WO1992017716A1 - Automatic vehicle transmission using planetary gears - Google Patents

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WO1992017716A1 PCT/EP1992/000641 EP9200641W WO9217716A1 WO 1992017716 A1 WO1992017716 A1 WO 1992017716A1 EP 9200641 W EP9200641 W EP 9200641W WO 9217716 A1 WO9217716 A1 WO 9217716A1
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Definitions

  • Figure 1 is a schematic representation of the automatic transmission according to the invention.
  • FIG. 2 shows a shift pattern for a transmission which can be shifted into six gear stages according to FIG. 1;
  • Fig. 5 is a circuit diagram for a transmission shiftable in four gear stages, for which the transmission according to Fig. 1 is modified in a simple manner.

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Abstract

The invention concerns an automatic transmission, designed as an epicyclic gearbox (1). The gearbox has two sets of planetary gears (2 and 3) which are coupled together, a first ring gear (4) being connected to a second planet carrier, and a first planet carrier (5), which is connected to an output gear (16), being joined to a second ring gear. A drive shaft (10) can be coupled via a first or second coupling (11 or 12) selectively to a second sun gear (9) or a second planet carrier (8). The first ring gear (4) and the second planet carrier together can be held in position by a first friction brake (17) and the second sun gear can be held in position by a second friction brake (18). The first sun gear (6) can be held in position by a third friction brake (20).

Description

Als Umlaufrädergetriebe ausgebildetes Automatikgetriebe für Kraftfahrzeuge Automatic transmission for motor vehicles designed as a planetary gear transmission
Die Erfindung bezieht sich auf ein alsThe invention relates to a
Umlaufrädergetriebe ausgebildetes Automatikgetriebe für Kraftfahrzeuge mit aneinandergekoppelten einfachen Planetensätzen, deren erster Planetensatz im wesentlichen aus einem ersten Hohlrad, einem ersten Steg sowie einem ersten Sonnenrad besteht und deren zweiter Planetensatz im wesentlichen ein zweites Hohlrad, einen zweiten Steg und ein zweites Sonnenrad aufweist, wobei das erste Hohlrad mit dem zweiten Steg sowie der mit einem Abtriebszahnrad in Verbindung stehende erste Steg mit dem zweiten Hohlrad verbunden sind, bei welchem eine Antriebswelle über eine erste oder zweite Kupplung wahlweise an das zweite Sonnenrad oder den zweiten Steg kuppelbar ist und bei welchem über eine erste Reibbremse gemeinsam das erste Hohlrad und der zweite Steg und über eine zweite Reibbremse das zweite Sonnenrad festlegbar sind.Orbital gear transmission automatic transmission for motor vehicles with coupled simple planetary gears, the first planetary gear set consisting essentially of a first ring gear, a first land and a first sun gear and the second planetary gear set essentially comprising a second ring gear, a second land and a second sun gear, the first Ring gear with the second web and the first web connected to an output gear are connected to the second ring gear, in which a drive shaft can be coupled to the second sun gear or the second web via a first or second clutch and in which a first friction brake together the first ring gear and the second web and the second sun gear can be fixed via a second friction brake.
Ein Automatikgetriebe der vorgenannten Gattung ist bekannt aus der DE-A 35 11 180. Es handelt sich dabei um ein Getriebe, das über vier Gangstufen in einem D-Bereich und zwei Gangstufen in einem L-Bereich verfügt. In den Gangstufen eins bis drei des D-Bereichs wird die Antriebswelle mit dem ersten Sonnenrad über einen Freilauf verbunden, während im L-Bereich über eine Kupplung eine drehfeste Verbindung zwischen Antriebswelle und erstem Sonnenrad hergestellt wird. Das Automatikgetriebe verfügt, da die Übersetzungen der zweiten Gangstufe des D-Bereichs und der zweiten Gangstufe des L-Bereichs identisch sind, über insgesamt fünf Ubersetzungsstufen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Automatikgetriebe der vorgenannten Gattung baulich kompakt auszugestalten, wobei, unter Verwendung einfacher Mittel, eine vom niedrigsten bis zum höchsten Gang abnehmende Gangsprungfolge einzuhalten ist.An automatic transmission of the aforementioned type is known from DE-A 35 11 180. It is a transmission which has four gear stages in a D range and two gear stages in an L range. In gear stages one to three of the D range, the drive shaft is connected to the first sun gear via a freewheel, while in the L range, a rotationally fixed connection between the drive shaft and the first sun gear is established. The automatic transmission has a total of five gear ratios because the gear ratios of the second gear range in the D range and the second gear gear range in the L range are identical. The invention has for its object to make an automatic transmission of the aforementioned type structurally compact, wherein, using simple means, a gear jump sequence decreasing from the lowest to the highest gear must be observed.
Diese Aufgabe wird nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß das erste Sonnenrad über eine dritte Reibbremse festlegbar ist. Eine derartige Abbremsung des ersten Sonnenrades erfolgt im größtenThis object is achieved according to the characterizing part of claim 1 in that the first sun gear can be fixed via a third friction brake. Such a braking of the first sun gear takes place at its greatest
Übersetzungsverhältnis, also in den niedrigsten Gängen des Getriebes, wobei in diesen beiden Gängen abwechselnd die erste oder zweite Kupplung betätigt wird, so daß jeweils bei festgelegtem ersten Sonnenrad das zweite Sonnenrad oder der zweite Steg und das erste Hohlrad gemeinsam angetrieben werden.Gear ratio, that is, in the lowest gears of the transmission, the first or second clutch being actuated alternately in these two gears, so that the second sun gear or the second web and the first ring gear are driven together when the first sun gear is fixed.
Weiterhin wird gemäß Anspruch 2 vorgeschlagen, die Antriebswelle als Zentralwelle durch beide Planetensätze hindurchzuführen und das zur Antriebswelle koaxialeFurthermore, it is proposed according to claim 2 to pass the drive shaft as a central shaft through both planetary gears and that coaxial to the drive shaft
Abtriebszahnrad räumlich zwischen der dritten Reibbremse und dem ersten Planetensatz anzuordnen. Durch die Verwendung einer mit der ersten und der zweiten Kupplung verbundenen Zentralwelle, die durch die Planetensätze hindurchgeführt ist, werden die radialen Abmessungen des Automatikgetriebes erheblich verringert, und die entsprechende triebliche Verbindung ist bei geringem baulichen Aufwand herstellbar, nämlich mit einer einfachen Welle. Die Anordnung des Abtriebszahnrades zwischen der dritten Reibbremse und dem ersten Planetensatz führt ebenfalls zu einem günstigenArrange output gear spatially between the third friction brake and the first planetary gear set. By using a central shaft connected to the first and the second clutch, which is guided through the planetary gear sets, the radial dimensions of the automatic transmission are considerably reduced, and the corresponding drive connection can be produced with little structural effort, namely with a simple shaft. The arrangement of the driven gear between the third friction brake and the first planetary gear set also leads to a favorable one
Getriebeaufbau, bei dem dieses Abtriebszahnrad unmittelbar neben dem ersten Steg angeordnet ist. Weiterhin soll gemäß Anspruch 3 die Antriebswelle über eine dritte Kupplung an das erste Sonnenrad kuppelbar sein, wobei die dritte Kupplung und die dritte Reibbremse mittels einer die Antriebswelle unmittelbar umgebenden ersten Hohlwelle mit dem ersten Sonnenrad verbunden sind. Durch die Verwendung dieser dritten Kupplung läßt sich auf einfache Weise ein mit vier Vorwärtsgangstufen ausgebildetes Automatikgetriebe erweitern auf ein Fünfgang- bzw. Sechsgang- Getriebe. Somit läßt sich eine im wesentlichen einheitliche Getriebebaureihe, bezogen auf die gewünschte Anzahl vonGearbox structure in which this driven gear is arranged directly next to the first web. Furthermore, according to claim 3, the drive shaft should be able to be coupled to the first sun gear via a third clutch, the third clutch and the third friction brake being connected to the first sun gear by means of a first hollow shaft directly surrounding the drive shaft. By using this third clutch, an automatic transmission designed with four forward gear stages can be easily expanded to a five-speed or six-speed transmission. This allows an essentially uniform gear series, based on the desired number of
Gangstufen, ohne wesentliche bauliche Veränderungen, d. h. nur durch Hinzufügen oder Weglassen dieser dritten Kupplung, in der Anzahl der möglichen Gangstufen variieren. Die Verwendung einer mit dem ersten Sonnenrad verbundenen Hohlwelle, an der sowohl die dritte Reibbremse als auch die dritte Kupplung angreifen, führt ebenfalls zu einem geordneten Getriebeaufbau.Gears, without significant structural changes, d. H. only by adding or omitting this third clutch, vary the number of possible gear levels. The use of a hollow shaft connected to the first sun gear, on which both the third friction brake and the third clutch act, likewise leads to an orderly gear structure.
Weiterhin sollen sich nach Anspruch 4 die erste und die zweite Kupplung, die erste Reibbremse sowie eine zur Festlegung des zweiten Sonnenrades dienende vierte Reibbremse in axialer Richtung unmittelbar an den zweiten Planetensatz anschließen. Diese Kupplungen und Reibbremsen sind somit an dem, dem Antrieb des Automatikgetriebes gegenüberliegenden Ende gemeinsam angeordnet. Aufgrund dieser Anordnung lassen sich diese Kupplungen und Reibbremsen im Falle von Reparaturarbeiten problemlos demontieren und montieren.Furthermore, according to claim 4, the first and the second clutch, the first friction brake and a fourth friction brake serving to fix the second sun gear are to connect directly to the second planetary gear set in the axial direction. These clutches and friction brakes are thus jointly arranged at the end opposite the drive of the automatic transmission. Due to this arrangement, these clutches and friction brakes can be easily dismantled and assembled in the event of repair work.
Schließlich soll gemäß Anspruch 5 ein Verbindungssteg, der das erste Hohlrad, den zweiten Steg und die erste Reibbremse miteinander verbindet, außerhalb der radialen Erstreckung des ersten und des zweiten Planetensatzes angeordnet sein. Dieser Verbindungssteg, der ebenfalls platzsparend angeordnet ist, umgibt somit einenFinally, according to claim 5, a connecting web which connects the first ring gear, the second web and the first friction brake to one another should be arranged outside the radial extent of the first and the second planetary gear set. This connecting web, which is also arranged to save space, thus surrounds one
Verbindungssteg, der das zweite Hohlrad mit dem ersten Steg drehfest verbindet. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und einzelnen Anspruchsmerkmalen aus der Aufgabenstellung.Connecting web that connects the second ring gear to the first web in a rotationally fixed manner. The invention is not limited to the combination of features of the claims. For the specialist, there are further useful combinations of claims and individual claim characteristics from the task.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung verwiesen, in der ein Ausführungsbeispiel nebst vier unterschiedlichen Schaltabläufen bei unterschiedlicher Anzahl von Gangstufen vereinfacht dargestellt ist. Es zeigenFor a further explanation of the invention, reference is made to the drawing, in which an exemplary embodiment is shown in a simplified manner in addition to four different shifting sequences with a different number of gear stages. Show it
Fig. 1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Automatikgetriebes;Figure 1 is a schematic representation of the automatic transmission according to the invention.
Fig. 2 ein Schaltschema für ein in sechs Gangstufen schaltbares Getriebe gemäß Fig. 1;FIG. 2 shows a shift pattern for a transmission which can be shifted into six gear stages according to FIG. 1;
Fig. 3 ein Schaltschema für ein in fünf Gangstufen schaltbares Getriebe nach Fig. 1;FIG. 3 shows a shift pattern for a transmission according to FIG. 1 which can be shifted into five gear stages; FIG.
Fig. 4 eine weitere Alternative zum Schaltschema nach Fig. 3 für ein fünf Gangstufen schaltbares Getriebe nach Fig. 1 undFig. 4 shows a further alternative to the shift pattern according to Fig. 3 for a five-speed shiftable transmission according to Fig. 1 and
Fig. 5 ein Schaltschema für ein in vier Gangstufen schaltbares Getriebe, wofür das Getriebe nach Fig. 1 in einfacher Weise modifiziert ist.Fig. 5 is a circuit diagram for a transmission shiftable in four gear stages, for which the transmission according to Fig. 1 is modified in a simple manner.
In der Fig. 1 ist mit 1 ein ümlaufrädergetriebe bezeichnet, das einen ersten Planetensatz 2 und einen zweiten Planetensatz 3 aufweist. Der erste Planetensatz 2 besteht im wesentlichen aus einem ersten Hohlrad 4, einem ersten Steg 5 sowie einem ersten Sonnenrad 6. Der zweite Planetensatz wiederum setzt sich aus einem zweiten Hohlrad 1 , einem zweiten Steg 8 und einem zweiten Sonnenrad 9 zusammen. Eine Antriebswelle 10, die als Zentralwelle ausgebildet ist, kann über eine erste Kupplung 11 mit dem zweiten Sonnenrad 9 des zweiten Planetensatzes 3 verbunden werden. Weiterhin ist eine zweite Kupplung 12 vorhanden, über die eine drehfeste Verbindung zwischen der Antriebswelle 10 und dem zweiten Steg 8 herstellbar ist. Eine dritte Kupplung 13 dient zur möglichen Verbindung von Antriebswelle 10 und dem ersten Sonnenrad 6.In FIG. 1, 1 denotes an epicyclic gear transmission which has a first planetary gear set 2 and a second planetary gear set 3. The first planetary gear set 2 consists essentially of a first ring gear 4, a first web 5 and a first sun gear 6. The second planetary gear set in turn is composed of a second ring gear 1, a second web 8 and a second sun gear 9. A drive shaft 10, which is designed as a central shaft, can be connected to the second sun gear 9 of the second planetary gear set 3 via a first clutch 11. Furthermore, a second clutch 12 is provided, via which a rotationally fixed connection between the drive shaft 10 and the second web 8 can be established. A third clutch 13 is used to connect the drive shaft 10 and the first sun gear 6.
Das erste Hohlrad 4 ist über einen Verbindungssteg 14 mit dem zweiten Steg 8 verbunden, über einen weiteren Verbindungssteg 15 ist eine drehfeste Koppelung von dem zweiten Hohlrad 7 und dem ersten Steg 5 hergestellt, wobei der erste Steg 5 unmittelbar mit einem Abtriebszahnrad 16 verbunden ist. An dem Verbindungssteg 14 greift eine erste Reibbremse 17 an, über die das erste Hohlrad 4 und der zweite Steg 8 gehäusefest abbremsbar sind. Weiterhin steht mit dem zweiten Sonnenrad eine zweite Reibbremse 18 in Verbindung. Die erste Reibbremse 17, die zweite Reibbremse 18, die erste Kupplung 11 und die zweiteThe first ring gear 4 is connected to the second web 8 via a connecting web 14, a rotationally fixed coupling of the second ring gear 7 and the first web 5 is produced via a further connecting web 15, the first web 5 being connected directly to an output gear 16. A first friction brake 17 acts on the connecting web 14, via which the first ring gear 4 and the second web 8 can be braked in a manner fixed to the housing. A second friction brake 18 is also connected to the second sun gear. The first friction brake 17, the second friction brake 18, the first clutch 11 and the second
Kupplung 12 sind an dem dem Antrieb des Automatikgetriebes gegenüberliegenden Ende, also hinter dem zweiten Planetensatz, angeordnet. An einem von der dritten Kupplung 13 zum ersten Sonnenrad 6 führenden Hohlwelle 19 greift weiterhin eine dritte Reibbremse 20 an.Clutch 12 are arranged at the end opposite the drive of the automatic transmission, ie behind the second planetary gear set. A third friction brake 20 continues to act on a hollow shaft 19 leading from the third clutch 13 to the first sun gear 6.
Das in Fig. 1 dargestellte Automatikgetriebe zeichnet sich durch einen besonders kompakten Aufbau aus, wobei neben dieser Kompaktheit auch ein Konzept verwirklicht ist, bei dem möglichst kurze Verbindungen zwischen den aneinandergekoppelten Elementen der beiden Planetensätze 2 und 3 realisiert sind. Wie aus den Schaltschemata der Fig. 2 bis 5 hervorgeht, ist zunächst nach dem Schaltschema der Fig. 2 eine maximale Gangzahl von sechs Gangstufen unter Verwendung der in der Fig. 1 dargestellten Kupplungen undThe automatic transmission shown in FIG. 1 is characterized by a particularly compact structure, and in addition to this compactness, a concept is also implemented in which the shortest possible connections between the elements of the two planetary gear sets 2 and 3 which are coupled to one another are realized. As can be seen from the shifting diagrams of FIGS. 2 to 5, a maximum number of gears of six gear steps is first using the clutches and shown in FIG
Reibbremsen schaltbar. Dieses Sechsgang-Getriebe läßt sich, wie weiterhin den Fig. 3 und 4 zu entnehmen ist, auf ein Fünfgang-Getriebe reduzieren. Schließlich kann nach Fig. 5 bei im wesentlichen gleichem Getriebeaufbau dadurch ein Viergang-Getriebe geschaffen werden, daß die dritte Kupplung 13 weggelassen wird, so daß die Hohlwelle 19 nicht mehr an die Antriebswelle 10 kuppelbar ist, sondern nur noch über die dritte Reibbremse 20 am Getriebegehäuse festlegbar ist. Somit lassen sich innerhalb einer Baureihe von Automatikgetrieben bei im wesentlichen unverändertem Getriebeaufbau unterschiedliche Zahlen maximal schaltbarer Gangstufen realisieren. Switchable friction brakes. This six-speed gearbox, as can also be seen in FIGS. 3 and 4, on a Reduce five-speed gearbox. Finally, according to FIG. 5, a substantially four-speed transmission can be created with essentially the same transmission structure, so that the third clutch 13 is omitted, so that the hollow shaft 19 can no longer be coupled to the drive shaft 10, but only via the third friction brake 20 Gear housing can be fixed. In this way, within a series of automatic transmissions with essentially unchanged transmission construction, different numbers of maximum shiftable gear stages can be realized.
Bezugszeichenreference numeral
1 Umlaufgetriebe 2 erster Planetensatz1 epicyclic gear 2 first planetary gear set
3 zweiter Planetensatz3 second planetary gear set
4 erstes Hohlrad4 first ring gear
5 erster Steg5 first bridge
6 erstes Sonnenrad 7 zweites Hohlrad6 first sun gear 7 second ring gear
8 zweiter Steg8 second web
9 zweites Sonnenrad9 second sun gear
10 Antriebswelle10 drive shaft
11 erste Kupplung 12 zweite Kupplung11 first clutch 12 second clutch
13 dritte Kupplung13 third clutch
14 Verbindungssteg14 connecting bridge
15 Verbindungssteg15 connecting bridge
16 Abtriebszahnrad 17 erste Reibbremse16 output gear 17 first friction brake
18 zweite Reibbremse18 second friction brake
19 Hohlwelle19 hollow shaft
20 dritte Reibbremse 20 third friction brake

Claims

A n s p r ü c h e Expectations
1. Als Umlaufrädergetriebe (1) ausgebildetes Automatikgetriebe für Kraftfahrzeuge mit aneinandergekoppelten einfachen Planetensätzen (2 und 3) , deren erster Planetensatz (2) im wesentlichen aus einem ersten Hohlrad (4) , einem ersten Steg (5) sowie einem ersten Sonnenrad (6) besteht und deren zweiter Planetensatz (3) im wesentlichen ein zweites Hohlrad (7) , einen zweiten Steg (8) und ein zweites Sonnenrad (9) aufweist, wobei das erste Hohlrad (4) mit dem zweiten Steg (8) sowie der mit einem Abtriebszahnrad (16) in Verbindung stehende erste Steg (5) mit dem zweiten Hohlrad (7) verbunden sind, bei welchem eine Antriebswelle (10) über eine erste oder zweite Kupplung (11 oder 12) wahlweise an das zweite Sonnenrad (9) oder den zweiten Steg (8) kuppelbar ist und bei welchem über eine erste Reibbremse (17) gemeinsam das erste Hohlrad (4) und der zweite Steg (8) und über eine zweite Reibbremse (18) das zweite Sonnenrad (9) festlegbar sind, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das erste Sonnenrad (6) über eine dritte Reibbremse (20) festlegbar ist.1. As a planetary gear (1) designed automatic transmission for motor vehicles with coupled simple planetary gears (2 and 3), the first planetary gear set (2) consisting essentially of a first ring gear (4), a first land (5) and a first sun gear (6) and the second planetary gear set (3) essentially has a second ring gear (7), a second web (8) and a second sun gear (9), the first ring gear (4) with the second web (8) and the one Output gear (16) connected first web (5) are connected to the second ring gear (7), in which a drive shaft (10) via a first or second clutch (11 or 12) either to the second sun gear (9) or second web (8) can be coupled and in which the first ring gear (4) and the second web (8) and a second friction brake (18), the second sun gear (9) can be fixed together via a first friction brake (17), characterized , that this first sun gear (6) via a third friction brake (20) can be fixed.
2. Als Umlaufrädergetriebe ausgebildetes Automatikgetriebe nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Antriebswelle (10) als Zentralwelle durch beide Planetensätze (2 und 3) hindurchgeführt ist und daß das zur Antriebswelle (10) koaxiale Abtriebszahnrad (16) räumlich zwischen der dritten Reibbremse (20) und dem ersten Planetensatz (2) angeordnet ist. 2. As a planetary gear automatic transmission according to claim 1, characterized in that the drive shaft (10) is guided as a central shaft through both planetary gears (2 and 3) and that the drive shaft (10) coaxial output gear (16) spatially between the third friction brake ( 20) and the first planetary gear set (2).
3. Als Umlaufrädergetriebe ausgebildetes Automatikgetriebe nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Antriebswelle (10) über eine dritte Kupplung (13) an das erste Sonnenrad (6) kuppelbar ist, wobei die dritte Kupplung (13) und die dritte Reibbremse (20) mittels einer die Antriebswelle unmittelbar umgebenden ersten Hohlwelle (19) mit dem ersten Sonnenrad (6) verbunden sind.3. As a planetary gear automatic transmission according to claim 1, characterized in that the drive shaft (10) via a third clutch (13) to the first sun gear (6) can be coupled, the third clutch (13) and the third friction brake (20) are connected to the first sun gear (6) by means of a first hollow shaft (19) directly surrounding the drive shaft.
4. Als Umlaufrädergetriebe ausgebildetes Automatikgetriebe nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß sich die erste und die zweite Kupplung (11 und 12) , die erste Reibbremse (17) sowie die zur Festlegung des zweiten Sonnenrades (9) dienende zweite Reibbremse (18) in axialer Richtung unmittelbar an den zweiten Planetensatz, dem ersten Planetensatz (2) gegenüberliegend, anschließen.4. Designed as a planetary gear automatic transmission according to claim 1, characterized in that the first and the second clutch (11 and 12), the first friction brake (17) and the second sun brake (9) serving to fix the second sun brake (18) in Connect the axial direction directly to the second planetary gear set, opposite the first planetary gear set (2).
5. Als Umlaufrädergetriebe ausgebildetes Automatikgetriebe nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß ein Verbindungssteg (14) , der das erste Hohlrad (4) , den zweiten Steg (8) und die erste Reibbremse (17) miteinander verbindet, außerhalb der radialen Erstreckung des ersten und des zweiten Planetensatzes (2 und 3) , radial unmittelbar an diese angrenzend, angeordnet ist. 5. As a planetary gear automatic transmission according to claim 1, characterized in that a connecting web (14) which connects the first ring gear (4), the second web (8) and the first friction brake (17) to each other, outside the radial extent of the first and the second planetary gear set (2 and 3), radially immediately adjacent to them.
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