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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE
ANMELDUNG
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Diese
Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 60/913,146,
die am 20. April 2007 eingereicht wurde. Der Offenbarungsgehalt
der obigen Anmeldung ist hierin durch Bezugnahme mit aufgenommen.
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GEBIET
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Die
Erfindung betrifft allgemein ein Mehrganggetriebe, das mehrere Planetenradsätze und mehrere
Drehmomentübertragungseinrichtungen aufweist,
und genauer ein Getriebe, das acht oder mehr Gänge, vier Planetenradsätze und
mehrere Drehmomentübertragungseinrichtungen
aufweist.
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HINTERGRUND
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Die
Aussagen in diesem Abschnitt liefern lediglich Hintergrundinformationen,
die mit der vorliegenden Offenbarung in Beziehung stehen, und können Stand
der Technik bilden oder nicht.
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Ein
typisches Mehrganggetriebe benutzt eine Kombination aus Reibkupplungen,
Planetenradanordnungen und festen Verbindungen, um mehrere Übersetzungsverhältnisse
zu erreichen. Die Anzahl und physikalische Anordnung der Planetenradsätze im Allgemeinen
werden durch den Bauraum, die Kosten und die gewünschten Drehzahlverhältnisse
oder Gänge
vorgeschrieben.
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Obgleich
gegenwärtige
Getriebe ihren vorgesehenen Zweck erfüllen, ist der Bedarf nach neuen und
verbesserten Getriebekonfigurationen, die ein verbessertes Leistungsvermögen, insbesondere
aus den Standpunkten des Wirkungsgrades, des Ansprechvermögens und
des ruhigen Betriebes, sowie einen verbesserten Bauraum, primär reduzierte
Größe und reduziertes
Gewicht, zeigen, im Wesentlichen konstant. Dementsprechend gibt
es einen Bedarf nach einem verbesserten, kosteneffektiven, kompakten
Mehrganggetriebe.
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ZUSAMMENFASSUNG
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In
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist ein Getriebe vorgesehen, das ein
Antriebselement, ein Abtriebselement, vier Planetenradsätze, mehrere
Kopplungselemente und mehrere Drehmomentübertragungseinrichtungen aufweist. Jeder
der Planetenradsätze
umfasst ein erstes, zweites und drittes Element. Ein erstes Verbindungselement
verbindet das erste Element des ersten Planetenradsatzes ständig mit
dem zweiten Element des zweiten Planetenradsatzes. Ein zweites Verbindungselement
verbindet das zweite Element des ersten Planetenradsatzes ständig mit
dem dritten Element des zweiten Planetenradsatzes. Ein drittes Verbindungselement
verbindet das erste Element des zweiten Planetenradsatzes ständig mit
dem zweiten Element des dritten Planetenradsatzes. Ein viertes Verbindungselement
verbindet das erste Element des dritten Planetenradsatzes ständig mit
dem ersten Element des vierten Planetenradsatzes. Fünf Drehmomentübertragungseinrichtungen
sind selektiv einrückbar,
um eines der ersten Elemente, der zweiten Elemente und der dritten
Elemente mit zumindest einem anderen der ersten Elemente, der zweiten
Elemente, der dritten Elemente und einem feststehenden Element zu
verbinden. Die Drehmomentübertragungseinrichtungen
sind selektiv in Kombinationen von zumindest zweien einrückbar, um
zumindest acht Vorwärtsgänge und
zumindest einen Rückwärtsgang
zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement herzustellen.
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Gemäß einer
anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist ein Getriebe vorgesehen, das ein
Antriebselement, ein Abtriebselement, vier Planetenradsätze, mehrere
Kopplungselemente und mehrere Drehmomentübertragungseinrichtungen aufweist.
Der erste, zweite, dritte und vierte Planetenradsatz weisen jeweils
ein Sonnenrad, einen Träger und
ein Hohlrad auf. Das Antriebselement ist ständig mit dem Sonnenrad des
ersten Planetenradsatzes verbunden, und das Abtriebselement ist
ständig
mit dem Träger
des vierten Planetenradsatzes verbunden. Ein erstes Verbindungselement
verbindet das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes ständig mit dem
Träger
des zweiten Planetenradsatzes. Ein zweites Verbindungselement verbindet
den Träger des
ersten Planetenradsatzes ständig
mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes und dem Hohlrad
des vierten Planetenradsatzes. Ein drittes Verbindungselement verbindet
das Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes ständig mit dem Träger des
dritten Planetenradsatzes. Ein viertes Verbindungselement verbindet
das Hohlrad des dritten Planetenradsatzes ständig mit dem Hohlrad des vierten Planetenradsatzes.
Eine erste Drehmomentübertragungseinrichtung
ist selektiv einrückbar,
um den Träger
des dritten Planetenradsatzes mit dem Träger des vierten Planetenradsatzes
zu verbinden. Eine zweite Drehmomentübertragungseinrichtung ist
selektiv einrückbar,
um den Träger
des dritten Planetenradsatzes mit dem Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes
zu verbinden. Eine dritte Drehmomentübertragungseinrichtung ist
selektiv einrückbar,
um das Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes mit dem feststehenden
Element zu verbinden. Eine vierte Drehmomentübertragungseinrichtung ist
selektiv einrückbar,
um das Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes mit dem feststehenden Element
zu verbinden. Eine fünfte
Drehmomentübertragungseinrichtung
ist selektiv einrückbar,
um den Träger
des zweiten Planetenradsatzes mit dem feststehenden Element zu verbinden.
Die Drehmomentübertragungseinrichtungen
sind selektiv in Kombinationen von zumindest zweien einrückbar, um
zumindest acht Vorwärtsgänge und
zumindest einen Rückwärtsgang zwischen
dem Antriebselement und dem Abtriebselement herzustellen.
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Gemäß noch einer
anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist ein Getriebe vorgesehen, das ein
Antriebselement, ein Abtriebselement, vier Planetenradsätze, mehrere
Kopplungselemente und mehrere Drehmomentübertragungseinrichtungen aufweist.
Der erste, zweite, dritte und vierte Planetenradsatz weisen jeweils
ein Sonnenrad, einen Träger
und ein Hohlrad auf. Das Antriebselement ist ständig mit dem Träger des
ersten Planetenradsatzes und/oder dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes
verbunden. Das Abtriebselement ist ständig mit dem Träger des
vierten Planetenradsatzes verbunden. Ein erstes Verbindungselement
verbindet das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes ständig mit
dem Träger
des zweiten Planetenradsatzes. Ein zweites Verbindungselement verbindet
den Träger
des ersten Planetenradsatzes ständig
mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes. Ein drittes Verbindungselement
verbindet das Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes ständig mit
dem Träger
des dritten Planetenradsatzes. Ein viertes Verbindungselement verbindet
das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes ständig mit dem Hohlrad des dritten Planetenradsatzes
und dem Hohlrad des vierten Planetenradsatzes. Die erste Drehmomentübertragungseinrichtung
ist selektiv einrückbar,
um den Träger
des vierten Planetenradsatzes mit dem Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes
zu verbinden. Die zweite Drehmomentübertragungseinrichtung ist
selektiv einrückbar,
um das Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes mit dem Sonnenrad
des dritten Planetenradsatzes zu verbinden.
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Die
dritte Drehmomentübertragungseinrichtung
ist selektiv einrückbar,
um das Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes mit dem feststehenden Element
zu verbinden. Die vierte Drehmomentübertragungseinrichtung ist
selektiv einrückbar,
um das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes mit dem feststehenden
Element zu verbinden. Die fünfte Drehmomentübertragungseinrichtung
ist selektiv einrückbar,
um das Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes mit dem feststehenden
Element zu verbinden. Die Drehmomentübertragungseinrichtungen sind
selektiv in Kombinationen von zumindest zweien einrückbar, um
zumindest acht Vorwärtsgänge und
zumindest einen Rückwärtsgang
zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement herzustellen.
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Weitere
Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch Bezugnahme
auf die folgende Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen deutlich werden,
in denen gleiche Bezugszeichen auf das gleiche Bauteil, Element
oder Merkmal verweisen.
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ZEICHNUNGEN
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Die
hierin beschriebenen Zeichnungen dienen nur zu Darstellungszwecken
und sollen den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung in keiner
Weise einschränken.
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1 ist
ein Hebeldiagramm einer Ausführungsform
eines Achtganggetriebes gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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2 ist
eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines Achtganggetriebes
gemäß der vorliegenden
Erfindung; und
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3 ist
eine Wahrheitstabelle, die den Einrückungszustand der verschiedenen
Drehmoment übertragenden
Kupplungen und Bremsen in jedem der verfügbaren Vorwärts- und Rückwärtsgänge oder -übersetzungsverhältnisse
des in den 1 und 2 veranschaulichten
Getriebes darstellt.
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4 ist
ein Hebeldiagramm einer anderen Ausführungsform eines Achtganggetriebes
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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5 ist
eine schematische Ansicht einer anderen Ausführungsform eines Achtganggetriebes gemäß der vorliegenden
Erfindung; und
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6 ist
eine Wahrheitstabelle, die den Einrückungszustand der verschiedenen
Drehmoment übertragenden
Kupplungen und Bremsen in jedem der verfügbaren Vorwärts- und Rückwärtsgänge oder -übersetzungsverhältnisse
des in den 4 und 5 veranschaulichten
Getriebes darstellt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Die
folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und soll
die vorliegende Offenbarung, Anwendung oder Nutzungen nicht begrenzen.
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Zu
Beginn ist festzustellen, dass die Ausführungsformen des Achtgang-Automatikgetriebes
der vorliegenden Erfindung eine gemeinsame Anordnung von permanenten
mechanischen Verbindungen zwischen den Elementen der vier Planetenradsätze aufweisen.
Diese mechanischen Verbindungen verknüpfen gattungsgemäß die Getriebeausführungsformen
oder bringen diese in Beziehung. Ein erstes Bauteil oder Element
eines ersten Planetenradsatzes ist permanent mit einem zweiten Bauteil
oder Element eines zweiten Planetenradsatzes gekoppelt. Ein zweites
Bauteil oder Element des ersten Planetenradsatzes ist permanent
mit einem dritten Bauteil oder Element eines zweiten Planetenradsatzes
gekoppelt. Ein erstes Bauteil oder Element des zweiten Planetenradsatzes
ist permanent mit einem zweiten Bauteil oder Element eines dritten
Planetenradsatzes gekoppelt. Ein erstes Bauteil oder Element des
dritten Planetenradsatzes ist permanent mit einem ersten Bauteil
oder Element eines vierten Planetenradsatzes gekoppelt.
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Nun
unter Bezugnahme auf 1 ist eine Ausführungsform
eines Achtganggetriebes 10 in einem Hebeldiagrammformat
veranschaulicht. Ein Hebeldiagramm ist eine schematische Darstellung
der Bauteile einer mechanischen Einrichtung, wie eines Automatikgetriebes.
Jeder einzelne Hebel stellt einen Planetenradsatz dar, wobei die
drei grundlegenden mechanischen Bauteile des Planetenradsatzes jeweils
durch einen Knoten dargestellt sind. Daher enthält ein einzelner Hebel drei
Knoten: einen für
das Sonnenrad, einen für
den Planetenradträger
und einen für
das Hohlrad. Die relative Länge
zwischen den Knoten jedes Hebels kann dazu verwendet werden, jeweils
das Hohlrad/Sonnenrad-Verhältnis
des jeweiligen Zahnradsatzes darzustellen. Diese Hebelverhältnisse
werden wiederum dazu verwendet, die Übersetzungsverhältnisse
des Getriebes zu verändern,
um geeignete Verhältnisse
und eine geeignete Verhältnisprogression
zu erreichen. Mechanische Kopplungen oder Verbindungen zwischen
den Knoten der verschiedenen Planetenradsätze sind durch dünne, horizontale
Linien veranschaulicht, und Drehmomentübertragungseinrichtungen, wie
Kupplungen und Bremsen, sind als ineinander greifende Finger dargestellt.
Wenn die Einrichtung eine Bremse ist, ist ein Satz der Finger auf
Masse festgelegt. Eine weitergehende Erläuterung des Formats, Zwecks
und der Verwendung von Hebeldiagrammen ist in der Druck schrift SAE
Paper 810102, "The
Lever Analogy: A New Tool in Transmission Analysis" von Benford und Leising
zu finden, deren Offenbarungsgehalt hiermit vollständig durch
Bezugnahme mit aufgenommen ist.
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Das
Getriebe 10 umfasst eine Antriebswelle oder ein Antriebselement 12,
einen ersten Planetenradsatz 14 mit drei Knoten: einem
ersten Knoten 14A, einem zweiten Knoten 14B und
einem dritten Knoten 14C, einen zweiten Planetenradsatz 16 mit drei
Knoten: einem ersten Knoten 16A, einem zweiten Knoten 16B und
einem dritten Knoten 16C, einen dritten Planetenradsatz 18 mit
drei Knoten: einem ersten Knoten 18A, einem zweiten Knoten 18B und einem
dritten Knoten 18C, einen vierten Planetenradsatz 20 mit
drei Knoten: einem ersten Knoten 20A, einem zweiten Knoten 20B und
einem dritten Knoten 20C, und eine Antriebswelle oder ein
Abtriebselement 22.
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Der
Antrieb 12 ist mit dem dritten Knoten 14C des
ersten Planetenradsatzes gekoppelt. Der Abtrieb 22 ist
mit dem zweiten Knoten 20B des vierten Planetenradsatzes 20 gekoppelt.
Der erste Knoten 14A des ersten Planetenradsatzes 14 ist
mit dem zweiten Knoten 16B des zweiten Planetenradsatzes 16 gekoppelt.
Der zweite Knoten 14B des ersten Planetenradsatzes 14 ist
mit dem dritten Knoten 16C des zweiten Planetenradsatzes 16 und
mit einem ersten Knoten 20A des vierten Planetenradsatzes 20 gekoppelt.
Der erste Knoten 16A des zweiten Planetenradsatzes 16 ist
mit dem zweiten Knoten 18B des dritten Planetenradsatzes 18 gekoppelt.
Der erste Knoten 18A des dritten Planetenradsatzes 18 ist
mit einem ersten Knoten 20A des vierten Planetenradsatzes 20 gekoppelt.
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Eine
erste Kupplung 26 verbindet den zweiten Knoten 18B des
dritten Planetenradsatzes 18 selektiv mit dem zweiten Knoten 20B des
vierten Planetenradsatzes 20. Eine zweite Kupplung 28 verbindet den
zweiten Knoten 18B des dritten Planetenradsatzes 18 selektiv
mit dem dritten Knoten 20C des vierten Planetenradsatzes 20.
Eine erste Bremse 30 verbindet den dritten Knoten 18C des
dritten Planetenradsatzes 18 selektiv mit der Masse oder
dem Getriebegehäuse 50.
Eine zweite Bremse 32 verbindet den dritten Knoten 20C des
vierten Planetenradsatzes 20 selektiv mit der Masse oder
dem Getriebegehäuse 50.
Eine dritte Bremse 34 verbindet den zweiten Knoten 16B des
zweiten Planetenradsatzes 16 selektiv mit der Masse oder
dem Getriebegehäuse 50.
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Nun
unter Bezugnahme auf 2 stellt ein Stickdiagramm ein
schematisches Layout der Ausführungsform
des Achtganggetriebes 10 gemäß der vorliegenden Erfindung
dar. In 2 wird die Nummerierung aus
dem Hebeldiagramm von 1 übernommen. Die Kupplungen,
Bremsen und Kopplungen sind entsprechend dargestellt, wohingegen
die Knoten der Planetenradsätze
nun als Bauteile von Planetenradsätzen, wie Sonnenräder, Hohlräder, Planetenräder und
Planetenradträger,
erscheinen.
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Beispielsweise
ist der Planetenradsatz 14 ein Planetenradsatz, der ein
Sonnenrad 14C, einen Planetenradträger 14B und ein Hohlrad 14A umfasst. Das
Sonnenrad 14C ist zur gemeinsamen Rotation mit der Antriebswelle
oder dem Antriebselement 12 verbunden. Das Hohlrad 14A ist
mit einer ersten Verbindungswelle oder einem ersten Verbindungselement 52 verbunden.
Der Planetenradträger 14B lagert
drehbar einen Satz Planetenräder 14D (nur
eines ist gezeigt) und ist zur gemeinsamen Rotation mit einer zweiten
Verbindungswelle oder einem zweiten Verbindungselement 54 und
einer dritten Verbindungswelle oder einem dritten Verbindungselement 56 verbunden.
Die Planetenräder 14D sind
konfiguriert, um mit dem Sonnenrad 14C und dem Hohlrad 14A zu
kämmen.
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Die
Antriebswelle oder das Antriebselement 12 ist ständig mit
einer Maschine (die nicht gezeigt ist) oder mit einem Turbinenrad
eines Drehmomentwandlers (der nicht gezeigt ist) verbunden. Die
Abtriebswelle oder das Abtriebselement 22 ist ständig mit
der Achsantriebseinheit oder einem Verteilergetriebe (das nicht
gezeigt ist) verbunden.
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Der
Planetenradsatz 16 ist ein Planetenradsatz, der ein Sonnenrad 16C,
einen Planetenträger 16B,
der einen Satz Planetenräder 16D drehbar
lagert, und ein Hohlrad 16A umfasst. Das Sonnenrad 16C ist
zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten Verbindungswelle oder dem
zweiten Verbindungselement 54 verbunden. Der Planetenträger 16B ist
zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Verbindungswelle oder dem
ersten Verbindungselement 52 und einer ersten Außenwelle
oder einem ersten Außenelement 58 verbunden.
Das Hohlrad 16A ist zur gemeinsamen Rotation mit einer
vierten Verbindungswelle oder einem vierten Verbindungselement 60 verbunden.
Die Planetenräder 16D sind
konfiguriert, um mit sowohl dem Sonnenrad 16C als auch
dem Hohlrad 16A zu kämmen.
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Der
Planetenradsatz 18 ist ein Planetenradsatz, der ein Sonnenrad 18C,
ein Hohlrad 18A und einen Planetenträger 18B umfasst, der
einen Satz Planetenräder 18D drehbar
lagert. Das Sonnenrad 18C ist zur gemeinsamen Rotation
mit einer zweiten Außenwelle
oder einem zweiten Außenelement 62 verbunden.
Das Hohlrad 18A ist zur gemeinsamen Rotation mit der dritten
Verbindungswelle oder dem dritten Verbindungselement 56 verbunden.
Der Planetenträger 18B ist
zur gemeinsamen Rotation mit der vierten Verbindungswelle oder dem
vierten Verbindungselement 60 und einer fünften Verbindungswelle oder
einem fünften
Verbindungselement 64 verbunden. Die Planetenräder 18D sind
konfiguriert, um mit sowohl dem Sonnenrad 18C als auch
dem Hohlrad 18A zu kämmen.
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Der
Planetenradsatz 20 ist ein Planetenradsatz, der ein Sonnenrad 20C,
ein Hohlrad 20A und einen Planetenträger 20B umfasst, der
einen Satz Planetenräder 20D drehbar
lagert. Das Sonnenrad 20C ist zur gemeinsamen Rotation
mit einer sechsten Verbindungswelle oder einem sechsten Verbindungselement 66 verbunden.
Das Hohlrad 20B ist zur gemeinsamen Rotation mit der dritten
Verbindungswelle oder dem dritten Verbindungselement 56 verbunden. Der
Planetenträger 20B ist
zur gemeinsamen Rotation mit einer siebten Verbindungswelle oder
einem siebten Verbindungselement 68 und der Abtriebswelle
oder dem Abtriebselement 22 verbunden. Die Planetenräder 20D sind
konfiguriert, um mit sowohl dem Sonnenrad 20C als auch
dem Hohlrad 20A zu kämmen.
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Die
Drehmomentübertragungsmechanismen oder
Kupplungen 26, 28 und die Bremsen 30, 32 und 34 sorgen
für eine
selektive Verbindung der Wellen oder Verbindungselemente, der Elemente
der Planetenradsätze
und des Gehäuses.
Beispielsweise ist die erste Kupplung 26 selektiv einrückbar, um
die fünfte
Verbindungswelle oder das fünfte
Verbindungselement 64 mit der siebten Verbindungswelle oder
dem siebten Verbindungselement 68 zu verbinden. Die zweite
Kupplung 28 ist selektiv einrückbar, um das fünfte Verbindungselement 64 mit
der sechsten Verbindungswelle oder dem sechsten Verbindungselement 66 zu
verbinden. Die erste Bremse 30 ist selektiv einrückbar, um
die zweite Außenwelle oder
das zweite Außenelement 62 mit
der Masse oder dem Getriebegehäuse 50 zu
verbinden und somit eine Rotation des Elements 62 relativ
zu dem Gehäuse 50 einzuschränken. Die
zweite Bremse 32 ist selektiv einrückbar, um die sechste Verbindungswelle
oder das sechste Verbindungselement 66 mit der Masse oder
dem Getriebegehäuse 50 zu
verbinden und somit eine Rotation des Elements 66 relativ
zu dem Gehäuse 50 einzuschränken. Die
dritte Bremse 34 ist selektiv einrückbar, um die erste Außenwelle oder
das erste Außenelement 58 mit
der Masse oder dem Getriebegehäuse 50 zu
verbinden und somit eine Rotation des Elements 58 relativ
zu dem Gehäuse 50 einzuschränken.
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Nun
wird unter Bezugnahme auf die 2 und 3 die
Arbeitsweise der Ausführungsform
des Achtganggetriebes 10 beschrieben. Es ist festzustellen,
dass das Getriebe 10 in der Lage ist, Drehmoment von der
Antriebswelle oder dem Antriebselement 12 auf die Abtriebswelle
oder das Abtriebselement 22 in zumindest acht Vorwärtsgängen oder -drehmomentverhältnissen
und zumindest einem Rückwärtsgang
oder -drehmomentverhältnis
zu übertragen.
Jedes Vorwärts-
und Rückwärtsdrehzahl-
oder -drehmomentverhältnis
wird durch Einrückung
von einem oder mehreren der Drehmomentübertragungsmechanismen (d.
h. erste Kupplung 26, zweite Kupplung 28, erste
Bremse 30, zweite Bremse 32 und dritte Bremse 34)
erzielt, wie es nachstehend erläutert
wird. 3 ist eine Wahrheitstabelle, die die verschiedenen
Kombinationen von Drehmomentübertragungsmechanismen
darstellt, die aktiviert oder eingerückt werden, um die verschiedenen
Gangzustände
zu erreichen. Tatsächliche
numerische Übersetzungsverhältnisse
der verschiedenen Gangzustände
sind ebenfalls dargestellt, obwohl festzustellen ist, dass diese
Zahlenwerte nur beispielhaft sind, und dass sie über beträchtliche Bereiche eingestellt werden
können,
um sich verschiedenen Anwendungen und Betriebskriterien des Getriebes 10 anzupassen.
Ein Beispiel der Übersetzungsverhältnisse,
die unter Verwendung der Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung erhalten werden können, ist in 3 ebenfalls
gezeigt. Natürlich
sind andere Übersetzungsverhältnisse
abhängig
von dem gewählten Zahnraddurchmesser,
der gewählten
Zahnradzähnezahl
und der gewählten
Zahnradkonfiguration erreichbar.
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Um
den Rückwärtsgang
herzustellen, werden die erste Bremse 26 und die dritte
Bremse 34 eingerückt
oder aktiviert. Die erste Kupplung 26 verbin det die fünfte Verbindungswelle
oder das fünfte Verbindungselement 64 mit
der siebten Verbindungswelle oder dem siebten Verbindungselement 68.
Die dritte Bremse 34 verbindet die erste Außenwelle
oder das erste Außenelement 58 mit
der Masse oder dem Getriebegehäuse 50,
um eine Rotation des Elements 58 relativ zu dem Gehäuse 50 einzuschränken.
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Gleichermaßen werden
die acht Vorwärtsgänge durch
unterschiedliche Kombinationen einer Kupplungseinrückung erreicht,
wie es in 3 gezeigt ist.
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Es
ist festzustellen, dass die vorstehende Erläuterung der Arbeitsweise und
der Gangzustände des
Achtganggetriebes 10 zuallererst von der Annahme ausgeht,
dass alle Kupplungen und die Bremse, die in einem gegebenen Gangzustand
nicht speziell genannt sind, inaktiv oder ausgerückt sind, und zweitens während Gangschaltvorgängen, d.
h. Wechseln des Gangzustands, zwischen zumindest benachbarten Gangzuständen, eine
in beiden Gangzuständen eingerückte oder
aktivierte Kupplung oder Bremse eingerückt oder aktiviert bleiben
wird.
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Nun
unter Bezugnahme auf 4 ist eine andere Ausführungsform
eines Getriebes veranschaulicht und mit Bezugszeichen 100 angegeben. Das
Getriebe 100 umfasst eine Antriebswelle oder ein Antriebselement 112,
einen ersten Planetenradsatz 114 mit drei Knoten: einem
ersten Knoten 114A, einem zweiten Knoten 114B und
einem dritten Knoten 114C, einen zweiten Planetenradsatz 116 mit
drei Knoten: einem ersten Knoten 116A, einem zweiten Knoten 116B und
einem dritten Knoten 116C, einen dritten Planetenradsatz 118 mit
drei Knoten: einem ersten Knoten 118A, einem zweiten Knoten 118B und
einem dritten Knoten 118C, einen vierten Planetenradsatz 120 mit
drei Knoten: einem ersten Knoten 120A, einem zweiten Knoten 120B und
einem dritten Knoten 120C, und eine Abtriebswelle oder
ein Abtriebselement 122.
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Der
Antrieb 112 ist mit dem dritten Knoten 116C des
ersten Planetenradsatzes 116 gekoppelt. Der Abtrieb 122 ist
mit dem zweiten Knoten 120B des vierten Planetenradsatzes 120 gekoppelt.
Der erste Knoten 114A des ersten Planetenradsatzes 114 ist mit
dem zweiten Knoten 116B des zweiten Planetenradsatzes 116 und
mit dem ersten Knoten 118A des dritten Planetenradsatzes 118 gekoppelt.
Der zweite Knoten 114B des ersten Planetenradsatzes 114 ist mit
dem dritten Knoten 116C des zweiten Planetenradsatzes 116 gekoppelt.
Der erste Knoten 116A des zweiten Planetenradsatzes 116 ist
mit dem zweiten Knoten 118B des dritten Planetenradsatzes 118 gekoppelt.
Der erste Knoten 118A des dritten Planetenradsatzes 118 ist
mit einem ersten Knoten 120A des vierten Planetenradsatzes 120 gekoppelt.
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Eine
erste Kupplung 126 verbindet den dritten Knoten 118C des
dritten Planetenradsatzes 118 selektiv mit dem zweiten
Knoten 120B des vierten Planetenradsatzes 120.
Eine zweite Kupplung 128 verbindet den dritten Knoten 118C des
dritten Planetenradsatzes 118 selektiv mit dem dritten
Knoten 120C des vierten Planetenradsatzes 120.
Eine erste Bremse 130 verbindet den erste Knoten 116A des zweiten
Planetenradsatzes 116 selektiv mit der Masse oder dem Getriebegehäuse 150.
Eine zweite Bremse 132 verbindet den dritten Knoten 114C des ersten
Planetenradsatzes 114 selektiv mit der Masse oder dem Getriebegehäuse 150.
Eine dritte Bremse 134 verbindet den dritten Knoten 120C des
vierten Planetenradsatzes 120 selektiv mit der Masse oder dem
Getriebegehäuse 150.
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Nun
unter Bezugnahme auf 5 stellt ein Stickdiagramm ein
schematisches Layout der Ausführungsform
des Achtganggetriebes 100 gemäß der vorliegenden Erfindung
dar. In 5 wird die Nummerierung aus
dem Hebeldiagramm von 4 übernommen. Die Kupplungen,
Bremsen und Kopplungen sind entsprechend dargestellt, wohingegen
die Knoten der Planetenradsätze
nun als Bauteile von Planetenradsätzen, wie Sonnenräder, Hohlräder, Planetenräder und
Planetenradträger,
erscheinen.
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Beispielsweise
ist der Planetenradsatz 114 ein Planetenradsatz, der ein
Sonnenrad 114C, einen Planetenradträger 114B und ein Hohlrad 114A umfasst.
Das Sonnenrad 114C ist zur gemeinsamen Rotation mit einer
ersten Verbindungswelle oder einem ersten Verbindungselement 142 verbunden.
Das Hohlrad 114A ist mit einer zweiten Verbindungswelle oder
einem zweiten Verbindungselement 144 und einer dritten
Verbindungswelle oder einem dritten Verbindungselement 146 verbunden.
Der Planetenradträger 114B lagert
drehbar einen Satz Planetenräder 114D (nur
eines ist gezeigt) und ist zur gemeinsamen Rotation mit einer vierten
Verbindungswelle oder einem vierten Verbindungselement 148 und
der Antriebswelle oder dem Antriebselement 112 verbunden.
Die Planetenräder 114D sind
konfiguriert, um mit dem Sonnenrad 114C und dem Hohlrad 114A zu kämmen.
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Die
Antriebswelle oder das Antriebselement 112 ist ständig mit
einer Maschine (die nicht gezeigt ist) oder mit einem Turbinenrad
eines Drehmomentwandlers (der nicht gezeigt ist) verbunden. Die
Abtriebswelle oder das Abtriebselement 122 ist ständig mit
der Achsantriebseinheit oder dem Verteilergetriebe (das nicht gezeigt
ist) verbunden.
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Der
Planetenradsatz 116 ist ein Planetenradsatz, der ein Sonnenrad 116C,
einen Planetenträger 116B,
der einen Satz Planetenräder 116D drehbar
lagert, und ein Hohlrad 116A umfasst. Das Sonnenrad 116C ist
zur gemeinsamen Rotation mit der vierten Verbindungswelle oder dem
vierten Verbindungselement 148 verbunden. Der Planetenträger 116B ist
zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten Verbindungswelle oder dem
zweiten Verbindungselement 144 verbunden. Das Hohlrad 116A ist
zur gemeinsamen Rotation mit einer fünften Verbindungswelle oder
einem fünften
Verbindungselement 152 und einer sechsten Verbindungswelle
oder einem sechsten Verbindungselement 154 verbunden. Die
Planetenräder 116D sind
konfiguriert, um mit sowohl dem Sonnenrad 116C als auch
dem Hohlrad 116A zu kämmen.
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Der
Planetenradsatz 118 ist ein Planetenradsatz, der ein Sonnenrad 118C,
ein Hohlrad 118A und einen Planetenträger 118B umfasst,
der einen Satz Planetenräder 118D drehbar
lagert. Das Sonnenrad 118C ist zur gemeinsamen Rotation
mit einer siebten Verbindungswelle oder einem siebten Verbindungselement 156 verbunden.
Das Hohlrad 118A ist zur gemeinsamen Rotation mit der dritten
Verbindungswelle oder dem dritten Verbindungselement 146 verbunden.
Der Planetenträger 118B ist
zur gemeinsamen Rotation mit der sechsten Verbindungswelle oder dem
sechsten Verbindungselement 154 verbunden. Die Planetenräder 118D sind
konfiguriert, um mit sowohl dem Sonnenrad 118C als auch
dem Hohlrad 118A zu kämmen.
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Der
Planetenradsatz 120 ist ein Planetenradsatz, der ein Sonnenrad 120C,
ein Hohlrad 120A und einen Planetenträger 120B umfasst,
der einen ersten Satz Planetenräder 120D und
einen zweiten Satz Planetenräder 120E drehbar
lagert. Das Sonnenrad 120C ist zur gemeinsamen Rotation
mit einer achten Verbindungswelle oder einem achten Verbindungselement 158 verbunden.
Das Hohlrad 120A ist zur gemeinsamen Rotation mit der dritten
Verbindungswelle oder dem dritten Verbindungselement 146 verbunden.
Der Planetenträger 120B ist
zur gemeinsamen Rotation mit einer neunten Verbindungswelle oder
einem neunten Verbindungs element 160 und einer Abtriebswelle
oder einem Abtriebselement 122 verbunden. Die ersten Planetenräder 120D sind
konfiguriert, um mit dem Sonnenrad 120C zu kämmen, und
die zweiten Planetenräder 120 sind
konfiguriert, um mit dem Hohlrad 120A zu kämmen. Die
ersten und zweiten Planetenräder 120D und 120E sind
konfiguriert, um miteinander zu kämmen.
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Die
Drehmomentübertragungsmechanismen oder
Kupplungen 126, 128 und die Bremsen 130, 132 und 134 sorgen
für eine
selektive Verbindung der Wellen oder Verbindungselemente, der Elemente
der Planetenradsätze
und des Gehäuses.
Beispielsweise ist die erste Kupplung 126 selektiv einrückbar, um die
siebte Verbindungswelle oder das siebte Verbindungselement 156 mit
der neunten Verbindungswelle oder dem neunten Verbindungselement 160 zu
verbinden. Die zweite Kupplung 128 ist selektiv einrückbar, um
die siebte Verbindungswelle oder das siebte Verbindungselement 156 mit
der achten Verbindungswelle oder dem achten Verbindungselement 158 zu
verbinden. Die erste Bremse 130 ist selektiv einrückbar, um
die fünfte
Verbindungswelle oder das fünfte
Verbindungselement 152 mit der Masse oder dem Gehäuse 150 zu
verbinden und somit eine Rotation des Elements 152 relativ
zu der Masse oder dem Gehäuse 150 einzuschränken. Die
zweite Bremse 132 ist selektiv einrückbar, um die erste Verbindungswelle
oder das erste Verbindungselement 142 mit der Masse oder
dem Gehäuse 150 zu
verbinden und somit eine Rotation des Elements 142 relativ zu
der Masse oder dem Gehäuse 150 einzuschränken. Die
dritte Bremse 134 ist selektiv einrückbar, um das achte Verbindungselement 158 mit
der Masse oder dem Gehäuse 150 zu
verbinden und somit eine Rotation des achten Verbindungselements 158 relativ
zu der Masse oder dem Gehäuse 150 einzuschränken.
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Nun
wird unter Bezugnahme auf die 5 und 6 die
Arbeitsweise der Ausführungsform
des Achtganggetriebes 100 beschrieben. Es ist festzustellen,
dass das Getriebe 100 in der Lage ist, Drehmoment von der
Antriebswelle oder dem Antriebselement 112 auf die Abtriebswelle
oder das Abtriebselement 122 in zumindest acht Vorwärtsgängen oder -drehmomentverhältnissen
und zumindest einem Rückwärtsgang
oder -drehmomentverhältnis
zu übertragen.
Jedes Vorwärts-
und Rückwärtsdrehzahl- oder -drehmomentverhältnis wird
durch Einrückung
von einem oder mehreren der Drehmomentübertragungsmechanismen (d.
h. erste Kupplung 126, zweite Kupplung 128, erste
Bremse 130, zweite Bremse 132 und dritte Bremse 134)
erzielt, wie es nachstehend erläutert
wird. 6 ist eine Wahrheitstabelle, die die verschiedenen
Kombinationen von Drehmomentübertragungsmechanismen
darstellt, die aktiviert oder eingerückt werden, um die verschiedenen
Gangzustände
zu erreichen. Tatsächliche
numerische Übersetzungsverhältnisse
der verschiedenen Gangzustände
sind ebenfalls dargestellt, obwohl festzustellen ist, dass diese
Zahlenwerte nur beispielhaft sind, und dass sie über beträchtliche Bereiche eingestellt
werden können,
um sich verschiedenen Anwendungen und Betriebskriterien des Getriebes 100 anzupassen.
Ein Beispiel der Übersetzungsverhältnisse,
die unter Verwendung der Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung erhalten werden können, ist in 6 ebenfalls
gezeigt. Natürlich
sind andere Übersetzungsverhältnisse
abhängig
von dem gewählten
Zahnraddurchmesser, der gewählten Zahnradzähnezahl
und der gewählten
Zahnradkonfiguration erreichbar.
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Um
den Rückwärtsgang
herzustellen, werden die erste Kupplung 126 und die erste
Bremse 130 eingerückt
oder aktiviert. Die erste Kupplung 126 verbindet die siebte
Verbindungswelle oder das siebte Verbindungselement 156 mit
der neunten Verbindungswelle oder dem neunten Verbindungselement 160.
Die erste Bremse 130 verbindet die fünfte Verbin dungswelle oder
das fünfte
Verbindungselement 152 mit der Masse oder dem Gehäuse 150,
um eine Rotation des Elements 152 relativ zu der Masse
oder dem Gehäuse 150 einzuschränken.
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Gleichermaßen werden
die acht Vorwärtsgänge durch
unterschiedliche Kombinationen einer Kupplungs- und Bremseneinrückung erreicht,
wie es in 6 gezeigt ist.
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Es
ist festzustellen, dass die vorstehende Erläuterung der Arbeitsweise und
der Gangzustände des
Achtganggetriebes 100 zuallererst von der Annahme ausgeht,
dass alle in einem gegebenen Gangzustand nicht speziell genannten
Kupplungen und Bremsen inaktiv oder ausgerückt sind, und zweitens während Gangschaltvorgängen, d.
h. Wechseln des Gangzustands, zwischen zumindest benachbarten Gangzuständen, eine
in beiden Gangzuständen eingerückte oder
aktivierte Kupplung oder Bremse eingerückt oder aktiviert bleiben
wird.
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Die
Beschreibung der Erfindung ist lediglich beispielhafter Natur, und
Abwandlungen, die nicht vom Gedanken der Erfindung abweichen, sollen
im Schutzumfang der Erfindung liegen. Derartige Abwandlungen sind
nicht als Abweichung vom Geist und Schutzumfang der Erfindung anzusehen.