(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用の遊星歯車式多段変速機であって，８本の回転軸及び４組の遊星歯車セット（4, 5, 6, 7）を収容するハウジング（１）と，ブレーキ（8, 9, 10; 8, 9）及びクラッチ（11, 12, 13; 11, 12, 22; 11, 12, 25; 11, 12, 13, 28; 11, 12, 22, 28; 11, 12, 25, 28）により構成される少なくとも６個のシフト要素とを備え，これらシフト要素を目標に応じて作動させることにより入力軸（2; 20）及び出力軸（3; 21）間で異なる変速比が実現可能であり，第１遊星歯車セット（４）のキャリアは第３軸（14）と結合され，該第３軸は，第１ブレーキ（８）を介してハウジング（１）に固定可能であり，更に一方では，第１クラッチ（11）により，第２遊星歯車セット（５）のキャリアと連結する第４軸（15; 24）と解除可能に結合可能であり，他方では第２クラッチ（12）を介して入力軸（2; 20）と結合可能であり，その際に第３遊星歯車セット（６）の内歯歯車は第５軸（16）と連結され，該第５軸（16）は第２ブレーキ（９）を介してハウジング（１）に固定可能であり，その際に前記入力軸（2; 20）は第２遊星歯車セット（５）の太陽歯車と連結され，該第２遊星歯車セット（５）の内歯歯車は第６軸（17; 27）と結合され，前記第２遊星歯車セット（５）はプラス遊星歯車セットとして構成されるとともに、第４軸（15）は更に第３遊星歯車セット（６）の太陽歯車を第４遊星歯車セット（７）の太陽歯車に結合し，その際に第６軸（17）は更に第１遊星歯車セット（４）の内歯歯車と結合され，入力軸（２）は更に第３クラッチ（13）を介して第７軸（18）と連結可能であり，該第７軸（18）は第４遊星歯車セット（７）のキャリアと結合され，その際に出力軸（３）は第４遊星歯車セット（７）の内歯歯車を第３遊星歯車セット（６）のキャリアに結合し，その際に第１遊星歯車セット（４）の太陽歯車は第８軸（19）と連結され，該第８軸（19）は第３ブレーキ（10）によりハウジング（１）に固定可能であることを特徴とする多段変速機。
【請求項２】
車両用の遊星歯車式多段変速機であって，８本の回転軸及び４組の遊星歯車セット（4, 5, 6, 7）を収容するハウジング（１）と，ブレーキ（8, 9, 10; 8, 9）及びクラッチ（11, 12, 13; 11, 12, 22; 11, 12, 25; 11, 12, 13, 28; 11, 12, 22, 28; 11, 12, 25, 28）により構成される少なくとも６個のシフト要素とを備え，これらシフト要素を目標に応じて作動させることにより入力軸（2; 20）及び出力軸（3; 21）間で異なる変速比が実現可能であり，第１遊星歯車セット（４）のキャリアは第３軸（14）と結合され，該第３軸は，第１ブレーキ（８）を介してハウジング（１）に固定可能であり，更に一方では，第１クラッチ（11）により，第２遊星歯車セット（５）のキャリアと連結する第４軸（15; 24）と解除可能に結合可能であり，他方では第２クラッチ（12）を介して入力軸（2; 20）と結合可能であり，その際に第３遊星歯車セット（６）の内歯歯車は第５軸（16）と連結され，該第５軸（16）は第２ブレーキ（９）を介してハウジング（１）に固定可能であり，その際に前記入力軸（2; 20）は第２遊星歯車セット（５）の太陽歯車と連結され，該第２遊星歯車セット（５）の内歯歯車は第６軸（17; 27）と結合され，前記第２遊星歯車セット（５）はプラス遊星歯車セットとして構成されるとともに、第４軸（15）は更に第３遊星歯車セット（６）の太陽歯車を第４遊星歯車セット（７）の太陽歯車に結合し，その際に第６軸（17）は更に第１遊星歯車セット（４）の内歯歯車と結合され，入力軸（20）は更に第４遊星歯車セット（７）のキャリアと連結され，その際に出力軸（21）は，第３遊星歯車セット（６）のキャリアと作動接続され，第３クラッチ（22）により第７軸（23）と解除可能に結合可能であり，該第7軸（23）は第４遊星歯車セット（７）の内歯歯車と連結され，その際に第１遊星歯車セット（４）の太陽歯車は第８軸（19）と連結され，該第８軸（19）は第３ブレーキ（10）によりハウジング（１）に固定可能であることを特徴とする多段変速機。
【請求項３】
車両用の遊星歯車式多段変速機であって，８本の回転軸及び４組の遊星歯車セット（4, 5, 6, 7）を収容するハウジング（１）と，ブレーキ（8, 9, 10; 8, 9）及びクラッチ（11, 12, 13; 11, 12, 22; 11, 12, 25; 11, 12, 13, 28; 11, 12, 22, 28; 11, 12, 25, 28）により構成される少なくとも６個のシフト要素とを備え，これらシフト要素を目標に応じて作動させることにより入力軸（2; 20）及び出力軸（3; 21）間で異なる変速比が実現可能であり，第１遊星歯車セット（４）のキャリアは第３軸（14）と結合され，該第３軸は，第１ブレーキ（８）を介してハウジング（１）に固定可能であり，更に一方では，第１クラッチ（11）により，第２遊星歯車セット（５）のキャリアと連結する第４軸（15; 24）と解除可能に結合可能であり，他方では第２クラッチ（12）を介して入力軸（2; 20）と結合可能であり，その際に第３遊星歯車セット（６）の内歯歯車は第５軸（16）と連結され，該第５軸（16）は第２ブレーキ（９）を介してハウジング（１）に固定可能であり，その際に前記入力軸（2; 20）は第２遊星歯車セット（５）の太陽歯車と連結され，該第２遊星歯車セット（５）の内歯歯車は第６軸（17; 27）と結合され，前記第２遊星歯車セット（５）はプラス遊星歯車セットとして構成されるとともに、第４軸（24）は，更に第３遊星歯車セット（６）の太陽歯車と連結され，第３クラッチ（25）により第７軸（26）と結合可能であり，該第７軸（26）は第４遊星歯車セット（７）の太陽歯車と結合され，その際に第６軸（17）は更に第１遊星歯車セット（４）の内歯歯車と結合され，入力軸（20）は更に第４遊星歯車セット（７）のキャリアと連結され，該第４遊星歯車セット（７）の内歯歯車は出力軸（３）を介して第３遊星歯車セット（６）のキャリアと結合され，その際に第１遊星歯車セット（４）の太陽歯車は第８軸（19）と連結され，該第８軸（19）は第３ブレーキ（10）によりハウジング（１）に固定可能であることを特徴とする多段変速機。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項に記載の多段変速機であって，前進第１段は，第２ブレーキ（９）及び第３ブレーキ（10）と第１クラッチ（11）の締結により得られ，前進第２段は，第２ブレーキ（９）と第１クラッチ（11）及び第２クラッチ（12）の締結により得られ，前進第３段は，第２ブレーキ（９）及び第３ブレーキ（10）と第２クラッチ（12）の締結により得られ，前進第４段は，第２ブレーキ（９）と第２クラッチ（12）及び第３クラッチ（13; 22; 25）の締結により得られ，前進第５段は，第３ブレーキ（10）と第２クラッチ（12）及び第３クラッチ（13; 22; 25）の締結により得られ，前進第６段は，全てのクラッチ（11, 12, 13; 11, 12, 22; 11, 12, 25）の締結により得られ，前進第７段は，第３ブレーキ（10）と第１クラッチ（11）及び第３クラッチ（13; 22; 25）の締結により得られ，前進第８段は，第１ブレーキ（８）と第１クラッチ（11）及び第３クラッチ（13; 22; 25）の締結により得られ，前進第９段は，第１ブレーキ（８）及び第３ブレーキ（10）と第３クラッチ（13; 22; 25）の締結により得られ，後退段は，全てのブレーキ（8, 9, 10）の締結により得られることを特徴とする多段変速機。
【請求項５】
車両用の遊星歯車式多段変速機であって，８本の回転軸及び４組の遊星歯車セット（4, 5, 6, 7）を収容するハウジング（１）と，ブレーキ（8, 9, 10; 8, 9）及びクラッチ（11, 12, 13; 11, 12, 22; 11, 12, 25; 11, 12, 13, 28; 11, 12, 22, 28; 11, 12, 25, 28）により構成される少なくとも６個のシフト要素とを備え，これらシフト要素を目標に応じて作動させることにより入力軸（2; 20）及び出力軸（3; 21）間で異なる変速比が実現可能であり，第１遊星歯車セット（４）のキャリアは第３軸（14）と結合され，該第３軸は，第１ブレーキ（８）を介してハウジング（１）に固定可能であり，更に一方では，第１クラッチ（11）により，第２遊星歯車セット（５）のキャリアと連結する第４軸（15; 24）と解除可能に結合可能であり，他方では第２クラッチ（12）を介して入力軸（2; 20）と結合可能であり，その際に第３遊星歯車セット（６）の内歯歯車は第５軸（16）と連結され，該第５軸（16）は第２ブレーキ（９）を介してハウジング（１）に固定可能であり，その際に前記入力軸（2; 20）は第２遊星歯車セット（５）の太陽歯車と連結され，該第２遊星歯車セット（５）の内歯歯車は第６軸（17; 27）と結合され，前記第２遊星歯車セット（５）はプラス遊星歯車セットとして構成されるとともに、第４軸（15）は更に第３遊星歯車セット（６）の太陽歯車を第４遊星歯車セット（７）の太陽歯車に結合し，その際に入力軸（２）は更に第３クラッチ（13）を介して第７軸（18）に連結可能であり，該第７軸（18）は第４遊星歯車セット（７）のキャリアと結合され，その際に第１遊星歯車セット（４）の内歯歯車は第８軸（29）と連結され，該第８軸（29）は第４クラッチ（28）により第６軸（27）と結合可能であり，その際に出力軸（３）は第４遊星歯車セット（７）の内歯歯車を第３遊星歯車セット（６）のキャリアに結合し，第１遊星歯車セット（４）の太陽歯車は回り止め状態状態でハウジング（１）に固定されることを特徴とする多段変速機。
【請求項６】
車両用の遊星歯車式多段変速機であって，８本の回転軸及び４組の遊星歯車セット（4, 5, 6, 7）を収容するハウジング（１）と，ブレーキ（8, 9, 10; 8, 9）及びクラッチ（11, 12, 13; 11, 12, 22; 11, 12, 25; 11, 12, 13, 28; 11, 12, 22, 28; 11, 12, 25, 28）により構成される少なくとも６個のシフト要素とを備え，これらシフト要素を目標に応じて作動させることにより入力軸（2; 20）及び出力軸（3; 21）間で異なる変速比が実現可能であり，第１遊星歯車セット（４）のキャリアは第３軸（14）と結合され，該第３軸は，第１ブレーキ（８）を介してハウジング（１）に固定可能であり，更に一方では，第１クラッチ（11）により，第２遊星歯車セット（５）のキャリアと連結する第４軸（15; 24）と解除可能に結合可能であり，他方では第２クラッチ（12）を介して入力軸（2; 20）と結合可能であり，その際に第３遊星歯車セット（６）の内歯歯車は第５軸（16）と連結され，該第５軸（16）は第２ブレーキ（９）を介してハウジング（１）に固定可能であり，その際に前記入力軸（2; 20）は第２遊星歯車セット（５）の太陽歯車と連結され，該第２遊星歯車セット（５）の内歯歯車は第６軸（17; 27）と結合され，前記第２遊星歯車セット（５）はプラス遊星歯車セットとして構成されるとともに、第４軸（15）は更に第３遊星歯車セット（６）の太陽歯車を第４遊星歯車セット（７）の太陽歯車に結合し，その際に出力軸（21）は，第３遊星歯車セット（６）のキャリアに連結され，第３クラッチ（22）により第７軸（23）と解除可能に結合可能であり，該第７軸（23）は第４遊星歯車セット（７）の内歯歯車と結合され，その際に第１遊星歯車セット（４）の内歯歯車は第８軸（29）と連結され，該第８軸（29）は第４クラッチ（28）を介して第６軸（27）と結合可能であり，その際に入力軸（20）は第４遊星歯車セット（７）のキャリアと連結され，第１遊星歯車セット（４）の太陽歯車は回り止め状態でハウジング（１）に固定されることを特徴とする多段変速機。
【請求項７】
車両用の遊星歯車式多段変速機であって，８本の回転軸及び４組の遊星歯車セット（4, 5, 6, 7）を収容するハウジング（１）と，ブレーキ（8, 9, 10; 8, 9）及びクラッチ（11, 12, 13; 11, 12, 22; 11, 12, 25; 11, 12, 13, 28; 11, 12, 22, 28; 11, 12, 25, 28）により構成される少なくとも６個のシフト要素とを備え，これらシフト要素を目標に応じて作動させることにより入力軸（2; 20）及び出力軸（3; 21）間で異なる変速比が実現可能であり，第１遊星歯車セット（４）のキャリアは第３軸（14）と結合され，該第３軸は，第１ブレーキ（８）を介してハウジング（１）に固定可能であり，更に一方では，第１クラッチ（11）により，第２遊星歯車セット（５）のキャリアと連結する第４軸（15; 24）と解除可能に結合可能であり，他方では第２クラッチ（12）を介して入力軸（2; 20）と結合可能であり，その際に第３遊星歯車セット（６）の内歯歯車は第５軸（16）と連結され，該第５軸（16）は第２ブレーキ（９）を介してハウジング（１）に固定可能であり，その際に前記入力軸（2; 20）は第２遊星歯車セット（５）の太陽歯車と連結され，該第２遊星歯車セット（５）の内歯歯車は第６軸（17; 27）と結合され，前記第２遊星歯車セット（５）はプラス遊星歯車セットとして構成されるとともに、第４軸（24）は，更に第３遊星歯車セット（６）の太陽歯車と連結され，第３クラッチ（25）により第７軸（26）と結合可能であり，該第７軸（26）は第４遊星歯車セット（７）の太陽歯車と結合され，その際に第１遊星歯車セット（４）の内歯歯車は第８軸（29）と結合され，該第８軸（29）は第４クラッチ（28）を介して第６軸（27）と結合可能であり，その際に出力軸（３）は第４遊星歯車セット（７）の内歯歯車を第３遊星歯車セット（６）のキャリアに連結し，その際に入力軸（20）は更に第４遊星歯車セット（７）のキャリアと結合され，第１遊星歯車セット（４）の太陽歯車は回り止め状態でハウジング（１）に固定されることを特徴とする多段変速機。
【請求項８】
請求項５〜７の何れか一項に記載の多段変速機であって，前進第１段は，第２ブレーキ（９）と第１クラッチ（11）及び第４クラッチ（28）の締結により得られ，前進第２段は第２ブレーキ（９）と第１クラッチ（11）及び第２クラッチ（12）の締結により得られ，前進第３段は，第２ブレーキ（９）と第２クラッチ（12）及び第４クラッチ（28）の締結により得られ，前進第４段は，第２ブレーキ（９）と第２クラッチ（12）及び第３クラッチ（13; 22; 25）の締結により得られ，前進第５段は，第２クラッチ（12），第３クラッチ（13; 22; 25）及び第４クラッチ（28）の締結により得られ，前進第６段は，第１クラッチ（11），第２クラッチ（12）及び第３クラッチ（13; 22; 25）の締結により得られ，前進第７段は，第１クラッチ（11），第３クラッチ（13; 22; 25）及び第４クラッチ（28）の締結により得られ，前進第８段は，第１ブレーキ（８）と第１クラッチ（11）及び第３クラッチ（13; 22; 25）の締結により得られ，前進第９段は，第１ブレーキ（８）と第３クラッチ（13; 22; 25）及び第４クラッチ（28）の締結により得られ，後退段は，全てのブレーキ（8, 9）と第４クラッチ（28）の締結により得られることを特徴とする多段変速機。
【請求項９】
請求項１〜８の何れか一項に記載の多段変速機であって，前記シフト要素が多板シフト要素又は噛み合いシフト要素として構成されていることを特徴とする多段変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は遊星歯車式多段変速機，特に車両用の多段変速機に関するものである。この多段変速機は，８本の回転軸及び４組の遊星歯車セットを収容するハウジングと，ブレーキ及びクラッチにより構成される少なくとも６個のシフト要素とを備え，これらのシフト要素を目標に応じて作動させることにより，入力軸及び出力軸間で異なる変速比を実現可能である。
【背景技術】
【０００２】
このような形式の多段変速機は，車両用の自動変速機として搭載するのに好適であり，シフト要素を目標に応じて作動させることにより，各変速段において遊星歯車セット内部のパワーフローを効果的に定める。その際，自動変速機の遊星歯車セットは，通常はスリップ作用の影響を受けると共にロックアップクラッチが選択的に設けられた発進要素，例えば流体トルクコンバータ又は流体クラッチ等が接続されている。
【０００３】
ドイツ特許出願公開第10 2008 000 428号公報は遊星歯車式多段変速機を開示しており，この多段変速機においては，ハウジング内に４組の遊星歯車セットと，変速機の入力軸及び出力軸を含む計８本の回転軸とが配置されている。
更に，軸領域には少なくとも６個のシフト要素が設けられており，これらのシフト要素を目標に応じて作動させて４組の遊星歯車セット内部のパワーフローを変化させることにより，入力軸及び出力軸間で異なる変速比が達成され，全体として前進９段及び後退１段が切換え可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ドイツ特許出願公開第10 2008 000 428号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は，冒頭で述べた形式の多段変速機において，少なくとも前進９段及び後退１段を実現可能とし，特に構成部品点数を低減させることにより，重量及び製造コストを最小限に抑えて提供することである。更に，良好な変速比列が実現され，変速機の各構成要素に対する負荷を低減すると共に，高い噛合い効率を達成可能とすることも意図するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような課題は，請求項１に記載した特徴により解決される。なお，本発明の有利な実施形態は，従属請求項に記載したとおりである。
【０００７】
本発明は，ハウジング内に入力軸，出力軸及び更なる６本の回転軸と，４組の遊星歯車セットとを収容した遊星歯車式多段変速機を提案するものである。これらの遊星歯車セットは，軸方向に見て，第１遊星歯車セット，第２遊星歯車セット，第３遊星歯車セット，第４遊星歯車セットの順序で配置されている。この場合，好適には，第１，第３及び第４遊星歯車セットを各々マイナス遊星歯車セットとして構成し，第２遊星歯車セットはプラス遊星歯車セットとして構成する。しかしながら，結合が許容可能な場合には少なくとも１組のマイナス遊星歯車セットをプラス遊星歯車セットに替え，同時にキャリア及び内歯歯車の結合を交換して固定変速比の値を１だけ上げること，又は反対にプラス遊星歯車セットをマイナス遊星歯車セットに替えることも想定可能である。
【０００８】
既知のとおり，簡単な構成のマイナス遊星歯車セットは，太陽歯車，内歯歯車及びキャリアを有し，キャリアにより遊星歯車が回転可能に支承され，各遊星歯車は太陽歯車及び内歯歯車と噛み合っている。キャリアが固定された場合には，内歯歯車が太陽歯車に対して逆方向に回転する。
【０００９】
これに対して，簡単な構成のプラス遊星歯車セットは，太陽歯車，内歯歯車及びキャリアを有し，キャリア上に内側遊星歯車及び外側遊星歯車が回転可能に支承されている。この場合，全ての内側遊星歯車が太陽歯車と噛み合い，全ての外側遊星歯車は内歯歯車と噛み合い，更に各内側遊星歯車と各外側遊星歯車が互いに係合する。キャリアが固定された場合には，内歯歯車が太陽歯車に対して同一方向に回転する。
【００１０】
本発明によれば，第１遊星歯車セットのキャリアは第３軸と結合され，第３軸は第１ブレーキを介してハウジングに固定可能であり，更に，一方では第１クラッチにより第２遊星歯車セットのキャリアと連結する第４軸と解除可能に結合可能であり，他方では第２クラッチを介して入力軸と結合可能である。また，第３遊星歯車セットの内歯歯車は第５軸と連結され，第５軸は第２ブレーキを介してハウジングに固定可能である。更に，入力軸は第２遊星歯車セットの太陽歯車と連結され，第２遊星歯車セットの内歯歯車は第６軸と結合される。
【００１１】
本発明の実施形態に対応し，第４軸は更に第３遊星歯車セットの太陽歯車を第４遊星歯車セットの太陽歯車に結合する。第６軸は更に第１遊星歯車セットの内歯歯車と結合され，入力軸は更に第３クラッチを介して第７軸と連結可能であり，第７軸は第４遊星歯車セットのキャリアと結合される。更に出力軸は第４遊星歯車セットの内歯歯車を第３遊星歯車セットのキャリアに結合し，他方，第１遊星歯車セットの太陽歯車は第８軸と連結され，第８軸は第３ブレーキによりハウジングに固定可能である。
【００１２】
本発明の代替的な実施形態によれば，第４軸は更に第３遊星歯車セットの太陽歯車を第４遊星歯車セットの太陽歯車に結合し，その際に第６軸は更に第１遊星歯車セットの内歯歯車と結合され，入力軸は更に第４遊星歯車セットのキャリアと連結される。更に出力軸は，第３遊星歯車セットのキャリアと作動接続され，第３クラッチにより第７軸と解除可能に結合可能であり，第７軸は第４遊星歯車セットの内歯歯車と連結される。最後に，第１遊星歯車セットの太陽歯車は第８軸と連結され，第８軸は第３ブレーキによりハウジングに固定可能である。
【００１３】
本発明の更なる実施形態によれば，第４軸が第３遊星歯車セットの太陽歯車と更に連結され，第３クラッチにより第７軸と結合可能であり，第７軸は第４遊星歯車セットの太陽歯車と連結される。更に，第６軸は第１遊星歯車セットの内歯歯車と結合され，入力軸は第４遊星歯車セットのキャリアと連結され，第４遊星歯車セットの内歯歯車は出力軸を介して第３遊星歯車セットのキャリアと結合される。最後に，第１遊星歯車セットの太陽歯車は第８軸と連結され，第８軸は第３ブレーキによりハウジングに固定可能である。
【００１４】
この実施形態の場合，前進第１段は第２及び第３ブレーキと第１クラッチの締結により得られ，前進第２段へは第２ブレーキと第１及び第２クラッチの作動により切り換えられる。また，前進第３段は第２及び第３ブレーキと第２クラッチの締結により選択可能である。更に，前進第４段は第２ブレーキと第２及び第３クラッチの作動により得られ，前進第５段は第３ブレーキと第２及び第３クラッチの締結により得られる。前進第６段は全てのクラッチの作動により切り換えられ，前進第７段は，第３ブレーキと第１及び第３クラッチの締結により選択可能である。更に，前進第８段は第１ブレーキと第１及び第３クラッチの作動により得られ，前進第９段は第１及び第３ブレーキと第３クラッチの締結により切り換えられる。最後に，後退段は全てのブレーキの締結により得られる。
【００１５】
本発明の代替実施形態に対応し，第４軸は更に第３遊星歯車セットの太陽歯車を第４遊星歯車セットの太陽歯車に結合し，その際，入力軸は第３クラッチを介して第７軸に連結可能であり，第７軸は第４遊星歯車セットのキャリアに結合される。更に，第１遊星歯車セットの内歯歯車は第８軸と連結され，第８軸は第４クラッチにより第６軸に結合可能である。最後に，出力軸は第４遊星歯車セットの内歯歯車を第３遊星歯車セットのキャリアに結合し，第１遊星歯車セットの太陽歯車は，回り止め状態でハウジングに固定される。
【００１６】
本発明の更なる実施形態により，第４軸は更に第３遊星歯車セットの太陽歯車を第４遊星歯車セットの太陽歯車に結合し，他方，出力軸は第３遊星歯車セットのキャリアに連結され，第３クラッチにより第７軸と解除可能に結合可能であり，第７軸は第４遊星歯車セットの内歯歯車と連結される。更に，第１遊星歯車セットの内歯歯車は第８軸と結合され，第８軸は第４クラッチを介して第６軸と連結可能である。最後に，入力軸は第４遊星歯車セットのキャリアと連結され，第１遊星歯車セットの太陽歯車は回り止め状態でハウジングに固定される。
【００１７】
更なる実施形態において，第４軸は，更に第３遊星歯車セットの太陽歯車と連結され，第３クラッチにより第７軸と結合可能であり，第７軸は第４遊星歯車セットの太陽歯車と連結される。第１遊星歯車セットの内歯歯車は第８軸と結合され，第８軸は第４クラッチを介して第６軸と結合可能である。更に，出力軸は第４遊星歯車セットの内歯歯車を第３遊星歯車セットのキャリアに連結する。最後に，入力軸は第４遊星歯車セットのキャリアと結合され，第１遊星歯車セットの太陽歯車は回り止め状態でハウジングに固定される。
【００１８】
これらの実施形態の場合，前進第１段は第２ブレーキと第１及び第４クラッチの締結により得られ，前進第２段へは第２ブレーキと第１及び第２クラッチの作動により切り換えられる。前進第３段は第２ブレーキと第２及び第４クラッチの締結により選択可能である。前進第４段は第２ブレーキと第２及び第３クラッチの作動により得られ，前進第５段は第２，第３及び第４クラッチの締結により得られる。前進第６段へは，第１第２及び第３クラッチの作動により切り換えられ，前進第７段は第１，第３及び第４クラッチの締結により選択可能である。更に，前進第８段は第１ブレーキと第１及び第３クラッチの作動により得られ，前進第９段へは第１ブレーキと第３及び第４クラッチの締結により切り換えられる。最後に，後退段は全てのブレーキ及び第４クラッチの締結により得られる。
【００１９】
本発明の発展的な実施形態においては，シフト要素を，多板シフト要素又は噛み合いシフト要素として構成する。これにより，省スペースで堅牢なシフト要素を実現できる利点が得られる。
【００２０】
本発明の多段変速機の実施形態によれば，全体として10段の選択可能な変速段を，構成部品点数を削減して実現することが可能であり，それにより製造コスト及び重量が抑えられる。更に，特に乗用車に適切な変速比と，多段変速機における拡大された総合変速比幅が得られ，これによって走行快適性が改善され，燃料消費が削減される。
【００２１】
更に，本発明による多段変速機は，絶対速度及び相対速度が低いこと，並びに遊星歯車セット及びシフト要素に作用するトルクが低いことが特徴であり，これは多段変速機のサイズ及び寿命に肯定的に作用する。全体的には，更に，変速比列が良好かつ軽快に進行し，噛み合い効率が効果的に改善される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
以下，本発明を図示の好適な実施形態について更に詳説する。
【図１】本発明に係る多段変速機の第１実施形態を示す概略図である。
【図２】図１の多段変速機のための例示的なシフトスキームである。
【図３】本発明に係る多段変速機の第２実施形態を示す概略図である。
【図４】本発明に係る多段変速機の第３実施形態を示す概略図である。
【図５】本発明に係る多段変速機の第４実施形態を示す概略図である。
【図６】本発明に係る多段変速機の第５実施形態を示す概略図である。
【図７】本発明に係る多段変速機の第６実施形態を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１は本発明に係る多段変速機の第１実施形態を示し，この実施形態では入力軸２，出力軸３及び４組の遊星歯車セット4, 5, 6, 7がハウジング１に内蔵されている。この場合，第１遊星歯車セット４，第３遊星歯車セット６及び第４遊星歯車セット７がそれぞれマイナス遊星歯車セットとして構成され，他方，第２遊星歯車セット５はプラス遊星歯車セットとして構成されている。
しかしながら本発明に従って，各マイナス遊星歯車セットをそれぞれプラス遊星歯車セットとすることも同様に可能であり，その場合，同時にキャリア及び内歯歯車の接続を交換し，固定変速比の値を，マイナス遊星歯車セットとして構成した場合と比較して１だけ増加させる。それとは反対に，キャリア及び内歯歯車の接続を交換し，固定変速比の値を１だけ低減させることにより，第２遊星歯車セット５をマイナス遊星歯車セットとして構成することも可能である。更に，遊星歯車セット4, 5, 6, 7は軸方向に見て第１遊星歯車セット４，第２遊星歯車セット５，第３遊星歯車セット６，第４遊星歯車セット７の順序で配置される。
【００２４】
更に図１からは，本発明による多段変速機が全体で６個のシフト要素を有し，シフト要素が３個のブレーキ8, 9, 10及び３個のクラッチ11, 12, 13により構成されていることが明らかである。この場合，これらシフト要素の空間的配置は随意に決定可能であり，シフト要素のサイズ及び外形形状によってのみ制約される。各ブレーキ8, 9, 10及び各クラッチ11, 12, 13は多板シフト要素として構成されるが，本発明においては，噛み合いシフト要素として構成した実施形態も想定可能である。
【００２５】
シフト要素を目標に応じて作動させることにより，入力軸２及び出力軸３の間で異なる変速比が選択的に切り換え可能となり，この場合には全体として前進９段及び後退段が実現される。更にハウジング１内には全体で８本の回転軸，即ち，入力軸２及び出力軸３に加えて，第３軸14，第４軸15，第５軸16，第６軸17，第７軸18及び第８軸19が収容されている。
【００２６】
本発明に従って，図１の多段変速機においては，第１遊星歯車セット４のキャリアは第３軸14と結合され，第３軸14は第１ブレーキ８を介してハウジング１に固定可能である。更に，第３軸14は第１クラッチ11を介して第4軸15と結合され，又第２クラッチ12により入力軸２と結合可能である。第４軸15は，更に第２遊星歯車セット５のキャリアと連結され，又更なるプロセスにおいて，第３遊星歯車セット６の太陽歯車を第４遊星歯車セット７の太陽歯車に結合する。更に，第３遊星歯車セット６の内歯歯車は第５軸16と結合され，第５軸16は第２ブレーキ９を介してハウジング１に固定可能である。
【００２７】
更に図１からは，第６軸17が第１遊星歯車セット４の内歯歯車を第２遊星歯車セット５の内歯歯車に結合することが明らかである。入力軸２は，第２クラッチ12を介して第３軸14へ接続可能であることに加えて，第２遊星歯車セット５の太陽歯車と結合され，更に第３クラッチ13を介して第７軸18と接続可能であり，第７軸18は第４遊星歯車セット７のキャリアと連結される。更に，第１遊星歯車セット４の太陽歯車は第８軸19と結合され，第８軸19は第３ブレーキ10を介してハウジング１に固定可能である。最後に，出力軸３は第３遊星歯車セット６のキャリアを第４遊星歯車セット７の内歯歯車に結合する。
【００２８】
この場合，第１クラッチ11及び第２クラッチ12が軸方向に見て互いに隣り合い，第１遊星歯車セット４と第２遊星歯車セット５の間に配置されることが好適である。第１ブレーキ８及び第３ブレーキ10は軸方向に見て第１遊星歯車セット４に対して前置され，他方，第２ブレーキ９は軸方向に見て第３遊星歯車セット６と同じ高さに配置される。第３クラッチ13は，軸方向に見て第４遊星歯車セット７に隣接して配置される。
【００２９】
図２は，図１による多段変速機の例示的なシフトスキームを示す。その際，全体として10段の各変速段に切り換えるためには６個のシフト要素のうちの各３個が締結され，隣接する各変速段へ切り換えるためには２個のシフト要素の状態を変化させる。このシフトスキームから，各変速段の変速比ｉと，それによって得られる直上変速段との間のステップ比φが例示的に読み取れる。更に，総合的な変速比幅は，図２から8.995と読み取れる。
【００３０】
前進第１段は，第２ブレーキ９及び第３ブレーキ10と第１クラッチ11の締結により得られる。それに対し，直上の前進第２段へ切り換えるには第３ブレーキ10を解放し，第２クラッチ12を作動させる。前進第３段を得るには，前進第２段から第１クラッチ11を解放させ，第３ブレーキ10を締結させる。前進第３段に接続する前進第４段は，第３ブレーキ10を解放させ，第３クラッチ13を締結させることにより得られ，他方，前進第５段を選択するには第２ブレーキ９を解放し，第３ブレーキ10を再び作動させる。前進第６段は，前進第５段から第３ブレーキ10を再び解放させ，第１クラッチ11を締結させることにより得られる。前進第６段に接続する前進第７段へは，第２クラッチ12を解放させ，第３ブレーキ10を作動させることにより切り換えられる。他方，前進第７段に続く前進第８段は，第３ブレーキ10を再び解放させ，第１ブレーキ８を締結させることにより選択される。最後に，前進第９段は，前進第８段から第１クラッチ11を解放させ，第３ブレーキ10を作動させることにより得られる。なお，後退段へは３個のブレーキ8, 9, 10の全てを作動させることにより切り換えられる。
【００３１】
図３は，本発明による多段変速機の第２実施形態を示す。図１の実施形態との違いは，この場合には入力軸20が，第２遊星歯車セット５の太陽歯車と連結されること及び第３軸14と結合可能であることに加え，第４遊星歯車セット７のキャリアに直結されることである。更に，出力軸21は第３クラッチ22を介して第７軸23と結合可能であり，第７軸23は第４遊星歯車セット７の内歯歯車と連結される。
【００３２】
図３に示す第２実施形態の構成においては，図１の第１実施形態と同様の効果が発揮され，各変速段における変速比ｉと，隣り合う変速段間のステップ比φが図２の例示的なシフトスキームに準じて達成される。各変速段への切り換えに関して図２のシフトスキームに加えられる変更点は，図１の第３クラッチ13に代えて図３の第３クラッチ22をその都度作動させることのみである。
【００３３】
図４は本発明による多段変速機の第３実施形態を示す。図４の実施形態は，入力軸20が第４遊星歯車セット７のキャリアと再び直結される点で，図１の実施形態とは異なる。更に，第４軸24は第３クラッチ25を介して第７軸26と連結可能であり，第７軸26は第４遊星歯車セット７の太陽歯車と結合される。
【００３４】
図４の実施形態においては図１の実施形態と同様の効果が発揮され，従って変速比ｉとステップ比φが図２の例示的なシフトスキームに準じて再び達成される。各変速段への切り換えに関しては，図２のシフトスキームを修正し，図１の第３クラッチ13に代えて図４の第３クラッチ25をその都度作動させる。
【００３５】
図５においては，本発明による多段変速機の第４実施形態を示す。この実施形態は，第６軸27が，第２遊星歯車セット５の内歯歯車と結合されることに加えて，第４クラッチ28により第８軸29と結合可能であり，第８軸29は第１遊星歯車セット４の内歯歯車と結合される点で，図１の実施形態と異なる。更に，第１遊星歯車セット４の太陽歯車は回り止め状態でハウジング１に固定される。
【００３６】
この実施形態の場合でも，各変速段における変速比ｉとステップ比φが，図２の例示的なシフトスキームに準じて達成される。各変速段への切り換えに関しては，図２のシフトスキームを修正し，図１の第３ブレーキ10に代えて第４クラッチ28をその都度作動させる。
【００３７】
更に図６は，本発明による多段変速機の第５実施形態を示す。図１の実施形態とは異なり，第５実施形態においては，入力軸20が第４遊星歯車セット７のキャリアと直結される。更に，出力軸21が，第３遊星歯車セット６のキャリアと連結されることに加えて，第３クラッチ22を介して第７軸23と結合可能であり，第７軸23は第４遊星歯車セット７の内歯歯車と連結される。
更に，第６軸27は第４クラッチ28により第８軸29と解除可能に結合可能であり，第8軸29は，第１遊星歯車セット４の内歯歯車と連結される。最後に，第１遊星歯車セット４の太陽歯車もまた，回り止め状態でハウジングに固定される。
【００３８】
この実施形態の場合も，各変速段における変速比ｉ及びステップ比φが，図２のシフトスキームに準じて達成される。その際，図２のシフトスキームを変更し，図１の第３ブレーキ10に換えて図６の第４クラッチ28をその都度作動させると共に，図１の第３クラッチ13に換えて図６の第３クラッチ22をその都度作動させる。
【００３９】
最後に，図７は本発明による多段変速機の第６実施形態を示す。図１の実施形態とは異なり，この実施形態においては，入力軸20が第４遊星歯車セット７のキャリアと再び直結される。また，第４軸24は第３クラッチ25により第７軸26と結合可能であり，第７軸26は第４遊星歯車セット７の太陽歯車と連結される。
更に，第６軸27は，第２遊星歯車セット５の内歯歯車と結合されることに加えて，第４クラッチ28を介して第８軸29と連結可能であり，第８軸29は第１遊星歯車セット４の内歯歯車と結合される。最後に，第１遊星歯車セット４の太陽歯車も回り止め状態でハウジングに固定される。
【００４０】
各変速段において達成可能な変速比ｉ及びステップ比φは，図７の多段変速機の実施形態が図１の実施形態と同様の効果を発揮するため，図２の値と一致する。各変速段への切り換えに関しては，図２の例示的なシフトスキームを変更し，図１の第３ブレーキ10に代えて図７の第４クラッチ28をその都度作動させると共に，図１の第３クラッチ13に代えて第３クラッチ25をその都度作動させる。
【００４１】
本発明による多段変速機の実施形態により，製造コスト及び重量を節減した自動変速機が達成される。更に本発明による多段変速機においては，絶対速度及び相対速度が低く，遊星歯車セット及びシフト要素に作用するトルクを低下させることができる。最終的に，変速比列及び噛み合い効率が良好に実現される。
【００４２】
本発明による多段変速機は，標準的な縦置き構造に好適であるが，フロント横置き構造も想定可能である。
【００４３】
本発明によれば，同一の変速機構成でシフトロジック毎に異なるステップ比が得られ，これにより，各アプリケーション又は車両別の変更が可能である。
【００４４】
更に，本発明により各多段変速機における適宜の位置に，例えば軸とハウジングとの間に又は２本の軸間を必要に応じて結合させるための追加のフリーホイールを設けてもよい。
【００４５】
駆動側又は出力側には，本発明により，車軸ディファレンシャル及び／又はセンターディファレンシャルを配置することができる。
【００４６】
有利な発展形態において，必要に応じて入力軸２又は20を結合要素により駆動エンジンから分離することができ，その結合要素としては，流体コンバータ，流体クラッチ，乾式発進クラッチ，湿式発進クラッチ，磁性粉クラッチ又は遠心クラッチが利用可能である。そのような発進要素は，動力伝達方向において変速機の後方に配置することができ，その場合に入力軸２又は20はエンジンのクランクシャフトに常時結合されている。
【００４７】
更に，エンジンと変速機の間にねじれ振動ダンパを配置することが可能である。
【００４８】
最後に，本発明においては，各軸，好適には入力軸２又は20，或いは出力軸３又は21には，無磨耗型ブレーキ，例えば流体式又は電気式リターダなどを配置することができる。このような配置は，商用車において特に意味がある。また，各軸には，補助ユニットを駆動するために動力取出装置を設けることもできる。更に，各軸には，発電機及び／又は追加駆動ユニットとしての電気機械が取り付け可能である。
【００４９】
言うまでもなく，いかなる構造上の形態も，特に遊星歯車セット及びシフト要素のそれ自体並びに相互のいかなる空間的配置も，特許請求の範囲に記載した変速機の機能に影響を与えることなく技術的に有意である限り，明細書や図面に明示されていなくとも本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００５０】
１     ハウジング
２     入力軸
３     出力軸
４     第１遊星歯車セット
５     第２遊星歯車セット
６     第３遊星歯車セット
７     第４遊星歯車セット
８     第１ブレーキ
９     第２ブレーキ
10     第３ブレーキ
11     第１クラッチ
12     第２クラッチ
13     第３クラッチ
14     第３軸
15     第４軸
16     第５軸
17     第６軸
18     第７軸
19     第８軸
20     入力軸
21     出力軸
22     第３クラッチ
23     第７軸
24     第４軸
25     第３クラッチ
26     第７軸
27     第６軸
28     第４クラッチ
29     第８軸
【図１】
0005875599.tif 000002
【図２】
0005875599.tif 000003
【図３】
0005875599.tif 000004
【図４】
0005875599.tif 000005
【図５】
0005875599.tif 000006
【図６】
0005875599.tif 000007
【図７】
0005875599.tif 000008