DE102012216228A1 - Extension stage for gear box used in e.g. bus, has planetary gear which is directly coupled along reverse direction between rotation directions of drive shaft and output shaft to change rotational speed between drive and output shafts - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Erweiterungsstufe für ein Getriebe, auf ein Getriebe und auf einen Antriebsstrang für ein Fahrzeug sowie auf ein Verfahren zum Einstellen einer Zusatzübersetzung für ein Getriebe, insbesondere ein Automatgetriebe eines Fahrzeugs. The present invention relates to an extension stage for a transmission, to a transmission and to a drive train for a vehicle and to a method for setting an additional ratio for a transmission, in particular an automatic transmission of a vehicle.
Besonders bei Bahnanwendungen werden aufgrund von geringen Stückzahlen Automatgetriebe aus anderen Bereichen, wie z. B. Bus- oder Lkw-Getriebe eingesetzt. Diese Getriebe weisen eine Vielzahl an Vorwärtsgängen auf, haben aber meist nur einen Rückwärtsgang. Speziell für die Bahnanwendung ist es erforderlich, vorwärts wie rückwärts gleiche Fahrgeschwindigkeiten zu fahren. Dazu kann eine Wendeeinheit eingesetzt werden. Especially in railway applications are due to low volumes of automatic transmissions from other areas, such. B. bus or truck gear used. These transmissions have a variety of forward gears, but usually have only one reverse gear. Especially for railway applications, it is necessary to travel at the same forward and reverse speeds. For this purpose, a turning unit can be used.
Die
Vor diesem Hintergrund schafft die vorliegende Erfindung eine verbesserte Erweiterungsstufe für ein Getriebe, ein verbessertes Getriebe und einen verbesserten Antriebsstrang für ein Fahrzeug sowie ein verbessertes Verfahren zum Einstellen einer Zusatzübersetzung für ein Getriebe gemäß den Hauptansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Against this background, the present invention provides an improved expansion stage for a transmission, an improved transmission, and an improved powertrain for a vehicle, as well as an improved method of adjusting an additional ratio for a transmission according to the main claims. Advantageous embodiments will become apparent from the dependent claims and the description below.
Eine Erweiterungsstufe auch Umsetzungssatz genannt, kann verwendet werden, um ein Getriebe, beispielsweise ein Automatgetriebe, mit einer Zusatzübersetzungsfunktionalität auszustatten. Der Einsatz einer solchen Erweiterungsstufe bietet sich beispielsweise bei Sonderanwendungen im Off-Highway-Bereich, wie z. B. Bahn oder Militär an. Bei solchen Sonderanwendungen können teilweise Antriebssysteme von Straßenfahrzeugen eingesetzt werden, um die Kosten durch Stückzahleffekte zu minimieren. Für Anwendungen im hohen Leistungsbereich können bei Bahn- und Militäranwendungen Busgetriebe eingesetzt werden. Da diese Seriengetriebe speziell an die Busanforderungen angepasst sind, weisen sie meist nur einen Rückwärtsgang auf und haben für manche Sonderfahrzeuge eine zu geringe Spreizung. Unter Verwendung einer Erweiterungsstufe können Getriebe für Standardanwendungen so ausgestattet werden, das beispielsweise für die Bahn vorwärts wie rückwärts die gleiche Anzahl an Gängen zur Verfügung gestellt werden können und beispielsweise für militärische und zivile Sonderanwendungen im steilen Gelände zusätzliche Kriechgänge mit hoher Übersetzung zur Verfügung gestellt werden können. An extension stage, also called a conversion kit, can be used to provide a transmission, for example an automatic transmission, with additional transmission functionality. The use of such an expansion stage is, for example, in special applications in the off-highway area, such. B. railway or military. For such special applications, road vehicle propulsion systems can be used in part to minimize the costs associated with piece-rate effects. For high power applications, bus transmissions can be used in railway and military applications. Since these standard transmissions are specially adapted to the bus requirements, they usually only have a reverse gear and have too little spread for some special vehicles. Using an expansion stage, gearboxes for standard applications can be equipped to provide, for example, the same number of gears for the web forwards and backwards and, for example, provide additional creeper ratios with high gear ratios for military and civilian special applications on steep terrain ,
Unter Verwendung der Erweiterungsstufe lässt sich vorteilhafterweise eine Erweiterung eines Großseriengetriebes um eine zusätzliche Übersetzungsstufe realisieren, die die Anforderung einer oder mehrerer Sonderanwendungen im Off-Highway-Bereich, beispielsweise sowohl die Anforderung von Bahn und Militär oder nur die Anforderung der Bahn erfüllt. Die Erweiterungsstufe kann in Form einer Erweiterungsstufe direkt in ein Getriebe für eine Standardanwendung integriert werden oder separat als eigene Getriebeeinheit ausgeführt sein. Advantageously, using the expansion stage, extension of a high-volume transmission can be realized by an additional gear stage that meets the requirement of one or more off-highway applications, for example, both rail and military requirements or only the requirement of the train. The expansion stage can be integrated directly into a gearbox for a standard application in the form of an expansion stage or can be designed separately as a separate gear unit.
Eignet sich die Erweiterungsstufe zur Realisierung unterschiedlicher Zusatzübersetzungsfunktionalitäten, so kann darauf verzichtet werden, für jede einzelne Anwendung, die eine der unterschiedlichen Zusatzübersetzungsfunktionalitäten benötigt, eine spezielle Getriebeeinheit zur Erweiterung eines Seriengetriebes bereitzustellen. Auf diese Weise können der Entwicklungsaufwand und die Entwicklungskosten reduziert werden. If the expansion stage is suitable for the implementation of different additional translation functionalities, then it can be dispensed with to provide a special transmission unit for expanding a series transmission for each individual application that requires one of the different auxiliary translation functionalities. In this way, the development effort and the development costs can be reduced.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Erweiterungsstufe als Wendestufe oder Wendeeinheit, beispielsweise zur Anwendung bei der Bahn verwendet werden. Die Funktionalität einer Wendeeinheit kann in ein Hauptgetriebe integriert werden. Auf diese Weise kann ein Getriebe realisiert werden, das die Funktionalität der Wendeeinheit und die Funktionalität des Hauptgetriebes umfasst. Der Ansatz kann beispielsweise zur Integration einer Wendeeinheit in Automatgetriebe eingesetzt werden. Durch die Wendeeinheit können beispielsweise ursprünglich als Vorwärtsgänge vorgesehen Gänge eines Schaltsatzes zu gleichwertigen Rückwertsgängen umgesetzt werden. Somit können zwei gleichwertige Fahrtrichtungen bereitgestellt werden. According to one embodiment, the extension stage can be used as a turning stage or turning unit, for example for use with the web. The functionality of a turning unit can be integrated into a main gearbox. In this way, a transmission can be realized, which includes the functionality of the turning unit and the functionality of the main transmission. The approach can be used for example for integrating a turning unit in automatic transmission. By turning unit, for example, originally provided as forward gears gears of a shift set can be converted to equivalent Rückwertsgängen. Thus, two equivalent directions of travel can be provided.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann durch die Erweiterungsstufe zusätzlich oder alternativ ein Kriechgang realisiert werden, der eine Übersetzung aufweist, die über eine von dem Hauptgetriebe maximal bereitstellbare Übersetzung hinausgeht. According to a further embodiment, a creep speed can additionally or alternatively be realized by the extension stage, which has a translation that goes beyond a maximum of the main transmission can be provided translation.
Eine Erweiterungsstufe für ein Getriebe, insbesondere für ein Automatgetriebe für ein Fahrzeug ist dadurch gekennzeichnet, dass die Erweiterungsstufe in Planetenbauweise mit zumindest einem Planetengetriebe ausgeführt ist, einen Antrieb und einen Abtrieb aufweist und ausgebildet ist, um wahlweise eine direkte Kopplung zwischen dem Antrieb und dem Abtrieb, eine Drehrichtungsumkehr zwischen einer Drehrichtung des Antriebs und einer Drehrichtung des Abtriebs oder eine Drehzahländerung zwischen einer Drehzahl des Antriebs und einer Drehzahl des Abtriebs zu bewirken. An extension stage for a transmission, in particular for an automatic transmission for a vehicle is characterized in that the expansion stage is designed in planetary design with at least one planetary gear, a drive and an output and is designed to selectively direct coupling between the drive and the output to effect a rotation reversal between a direction of rotation of the drive and a direction of rotation of the output or a speed change between a speed of the drive and a speed of the output.
Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein Kraftfahrzeug, beispielsweise um ein Schienenfahrzeug, wie eine Lokomotive oder ein Triebfahrzeug, ein Motorschiff, ein Gerät zur landwirtschaftlichen Hangbearbeitung, ein Förderzeug oder eine Sonderanwendung im militärischen Bereich handeln. Das Getriebe kann somit auch für Bahnanwendungen verwendet werden. Gemäß einer Ausführungsform kann es sich bei bei dem Fahrzeug um ein Fahrzeug mit zwei gleichwertigen Fahrtrichtungen handeln. Unter gleichwertigen Fahrtrichtungen kann verstanden werden, das für die Fahrtrichtung vorwärts und die Fahrtrichtung rückwärts die gleiche Anzahl an Gängen zur Verfügung stehen. Dadurch kann in beiden Fahrtrichtungen die gleiche Fahrgeschwindigkeit erreicht werden. Gemäß einer Ausführungsform kann es sich bei dem Fahrzeug um ein Fahrzeug für militärische oder zivile Sonderanwendungen handeln, das einen zusätzlichen Kriechgang mit hoher Übersetzung benötigt. The vehicle may be a motor vehicle, for example a rail vehicle, such as a locomotive or a locomotive, a motor ship, a device for agricultural slope processing, a truck or a special application in the military sector act. The gear can thus also be used for railway applications. According to one embodiment, the vehicle may be a vehicle having two equivalent directions of travel. Under equivalent directions can be understood that for the forward direction and the direction of travel backwards the same number of gears are available. As a result, the same driving speed can be achieved in both directions of travel. In one embodiment, the vehicle may be a special purpose military or civil vehicle requiring additional high ratio creeper.
Bei dem Getriebe kann es sich um ein aus mehreren Planetenradsätzen aufgebautes Hauptgetriebe, beispielsweise ein Automatgetriebe, ein Stufenradgetriebe oder ein Stufenautomatgetriebe handeln. The transmission may be a main transmission composed of a plurality of planetary gear sets, for example an automatic transmission, a stepped gear or a stepped automatic transmission.
Der Antrieb kann eine Schnittstelle zu einem Motor des Fahrzeugs, beispielsweise einem Verbrennungsmotor oder einem Elektromotor repräsentieren. Der Abtrieb kann eine Schnittstelle zu einem Antriebsrad oder einem Achsgetriebe des Fahrzeugs repräsentieren. Der Antrieb und der Abtrieb können über die Erweiterungsstufe miteinander gekoppelt sein. Gemäß einer Ausführungsform können der Antrieb und der Abtrieb in ihrer Funktion vertauscht sein, sodass der Antrieb als Abtrieb und der Abtrieb als Antrieb fungieren. The drive may represent an interface to an engine of the vehicle, such as an internal combustion engine or an electric motor. The output may represent an interface to a drive wheel or a transaxle of the vehicle. The drive and the output can be coupled with each other via the expansion stage. According to one embodiment, the drive and the output may be reversed in their function, so that the drive act as output and the output as drive.
Die Erweiterungsstufe kann einen ersten Schaltzustand aufweisen, in dem der Antrieb und der Abtrieb direkt, ohne Drehrichtungsumkehr oder Drehzahländerung gekoppelt sind. In einem zweiten Schaltzustand kann ein zwischen Antrieb und Abtrieb zu übertragendes Drehmoment über einen über das zumindest eine Planetengetriebe der Erweiterungsstufe verlaufenden Leistungspfad zwischen dem Antrieb und dem Abtrieb übertragen werden. Zum Schalten zwischen dem ersten und dem zweiten Schaltzustand kann die Erweiterungsstufe zumindest ein Schaltelement aufweisen. Unter einem Schaltelement kann je nach Ausführungsform beispielsweise eine Kupplung oder eine Bremse verstanden werden. Ein Schaltelement kann auch die Funktionalität einer Kupplung und einer Bremse vereinen. Ein Schaltelement kann als ein kraftschlüssiges, als ein reibschlüssiges oder als ein formschlüssiges Schaltelement ausgeführt sein. Es können Schaltelemente unterschiedlicher Art eingesetzt werden. Werden nur kraftschlüssige Schaltelemente eingesetzt, so kann die Schaltung im Stillstand des Getriebes erfolgen. Ein Schaltelement kann beispielsweise hydraulisch, elektro-magnetisch, elektro-mechanisch oder pneumatisch angesteuert werden. Die Erweiterungsstufe kann eine Mehrzahl an Getriebeelementen, beispielsweise Wellen oder Zahnräder aufweisen, die gesteuert durch ein Schaltelement in unterschiedlichen Verschaltungen miteinander verschaltet werden können. The expansion stage may have a first switching state in which the drive and the output are coupled directly, without reverse rotation or speed change. In a second switching state, a torque to be transmitted between the drive and the output can be transmitted via a power path between the drive and the output running over the at least one planetary gear of the expansion stage. For switching between the first and the second switching state, the expansion stage can have at least one switching element. Under a switching element can be understood depending on the embodiment, for example, a clutch or a brake. A switching element can also combine the functionality of a clutch and a brake. A switching element can be designed as a frictional, as a frictional or as a form-locking switching element. It can be used switching elements of different types. If only non-positive switching elements are used, then the circuit can be done at standstill of the transmission. A switching element can be controlled, for example, hydraulically, electro-magnetically, electro-mechanically or pneumatically. The expansion stage can have a plurality of gear elements, for example shafts or gears, which can be interconnected under the control of a switching element in different interconnections.
Durch die Drehrichtungsumkehr kann bewirkt werden, dass sich die Drehrichtung des Abtriebs umkehrt, während die Drehrichtung des Antriebs unverändert bleibt. Je nach Verschaltung eines Schaltelements oder einer Mehrzahl für die Funktionalität der Drehrichtungsumkehr eingesetzten Schaltelementen kann sich der Abtrieb somit entweder in derselben Drehrichtung wie der Antrieb drehen oder aber in entgegengesetzter Drehrichtung. Somit kann die Funktionalität einer Wendestufe, auch als Wendegetriebe oder Wendeeinheit bezeichnet, realisiert werden. Die Drehrichtungsumkehr kann zur Umsteuerung der Fahrtrichtung des Fahrzeugs dienen, beispielsweise um bei gleich drehendem Motor sowohl eine Vorwärtsfahrt als auch eine Rückwärtsfahrt ermöglichen zu können. Je nach Ausführung des Getriebes kann das oder können die für die Funktionalität der Drehrichtungsumkehr eingesetzten Schaltelemente unabhängig von oder in Verbindung mit den für die Funktionalität des Einstellens der Mehrzahl von Drehzahlverhältnissen eingesetzten Schaltelementen des Getriebes geschaltet werden. The reversal of the direction of rotation can cause the direction of rotation of the output to reverse while the direction of rotation of the drive remains unchanged. Depending on the interconnection of a switching element or a plurality of switching elements used for the functionality of the direction of rotation reversal, the output can thus rotate either in the same direction as the drive or in the opposite direction of rotation. Thus, the functionality of a turning stage, also referred to as a reversing gear or turning unit, can be realized. The direction reversal can be used to redirect the direction of travel of the vehicle, for example, to allow for the same rotating engine both a forward and a reverse. Depending on the design of the transmission, the or the switching elements used for the functionality of the direction of rotation reversal can be switched independently of or in conjunction with the switching elements of the transmission used for the functionality of setting the plurality of speed ratios.
Durch die Drehzahländerung kann eine Zusatzübersetzung eingestellt werden, die zusätzlich zu der Übersetzung wirkt, auf die das Getriebe aktuell eingestellt ist. Eine Gesamtübersetzung des Getriebes kann sich damit aus der Summe der von dem Getriebe und der Erweiterungsstufe bereitgestellten Übersetzungen ergeben. Vorteilhafterweise kann durch die Erweiterungsstufe somit ein Kriechgang realisiert werden, der eine Übersetzung aufweist, die über eine von dem Getriebe maximal bereitstellbare Übersetzung hinausgeht. Due to the speed change, an additional ratio can be set, which acts in addition to the ratio to which the transmission is currently set. A total ratio of the transmission can thus result from the sum of the provided by the transmission and the extension stage translations. Advantageously, a creep speed can thus be realized by the expansion stage, which has a translation that goes beyond a maximum of the transmission gearable translation.
Bei der direkten Kopplung zwischen dem Antrieb und dem Abtrieb können bei Betrieb der Erweiterungsstufe die Drehrichtung und die Drehzahl des Antriebs einer Drehrichtung und einer Drehzahl des Abtriebs entsprechen. In the case of direct coupling between the drive and the output, when the expansion stage is in operation, the direction of rotation and the speed of the drive can correspond to a direction of rotation and a speed of the output.
Somit kann gemäß einer Ausführungsform zwischen der direkten Kopplung zwischen dem Antrieb und dem Abtrieb und zwischen der Drehrichtungsumkehr zwischen einer Drehrichtung des Antriebs und einer Drehrichtung des Abtriebs gewählt werden. Thus, according to one embodiment, between the direct coupling between the drive and the output and between the direction of rotation reversal between a direction of rotation of the drive and a direction of rotation of the output can be selected.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann zwischen der direkten Kopplung zwischen dem Antrieb und dem Abtrieb und der Drehzahländerung zwischen einer Drehzahl des Antriebs und einer Drehzahl des Abtriebs gewählt werden. According to another embodiment, between the direct coupling between the drive and the output and the Speed change between a speed of the drive and a speed of the output can be selected.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann zwischen der direkten Kopplung, der Drehrichtungsumkehr und der Drehzahländerung gewählt werden. According to a further embodiment, it is possible to choose between the direct coupling, the direction of rotation reversal and the speed change.
Eine Erweiterungsstufe in Planetenbauweise weist mehrere Vorteile auf. So kann der gleiche Radsatz für die Funktionalität der Drehrichtungsumkehr und der Funktionalität der Drehzahländerung eingesetzt werden. Zum Wechsel zwischen den Funktionalitäten ist es lediglich erforderlich, die Anbindungen von Sonnenrad bzw. Hohlrad und Steg eines Planetengetriebes der Erweiterungsstufe zu ändern. Zudem kann für beide Funktionalitäten das gleiche Gehäuse eingesetzt werden. Dadurch ergibt sich eine hohe Zahl von Gleichteilen zur Realisierung der beiden Funktionalitäten. Dies ist zudem mit einer einfachen Bauweise verbunden. Ein sehr guter Verzahnungswirkungsgrad ergibt sich im Direktgang bei antriebseitiger oder abtriebseitiger Anordnung eines die Funktionalitäten betreffenden Schaltelements. Dies kann beispielsweise für die Bahn beim Vorwärtsgang und beim Militär oder einer vergleichbaren Anwendung, die eine Zusatzübersetzung beispielsweise für einen Kriechgang benötigt, für den Normalgang genutzt werden. Ferner wird ein koaxialer Abtrieb ermöglicht. An expansion stage in planetary construction has several advantages. Thus, the same wheelset for the functionality of the reversal of direction and the functionality of the speed change can be used. To change between the functionalities, it is only necessary to change the connections of sun gear or ring gear and bridge of a planetary gear of the expansion stage. In addition, the same housing can be used for both functions. This results in a high number of identical parts for the realization of the two functionalities. This is also associated with a simple design. A very good toothing efficiency results in the direct gear at the drive-side or output-side arrangement of a functional element switching element. This can be used, for example, for the web in forward gear and the military or a comparable application that requires an additional translation, for example, for a creeper, for the normal gear. Furthermore, a coaxial output is made possible.
Die Erweiterungsstufe kann ein Schaltelement und ein Gehäuse für das Planetengetriebe aufweisen. Dabei kann das Planetengetriebe ein Sonnenrad, ein erstes Planetenrad und ein verdrehfest mit dem ersten Planetenrad verbundenes zweites Planetenrad, einen die Planetenräder lagernden Steg und ein Hohlrad aufweisen. Der Antrieb kann verdrehfest mit dem Sonnenrad verbunden sein, das Sonnenrad kann mit dem ersten Planetenrad kämmen und das zweite Planetenrad kann mit dem Hohlrad kämmen. Das Gehäuse kann eine Feststelleinrichtung aufweisen, die ausgebildet ist, um wahlweise zur Bewirkung der Drehrichtungsumkehr ein Feststellen des Steges oder zur Bewirkung der Drehzahländerung ein Feststellen des Hohlrads gegenüber dem Gehäuse zu ermöglichen. Das Schaltelement kann ausgebildet ist, um zur Bewirkung der Drehrichtungsumkehr oder zur Bewirkung der Drehzahländerung eine über das Planetengetriebe verlaufende Triebverbindung zwischen dem Antrieb und dem Abtrieb herzustellen und ausgebildet sein, um zur Bewirkung der direkten Kopplung eine das Planetengetriebe umgehende direkte Triebverbindung zwischen dem Antrieb und dem Abtrieb herzustellen. Die Feststelleinrichtung ermöglicht es, ein und dasselbe Getriebe für eine Erweiterungsstufe zur Bewirkung der Drehrichtungsumkehr oder für eine Erweiterungsstufe zur Bewirkung der Drehzahländerung zu verwenden. The expansion stage may include a switching element and a housing for the planetary gear. In this case, the planetary gear can have a sun gear, a first planetary gear and a second planet gear rotationally connected to the first planet gear, a web supporting the planetary gears, and a ring gear. The drive may be rotationally connected to the sun gear, the sun gear may mesh with the first planet gear, and the second planet gear may mesh with the ring gear. The housing may include a locking device which is adapted to selectively cause a locking of the web or to effect the speed change, a locking of the ring gear relative to the housing to effect the direction of rotation reversal. The switching element may be configured to produce a drive connection between the drive and the output running through the planetary gear to effect the reversal of the direction of rotation or to effect the speed change, and to effect a direct drive connection between the drive and the planetary gear to effect the direct coupling Produce downforce. The locking device makes it possible to use one and the same gearbox for an expansion stage for effecting the reversal of rotation direction or for an expansion stage for effecting the speed change.
Beispielsweise kann die Feststelleinrichtung zumindest eine innerhalb des Gehäuses angeordnete Aussparung zur Aufnahme zumindest eines Verbindungselements zum Feststellen des Steges oder des Hohlrads gegenüber dem Gehäuse aufweisen. Eine Aussparung kann beispielsweise ein Durchgangsloch oder ein Sackloch sein. Das Verbindungselement kann beispielsweise ein Stift oder eine Schraube sein. Generell können zur Realisierung der Feststelleinrichtung beliebige geeignete Elemente verwendet werden. Wenn in dem Gehäuse eine Erweiterungsstufe zur Bewirkung der Drehrichtungsumkehr angeordnet wird, so kann unter Verwendung der Feststelleinrichtung der Steg gegenüber dem Gehäuse fixiert werden. Wenn in dem Gehäuse eine Erweiterungsstufe zur Bewirkung der Drehzahländerung angeordnet wird, so kann unter Verwendung der Feststelleinrichtung das Hohlrad gegenüber dem Gehäuse fixiert werden. For example, the locking device may have at least one recess disposed within the housing for receiving at least one connecting element for locking the web or the ring gear relative to the housing. A recess may for example be a through hole or a blind hole. The connecting element may for example be a pin or a screw. In general, any suitable elements can be used to realize the locking device. If an extension stage for effecting the reversal of rotation is arranged in the housing, then the web can be fixed with respect to the housing using the locking device. If an expansion stage for effecting the speed change is arranged in the housing, the ring gear can be fixed relative to the housing using the locking device.
Beispielsweise kann die Feststelleinrichtung zusätzlich oder alternativ zumindest eine an dem Gehäuse angeordnete Mitnahmeverzahnung umfassen. Beispielsweise kann in einem Gehäuse, in dem eine Erweiterungsstufe zur Bewirkung der Drehrichtungsumkehr angeordnet ist, eine Mitnahmeverzahnung angeordnet sein, durch die der Steg gegenüber dem Gehäuse fixiert wird. Wenn in dem Gehäuse eine Erweiterungsstufe zur Bewirkung der Drehzahländerung angeordnet ist, so kann dagegen eine Mitnahmeverzahnung in dem Gehäuse angeordnet sein, die in das Hohlrad eingreift, um das Hohlrad gegenüber dem Gehäuse zu fixieren. For example, the locking device additionally or alternatively comprise at least one arranged on the housing driving teeth. For example, in a housing in which an extension stage is arranged to effect the reversal of rotation, a driving toothing can be arranged by which the web is fixed relative to the housing. If an extension stage for effecting the speed change is arranged in the housing, then, on the other hand, a driving toothing can be arranged in the housing, which engages in the ring gear in order to fix the ring gear relative to the housing.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Schaltelement ausgebildet sein, um zur Bewirkung der Drehrichtungsumkehr den Abtrieb verdrehfest mit dem Hohlrad und zur Bewirkung der Drehzahländerung den Abtrieb verdrehfest mit dem Steg zu verbinden. Auf diese Weise kann unter Verwendung des Schaltelements eine von zwei möglichen Funktionalitäten der Erweiterungsstufe ausgewählt werden. According to one embodiment, the switching element may be designed to rotationally fixed to the effect of reversing the output to connect the output with the ring gear and to effect the speed change the output rotationally fixed to the web. In this way, one of two possible functionalities of the expansion stage can be selected using the switching element.
Gemäß einer Ausführungsform kann der Abtrieb zur Bewirkung der Drehrichtungsumkehr verdrehfest mit dem Hohlrad und zur Bewirkung der Drehzahländerung verdrehfest mit dem Steg verbunden sein. Das Schaltelement kann ausgebildet sein, um zur Bewirkung der Drehrichtungsumkehr oder der Drehzahländerung den Antrieb verdrehfest mit dem Sonnenrad zu verbinden. Auf diese Weise kann unter Verwendung des Schaltelements eine von zwei möglichen Funktionalitäten der Erweiterungsstufe ausgewählt werden. According to one embodiment, the output for effecting the reversal of rotational direction can be rotationally connected to the ring gear and rotationally connected to the web for effecting the speed change. The switching element may be configured to rotationally connect the drive with the sun gear to effect the reversal of the direction of rotation or the speed change. In this way, one of two possible functionalities of the expansion stage can be selected using the switching element.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Erweiterungsstufe ein Schaltelement und ein Gehäuse für das Planetengetriebe aufweisen. Dabei kann das Planetengetriebe ein Sonnenrad, ein erstes Planetenrad und ein verdrehfest mit dem ersten Planetenrad verbundenes zweites Planetenrad, einen die Planetenräder lagernden Steg und ein Hohlrad aufweist, wobei das Sonnenrad mit dem ersten Planetenrad kämmt und das zweite Planetenrad mit dem Hohlrad kämmen kann. Das Gehäuse kann eine Aufnahme für ein Schaltelement aufweisen, das ausgebildet sein kann, um zur Bewirkung der Drehrichtungsumkehr den Steg verdrehfest mit dem Gehäuse zu verbinden und zur Bewirkung der direkten Kopplung den Antrieb verdrehfest mit dem Steg zu verbinden, und eine weitere Aufnahme für ein weiteres Schaltelement aufweisen, das ausgebildet sein kann, um zur Bewirkung der Drehzahländerung das Hohlrad verdrehfest mit dem Gehäuse zu verbinden und zur Bewirkung der direkten Kopplung den Abtrieb verdrehfest mit dem Hohlrad zu verbinden. According to an embodiment, the expansion stage may comprise a switching element and a housing for the planetary gear. In this case, the planetary gear, a sun gear, a first planetary gear and a rotationally fixed to the first Planet gear connected second planetary gear, a planetary gear overlapping web and a ring gear, wherein the sun gear meshes with the first planetary gear and the second planetary gear can mesh with the ring gear. The housing may include a receptacle for a switching element that may be configured to rotationally connect the web to effect the direction of rotation reversal to the housing and to effect the direct coupling to rotationally connect the drive to the web and another receptacle for another Have switching element, which can be designed to rotate to cause the speed change, the ring gear to connect with the housing and to effect the direct coupling to connect the output rotationally fixed to the ring gear.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Erweiterungsstufe ein Schaltelement, ein weiteres Schaltelement und ein Gehäuse für das Planetengetriebe aufweisen. Dabei kann das Planetengetriebe ein Sonnenrad, ein erstes Planetenrad und ein verdrehfest mit dem ersten Planetenrad verbundenes zweites Planetenrad, einen die Planetenräder lagernden Steg und ein Hohlrad aufweisen. Der Antrieb kann verdrehfest mit dem Sonnenrad verbunden sein, das Sonnenrad kann mit dem ersten Planetenrad kämmen und das zweite Planetenrad kann mit dem Hohlrad kämmen. Dabei kann das Schaltelement ausgebildet sein, um zur Bewirkung der Drehrichtungsumkehr den Steg verdrehfest mit dem Gehäuse zu verbinden und zur Bewirkung der Drehzahländerung das Hohlrad verdrehfest mit dem Gehäuse zu verbinden. Das weitere Schaltelement kann ausgebildet sein, um zur Bewirkung der Drehrichtungsumkehr den Abtrieb verdrehfest mit dem Hohlrad zu verbinden und zur Bewirkung der Drehzahländerung den Abtrieb verdrehfest mit dem Steg zu verbinden. Auf diese Weise kann durch Ansteuerung des Schaltelements und des weiteren Schaltelements zwischen den Funktionalitäten der Drehrichtungsumkehr und der Drehzahländerung umgeschaltet werden. According to one embodiment, the expansion stage may comprise a switching element, another switching element and a housing for the planetary gear. In this case, the planetary gear can have a sun gear, a first planetary gear and a second planet gear rotationally connected to the first planet gear, a web supporting the planetary gears, and a ring gear. The drive may be rotationally connected to the sun gear, the sun gear may mesh with the first planet gear, and the second planet gear may mesh with the ring gear. In this case, the switching element may be formed to rotationally connect the bridge to effect the reversal of rotation with the housing and to effect the rotation speed change the ring gear rotationally connected to the housing. The further switching element can be designed to rotationally connect the output to effect the reversal of rotation with the ring gear and to effect the rotational speed change to connect the output rotationally fixed to the web. In this way, can be switched by driving the switching element and the other switching element between the functionalities of the reversal direction and the speed change.
Dabei kann das Schaltelement ausgebildet sein, um zur Bewirkung der direkten Kopplung den Steg verdrehfest mit dem Hohlrad zu verbinden. Dadurch kann das Planetengetriebe geblockt werden. Alternativ oder zusätzlich kann das weitere Schaltelement ausgebildet sein, um zur Bewirkung der direkten Kopplung den Abtrieb verdrehfest mit dem Steg und/oder mit dem Hohlrad zu verbinden. Es bestehen also unterschiedliche Möglichkeiten zur Realisierung der direkten Kopplung, also eines Direktganges. In this case, the switching element may be designed to connect the web rotationally fixed to the effect of the direct coupling with the ring gear. As a result, the planetary gear can be blocked. Alternatively or additionally, the further switching element may be designed to connect the output rotationally fixed to the web and / or with the ring gear to effect the direct coupling. So there are different ways to realize the direct coupling, ie a direct gear.
Ein Getriebe für ein Fahrzeug mit einer Antriebswelle und einer Abtriebswelle, mit einem aus einer Mehrzahl von Planetenradsätzen aufgebauten Automatgetriebe zum schaltbaren Einstellen einer Mehrzahl von Drehzahlverhältnissen zwischen einer Drehzahl der Antriebswelle und einer Drehzahl der Abtriebswelle ist dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe eine Erweiterungsstufe gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche aufweist, die in einer Triebverbindung zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle zu dem Automatgetriebe in Reihe geschaltet ist. A transmission for a vehicle having a drive shaft and an output shaft with an automatic transmission constructed of a plurality of planetary gear sets for switchably setting a plurality of speed ratios between a rotational speed of the drive shaft and a rotational speed of the output shaft is characterized in that the transmission has an expansion stage according to any one of preceding claims, which is connected in a drive connection between the drive shaft and the output shaft to the automatic transmission in series.
Das Getriebe kann somit die Triebverbindung zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle herstellen. Wird im Betrieb des Getriebes ein Drehmoment zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle übertragen, so können sich das Automatgetriebe und die Erweiterungsstufe aufgrund der Reihenschaltung gemeinsam im Kraftfluss zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle befinden. Ein Leistungsfluss durch das Getriebe kann somit sowohl durch das Automatgetriebe als auch durch die Erweiterungsstufe erfolgen. Somit kann die Zusatzübersetzung der Erweiterungsstufe ergänzend auf jedes Drehzahlverhältnis der Mehrzahl von Drehzahlverhältnissen einwirken, das von dem Automatgetriebe bereitgestellt wird. The transmission can thus produce the drive connection between the drive shaft and the output shaft. If a torque is transmitted between the drive shaft and the output shaft during operation of the transmission, then the automatic transmission and the expansion stage can be located jointly in the power flow between the drive shaft and the output shaft due to the series connection. A power flow through the transmission can thus be carried out both by the automatic transmission and by the expansion stage. Thus, the additional ratio of the expansion stage can additionally act on each speed ratio of the plurality of speed ratios provided by the automatic transmission.
Ein solches Getriebe kann ein Getriebegehäuse aufweisen, in dem das Automatgetriebe und die Erweiterungsstufe gemeinsam angeordnet sind. Vorteilhafterweise kann sich ein solches integriertes Getriebe, das eine in einem gemeinsamen Getriebegehäuse angeordnete Kombination aus einem Hauptgetriebe, beispielsweise einem Automatgetriebe und einer Erweiterungsstufe aufweist, durch einen geringen Bauaufwand und damit geringe Herstellungskosten sowie durch eine kompakte Bauweise und damit einen geringen Bedarf an Bauraum auszeichnen. Zudem kann ein koaxialer Aufbau realisiert werden. Für die zusammengefassten Funktionalitäten des Getriebes kann ein gemeinsamer Ölhaushalt ausreichend sein. Zudem kann sich für eine Ausführungsform, in der die Erweiterungsstufe als Block umläuft, ein sehr guter Verzahnungswirkungsgrad ergeben. Auch kann das gesamte Getriebe von einem einzigen Getriebegehäuse umschlossen werden. Indem die Funktionalität der Erweiterungsstufe nicht durch ein separates Wendegetriebe oder eine separate Übersetzungsstufe realisiert wird, können ein großer Bauaufwand und ein hohes Gewicht vermieden werden. Zudem sind kein separates Gehäuse, kein separater Getriebesteller und kein separater Ölhaushalt für das Hauptgetriebe und die Erweiterungsstufe erforderlich. Alternativ können die Erweiterungsstufe und das Automatgetriebe in separaten Gehäusen angeordnet sein. Such a transmission may have a transmission housing in which the automatic transmission and the expansion stage are arranged together. Advantageously, such an integrated transmission, which has a arranged in a common transmission housing combination of a main transmission, such as an automatic transmission and an extension stage, characterized by a low construction cost and thus low production costs and by a compact design and thus a low demand for space. In addition, a coaxial structure can be realized. For the combined functionalities of the transmission, a common oil budget may be sufficient. In addition, for an embodiment in which the expansion stage rotates as a block, a very good gearing efficiency may result. Also, the entire transmission can be enclosed by a single gear housing. By not implementing the functionality of the extension stage by a separate reverse gear or a separate gear ratio, a large construction cost and a high weight can be avoided. In addition, no separate housing, no separate gearbox and no separate oil budget for the main gearbox and the expansion stage are required. Alternatively, the extension stage and the automatic transmission can be arranged in separate housings.
Somit können die Schaltelemente sowohl des Automatgetriebes als auch der Erweiterungsstufe von dem Getriebegehäuse umschlossen oder von dem Getriebegehäuse gelagert werden. Das Getriebegehäuse kann somit auch als eine Trägerstruktur des Getriebes dienen. Das Getriebegehäuse kann die Getriebeelemente, beispielsweise Wellen, Zahnräder und Schaltelemente sowohl des Automatgetriebes als auch der Erweiterungsstufe des Getriebes vollständig oder zumindest teilweise umschließen. Das Getriebegehäuse kann einen zusammenhängenden Gehäuseraum umschließen, in dem die Getriebeelemente gemeinsam angeordnet sind. Insbesondere kann ein dem Automatgetriebe zugeordneter Teil des Innenraums des Getriebegehäuses ohne Trennwand in einen der Erweiterungsstufe zugeordneten Teil des Innenraums übergehen. Somit kann auf zwei separate Gehäuse für das Automatgetriebe und die Erweiterungsstufe verzichtet werden. Das Automatgetriebe und die Erweiterungsstufe können somit jeweils gehäuselos innerhalb des Getriebegehäuses angeordnet sein. Dies kann sowohl zu einer Kostenersparnis als auch zu einer Reduzierung des Bauraums des Getriebes führen. Thus, the switching elements of both the automatic transmission and the expansion stage can be enclosed by the transmission housing or stored by the transmission housing. The gear housing can thus also serve as a support structure of the transmission. The gear housing may be the transmission elements, such as shafts, To completely or at least partially enclose gears and shifting elements of both the automatic transmission and the extension stage of the transmission. The transmission housing may enclose a continuous housing space in which the transmission elements are arranged together. In particular, a portion of the interior of the transmission housing assigned to the automatic transmission without a dividing wall can transition into a part of the interior assigned to the expansion stage. Thus can be dispensed with two separate housing for the automatic transmission and the expansion stage. The automatic transmission and the expansion stage can thus be arranged without housing within the gear housing. This can lead both to a cost savings and to a reduction in the installation space of the transmission.
Ein Antriebsstrang für ein Fahrzeug ist dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsstrang ein genanntes Getriebe und ein Achsgetriebe aufweist, wobei die Antriebswelle des Getriebes eine Schnittstelle zu einem Antriebsmotor des Fahrzeugs repräsentiert und die Abtriebswelle des Getriebes mit dem Achsgetriebe verbunden ist. Somit kann das beschriebene Getriebe vorteilhaft für einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs verwendet werden. A drive train for a vehicle is characterized in that the drive train comprises a named transmission and a final drive, wherein the drive shaft of the transmission represents an interface to a drive motor of the vehicle and the output shaft of the transmission is connected to the axle drive. Thus, the described transmission can be advantageously used for a drive train of a vehicle.
Ein Verfahren zum Einstellen einer Zusatzübersetzung für ein Getriebe, insbesondere für ein Automatgetriebe für ein Fahrzeug unter Verwendung einer Erweiterungsstufe, die einen Antrieb, einen Abtrieb und zumindest ein Schaltelement zum schaltbaren Einstellen einer Funktionalität einer direkten Kopplung zwischen dem Antrieb und dem Abtrieb, einer Funktionalität einer Drehrichtungsumkehr zwischen einer Drehrichtung des Antriebs und einer Funktionalität einer Drehrichtung des Abtriebs oder einer Drehzahländerung zwischen einer Drehzahl des Antriebs und einer Drehzahl des Abtriebs aufweist, ist dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende Schritte umfasst:
Schalten des zumindest einen Schaltelements, um zwischen der Funktionalität der Drehrichtungsumkehr oder der Funktionalität der Drehzahländerung zu wählen; und
Schalten des zumindest einen Schaltelements, um die ausgewählte oder auswählbare Funktionalität der Drehrichtungsumkehr oder Funktionalität der Drehzahländerung zu aktivieren oder zu deaktivieren. A method of adjusting an auxiliary ratio for a transmission, in particular for an automatic transmission for a vehicle using an expansion stage, comprising a drive, an output and at least one switching element for switchably setting a functionality of a direct coupling between the drive and the output, a functionality of a Direction of rotation reversal between a direction of rotation of the drive and a functionality of a direction of rotation of the output or a speed change between a rotational speed of the drive and a rotational speed of the output, characterized in that the method comprises the steps of:
Switching the at least one switching element to choose between reversing direction functionality or rotational speed change functionality; and
Switching the at least one switching element to enable or disable the selected or selectable functionality of the reversal direction or functionality of the speed change.
Die Schritte eines Verfahrens können von geeigneten Einrichtungen einer Getriebesteuerung eines Getriebes oder einer Erweiterungsstufe ausgeführt werden. Somit kann das zumindest eine Schaltelement während des Betriebs oder während einer Betriebsbereitschaft der Erweiterungsstufe geschaltet werden. Auch kann das Schaltelement ein manuell betätigbares Schaltelement sein, sodass die Funktionalität der Erweiterungsstufe beispielsweise bei einer Montage des Umsetzungssatzes einmalig eingestellt werden kann und während des Betriebs des Umsetzungssatzes dauerhaft beibehalten werden kann. The steps of a method may be performed by suitable means of transmission control of a transmission or an extension stage. Thus, the at least one switching element can be switched during operation or during operational readiness of the expansion stage. Also, the switching element may be a manually operable switching element, so that the functionality of the expansion stage, for example, can be set once during assembly of the conversion set and can be permanently maintained during operation of the conversion rate.
Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen: The invention will be described by way of example with reference to the accompanying drawings. Show it:
In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird. In the following description of preferred embodiments of the present invention, the same or similar reference numerals are used for the elements shown in the various figures and similarly acting, wherein a repeated description of these elements is omitted.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Fahrzeug
Gemäß einer weiteren Ausführungsform handelt es sich bei dem Fahrzeug
Die
Anhand der
Die
Wenn das zweite Schaltelement
Die Erweiterungsstufe
So ist der Abtrieb
Wenn das erste Schaltelement
Wenn das erste Schaltelement
Die anhand der
Gemäß einer Ausführungsform sind die Übersetzungen in den Umsetzungssätzen
Die in den
Im ersten Schaltzustand, wenn das zweite Schaltelement
Im zweiten Schaltzustand, wenn das zweite Schaltelement
Im ersten Schaltzustand, wenn das zweite Schaltelement
Im zweiten Schaltzustand, wenn das zweite Schaltelement
Im ersten Schaltzustand, wenn das zweite Schaltelement
Im zweiten Schaltzustand, wenn das zweite Schaltelement
Bei den in den
Für die in den
Um für die anhand der
Ferner können die Erweiterungsstufen
Um in entsprechender Weise für die anhand der
Ferner können die Erweiterungsstufen gemäß einem Ausführungsbeispiel geeignete Schaltelemente aufweisen, die so geschaltet werden können, dass zur Bewirkung der Drehrichtungsumkehr der Abtrieb
Um in entsprechender Weise für die anhand der
Die Erweiterungsstufe
Das Schaltelement
Das weitere Schaltelement
Somit werden die anhand der
Mittels der Schaltelemente
Alternativ können die Schaltelemente
Ferner kann mittels der Schaltelemente
Bei der Drehrichtungsumkehr wird ein Drehmoment des Antriebs
Zur Bereitstellung der zusätzlichen Übersetzung, beispielsweise zur Realisierung eines Kriechgangs eines Fahrzeugs, wird ein Drehmoment des Antriebs
Durch die identische Einheit in Form der in
In einem Schritt
Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden. Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“ Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so kann dies so gelesen werden, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist. The embodiments described and shown in the figures are chosen only by way of example. Different embodiments may be combined together or in relation to individual features. Also, an embodiment can be supplemented by features of another embodiment. If an exemplary embodiment comprises a "and / or" link between a first feature and a second feature, this can be read so that the embodiment according to one embodiment, both the first feature and the second feature and according to another embodiment, either only the first Feature or only the second feature.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
- 100 100
- Fahrzeug vehicle
- 102 102
- Getriebe transmission
- 104 104
- Antriebswelle drive shaft
- 106 106
- Abtriebswelle output shaft
- 110 110
- Motor engine
- 112 112
- Achsgetriebe transaxles
- 114 114
- Antriebsachse drive axle
- 120 120
- Hauptgetriebe main gearbox
- 122 122
- Erweiterungsstufe expansion stage
- 230 230
- Getriebegehäuse gearbox
- 630 630
- Gehäuse casing
- 641 641
- Antrieb drive
- 642 642
- Abtrieb output
- 650 650
- Sonnenrad sun
- 652 652
- erstes Planetenrad first planetary gear
- 654 654
- zweites Planetenrad second planetary gear
- 656 656
- Hohlrad ring gear
- 660 660
- Steg web
- 672 672
- erstes Schaltelement first switching element
- 674 674
- zweites Schaltelement second switching element
- 11721172
- erstes Schaltelement first switching element
- 11741174
- zweites Schaltelement second switching element
- 12721272
- Schaltelement switching element
- 12741274
- weiteres Schaltelement another switching element
- 1301 1301
- Schritt des Schaltens Step of switching
- 1302 1302
- weiterer Schritt des Schaltens another step of switching
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102010039862 A1 [0003] DE 102010039862 A1 [0003]
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