DE102006058831A1

DE102006058831A1 - Mehrganggetriebe mit Differentialzahnradsatz und Vorgelegewellen-Zahnradanordnung

Info

Publication number: DE102006058831A1
Application number: DE102006058831A
Authority: DE
Inventors: James B. Ann Arbor Borgerson
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2005-12-14
Filing date: 2006-12-13
Publication date: 2007-07-05
Anticipated expiration: 2026-12-14
Also published as: US20070131046A1; CN1982747A; US7311630B2; DE102006058831B4; CN100510471C

Abstract

Es ist ein Getriebe vorgesehen, das einen Differentialzahnradsatz mit drei Antriebsdrehmomentübertragungsmechanismen, wie Reibkupplungen, aufweist, um einen Drehmomentfluss durch den Differentialzahnradsatz zu einer Vorgelegewellen-Zahnradanordnung zu erreichen. Das Getriebe benutzt Schaltvorgänge mit anstehender Leistung. Indem das Drehmomentverhältnis des Differentialzahnradsatzes benutzt wird, sind zusätzliche Vorwärtsverhältnisse mit einer guten Stufenprogression erhältlich, wobei die notwendige Anzahl von Vorgelegewellenzahnradsätzen und Synchroneinrichtungen im Vergleich mit einem Doppelkupplungsgetriebe, das die gleiche Anzahl von Verhältnissen bereitstellt, verringert ist. Somit ist eine kürzere axiale Länge erzielbar.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft ein Mehrganggetriebe mit sowohl einem Differentialzahnradsatz als auch einer Vorgelegewellen-Zahnradanordnung.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Ein typisches Mehrgang-Doppelkupplungsgetriebe verwendet eine Kombination von zwei Reibkupplungen und mehreren Klauenkupplungen/Synchroneinrichtungen, um Schaltvorgänge mit "anstehender Leistung" oder dynamische Schaltvorgänge zu erreichen, indem zwischen einer Reibkupplung und der anderen abgewechselt wird, wobei die Synchroneinrichtungen für das herankommende Übersetzungsverhältnis "vorgewählt" werden, bevor der dynamische Schaltvorgang tatsächlich vorgenommen wird. Ein Schalten mit "anstehender Leistung" bedeutet, dass der Drehmomentfluss von der Maschine nicht unterbrochen werden muss, bevor der Schaltvorgang vorgenommen wird. Dieses Konzept wendet typischerweise Vorgelegewellenzahnräder mit einem unterschiedlichen, dedizierten, Zahnradpaar oder -satz an, um jedes Vorwärtsdrehzahlverhältnis zu erreichen (mit der Ausnahme davon, dass ein direktes Antriebsverhältnis in einer Hinterradantriebsanwendung erreichbar ist). Dementsprechend beträgt die Gesamtzahl von Zahnrädern, die bei dieser typischen Konstruktion erforderlich ist, das Doppelte der Anzahl der Vorwärtsgänge plus drei für Rückwärts. Dies benötigt eine große Anzahl von erforderlichen Zahnradpaaren, insbesondere in Getrieben, die eine relativ große Anzahl von Vorwärtsgängen aufweisen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist ein Getriebe vorgesehen, das einen Differentialzahnradsatz mit drei Antriebsdrehmomentübertragungssmechanismen, wie etwa Reibkupplungen, aufweist, um einen Drehmomentfluss durch den Differentialzahnradsatz zu einer Vorgelegewellen-Zahnradanordnung unter Verwendung von Schaltvorgängen mit anstehender Leistung zu erreichen. Im Vergleich mit einem herkömmlichen Doppelkupplungsgetriebe sind einer der Antriebsdrehmomentübertragungsmechanismen und der Differentialzahnradsatz hinzugefügt. Indem das Drehmomentverhältnis des Differentialzahnradsatzes benutzt wird, sind zusätzliche Drehmomentverhältnisse mit einer guten Stufenprogression verfügbar, wodurch die notwendige Anzahl von Vorgelegewellenzahnradsätzen und Synchroneinrichtungen im Vergleich mit einem Doppelkupplungsgetriebe vermindert ist, wobei die gleiche Anzahl von Drehmomentverhältnissen bereitgestellt wird. Es ist somit eine kürzere axiale Länge erzielbar.

Genauer ist ein Getriebe vorgesehen, das ein Antriebselement und ein Abtriebselement umfasst. Ein Differentialzahnradsatz weist ein erstes, zweites und drittes Element auf, und ein erster, ein zweiter und ein dritter Drehmomentübertragungsmechanismus sind jeweils selektiv einrückbar, um das Antriebselement mit einem unterschiedlichen Element der Differentialzahnradsatzelemente zu verbinden. Eine Vorgelegewellen-Zahnradanordnung ist wirksam mit dem Differentialzahnradsatz verbunden. Die Vorgelegewellen-Zahnradanordnung umfasst mehrere Sätze koplanarer, kämmender Zahnräder, mehrere Wellen axial und mehrere Synchroneinrichtungen, die selektiv einrückbar sind, um Drehmoment von dem Differentialzahnradsatz auf das Abtriebselement entlang der Wellen und der Sätze von koplanaren, miteinander kämmenden Zahnrädern zu übertragen.

Indem drei Drehmomentübertragungsmechanismen vorgesehen sind, werden zusätzliche Drehmomentverhältnisse in Bezug auf das Doppelkupplungsgetriebe erreicht. Im Besonderen ist der erste Drehmomentübertragungsmechanismus selektiv zusammen mit einer ersten der Synchroneinrichtungen einrückbar, um ein erstes Drehmomentverhältnis zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement herzustellen. Der zweite Drehmomentübertragungsmechanismus ist selektiv zusammen mit einer zweiten der Synchroneinrichtungen einrückbar, um ein zweites Drehmomentverhältnis zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement herzustellen. Der dritte Drehmomentübertragungsmechanismus ist selektiv zusammen mit sowohl der ersten als auch der zweiten Synchroneinrichtung einrückbar, um das dritte Drehmomentverhältnis zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement herzustellen. Der Zahlenwert des dritten Drehmomentverhältnisses ist niedriger als der des ersten Drehmomentverhältnisses und größer als der des zweiten Drehmomentverhältnisses. Das dritte Drehmomentverhältnis ist ein kombiniertes Verhältnis, das durch das Drehmomentverhältnis des Differentialzahnradsatzes sowie die Drehmomentverhältnisse der aktiven Sätze von koplanaren, miteinander kämmenden Zahnrädern bestimmt ist. Das erste und zweite Drehmomentverhältnis sind jedoch auf der Basis von nur den Drehmomentverhältnissen der aktiven Sätze von koplanaren, miteinander kämmenden Zahnrädern bestimmt. Somit werden die Sätze von koplanaren, miteinander kämmenden Zahnrädern, durch die Drehmoment während der Einrückung des ersten oder des zweiten Drehmomentübertragungsmechanismus transportiert wird, wieder verwendet, wenn der dritte Drehmomentübertragungsmechanismus eingerückt ist, um das unter schiedliche dritte Drehmomentverhältnis bereitzustellen. Mit anderen Worten beeinflusst das Drehmomentverhältnis des Differentialzahnradsatzes nicht das erste und zweite Verhältnis, sondern lässt ein Drehmomentverhältnis zwischen dem ersten und zweiten Drehmomentverhältnis (d.h. das dritte Drehmomentverhältnis) zu.

Innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung kann der Differentialzahnradsatz ein Kegelradsatz, ein Planetenradsatz mit einfachen Planetenrädern oder ein Planetenradsatz mit doppelten Planetenrädern sein.

Die Vorgelegewellen-Zahnradanordnung kann eine Zweiachsenkonstruktion sein, die nur eine einzige Vorgelegewelle aufweist, oder eine Dreiachsenkonstruktion, die zwei verschobene Vorgelegewellen aufweist.

Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung kann ein Rückwärtsdrehmomentverhältnis unter Verwendung eines dedizierten Satzes von koplanaren, miteinander kämmenden Zahnrädern erreicht werden. Jedoch wird in einer anderen Ausführungsform ein Rückwärtsdrehmomentverhältnis erreicht, indem eine Synchroneinrichtung hinzugefügt wird, die eines der Elemente des Differentialzahnradsatzes selektiv mit einem feststehenden Element verbindet, um ein Rückwärtsdrehmomentverhältnis zu erreichen, wodurch die Notwendigkeit eines dedizierten Satzes von miteinander kämmenden Zahnrädern beseitigt ist. In der letzteren Ausführungsform ist der Differentialzahnradsatz vorzugsweise ein Planetenradsatz mit doppelten Planetenrädern und die zusätzliche Synchroneinrichtung legt das Hohlrad an einem feststehenden Element, wie dem Getriebegehäuse, fest.

Die obigen Merkmale und Vorteile und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Be schreibung der besten Ausführungsarten in Verbindung genommen mit den begleitenden Zeichnungen leicht deutlich.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Getriebes;
2 ist eine Wahrheitstabelle, die die eingerückten Drehmomentübertragungsmechanismen und Synchroneinrichtungen für ausgewählte Drehmomentverhältnisse auflistet, die von dem Getriebe von 1 erreicht werden;
3 ist eine Liste von Drehmomentverhältnissen und Stufenverhältnissen, die von dem Getriebe von 1 entsprechend der Wahrheitstabelle von 2 erreicht werden;
4 ist eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Getriebes;
5 ist eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Getriebes;
6 ist eine Wahrheitstabelle, die die eingerückten Drehmomentübertragungsmechanismen und Synchroneinrichtungen für ausgewählte Drehmomentverhältnisse des Getriebes von 5 auflisten;
7 ist ein Verhältnisschaubild, das die Drehmomentverhältnisse und Verhältnisstufen auflistet, die von dem Getriebe von 5 entsprechend der Wahrheitstabelle von 6 erreicht werden; und
8 ist eine schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Getriebes.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
In den Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen sich auf gleiche Bauteile beziehen, ist in 1 ein Mehrganggetriebe 10 dargestellt. Das Getriebe 10 umfasst ein Antriebselement 12 und ein Abtriebselement 14. In dieser Ausführungsform sind das Antriebselement 12 und das Abtriebselement 14 Wellen, und werden als solche bezeichnet. Fachleute werden feststellen, dass die Antriebs- und Abtriebselemente 12, 14 andere Bauteile als Wellen sein können. Die Antriebswelle 12 ist ständig mit einer Maschine (nicht gezeigt) verbunden. Die Abtriebswelle 14 ist ständig mit der Achsantriebseinheit (nicht gezeigt) verbunden. Das Getriebe 10 umfasst eine Vorgelegewellen-Zahnradanordnung 17, die Mittelwellen, Vorgelegewellen, koplanare, miteinander kämmende Zahnradsätze und selektiv einrückbare Synchroneinrichtungen umfasst, wie es hierin beschrieben wird. Beispielsweise umfasst die Vorgelegewellen-Zahnradanordnung 17 eine Mittelwelle 16 und eine Mittelwelle 18, die eine Hohlwelle ist, die konzentrisch mit der Mittelwelle 16 ist. Die Mittelwellen 18 und 16 werden in den Ansprüchen jeweils als die erste bzw. zweite Mittelwelle bezeichnet. Die Vorgelegewellen-Zahnradanordnung 17 umfasst ferner eine Vorgelegewelle 20 und eine Vorgelegewelle 22. Die Vorgelegewelle 20 wird in den Ansprüchen als die zweite Vorgelegewelle bezeichnet, und die Vorgelegewelle 22 wird in den Ansprüchen als die erste Vorgelegewelle bezeichnet.
Die Vorgelegewellen 20, 22 sind beide von der Antriebswelle 12, der Abtriebswelle 14 und den Mittelwellen 16, 18 beabstandet und liegen parallel zu diesen.
Ein Differentialzahnradsatz 30, der ein einfacher Planetenradsatz ist, ist zwischen der Antriebswelle 12 und der Abtriebswelle 14 angeordnet und mit diesen verbunden. Der Differentialzahnradsatz 30 umfasst ein Sonnenrad 32 (mit S beschriftet), das zur gemeinsamen Rotation mit der Mittelwelle 16 verbunden ist, ein Hohlrad 34 (mit R beschriftet), das zur gemeinsamen Rotation mit der Mittelwelle 18 verbunden ist, und einen Träger 37, der einen Satz von Planetenrädern 39 (mit P beschriftet) drehbar lagert, welche mit sowohl dem Sonnenrad 32 als auch dem Hohlrad 34 kämmen.
Die Vorgelegewellen-Zahnradanordnung 17 umfasst auch koplanare, miteinander kämmende Zahnradsätze 40, 50, 60, 70 und 80. Zahnradsatz 40 umfasst Zahnräder 42, 44, 46 und 48. Das Zahnrad 42 ist zur gemeinsamen Rotation mit der Mittelwelle 18 verbunden und kämmt mit Zahnrad 44, das um die Vorgelegewelle 22 drehbar und selektiv mit dieser verbindbar ist. Das Zahnrad 46 ist um die Vorgelegewelle 20 drehbar und selektiv mit dieser verbindbar. Ein Zwischenzahnrad 48 rotiert um eine Zwischenachse I und kämmt mit sowohl dem Zahnrad 42 als auch dem Zahnrad 46 (Zahnrad 48 ist nur in Kämmung mit Zahnrad 46 gezeigt, aber Fachleute werden leicht verstehen, dass das Zahnrad 48 tatsächlich benachbart zu und zwischen den Zahnrädern 42 und 46 platziert ist, um eine Drehmomentübertragung dazwischen zuzulassen.
Der koplanare Zahnradsatz 50 umfasst Zahnrad 52 und Zahnrad 54. Das Zahnrad 52 ist zur gemeinsamen Rotation mit der Mittelwelle 18 verbun den und kämmt mit Zahnrad 54, das um die Vorgelegewelle 22 rotiert und selektiv mit dieser verbindbar ist.
Zahnradsatz 60 umfasst koplanare, miteinander kämmende Zahnräder 62 und 66. Das Zahnrad 62 ist zur gemeinsamen Rotation mit der Mittelwelle 18 verbunden und kämmt mit dem Zahnrad 66, das um die Vorgelegewelle 20 rotierbar und selektiv mit dieser verbindbar ist.
Zahnradsatz 70 umfasst koplanare, miteinander kämmende Zahnräder 72 und 74. Das Zahnrad 72 rotiert um die Mittelwelle 16 und ist selektiv mit dieser verbindbar. Zahnrad 72 kämmt mit dem Zahnrad 74, das zur gemeinsamen Rotation mit der Vorgelegewelle 22 verbunden ist.
Zahnradsatz 80 umfasst Zahnrad 82, Zahnrad 84 und Zahnrad 86. Das Zahnrad 82 ist zur gemeinsamen Rotation mit der Abtriebswelle 14 verbunden und ist selektiv mit der Mittelwelle 16 verbindbar. Das Zahnrad 82 kämmt mit sowohl dem Zahnrad 84 als auch dem Zahnrad 86. Das Zahnrad 84 ist zur gemeinsamen Rotation mit der Vorgelegewelle 22 verbunden. Das Zahnrad 86 ist zur gemeinsamen Rotation mit der Vorgelegewelle 20 verbunden.
Das Getriebe 10 umfasst eine Vielzahl von Drehmomentübertragungsmechanismen oder -einrichtungen, die eine Antriebskupplung 90, eine Antriebskupplung 91 und eine Antriebskupplung 92 umfassen. In den Ansprüchen wird die Antriebskupplung 90 als der erste Drehmomentübertragungsmechanismus bezeichnet, die Antriebskupplung 92 wird als der zweite Drehmomentübertragungsmechanismus bezeichnet, und die Antriebskupplung 91 wird als der dritte Drehmomentübertragungsmechanismus bezeichnet. Die Antriebskupplung 90 ist selektiv einrückbar, um die Antriebswelle 12 mit dem Hohlrad 34 zu verbinden. Die Antriebskupp lung 91 ist selektiv einrückbar, um die Antriebswelle 12 mit dem Träger 37 zu verbinden. Die Antriebskupplung 92 ist selektiv einrückbar, um die Antriebswelle 12 mit dem Sonnenrad 32 und der Mittelwelle 16 zu verbinden. Das Getriebe 10 umfasst ferner mehrere selektiv einrückbare Synchroneinrichtungen 93, 94, 95, 96, 97 und 98. Die Synchroneinrichtung 93 ist selektiv einrückbar, um das Zahnrad 44 mit der Vorgelegewelle 22 zur gemeinsamen Rotation damit zu verbinden. Die Synchroneinrichtung 94 ist selektiv einrückbar, um das Zahnrad 72 mit. der Mittelwelle 16 zur gemeinsamen Rotation damit zu verbinden. Die Synchroneinrichtung 93 wird in den Ansprüchen als die erste Synchroneinrichtung bezeichnet. Die Synchroneinrichtung 94 wird in den Ansprüchen als die zweite Synchroneinrichtung bezeichnet. Die Synchroneinrichtung 95 ist selektiv einrückbar, um das Zahnrad 54 mit der Vorgelegewelle 22 zu gemeinsamen Rotation damit zu verbinden. Die Synchroneinrichtung 96 ist selektiv einrückbar, um das Zahnrad 82, und somit die Abtriebswelle 14, mit der Mittelwelle 16 zur gemeinsamen Rotation damit zu verbinden. Die Synchroneinrichtung 97 ist selektiv einrückbar, um das Zahnrad 66 mit der Vorgelegewelle 20 zur gemeinsamen Rotation damit zu verbinden. Die Synchroneinrichtung 98 ist selektiv einrückbar, um das Zahnrad 46 mit der Vorgelegewelle 20 zur gemeinsamen Rotation damit zu verbinden.
Das Getriebe 10 ist in der Lage, Drehmoment von der Antriebswelle 12 auf die Abtriebswelle 14 mit zumindest sieben Vorwärtsdrehmomentverhältnissen und einem Rückwärtsdrehmomentverhältnis zu übertragen, wie es in der Wahrheitstabelle von 2 angegeben ist. Es können bis zu vier zusätzliche Vorwärtsdrehmomentverhältnisse (von denen zwei in 2 angegeben sind) für eine Summe von elf Vorwärtsdrehmomentverhältnissen erreicht werden, wie es nachstehend beschrieben wird. Jedes der Vorwärtsdrehmomentverhältnisse und das Rückwärtsdrehmomentverhältnis wird durch Einrückung von einem der ersten, zweiten und dritten Drehmomentübertragungsmechanismen oder Antriebskupplungen 90, 91, 92 und einer oder mehreren der Synchroneinrichtungen 93–98 erzielt. Fachleute werden leicht einsehen, dass jedem Drehmomentverhältnis ein unterschiedliches Drehzahlverhältnis zugeordnet ist. Somit können durch das Getriebe 10 elf Vorwärtsdrehzahlverhältnisse oder -gänge erzielt werden.
Um das Rückwärtsdrehmomentverhältnis (Gang REV) herzustellen, werden die Antriebskupplungen und Synchroneinrichtungen wie in der Tabelle von 2 ausgeführt ausgewählt. Die Antriebskupplung 90 und die Synchroneinrichtung 98 werden eingerückt. Die Antriebskupplung 90 verbindet das Hohlrad 34 mit der Antriebswelle 12. Die Synchroneinrichtung 98 verbindet das Zahnrad 46 zur gemeinsamen Rotation mit der Vorgelegewelle 20. Somit wird Drehmoment von der Antriebswelle 12 durch das Hohlrad 34 von Zahnrad 42 und Mittelwelle 18 auf Zahnrad 46 und Vorgelegewelle 20 durch Zwischenzahnrad 48 übertragen. Drehmoment wird dann von Zahnrad 86 auf Zahnrad 82 und dadurch auf die Abtriebswelle 14 übertragen.
Optional sind zwei zusätzliche Rückwärtsdrehmomentverhältnisse erhältlich, die in der Wahrheitstabelle von 2 nicht angegeben sind. Das erste optionale Rückwärtsdrehmomentverhältnis wird erreicht durch eine in 2 aufgelistete Einrückungskombination von Synchroneinrichtungen für das Rückwärtsdrehmomentverhältnis, das als Gang REV aufgelistet ist, und das Vorwärtsdrehmomentverhältnis, das als Gang 2 aufgelistet ist (d.h. die Synchroneinrichtungen 94 und 98), sowie die Antriebskupplung 91. Bei dieser Anordnung fließt Drehmoment durch den Träger 37, die Planetenräder 39 und das Hohlrad 34 zur Mittelwelle 18. Das Drehmoment wird dann durch den Rückwärtszahnradsatz 40 auf die Vorgelegewelle 20 aufgrund der Einrückung der Synchroneinrichtung 98 und dann auf die Abtriebswelle 14 durch den Zahnradsatz 80 übertragen. Drehmoment fließt auch durch den Träger 37, die Planetenräder 39 und das Sonnenrad 32 zur Mittelwelle 16, durch den Zahnradsatz 70 aufgrund der Einrückung der Synchroneinrichtung 94 und dann von der Vorgelegewelle 22 zur Abtriebswelle 14 durch den Zahnradsatz 80.
Das zweite optionale Rückwärtsdrehmomentverhältnis wird erreicht durch eine in 2 aufgelistete Einrückungskombination der Synchroneinrichtungen für das Rückwärtsdrehmomentverhältnis, das als Gang REV aufgelistet ist, und das Vorwärtsdrehmomentverhältnis, das in 2 als Gang 5 aufgelistet ist (d.h. Synchroneinrichtungen 96 und 98), sowie Antriebskupplung 91. Bei dieser Anordnung fließt Drehmoment durch den Träger 37, die Planetenräder 39 und das Hohlrad 34 zur Mittelwelle 18. Das Drehmoment wird dann durch den Rückwärtszahnradsatz 40 auf die Vorgelegewelle 20 aufgrund der Einrückung der Synchroneinrichtung 98 und dann auf die Abtriebswelle 14 durch den Zahnradsatz 80 übertragen. Drehmoment fließt auch durch den Träger 37, die Planetenräder 39 und das Sonnenrad 32 zur Mittelwelle 16 direkt zur Abtriebswelle 14 über Einrückung der Synchroneinrichtung 96.
Ein erstes Vorwärtsdrehmomentverhältnis (das in der Wahrheitstabelle von 2 als Gang 1 aufgelistet ist) wird durch Einrückung der Antriebskupplung 90 und der Synchroneinrichtung 93 erreicht. Bei dieser Anordnung wird Drehmoment von der Antriebswelle 12 durch das Hohlrad 34 auf die Mittelwelle 18 durch Einrückung der Antriebskupplung 90 und durch Zahnradsatz 40 auf die Vorgelegewelle 22 durch Einrückung der Synchroneinrichtung 93 übertragen. Dann wird Drehmoment auf die Abtriebswelle 14 durch den Zahnradsatz 80 übertragen.
Ein zweites optionales Vorwärtsdrehmomentverhältnis (in 2 als Gang 1' angegeben) kann durch Einrückung der Antriebskupplung 91 und der Synchroneinrichtungen 93 und 94 erhalten werden. Dementsprechend wird zum Schalten von Gang 1 in Gang 1' die Antriebskupplung 90 ausgerückt, die Antriebskupplung 91 wird eingerückt und die Synchroneinrichtung 94 wird eingerückt, während die Synchroneinrichtung 93 eingerückt bleibt. Somit fließt in dem optionalen Vorwärtsdrehmomentverhältnis 1' Drehmoment von der Antriebswelle 12 durch den Träger 37 des Differentialzahnradsatzes 30 durch Einrückung der Antriebskupplung 91 und dadurch durch das Sonnenrad 32 und das Hohlrad 34 zu der Mittelwelle 16 bzw. der Mittelwelle 18. Das Drehmoment längs der Mittelwelle 16 wird durch den Zahnradsatz 70 auf die Vorgelegewelle 22 durch Einrückung der Synchroneinrichtung 94 und durch den Zahnradsatz 80 auf die Abtriebswelle 14 übertragen. Das Drehmoment an der Mittelwelle 18 wird auf die Vorgelegewelle 22 durch den Zahnradsatz 40 durch Einrückung der Synchroneinrichtung 93 übertragen. Dann wird Drehmoment durch den Zahnradsatz 80 auf die Abtriebswelle 14 übertragen. Wie es in 2 angemerkt ist, ist in dem Drehmomentverhältnis für Gang 1 die Synchroneinrichtung 94 offen, d.h. sie überträgt kein Drehmoment. Dementsprechend kann die Synchroneinrichtung 94 in die notwendige Position des herankommenden Drehmomentverhältnisses für Gang 1' (oder Gang 2) vorgewählt werden, bevor die Drehmomentstrecke über die Antriebskupplungen 90, 91, 92 tatsächlich geschaltet wird, wie es in 2 angegeben ist.
Ein nachfolgendes Vorwärtsdrehmomentverhältnis, das in 2 als Gang 2 angegeben ist, wird durch Einrückung der Antriebskupplung 92 und der Synchroneinrichtung 94 hergestellt. Gang 2 kann entweder direkt von Gang 1 oder von Gang 1' erreicht werden, wenn Gang 1' nach Gang 1 ausgewählt wird. Jeder Fall kann ohne mechanisches Blockieren des Getriebes 10 erreicht werden. In Gang 2 wird Drehmoment von der Antriebswelle 12 auf die Mittelwelle 16 über die eingerückte Antriebskupplung 92 übertragen. Drehmoment wird entlang des Zahnradsatzes 70, der Vorgelegewelle 22 und des Zahnradsatzes 80 auf die Abtriebswelle 14 aufgrund der Einrückung der Synchroneinrichtung 94 übertragen.
Das nachfolgende Drehmomentverhältnis, das in der Wahrheitstabelle von 2 als Gang 3 angegeben ist, wird durch die Einrückung der Antriebskupplung 91, der Synchroneinrichtung 94 und der Synchroneinrichtung 95 hergestellt. Somit wird beim Schalten von Gang 2 nach Gang 3 Antriebskupplung 92 gelöst und Antriebskupplung 91 eingerückt. Die Synchroneinrichtung 94 bleibt eingerückt, und die Synchroneinrichtung 95, die in Gang 2 offen war, wird in Gang 3 eingerückt. Die Antriebskupplung 91 lenkt Drehmoment durch den Träger 37 des Differentialzahnradsatzes 30 und die Planetenräder 39 zu sowohl der Mittelwelle 16 als auch der Mittelwelle 18 über das Sonnenrad 32 bzw. das Hohlrad 34. Das Drehmoment, das entlang der Mittelwelle 16 transportiert wird, wird auf die Vorgelegewelle 22 durch den Zahnradsatz 70 und dann durch den Zahnradsatz 80 aufgrund der Einrückung der Synchroneinrichtung 94 auf die Abtriebswelle 14 übertragen. Drehmoment, das entlang der Mittelwelle 18 transportiert wird, wird auf die Vorgelegewelle 22 durch den Zahnradsatz 50 aufgrund der Einrückung der Synchroneinrichtung 95 und durch den Zahnradsatz 80 auf die Abtriebswelle 14 übertragen.
Das nächst nachfolgende Vorwärtsdrehmomentverhältnis, das in der Wahrheitstabelle von 2 als Gang 4 angegeben ist, wird mit der Einrückung der Antriebskupplung 90 und der Synchroneinrichtung 95 hergestellt. Somit werden beim Schalten von Gang 3 nach Gang 4 die Antriebskupplung 91 und die Synchroneinrichtung 94 gelöst, während die Antriebskupplung 90 eingerückt wird und die Synchroneinrichtung 95 einge rückt bleibt. Drehmoment wird von der Antriebswelle 12 auf die Mittelwelle 18 durch das Hohlrad 34 aufgrund der eingerückten Antriebskupplung 90 übertragen. Dann wird Drehmoment durch den Zahnradsatz 50 auf die Vorgelegewelle 22 aufgrund der Einrückung der Synchroneinrichtung 95 übertragen. Drehmoment wird durch den Zahnradsatz 80 auf die Abtriebswelle 14 übertragen.
Das nächst nachfolgende Drehmomentverhältnis kann wahlweise in Gang 4' erreicht werden, oder es kann alternativ ein Schaltvorgang von Gang 4 direkt nach Gang 5 vorgenommen werden. Unter der Annahme, dass ein Schaltvorgang von Gang 4 nach Gang 4' vorgenommen wird, wird die Antriebskupplung 91 zusammen mit den Synchroneinrichtungen 95 und 96 eingerückt. Somit wird beim Schalten von Gang 4 nach Gang 4' die Antriebskupplung 90 gelöst, während die Antriebskupplung 91 eingerückt wird, die Synchroneinrichtung 95 eingerückt bleibt und die Synchroneinrichtung 96 eingerückt wird. Drehmoment wird von der Antriebswelle 12 durch den Differentialzahnradsatz 30 über Einrückung der Antriebskupplung 91 und auf die Mittelwellen 16 und 18 übertragen. Das Drehmoment, das auf der Mittelwelle 16 transportiert wird, wird aufgrund der Einrückung der Synchroneinrichtung 96, die die Abtriebswelle 14 und das Zahnrad 82 wirksam mit der Mittelwelle 16 verbindet, auf die Abtriebswelle 14 übertragen. Das Drehmoment, das auf der Mittelwelle 18 transportiert wird, wird durch den Zahnradsatz 50 auf die Vorgelegewelle 22 und durch den Zahnradsatz 80 aufgrund der Einrückung der Synchroneinrichtung 95 auf die Abtriebswelle 14 übertragen.
Ein nachfolgendes Vorwärtsdrehmomentverhältnis, das in 2 als Gang 5 angegeben ist, wird mit der Einrückung der Antriebskupplung 92 und der Synchroneinrichtung 96 hergestellt. Wenn Gang 5 in einem Schaltvorgang von Gang 4' erreicht wird, wird die Antriebskupplung 91 gelöst, während die Antriebskupplung 92 eingerückt wird, wobei die Synchroneinrichtung 96 eingerückt bleibt. Wenn alternativ Gang 5 in einem Schaltvorgang von Gang 4 erreicht wird, wird die Antriebskupplung 90 gelöst, während die Antriebskupplung 92 eingerückt wird, und die Synchroneinrichtung 95 wird gelöst, während die Synchroneinrichtung 96 eingerückt wird. Drehmoment wird von der Antriebswelle 12 entlang der Mittelwelle 16 direkt auf die Abtriebswelle 14 aufgrund der Einrückung der Antriebskupplung 92 und der Synchroneinrichtung 96 übertragen. Somit wird ein direktes Antriebsverhältnis erreicht, wobei die Drehzahl und das Drehmoment der Abtriebswelle 14 und die Drehzahl und das Drehmoment der Antriebswelle 12 gleich sind.
Ein nachfolgendes Vorwärtsdrehmomentverhältnis, das in der Wahrheitstabelle von 2 als Gang 6 angegeben ist, wird mit der Einrückung der Antriebskupplung 91 und der Synchroneinrichtungen 96 und 97 hergestellt. Somit wird beim Schalten von Gang 5 nach Gang 6 die Antriebskupplung 92 gelöst, während die Antriebskupplung 91 eingerückt wird, wobei die Synchroneinrichtung 96 eingerückt bleibt und die Synchroneinrichtung 97 eingerückt wird. Drehmoment wird von der Antriebswelle 12 durch den Differentialzahnradsatz 30 durch Einrückung der Antriebskupplung 91 durch das Sonnenrad 32 bzw. das Hohlrad 34 auf beide Mittelwellen 16 und 18 übertragen. Das Drehmoment, das auf der Mittelwelle 16 transportiert wird, wird durch Einrückung der Synchroneinrichtung 96 auf die Abtriebswelle 14 übertragen. Das Drehmoment, das auf der Mittelwelle 18 transportiert wird, wird durch Einrückung der Synchroneinrichtung 97 über den Zahnradsatz 60 auf die Vorgelegewelle 20 und dann durch den Zahnradsatz 80 auf die Abtriebswelle 14 übertragen.
Um das nächst nachfolgende Drehmomentverhältnis herzustellen, das in der Wahrheitstabelle von 2 als Gang 7 angegeben ist, wird die An triebskupplung 90 eingerückt und die Synchroneinrichtung 97 wird eingerückt. Somit wird zum Schalten von Gang 6 nach Gang 7 die Antriebskupplung 91 gelöst, während die Antriebskupplung 90 eingerückt wird, wobei die Synchroneinrichtung 97 eingerückt bleibt. Drehmoment wird von der Antriebswelle 12 durch die Antriebskupplung 90 und das Hohlrad 34 auf die Mittelwelle 18 übertragen. Dann wird Drehmoment durch den Zahnradsatz 60 aufgrund der Einrückung der Synchroneinrichtung 97 entlang der Vorgelegewelle 20 durch den Zahnradsatz 80 auf die Abtriebswelle 14 übertragen.
Zusätzlich zu den neun Vorwärtsdrehmomentverhältnissen, die in der Wahrheitstabelle von 2 angegeben sind, sind zwei zusätzliche Vorwärtsdrehmomentverhältnisse für eine Summe von elf Vorwärtsdrehmomentverhältnissen erreichbar. Ein zusätzliches Vorwärtsdrehmomentverhältnis wird zahlenmäßig zwischen Gang 1' und Gang 2 durch Kombinieren der Einrückung der Synchroneinrichtungen, die in Gang 1 und Gang 5 in der Wahrheitstabelle von 2 angegeben sind, zusammen mit der Antriebskupplung 91 erreicht. Somit wird ein optionales Drehmomentverhältnis, das als Gang 1" bezeichnet werden kann, mit einem Zahlenwert zwischen dem von Gang 1' und Gang 2' durch Einrückung der Antriebskupplung 91 und der Synchroneinrichtungen 93 und 96 erreicht. Ein anderes optionales Drehmomentverhältnis, das in der Wahrheitstabelle von 2 nicht gezeigt ist, tritt zahlenmäßig zwischen Gang 4' und Gang 5 auf und kann als Gang 4'' bezeichnet werden. Gang 4'' wird durch eine Einrückungskombination der Synchroneinrichtungen, die in den Vorwärtsgängen 2 und 7 in der Wahrheitstabelle von 2 angegeben sind, zusammen mit der Antriebskupplung 91 erreicht. Somit tritt Gang 4'' durch Einrückung der Antriebskupplung 91 und der Synchroneinrichtungen 94 und 97 auf.
In 3 sind Drehmomentverhältnisse (d.h. das Verhältnis des Drehmoments des Abtriebselements 14 zu dem des Antriebselements 12) entsprechend einem jeden der in der Wahrheitstabelle von 2 gezeigten Gänge aufgelistet. Diese Drehmomentverhältnisse werden unter Verwendung der folgenden beispielhaften Bauteildrehmomentverhältnisse erreicht, die wiederum von Zähnezahlen der Zahnräder des Getriebes 10 abhängen: das Hohlrad/Sonnenrad-Differentialzahnradsatz-Drehmomentverhältnis beträgt 1,86; das Drehmomentverhältnis von Zahnrad 44 zu Zahnrad 42 beträgt 2,60; das Drehmomentverhältnis von Zahnrad 46 zu Zahnrad 42 (durch Zwischenzahnrad 48 übertragen) beträgt 2,25; das Drehmomentverhältnis von Zahnrad 50 zu Zahnrad 52 beträgt 0,84; das Drehmomentverhältnis von Zahnrad 66 zu Zahnrad 62 beträgt 0,41; das Drehmomentverhältnis von Zahnrad 72 zu Zahnrad 74 beträgt 1,57; das Drehmomentverhältnis von Zahnrad 82 zu entweder Zahnrad 84 oder Zahnrad 86 beträgt 1,57. Die Verhältnisstufen zwischen aufeinander folgenden Drehmomentverhältnissen sind in 3 mit einem Gesamtdrehmomentverhältnis von 6,40 angegeben. Es ist aus der Wahrheitstabelle von 2 und dem Verhältnisschaubild von 3 ersichtlich, das Drehmomentverhältnisse, die unter Verwendung der Antriebskupplung 91 erzielt werden (d.h. mit der Antriebskupplung 91 im eingerückten Zustand) einen Zahlenwert zwischen aufeinander folgenden herankommenden und weggehenden Drehmomentverhältnissen aufweisen. Somit werden unter Verwendung der Antriebskupplung 91 und des Differentialzahnradsatzes 30 zusätzliche Drehmomentverhältnisse erreicht als allein mit den Antriebskupplungen 90 und 92 erreichbar wären, da letztere dazu führen, dass die Drehmomentverhältnisse nur von den Verhältnissen der Vorgelegewellenzahnradsätze und nicht des Differentialzahnradsatzes 30 abhängen.
Die Stufe von Gang 1 zu Gang 2 beträgt 1,65, wohingegen die Stufe von Gang 1' zu Gang 2 1,43 beträgt (in Klammern angegeben). Die Stufe von Gang 4 zu Gang 5 beträgt 1,31, wohingegen die Stufe von Gang 4' zu Gang 5 1,20 beträgt (in Klammern angegeben).
Zweite Ausführungsform
In 4 ist ein Mehrganggetriebe 100 dargestellt. Das Getriebe 100 umfasst ein Antriebselement 12 und ein Abtriebselement 14. In dieser Ausführungsform sind das Antriebselement 12 und das Abtriebselement 14 Wellen und werden als solche bezeichnet. Fachleute werden feststellen, dass die Antriebs- und Abtriebselemente 12, 14 andere Bauteile als Wellen sein können. Die Antriebswelle 12 ist ständig mit einer Maschine (nicht gezeigt) verbunden. Die Abtriebswelle 14 ist ständig mit der Achsantriebseinheit (nicht gezeigt) verbunden. Das Getriebe 100 umfasst eine Vorgelegewellen-Zahnradanordnung 117, die Mittelwellen, eine Vorgelegewelle, koplanare, miteinander kämmende Zahnradsätze und selektiv einrückbare Synchroneinrichtungen umfasst, wie es hierin beschrieben wird. Beispielsweise umfasst die Vorgelegewellen-Zahnradanordnung 117 eine Mittelwelle 116 und eine Mittelwelle 118, die eine Hohlwelle ist, die konzentrisch mit der Mittelwelle 116 ist. Die Mittelwellen 118 und 116 werden in den Ansprüchen als die erste bzw. zweite Mittelwelle bezeichnet. Die Vorgelegewellen-Zahnradanordnung 117 umfasst ferner eine Vorgelegewelle 122. Die Vorgelegewelle 122 wird in den Ansprüchen als die erste Vorgelegewelle bezeichnet. Die Vorgelegewelle 122 ist von der Antriebswelle 12, der Abtriebswelle 14 und den Mittelwellen 116, 118 beabstandet sowie parallel zu diesen gelegen.
Ein Differentialzahnradsatz 130, der ein einfacher Planetenradsatz ist, ist zwischen der Antriebswelle 12 und der Abtriebswelle 14 angeordnet und mit diesen verbunden. Der Differentialzahnradsatz 130 umfasst ein Sonnenrad 132 (mit S beschriftet), das zur gemeinsamen Rotation mit der Mittelwelle 116 verbunden ist, ein Hohlrad 134 (mit R beschriftet), das zur gemeinsamen Rotation mit der Mittelwelle 118 verbunden ist, und einen Träger 137, der einen Satz Planetenräder 139 (mit P beschriftet) drehbar lagert, welche mit sowohl dem Sonnenrad 132 als auch dem Hohlrad 134 kämmen.
Die Vorgelegewellen-Zahnradanordnung 117 umfasst koplanare, miteinander kämmende Zahnradsätze 140, 141, 150, 160, 170 und 180. Der Zahnradsatz 140 umfasst Zahnräder 142 und 144. Das Zahnrad 142 ist zur gemeinsamen Rotation mit der Mittelwelle 118 verbunden und kämmt mit dem Zahnrad 144, das um die Vorgelegewelle 122 rotierbar und selektiv mit dieser verbindbar ist. Der Zahnradsatz 141 umfasst Zahnrad 145, Zahnrad 146 und Zwischenzahnrad 148. Das Zahnrad 146 ist um die Vorgelegewelle 122 rotierbar und selektiv mit dieser verbindbar. Das Zwischenzahnrad 148 rotiert um die Zwischenachse I und kämmt mit sowohl dem Zahnrad 145 als auch dem Zahnrad 146. (Das Zahnrad 148 ist nur mit dem Zahnrad 146 in Kämmung gezeigt, Fachleute werden jedoch leicht verstehen, dass das Zahnrad 148 tatsächlich benachbart zu und zwischen den Zahnrädern 145 und 146 platziert ist, um eine Drehmomentübertragung dazwischen zuzulassen.) Der koplanare Zahnradsatz 150 umfasst Zahnrad 152 und Zahnrad 154. Das Zahnrad 152 ist zur gemeinsamen Rotation mit der Mittelwelle 118 verbunden und kämmt mit dem Zahnrad 154, das um die Vorgelegewelle 122 rotiert und selektiv mit dieser verbindbar ist.
Der Zahnradsatz 160 umfasst koplanare, miteinander kämmende Zahnräder 162 und 164. Das Zahnrad 162 ist zur gemeinsamen Rotation mit der Mittelwelle 118 verbunden und kämmt mit dem Zahnrad 164, das um die Vorgelegewelle 122 rotierbar und selektiv mit dieser verbindbar ist.
Der Zahnradsatz 170 umfasst koplanare, miteinander kämmende Zahnräder 172 und 174. Das Zahnrad 172 rotiert um die Mittelwelle 116 und ist selektiv mit dieser verbindbar. Das Zahnrad 172 kämmt mit dem Zahnrad 174, das zur gemeinsamen Rotation mit der Vorgelegewelle 122 verbunden ist.
Der Zahnradsatz 180 umfasst Zahnrad 182 und Zahnrad 184. Das Zahnrad 182 ist zur gemeinsamen Rotation mit der Abtriebswelle 14 verbunden und selektiv mit der Mittelwelle 116 verbindbar. Das Zahnrad 182 kämmt mit dem Zahnrad 184. Das Zahnrad 184 ist zur gemeinsamen Rotation mit der Vorgelegewelle 122 verbunden.
Das Getriebe 100 umfasst eine Vielfalt von Drehmomentübertragungsmechanismen oder -einrichtungen, die eine Antriebskupplung 190, eine Antriebskupplung 191 und eine Antriebskupplung 192 umfassen. In den Ansprüchen wird die Antriebskupplung 190 als der erste Drehmomentübertragungsmechanismus bezeichnet, die Antriebskupplung 192 wird als der zweite Drehmomentübertragungsmechanismus bezeichnet, und die Antriebskupplung 191 wird als der dritte Drehmomentübertragungsmechanismus bezeichnet. Die Antriebskupplung 190 ist selektiv einrückbar, um die Antriebswelle 12 mit dem Hohlrad 134 zu verbinden. Die Antriebskupplung 191 ist selektiv einrückbar, um die Antriebswelle 12 mit dem Träger 137 zu verbinden. Die Antriebskupplung 192 ist selektiv einrückbar, um die Antriebswelle 12 mit dem Sonnenrad 132 und der Mittelwelle 116 zu verbinden. Das Getriebe 100 umfasst ferner mehrere selektiv einrückbare Synchroneinrichtungen 193, 194, 195, 196, 197 und 198. Die Synchroneinrichtung 193 ist selektiv einrückbar, um das Zahnrad 144 mit der Vorgelegewelle 122 zur gemeinsamen Rotation damit zu verbinden. Die Synchroneinrichtung 193 wird in den Ansprüchen als die erste Synchroneinrichtung bezeichnet. Die Synchroneinrichtung 194 ist selektiv einrückbar, um das Zahnrad 172 mit der Mittelwelle 116 zur gemeinsamen Rotation damit zu verbinden. Die Synchroneinrichtung 194 wird in den Ansprüchen als die zweite Synchroneinrichtung bezeichnet. Die Synchroneinrichtung 195 ist selektiv einrückbar, um das Zahnrad 154 mit der Vorgelegewelle 122 zur gemeinsamen Rotation damit zu verbinden. Die Synchroneinrichtung 196 ist selektiv einrückbar, um das Zahnrad 182 und somit die Abtriebswelle 14, mit der Mittelwelle 116 zur gemeinsamen Rotation damit zu verbinden. Die Synchroneinrichtung 197 ist selektiv einrückbar, um das Zahnrad 164 mit der Vorgelegewelle 122 zur gemeinsamen Rotation damit zu verbinden. Die Synchroneinrichtung 198 ist selektiv einrückbar, um das Zahnrad 146 mit der Vorgelegewelle 122 zur gemeinsamen Rotation damit zu verbinden.
Das Getriebe 100 ist in der Lage, Drehmoment von der Antriebswelle 12 auf die Abtriebswelle 14 mit den neun Vorwärtsdrehmomentverhältnissen und einem Rückwärtsdrehmomentverhältnis, die in 2 angegeben sind, zu übertragen. Die zwei zusätzlichen Vorwärtsdrehmomentverhältnisse und die zwei extra Rückwärtsdrehmomentverhältnisse, die oben in Bezug auf das Getriebe 10 von 1 beschrieben wurden, können für eine Summe von elf Vorwärtsdrehmomentverhältnissen und drei Rückwärtsdrehmomentverhältnissen erreicht werden. Fachleute werden anhand der Beschreibung des Getriebes 10 leicht verstehen, wie diese Drehmomentverhältnisse erreicht werden.
Dritte Ausführungsform
In 5 ist ein Mehrganggetriebe 200 dargestellt. Das Getriebe 200 umfasst ein Antriebselement 12 und ein Abtriebselement 14. In dieser Ausführungsform sind das Antriebselement 12 und das Abtriebselement 14 Wellen und werden als solche bezeichnet. Fachleute werden feststellen, dass die Antriebs- und Abtriebselemente 12, 14 andere Bauteile als Wellen sein können. Die Antriebswelle 12 ist ständig mit einer Maschine (nicht gezeigt) verbunden. Die Abtriebswelle 14 ist ständig mit der Achsantriebseinheit (nicht gezeigt) verbunden. Das Getriebe 200 umfasst eine Vorgelegewellen-Zahnradanordnung 217, die Mittelwellen, Vorgelegewellen, koplanare, miteinander kämmende Zahnradsätze und selektiv einrückbare Synchroneinrichtungen umfasst, wie es hierin beschrieben wird. Beispielsweise umfasst die Vorgelegewellen-Zahnradanordnung 217 eine Mittelwelle 216 und eine Mittelwelle 218, die eine Hohlwelle ist, die konzentrisch mit der Mittelwelle 216 ist. Die Mittelwellen 218 und 216 werden in den Ansprüchen jeweils als die erste bzw. zweite Mittelwelle bezeichnet. Die Vorgelegewellen-Zahnradanordnung 217 umfasst ferner eine Vorgelegewelle 220 und eine Vorgelegewelle 222. Die Vorgelegewelle 222 wird in den Ansprüchen als die zweite Vorgelegewelle bezeichnet, und die Vorgelegewelle 220 wird in den Ansprüchen als die erste Vorgelegewelle bezeichnet. Die Vorgelegewellen 220, 222 sind beide von der Antriebswelle 12, der Abtriebswelle 14 und den Mittelwellen 216, 218 beabstandet und parallel zu diesen gelegen.
Ein Differentialzahnradsatz 230, der ein Planetenradsatz mit doppelten Planetenrädern ist, ist zwischen der Antriebswelle 12 und der Abtriebswelle 14 angeordnet und mit diesen verbunden. Der Differentialzahnradsatz 230 umfasst ein Sonnenrad 232 (mit S beschriftet), das zur gemeinsamen Rotation mit der Mittelwelle 216 verbunden ist, ein Hohlrad 234 (mit R beschriftet) und einen Träger 237, der zur gemeinsamen Rotation mit der Mittelwelle 218 verbunden ist und zwei Sätze von Planetenrädern 238, 239 (jeweils mit P1 bzw. P2 beschriftet) drehbar lagert. Die Planetenräder 238 kämmen mit dem Sonnenrad 232 und mit den Planetenrädern 239. Die Planetenräder 239 kämmen mit dem Hohlrad 234.
Die Vorgelegewellen-Zahnradanordnung 217 umfasst auch koplanare, miteinander kämmende Zahnradsätze 240, 250, 260, 270 und 280. Der Zahnradsatz 240 umfasst Zahnräder 242 und 246. Das Zahnrad 242 ist zur gemeinsamen Rotation mit der Mittelwelle 218 verbunden und kämmt mit dem Zahnrad 246, das um die Vorgelegewelle 220 drehbar und selektiv mit dieser verbindbar ist.
Der koplanare Zahnradsatz 250 umfasst Zahnrad 252 und Zahnrad 254. Das Zahnrad 252 ist zur gemeinsamen Rotation mit der Mittelwelle 218 verbunden und kämmt mit dem Zahnrad 254, das um die Vorgelegewelle 222 rotiert und selektiv mit dieser verbindbar ist.
Der Zahnradsatz 260 umfasst koplanare, miteinander kämmende Zahnräder 262 und 266. Das Zahnrad 262 ist zur gemeinsamen Rotation mit der Mittelwelle 216 verbunden und kämmt mit dem Zahnrad 266, das um die Vorgelegewelle 220 drehbar und selektiv mit dieser verbindbar ist.
Der Zahnradsatz 270 umfasst koplanare, miteinander kämmende Zahnräder 272 und 274. Das Zahnrad 272 ist zur gemeinsamen Rotation mit der Mittelwelle 216 verbunden. Das Zahnrad 272 kämmt mit dem Zahnrad 274, das um die Vorgelegewelle 222 rotiert und selektiv mit dieser verbindbar ist.
Der Zahnradsatz 280 umfasst Zahnrad 282, Zahnrad 284 und Zahnrad 286. Das Zahnrad 282 ist zur gemeinsamen Rotation mit der Abtriebswelle 14 verbunden und selektiv mit der Mittelwelle 216 verbindbar. Das Zahnrad 282 kämmt mit sowohl dem Zahnrad 284 als auch dem Zahnrad 286. Das Zahnrad 284 ist zur gemeinsamen Rotation mit der Vorgelege welle 222 verbunden. Das Zahnrad 286 ist zur gemeinsamen Rotation mit der Vorgelegewelle 220 verbunden.
Das Getriebe 200 umfasst eine Vielfalt von Drehmomentübertragungsmechanismen oder -einrichtungen, die eine Antriebskupplung 290, eine Antriebskupplung 291 und eine Antriebskupplung 292 umfassen. In den Ansprüchen wird die Antriebskupplung 290 als der erste Drehmomentübertragungsmechanismus bezeichnet, die Antriebskupplung 292 wird als der zweite Drehmomentübertragungsmechanismus bezeichnet, und die Antriebskupplung 291 wird als der dritte Drehmomentübertragungsmechanismus bezeichnet. Die Antriebskupplung 290 ist selektiv einrückbar, um die Antriebswelle 12 mit dem Sonnenrad 232 zu verbinden. Die Antriebskupplung 291 ist selektiv einrückbar, um die Antriebswelle 12 mit dem Hohlrad 234 zu verbinden. Die Antriebskupplung 292 ist selektiv einrückbar, um die Antriebswelle 12 mit dem Träger 237 zu verbinden. Das Getriebe 200 umfasst ferner mehrere selektiv einrückbare Synchroneinrichtungen 293, 294, 295, 296, 297 und 298. Die Synchroneinrichtung 293 ist selektiv einrückbar, um das Zahnrad 266 mit der Vorgelegewelle 220 zur gemeinsamen Rotation damit zu verbinden. Die Synchroneinrichtung 293 wird in den Ansprüchen als die erste Synchroneinrichtung bezeichnet. Die Synchroneinrichtung 294 ist selektiv einrückbar, um das Zahnrad 254 mit der Vorgelegewelle 222 zur gemeinsamen Rotation damit zu verbinden. Die Synchroneinrichtung 294 wird in den Ansprüchen als die zweite Synchroneinrichtung bezeichnet. Die Synchroneinrichtung 295 ist selektiv einrückbar, um das Zahnrad 282, und somit die Abtriebswelle 214, mit der Mittelwelle 216 zur gemeinsamen Rotation damit zu verbinden. Die Synchroneinrichtung 296 ist selektiv einrückbar, um das Zahnrad 246 mit der Vorgelegewelle 220 zur gemeinsamen Rotation damit zu verbinden. Die Synchroneinrichtung 297 ist selektiv einrückbar, um das Zahnrad 274 mit der Vorgelegewelle 220 zur gemeinsamen Rotation damit zu verbinden. Die Synchroneinrichtung 298 ist selektiv einrückbar, um das Hohlrad 234 an dem feststehenden Getriebegehäuse 299 festzulegen. Die Synchroneinrichtung 298 wird in den Ansprüchen als die zusätzliche Synchroneinrichtung bezeichnet.
Das Getriebe 200 ist in der Lage, Drehmoment von der Antriebswelle 12 auf die Abtriebswelle 14 mit mindestens sieben Vorwärtsdrehmomentverhältnissen und einem Rückwärtsdrehmömentverhältnis zu übertragen, wie es in der Wahrheitstabelle von 6 angegeben ist. Es können bis zu vier zusätzliche Vorwärtsdrehmomentverhältnisse (von denen zwei in 6 angegeben sind) für eine Summe von elf Vorwärtsdrehmomentverhältnissen erreicht werden. Die anderen beiden zusätzlichen Vorwärtsdrehmomentverhältnisse werden auf die gleiche Weise wie die Verhältnisse erreicht, die in der Beschreibung des Getriebes 10 von 1 als 1'' und 4'' bezeichnet wurden (d.h. Verhältnis 1'' wird erreicht, indem die eingerückten Synchroneinrichtungen der Gänge 1 und 5 zusammen mit der Antriebskupplung 291 kombiniert werden, und Verhältnis 4'' wird erreicht, indem die eingerückten Synchroneinrichtungen der Gänge 2 und 7 zusammen mit der Antriebskupplung 291 kombiniert werden). Fachleute werden auf der Basis der Beschreibung des Getriebes 10 leicht erkennen, wie die Drehmomentverhältnisse von 6 erreicht werden.
In Bezug auf das Rückwärtsdrehmomentverhältnis REV wird dieses Verhältnis erreicht, indem die Antriebskupplung 292 und die Synchroneinrichtungen 293 und 298 eingerückt werden. Da das Hohlrad 234 festgelegt wird, indem die Synchroneinrichtung 298 eingerückt wird, wird Drehmoment, das dem Träger 237 über Einrückung der Antriebskupplung 292 geliefert wird, durch Planetenräder 238 und 239 abgegeben, so dass die Mittelwelle 216 in einer entgegengesetzten Richtung wie die Antriebswelle 12 rotiert. Das Drehmoment, das durch den Zahnradsatz 260 über Einrü ckung der Synchroneinrichtung 293 eingespeist wird, wird dann von der Vorgelegewelle 220 durch den Zahnradsatz 280 auf die Abtriebswelle 14 abgegeben, so dass die Abtriebswelle 14 in einer Richtung entgegengesetzt zu der der Antriebswelle 12 rotiert. Die Verwendung der Synchroneinrichtung 298 in Kombination mit dem Planetenradsatz 230 mit Doppelplanetenrädern, um das Rückwärtsdrehmomentverhältnis REV bereitzustellen, lässt zu, dass eine separate, dedizierte Ebene für Rückwärtszahnräder beseitigt werden kann.
In 7 sind die Drehmomentverhältnisse und Verhältnisstufen für jedes der neun Vorwärtsdrehmomentverhältnisse und das Rückwärtsdrehmomentverhältnis, die in 6 angegeben sind, gezeigt. Die Stufe von Gang 1 zu Gang 2 beträgt 1,51, wohingegen die Stufe von Gang 1' zu Gang 2 1,27 beträgt (in Klammern gezeigt). Die Stufe von Gang 4 zu Gang 5 beträgt 1,38, wohingegen die Stufe von Gang 4' zu Gang 5 1,20 beträgt (in Klammern gezeigt). Optional können bis zu vier zusätzliche Rückwärtsverhältnisse durch Einrückung der Antriebskupplung 292 und der Synchroneinrichtung 298 zusammen mit jeweils einer der anderen vier Synchroneinrichtungen 294, 295, 296 bzw. 297 erreicht werden.
Vierte Ausführungsform
In 8 ist ein Mehrganggetriebe 300 dargestellt. Das Getriebe 300 umfasst ein Antriebselement 12 und ein Abtriebselement 14. In dieser Ausführungsform sind das Antriebselement 12 und das Abtriebselement 14 Wellen und werden als solche bezeichnet. Fachleute werden feststellen, dass die Antriebs- und Abtriebselemente 12, 14 andere Bauteile als Wellen sein können. Die Antriebswelle 12 ist ständig mit einer Maschine (nicht gezeigt) verbunden. Die Abtriebswelle 14 ist ständig mit der Achsantriebseinheit (nicht gezeigt) verbunden. Das Getriebe 300 umfasst eine Vorgelegewellen-Zahnradanordnung 317, die Mittelwellen, eine Vorgelegewelle, koplanare, miteinander kämmende Zahnräder und selektiv einrückbare Synchroneinrichtungen umfasst, wie es hierin beschrieben wird. Beispielsweise umfasst die Vorgelegewellen-Zahnradanordnung 317 eine Mittelwelle 316 und eine Mittelwelle 318, die eine Hohlwelle ist, die konzentrisch mit der Mittelwelle 316 ist. Die Mittelwellen 318 und 316 werden in den Ansprüchen jeweils als die erste bzw. zweite Mittelwelle bezeichnet. Die Vorgelegewellen-Zahnradanordnung 317 umfasst ferner eine Vorgelegewelle 322. Die Vorgelegewelle 322 wird in den Ansprüchen als die erste Vorgelegewelle bezeichnet. Die Vorgelegewelle 322 ist von der Antriebswelle 12, der Abtriebswelle 14 und den Mittelwellen 316, 318 beabstandet.
Ein Differentialzahnradsatz 330, der ein Planetenradsatz mit doppelten Planetenrädern ist, ist zwischen der Antriebswelle 12 und der Abtriebswelle 14 angeordnet und mit diesen verbunden. Der Differentialzahnradsatz 330 umfasst ein Sonnenrad 332 (mit S beschriftet), das zur gemeinsamen Rotation mit der Mittelwelle 316 verbunden ist, ein Hohlrad 334 (mit R beschriftet) und einen Träger 337, der zur gemeinsamen Rotation mit der Mittelwelle 18 verbunden ist und der zwei Sätze von Planetenrädern 338, 339 (jeweils mit P1 bzw. P2 beschriftet) drehbar lagert. Die Planetenräder 338 kämmen mit dem Sonnenrad 332 und mit den Planetenrädern 339. Die Planetenräder 339 kämmen mit dem Hohlrad 334.
Die Vorgelegewellen-Zahnradanordnung 317 umfasst auch koplanare, miteinander kämmende Zahnradsätze 340, 350, 360, 370 und 380. Der Zahnradsatz 340 umfasst Zahnräder 342 und 344. Das Zahnrad 342 ist zur gemeinsamen Rotation mit der Mittelwelle 318 verbunden und kämmt mit dem Zahnrad 344, das um die Vorgelegewelle 322 drehbar und selektiv mit dieser verbindbar ist.
Der koplanare Zahnradsatz 350 umfasst Zahnrad 352 und Zahnrad 354. Das Zahnrad 352 ist zur gemeinsamen Rotation mit der Mittelwelle 318 verbunden und kämmt mit dem Zahnrad 354, das um die Vorgelegewelle 322 rotiert und selektiv mit dieser verbindbar ist.
Der Zahnradsatz 360 umfasst koplanare, miteinander kämmende Zahnräder 362 und 364. Das Zahnrad 362 ist zur gemeinsamen Rotation mit der Mittelwelle 316 verbunden und kämmt mit dem Zahnrad 364, das um die Vorgelegewelle 322 drehbar und selektiv mit dieser verbindbar ist.
Der Zahnradsatz 370 umfasst koplanare, miteinander kämmende Zahnräder 372 und 374. Das Zahnrad 372 rotiert um die Mittelwelle 316 und ist selektiv mit dieser verbindbar. Das Zahnrad 372 kämmt mit dem Zahnrad 374, das selektiv mit der Vorgelegewelle 322 verbindbar ist.
Der Zahnradsatz 380 umfasst Zahnrad 382 und Zahnrad 384. Das Zahnrad 382 ist zur gemeinsamen Rotation mit der Abtriebswelle 14 verbunden und selektiv mit der Mittelwelle 316 verbindbar. Das Zahnrad 382 kämmt mit dem Zahnrad 384. Das Zahnrad 384 ist zur gemeinsamen Rotation mit der Vorgelegewelle 322 verbunden.
Das Getriebe 300 umfasst eine Vielfalt von Drehmomentübertragungsmechanismen oder -einrichtungen, die eine Antriebskupplung 390, eine Antriebskupplung 391 und eine Antriebskupplung 392 umfassen. In den Ansprüchen wird die Antriebskupplung 390 als der erste Drehmomentübertragungsmechanismus bezeichnet, die Antriebskupplung 392 wird als der zweite Drehmomentübertragungsmechanismus bezeichnet, und die Antriebskupplung 391 wird als der dritte Drehmomentübertragungsmechanismus bezeichnet. Die Antriebskupplung 390 ist selektiv einrückbar, um die Antriebswelle 12 mit dem Sonnenrad 332 zu verbinden. Die An triebskupplung 391 ist selektiv einrückbar, um die Antriebswelle 12 mit dem Hohlrad 334 zu verbinden. Die Antriebskupplung 392 ist selektiv einrückbar, um die Antriebswelle 12 mit dem Sonnenrad 332 zu verbinden. Das Getriebe 300 umfasst ferner mehrere selektiv einrückbare Synchroneinrichtungen 393, 394, 395, 396, 397 und 398. Die Synchroneinrichtung 393 ist selektiv einrückbar, um das Zahnrad 364 mit der Vorgelegewelle 322 zur gemeinsamen Rotation damit zu verbinden. Die Synchroneinrichtung 393 wird in den Ansprüchen als die erste Synchroneinrichtung bezeichnet. Die Synchroneinrichtung 394 ist selektiv einrückbar, um das Zahnrad 354 mit der Vorgelegewelle 322 zur gemeinsamen Rotation damit zu verbinden. Die Synchroneinrichtung 395 ist selektiv einrückbar, um das Zahnrad 382, und somit die Abtriebswelle 14, mit der Mittelwelle 316 zur gemeinsamen Rotation damit zu verbinden. Die Synchroneinrichtung 396 ist selektiv einrückbar, um das Zahnrad 344 mit der Vorgelegewelle 322 zur gemeinsamen Rotation damit zu verbinden. Die Synchroneinrichtung 397 ist selektiv einrückbar, um das Zahnrad 374 mit der Vorgelegewelle 322 zur gemeinsamen Rotation damit zu verbinden. Die Synchroneinrichtung 398 ist selektiv einrückbar, um das Hohlrad 334 mit dem feststehenden Getriebegehäuse 399 zu verbinden. Die Synchroneinrichtung 398 wird in den Ansprüchen als die zusätzliche Synchroneinrichtung bezeichnet. Die Synchroneinrichtung 398 wird zusammen mit der Antriebskupplung 392 und der Synchroneinrichtung 393 eingerückt, um ein Rückwärtsdrehmomentverhältnis bereitzustellen, das in Bezug auf entsprechend nummerierte Bauteile des Getriebes 200 von 5 beschrieben ist.
Das Getriebe 300 ist in der Lage, Drehmoment von der Antriebswelle 12 auf die Abtriebswelle 14 mit zumindest sieben Vorwärtsdrehmomentverhältnissen und einem Rückwärtsdrehmomentverhältnis mit einem Einrückplan zu übertragen, der in der Wahrheitstabelle von 6 in Bezug auf entsprechend nummerierte Bauteile des Getriebes 200 von 5 angegeben ist. Bis zu vier zusätzliche Vorwärtsdrehmomentverhältnisse (von denen zwei in 6 angegeben sind) können für eine Summe von elf Vorwärtsdrehmomentverhältnissen erreicht werden.
Obgleich die besten Ausführungsarten der Erfindung ausführlich beschrieben worden sind, werden Fachleute auf dem Gebiet der Erfindung verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen zur praktischen Ausführung der Erfindung innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche erkennen.

Claims

Getriebe, umfassend: ein Antriebselement; ein Abtriebselement; einen Differentialzahnradsatz mit einem ersten, zweiten und dritten Element; einen ersten, einen zweiten und einen dritten Drehmomentübertragungsmechanismus, die jeweils selektiv einrückbar sind, um das Antriebselement mit einem unterschiedlichen Element des Differentialzahnradsatzes zu verbinden; eine Vorgelegewellen-Zahnradanordnung, die wirksam mit dem Differentialzahnradsatz verbunden ist und Sätze von koplanaren, miteinander kämmenden Zahnrädern, mehrere Wellen und mehrere Synchroneinrichtungen umfasst, die selektiv einrückbar sind, um ausgewählte Zahnräder mit ausgewählten Wellen zur gemeinsamen Rotation zu verbinden, um dadurch Drehmoment von dem Differentialzahnradsatz auf das Abtriebselement entlang der mehreren Wellen und der Sätze von koplanaren, miteinander kämmenden Zahnrädern zu übertragen; und wobei ein erstes, zweites und drittes unterschiedliches Drehmomentverhältnis von dem Abtriebselement zu dem Antriebselement hergestellt sind, wenn der erste Drehmomentübertragungsmechanismus und eine erste der Synchroneinrichtungen, der zweite Drehmomentübertragungsmechanismus und eine zweite der Synchroneinrichtungen bzw. der dritte Drehmomentübertragungsme chanismus und sowohl die erste als auch die zweite Synchroneinrichtung eingerückt sind.
Getriebe nach Anspruch 1, wobei das erste und zweite Drehmomentverhältnis auf der Basis von Drehmomentverhältnissen der koplanaren, miteinander kämmenden Zahnräder und nicht durch ein Drehmomentverhältnis des Differentialzahnradsatzes festgelegt sind; und wobei das dritte Drehmomentverhältnis auf der Basis von Drehmomentverhältnissen der koplanaren, miteinander kämmenden Zahnräder und des Differentialzahnradsatzes festgelegt ist.
Getriebe nach Anspruch 2, wobei das dritte Drehmomentverhältnis niedriger ist als das erste Drehmomentverhältnis und größer ist als das zweite Drehmomentverhältnis.
Getriebe nach Anspruch 1, wobei die mehreren Wellen umfassen: eine erste Mittelwelle, die zur gemeinsamen Rotation mit dem ersten Element des Differentialzahnradsatzes verbunden ist; eine zweite Mittelwelle, die zur gemeinsamen Rotation mit dem zweiten Element des Differentialzahnradsatzes verbunden ist; eine erste Vorgelegewelle, die von den Mittelwellen radial verschoben ist; wobei einige der Sätze von koplanaren, miteinander kämmenden Zahnrädern jeweils ein Zahnrad, das um die erste Vorgelegewelle rotierbar ist, und ein Zahnrad, das zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Mittelwelle verbunden ist, umfassen; und wobei einige der Synchroneinrichtungen jeweils selektiv einrückbar sind, um ein jeweiliges der Zahnräder, die um die erste Vorgelegewelle rotierbar sind, mit der ersten Vorgelegewelle zur gemeinsamen Rotation zu verbinden.
Getriebe nach Anspruch 4, ferner umfassend: eine zweite Vorgelegewelle, die von den Mittelwellen und von der ersten Vorgelegewelle radial verschoben ist; wobei andere der Sätze von koplanaren, miteinander kämmenden Zahnrädern jeweils ein Zahnrad, das um die zweite Vorgelegewelle rotierbar ist, und ein Zahnrad, das zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Mittelwelle verbunden ist, umfassen; und wobei andere der Synchroneinrichtungen jeweils selektiv einrückbar sind, um ein jeweiliges der Zahnräder, die um die zweite Vorgelegewelle rotierbar sind, mit der zweiten Vorgelegewelle zur gemeinsamen Rotation zu verbinden.
Getriebe nach Anspruch 1, wobei der Differentialzahnradsatz ein Planetenradsatz ist; und wobei das erste Element ein Hohlrad ist, das zweite Element ein Träger ist, der einen Satz von Planetenrädern drehbar lagert, und das dritte Element ein Sonnenrad ist; wobei der erste Drehmomentübertragungsmechanismus das Antriebselement selektiv mit dem Hohlrad verbindet, der zweite Drehmomentübertragungsmechanismus das Antriebselement selektiv mit dem Sonnenrad verbindet, und der dritte Drehmomentübertragungsmechanismus des Antriebselements selektiv mit dem Träger verbindet.
Getriebe nach Anspruch 1, wobei der Differentialzahnradsatz ein Planetenradsatz mit doppelten Planetenrädern ist; wobei das erste Zahnradelement ein Sonnenrad ist, das zweite Zahnradelement ein Träger ist, der zwei Sätze von Planetenrädern drehbar lagert, und das dritte Zahnradelement ein Hohlrad ist; wobei der erste Drehmomentübertragungsmechanismus das Antriebselement selektiv mit dem Sonnenrad verbindet, der zweite Drehmomentübertra gungsmechanismus das Antriebselement selektiv mit dem Träger verbindet, und der dritte Drehmomentübertragungsmechanismus das Antriebselement selektiv mit dem Hohlrad verbindet.
Getriebe nach Anspruch 7, ferner umfassend: eine zusätzliche Synchroneinrichtung, die das Hohlrad selektiv an einem feststehenden Element festlegt; wobei der zweite Drehmomentübertragungsmechanismus, die zusätzliche Synchroneinrichtung und die erste Synchroneinrichtung selektiv eingerückt sind, um ein Rückwärtsdrehmomentverhältnis zwischen dem Abtriebselement und dem Antriebselement herzustellen.
Getriebe, umfassend: ein Antriebselement; ein Abtriebselement; ein Planetenradsatz mit einem Hohlrad, einem Sonnenrad und einem Träger, der einen Satz von Planetenrädern drehbar lagert; einen ersten Drehmomentübertragungsmechanismus, der selektiv einrückbar ist, um das Antriebselement mit dem Hohlrad zu verbinden, einen zweiten Drehmomentübertragungsmechanismus, der selektiv einrückbar ist, um das Antriebselement mit dem Sonnenrad zu verbinden, und einen dritten Drehmomentübertragungsmechanismus der selektiv einrückbar ist, um das Antriebselement mit dem Träger zu verbinden; eine Vorgelegewellen-Zahnradanordnung, die wirksam mit dem Planetenradsatz verbunden ist und einen Satz von koplanaren, miteinander kämmenden Zahnrädern, mehrere Wellen, und mehrere Synchroneinrichtungen umfasst, die selektiv einrückbar sind, um ausgewählte Zahnräder mit ausgewählten Wellen zur gemeinsamen Rotation zu verbinden, um dadurch Drehmoment von dem Planetenradsatz auf das Abtriebselement zu übertragen; wobei ein erstes, zweites und drittes unterschiedliches Drehmomentverhältnis von dem Abtriebselement zu dem Antriebselement hergestellt sind, wenn der erste Drehmomentübertragungsmechanismus und eine erste der Synchroneinrichtungen, der zweite Drehmomentübertragungsmechanismus und eine zweite der Synchroneinrichtungen bzw. der dritte Drehmomentübertragungsmechanismus und sowohl die erste als auch die zweite Synchroneinrichtung eingerückt sind; wobei das erste und zweite Drehmomentverhältnis auf der Basis von Drehmomentverhältnissen der koplanaren, miteinander kämmenden Zahnräder und nicht durch ein Drehmomentverhältnis des Planetenradsatzes festgelegt sind; und wobei das dritte Drehmomentverhältnis auf der Basis von Drehmomentverhältnissen der koplanaren, miteinander kämmenden Zahnräder und des Planetenradsatzes festgelegt ist.
Getriebe nach Anspruch 9, wobei die mehreren Wellen eine erste Mittelwelle, eine zweite Mittelwelle, die konzentrisch mit der ersten Mittelwelle ist, und eine erste Vorgelegewelle umfassen; und wobei die Sätze von koplanaren, miteinander kämmenden Zahnrädern dreizehn Zahnräder aufweisen, die in sechs Ebenen angeordnet sind, um zumindest sieben Vorwärtsdrehmomentverhältnisse und ein Rückwärtsdrehmomentverhältnis bereitzustellen.
Getriebe nach Anspruch 9, wobei die mehreren Wellen eine erste Mittelwelle, eine zweite Mittelwelle, die konzentrisch mit der ersten Mittelwelle ist, eine erste Vorgelegewelle und eine zweite Vorgelegewelle umfassen; und wobei die Sätze von koplanaren, miteinander kämmenden Zahnrädern dreizehn Zahnräder aufweisen, die in fünf Ebenen angeordnet sind, um zumindest sieben Vorwärtsdrehmomentverhältnisse und ein Rückwärtsdrehmomentverhältnis bereitzustellen.
Getriebe, umfassend: ein Antriebselement; ein Abtriebselement; einen Planetenradsatz mit einem Hohlrad, einem Sonnenrad und einem Träger, der zwei Sätze von Planetenrädern drehbar lagert; einen ersten Drehmomentübertragungsmechanismus, der selektiv einrückbar ist, um das Antriebselement mit dem Sonnenrad zu verbinden, einen zweiten Drehmomentübertragungsmechanismus, der selektiv einrückbar ist, um das Antriebselement mit dem Träger zu verbinden, und einen dritten Drehmomentübertragungsmechanismus, der selektiv einrückbar ist, um das Antriebselement mit dem Hohlrad zu verbinden; eine Vorgelegewellen-Zahnradanordnung, die wirksam mit dem Planetenradsatz verbunden ist und einen Satz von koplanaren, miteinander kämmenden Zahnrädern, mehrere Wellen und mehrere Synchroneinrichtungen umfasst, die selektiv einrückbar sind, um ausgewählte Zahnräder mit ausgewählten Wellen zur gemeinsamen Rotation zu verbinden, um dadurch Drehmoment von dem Planetenradsatz auf das Abtriebselement zu übertragen; wobei ein erstes, zweites und drittes unterschiedliches Drehmomentverhältnis von dem Abtriebselement zu dem Antriebselement hergestellt sind, wenn der erste Drehmomentübertragungsmechanismus und eine erste der Synchroneinrichtungen, der zweite Drehmomentübertragungsmechanismus und eine zweite der Syn chroneinrichtungen bzw. der dritte Drehmomentübertragungsmechanismus und sowohl die erste als auch die zweite Synchroneinrichtung eingerückt sind; wobei das erste und zweite Drehmomentverhältnis auf der Basis von Drehmomentverhältnissen der koplanaren, miteinander kämmenden Zahnräder und nicht durch ein Drehmomentverhältnis des Planetenradsatzes festgelegt sind; und wobei das dritte Drehmomentverhältnis auf der Basis der Drehmomentverhältnisse der koplanaren, miteinander kämmenden Zahnräder und des Planetenradsatzes festgelegt ist.
Getriebe nach Anspruch 12, wobei die mehreren Wellen eine erste Mittelwelle, eine zweite Mittelwelle, die konzentrisch mit der ersten Mittelwelle ist, und eine erste Vorgelegewelle umfassen; und wobei die Sätze von koplanaren, miteinander kämmenden Zahnrädern zehn Zahnräder aufweisen, die in fünf Ebenen angeordnet sind, um zumindest sieben Vorwärtsdrehmomentverhältnisse bereitzustellen.
Getriebe nach Anspruch 12, wobei die mehreren Wellen eine erste Mittelwelle, eine zweite Mittelwelle, die konzentrisch mit der ersten Mittelwelle ist, eine erste Vorgelegewelle und eine zweite Vorgelegewelle umfassen; und wobei die Sätze von koplanaren, miteinander kämmenden Zahnrädern elf Zahnräder aufweisen, die in fünf Ebenen angeordnet sind, um zumindest sieben Vorwärtsdrehmomentverhältnisse bereitzustellen.
Getriebe nach Anspruch 12, ferner umfassend: eine zusätzliche Synchroneinrichtung, die das Hohlrad selektiv an dem feststehenden Element festlegt; wobei der zweite Drehmomentübertragungsmechanismus, die zusätzliche Synchroneinrichtung und die erste Synchroneinrichtung selektiv eingerückt sind, um ein Rückwärtsdrehmomentverhältnis zwischen dem Abtriebselement und dem Antriebselement herzustellen.