DE102015016851A1 - Multi-speed transmission with nine forward gears - Google Patents
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Abstract
Erfindungsgemäß wird ein Mehrstufengetriebe vorgeschlagen, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, das zumindest konstruktiv zur Schaltung von zumindest neun Vorwärtsgetriebegängen (V1a–V9c) vorgesehen ist, mit zumindest vier wirkungsmäßig miteinander verbundenen Planetenradstufen (P1a–c, P2a–c, P3a–c, P4a–c), die jeweils ein Sonnenrad (P11a–c, P21a–c, P31a–c, P41a–c), ein Hohlrad (P13a–c, P23a–c, P33a–c, P43a–c) und einen Planetenradträger (P12a–c, P22a–c, P32a–c, P42a–c) aufweisen, mit zumindest sechs Schalteinheiten (S1a–c, S2a–c, S3a–c, S4a–c, S5a–c, S6a–c), die jeweils zwei drehfest miteinander verbindbare Kopplungselemente (S11a–S62c) aufweisen, mit einem Getriebeeingangselement (10a; 10b; 10c) zur drehfesten Anbindung an eine Brennkraftmaschine und mit einem Getriebeausgangselement (11a; 11b; 11c) zur Anbindung zumindest eines Achsantriebs, wobei das Getriebeeingangselement (10a; 10b; 10c) und das Hohlrad (P13a; P13b; P13c) der ersten Planetenradstufe (P1a; P1b; P1c) permanent drehfest miteinander verbunden sind.According to the invention, a multistage transmission is proposed, in particular for a motor vehicle which is at least structurally provided for shifting at least nine forward gears (V1a-V9c), with at least four planetary gear stages (P1a-c, P2a-c, P3a-c, P4a) operatively connected to one another. c) each having a sun gear (P11a-c, P21a-c, P31a-c, P41a-c), a ring gear (P13a-c, P23a-c, P33a-c, P43a-c) and a planet carrier (P12a c, P22a-c, P32a-c, P42a-c) having at least six switching units (S1a-c, S2a-c, S3a-c, S4a-c, S5a-c, S6a-c) each rotatably two interconnected coupling elements (S11a-S62c), with a transmission input member (10a; 10b; 10c) for non-rotatable connection to an internal combustion engine and with a transmission output member (11a, 11b, 11c) for connecting at least one final drive, wherein the transmission input member (10a; 10c) and the ring gear (P13a; P13b; P13c) of first planetary gear (P1a; P1b; P1c) permanently connected to each other in a rotationally fixed manner.
Description
Die Erfindung betrifft ein Mehrstufengetriebe für ein Kraftfahrzeug.The invention relates to a multi-speed transmission for a motor vehicle.
Es sind bereits Mehrstufengetriebe für Kraftfahrzeuge bekannt, die vier entlang einer Hauptrotationsachse hintereinander angeordnete Planetenradstufen aufweisen und die zur Schaltung von Vorwärtsgetriebegängen vorgesehen sind.There are already multi-stage transmissions for motor vehicles are known, which have four along a main axis of rotation successively arranged planetary gear stages and which are provided for the switching of forward gears.
Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, ein kompaktes Mehrstufengetriebe bereitzustellen, welches vorzugsweise eine hohe Flexibilität und/oder einen hohen Wirkungsgrad aufweist. Sie wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The invention is in particular the object of providing a compact multi-stage transmission, which preferably has a high flexibility and / or high efficiency. It is achieved according to the invention by the features of claim 1. Further embodiments emerge from the subclaims.
Es wird ein Mehrstufengetriebe vorgeschlagen, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, das zumindest konstruktiv zur Schaltung von zumindest neun Vorwärtsgetriebegängen vorgesehen ist, mit zumindest vier wirkungsmäßig miteinander verbundenen Planetenradstufen, die jeweils ein Sonnenrad, ein Hohlrad und einen Planetenradträger aufweisen, mit zumindest sechs Schalteinheiten, die jeweils zwei drehfest miteinander verbindbare Kopplungselemente aufweisen, mit einem Getriebeeingangselement zur drehfesten Anbindung an eine Brennkraftmaschine und mit einem Getriebeausgangselement zur Anbindung zumindest eines Achsantriebs, wobei das Getriebeeingangselement und das Hohlrad der ersten Planetenradstufe permanent drehfest miteinander verbunden sind.It is proposed a multi-speed transmission, in particular for a motor vehicle, which is at least structurally provided for switching at least nine forward gears, with at least four operatively interconnected Planetenradstufen, each having a sun gear, a ring gear and a planet carrier, with at least six switching units, each have two rotatably interconnectable coupling elements, with a transmission input member for non-rotatable connection to an internal combustion engine and with a transmission output member for connecting at least one final drive, wherein the transmission input element and the ring gear of the first planetary gear are permanently connected to each other rotatably.
Durch eine solche Ausgestaltung kann ein Mehrstufengetriebe mit einer Grundstruktur bereitgestellt werden, das eine Ausgestaltung mit einer hohen Flexibilität und/oder einem hohen Wirkungsgrad ermöglicht. Bauteilbelastungen in dem Mehrstufengetriebe können durch diese Grundstruktur zumindest teilweise gesenkt werden, wodurch insbesondere ein Leichtbau vereinfacht werden kann. Außerdem können solche Mehrstufengetriebe einfach hybridisiert werden.By such a configuration, a multi-stage transmission can be provided with a basic structure that allows a configuration with a high flexibility and / or a high efficiency. Component loads in the multi-stage transmission can be at least partially reduced by this basic structure, which in particular a lightweight construction can be simplified. In addition, such multi-stage transmissions can be easily hybridized.
Die vier Planetenradstufen sind im Folgenden mit „erster Planetenradstufe”, „zweiter Planetenradstufe”, „dritter Planetenradstufe” und „vierter Planetenradstufe” bezeichnet. Die Bezeichnungen „erste”, „zweite”, „dritte” und „vierte” Planetenradstufe sind insbesondere zur Festlegung einer axialen Anordnung vorgesehen, wobei eine axiale Reihenfolge der Planetenradstufen von der Nummerierung abweichen kann. Grundsätzlich ist eine geänderte Anordnung der Planetenradstufen und/oder gestapelte Anordnung, bei der die Planetenradstufen zumindest teilweise radial ineinander geschachtelt sind, denkbar. Insbesondere durch eine räumliche Umordnung der Schalteinheiten, durch eine geänderte Anordnung von Getriebeelementen und/oder durch Vertauschung der Sonnenräder, Planetenräder und/oder Hohlräder sind verschiedene kinematisch äquivalente Getriebestrukturen realisierbar. Unter „kinematisch äquivalenten Getriebestrukturen” sollen dabei Getriebestrukturen verstanden werden, welche eine gleiche Anzahl von Schalteinheiten sowie identische Schaltschemata zur Schaltung der Vorwärtsgetriebegänge und der Rückwärtsgetriebegänge aufweisen.The four planetary gear stages are hereinafter referred to as "first planetary gear stage", "second planetary gear stage", "third planetary gear stage" and "fourth planetary gear stage". The terms "first", "second", "third" and "fourth" Planetenradstufe are particularly intended to define an axial arrangement, wherein an axial order of the planetary gear stages may differ from the numbering. In principle, a modified arrangement of the planetary gear stages and / or stacked arrangement, in which the planetary gear stages are at least partially nested radially in one another, is conceivable. In particular, by a spatial rearrangement of the switching units, by a modified arrangement of transmission elements and / or by interchanging of the sun gears, planet gears and / or ring gears different kinematically equivalent transmission structures can be realized. By "kinematically equivalent transmission structures" gear structures are to be understood, which have an equal number of switching units and identical circuit diagrams for switching the forward gears and the reverse gears.
Vorzugsweise sind zumindest zwei der sechs Schalteinheiten als Bremsen und zumindest drei der sechs Schalteinheiten als Kupplungen ausgebildet. Unter einer Schalteinheit, die als „Kupplung” ausgebildet ist, soll insbesondere eine Schalteinheit verstanden werden, die in einem Leistungsfluss zwischen zwei der Planetenradstufen angeordnet ist und die dazu vorgesehen ist, ihre zwei drehbar angeordneten Kopplungselemente, die in einem geöffneten Zustand unabhängig voneinander verdrehbar sind, in einem geschlossenen Zustand drehfest miteinander zu verbinden. Unter einer Schalteinheit, die als „Bremse” ausgebildet ist, soll insbesondere eine Schalteinheit verstanden werden, die wirkungsmäßig zwischen einer der Planetenradstufen und einem Getriebegehäuse angeordnet ist und die dazu vorgesehen ist, ihr drehbares Kopplungselement, das in einem geöffneten Zustand unabhängig von dem Getriebegehäuse verdrehbar ist, in einem geschlossenen Zustand mit ihrem drehfest mit dem Getriebegehäuse verbundenen Kopplungselement drehfest zu verbinden. Unter „drehfest verbunden” soll insbesondere eine Verbindung verstanden werden, bei der ein Leistungsfluss über eine vollständige Umdrehung gemittelt mit einem unveränderten Drehmoment, einer unveränderten Drehrichtung und/oder einer unveränderten Drehzahl übertragen wird.Preferably, at least two of the six switching units are designed as brakes and at least three of the six switching units as clutches. Under a switching unit, which is designed as a "clutch" is to be understood in particular a switching unit which is arranged in a power flow between two of the planetary gear and which is provided, its two rotatably arranged coupling elements which are independently rotatable in an open state to connect in a closed state rotatably with each other. Under a switching unit, which is designed as a "brake" is to be understood in particular a switching unit, which is operatively disposed between one of the planetary gear and a gear housing and which is intended to rotatable coupling element, which in an open state independently of the gear housing rotatable is to connect in a closed state with its rotatably connected to the transmission housing coupling member rotatably. By "non-rotatably connected" is meant in particular a connection in which a power flow over a complete revolution averaged with an unchanged torque, an unchanged direction of rotation and / or an unchanged speed is transmitted.
Unter einer Schalteinheit soll in diesem Zusammenhang insbesondere keine Kupplung verstanden werden, die einem durch die Planetenradstufen ausgebildeten Zahnradsatz vorgeschaltet oder nachgeschaltet ist. Unter einer „dem Zahnradsatz vorgeschalteten Kupplung” soll insbesondere eine Kupplung verstanden werden, die in zumindest einem Getriebegang in einem Leistungsfluss zwischen der Brennkraftmaschine und dem Getriebeeingangselement angeordnet ist, wie beispielsweise eine Trennkupplung oder eine Anfahrkupplung. Unter einer „dem Zahnradsatz nachgeschalteten Kupplung” soll insbesondere eine Kupplungseinheit verstanden werden, die in zumindest einem Getriebegang in einem Leistungsfluss zwischen dem Getriebeausgangselement und einem Achsantrieb angeordnet ist, wie beispielsweise eine Allradkupplung. Grundsätzlich kann eine Schaltbarkeit des Mehrstufengetriebes durch eine dem Zahnradsatz vorgeschaltete oder nachgeschaltete Kupplungseinheit erhöht werden. Unter einem „Getriebeeingangselement” soll dabei insbesondere ein Getriebeelement, das zumindest konstruktiv zur drehfesten Anbindung einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine vorgesehen ist, verstanden werden. Unter einem „Getriebeausgangselement” soll insbesondere ein Getriebeelement, das zumindest konstruktiv zur drehfesten Anbindung eines Achsantriebs vorgesehen ist, verstanden werden. Unter einem „Getriebeelement” soll insbesondere eine Ausgestaltung verstanden werden, die zur permanenten drehfesten Verbindung zwischen den Sonnenrädern, Planetenradträgern, Hohlrädern und/oder Kopplungselementen vorgesehen ist.In this context, a switching unit should in particular not be understood as meaning a coupling which is connected upstream or downstream from a gear set formed by the planetary gear stages. A "gearset preceding the clutch" is to be understood in particular a clutch which is arranged in at least one gear in a power flow between the engine and the transmission input member, such as a clutch or a starting clutch. A "gearset downstream of the clutch" should be understood in particular a clutch unit which is arranged in at least one gear in a power flow between the transmission output member and a final drive, such as an all-wheel drive. In principle, a switchability of the multistage transmission can be increased by a clutch unit upstream or downstream of the gear unit. Under a "transmission input element" is intended in particular, a transmission element, which is at least constructively provided for the rotationally fixed connection of a crankshaft of an internal combustion engine, are understood. A "transmission output element" is to be understood, in particular, as a transmission element which is provided, at least structurally, for the non-rotatable connection of a final drive. A "transmission element" is to be understood in particular an embodiment which is provided for permanent non-rotatable connection between the sun gears, planetary carriers, ring gears and / or coupling elements.
Unter „zumindest konstruktiv” soll insbesondere verstanden werden, dass konstruktiv eine entsprechende Ausgestaltung vorgesehen ist, in einem eventuellen Ausführungsbeispiel aber von einer funktionellen Nutzung der konstruktiven Ausgestaltung abgesehen werden kann. Unter „konstruktiv zur Schaltung eines Getriebegangs vorgesehen” soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass mittels der Kupplungseinheiten und/oder Bremseinheiten mechanisch ein entsprechender Getriebegang grundsätzlich bildbar ist, unabhängig davon, ob im Rahmen einer Schaltstrategie auf die Schaltung des Getriebegangs verzichtet wird oder nicht. Beispielsweise können in einer Ausgestaltung die Schalteinheiten konstruktiv zur Schaltung von mehr Vorwärtsgetriebegängen vorgesehen sein, als es sinnvoll sein kann, sie im Rahmen einer Betriebsstrategie für das Mehrstufengetriebe zu schalten.By "at least constructive" is to be understood in particular that a corresponding design is provided structurally, but in a possible embodiment of a functional use of the structural design can be dispensed with. In this context, "constructively provided for the shifting of a transmission gear" is to be understood in particular as meaning that a corresponding transmission gear can be mechanically formed by means of the clutch units and / or brake units, irrespective of whether the transmission gear shift is dispensed with or not in the context of a shift strategy , For example, in one embodiment, the switching units may be structurally provided for switching more forward gears, as it may be useful to switch them as part of an operating strategy for the multi-speed transmission.
Vorzugsweise ist ein Teil der Schalteinheiten formschlüssig ausgebildet. Dadurch kann ein Schleppverlust gering gehalten werden, wodurch ein Leistungsverlust innerhalb des Mehrstufengetriebes vorteilhaft verringert werden kann. Unter einer „formschlüssig ausgebildeten Schalteinheit” soll dabei insbesondere eine Schalteinheit verstanden werden, die zur Verbindung ihrer Kopplungselemente bzw. zur Anbindung ihres Kopplungselements eine Verzahnung und/oder Klauen aufweist, die zur Herstellung einer drehfesten Verbindung formschlüssig ineinandergreifen, wobei eine Übertragung eines Leistungsflusses in einem vollständig geschlossenen Zustand zumindest hauptsächlich durch einen Formschluss erfolgt. Die Schalteinheiten können grundsätzlich reibschlüssig oder formschlüssig ausgebildet sein. Unter einer „reibschlüssig ausgebildeten Schalteinheit” soll dabei insbesondere eine Schalteinheit verstanden werden, die zur Verbindung ihrer Kopplungselemente bzw. zur Anbindung ihres Kopplungselements zumindest zwei Reibpartner aufweist, die zur Herstellung einer drehfesten Verbindung reibschlüssig aneinander anliegen, wobei eine Übertragung eines Leistungsflusses in einem vollständig geschlossenen Zustand zumindest hauptsächlich durch Reibung erfolgt. Eine reibschlüssig ausgebildete Kupplungseinheit ist vorzugsweise als eine Lamellenkupplungseinheit und eine reibschlüssig ausgebildete Bremseinheit ist vorzugsweise als eine Lamellenbremseinheit ausgebildet. Eine formschlüssig ausgebildete Kupplungseinheit ist vorzugsweise als eine Klauenkupplungseinheit und eine formschlüssig ausgebildete Bremseinheit ist vorzugsweise als eine Klauenbremseinheit ausgebildet. Eine formschlüssig ausgebildete Schalteinheit ist vorteilhaft über eine Schiebemuffe schaltbar. Dabei sind die formschlüssig ausgebildeten Schalteinheiten vorzugsweise ohne eine Synchronisierung ausgeführt, können grundsätzlich aber auch eine Synchronisierung aufweisen.Preferably, a part of the switching units is formed positively. As a result, a drag loss can be kept low, whereby a power loss within the multi-speed transmission can be advantageously reduced. A "form-fitting switching unit" is to be understood in particular a switching unit, which has a toothing and / or claws for connecting their coupling elements or for connecting their coupling element, which intermesh positively to produce a rotationally fixed connection, wherein a transmission of a power flow in a completely closed state, at least mainly by a positive connection. The switching units can in principle be formed frictionally or positively. A "frictionally engaged switching unit" should be understood to mean, in particular, a switching unit which has at least two friction partners for connecting its coupling elements or for connecting its coupling element, which frictionally abut each other to produce a rotationally fixed connection, wherein a transmission of a power flow in a completely closed Condition is at least mainly due to friction. A frictionally engaged coupling unit is preferably designed as a multi-disc clutch unit and a frictionally engaged brake unit is preferably designed as a multi-disc brake unit. A positively formed coupling unit is preferably as a dog clutch unit and a form-locking brake unit is preferably formed as a dog brake unit. A form-fitting trained switching unit is advantageously switchable via a sliding sleeve. The form-fitting trained switching units are preferably designed without synchronization, but in principle may also have a synchronization.
Vorzugsweise umfasst das Mehrstufengetriebe Aktuatoren zur automatisierten Schaltung der Schalteinheiten. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, zumindest einen Teil der Schalteinheiten zumindest teilweise selbstständig schaltend auszuführen. Eine selbstständig schaltende Kupplungseinheit bzw. Bremseinheit ist vorzugsweise als ein Freilauf ausgebildet. Zudem kann auch eine Ausgestaltung der Planetenradstufen mit Einfachplanetenradsätzen oder Doppelplanetenradsätzen von dem dargestellten Ausführungsbeispiel abweichen. In kinematisch äquivalenter Weise ist es beispielsweise möglich, einen Einfachplanetenradsatz durch einen Doppelplanetenradsatz zu ersetzen, wobei für eine kinematisch gleiche Wirkweise zusätzlich insbesondere eine Standübersetzung der Planetenradstufe angepasst werden muss. Insbesondere bei einer Ausbildung mittels eines Doppelplanetenradsatzes kann grundsätzlich auch eine Anbindung von einem Sonnenrad und einem Planetenradträger, einem Hohlrad und einem Planetenradträger oder einem Sonnenrad und einem Hohlrad getauscht werden, wobei für eine kinematisch gleiche Wirkweise zusätzlich insbesondere eine Standübersetzung der Planetenradstufe angepasst werden muss.The multistage transmission preferably comprises actuators for the automated switching of the switching units. In principle, it is also possible to perform at least a part of the switching units at least partially independently switching. An independently switching coupling unit or braking unit is preferably designed as a freewheel. In addition, an embodiment of the planetary gear stages with simple planetary gear sets or double planetary gear sets can deviate from the illustrated embodiment. In kinematically equivalent manner, it is for example possible to replace a Einfachplanetenradsatz by a Doppelplanetenradsatz, in addition to a kinematically same mode of action in particular a stationary translation of the planetary gear must be adjusted. In particular, in a training by means of a Doppelplanetenradsatzes basically a connection of a sun gear and a planet, a ring gear and a planet carrier or a sun gear and a ring gear are exchanged, for a kinematically same mode of action additionally in particular a level translation of the planetary must be adjusted.
Die Begriffe „axial” und „radial” sind im Folgenden insbesondere auf die Hauptrotationsachse des Mehrstufengetriebes bezogen, sodass der Ausdruck „axial” insbesondere eine Richtung bezeichnet, die parallel oder koaxial zu der Hauptrotationsachse verläuft. Ferner bezeichnet der Ausdruck „radial” insbesondere eine Richtung, die senkrecht zu der Hauptrotationsachse verläuft. Unter einer „getriebeeingangsseitigen Anordnung” soll insbesondere verstanden werden, dass das genannte Bauteil auf einer Seite des weiteren Bauteils angeordnet ist, welche dem Getriebeeingangselement und/oder der Brennkraftmaschine zugewandt ist. Unter einer „getriebeausgangsseitigen Anordnung” soll insbesondere verstanden werden, dass das genannte Bauteil auf einer Seite des weiteren Bauteils angeordnet ist, welche dem Getriebeeingangselement und/oder der Brennkraftmaschine abgewandt ist, auch wenn das weitere Bauteil in axialer Richtung nach dem Getriebeausgangselement angeordnet ist, beispielsweise weil das Getriebeausgangselement zwischen zwei Planetenradstufen angeordnet ist.The terms "axial" and "radial" are in the following referred in particular to the main axis of rotation of the multi-speed transmission, so that the term "axially" in particular denotes a direction which is parallel or coaxial with the main axis of rotation. Further, the term "radial" refers particularly to a direction which is perpendicular to the main axis of rotation. A "transmission input-side arrangement" is to be understood in particular as meaning that the named component is arranged on one side of the further component, which faces the transmission input element and / or the internal combustion engine. A "gear output-side arrangement" is to be understood in particular that said component is arranged on one side of the further component, which faces away from the transmission input element and / or the internal combustion engine, even if the further component is arranged in the axial direction after the transmission output element, for example because the transmission output member is disposed between two planetary gear stages.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. In den Figuren sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele sind die Bezugszeichen der folgenden Figurenbeschreibung durch die Buchstaben a bis c ergänzt. Bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, soll grundsätzlich auf die Beschreibung und/oder die Zeichnungen des ersten Ausführungsbeispiels mit dem Buchstaben a verwiesen werden. Die Beschreibungen der weiteren Ausführungsbeispiele beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen. Die Figuren, die Figurenbeschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Further advantages will become apparent from the following description of the figures. In the figures, several embodiments of the invention are shown. To distinguish the embodiments, the reference numerals of the following description of the figures are supplemented by the letters a to c. With respect to like-named components, in particular with regard to components having the same reference numerals, reference should be made in principle to the description and / or the drawings of the first embodiment with the letter a. The descriptions of the further embodiments are essentially limited to the differences between the embodiments. The figures, the description of the figures and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into meaningful further combinations.
Dabei zeigen:Showing:
Die
Das Mehrstufengetriebe weist genau sechs Schalteinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a auf, die zur Schaltung der Vorwärtsgetriebegänge V1a, V2a, V3a, V4a, V5a, V6a, V7a, V8a, V9a und des Rückwärtsgetriebegangs R1a vorgesehen sind. Das Mehrstufengetriebe weist ein Getriebegehäuse
Das in
Die unterschiedlich übersetzten Vorwärtsgetriebegänge V1a–V9a sind untereinander zumindest sequentiell lastschaltbar. Zusätzlich zu den lastschaltbaren Vorwärtsgetriebegängen V1a–V9a ist das Mehrstufengetriebe zur Schaltung weiterer Vorwärtsgetriebegänge V6'a, V6''a, V6'''a vorgesehen. Die Vorwärtsgetriebegänge V6'a, V6''a, V6'''a weisen ein gleiches Übersetzungsverhältnis auf wie der sechste Vorwärtsgetriebegang V6a. Sie können alternativ oder zusätzlich zu dem Vorwärtsgetriebegang V6a genutzt werden, um die Lastschaltbarkeit zu erhöhen. Zudem ist das Mehrstufengetriebe zumindest konstruktiv zur Schaltung von drei Rückwärtsgetriebegängen R2a, R3a, R4a vorgesehen.The differently translated forward gears V1a-V9a are mutually at least sequentially power shiftable. In addition to the powershiftable forward gears V1a-V9a, the multi-speed transmission is provided for shifting further forward gears V6'a, V6''a, V6 '' 'a. The forward gears V6'a, V6''a, V6 '' 'a have the same gear ratio as the sixth forward gear V6a. They may be used alternatively or in addition to the forward gear V6a to increase the power shiftability. In addition, the multi-speed transmission is at least constructively provided for the switching of three reverse gears R2a, R3a, R4a.
Das Mehrstufengetriebe ist dazu vorgesehen, eine nicht näher dargestellte Brennkraftmaschine mit zumindest einem nicht näher dargestellten Achsantrieb für einen Antrieb von Antriebsrädern des Kraftfahrzeugs zu verbinden. Mittels des Mehrstufengetriebes kann ein Übersetzungsverhältnis zwischen der Brennkraftmaschine und dem Achsantrieb verändert werden. Das Mehrstufengetriebe kann zur Bereitstellung einer Hybridfunktionalität mit einem Hybridantriebsmodul verbunden werden, mittels dessen ein Antriebsmoment verändert werden kann. Weiter kann mittels des Hybridantriebsmoduls und dem Mehrstufengetriebe ein CVT realisiert werden, wodurch ein Mehrstufengetriebe realisiert werden kann, deren Übersetzungsverhältnis zumindest in Teilbereichen stufenlos eingestellt werden kann. Insbesondere ist es dabei denkbar, zumindest einen Elektromotor in den Zahnradsatz zu integrieren, um ein Hybridantriebsmodul bereitzustellen.The multi-speed transmission is intended to connect an internal combustion engine, not shown, with at least one axle drive not shown for driving drive wheels of the motor vehicle. By means of the multi-speed transmission, a transmission ratio between the internal combustion engine and the final drive to be changed. The multi-stage transmission can be connected to provide a hybrid functionality with a hybrid drive module, by means of which a drive torque can be changed. Further, by means of the hybrid drive module and the multi-speed transmission, a CVT can be realized, whereby a multi-step transmission can be realized, the transmission ratio can be adjusted continuously, at least in some areas. In particular, it is conceivable to integrate at least one electric motor into the gear set in order to provide a hybrid drive module.
Das Mehrstufengetriebe weist ein Getriebeeingangselement
Weiter weist das Mehrstufengetriebe ein Getriebeausgangselement
Das Getriebeeingangselement
Die erste Planetenradstufe P1a ist entlang der Hauptrotationsachse in der ersten Ebene angeordnet. Die erste Planetenradstufe P1a weist einen Einfachplanetenradsatz auf und umfasst ein erstes Sonnenrad P11a, ein erstes Hohlrad P13a und einen ersten Planetenradträger P12a. Der Planetenradträger P12a führt Planetenräder P14a auf einer Kreisbahn. Die Planetenräder P14a kämmen mit dem Sonnenrad P11a und mit dem Hohlrad P13a. Die Planetenräder P14a sind drehbar auf dem Planetenradträger P12a gelagert.The first planetary gear P1a is arranged along the main rotation axis in the first plane. The first planetary gear P1a has a Einfachplanetenradsatz and includes a first sun P11a, a first ring gear P13a and a first planet P12a. The planet carrier P12a leads planetary gears P14a on a circular path. The planet gears P14a mesh with the sun gear P11a and with the ring gear P13a. The planetary gears P14a are rotatably supported on the planet carrier P12a.
Die zweite Planetenradstufe P2a ist entlang der Hauptrotationsachsein in der zweiten Ebene angeordnet. Die zweite Planetenradstufe P2a ist entlang der Hauptrotationsachse auf einer dem Getriebeeingangselement
Die dritte Planetenradstufe P3a ist entlang der Hauptrotationsachse in der dritten Ebene angeordnet. Die dritte Planetenradstufe P3a ist entlang der Hauptrotationsachse auf einer dem Getriebeeingangselement
Die vierte Planetenradstufe P4a ist entlang der Hauptrotationsachse in der vierten Ebene angeordnet. Die vierte Planetenradstufe P4a ist entlang der Hauptrotationsachse auf einer dem Getriebeeingangselement
Drei der Schalteinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a sind als Kupplungen ausgebildet. Die als Kupplungen ausgebildeten Schalteinheiten S4a, S5a, S6a weisen jeweils ein erstes drehbar gelagertes Kopplungselement S41a, S51a, S61a und ein zweites drehbar gelagertes Kopplungselement S42a, S52a, S62a auf. Die Schalteinheiten S4a, S5a, S6a sind jeweils dazu vorgesehen, ihre beiden Kopplungselemente S41a, S42a, S51a, S52a, S61a, S62a drehfest miteinander zu verbinden. Jedes der Kopplungselemente S41a, S42a, S51a, S52a, S61a, S62a der Schalteinheiten S4a, S5a, S6a ist mit zumindest einem der Sonnenräder P11a, P21a, P31a, P41a, einem der Planetenradträger P12a, P22a, P32a, P42a und/oder einem der Hohlräder P13a, P23a, P33a, P43a permanent drehfest verbunden.Three of the switching units S1a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a are formed as clutches. The switching units S4a, S5a, S6a designed as clutches each have a first rotatably mounted coupling element S41a, S51a, S61a and a second rotatably mounted coupling element S42a, S52a, S62a. The switching units S4a, S5a, S6a are each provided for non-rotatably connecting their two coupling elements S41a, S42a, S51a, S52a, S61a, S62a. Each of the coupling elements S41a, S42a, S51a, S52a, S61a, S62a of the switching units S4a, S5a, S6a is connected to at least one of the sun gears P11a, P21a, P31a, P41a, one of the planetary carriers P12a, P22a, P32a, P42a, and / or one of the planetary carriers Ring gears P13a, P23a, P33a, P43a permanently connected non-rotatably.
Drei der Schalteinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a sind als Bremsen ausgebildet. Die als Bremsen ausgebildeten Schalteinheiten S1a, S2a, S3a weisen jeweils ein drehbar gelagertes Kopplungselement S11a, S21a, S31a und ein gehäusefest angeordnetes Kopplungselement S12a, S22a, S32a auf. Die Schalteinheiten S1a, S2a, S3a sind jeweils dazu vorgesehen, ihr drehbar gelagertes Kopplungselement S11a, S21a, S31a drehfest mit dem Getriebegehäuse
Zur Verbindung der Planetenradstufen P1a, P2a, P3a, P4a untereinander und mit den Kopplungselementen S11a–S62a umfasst das Mehrstufengetriebe eine Mehrzahl von Getriebeelementen
Das Getriebeeingangselement
Das Getriebeausgangselement
Das Getriebeelement
Das Getriebeelement
Das Getriebeelement
Das Getriebeelement
Das Getriebeelement
Das Getriebeelement
Die vierte Schalteinheit S4a ist eingangsseitig der ersten Planetenradstufe P1a angeordnet. Die vierte Schalteinheit S4a ist dazu vorgesehen, das Getriebeeingangselement
Die zweite Schalteinheit S2a, die dritte Schalteinheit S3a, die fünfte Schalteinheit S5a und die sechste Schalteinheit S6a sind zwischen der ersten Planetenradstufe P1a und der zweiten Planetenradstufe P2a angeordnet. Die zweite Schalteinheit S2a ist dazu vorgesehen, den Planetenradträger P32a der dritten Planetenradstufe P3a und das Hohlrad P43a der vierten Planetenradstufe P4a gehäusefest anzuordnen. Die dritte Schalteinheit S3a ist dazu vorgesehen, das Sonnenrad P11a der ersten Planetenradstufe P1a gehäusefest anzuordnen. Die fünfte Schalteinheit S5a ist dazu vorgesehen, den Planetenradträger P12a der ersten Planetenradstufe P1a, das Sonnenrad P31a der dritten Planetenradstufe P3a und das Sonnenrad P21a der zweiten Planetenradstufe P2a drehfest miteinander zu verbinden. Die sechste Schalteinheit S6a ist dazu vorgesehen, das Sonnenrad P11a der ersten Planetenradstufe P1a und das Sonnenrad P21a der zweiten Planetenradstufe P1a drehfest miteinander zu verbinden.The second switching unit S2a, the third switching unit S3a, the fifth switching unit S5a and the sixth switching unit S6a are arranged between the first planetary gear P1a and the second planetary gear P2a. The second switching unit S2a is provided to arrange the planet carrier P32a of the third planetary gear P3a and the ring gear P43a of the fourth planetary gear P4a fixed to the housing. The third switching unit S3a is provided to arrange the sun gear P11a of the first planetary gear P1a fixed to the housing. The fifth switching unit S5a is provided to rotatably connect the planet carrier P12a of the first planetary gear P1a, the sun gear P31a of the third planetary gear P3a, and the sun gear P21a of the second planetary gear P2a. The sixth switching unit S6a is provided to rotatably connect the sun gear P11a of the first planetary gear P1a and the sun gear P21a of the second planetary gear P1a to each other.
Die zweite Schalteinheit S2a ist ausgangsseitig der vierten Planetenradstufe P4a angeordnet. Die zweite Schalteinheit S2a ist dazu vorgesehen, das Sonnenrad P41a der vierten Planetenradstufe P4a gehäusefest anzuordnen.The second switching unit S2a is arranged on the output side of the fourth planetary gear P4a. The second switching unit S2a is provided to arrange the sun gear P41a of the fourth planetary gear P4a fixed to the housing.
Grundsätzlich ist auch eine andere Anordnung der Schalteinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a möglich. Die Schalteinheiten S1a, S2a, S2a, S6a sind außenliegend ausgeführt, d. h. eine Betätigungsmittelversorgung der Schalteinheiten S1a, S2a, S2a, S6a ist ohne Durchführung von Betriebsmittelleitungen durch ein drehbar gelagertes Bauteil realisierbar. Die Schalteinheiten S4a, S5a sind innenliegend ausgeführt, d. h. die Betätigungsmittelversorgung der Schalteinheiten S4a, S5a erfordert eine Betriebsmitteldurchführung durch ein drehbar gelagertes Bauteil. Sämtliche Schalteinheiten S1a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a sind hydraulisch betätigt.In principle, another arrangement of the switching units S1a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a is possible. The switching units S1a, S2a, S2a, S6a are outboard, d. H. An actuating means supply of the switching units S1a, S2a, S2a, S6a can be realized without carrying out operating medium lines by a rotatably mounted component. The switching units S4a, S5a are designed inside, d. H. the actuating means supply of the switching units S4a, S5a requires an equipment feedthrough by a rotatably mounted component. All switching units S1a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a are hydraulically actuated.
Bei einer Hybridisierung, d. h. in einer Ausgestaltung für einen Hybridantriebsstrang, ist das Getriebeelement
Das Mehrstufengetriebe umfasst ein Getriebeeingangselement
Das Getriebeschema unterscheidet sich insbesondere in einer Anordnung der Schalteinheit S1b von dem des Ausführungsbeispiels in
Das Getriebeelement
Das Mehrstufengetriebe umfasst ein Getriebeeingangselement
Das Getriebeschema unterscheidet sich insbesondere in einer Anordnung der Schalteinheit S1c von dem des Ausführungsbeispiels in
Das Getriebeausgangselement
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- GetriebeeingangselementTransmission input member
- 1111
- GetriebeausgangselementTransmission output member
- 1111
- Getriebeelementgear element
- 1212
- Getriebegehäusegearbox
- 1313
- Getriebeelementgear element
- 1414
- Getriebeelementgear element
- 14'14 '
- Getriebeelementgear element
- 14''14 ''
- Getriebeelementgear element
- 1515
- Getriebeelementgear element
- 1616
- Getriebeelementgear element
- 1717
- Getriebeelementgear element
- 1818
- Getriebeelementgear element
- P1P1
- Planetenradstufeplanetary gear
- P11P11
- Sonnenradsun
- P12P12
- Planetenradträgerplanet
- P13P13
- Hohlradring gear
- P14P14
- Planetenräderplanetary gears
- P2P2
- Planetenradstufeplanetary gear
- P21P21
- Sonnenradsun
- P22P22
- Planetenradträgerplanet
- P23P23
- Hohlradring gear
- P24P24
- Planetenräderplanetary gears
- P3P3
- Planetenradstufeplanetary gear
- P31P31
- Sonnenradsun
- P32P32
- Planetenradträgerplanet
- P33P33
- Hohlradring gear
- P34P34
- Planetenräderplanetary gears
- P4P4
- Planetenradstufeplanetary gear
- P41P41
- Sonnenradsun
- P42P42
- Planetenradträgerplanet
- P43P43
- Hohlradring gear
- P44P44
- Planetenräderplanetary gears
- R1R1
- RückwärtsgetriebegangReverse gear
- R2R2
- RückwärtsgetriebegangReverse gear
- R3R3
- RückwärtsgetriebegangReverse gear
- R4R4
- RückwärtsgetriebegangReverse gear
- S1S1
- Schalteinheitswitching unit
- S11S11
- Kopplungselementcoupling element
- S12S12
- Kopplungselementcoupling element
- S2S2
- Schalteinheitswitching unit
- S21S21
- Kopplungselementcoupling element
- S22S22
- Kopplungselementcoupling element
- S3S3
- Schalteinheitswitching unit
- S31S31
- Kopplungselementcoupling element
- S32S32
- Kopplungselementcoupling element
- S4S4
- Schalteinheitswitching unit
- S41S41
- Kopplungselementcoupling element
- S42S42
- Kopplungselementcoupling element
- S5S5
- Schalteinheitswitching unit
- S51S51
- Kopplungselementcoupling element
- S52S52
- Kopplungselementcoupling element
- S6S6
- Schalteinheitswitching unit
- S61S61
- Kopplungselementcoupling element
- S62S62
- Kopplungselementcoupling element
- V1V1
- VorwärtsgetriebegangForward gear
- V10V10
- VorwärtsgetriebegangForward gear
- V2V2
- VorwärtsgetriebegangForward gear
- V3V3
- VorwärtsgetriebegangForward gear
- V4V4
- VorwärtsgetriebegangForward gear
- V5V5
- VorwärtsgetriebegangForward gear
- V6V6
- VorwärtsgetriebegangForward gear
- V6'V6 '
- VorwärtsgetriebegangForward gear
- V6''V6 ''
- VorwärtsgetriebegangForward gear
- V6'''V6 '' '
- VorwärtsgetriebegangForward gear
- V7V7
- VorwärtsgetriebegangForward gear
- V8V8
- VorwärtsgetriebegangForward gear
- V9V9
- VorwärtsgetriebegangForward gear
Claims (13)
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