteners to understand that connect individual components or elements together, in particular connecting elements that connect a plurality of elements rotatably together.
Zwei Elemente werden insbesondere als miteinander verbunden bezeichnet, wenn zwischen den Elementen eine feste, insbesondere dreh feste Verbindung, besteht. Insbesondere drehen solche verbundenen Elemente mit der gleichen Drehzahl. Two elements are in particular referred to as interconnected when between the elements a solid, in particular rotationally fixed connection consists. In particular, such connected elements rotate at the same speed.
Zwei Elemente werden im Weiteren als verbindbar bezeichnet, wenn zwischen diesen Elementen eine lösbare Verbindung besteht. Insbesondere drehen solche Elemente mit der gleichen Drehzahl, wenn die Verbindung besteht. Two elements will be referred to as connectable if there is a detachable connection between these elements. In particular, such elements rotate at the same speed when the connection is made.
Die verschiedenen Bauteile und Elemente der genannten Erfindung können dabei über eine Welle bzw. ein Verbindungselement, aber auch direkt, beispielsweise mittels einer Schweiß-, Press- oder einer sonstigen Verbindung miteinander verbunden sein. The various components and elements of said invention can be connected to one another via a shaft or a connecting element, but also directly, for example by means of a welding, pressing or other connection.
Unter einer Kupplung ist vorzugsweise in der Beschreibung, insbesondere in den Ansprüchen, ein Schaltelement zu verstehen, welches, je nach Betäti- gungszustand, eine Relativbewegung zwischen zwei Bauteilen zulässt oder eine Verbindung zur Übertragung eines Drehmoments darstellt. Unter einer Relativbewegung ist beispielsweise eine Rotation zweier Bauteile zu verstehen, wobei die Drehzahl des ersten Bauteils und die Drehzahl des zweiten Bauteils voneinander abweichen. Darüber hinaus ist auch die Rotation nur eines der beiden Bauteile denkbar, während das andere Bauteil still steht oder in entgegengesetzter Richtung rotiert. Under a coupling is preferably in the description, in particular in the claims, a switching element to understand, which, depending on the operating tion state, a relative movement between two components permits or represents a connection for transmitting a torque. Under a relative movement, for example, to understand a rotation of two components, wherein the rotational speed of the first component and the rotational speed of the second component differ from each other. In addition, the rotation of only one of the two components is conceivable, while the other component is stationary or rotating in the opposite direction.
Im Folgenden ist unter einer nicht betätigten Kupplung eine geöffnete Kupplung zu verstehen. Dies bedeutet, dass eine Relativbewegung zwischen den beiden Bauteilen möglich ist. Bei betätigter bzw. geschlossener Kupplung rotieren die beiden Bauteile dementsprechend mit gleicher Drehzahl in dieselbe Richtung. Hereinafter, a non-actuated clutch is understood to mean an opened clutch. This means that a relative movement between the two components is possible. When the clutch is actuated or closed, the two components accordingly rotate at the same speed in the same direction.
Unter einer Bremse ist vorzugsweise in der Beschreibung, insbesondere in den Ansprüchen, ein Schaltelement zu verstehen, welches auf einer Seite mit einem feststehenden Element, beispielsweise einem Gehäuse, und auf einer anderen Seite mit einem rotierbaren Element verbunden ist. Under a brake is preferably in the description, in particular in the claims, a switching element to understand, which is connected on one side with a fixed element, such as a housing, and on another side with a rotatable element.
Im Folgenden ist unter einer nicht betätigten Bremse eine geöffnete Bremse zu verstehen. Dies bedeutet, dass das rotierende Bauteil frei rotierbar ist, d.h., die Bremse bevorzugt keinen Einfluss auf die Drehzahl des rotierenden Bauteils nimmt. Bei betätigter bzw. geschlossener Bremse erfolgt eine Reduzierung der Drehzahl des rotierbaren Bauteils bis hin zum Stillstand, d.h., dass eine feste Verbindung zwischen rotierbarem Element und feststehendem Element herstellbar ist. Element und Bauteil sind in diesem Zusammenhang gleichzusetzen. Hereinafter, a non-actuated brake is understood to mean an opened brake. This means that the rotating component is freely rotatable, i.e., the brake preferably does not influence the rotational speed of the rotating component. When the brake is applied or closed, the rotational speed of the rotatable component is reduced to a standstill, that is, a firm connection can be established between the rotatable element and the stationary element. Element and component are to be equated in this context.
Grundsätzlich ist auch eine Verwendung von Schaltelementen möglich, die im nicht betätigten Zustand geschlossen und im betätigten Zustand geöffnet sind. Dementsprechend sind die Zuordnungen zwischen Funktion und Schaltzustand der oben beschriebenen Schaltzustände in umgekehrter Weise zu verstehen. Bei den nachfolgenden Ausführungsbeispielen anhand der Figuren, wird zunächst eine Anordnung zugrundegelegt, in der ein betätigtes Schaltelement geschlossen und ein nicht betätigtes Schaltelement geöffnet ist. Ein Planetenradsatz umfasst ein Sonnenrad, ein Planetenträger respektive Steg und ein Hohlrad. An dem Planetenträger respektive Steg drehbar gelagert sind Planetenräder oder Planeten, welche mit der Verzahnung des Sonnenrades und/oder der Verzahnung des Hohlrades kämmen. In principle, a use of switching elements is possible, which are closed in the non-actuated state and open in the actuated state. Accordingly, the associations between function and switching state of the switching states described above are to be understood in the reverse manner. In the following embodiments with reference to the figures, an arrangement is initially based, in which an actuated switching element is closed and a non-actuated switching element is opened. A planetary gear set comprises a sun gear, a planet carrier respectively web and a ring gear. Rotatably mounted on the planet carrier respectively web are planet gears or planets, which mesh with the toothing of the sun gear and / or the toothing of the ring gear.
Nachfolgend beschreibt ein Minus-Planetenradsatz einen Planetenradsatz mit einem Planetenträger, an dem die Planetenräder drehbar gelagert sind, mit einem Sonnenrad und mit einem Hohlrad, wobei die Verzahnung zumindest eines der Planetenräder sowohl mit der Verzahnung des Sonnenrades als auch mit der Verzahnung des Hohlrades kämmt, wodurch das Hohlrad und das Sonnenrad in entgegengesetzte Drehrichtungen rotieren, wenn das Sonnenrad bei feststehendem Planetenträger rotiert. In the following, a minus planetary gearset describes a planetary gearset with a planet carrier on which the planetary gears are rotatably mounted, with a sun gear and a ring gear, wherein the toothing of at least one of the planet gears meshes both with the toothing of the sun gear and with the toothing of the ring gear, whereby the ring gear and the sun gear rotate in opposite directions of rotation when the sun gear rotates when the planet carrier is stationary.
Ein Plus-Planetenradsatz unterscheidet sich zu dem gerade beschriebenen Minus-Planetenradsatz dahingehend, dass der Plus-Planetenradsatz innere und äußere Planetenräder aufweist, welche drehbar an den Planetenträger gelagert sind. Die Verzahnung der inneren Planetenräder kämmt dabei einerseits mit der Verzahnung des Sonnenrades und andererseits mit der Verzahnung der äußeren Planetenräder. Die Verzahnung der äußeren Planetenräder kämmt darüber hinaus mit der Verzahnung des Hohlrades. Dies hat zur Folge, dass bei feststehendem Planetenträger das Hohlrad und das Sonnenrad in die gleiche Drehrichtung rotieren. A plus planetary gear set differs from the negative planetary gear set just described in that the plus planetary gear set has inner and outer planetary gears rotatably supported on the planetary carrier. The toothing of the inner planet gears meshes on the one hand with the toothing of the sun gear and on the other hand with the teeth of the outer planetary gears. The toothing of the outer planetary gears also meshes with the teeth of the ring gear. As a result, when the planet carrier is stationary, the ring gear and the sun gear rotate in the same direction of rotation.
Durch die Verwendung von Planetenradsätzen können besonders kompakte Getriebe realisiert werden, wodurch eine große Freiheit bei der Anordnung des Getriebes in dem Fahrzeug erreicht wird. By using planetary gear sets particularly compact gear can be realized, whereby a large freedom in the arrangement of the transmission is achieved in the vehicle.
Unter den Elementen eines Planetenradsatzes werden insbesondere das Sonnenrad, das Hohlrad, der Planetenträger respektive Steg und die Planetenräder respektive die Planeten des Planetenradsatzes verstanden. The elements of a planetary gear set, in particular, the sun gear, the ring gear, the planet carrier respectively web and the planet gears respectively the planet of the planetary gear understood.
Besonders bevorzugt sind die Schaltelemente selektiv, also einzeln und bedarfsgerecht betätigbar, wodurch unterschiedliche Gänge durch unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle realisierbar sind. Je höher die Anzahl der Gänge, desto feiner kann eine Gangabstufung bei einer großen Getriebespreizung realisiert werden und somit kann beispielsweise ein Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs in einem optimalen Drehzahlbereich und damit möglichst wirtschaftlich betrieben werden. Gleichzeitig trägt dies zu einer Erhöhung des Fahrkomforts bei, da der Verbrennungsmotor bevorzugt auf einem niedrigen Drehzahlniveau betreibbar ist. So werden beispielsweise auch Lärmemissionen reduziert, welche durch den Betrieb des Verbrennungsmotors entstehen. Particularly preferably, the switching elements are selectively, ie individually and as needed operable, whereby different gears can be realized by different ratios between the drive shaft and the output shaft. The higher the number of gears, the finer the gear ratio be realized at a large transmission spread and thus, for example, an internal combustion engine of a motor vehicle in an optimal speed range and thus be operated as economically as possible. At the same time this contributes to an increase in ride comfort, since the internal combustion engine is preferably operable at a low speed level. For example, noise emissions resulting from the operation of the internal combustion engine are also reduced.
Unter dem Begriff „Front-Quer-Anordnung" ist eine Anordnung zu verstehen, bei der die Antriebswelle, beispielsweise ein Verbrennungsmotor, quer zu einer Fahrtrichtung in einem Kraftfahrzeug verbaut ist und bevorzugt die Räder einer vorderen Achse durch die Antriebswelle bzw. das Getriebe antreibbar sind. Weiterhin können die Schaltelemente derart ausgebildet sein, dass für eine Änderung eines Schaltzustandes der Schaltelemente Energie, nicht jedoch für das Beibehalten des Schaltzustandes selbst benötigt wird. The term "front-transverse arrangement" is to be understood as an arrangement in which the drive shaft, for example an internal combustion engine, is installed transversely to a direction of travel in a motor vehicle and preferably the wheels of a front axle can be driven by the drive shaft or the transmission Furthermore, the switching elements may be designed such that energy is needed for a change of a switching state of the switching elements, but not for maintaining the switching state itself.
Hierzu eignen sich in besonderer Weise bedarfsgerecht betätigbare Schaltelemente, wie beispielsweise elektromechanische Schaltelemente oder elektromagnetische Schaltelemente. Sie zeichnen sich, insbesondere im Vergleich zu konventionell hydraulisch betätigbaren Schaltelementen, durch einen besonders geringen und effizienten Energiebedarf aus, da sie nahezu verlustfrei betreibbar sind. Darüber hinaus kann in vorteilhafter Weise darauf verzichtet werden, permanent einen Steuerdruck für die Betätigung der beispielsweise konventionell hydraulischen Schaltelemente vorzuhalten, bzw. das jeweilige Schaltelement in geschaltetem Zustand permanent mit dem erforderlichen Hydraulikdruck zu beaufschlagen. Hierdurch können beispielsweise weitere Bauteile wie eine Hydraulikpumpe entfallen, soweit diese ausschließlich der Ansteuerung und Versorgung der konventionell hydraulisch betätigbaren Schaltelemente dienen. Erfolgt die Versorgung weiterer Bauteile mit Schmiermitteln nicht über eine separate Schmiermittelpumpe, sondern über die gleiche Hydraulikpumpe, so kann diese zumindest kleiner dimensioniert werden. Auch eventuell auftretende Undichtigkeiten an Olübergabestellen des Hydraulikkreislaufs, insbesondere bei rotierenden Bauteilen, entfallen. Dies trägt besonders bevorzugt ebenfalls zu einer Effizienzsteigerung des Getriebes in Form eines höheren Wirkungsgrades bei. Bei der Verwendung von bedarfsgerecht betätigbaren Schaltelementen der oben genannten Art ist es besonders vorteilhaft, wenn diese von au ßen gut zugänglich sind. Dies hat unter anderem den Vorteil, dass die benötigte Schaltenergie den Schaltelementen gut zugeführt werden kann. Daher sind Schaltelemente besonders gut bevorzugt so angeordnet, dass sie von außen gut zugänglich sind. Von außen gut zugänglich bedeutet im Sinne der Schaltelemente, das Zwischengehäuse des Getriebes und dem Schaltelement keine weiteren Bauteile angeordnet sind, bzw. dass die Schaltelemente besonders bevorzugt an der Antriebswelle oder an der Abtriebswelle angeordnet sind. For this purpose, switching elements which can be actuated as required in a particular manner, such as, for example, electromechanical switching elements or electromagnetic switching elements, are suitable for this purpose. They are characterized, in particular in comparison to conventionally hydraulically actuated switching elements, by a particularly low and efficient energy requirements, since they are virtually lossless operable. In addition, it can be advantageously omitted to permanently maintain a control pressure for the operation of, for example, conventionally hydraulic switching elements, or to act on the respective switching element in the switched state permanently with the required hydraulic pressure. As a result, for example, other components such as a hydraulic pump can be omitted, as far as they are used exclusively for controlling and supplying the conventionally hydraulically actuated switching elements. If the supply of additional components with lubricants does not take place via a separate lubricant pump but via the same hydraulic pump, then this can be dimensioned at least to a smaller extent. Also, any leaks occurring at Olübergabestellen the hydraulic circuit, especially for rotating components, omitted. This also particularly preferably contributes to an increase in efficiency of the transmission in the form of a higher efficiency. When using demand-actuated switching elements of the type mentioned above, it is particularly advantageous if they are easily accessible from the outside. This has the advantage, inter alia, that the required switching energy can be well supplied to the switching elements. Therefore, switching elements are particularly well preferably arranged so that they are easily accessible from the outside. Well accessible from the outside means in the sense of the switching elements, the intermediate housing of the transmission and the switching element no further components are arranged, or that the switching elements are particularly preferably arranged on the drive shaft or on the output shaft.
Unter dem Begriff „Bindbarkeit" ist vorzugsweise in der Beschreibung, insbesondere in den Ansprüchen zu verstehen, dass bei unterschiedlicher geometrischer Lage die gleiche Anbindung bzw. Bindung von Schnittstellen gewährleistet ist, ohne dass sich einzelne Verbindungselemente oder Wellen kreuzen. The term "bondability" is preferably to be understood in the description, in particular in the claims, that in the case of a different geometric position, the same connection or binding of interfaces is ensured without individual connecting elements or waves crossing each other.
Unter dem Begriff „Standübersetzung" ist diejenige Übersetzung zu verstehen, die durch das Übersetzungsverhältnis zwischen Sonnenrad und Hohlrad des jeweiligen Planetenradsatzes realisiert ist, wenn der Planetenträger respektive Steg feststeht. The term "stand translation" is that translation to understand that is realized by the ratio between the sun and ring gear of each planetary gear set when the planet carrier respectively web is fixed.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen, Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Further advantageous embodiments, features and advantages of the invention are described in the subclaims.
Vorteilhafterweise sind die Planetenradsätze, insbesondere geometrisch, hintereinander im Getriebe angeordnet. Dies ermöglicht eine einfache Herstellung sowie einfachere Zugänglichkeit der Planetenradsätze im Falle einer Wartung. Advantageously, the planetary gear sets, in particular geometrically, are arranged behind one another in the transmission. This allows easy manufacture and easier accessibility of the planetary gear sets in the case of maintenance.
Zweckmäßigerweise ist die Antriebswelle über die erste Kupplung mit dem Planetenträger des dritten Planetenradsatzes verbindbar und der Planetenträger des zweiten Planetenradsatzes ist mit dem Hohlrad des vierten Planetenradsatzes verbunden und die Abtriebswelle ist mit dem Hohlrad des dritten Planetenradsatzes verbunden. Auf diese Weise kann zum einen flexibel Kraft von der Antriebswelle über die erste Kupplung auf den dritten Planetenradsatz je nach Bedarf und weiter dann auf die Abtriebswelle übertragen werden, zum anderen wird die Flexibilität des Ge- triebes hinsichtlich der Darstellung verschiedener Gangstufen weiter erhöht, da zweiter und vierter Planetenradsatz direkt miteinander verbunden sind. Conveniently, the drive shaft via the first clutch to the planet carrier of the third planetary gear set is connectable and the planet carrier of the second planetary gear set is connected to the ring gear of the fourth planetary gear set and the output shaft is connected to the ring gear of the third planetary gear set. In this way, on the one hand, flexible power can be transmitted from the drive shaft via the first clutch to the third planetary gear set as required and then further to the output shaft; drive with respect to the representation of different grades further increased because the second and fourth planetary gear set are directly connected.
Vorteilhafterweise ist das Hohlrad des dritten Planetenradsatzes über die erste Kupplung mit der Abtriebswelle verbindbar und die Antriebswelle ist mit dem Planetenträger des dritten Planetenradsatzes verbunden. Somit kann in flexibler Weise der dritte Planetenradsatz mit der Abtriebswelle gekoppelt werden und direkt mit Kraft und Drehmoment von der Antriebswelle beaufschlagt werden. Advantageously, the ring gear of the third planetary gear set via the first clutch to the output shaft is connectable and the drive shaft is connected to the planet carrier of the third planetary gear set. Thus, the third planetary gear set can be flexibly coupled to the output shaft and be acted upon directly by force and torque from the drive shaft.
Zweckmäßigerweise ist das Hohlrad des vierten Planetenradsatzes über die erste Kupplung mit dem Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes verbindbar. Auf flexible Weise sind damit insbesondere hintereinander im Getriebe angeordnete Planetenradsätze je nach Bedarf miteinander verbindbar. Conveniently, the ring gear of the fourth planetary gear set via the first clutch to the sun gear of the third planetary gear set is connectable. In a flexible manner, in particular arranged one behind the other in the transmission planetary gear can be connected together as needed.
Vorteilhafterweise ist der Planetenträger des zweiten Planetenradsatzes über die zweite Kupplung mit dem Hohlrad des vierten Planetenradsatzes verbindbar und die Antriebswelle ist mit dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes verbunden oder die Antriebswelle ist über die zweite Kupplung mit dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes verbindbar und der Planetenträger des zweiten Planetenradsatzes ist mit dem Hohlrad des vierten Planetenradsatzes verbunden. Auf diese Weise können in flexibler Weise entweder zwei nicht direkt hintereinander angeordnete Planetenradsätze in flexibler Weise miteinander gekoppelt werden oder die Antriebswelle kann in flexibler Weise mit dem zweiten Planetenradsatz und über diesen auch mit dem vierten Planetenradsatz gekoppelt werden. Advantageously, the planet carrier of the second planetary gear set via the second clutch to the ring gear of the fourth planetary gear set and the drive shaft is connected to the ring gear of the second planetary gear or the drive shaft is connected via the second clutch with the ring gear of the second planetary gear set and the planet carrier of the second planetary gear set is connected to the ring gear of the fourth planetary gear set. In this way, either two not directly one behind the other arranged planetary gear sets can be flexibly coupled together in a flexible manner or the drive shaft can be coupled in a flexible manner with the second planetary gear and via this also with the fourth planetary gear set.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen, und aus dazugehöriger Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen. Further important features and advantages of the invention will become apparent from the subclaims, from the drawings, and from associated figure description with reference to the drawings.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Bevorzugte Ausführungen und Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile oder Elemente beziehen. It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention. Preferred embodiments and embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail in the following description, wherein like reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components or elements.
Dabei zeigen jeweils in schematischer Form: In each case show in schematic form:
Fig. 1 ein Getriebe gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 1 shows a transmission according to a first embodiment of the present invention;
Fig. 2 eine Schaltmatrix für ein Getriebe gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; FIG. 2 shows a shift matrix for a transmission according to the first embodiment of the present invention; FIG.
Fig. 3 ein Getriebe gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 3 shows a transmission according to a second embodiment of the present invention;
Fig. 4 ein Getriebe gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 4 shows a transmission according to a third embodiment of the present invention;
Fig. 5 ein Getriebe gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 5 shows a transmission according to a fourth embodiment of the present invention;
Fig. 6 ein Getriebe gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 6 shows a transmission according to a fifth embodiment of the present invention;
Fig. 7 ein Getriebe gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 7 shows a transmission according to a sixth embodiment of the present invention;
Fig. 8 ein Getriebe gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; sowie 8 shows a transmission according to a seventh embodiment of the present invention; such as
Fig. 9 ein Getriebe gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Fig. 1 zeigt ein Getriebe gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 9 shows a transmission according to an eighth embodiment of the present invention. Fig. 1 shows a transmission according to a first embodiment of the present invention.
In Fig. 1 bezeichnet Bezugszeichen 1 ein Mehrstufengetriebe. Das Mehrstu- fengetriebe 1 weist sechs Schaltelemente in Form von vier Kupplungen K1 , K2, K3, K4 sowie zweier Bremsen B1 , B2 auf. Mittels der vier Kupplungen K1 , K2, K3, K4 kann die Antriebsseite mit der Abtriebsseite des Getriebes zur Übertragung von Kraft und Drehmomenten über Wellen und/oder Planetenradsätze gekoppelt bzw. verbunden werden. Hierzu sind die erste Kupplung K1 , die zweite Kupplung K2 sowie die dritte Kupplung K3 mit der Antriebswelle ANW auf der Antriebsseite verbunden. Die erste Kupplung K1 ist weiterhin mit einer ersten Welle W1 verbunden, so dass die erste Kupplung K1 bei Betätigung Kraft und Drehmoment von der Antriebswelle ANW auf die erste Welle W1 überträgt. Entsprechendes gilt auch für die zweite Kupplung K2 und die dritte Kupplung K3. Bei Schließen der zweiten Kupplung K2 wird Kraft und Drehmoment von der Antriebswelle ANW auf die zweite Welle W2, bei Schließen der dritten Kupplung K3 Kraft und Drehmoment von der Antriebswelle ANW auf die dritte Welle W3 übertragen. In Fig. 1, reference numeral 1 denotes a multi-stage transmission. The multistage transmission 1 has six shifting elements in the form of four clutches K1, K2, K3, K4 and two brakes B1, B2. By means of the four clutches K1, K2, K3, K4, the drive side can be coupled or connected to the output side of the transmission for transmitting power and torques via shafts and / or planetary gear sets. For this purpose, the first clutch K1, the second clutch K2 and the third clutch K3 are connected to the drive shaft ANW on the drive side. The first clutch K1 is further connected to a first shaft W1, so that the first clutch K1 upon actuation transmits force and torque from the drive shaft ANW to the first shaft W1. The same applies to the second clutch K2 and the third clutch K3. When the second clutch K2 is closed, force and torque are transmitted from the drive shaft ANW to the second shaft W2, and when the third clutch K3 is closed, power and torque are transmitted from the drive shaft ANW to the third shaft W3.
Im Getriebe 1 sind weiterhin vier Planetenradsätze GP1 , GP2, GP3, GP4 sowie sieben Wellen W1 , W2, W3, W4, W5, W6 und W7 angeordnet. In the transmission 1 further four planetary gear sets GP1, GP2, GP3, GP4 and seven waves W1, W2, W3, W4, W5, W6 and W7 are arranged.
Im Folgenden wird nun zunächst der allgemeine Aufbau des ersten Planetenradsatzes GP1 , des zweiten Planetenradsatzes GP2, des dritten Planetenradsatzes GP3 sowie des vierten Planetenradsatzes GP4 beschrieben. Die vorstehend genannten Planetenradsätze GP1 , GP2, GP3 und GP4 sind in üblicher Weise aufgebaut und weisen jeweils ein zentrales Sonnenrad 1 01 , 1 02, 103, 1 04 auf, welches mit einem Planeten 1 1 1 , 1 1 2, 1 1 3, 1 14 zur Übertragung von Kraft und Drehmomenten zusammenwirkt. Der Planet 1 1 1 , 1 1 2, 1 1 3, 1 14 ist an einem Steg/Planetenträger 1 21 , 1 22, 123, 124 drehbar gelagert. Auf der radialen Au ßenseite des Planeten 1 1 1 , 1 1 2, 1 1 3, 1 14 ist ein Hohlrad 1 31 , 132, 1 33, 1 34 angeordnet, in der der jeweilige Planet 1 1 1 , 1 1 2, 1 1 3, 1 14 zur Übertragung von Kraft und Drehmomenten eingreift. Der Steg respektive Planetenträger 121 , 122, 1 23, 1 24 ist weiterhin jeweils mit einer Welle verbunden. Die einzelnen Bezugszeichen für Sonnenrad, Planet, Plane- tenträger/Steg und Hohlrad sind in Fig. 1 zu sehen. Der Übersichtlichkeit wegen sind die Bezugszeichen hierfür in den weiteren Figuren weggelassen worden. The general structure of the first planetary gearset GP1, the second planetary gearset GP2, the third planetary gearset GP3 and the fourth planetary gearset GP4 will now be described in the following. The above-mentioned planetary gear sets GP1, GP2, GP3 and GP4 are constructed in the usual way and each have a central sun gear 0101, 102, 103, 104, which is connected to a planet 1 1 1, 1 1 2, 1 1 3, 1 14 for the transmission of force and torque interacts. The planet 1 1 1, 1 1 2, 1 1 3, 1 14 is rotatably mounted on a web / planet carrier 1 21, 1 22, 123, 124. On the radial Au ßenseite the planet 1 1 1, 1 1 2, 1 1 3, 1 14 is a ring gear 1 31, 132, 1 33, 1 34 arranged in which the respective planet 1 1 1, 1 1 2, 1 1 3, 1 14 for transmitting force and torque engages. The web or planet carrier 121, 122, 1 23, 1 24 is further connected in each case with a shaft. The individual reference numbers for sun gear, planet, tarpaulin Beam / web and ring gear can be seen in Fig. 1. For clarity, the reference numerals have been omitted in the other figures.
Weiter werden nun die sieben verschiedenen Wellen W1 , W2, W3, W4, W5, W6 und W7 beschrieben. Next, the seven different waves W1, W2, W3, W4, W5, W6 and W7 will now be described.
Die erste Welle W1 verbindet die erste Kupplung K1 und den Steg 123 des dritten Planetenradsatzes GP3. Die zweite Welle W2 verbindet die zweite Kupplung K2 mit dem Hohlrad 132 des zweiten Planetenradsatzes GP2. Die dritte Welle W3 verbindet die dritte Kupplung K3 mit den Sonnenrädern 101 , 102 des ersten Planetenradsatzes GP1 und des zweiten Planetenradsatzes GP2. Weiterhin ist die dritte Welle W3 über die erste Bremse B1 mit dem Gehäuse G koppelbar. Die vierte Welle W4 verbindet den Steg 122 des zweiten Planetenradsatzes GP2, das Sonnenrad 103 des dritten Planetenradsatzes GP3 und das Hohlrad 134 des vierten Planetenradsatzes GP4. Die fünfte Welle W5 verbindet das Hohlrad 131 des ersten Planetenradsatzes GP1 , den Steg 124 des vierten Planetenradsatzes GP4 und ist mittels der vierten Kupplung K4 zum einen mit der Abtriebswelle AW, zum anderen mit dem Hohlrad 133 des dritten Planetenradsatzes GP3 koppelbar. Die sechste Welle W6 ist fest am Gehäuse G angeordnet und mit dem Sonnenrad 104 des vierten Planetenradsatzes GP4 verbunden. Die siebte Welle W7 ist mit dem Steg 121 des ersten Planetenradsatzes GP1 verbunden und über die zweite Bremse B2 mit dem Gehäuse G koppelbar. The first shaft W1 connects the first clutch K1 and the bridge 123 of the third planetary gear set GP3. The second shaft W2 connects the second clutch K2 with the ring gear 132 of the second planetary GP2. The third shaft W3 connects the third clutch K3 with the sun gears 101, 102 of the first planetary gearset GP1 and the second planetary gearset GP2. Furthermore, the third wave W3 can be coupled to the housing G via the first brake B1. The fourth wave W4 connects the land 122 of the second planetary gear set GP2, the sun gear 103 of the third planetary gear set GP3, and the ring gear 134 of the fourth planetary gear set GP4. The fifth shaft W5 connects the ring gear 131 of the first planetary GP1, the bridge 124 of the fourth planetary GP4 and is coupled by means of the fourth clutch K4 on the one hand to the output shaft AW, on the other hand with the ring gear 133 of the third planetary GP3. The sixth shaft W6 is fixed to the housing G and connected to the sun gear 104 of the fourth planetary gear set GP4. The seventh shaft W7 is connected to the web 121 of the first planetary gearset GP1 and coupled to the housing G via the second brake B2.
Fig. 2 zeigt eine Schaltmatrix für ein Getriebe gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Fig. 2 shows a shift matrix for a transmission according to the first embodiment of the present invention.
In Fig. 2 ist eine Schaltmatrix für ein Getriebe 1 gemäß Fig. 1 dargestellt. Senkrecht hierzu nach unten sind zunächst die neun Vorwärtsgangstufen, bezeichnet mit den Bezugszeichen V1 bis V9 dargestellt, sowie eine Rückwärtsgangstufe bezeichnet mit R. Des Weiteren sind drei alternative Darstellungen der vierten Vor- wärtsgangstufe V4 dargestellt, bezeichnet mit dem Bezugszeichen VM1, VM!i und VM1". Waagerecht sind die jeweiligen Schaltelemente dargestellt, wobei zunächst die beiden Bremsen B1 , B2 und anschließend die vier Kupplungen K1 , K2, K3 und K4 dargestellt sind. Weiterhin ist das jeweilige Übersetzungsverhältnis/Ratio i sowie der entsprechende Gangsprung/Step φ zwischen zwei aufeinanderfolgenden Gängen/Gangstufen dargestellt. Insoweit ist der jeweilige Gangsprung in der Schaltmatrix zwischen zwei benachbarten Gängen/Gangstufen dargestellt. Bei den alternativen Darstellungen der vierten Vorwärtsgangstufe V4 sind jeweils nur die Übersetzungen angegeben. FIG. 2 shows a switching matrix for a transmission 1 according to FIG. 1. Perpendicular to this downward are first the nine forward gear stages, designated by the reference symbols V1 to V9, and a reverse gear stage designated by R. Furthermore, three alternative representations of the fourth forward gear stage V4 are shown, designated by the reference symbol VM 1 , VM ! I and VM 1 ". Horizontal are shown the respective switching elements, wherein first the two brakes B1, B2, and then the four clutches K1, K2, K3 and K4 are shown. Further, the respective gear ratio / i ratio as well as the corresponding gear jump / step φ between two successive gears / gear ratios shown. In that regard, the respective gear jump is shown in the switching matrix between two adjacent gears / gears. In the alternative representations of the fourth forward gear V4 only the translations are given.
Die in der Schaltmatrix freigelassenen Einträge, also beispielsweise bei der Vorwärtsgangstufe V1 bei der ersten Bremse B1 sowie bei der ersten Kupplung K1 und der dritten Kupplung K3 zeigen an, dass das entsprechende Schaltelement bzw. die Bremsen bzw. die Kupplung geöffnet ist, d.h., dass das Schaltelement hierbei keine Kräfte bzw. kein Drehmoment von den an das Schaltelement angeschlossenen oder mit diesem verbundenen jeweiligen Wellen oder Elementen des Getriebes überträgt. Ein mit einem Kreuz versehener Eintrag in der Schaltmatrix bezeichnet ein entsprechend betätigtes bzw. geschlossenes Schaltelement, also in der Schaltmatrix beispielsweise bei der Vorwärtsgangstufe V1 bei der Bremse B2 sowie der Kupplungen K2 und K4. Soweit nichts anderes beschrieben, sind die Schaltelemente B1 , B2, K1 , K2, K3, K4 geöffnet. The released in the switching matrix entries, so for example in the forward gear V1 in the first brake B1 and the first clutch K1 and the third clutch K3 indicate that the corresponding switching element or the brakes and the clutch is open, ie that the switching element in this case transmits no forces or no torque from the connected to the switching element or connected to this particular waves or elements of the transmission. An entry in the switching matrix provided with a cross designates a correspondingly actuated or closed switching element, that is to say in the switching matrix, for example in the forward gear stage V1 in the case of the brake B2 and of the clutches K2 and K4. Unless otherwise described, the switching elements B1, B2, K1, K2, K3, K4 are open.
Um den ersten Vorwärtsgang V1 mittels des Getriebes 1 gemäß Fig. 1 darzustellen, sind die Bremse B2 sowie die Kupplungen K2 und K4 geschlossen. Das Übersetzungsverhältnis i beträgt 4,344. Um den zweiten Vorwärtsgang V2 darzustellen, sind die Bremse B1 sowie die Kupplungen K2 und K4 geschlossen. Das Übersetzungsverhältnis i beträgt 2,556. To represent the first forward gear V1 by means of the transmission 1 according to FIG. 1, the brake B2 and the clutches K2 and K4 are closed. The gear ratio i is 4.344. To represent the second forward gear V2, the brake B1 and the clutches K2 and K4 are closed. The gear ratio i is 2.556.
Um den dritten Vorwärtsgang V3 darzustellen, sind sämtliche Bremsen geöffnet und die Kupplungen K2, K3 und K4 geschlossen. Das Übersetzungsverhältnis i beträgt 1 ,667. Um den vierten Vorwärtsgang V4 darzustellen, sind sämtliche Bremsen geöffnet und die Kupplung K1 sowie die Kupplungen K3 und K4 geschlossen. Das Übersetzungsverhältnis i beträgt 1 ,267. To represent the third forward gear V3, all the brakes are open and the clutches K2, K3 and K4 are closed. The gear ratio i is 1.667. To represent the fourth forward gear V4, all brakes are opened and the clutch K1 and the clutches K3 and K4 are closed. The gear ratio i is 1, 267.
Um den fünften Vorwärtsgang V5 darzustellen, sind sämtliche Bremsen geöffnet und die Kupplungen K1 , K2 und K3 geschlossen. Das Übersetzungsverhältnis i beträgt 1 ,000. Um den sechsten Vorwärtsgang V6 darzustellen, sind die Bremse B1 sowie die Kupplungen K1 und K2 geschlossen. Das Übersetzungsverhältnis i beträgt 0,812. To represent the fifth forward gear V5, all the brakes are open and the clutches K1, K2 and K3 are closed. The gear ratio i is 1, 000. To represent the sixth forward gear V6, the brake B1 and the clutches K1 and K2 are closed. The gear ratio i is 0.812.
Um den siebten Vorwärtsgang V7 darzustellen, sind die Bremse B2 sowie die Kupplungen K1 und K2 geschlossen. Das Übersetzungsverhältnis i beträgt 0,709. Um den achten Vorwärtsgang V8 darzustellen, sind sämtliche Bremsen B1 , B2 geschlossen ebenso wie die Kupplung K1 . Das Übersetzungsverhältnis i beträgt 0,600. To represent the seventh forward gear V7, the brake B2 and the clutches K1 and K2 are closed. The gear ratio i is 0.709. To represent the eighth forward V8, all brakes B1, B2 are closed as well as the clutch K1. The gear ratio i is 0.600.
Um den neunten Vorwärtsgang V9 darzustellen, sind die Bremse B2 sowie die Kupplungen K1 und K3 geschlossen. Das Übersetzungsverhältnis i beträgt 0,500. Um den Rückwärtsgang R darzustellen, sind die Bremse B2 sowie die Kupplungen K3 und K4 geschlossen. Das Übersetzungsverhältnis i beträgt -3,352. To represent the ninth forward gear V9, the brake B2 and the clutches K1 and K3 are closed. The transmission ratio i is 0.500. To represent the reverse gear R, the brake B2 and the clutches K3 and K4 are closed. The gear ratio i is -3.352.
Bei der ersten alternativen Darstellung VM' des vierten Vorwärtsganges V4 sind die Bremse B2 sowie die Kupplungen K1 und K4 geschlossen. Das Übersetzungsverhältnis i beträgt 1 ,267. Bei der zweiten alternativen Darstellung VM" sind die Bremse B1 sowie die Kupplungen K1 und K4 geschlossen. Das Übersetzungsverhältnis i beträgt 1 ,267. Bei der dritten alternativen Darstellung VM'" sind sämtliche Bremsen geöffnet und die Kupplungen K1 , K2 und K4 geschlossen. Das Übersetzungsverhältnis i beträgt 1 ,267. In the first alternative representation VM 'of the fourth forward gear V4, the brake B2 and the clutches K1 and K4 are closed. The gear ratio i is 1, 267. In the second alternative representation VM ", the brake B1 and the clutches K1 and K4 are closed and the transmission ratio i is 1, 267. In the third alternative representation VM '", all the brakes are open and the clutches K1, K2 and K4 are closed. The gear ratio i is 1, 267.
Der Gangsprung φ zwischen dem ersten Vorwärtsgang V1 und dem zweiten Vorwärtsgang V2 beträgt 1 ,700, zwischen dem zweiten Vorwärtsgang V2 und dem dritten Vorwärtsgang V3 1 ,533. Der Gangsprung φ zwischen dem dritten Vorwärtsgang V3 und dem vierten Vorwärtsgang V4 beträgt 1 ,31 6, zwischen dem vierten Vorwärtsgang V4 und dem fünften Vorwärtsgang V5 1 ,267. Der Gangsprung φ zwischen dem fünften Vorwärtsgang V5 und dem sechsten Vorwärtsgang V6 The gear gap φ between the first forward speed V1 and the second forward speed V2 is 1, 700, between the second forward speed V2 and the third forward speed V3 1, 533. The gear gap φ between the third forward gear V3 and the fourth forward gear V4 is 1, 31 6, between the fourth forward gear V4 and the fifth forward gear V5 1, 267th The gear shift φ between the fifth forward gear V5 and the sixth forward gear V6
beträgt 1 ,232, zwischen dem sechsten Vorwärtsgang V6 und dem siebten Vorwärtsgang V7 1 ,145. Der Gangsprung φ zwischen dem siebten Vorwärtsgang V7 und dem achten Vorwärtsgang V8 beträgt 1 ,181 , zwischen dem achten Vorwärtsgang V8 und dem neunten Vorwärtsgang V9 1 ,199. Der gesamte Gangsprung beträgt 8,68. is 1, 232, between the sixth forward speed V6 and the seventh forward speed V7 1, 145. The gear shift φ between the seventh forward speed V7 and the eighth forward speed V8 is 1, 181, between the eighth forward speed V8 and the ninth forward speed V9 1, 199. The total jump is 8.68.
Der erste Planetenradsatz GP1 weist dabei eine Standübersetzung The first planetary gear set GP1 has a stand translation
von i0 = -3,352, der zweiten Planetenradsatz GP2 eine Standübersetzung von i0 = -1 ,875, der dritte Planetenradsatz GP3 eine Standübersetzung i0 = -1 ,500 sowie der vierte Planetenradsatz GP4 eine Standübersetzung von i0 = -1 ,500 auf. of i 0 = -3.352, the second planetary gear GP2 a stand translation of i 0 = -1, 875, the third planetary gear set GP3 a stand ratio i 0 = -1, 500 and the fourth planetary gear set GP4 a stand ratio of i 0 = -1, 500 on.
Fig. 3 zeigt ein Getriebe gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Fig. 3 shows a transmission according to a second embodiment of the present invention.
In Fig. 3 ist ein Getriebe 1 gemäß Fig. 1 gezeigt. In Fig. 3 sind zwei alternative Positionen A, B für die erste Kupplung K1 zu sehen, bei denen die erste Kupplung K1 wirkungsgleich zu der Position gemäß Fig. 1 angeordnet werden kann. In Fig. 3, a transmission 1 according to FIG. 1 is shown. In FIG. 3, two alternative positions A, B for the first clutch K1 can be seen, in which the first clutch K1 can be arranged to have the same effect as the position according to FIG.
Die erste alternative Position A für die erste Kupplung K1 befindet sich zwischen dem Hohlrad 133 des dritten Planetenradsatzes GP3 und dem Abschnitt der Abtriebswelle AW, welcher mit der vierten Kupplung K4 verbunden ist. The first alternative position A for the first clutch K1 is located between the ring gear 133 of the third planetary GP3 and the portion of the output shaft AW, which is connected to the fourth clutch K4.
Die zweite alternative Position B für die erste Kupplung K1 befindet sich zwischen dem Sonnenrad 103 des dritten Planetenradsatzes GP3 und dem Abschnitt der vierten Welle W4, welcher den Steg 122 des zweiten Planetenradsatzes GP2 mit dem Hohlrad 134 des vierten Planetenradsatzes GP4 verbindet. The second alternative position B for the first clutch K1 is located between the sun gear 103 of the third planetary GP3 and the portion of the fourth shaft W4, which connects the web 122 of the second planetary GP2 with the ring gear 134 of the fourth planetary GP4.
Fig. 4 zeigt ein Getriebe gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 4 shows a transmission according to a third embodiment of the present invention.
In Fig. 4 ist ein Getriebe 1 gemäß Fig. 1 gezeigt. In Fig. 4 ist eine alternative Position C für die zweite Kupplung K2 zu sehen, bei dem die zweite Kupplung K2 wirkungsgleich zu der Position gemäß Fig. 1 angeordnet werden kann. 4, a transmission 1 according to FIG. 1 is shown. FIG. 4 shows an alternative position C for the second clutch K2, in which the second clutch K2 can be arranged in an identical manner to the position according to FIG.
Die alternative Position C für die zweite Kupplung K2 befindet sich auf der vierten Welle W4 zwischen dem Steg 122 des zweiten Planetenradsatzes GP2 und dem Abschnitt der vierten Welle W4, welcher das Hohlrad 134 des vierten Planetenradsatzes GP4 mit dem Sonnenrad 103 des dritten Planetenradsatzes GP3 verbindet. The alternative position C for the second clutch K2 is located on the fourth shaft W4 between the web 122 of the second planetary gear set GP2 and the portion of the fourth shaft W4 connecting the ring gear 134 of the fourth planetary gear set GP4 with the sun gear 103 of the third planetary gear set GP3.
Fig. 5 zeigt ein Getriebe gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In Fig. 5 ist im Wesentlichen ein Getriebe 1 gemäß Fig. 1 gezeigt. Im Unterschied zum Getriebe 1 gemäß Fig. 1 ist beim Getriebe 1 gemäß Fig. 5 die erste Kupplung K1 , nun mit Bezugszeichen K1 ' bezeichnet, an der ersten alternativen Position A gemäß Fig. 3 angeordnet. Die erste Welle W1 ist entfallen. Die Antriebswelle ANW ist somit direkt mit dem Steg 123 des dritten Planetenradsatzes GP3 verbunden. Fig. 5 shows a transmission according to a fourth embodiment of the present invention. In Fig. 5, a transmission 1 according to FIG. 1 is shown substantially. In contrast to the transmission 1 according to FIG. 1, in the case of the transmission 1 according to FIG. 5 the first clutch K1, now denoted by reference symbol K1 ', is arranged at the first alternative position A according to FIG. The first wave W1 is omitted. The drive shaft ANW is thus directly connected to the web 123 of the third planetary GP3.
Fig. 6 zeigt ein Getriebe gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Fig. 6 shows a transmission according to a fifth embodiment of the present invention.
In Fig. 6 ist im Wesentlichen ein Getriebe 1 gemäß Fig. 1 gezeigt. Im Unterschied zum Getriebe 1 gemäß Fig. 1 ist beim Getriebe 1 gemäß Fig. 6 die erste Kupplung K1 , nun mit Bezugszeichen K1 " bezeichnet, an einer zweiten alternativen Position B gemäß Fig. 3 angeordnet. Die erste Welle W1 ist entfallen. Die Antriebswelle ANW ist nun direkt mit dem Steg 123 des dritten Planetenradsatzes GP3 verbunden. FIG. 6 essentially shows a transmission 1 according to FIG. 1. In contrast to the transmission 1 according to Fig. 1, in the transmission 1 according to Fig. 6, the first clutch K1, now denoted by reference K1 ", arranged at a second alternative position B in Fig. 3. The first shaft W1 is omitted ANW is now directly connected to the web 123 of the third planetary GP3.
Fig. 7 zeigt ein Getriebe gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Fig. 7 shows a transmission according to a sixth embodiment of the present invention.
In Fig. 7 ist im Wesentlichen ein Getriebe 1 gemäß Fig. 1 gezeigt. Im Unterschied zum Getriebe 1 gemäß Fig. 1 ist beim Getriebe 1 gemäß Fig. 7 die zweite Kupplung K2, nun mit Bezugszeichen K2' bezeichnet, an der alternativen Position C gemäß Fig. 4 angeordnet. Die zweite Welle W2 ist entfallen. Die Antriebswelle ANW ist somit direkt mit dem Hohlrad 132 des zweiten Planetenradsatzes GP2 verbunden. In Fig. 7, a transmission 1 according to FIG. 1 is shown substantially. In contrast to the transmission 1 according to FIG. 1, in the case of the transmission 1 according to FIG. 7 the second clutch K2, now denoted by the reference symbol K2 ', is arranged at the alternative position C according to FIG. The second wave W2 is omitted. The drive shaft ANW is thus directly connected to the ring gear 132 of the second planetary gear set GP2.
Fig. 8 zeigt ein Getriebe gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Fig. 8 shows a transmission according to a seventh embodiment of the present invention.
In Fig. 8 ist im Wesentlichen ein Getriebe 1 gemäß Fig. 1 gezeigt. Im Unterschied zum Getriebe 1 gemäß Fig. 1 ist beim Getriebe 1 gemäß Fig. 8 die erste Kupplung K1 , nun mit Bezugszeichen K1 ' bezeichnet, an der ersten alternativen Position A gemäß Fig. 3 bzw. gemäß Fig. 5 angeordnet. Im Unterschied zum Getriebe 1 gemäß Fig. 1 ist beim Getriebe 1 gemäß Fig. 8 die zweite Kupplung K2, nun bezeichnet mit Bezugszeichen K2\ an der alternativen Position C gemäß Fig. 4 bzw. gemäß Fig. 7 angeordnet. Die erste Welle W1 und die zweite Welle W2 sind entfallen. Die Antriebswelle ANW ist nun direkt mit dem Hohlrad 132 des zweiten Planetenradsatzes GP2 und mit dem Steg 123 des dritten Planetenradsatzes GP3 verbunden. In Fig. 8, a transmission 1 according to FIG. 1 is shown substantially. In contrast to the transmission 1 according to FIG. 1, in the case of the transmission 1 according to FIG. 8 the first clutch K1, now denoted by reference symbol K1 ', is arranged at the first alternative position A according to FIG. 3 or according to FIG. In contrast to the transmission 1 According to FIG. 1, in the case of the transmission 1 according to FIG. 8, the second clutch K2, now designated by the reference symbol K2, is arranged at the alternative position C according to FIG. 4 or according to FIG. The first wave W1 and the second wave W2 are omitted. The drive shaft ANW is now connected directly to the ring gear 132 of the second planetary gear set GP2 and to the web 123 of the third planetary gear set GP3.
Fig. 9 zeigt ein Getriebe gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Fig. 9 shows a transmission according to an eighth embodiment of the present invention.
In Fig. 9 ist im Wesentlichen ein Getriebe 1 gemäß Fig. 1 gezeigt. Im Unterschied zum Getriebe 1 gemäß Fig. 1 ist die erste Kupplung K1 , nun mit Bezugszeichen K1 " bezeichnet, an der zweiten alternativen Position B gemäß Fig. 3 bzw. gemäß Fig. 6 angeordnet. Weiterhin im Unterschied zum Getriebe 1 gemäß Fig. 1 ist beim Getriebe 1 gemäß Fig. 9 die zweite Kupplung K2, nun mit Bezugszeichen K2' bezeichnet, an der alternativen Position C gemäß Fig. 3 bzw. gemäß Fig. 7 angeordnet. Die erste Welle W1 und die zweite Welle W2 sind entfallen. Die Antriebswelle ANW wirkt nun direkt mit dem Hohlrad 132 des zweiten Planetenradsatzes GP2 und dem Steg 123 des dritten Planetenradsatzes GP3 zusammen. FIG. 9 essentially shows a transmission 1 according to FIG. 1. In contrast to the transmission 1 according to FIG. 1, the first clutch K1, now denoted by reference symbol K1 ", is arranged at the second alternative position B according to FIG. 3 or according to FIG In the case of the transmission 1 according to FIG. 9, the second clutch K2, now denoted by the reference symbol K2 ', is arranged at the alternative position C according to FIG. 3 or according to FIG. 7. The first shaft W1 and the second shaft W2 have been omitted Drive shaft ANW now interacts directly with the ring gear 132 of the second planetary gear set GP2 and the web 123 of the third planetary gear set GP3.
Insgesamt umfasst das Getriebe 1 gemäß der Fig. 1 bis 9 vier Planetenradsätze GP1 , GP2, GP3, GP4, sechs Schaltelemente B1 , B2, K1 , K2, K3, K4, wobei die Schaltelemente in Form von zumindest vier Kupplungen und zumindest zwei Bremsen ausgebildet sind. Des Weiteren ist maximal eine feste Gehäusekopplung vorhanden. Schließlich sind zwei gleichzeitig zu schaltende Schaltelemente angeordnet. Overall, the transmission 1 according to FIGS. 1 to 9 comprises four planetary gear sets GP1, GP2, GP3, GP4, six shift elements B1, B2, K1, K2, K3, K4, the shift elements being in the form of at least four clutches and at least two brakes are. Furthermore, a maximum of a fixed housing coupling is available. Finally, two switching elements to be switched at the same time are arranged.
Als Anfahrelement für das Getriebe 1 können ein hydrodynamischer Drehmomentwandler, eine hydrodynamische Kupplung, eine zusätzliche Anfahrkupplung, eine integrierte Anfahrkupplung oder -bremse und/oder eine zusätzliche elektrische Maschine angeordnet werden. Auf jeder der sieben Wellen W1 bis W7 kann eine elektrische Maschine oder sonstige Kraft-/Leistungsquelle angeordnet werden. Darüber hinaus kann auf jeder der Wellen W1 bis W7 oder jedem Verbindungselement ein Freilauf zum Gehäuse G oder zu einer anderen Welle W1 , W2, W3, W4, W5, W6, W7 angeordnet werden. Das Getriebe 1 kann bevorzugt in Standardantriebbauweise oder auch in Front-/Querbauweise in ein Kraftfahrzeug eingebaut werden. Als Schaltelemente sind reib- und/oder formschlüssige Schaltelemente möglich. Insbesondere die zweite Bremse B2 und die zweite Kupplung K2 sowie die vierte Kupplung K4 können als formschlüssige, insbesondere als Klauenschaltelemente ausgeführt werden, was zu deutlichen Verbrauchsvorteilen eines mit dem Getriebe versehenen Kraftfahrzeugs mit Verbrennungsmotor führt. As a starting element for the transmission 1, a hydrodynamic torque converter, a hydrodynamic clutch, an additional starting clutch, an integrated starting clutch or brake and / or an additional electric machine can be arranged. On each of the seven shafts W1 to W7, an electric machine or other power / power source can be arranged. In addition, on each of the shafts W1 to W7 or each connecting element, a freewheel to the housing G or to another wave W1, W2, W3, W4, W5, W6, W7 be arranged. The transmission 1 can preferably be installed in standard drive construction or in front / transverse design in a motor vehicle. As switching elements frictional and / or positive switching elements are possible. In particular, the second brake B2 and the second clutch K2 and the fourth clutch K4 can be designed as a form-fitting, in particular as claw switching elements, which leads to significant fuel consumption advantages of a provided with the transmission motor vehicle with internal combustion engine.
Das Getriebe bietet insgesamt zumindest neun Vorwärtsgänge und zumindest einen Rückwärtsgang. The transmission offers a total of at least nine forward gears and at least one reverse gear.
Zusammenfassend bietet die vorliegende Erfindung den Vorteil, dass ein geringer Bauaufwand für das Getriebe erforderlich ist, was in niedrigeren Herstellungskosten und niedrigerem Gewicht des Getriebes resultiert. Weiter bietet das Getriebe eine gute Übersetzungsreihe, niedrige Absolut- und Relativdrehzahlen sowie niedrige Planetensatz- und Schaltelementmomente. Darüber hinaus bietet die vorliegende Erfindung gute Verzahnungswirkungsgrade sowie eine sehr gute Erreichbarkeit sämtlicher Schaltelemente, insbesondere zu deren Wartung. In summary, the present invention has the advantage that a low construction cost for the transmission is required, which results in lower manufacturing costs and lower weight of the transmission. Furthermore, the transmission offers a good gear ratio, low absolute and relative speeds as well as low planetary gearset and shift element torques. In addition, the present invention provides good gearing efficiencies and a very good accessibility of all switching elements, in particular for their maintenance.
Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar. Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, it is not limited thereto, but modifiable in many ways.
So kann beispielsweise die geometrische Lage/Reihenfolge der einzelnen Planetenradsätze GP1 , GP2, GP3, GP4 und der einzelnen Schaltelemente K1 , K2, K3, K4, B1 , B2, K1 ', K1 ", K2' unter Berücksichtigung der Bindbarkeit der jeweiligen Getriebeelemente untereinander frei gewählt werden. Einzelne Getriebeelemente können so beliebig in ihrer Lage innerhalb des Getriebes 1 verschoben werden. Thus, for example, the geometric position / order of the individual planetary gear sets GP1, GP2, GP3, GP4 and the individual switching elements K1, K2, K3, K4, B1, B2, K1 ', K1 ", K2' taking into account the bondability of the respective transmission elements with each other Individual transmission elements can be moved as desired in their position within the transmission 1.
Weiterhin ist es möglich, unter Berücksichtigung der Bindbarkeit, einzelne oder mehrere als Minus-Planetenradsatz ausgebildete Planetenradsätze in Plus- Planetenradsätze umzuwandeln bei gleichzeitiger Vertauschung von Steg- und Hohl- radanbindung und einer Erhöhung der Standübersetzung um 1 . Bezuqszeichen Furthermore, taking into account the bondability, it is possible to convert one or more planetary gear sets designed as minus planetary gear sets into plus planetary gear sets with simultaneous interchange of web and hollow wheel connection and an increase in stand ratio by one. REFERENCE CHARACTERS
1 Getriebe 1 gearbox
GP1 , GP2, GP3, GP4 Planetenradsatz GP1, GP2, GP3, GP4 planetary gear set
101, 102, 103, 104 Sonnenrad101, 102, 103, 104 Sunwheel
111, 112, 113, 114 Planetenrad111, 112, 113, 114 planet gear
121, 122, 123, 124 Steg 121, 122, 123, 124 bridge
131, 132, 133, 134 Hohlrad  131, 132, 133, 134 ring gear
ANW Antriebswelle ANW drive shaft
AW AbtriebswelleAW output shaft
B1 , B2 Bremse B1, B2 brake
K1 , K2, K3, K4, K1 ', K1 ", K2' Kupplung  K1, K2, K3, K4, K1 ', K1 ", K2' coupling
G Gehäuse  G housing
V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7,  V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7,
V8, V9, VM', V ", VM'", Vorwärtsgang V8, V9, VM ', V ", VM'", forward gear
R RückwärtsgangR reverse gear
W1 , W2, W3, W4, W5, W6, W7 Welle W1, W2, W3, W4, W5, W6, W7 shaft
i Übersetzung/Ratio φ Gangsprung/Stepi Translation / Ratio φ Gait / Step
A, B, C Position Kupplung A, B, C position coupling

Claims

Patentansprüche claims
1 . Getriebe (1 ), insbesondere Mehrstufengetriebe, für ein Kraftfahrzeug, umfassend ein Gehäuse (G), eine Antriebswelle (ANW), eine Abtriebswelle (AW), zumindest vier Planetenradsätze (GP1 , GP2, GP3, GP4), wobei die Planentenradsätze (GP1 , GP2, GP3, GP4) jeweils ein Sonnenrad (101 , 102, 103, 104), zumindest einen Planeten (1 1 1 ,1 12,1 13,1 14), einen Planetenträger (121 , 122, 123, 124) und ein Hohlrad (131 , 132, 133, 134) umfassen, sowie mehrere Schaltelemente (K1 , K2, K3, K4, B1 , B2) in Form von zumindest vier Kupplungen (K1 , K2, K3, K4) und zumindest zwei Bremsen (B1 , B2), dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (ANW) über die dritte Kupplung (K3) mit der ersten Bremse (B1 ) und dem Sonnenrad (101 ) des ersten Planetenradsatzes (GP1 ) und dem Sonnenrad (102) des zweiten Planetenradsatzes (GP2) verbindbar ist und dass das Hohlrad (101 ) des ersten Planetenradsatzes (GP1 ) mit dem Planetenträger (124) des vierten Planetenradsatzes (GP4) verbunden ist und dass der Planetenträger (124) des vierten Planetenradsatzes (GP4) über die vierte Kupplung (K4) mit der Abtriebswelle (AW) verbindbar ist und dass das Sonnenrad (104) des vierten Planetenradsatzes (GP4) mit dem Gehäuse (G) verbunden ist und dass die zweite Bremse (B2) mit dem Planetenträger (121 ) des ersten Planetenradsatzes (GP1 ) verbunden ist. 1 . Transmission (1), in particular multi-speed transmission, for a motor vehicle, comprising a housing (G), a drive shaft (ANW), an output shaft (AW), at least four planetary gear sets (GP1, GP2, GP3, GP4), wherein the planetary gear sets (GP1, GP2, GP3, GP4) in each case a sun gear (101, 102, 103, 104), at least one planet (1 1 1, 1 12.1 13.1 14), a planet carrier (121, 122, 123, 124) and a Ring gear (131, 132, 133, 134) include, as well as a plurality of switching elements (K1, K2, K3, K4, B1, B2) in the form of at least four clutches (K1, K2, K3, K4) and at least two brakes (B1, B2), characterized in that the drive shaft (ANW) via the third clutch (K3) with the first brake (B1) and the sun gear (101) of the first planetary gear set (GP1) and the sun gear (102) of the second planetary gear set (GP2) is connectable and that the ring gear (101) of the first planetary gear set (GP1) with the planet carrier (124) of the fourth planetary gear set (GP4) is connected and that the Planet carrier (124) of the fourth planetary gear set (GP4) via the fourth clutch (K4) to the output shaft (AW) is connectable and that the sun gear (104) of the fourth planetary gear set (GP4) is connected to the housing (G) and that the second Brake (B2) with the planet carrier (121) of the first planetary gear set (GP1) is connected.
2. Getriebe gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Planetenradsätze (GP1 , GP2, GP3, GP4), insbesondere geometrisch, hintereinander im Getriebe (1 ) angeordnet sind. 2. Transmission according to claim 1, characterized in that the planetary gear sets (GP1, GP2, GP3, GP4), in particular geometrically, one behind the other in the transmission (1) are arranged.
3. Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1 -2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (ANW) über die erste Kupplung (K1 ) mit dem Planetenträger (123) des dritten Planetenradsatzes (GP3) verbindbar ist und der Planetenträger (122) des zweiten Planetenradsatzes (GP2) mit dem Hohlrad (134) des vierten Planetenradsatzes (GP4) verbunden ist und die Abtriebswelle (AW) mit dem Hohlrad (133) des dritten Planetenradsatzes (GP3) verbunden ist. 3. Transmission according to one of claims 1 -2, characterized in that the drive shaft (ANW) via the first clutch (K1) with the planet carrier (123) of the third planetary gear set (GP3) is connectable and the planet carrier (122) of the second planetary gear set (GP2) is connected to the ring gear (134) of the fourth planetary gear set (GP4) and the output shaft (AW) is connected to the ring gear (133) of the third planetary gear set (GP3).
4. Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1 -3, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad (133) des dritten Planetenradsatzes (GP3) über die erste Kupplung (K1 ') mit der Abtriebswelle (AW) verbindbar ist und die Antriebswelle (ANW) mit dem Planetenträger (133) des dritten Planetenradsatzes (GP3) verbunden ist. 4. Transmission according to one of claims 1 -3, characterized in that the ring gear (133) of the third planetary gear set (GP3) via the first clutch (K1 ') with the output shaft (AW) is connectable and the drive shaft (ANW) to the planet carrier (133) of the third planetary gear set (GP3) is connected.
5. Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1 -4, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad (134) des vierten Planetenradsatzes (GP3) über die erste Kupplung (K1 ") mit dem Sonnenrad (103) des dritten Planetenradsatzes (GP3) verbindbar ist 5. Transmission according to one of claims 1 -4, characterized in that the ring gear (134) of the fourth planetary gear set (GP3) via the first clutch (K1 ") with the sun gear (103) of the third planetary gear set (GP3) is connectable
6. Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1 -5, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenträger (122) des zweiten Planetenradsatzes (GP2) über die zweite Kupplung (K2) mit dem Hohlrad (134) des vierten Planetenradsatzes (GP4) verbindbar ist und die Antriebswelle (ANW) mit dem Hohlrad (132) des zweiten Planetenradsatzes (GP2) verbunden ist oder die Antriebswelle (ANW) über die zweite Kupplung (K2) mit dem Hohlrad (132) des zweiten Planetenradsatzes (GP2) verbindbar ist und der Planetenträger (122) des zweiten Planetenradsatzes (GP2) mit dem Hohlrad (134) des vierten Planetenradsatzes (GP4) verbunden ist. 6. Transmission according to one of claims 1 -5, characterized in that the planet carrier (122) of the second planetary gear set (GP2) via the second clutch (K2) with the ring gear (134) of the fourth planetary gear set (GP4) is connectable and the drive shaft (ANW) is connected to the ring gear (132) of the second planetary gear set (GP2) or the drive shaft (ANW) via the second clutch (K2) to the ring gear (132) of the second planetary gear set (GP2) is connectable and the planet carrier (122) of the second planetary gear set (GP2) is connected to the ring gear (134) of the fourth planetary gear set (GP4).
7. Verfahren zum Betreiben eines Getriebes (1 ), insbesondere gemäß einem der Ansprüche 1 -6, mit zwei Bremsen (B1 , B2) und vier Kupplungen (K1 , K2, K3, K4), dadurch gekennzeichnet, dass 7. A method for operating a transmission (1), in particular according to one of claims 1 -6, with two brakes (B1, B2) and four clutches (K1, K2, K3, K4), characterized in that
ein erster Gang (V1 ) mittels offener erster Bremse (B1 ), geschlossener zweiter Bremse (B2), offener erster Kupplung (K1 ), geschlossener zweiter Kupplung (K2), offener dritter Kupplung (K3) und geschlossener vierter Kupplung (K4) gebildet wird, und dass  a first gear (V1) is formed by means of an open first brake (B1), a closed second brake (B2), an open first clutch (K1), a closed second clutch (K2), an open third clutch (K3) and a closed fourth clutch (K4) , and that
ein zweiter Gang (V2) mittels geschlossener erster Bremse (B1 ), offener zweiter Bremse (B2), offener erster Kupplung (K1 ), geschlossener zweiter Kupplung (K2), offener dritter Kupplung (K3) und geschlossener vierter Kupplung (K4) gebildet wird, und dass  a second gear (V2) is formed by means of a closed first brake (B1), an open second brake (B2), an open first clutch (K1), a closed second clutch (K2), an open third clutch (K3) and a closed fourth clutch (K4) , and that
ein dritter Gang (V3) mittels offener erster Bremse (B1 ), offener zweiter Bremse (B2), offener erster Kupplung (K1 ), geschlossener zweiter Kupplung (K2), geschlossener dritter Kupplung (K3) und geschlossener vierter Kupplung (K4) gebildet wird, und dass  a third gear (V3) is formed by means of an open first brake (B1), an open second brake (B2), an open first clutch (K1), a closed second clutch (K2), a closed third clutch (K3) and a closed fourth clutch (K4) , and that
ein vierter Gang (V4) mittels offener erster Bremse (B1 ), offener zweiter Bremse (B2), geschlossener erster Kupplung (K1 ), offener zweiter Kupplung (K2), ge- schlossener dritter Kupplung (K3) und geschlossener vierter Kupplung (K4) gebildet wird oder mittels offener erster Bremse (B1 ), geschlossener zweiter Bremse (B2), geschlossener erster Kupplung (K1 ), offener zweiter Kupplung (K2), offener dritter Kupplung (K3) und geschlossener vierter Kupplung (K4) oder a fourth gear (V4) by means of an open first brake (B1), an open second brake (B2), a closed first clutch (K1), an open second clutch (K2), closed third clutch (K3) and closed fourth clutch (K4) is formed or by means of open first brake (B1), closed second brake (B2), closed first clutch (K1), open second clutch (K2), third open clutch (K3 ) and closed fourth clutch (K4) or
mittels geschlossener erster Bremse (B1 ), offener zweiter Bremse (B2), geschlossener erster Kupplung (K1 ), offener zweiter Kupplung (K2), offener dritter Kupplung (K3) und geschlossener vierter Kupplung (K4) oder by means of a closed first brake (B1), an open second brake (B2), a closed first clutch (K1), an open second clutch (K2), an open third clutch (K3) and a closed fourth clutch (K4) or
mittels offener erster Bremse (B1 ), offener zweiter Bremse (B2), geschlossener erster Kupplung (K1 ), geschlossener zweiter Kupplung (K2), offener dritter Kupplung (K3) und geschlossener vierter Kupplung (K4) gebildet wird und dass  is formed by open first brake (B1), open second brake (B2), closed first clutch (K1), closed second clutch (K2), open third clutch (K3) and closed fourth clutch (K4) and that
ein fünfter Gang (V5) mittels offener erster Bremse (B1 ), offener zweiter Bremse (B2), geschlossener erster Kupplung (K1 ), geschlossener zweiter Kupplung (K2), geschlossener dritter Kupplung (K3) und offener vierter Kupplung (K4) gebildet wird, und dass  a fifth gear (V5) is formed by means of an open first brake (B1), an open second brake (B2), a closed first clutch (K1), a closed second clutch (K2), a closed third clutch (K3) and an open fourth clutch (K4) , and that
ein sechster Gang (V6) mittels geschlossener erster Bremse (B1 ), offener zweiter Bremse (B2), geschlossener erster Kupplung (K1 ), geschlossener zweiter Kupplung (K2), offener dritter Kupplung (K3) und offener vierter Kupplung (K4) gebildet wird, und dass  a sixth gear (V6) is formed by means of a closed first brake (B1), an open second brake (B2), a closed first clutch (K1), a closed second clutch (K2), an open third clutch (K3) and an open fourth clutch (K4) , and that
ein siebter Gang (V7) mittels offener erster Bremse (B1 ), geschlossener zweiter Bremse (B2), geschlossener erster Kupplung (K1 ), geschlossener zweiter Kupplung (K2), offener dritter Kupplung (K3) und offener vierter Kupplung (K4) gebildet wird, und dass  a seventh gear (V7) is formed by means of an open first brake (B1), a closed second brake (B2), a closed first clutch (K1), a closed second clutch (K2), an open third clutch (K3) and an open fourth clutch (K4) , and that
ein achter Gang (V8) mittels geschlossener erster Bremse (B1 ), geschlossener zweiter Bremse (B2), geschlossener erster Kupplung (K1 ), offener zweiter Kupplung (K2), offener dritter Kupplung (K3) und offener vierter Kupplung (K4) gebildet wird, und dass  an eighth gear (V8) is formed by means of a closed first brake (B1), a closed second brake (B2), a closed first clutch (K1), an open second clutch (K2), an open third clutch (K3) and an open fourth clutch (K4) , and that
ein neunter Gang (V9) mittels offener erster Bremse (B1 ), geschlossener zweiter Bremse (B2), geschlossener erster Kupplung (K1 ), offener zweiter Kupplung (K2), geschlossener dritter Kupplung (K3) und offener vierter Kupplung (K4) gebildet wird und dass  a ninth gear (V9) is formed by an open first brake (B1), a closed second brake (B2), a closed first clutch (K1), an open second clutch (K2), a closed third clutch (K3) and an open fourth clutch (K4) and that
ein Rückwärtsgang (R) mittels offener erster Bremse (B1 ), geschlossener zweiter Bremse (B2), offener erster Kupplung (K1 ), offener zweiter Kupplung (K2), geschlossener dritter Kupplung (K3) und geschlossener vierter Kupplung (K4) gebildet wird. a reverse gear (R) is formed by means of an open first brake (B1), a closed second brake (B2), an open first clutch (K1), an open second clutch (K2), a closed third clutch (K3) and a closed fourth clutch (K4).
8. Kraftfahrzeug, insbesondere ein Personen- oder ein Lastkraftwagen, mit einem Getriebe (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 -6. 8. Motor vehicle, in particular a passenger or a truck, with a transmission (1) according to one of claims 1-6.
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