DE102008023784A1

DE102008023784A1 - Neun- oder Zehngang-Vorgelegewellen-Automatikgetriebe mit aufgeteilter Kupplung

Info

Publication number: DE102008023784A1
Application number: DE102008023784A
Authority: DE
Inventors: Dane L. Avon Rodgers II
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Allison Transmission Inc
Priority date: 2007-05-21
Filing date: 2008-05-15
Publication date: 2008-12-24
Anticipated expiration: 2028-05-16
Also published as: DE102008023784B4; CN101311579A; CN101311579B; US20080293533A1; US7597644B2

Abstract

Es ist ein kombiniertes Vorgelegewellen- und Planetenradsatzgetriebe vorgesehen, das zumindest neun Vorwärtsdrehzahlverhältnisse und zwei Rückwärtsdrehzahlverhältnisse erreicht. Das Getriebe umfasst eine Hauptwelle, die durch ein Getriebeantriebselement funktional angetrieben ist, sowie eine erste und eine zweite Vorgelegewelle, wobei jede Vorgelegewelle von der Hauptwelle beabstandet ist und im Wesentlichen parallel zu dieser liegt. Die Vorgelegewellen benutzen eine aufgeteilte Kupplungsanordnung, bei welcher eine der Kupplungen von der Vorgelegewelle weg einseitig eingespannt ist, was zulässt, dass die Größe der Vorgelegewelle vermindert sowie eine dazwischenliegende Abstützplatte entfernt werden kann, wodurch die Teilekomplexität, das Material und die Gesamtlänge des Getriebes vermindert werden.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein automatisches Mehrganggetriebe mit einer ersten und zweiten Vorgelegewelle und einem Planetenradsatz.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Kraftfahrzeugsantriebsstränge umfassen typischerweise ein Getriebe, das zwischen der Maschine und dem Differenzial angeordnet ist, um den angetriebenen Rädern des Fahrzeugs Drehmoment zu verleihen. Getriebe bieten eine manuelle oder automatische Auswahl von Drehzahlverhältnissen zwischen der Drehzahl der Getriebeantriebswelle und der Drehzahl der Abtriebswelle, was zu einer Vervielfachung oder Reduktion des Abtriebsdrehmoments mit dem Ziel führt, die Anforderungen des am Boden anstehenden Drehmoments und der am Boden anstehenden Drehzahl des Fahrzeugs an die Drehzahl- und Drehmomentfähigkeiten des Abtriebs der Maschine anzupassen, während Maschinenbetriebsparameter innerhalb eines optimalen Kraftstoffwirkungsgrades und innerhalb optimaler Emissionsbereiche gehalten werden.
Es wird eine Vielfalt von unterschiedlichen Getriebetypen dazu verwendet, mehrere Drehzahlverhältnisse vorzusehen, die Handschaltgetriebe, automatisierte Handschaltgetriebe, Doppelkupplungsgetriebe, stufenlos verstellbare Getriebe und verschiedene Planetengetriebetypen umfassen. Ein beispielhafter Getriebetyp ist ein Doppelkupplungsgetriebe, das zwei Reibungskupplungen zusammen mit Klauenkupplungen und Synchroneinrichtungen benutzt, um dynamische Drehzahl- und Drehmomentverhältnisschaltvorgänge durch Abwechseln zwischen einer Reibungskupplung und der anderen und mehreren Klauenkupplungen/Synchroneinrichtungen zu erreichen, wobei die Synchroneinrichtungen für das herankommende Verhältnis voreingestellt werden, um den dynamischen Drehzahl-/Drehmomentverhältnisschaltvorgang tatsächlich vorzunehmen.
Frühe Kraftfahrzeuggetriebe boten typischerweise zwei, drei oder möglicherweise vier Vorwärtsdrehzahlbereiche. Im Interesse der Erhöhung der Kraftstoffwirtschaftlichkeit bestand in den letzen Jahren die Tendenz, die Zahl von Vorwärtsdrehzahlverhältnissen zu erhöhen, mit dem Vorteil, dass zugelassen wird, dass die Maschine innerhalb eines gewünschten kraftstoffeffizienten optimalen Maschinendrehzahl- und -drehmomentbereichs relativ unabhängig von Fahrzeugbodengeschwindigkeitsbedingungen arbeiten konnte.
Die Kraftstoffwirtschaftlichkeit und die Produktions-/Einzelhandelskosten eines Fahrzeugs werden durch Fahrzeugteilekomplexitäts- und Komponentengewichts-/Materialerwägungen, die die Komplexität, Größe und das Gewicht von Getriebeteilen umfassen, beeinflusst.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es wird ein kombiniertes Vorgelegewellen- und Planetenradsatzgetriebe bereitgestellt, das zehn Vorwärtsdrehzahlverhältnisse (neun in einer bevorzugten Ausführungsform) und zwei Rückwärtsdrehzahlverhältnisse erreicht, während die Teilekomplexität, der Materialgebrauch und die Getriebegröße vermindert werden. Das Getriebe umfasst ein Antriebsele ment sowie eine erste und eine zweite Vorgelegewelle, wobei jede Vorgelegewelle im Allgemeinen parallel zu den Antriebs- und Abtriebselementen angeordnet ist. Das Getriebe umfasst einen ersten und einen zweiten Stirnrädersatz, wobei jeder Stirnrädersatz als ein Satz koplanarer, kämmender Zahnräder ausgestaltet ist, die konfiguriert sind, um eine Drehbewegung und ein Drehmoment von dem Antriebselement auf die Vorgelegewellen zu übertragen. Das Getriebe umfasst mehrere Drehmomentübertragungsmechanismen, die aus einer ersten und einer zweiten Drehkupplung, die voneinander auf der ersten Vorgelegewelle beabstandet sind; einer dritten und einer vierten Drehkupplung, die voneinander auf der zweiten Vorgelegewelle beabstandet sind; einer Klauenkupplung; und drei zusätzlichen Drehmomentübertragungsmechanismen bestehen. Das Getriebe umfasst ferner mehrere kämmende Zahnräder, die an dem Antriebselement, der ersten Vorgelegewelle und der zweiten Vorgelegewelle angeordnet sind, um fünf Zahnradebenen zu definieren. Es ist ein Planetenradsatz enthalten, der das Antriebselement und die Vorgelegewellen funktional mit dem Abtriebselement über ausgewählte der Drehmomentübertragungsmechanismen verbindet. Die Drehkupplungen, Drehmomentübertragungsmechanismen und die Klauenkupplung sind selektiv in unterschiedlichen Kombinationen einrückbar, um zumindest neun Vorwärtsdrehzahlverhältnisse und zumindest ein Rückwärtsdrehzahlverhältnis zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement herzustellen, wobei die Vorwärtsverhältnisse Zahnräder in nur vier der fünf Zahnradebenen benutzen.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung ist zumindest eine der Drehkupplungen jeder Vorgelegewelle auf eine einseitig eingespannte Weise durch eines der die Lager abstützenden Endabschnitte der Vorgelegewelle abgestützt und von der Spannweite der Vorgelegewelle weg angeordnet.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung zeichnet sich das Getriebe dadurch aus, dass jede Vorgelegewelle nicht mehr als eine Abstützplatte aufweist.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung umfassen die mehreren kämmenden Zahnräder einen ersten Stirnrädersatz aus koplanaren kämmenden Zahnrädern zum Übertragen von Drehmoment von dem Antriebselement auf die erste Vorgelegewelle; wobei der erste Stirnrädersatz ein Zahnrad aufweist, das konzentrisch mit der ersten Vorgelegewelle ist und antreibbar mit dieser gekoppelt ist, und wobei der erste Stirnrädersatz ein unterschiedliches Zahnrad aufweist, das konzentrisch mit dem Antriebselement ist und antreibbar mit diesem gekoppelt ist. Ähnlich umfassen die mehreren kämmenden Zahnräder einen zweiten Stirnrädersatz aus koplanaren kämmenden Zahnrädern zum Übertragen von Drehmoment von dem Antriebselement auf die zweite Vorgelegewelle; wobei der zweite Stirnrädersatz ein Zahnrad aufweist, das konzentrisch mit der zweiten Vorgelegewelle ist und antreibbar mit dieser gekoppelt ist, und der zweite Stirnrädersatz ein unterschiedliches Zahnrad aufweist, das konzentrisch mit dem Antriebselement ist und antreibbar mit diesem gekoppelt ist.
Gemäß noch einem anderen Aspekt der Erfindung weist die erste Vorgelegewelle zwei kämmende Zahnräder auf, die konzentrisch mit der ersten Vorgelegewelle sind und um diese drehbar sind. Die Klauenkupplung ist konzentrisch mit der ersten Vorgelegewelle und zur Rotation um diese abgestützt, wobei die Klauenkupplung selektiv zwischen entgegengesetzten Vorwärts- und Rückwärtspositionen bewegbar ist. Die Klauenkupplung koppelt die erste Drehkupplung selektiv und antreibbar mit einem der zwei Zahnräder der ersten Vorgelegewelle, wenn die Klauenkupplung sich in der Vorwärtsposition befindet, um zumindest ein Vorwärtsdrehzahlverhältnis zumindest teilweise zu ermöglichen. Die zweite Drehkupp lung ist selektiv einrückbar, um die erste Vorgelegewelle mit einem unterschiedlichen der zwei Zahnräder der ersten Vorgelegewelle zu koppeln, um zumindest ein Vorwärtsdrehzahlverhältnis zumindest teilweise zu ermöglichen. In diesem Aspekt der Erfindung ist eines der kämmenden Zahnräder ein erstes Rückwärtszahnrad, das konzentrisch mit der ersten Vorgelegewelle ist und um diese drehbar ist. Die Rückwärtsposition der Klauenkupplung koppelt die erste Drehkupplung antreibbar mit dem ersten Rückwärtszahnrad, um zumindest ein Rückwärtsdrehzahlverhältnis zumindest teilweise zu ermöglichen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung definieren eine der Drehkupplungen und einer der Stirnrädersätze eine der Zahnradebenen.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung weist die zweite Vorgelegewelle zwei der mehreren kämmenden Zahnräder auf, die konzentrisch mit der zweiten Vorgelegewelle sind und um diese drehbar sind. Die dritte Drehkupplung ist selektiv einrückbar, um die zweite Vorgelegewelle antreibbar mit einem der Zahnräder der zweiten Vorgelegewelle zu koppeln, um zumindest ein Vorwärtsdrehzahlverhältnis zumindest teilweise zu ermöglichen. Die vierte Drehkupplung ist selektiv einrückbar, um die zweite Vorgelegewelle antreibbar mit einem unterschiedlichen der Zahnräder der zweiten Vorgelegewelle zu koppeln, um zumindest ein Vorwärtsdrehzahlverhältnis zumindest teilweise zu ermöglichen.
Gemäß noch einem anderen Aspekt der Erfindung steht ein zweites Rückwärtszahnrad ständig kämmbar mit dem ersten Rückwärtszahnrad in Eingriff. Ein drittes Rückwärtszahnrad ist ständig und nicht kämmbar zur gemeinsamen Rotation mit dem zweiten Rückwärtszahnrad gekoppelt, wobei das dritte Zahnrad ständig kämmbar mit einem Abschnitt des vierten Zahnrads in Eingriff steht, das konzentrisch mit dem Antriebsele ment ist und um dieses drehbar ist und antreibbar gekoppelt ist, um zumindest ein Rückwärtsdrehzahlverhältnis zumindest teilweise zu ermöglichen. Das erste und zweite Rückwärtszahnrad definieren zumindest teilweise eine der fünf Zahnradebenen.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung umfasst der Planetenradsatz ein Hohlrad, einen Träger und ein Sonnenrad. Einer der Drehmomentübertragungsmechanismen ist eine Bremskupplung, die selektiv einrückbar ist, um das Hohlrad auf Masse festzulegen und somit einen Reaktionspunkt an dem Planetenradsatz bereitzustellen.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung ist einer der Drehmomentübertragungsmechanismen eine Überbrückungskupplung, die selektiv einrückbar ist, um zwei der Elemente des Planetenradsatzes torsionsmäßig zur gemeinsamen Rotation zu koppeln.
Die obigen Merkmale und Vorteile und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der besten Ausführungsarten der Erfindung, wenn diese in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen genommen werden, leicht deutlich werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 veranschaulicht eine erste Ausführungsform eines Getriebes, das 9 oder 10 Vorwärtsbereiche und zwei Rückwärtsbereiche aufweist, gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 stellt einen Einrückplan oder eine Wahrheitstabelle für die Drehmomentübertragungsmechanismen dar, um die neun Vorwärtsbereiche und zwei Rückwärtsbereiche zu erreichen, gemäß der vorliegenden Erfindung;
3 veranschaulicht eine alternative Ausführungsform des in 1 dargestellten Getriebes, in welchem ein weiterer Vorteil aus der reduzierten Länge des Getriebes von 1 gezogen wird, um eine Entfernung der Abstützplatte zuzulassen, wodurch die Teilekomplexität und Gesamtlänge des Getriebes weiter vermindert werden; und
4 veranschaulicht ein Getriebe, das nicht im Schutzumfang der Erfindung liegt, welches neun Vorwärtsbereiche und zwei Rückwärtsbereiche aufweist, zum Vergleich und zur Diskussion von hierin beschriebenen Unterschieden und Vorteilen.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Bauteile beziehen, veranschaulicht 1 einen Antriebsstrang 10, der eine Maschine 12 umfasst, die funktional und torsionsmäßig mit dem Getriebe 14 über einen Drehmomentwandler 16 gekoppelt ist. Der Drehmomentwandler 16 umfasst einen Pumpenradabschnitt 18, der zur Rotation mit einer Abtriebswelle 20 der Maschine 12 gekoppelt ist, und einen Turbinenradabschnitt 26. Ein Statorabschnitt 22 des Pumpenradabschnitts 18 ist an einem feststehenden Element, wie etwa einem Getriebegehäuse oder Getriebekasten 24, auf Masse festgelegt. Wie es Fachleute verstehen werden, ist der Drehmomentwandler 16 eine Drehmomentkopplungseinrichtung, die ein Fluid verwendet, das von dem Pumpenradabschnitt 18 abgegeben wird, um Drehmoment und Drehbewegung auf den Turbinenradabschnitt 26 zu übertragen. Der Turbinenradabschnitt 26 ist zur Rotation mit einem Antriebselement 28 des Getriebes 14 verbunden. Um die Kraftstoffwirtschaftlichkeit zu verbessern, umfasst der Drehmomentwandler 16 eine Überbrückungskupplung 30, die selektiv betreibbar ist, um den Pumpenradabschnitt 18 und den Turbinenradabschnitt 26 drehfest zu verbinden. Wenn die Überbrückungskupplung 30 eingerückt ist, erfolgt der Leistungsfluss von der Abtriebswelle 20 der Maschine 12 direkt zum Antriebselement 28, wodurch der Drehmomentwandler 16 umgangen wird.
Das Getriebe 14 ist betreibbar, um bevorzugt neun und bis zu zehn Vorwärtsdrehzahlverhältnisse sowie zwei Rückwärtsdrehzahlverhältnisse zwischen dem Getriebeantriebselement 28 und dem Getriebeabtriebselement 32 bereitzustellen. Jedes Drehzahlverhältnis entspricht einem jeweiligen "Bereich" oder "Gang" des Getriebes. Jedes Drehzahlverhältnis entspricht einem jeweiligen "Bereich" in der ersten Spalte von 2 und einem entsprechenden Drehmomentverhältnis, das in der zweiten Spalte von 2 gezeigt ist, wie es Fachleute verstehen werden.
Das Getriebeantriebselement 28 ist torsionsmäßig zur gemeinsamen Rotation mit einer Getriebehauptwelle 34 gekoppelt. In verschiedenen Ausführungsformen können das Antriebselement 28 und die Hauptwelle 34 ein Element statt zwei getrennte Elemente sein, wie es hierin gezeigt und beschrieben ist. Es ist hierin zu verstehen, dass immer dann, wenn Bezug auf die Hauptwelle 34 genommen wird, der Bezug alternativ durch das Antriebselement 28 ersetzt werden kann.
Das Getriebe umfasst darüber hinaus eine erste Vorgelegewelle 36 und eine zweite Vorgelegewelle 38, die beide von der Hauptwelle 34 beabstandet sind und im Wesentlichen parallel zu der Hauptwelle 34 ausgerichtet sind. Die Hauptwelle 34 weist ein Zahnrad 40 auf, das an der Hauptwelle 34 zur gemeinsamen Rotation mit dieser befestigt ist. Das Zahnrad 40 kämmt mit einem Zahnrad 42, das an der ersten Vorgelegewelle 36 zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Vorgelegewelle 36 befestigt ist. Das Zahnrad 40 und das Zahnrad 42 bilden einen ersten koplanaren, kämmenden Zahnradsatz, wie es durch Ebene P1 angegeben ist. Die Zahnräder 40 und 42 können auch als ein erster Stirnrädersatz bezeichnet werden, der konfiguriert ist, um Drehbewegung und Drehmoment von der Hauptwelle 34 auf die erste Vorgelegewelle 36 zu übertragen.
Ein Zahnrad 44 ist an der Hauptwelle 34 zur gemeinsamen Rotation mit der Hauptwelle 34 befestigt. Das Zahnrad 44 kämmt ständig mit einem Zahnrad 46, das zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten Vorgelegewelle 38 verbunden ist. Das Zahnrad 44 und das Zahnrad 46 bilden einen zweiten koplanaren, kämmenden Zahnradsatz, der durch Ebene P2 angegeben ist. Die Zahnräder 44 und 46 können auch als ein zweiter Stirnrädersatz bezeichnet werden, der konfiguriert ist, um Drehbewegung und Drehmoment von der Hauptwelle 34 auf die zweite Vorgelegewelle 38 zu übertragen.
Eine Hohlwelle 48 ist konzentrisch mit der Hauptwelle 34 und um diese drehbar. Die Hohlwelle 48 weist einen Endabschnitt auf, der in Lagern 52 läuft und durch diese abgestützt ist, die an einem seitlichen Abschnitt des Zahnrads 44 befestigt sind. Die Hohlwelle 48 ist frei, um in den Lagern 52 relativ zu dem Zahnrad 44 zu rotieren. Ein Nabenabschnitt 50 ist an einem entgegengesetzten Endabschnitt der Hohlwelle 48 befestigt.
Eine Hohlwelle 60 ist konzentrisch mit der ersten Vorgelegewelle 36 und um diese drehbar. Ein Zahnrad 54 ist an der Hohlwelle 60 zur gemeinsamen Rotation mit der Hohlwelle 60 befestigt. Das Zahnrad 54 kämmt ständig mit einem Zahnrad 56, das konzentrisch mit der Hohlwelle 48 ist und zur gemeinsamen Rotation mit der Hohlwelle 48 befestigt ist.
Eine Hohlwelle 62 ist konzentrisch mit der zweiten Vorgelegewelle 38 und um diese drehbar. Ein Zahnrad 58 ist an der Hohlwelle 62 zur gemeinsamen Rotation mit der Hohlwelle 62 befestigt. Das Zahnrad 58 kämmt ständig mit dem Zahnrad 56. Die Zahnräder 54, 56 und 58 bilden einen dritten koplanaren, kämmenden Zahnradsatz, wie es durch Ebene P3 angegeben ist.
Eine Hohlwelle 64 ist konzentrisch mit der ersten Vorgelegewelle 36 und um diese drehbar. Ein Zahnrad 68 ist an der Hohlwelle 64 zur gemeinsamen Rotation mit der Hohlwelle 64 befestigt. Das Zahnrad 68 kämmt ständig mit einem Zahnrad 70, das konzentrisch mit der Hohlwelle 48 ist und zur gemeinsamen Rotation mit der Hohlwelle 48 verbunden ist. Eine Hohlwelle 66 ist konzentrisch mit der zweiten Vorgelegewelle 38 und um diese drehbar. Ein Zahnrad 72 ist an der Hohlwelle 66 zur gemeinsamen Rotation mit der Hohlwelle 66 befestigt. Das Zahnrad 72 kämmt ständig mit dem Zahnrad 70, das konzentrisch mit der Hohlwelle 48 ist und zur gemeinsamen Rotation mit der Hohlwelle 48 befestigt ist. Es ist anzumerken, dass die Hohlwellen 60 und 64 nicht miteinander verbunden sind und unabhängig frei um die erste Vorgelegewelle 36 rotieren können. Ähnlich sind die Hohlwellen 62 und 66 nicht miteinander verbunden und können frei unabhängig um die zweite Vorgelegewelle 38 rotieren. Das Zahnrad 68, das Zahnrad 70 und das Zahnrad 72 bilden einen vierten koplanaren kämmenden Zahnradsatz, wie es durch Ebene P4 angegeben ist.
Ein Drehmomentübertragungsmechanismus CD, der eine Klauenkupplung ist, ist konzentrisch mit der ersten Vorgelegewelle 36 und ist zur Rotation um diese abgestützt. Eine Klauenkupplung ist ein Kupplungstyp, der zwei rotierende Wellen oder andere rotierende Bauteile nicht durch Reibung sondern durch mechanischen Eingriff koppelt. Verschiedene Typen von Klauenkupplungen sind Fachleuten bekannt. Die Klauenkupplung CD weist drei Positionen oder Zustande auf: Vorwärts, Rückwärts und Neutral. In bestimmten Ausführungsformen kann sich die Klauenkupplung zu jedem beliebigen gegebenen Zeitpunkt in der Vorwärts- oder der Rückwärtsposition befinden, wobei die neutrale Position eine momentane/Übergangsposition ist, die es ermöglicht, dass die Klauenkupplung zunächst aus einem Zustand ausrückt, bevor sie in den anderen Zustand einrückt. In anderen Ausführungsformen kann die Klauenkupplung selektiv in irgendeinen der Zustände Vorwärts, Neutral und Rückwärts platziert werden. Die Position oder der Zustand der Klauenkupplung CD wird durch einen unabhängigen Aktor (der nicht gezeigt ist) ausgewählt, wie etwa, ohne Einschränkung darauf, ein hydraulisches Steuersystem oder ein elektrischer Solenoidaktor, um die Klauenkupplung CD entweder in die Position Rückwärts (links) oder die Position Vorwärts (rechts) zu bewegen. Wenn sie selektiv in die Rückwärtsposition platziert worden ist, bringt die Klauenkupplung CD das Zahnrad 74 zur gemeinsamen Rotation mit der Hohlwelle 78 in Eingriff und koppelt diese torsionsmäßig, wobei ein erstes Rückwärtsdrehzahlverhältnis teilweise hergestellt wird, wie es in der mit CD in 2 markierten Spalte angegeben ist. Die Hohlwelle 78 ist konzentrisch mit der ersten Vorgelegewelle 36 und um diese drehbar. Das Zahnrad 74 kämmt ständig mit dem Zahnrad 76. Das Zahnrad 76 ist konzentrisch mit dem Zahnrad 80 und ist ständig zur gemeinsamen Rotation mit diesem gekoppelt. Das Zahnrad 80 kämmt ständig mit dem Zahnrad 56, das an der Hohlwelle 48 befestigt ist und durch diese abgestützt ist.
Wenn sie selektiv in die Vorwärtsposition platziert ist, bringt die Klauenkupplung CD die Hohlwelle 64 mit der Hohlwelle 78 in Eingriff und koppelt diese torsionsmäßig zur gemeinsamen Rotation, wodurch ein Vorwärtsdrehzahlverhältnis teilweise hergestellt wird, wie es in der in 2 mit CD markierten Spalte angegeben ist.
Das Getriebe 14 umfasst darüber hinaus einen Planetenradsatz 82. Der Planetenradsatz umfasst ein Sonnenrad 84, ein Hohlrad 88 und einen Träger 90, der mehrere Planetenräder 86 drehbar abstützt. Die Planetenräder 86 kämmen ständig mit sowohl dem Hohlrad 88 als auch dem Sonnenrad 84. Der Träger 90 ist ständig zur gemeinsamen Rotation mit dem Getriebeabtriebselement 32 gekoppelt.
Es ist zu verstehen, dass die Hauptwelle 34 und die Vorgelegewellen 36, 38 auf eine beabstandete parallele Weise in einer im Allgemeinen dreieckigen Formation in beabstandeter Nähe ausgerichtet sind, so dass die Zahnräder an der Hauptwelle 34 und deren konzentrischen Hohlwelle 48 mit Zahnrädern an den Vorgelegewellen 36, 38 und deren Hohlwellen 60, 62, 64, 66 kämmen können.
Das Getriebe 14 umfasst sieben Drehmomentübertragungsmechanismen zusätzlich zu der zuvor besprochenen Klauenkupplung CD. Die Drehmomentübertragungsmechanismen und die Klauenkupplung sind selektiv gemäß einem Einrückplan in der Wahrheitstabelle von 2 einrückbar, um neun Vorwärtsdrehzahlverhältnisse und zwei Rückwärtsdrehzahlverhältnisse zwischen dem Getriebeantriebselement 28 und dem Getriebeabtriebselement 32 herzustellen. Die sieben zusätzlichen Drehmomentüber tragungsmechanismen sind C1, C2, C3, C4, C5, C6 und C7. Ein optionales zehntes Vorwärtsdrehzahlverhältnis kann hergestellt werden, indem die Drehmomentübertragungselemente C4 und C6 eingerückt werden (dieser optionale zehnte Gang ist in dem Einrückplan oder in der Wahrheitstabelle von 2 nicht dargestellt).
C1 ist eine Drehkupplung, die selektiv einrückbar ist, um die Hohlwelle 62 und das Zahnrad 58 torsionsmäßig zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten Vorgelegewelle 38 zu koppeln. C2 ist eine Drehkupplung, die selektiv einrückbar ist, um die Hohlwelle 62 und das Zahnrad 72 torsionsmäßig zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten Vorgelegewelle 38 zu koppeln. C3 ist eine Drehkupplung, die selektiv einrückbar ist, um die Hohlwelle 78 torsionsmäßig zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Vorgelegewelle 36 zu koppeln. C4 ist eine Drehkupplung, die selektiv einrückbar ist, um die Hauptwelle 34 torsionsmäßig zur gemeinsamen Rotation mit dem Sonnenrad 84 zu koppeln, wodurch die Vorgelegewellen 36 und 38 umgangen werden. C5 ist eine Drehkupplung, die selektiv einrückbar ist, um die Hohlwelle 64 und das Zahnrad 68 torsionsmäßig zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Vorgelegewelle 36 zu koppeln. C6 ist eine Bremse, die selektiv einrückbar ist, um das Hohlrad 88 an dem Getriebegehäuse 24 auf Masse festzulegen. C7 ist eine Drehkupplung, die selektiv einrückbar ist, um das Hohlrad 88 torsionsmäßig zur gemeinsamen Rotation mit der Hohlwelle 48 zu koppeln. C7 kann auch als eine Sperrkupplung bezeichnet werden, da ein Einrücken von C7 das Hohlrad 88 zu einer gemeinsamen Rotation mit dem Sonnenrad 84 verbindet, wodurch der gesamte Planetenradsatz 82 sowie der Abtrieb 32 derart verbunden oder gesperrt snd, dass sie mit der gleichen Drehzahl wie die Hohlwelle 48 rotieren.
Auf der ersten Vorgelegewelle 36 sind Zahnräder 84 und 68 auf der Spannweite der Vorgelegewelle 36 zwischen den Abstützplatten 96, 92 abgestützt. Ähnlich sind auf der zweiten Vorgelegewelle 38 Zahnräder 58 und 72 auf der Spannweite der Vorgelegewelle 38 zwischen den Abstützplatten 96, 92 abgestützt. Die Drehkupplungen C2 und C5 sind auf eine einseitig eingespannte Weise hinter der Abstützplatte 92 auf einer Seite der Abstützplatte 92 entgegengesetzt zu der Spannweite der Vorgelegewellen 36, 38 abgestützt.
Nun unter Bezugnahme auf 2 ist der Einrückplan oder die Wahrheitstabelle der Drehmomentübertragungsmechanismen C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7 und CD dargestellt, um die neun Vorwärtsdrehzahlverhältnisse und zwei Rückwärtsdrehzahlverhältnisse zu erreichen. Obwohl der in 2 dargestellte Einrückplan neun Vorwärtsdrehzahlverhältnisse benennt, ist das Getriebe 14 optional in der Lage, zehn Vorwärtsdrehzahlverhältnisse zu erreichen, wobei das fehlende zehnte Drehzahlverhältnis ermöglicht wird, indem die Drehmomentübertragungsmechanismen C4 und C6 eingerückt werden, wobei sich die Klauenkupplung CD entweder in der Vorwärtsposition oder in der Rückwärtsposition befindet, wie es zuvor besprochen wurde. C7 wird in den Getriebebereichen 5 bis 9 eingerückt, um den Planetenradsatz 82 zu überbrücken, indem die Zahnräder 56, 70 über die Hohlwelle 48 und das Nabenelement 50 mit sowohl dem Sonnenrad 84 als auch dem Hohlrad 88 verbunden werden, wodurch die Rotationsdrehzahl des Abtriebselements 32 effektiv an die Rotationsdrehzahl der Hohlwelle 48 gekoppelt wird. Wie es Fachleute verstehen werden, rotieren alle Elemente des Planetenradsatzes mit der gleichen Drehzahl, wenn irgendwelche zwei Elemente eines Planetenradsatzes zur gemeinsamen Rotation gekoppelt sind.
Wenn die Bremse C6 eingerückt ist, können die Drehmomentübertragungsmechanismen C1, C2, C3, C4 und C5 einzeln eingerückt werden, um die ersten vier Vorwärtsdrehzahlverhältnisse der Bereiche 1 bis 4 bereitzustellen, wie es in 2 dargestellt ist. In dem Fall von Bereich 3 muss zusätzlich dazu, dass C3 eingerückt ist, die Klauenkupplung CD in der Vorwärtsposition sein. Die Position der Klauenkupplung CD ist in den Vorwärtsbereichen 1, 2 und 4 ohne Relevanz.
Wenn der Drehmomentübertragungsmechanismus C7 eingerückt ist, um den Planetenradsatz 82 zu überbrücken, können die Drehmomentübertragungsmechanismen C1, C2, C3, C4 und C5 einzeln eingerückt werden, um fünf Vorwärtsdrehzahlverhältnisse bereitzustellen, wie es in den Bereichen 5 bis 9 angegeben ist und in 2 dargestellt ist. In dem Fall von Bereich 7 muss zusätzlich dazu, dass C3 eingerückt ist, die Klauenkupplung CD in der Vorwärtsposition sein. Die Position der Klauenkupplung CD ist in den Vorwärtsbereichen 5, 6, 8 und 9 ohne Relevanz.
Wie es in 2 angegeben ist, wird eine relative hohe Gesamtverhältnisabdeckung (TRC von total ratio coverage) von 8,777 zwischen dem Antriebselement 28 und dem Abtriebselement 32 erreicht, ohne irgendwelche das Drehmomentverhältnis verstärkenden Effekte des Drehmomentwandlers 16 zu enthalten. Ein hohes Drehmomentverhältnis von 7,464 wird in Bereich 1 erreicht, wodurch ein angemessenes Drehmoment zum Anfahren des Fahrzeugs bereitgestellt wird. Die Verhältnisstufen sind klein genug, um ein Überbrücken des Drehmomentwandlers 16 während eines niedrigen Bereiches (Bereich 1) zu ermöglichen (auch indem die Sperrkupplung 30 eingerückt wird) und um Drehmomentwandler-Überbrückungsschaltvorgänge in höhere Bereiche zu benutzen, was den Kraftstoffverbrauch signifikant vermindert und den Getriebekühlbedarf herabsetzt.
Die in 2 dargestellten Drehmomentverhältnisse werden unter Verwendung der folgenden Zahnradzähnezahlen erreicht. In dem ersten Stirnrädersatz weist das Zahnrad 40 57 Zähne auf; das Zahnrad 42 weist 55 Zähne auf. In dem zweiten Stirnrädersatz weist das Zahnrad 44 41 Zähne auf und das Zahnrad 46 weist 59 Zähne auf. In dem Rückwärtszahnradsatz weist das Zahnrad 74 46 Zähne auf und das Zahnrad 76 weist 46 Zähne auf; das Zahnrad 80 weist 26 Zähne auf und das Zahnrad 56 weist 59 Zähne auf. Für die übrigen Zahnräder in konzentrischer Rotation um die Vorgelegewellen 36, 38 oder die Hauptwelle 34 weist das Zahnrad 54 50 Zähne auf; das Zahnrad 56 weist 59 Zähne auf; das Zahnrad 58 weist 39 Zähne auf; das Zahnrad 68 weist 59 Zähne auf; das Zahnrad 70 weist 52 Zähne auf und das Zahnrad 72 weist 48 Zähne auf. In dem Planetenradsatz 82 weist das Sonnenrad 84 35 Zähne auf und das Hohlrad 88 weist 85 Zähne auf.
Der Vorwärtsbereich 1 wird erreicht, indem die Kupplungen C1 und C6 eingerückt werden, wobei Leistung entlang der gekoppelten Strecke: Antriebselement 28, Hauptwelle 34, Zahnrad 44, das mit Zahnrad 46 kämmt, zweite Vorgelegewelle 38, Drehkupplung C1, Hohlwelle 62, Zahnrad 58, das mit Zahnrad 56 kämmt, Hohlwelle 48, Nabenelement 50, Sonnenrad 84, Planetenräder 86 und Träger 90 hindurch zu Abtriebselement 32 übertragen wird. Die Kupplung C6 legt das Hohlrad 88 auf Masse fest, um einen Reaktionspunkt an dem Planetenradsatz 82 bereitzustellen.
Der Vorwärtsbereich 2 wird erreicht, indem die Kupplungen C2 und C6 eingerückt werden, wobei Leistung entlang der gekoppelten Strecke: Antriebselement 28, Hauptwelle 34, Zahnrad 44, das mit Zahnrad 46 kämmt, zweite Vorgelegewelle 38, Drehkupplung C2, Hohlwelle 66, Zahnrad 72, das mit Zahnrad 70 kämmt, Hohlwelle 48, Nabenelement 50, Sonnenrad 84, Planetenräder 86 und Träger 90 hindurch zu Abtriebselement 32 übertragen wird. Die Kupplung C6 legt das Hohlrad 88 auf Masse fest, um einen Reaktionspunkt an dem Planetenradsatz 82 bereitzustellen.
Der Vorwärtsbereich 3 wird erreicht, indem die Kupplungen C3 und C6 bei in Vorwärtsposition befindlicher Klauenkupplung CD eingerückt werden, wobei Leistung entlang der gekoppelten Strecke: Antriebselement 28, Hauptwelle 34, Zahnrad 40, das mit Zahnrad 42 kämmt, erste Vorgelegewelle 36, Drehkupplung C3, Hohlwelle 78, Klauenkupplung CD, die die Hohlwelle 60 selektiv einrückt, Zahnrad 54, das mit Zahnrad 56 kämmt, Hohlwelle 48, Nabenelement 50, Sonnenrad 84, Planetenräder 86 und Träger 90 hindurch zu Abtriebselement 32 übertragen wird. Die Kupplung C6 legt das Hohlrad 88 auf Masse fest, um einen Reaktionspunkt an dem Planetenradsatz 82 bereitzustellen.
Der Vorwärtsbereich 4 wird erreicht, indem die Kupplungen C5 und C6 eingerückt werden, wobei Leistung entlang der gekoppelten Strecke: Antriebselement 28, Hauptwelle 34, Zahnrad 40, das mit Zahnrad 42 kämmt, erste Vorgelegewelle 36, Drehkupplung C5, Hohlwelle 64, Zahnrad 68, das mit Zahnrad 70 kämmt, Hohlwelle 48, Nabenelement 50, Sonnenrad 84, Planetenräder 86 und Träger 90 hindurch zu Abtriebselement 32 übertragen wird. Die Kupplung C6 legt das Hohlrad 88 auf Masse fest, um einen Reaktionspunkt an dem Planetenradsatz 82 bereitzustellen.
Der Vorwärtsbereich 5 wird erreicht, indem die Kupplungen C1 und C7 eingerückt werden, wobei Leistung entlang der gekoppelten Strecke: Antriebselement 28, Hauptwelle 34, Zahnrad 44, das mit Zahnrad 46 kämmt, zweite Vorgelegewelle 38, Drehkupplung C1, Hohlwelle 62, Zahnrad 58, das mit Zahnrad 56 kämmt, Hohlwelle 48, Nabenelement 50, Sonnenrad 84, Planetenräder 86 und Träger 90 hindurch zu Abtriebsele ment 32 übertragen wird. Die Kupplung C7 ist eine Überbrückungskupplung, wobei das Hohlrad 88 drehfest mit dem Sonnenrad 84 verbunden wird, wodurch die Rotationsdrehzahl des Abtriebselements 32 an die Rotationsdrehzahl der Hohlwelle 48 und des Nabenelements 50 gebunden wird.
Der Vorwärtsbereich 6 wird erreicht, indem die Kupplungen C2 und C7 eingerückt werden, wobei Leistung entlang der gekoppelten Strecke: Antriebselement 28, Hauptwelle 34, Zahnrad 44, das mit Zahnrad 46 kämmt, zweite Vorgelegewelle 38, Drehkupplung C2, Hohlwelle 66, Zahnrad 72, das mit Zahnrad 70 kämmt, Hohlwelle 48, Nabenelement 50, Sonnenrad 84, Planetenräder 86 und Träger 90 hindurch zu Abtriebselement 32 übertragen wird. Die Kupplung C7 ist eine Sperrkupplung, wobei das Hohlrad 88 zu einer gemeinsamen Rotation mit dem Sonnenrad 84 gesperrt wird, wodurch die Drehzahl des Abtriebselements 32 an die Drehzahl der Hohlwelle 48 und des Nabenelements 50 gebunden wird.
Der Vorwärtsbereich 7 wird erreicht, indem die Kupplungen C3 und C7 bei in der Vorwärtsposition befindlicher Klauenkupplung CD eingerückt werden, wobei Leistung entlang der gekoppelten Strecke: Antriebselement 28, Hauptwelle 34, Zahnrad 40, das mit Zahnrad 42 kämmt, erste Vorgelegewelle 36, Drehkupplung C3, Hohlwelle 78, Klauenkupplung CD, die die Hohlwelle 60 selektiv einrückt, Zahnrad 54, das mit Zahnrad 56 kämmt, Hohlwelle 48, Nabenelement 50, Sonnenrad 84, Planetenräder 86 und Träger 90 hindurch zu Abtriebselement 32 übertragen wird. Die Kupplung C7 ist eine Überbrückungskupplung, die das Hohlrad 88 drefest mit dem Sonnenrad 84 verbindet, wodurch die Drehzahl des Abtriebselements 32 an die Drehzahl der Hohlwelle 48 und des Nabenelements 50 gebunden wird.
Der Vorwärtsbereich 8 wird erreicht, indem die Kupplungen C4 und C7 eingerückt werden, wobei Leistung entlang der gekoppelten Strecke: Antriebselement 28, Hauptwelle 34, Drehkupplung C4, Sonnenrad 84, Planetenräder 86 und Träger 90 hindurch zu Abtriebselement 32 übertragen wird. Die Kupplung C7 ist eine Überbrückungskupplung, die das Hohlrad 88 drehfest mit dem Sonnenrad 84 verbindet, wodurch die Drehzahl des Abtriebselements 32 an die Drehzahl der Hauptwelle 34 gebunden wird. nm Bereich 8 werden die Vorgelegewellen 36, 38 und ihre zugehörigen Kupplungen und Zahnradanordnungen umgangen, indem die Hauptwelle 34 selektiv mit dem Sonnenrad 84 und dem Hohlrad 88 durch die eingerückten Kupplungen C4 und C7 gekoppelt wird.
Der Vorwärtsbereich 9 wird erreicht, indem die Kupplungen C5 und C7 eingerückt werden, wobei Leistung entlang der gekoppelten Strecke: Antriebselement 28, Hauptwelle 34, Zahnrad 40, das mit Zahnrad 42 kämmt, erste Vorgelegewelle 36, Drehkupplung C5, Hohlwelle 64, Zahnrad 68, das mit Zahnrad 70 kämmt, Hohlwelle 48, Nabenelement 50, Sonnenrad 84, Planetenräder 86 und Träger 90 hindurch zu Abtriebselement 32 übertragen wird. Die Kupplung C7 ist eine Überbrückungskupplung, die das Hohlrad 88 drehfest mit dem Sonnenrad 84 verbindet, wodurch die Drehzahl des Abtriebselements 32 an die Drehzahl der Hohlwelle 48 und des Nabenelements 50 gebunden wird.
Der Rückwärtsbereich RW L wird erreicht, indem die Kupplungen C3 und C6 bei in der Rückwärtsposition befindlicher Klauenkupplung CD eingerückt werden, wobei Leistung entlang der gekoppelten Strecke: Antriebselement 28, Hauptwelle 34, Zahnrad 40, das mit Zahnrad 42 kämmt, erste Vorgelegewelle 36, Drehkupplung C3, Hohlwelle 78, Klauenkupplung CD, die das Zahnrad 74 selektiv einrückt, das mit dem Zahnrad 76 kämmt, Zahnrad 76, das mit dem Zahnrad 80 gekoppelt ist, das mit Zahnrad 56 kämmt, Hohlwelle 48, Nabenelement 50, Sonnenrad 84, Planetenräder 86 und Träger 90 hindurch zu Abtriebselement 32 übertragen wird. Die Kupplung C6 legt das Hohlrad 88 auf Masse fest, um einen Reaktionspunkt an dem Planetenradsatz 82 bereitzustellen. Die Zahnräder 74, 76 und 80 können hierin als Rückwätszahnradstrang bezeichnet werden, da diese Zahnräder durch die Klauenkupplung selektiv angetrieben sind, um einen der zwei Rückwärtsübersetzungsbereiche zumindest teilweise herzustellen.
Der Rückwärtsbereich RW H wird erreicht, indem die Kupplungen C3 und C7 bei in der Rückwärtsrichtung befindlicher Klauenkupplung CD eingerückt werden, wobei Leistung entlang der gekoppelten Strecke: Antriebselement 28, Hauptwelle 34, Zahnrad 40, das mit Zahnrad 42 kämmt, erste Vorgelegewelle 36, Drehkupplung C3, Hohlwelle 78, Klauenkupplung CD, die das Zahnrad 74 selektiv einrückt, das mit dem Zahnrad 76 kämmt, Zahnrad 76, das mit dem Zahnrad 80 gekoppelt ist, das mit dem Zahnrad 56 kämmt, Hohlwelle 48, Nabenelement 50, Sonnenrad 84, Planetenräder 86 und Träger 90 hindurch zu Abtriebselement 32 übertragen wird. Die Kupplung C7 ist eine Überbrückungskupplung, die das Hohlrad 88 drehfest mit dem Sonnenrad 84 verbindet, wodurch die Drehzahl des Abtriebselements 32 an die Drehzahl der Hohlwelle 48 und des Nabenelements 50 gebunden wird.
Die Diskussion wird nun auf 1 zusammen mit 4 gerichtet. 4 veranschaulicht ein Getriebe, das nicht im Schutzumfang der Erfindung liegt und neun Vorwärtsbereiche und zwei Rückwärtsbereiche aufweist, für einen Vergleich und eine Besprechung von Merkmalen der Getriebe der vorliegenden Erfindung, wie sie hierin dargestellt sind. In der Besprechung hierin und zum leichten Querverweis entsprechen die Bezugszeichen in 4 den in 1 angegebenen Bezugszeichen, ohne dass ein hundert hinzugefügt ist. In 4 sind die Drehmomentübertragungsmechanismen C101 und C102 mit Hohlwellen 162 bzw. 166 gekoppelt, die konzentrisch mit der Vorgelegewelle 138 sind, durch diese abgestützt sind und um diese rotieren. Ähnlich sind Drehmomentübertragungsmechanismen C103 und C105 mit Hohlwellen 160 bzw. 164 gekoppelt, die konzentrisch mit der Vorgelegewelle 136 sind, durch diese abgestützt sind und um diese rotieren. In der in 1 dargestellten vorliegenden Erfindung sind die Kupplungen C1 und C2 nun aufgeteilt und näher bei den entgegengesetzten Enden der Vorgelegewelle 38 positioniert. Ähnlich sind die Kupplungen C3 und C6 nun aufgeteilt und näher bei den entgegengesetzten Enden der Vorgelegewelle 36 positioniert. In 1 sind die Kupplungen C2 und C5 (die C102 und C105 in 4 entsprechen) hinter (nach rechts von) der Abstützplatte 92 bewegt, wo sie von den Vorgelegewellen 36, 38 (die 136, 138 in 4 entsprechen) wegbewegt sind, wodurch eine Reduktion in der Spannweite von (oder der Distanz zwischen) Lagern 94 an der Vorderseite des Getriebegehäuses und Lagern 93 an der hinteren Abstützplatte des Getriebegehäuses zugelassen wird. Die Lager 93, 94 können, ohne Einschränkung darauf, irgendwelche Kugellager, Wälzlager oder Kegellager sein. Ein Reduzieren dieser Spannweite erlaubt eine Verringerung sowohl des Durchmessers als auch der Länge der Vorgelegewellen 36, 38, was zu einem kompakteren Getriebe 14 und zu verringerten Materialkosten führt.
Das Getriebe von 4 benutzt fünf Vorgelegewellenzahnradebenen P101, P102, P103, P104 und P105, um neun Vorwärtsbereiche auszuführen. Im Kontrast dazu erreicht die Getriebeausführungsform der vorliegenden, in 1 gezeigten Erfindung neun Vorwärtsbereiche unter Verwendung von nur vier Vorgelegewellenzahnradebenen P1, P2, P3 und P4, wodurch die Teilekomplexität und die Teilekosten vermindert und eine weitere Reduktion der Spannweite zwischen den Lagern 94, 93 und eine erforderliche Größe der Vorgelegewellen 36, 38 zugelassen wird, was wieder zu einem kompakteren Getriebe 14 führt. Die Rückwärtszahnräder 74 und 76, die in 1 gezeigt sind, können als eine fünfte Zahnradebene betrachtet werden.
In dem Getriebe von 4 werden die Rückwärtsbereiche teilweise durch die Rückwärtsdrehkupplung CR (siehe 4) ermöglicht, die konzentrisch mit der Vorgelegewelle 136 ist und um diese rotiert. In der in 1 dargestellten vorliegenden Erfindung ist die Rückwärtsdrehkupplung CR von 4 durch eine Klauenkupplung CD ersetzt worden. Die Verwendung der Klauenkupplung CD erlaubt eine Bewegung der Drehkupplung C103 (siehe 4), so dass sie unter dem Antriebszahnrad 44 (144 in 4) in einem ansonsten toten Raum verstaut werden kann, was zulässt, dass die Vorgelegewelle 36 verkürzt werden kann, und was wieder zu einem kompakteren Getriebe 14 führt.
3 veranschaulicht eine alternative Getriebeausführungsform 314 des in 1 veranschaulichten Getriebes 14, in welchem ein weiterer Nutzen aus der reduzierten Länge des Getriebes 14 von 1 gezogen wird. In dem Getriebe 314 wird eine zusätzliche Verringerung der Distanz zwischen den Vorgelegewellenlagern 393 und 394 (relativ zu der Distanz zwischen den Vorgelegewellenlagern 93 und 94 von 1) durch die Beseitigung der Abstützplatte 96 erreicht (siehe 1). Dies lässt zu, dass die Länge der ersten Vorgelegewelle 336 und der zweiten Vorgelegewelle 338 verringert werden kann, wodurch die Teilekomplexität, das Material und die Gesamtlänge des Getriebes weiter vermindert werden.
Obgleich die besten Ausführungsarten der Erfindung ausführlich beschrieben worden sind, werden Fachleute auf dem Gebiet, das diese Erfindung betrifft, verschiedene alternative Konstruktionen und Ausfüh rungsformen zur praktischen Ausführung der Erfindung innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche erkennen.

Claims

Getriebe, umfassend: ein Antriebselement; ein Abtriebselement; eine erste und zweite Vorgelegewelle, die im Allgemeinen parallel zu dem Antriebs- und Abtriebselement angeordnet sind; mehrere Drehmomentübertragungsmechanismen, die aus: einer ersten und einer zweiten Drehkupplung, die voneinander auf der ersten Vorgelegewelle beabstandet sind; einer dritten und einer vierten Drehkupplung, die voneinander auf der zweiten Vorgelegewelle beabstandet sind; einer Klauenkupplung; und drei zusätzlichen Drehmomentübertragungsmechanismen bestehen; mehrere kämmende Zahnräder, die an dem Antriebselement, der ersten Vorgelegewelle und der zweiten Vorgelegewelle angeordnet sind, um fünf Zahnradebenen zu definieren; und einen Planetenradsatz, der das Antriebselement und die Vorgelegewellen funktional mit dem Abtriebselement über ausgewählte der Drehmomentübertragungsmechanismen verbindet; wobei die Drehkupplungen, die Drehmomentübertragungsmechanismen und die Klauenkupplung selektiv in unterschiedlichen Kombinationen einrückbar sind, um zumindest neun Vorwärtsdrehzahlverhältnisse und zumindest ein Rückwärtsdrehzahlverhältnis zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement herzustellen, wobei die Vorwärtsverhältnisse Zahnräder in nur vier der fünf Zahnradebenen benutzen.
Getriebe nach Anspruch 1, wobei jede Vorgelegewelle drehbar durch Lager an entgegengesetzten Enden abgestützt ist, wobei jede Vorgelegewelle eine Spannweite zwischen den Lagern, die die kämmenden Zahnräder, die auf der Vorgelegewelle angeordnet sind, abstützen, aufweist; wobei zumindest eine der Drehkupplungen jeder Vorgelegewelle auf eine einseitig eingespannte Weise durch eines der Lager, die von der Spannweite der Vorgelegewelle beabstandet sind, abgestützt ist; und wobei die Spannweite jeder Vorgelegewelle nicht mehr als eine Drehkupplung abstützt.
Getriebe nach Anspruch 2, wobei sich das Getriebe dadurch auszeichnet, dass nicht mehr als eine Abstützplatte die Vorgelegewellen abstützt.
Getriebe nach Anspruch 1, wobei die mehreren kämmenden Zahnräder einen ersten Stirnrädersatz aus koplanaren, kämmenden Zahnrädern zum Übertragen von Drehmoment von dem Antriebselement auf die erste Vorgelegewelle; wobei der erste Stirnrädersatz ein Zahnrad aufweist, das konzentrisch mit der ersten Vorgelegewelle ist und antreibbar mit dieser gekoppelt ist; wobei der erste Stirnrädersatz ein unterschiedliches Zahnrad aufweist, das konzentrisch mit dem Antriebselement ist und antreibbar mit diesem gekoppelt ist; und einen zweiten Stirnrädersatz aus koplanaren, kämmenden Zahnrädern zum Übertragen von Drehmoment von dem Antriebselement auf die zweite Vorgelegewelle umfassen; wobei der zweite Stirnrädersatz ein Zahnrad aufweist, das konzentrisch mit der zweiten Vorgelegewelle ist und antreibbar mit dieser gekoppelt ist; wobei der zweite Stirnrädersatz ein unterschiedliches Zahnrad aufweist, das konzentrisch mit dem Antriebselement ist und antreibbar mit diesem gekoppelt ist.
Getriebe nach Anspruch 4, wobei die erste Vorgelegewelle drei Vorgelegewellenzahnräder aufweist, die aus den mehreren kämmenden Zahnrädern ausgewählt sind, wobei die drei Vorgelegewellenzahnräder konzentrisch mit der ersten Vorgelegewelle sind und um diese drehbar sind; wobei die Klauenkupplung konzentrisch mit der ersten Vorgelegewelle ist und zur Rotation um diese abgestützt ist, wobei die Klauenkupplung selektiv zwischen entgegengesetzten Vorwärts- und Rückwärtspositionen bewegbar ist, wobei die Klauenkupplung die erste Drehkupplung selektiv antreibbar mit einem der drei Zahnräder der ersten Vorgelegewelle koppelt, wenn sich die Klauenkupplung in der Vorwärtsposition befindet, um zumindest eines der Vorwärtsdrehzahlverhältnisse zumindest teilweise zu ermöglichen; wobei die zweite Drehkupplung selektiv einrückbar ist, um die erste Vorgelegewelle antreibbar mit einem unterschiedlichen der drei Zahnräder der ersten Vorgelegewelle zu koppeln, um zumindest ein Vorwärtsdrehzahlverhältnis zumindest teilweise zu ermöglichen; wobei ein unterschiedliches der drei Zahnräder der ersten Vorgelegewelle ein erstes Rückwärtszahnrad aufweist, das konzentrisch mit der ersten Vorgelegewelle ist und um diese drehbar ist; und wobei die Rückwärtsposition der Klauenkupplung die erste Drehkupplung antreibbar mit dem ersten Rückwärtszahnrad kop pelt, um zumindest ein Rückwärtsdrehzahlverhältnis zumindest teilweise zu ermöglichen.
Getriebe nach Anspruch 4, wobei eine der Drehkupplungen und einer der Stirnrädersätze eine der Zahnradebenen definieren.
Getriebe nach Anspruch 5, wobei zwei der mehreren kämmenden Zahnräder der zweiten Vorgelegewelle konzentrisch mit der zweiten Vorgelegewelle sind und um diese drehbar sind; wobei die dritte Drehkupplung selektiv einrückbar ist, um die zweite Vorgelegewelle antreibbar mit einem der zwei Zahnräder der zweiten Vorgelegewellen zu koppeln, um zumindest ein Vorwärtsdrehzahlverhältnis zumindest teilweise zu ermöglichen; und wobei die vierte Drehkupplung selektiv einrückbar ist, um die zweite Vorgelegewelle antreibbar mit einer unterschiedlichen der zwei Zahnräder der zweiten Vorgelegewelle zu koppeln, um zumindest ein Vorwärtsdrehzahlverhältnis zumindest teilweise zu ermöglichen.
Getriebe nach Anspruch 5, wobei der Rückwärtszahnradstrang umfasst: das erste Rückwärtszahnrad; ein zweites Rückwärtszahnrad, das ständig kämmbar mit dem ersten Rückwärtszahnrad in Eingriff steht; und ein drittes Rückwärtszahnrad, das ständig und nicht kämmbar zur gemeinsamen Rotation mit dem zweiten Rückwärtszahnrad gekoppelt ist, wobei das dritte Rückwärtszahnrad ständig kämmbar mit einem Abschnitt eines vierten Zahnrades in Eingriff steht, wobei das vierte Zahnrad mit dem Antriebselement konzentrisch ist und um dieses drehbar ist und antreibbar gekoppelt ist, um zumindest ein Rückwärtsdrehzahlverhältnis zumindest teilweise zu ermöglichen; wobei das erste und zweite Rückwärtszahnrad eine der fünf Zahnradebenen zumindest teilweise definieren.
Getriebe nach Anspruch 1, wobei einer der drei zusätzlichen Drehmomentübertragungsmechanismen ein Umgehungsdrehmomentübertragungsmechanismus ist, der selektiv einrückbar ist, um Drehmoment direkt von dem Antriebselement auf den Planetenradsatz zu übertragen, wodurch die Vorgelegewellen umgangen werden.
Getriebe nach Anspruch 1, wobei der Planetenradsatz ein Hohlrad, einen Träger und ein Sonnenrad umfasst; und wobei einer der drei zusätzlichen Drehmomentübertragungsmechanismen eine Bremsenkupplung ist, die selektiv einrückbar ist, um das Hohlrad auf Masse festzulegen, wodurch ein Reaktionspunkt an dem Planetenradsatz bereitgestellt wird.
Getriebe nach Anspruch 1, wobei einer der drei zusätzlichen Drehmomentübertragungsmechanismen eine Überbrückungskupplung ist, die selektiv einrückbar ist, um zwei der Elemente des Planetenradsatzes torsionsmäßig zur gemeinsamen Rotation zu koppeln.
Getriebe, umfassend: ein Antriebselement; ein Abtriebselement; eine erste und zweite Vorgelegewelle, die im Allgemeinen parallel zu dem Antriebs- und Abtriebselement angeordnet sind; mehrere Drehmomentübertragungsmechanismen, die aus: einer ersten und einer zweiten Drehkupplung an der ersten Vorgelegewelle; einer dritten und einer vierten Drehkupplung an der zweiten Vorgelegewelle; einer Klauenkupplung; und drei zusätzlichen Drehmomentübertragungsmechanismen bestehen; mehrere kämmende Zahnräder, die an dem Antriebselement, der ersten Vorgelegewelle und der zweiten Vorgelegewelle angeordnet sind und die mehrere Zahnradebenen bilden, wobei eine der Drehkupplungen und ein Stirnrädersatz eine der Zahnradebenen definieren; einen Planetenradsatz, der das Antriebselement und die Vorgelegewellen funktional mit dem Abtriebselement über ausgewählte der Drehmomentübertragungsmechanismen verbindet; wobei die Drehkupplungen zumindest einer Vorgelegewelle voneinander getrennt sind; und wobei die Drehkupplungen, die Drehmomentübertragungsmechanismen und die Klauenkupplung selektiv in unterschiedlichen Kombinationen einrückbar sind, um zumindest neun Vorwärtsdrehzahlverhältnisse und zumindest ein Rückwärtsdrehzahlverhältnis zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement herzustellen, wobei die Vorwärtsverhältnisse Zahnräder in nur vier der fünf Zahnradebenen benutzen.
Getriebe nach Anspruch 12, wobei jede Vorgelegewelle entgegengesetzte Enden aufweist, die drehbar durch Lager abgestützt sind, wobei die Vorgelegewellen eine Spannweite zwischen den Lagern, die die kämmenden Zahnräder, die auf der Vorgelegewelle angeordnet sind, abstützen, aufweisen; und wobei zumindest eine Drehkupplung jeder Vorgelegewelle auf eine einseitig eingespannte Weise durch eines der Lager fern von der Spannweite der Vorgelegewelle abgestützt ist.
Getriebe nach Anspruch 13, wobei sich das Getriebe durch nicht mehr als eine Abstützplatte, die zumindest eine der Vorgelegewellen abstützt, auszeichnet.
Getriebe nach Anspruch 12, wobei die mehreren kämmenden Zahnräder: einen ersten Stirnrädersatz aus koplanaren, kämmenden Zahnrädern zum Übertragen von Drehmoment von dem Antriebselement auf die erste Vorgelegewelle; wobei der erste Stirnrädersatz ein Zahnrad aufweist, das konzentrisch mit der ersten Vorgelegewelle ist und antreibbar mit dieser gekoppelt ist, wobei der erste Stirnrädersatz ein unterschiedliches Zahnrad aufweist, das konzentrisch mit dem Antriebselement ist und antreibbar mit diesem gekoppelt ist; und einen zweiten Stirnrädersatz aus koplanaren, kämmenden Zahnrädern zum Übertragen von Drehmoment von dem Antriebselement auf die zweite Vorgelegewelle umfassen; wobei der zweite Stirnrädersatz ein Zahnrad aufweist, das konzentrisch mit der zweiten Vorgelegewelle ist und antreibbar mit dieser gekoppelt ist; wobei der zweite Stirnrädersatz ein unterschiedliches Zahnrad aufweist, das konzentrisch mit dem Antriebselement ist und antreibbar mit diesem gekoppelt ist.
Getriebe nach Anspruch 15, wobei die erste Vorgelegewelle drei Zahnräder der ersten Vorgelegewelle aufweist, die aus den mehreren kämmenden Zahnrädern ausgewählt sind, wobei die drei Zahnräder der ersten Vorgelegewelle konzentrisch mit der ersten Vorgelegewelle sind und um diese drehbar sind; wobei die Klauenkupplung konzentrisch mit der ersten Vorgelegewelle ist und zur Rotation um diese abgestützt ist, wobei die Klauenkupplung selektiv zwischen entgegengesetzten Vorwärts- und Rückwärtspositionen bewegbar ist; wobei die Klauenkupplung die erste Drehkupplung selektiv antreibbar mit einem der drei Zahnräder der ersten Vorgelegewelle koppelt, wenn sich die Klauenkupplung in der Vorwärtsposition befindet, um zumindest ein Vorwärtsdrehzahlverhältnis zumindest teilweise zu ermöglichen; wobei die zweite Drehkupplung selektiv einrückbar ist, um die erste Vorgelegewelle antreibbar mit einem unterschiedlichen der drei Zahnräder der ersten Vorgelegewelle zu koppeln, um zumindest ein Vorwärtsdrehzahlverhältnis zumindest teilweise zu ermöglichen; wobei ein unterschiedliches der drei Zahnräder der ersten Vorgelegewelle ein erstes Rückwärtszahnrad ist, das konzentrisch mit der ersten Vorgelegewelle ist und um diese drehbar ist; und wobei die Rückwärtsposition der Klauenkupplung die erste Drehkupplung antreibbar mit dem ersten Rückwärtszahnrad koppelt, um zumindest ein Rückwärtsdrehzahlverhältnis zumindest teilweise zu ermöglichen.
Getriebe nach Anspruch 16, wobei der Rückwärtszahnradstrang umfasst: das erste Rückwärtszahnrad; ein zweites Rückwärtszahnrad, das ständig kämmbar mit dem ersten Rückwärtszahnrad in Eingriff steht; ein drittes Rückwärtszahnrad, das ständig und nicht kämmbar zur gemeinsamen Rotation mit dem zweiten Rückwärtszahnrad gekoppelt ist, wobei das dritte Rückwärtszahnrad ständig kämmbar mit einem Abschnitt eines vierten Zahnrads in Eingriff steht, wobei das vierte Zahnrad konzentrisch mit dem Antriebselement ist und um dieses drehbar ist und antreibbar gekoppelt ist, um zumindest ein Rückwärtsdrehzahlverhältnis zumindest teilweise zu ermöglichen.
Getriebe, umfassend: ein Antriebselement; ein Abtriebselement; eine erste und zweite Vorgelegewelle, die in einer im Allgemeinen parallelen Anordnung angeordnet sind; mehrere Drehmomentübertragungsmechanismen, die aus: einer ersten und zweiten Drehkupplung, die voneinander auf der ersten Vorgelegewelle beabstandet sind; einer dritten und vierten Drehkupplung, die voneinander auf der zweiten Vorgelegewelle beabstandet sind; einer Klauenkupplung; und drei zusätzlichen Drehmomentübertragungsmechanismen bestehen; mehrere kämmende Zahnräder, die an dem Antriebselement, der ersten Vorgelegewelle und der zweiten Vorgelegewelle angeordnet sind und mehrere Zahnradebenen bilden, wobei die mehreren kämmenden Zahnräder: einen ersten Stirnrädersatz aus koplanaren, kämmenden Zahnrädern zum Übertragen von Drehmoment von dem An triebselement auf die erste Vorgelegewelle; wobei der erste Stirnrädersatz ein Zahnrad aufweist, das konzentrisch mit der ersten Vorgelegewelle ist und antreibbar mit dieser gekoppelt ist; wobei der erste Stirnrädersatz ein unterschiedliches Zahnrad aufweist, das konzentrisch mit dem Antriebselement ist und antreibbar mit diesem gekoppelt ist; und einen zweiten Stirnrädersatz aus koplanaren, kämmenden Zahnrädern zum Übertragen von Drehmoment von dem Antriebselement auf die zweite Vorgelegewelle umfassen; wobei der zweite Stirnrädersatz ein Zahnrad aufweist, das konzentrisch mit der zweiten Vorgelegewelle ist und antreibbar mit dieser gekoppelt ist; wobei der zweite Stirnrädersatz ein unterschiedliches Zahnrad aufweist, das konzentrisch mit dem Antriebselement ist und antreibbar mit diesem gekoppelt ist; wobei eine der Drehkupplungen und einer der Stirnrädersätze eine der Zahnradebenen definieren; einen Planetenradsatz, der das Antriebselement und die Vorgelegewellen funktional mit dem Abtriebselement über ausgewählte der Drehmomentübertragungsmechanismen verbindet; wobei zumindest eine der Drehkupplungen auf eine einseitig eingespannte Weise durch eine Abstützplatte abgestützt ist, die eine Spannweite von zumindest einer der Vorgelegewellen von der einseitig eingespannten Drehkupplung trennt; und wobei die Drehkupplungen, die Drehmomentübertragungsmechanismen und die Klauenkupplung selektiv in unterschiedlichen Kombinationen einrückbar sind, um zumindest neun Vorwärtsdrehzahlverhältnisse und zumindest ein Rückwärtsdrehzahlverhältnis zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement herzustellen.
Getriebe nach Anspruch 18, wobei eine Drehkupplung jeder Vorgelegewelle auf eine einseitig eingespannte Weise durch eine Abstützplatte abgestützt ist, die eine Spannweite der Vorgelegewelle von der einseitig eingespannten Drehkupplung trennt.
Getriebe nach Anspruch 19, wobei drei der mehreren kämmenden Zahnräder der ersten Vorgelegewelle konzentrisch mit der ersten Vorgelegewelle sind und um diese drehbar sind; wobei die Klauenkupplung konzentrisch mit der ersten Vorgelegewelle ist und zur Rotation um diese abgestützt ist, wobei die Klauenkupplung selektiv zwischen entgegengesetzten Vorwärts- und Rückwärtspositionen bewegbar ist; wobei die Klauenkupplung selektiv antreibbar die erste Drehkupplung mit einem der drei Zahnräder der ersten Vorgelegewelle koppelt, wenn die Klauenkupplung sich in der Vorwärtsposition befindet, um zumindest ein Vorwärtsdrehzahlverhältnis zumindest teilweise zu ermöglichen; wobei ein unterschiedliches der drei Zahnräder der ersten Vorgelegewelle ein erstes Rückwärtszahnrad ist, das konzentrisch mit der ersten Vorgelegewelle ist und um diese drehbar ist; wobei die Rückwärtsposition der Klauenkupplung die erste Drehkupplung antreibbar mit dem ersten Rückwärtszahnrad koppelt, um zumindest ein Rückwärtsdrehzahlverhältnis zumindest teilweise zu ermöglichen.