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Die Erfindung betrifft allgemein ein Mehrganggetriebe, das mehrere Planetenradsätze und mehrere Drehmomentübertragungseinrichtungen aufweist, und genauer ein Getriebe, das neun oder zehn Gänge, vier Planetenradsätze und sechs Drehmomentübertragungseinrichtungen aufweist.
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Ein typisches Mehrganggetriebe benutzt eine Kombination aus Reibkupplungen oder Bremsen, 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.
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Die
DE 101 15 995 A1 offenbart Mehrstufengetriebe mit vier Planetenradsätzen, die über sechs Drehmomentübertragungseinrichtungen neun Gangstufen oder über sieben Drehmomentübertragungseinrichtungen elf Gangstufen bereitstellen. Die Getriebe sind als Vorschaltsatz und Nachschaltsatz ausgebildet, wobei der Nachschaltsatz über eine Verbindungswelle fest mit dem Vorschaltsatz verbunden ist, die Antriebswelle über eine gekuppelte Verbindung mit dem Nachschaltsatz und über eine weitere gekuppelte Verbindung mit dem Vorschaltsatz verbindbar ist.
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Die
JP 2006-349 153 A offenbart Getriebe mit vier Planetenradsätzen und sechs Drehmomentübertragungseinrichtungen, die neun Gangstufen bieten, wobei drei parallel angeordnete Kupplungen das Antriebselement mit dem Träger des ausgangsseitigen Planetenradsatzes bzw. den jeweiligen Sonnenrädern zweier eingangsseitiger Planetenradsätze verbinden.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, verbesserte, kostengünstige und kompakte Mehrganggetriebe bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird durch Getriebe mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 2 gelöst.
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Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der Zeichnungen beschrieben; in diesen zeigt:
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1 ein Hebeldiagramm einer Ausführungsform eines Zehnganggetriebes gemäß der vorliegenden Erfindung;
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2 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines Zehnganggetriebes gemäß der vorliegenden Erfindung;
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3 eine Schalttabelle, die den Einrückungszustand der verschiedenen Drehmomentübertragungseinrichtungen in jedem der verfügbaren Vorwärts- und Rückwärtsgänge oder -übersetzungsverhältnisse des in den 1 und 2 veranschaulichten Getriebes darstellt;
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4 ein Hebeldiagramm einer Ausführungsform eines Neunganggetriebes gemäß der vorliegenden Erfindung;
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5 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines Neunganggetriebes gemäß der vorliegenden Erfindung;
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6 eine Schalttabelle, die den Einrückungszustand der verschiedenen Drehmomentübertragungseinrichtungen in jedem der verfügbaren Vorwärts- und Rückwärtsgänge oder -übersetzungsverhältnisse des in den 4 und 5 veranschaulichten Getriebes darstellt; und
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7 ein kombiniertes Hebeldiagramm einer Ausführungsform der Neun- und Zehnganggetriebe gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Zu Beginn ist festzustellen, dass das Automatikgetriebe der vorliegenden Erfindung eine Anordnung von permanenten mechanischen Verbindungen zwischen den Elementen der vier Planetenradsätze aufweist. Ein erstes Bauteil oder Element eines ersten Planetenradsatzes ist permanent mit einem ersten Bauteil oder Element eines zweiten Planetenradsatzes gekoppelt. Ein zweites Bauteil oder Element des ersten Planetenradsatzes ist permanent mit einem zweiten Bauteil oder Element des zweiten Planetenradsatzes gekoppelt. Ein erstes Bauteil oder Element eines dritten Planetenradsatzes ist permanent mit einem ersten Bauteil oder Element eines vierten Planetenradsatzes gekoppelt. Ein zweites Bauteil oder Element des dritten Planetenradsatzes ist schließlich permanent mit einem zweiten Bauteil oder Element des vierten Planetenradsatzes gekoppelt.
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In 1 ist eine Ausführungsform eines Zehnganggetriebes 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 Lamellen dargestellt. Wenn die Einrichtung eine Bremse ist, ist ein Satz der Lamellen am Getriebegehäuse festgelegt.
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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 Abtriebswelle oder ein Abtriebselement 22.
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Die Antriebswelle oder das Antriebselement 12 ist mit dem zweiten Knoten 14B des ersten Planetenradsatzes 14 gekoppelt. Die Abtriebswelle oder das Abtriebselement 22 ist mit dem zweiten Knoten 18B des dritten Planetenradsatzes 18 gekoppelt. Der erste Knoten 14A des ersten Planetenradsatzes 14 ist mit dem zweiten Knoten 16B des zweiten Planetenradsatzes 16 gekoppelt. Der dritte Knoten 14C des ersten Planetenradsatzes 14 ist mit dem dritten Knoten 16C des zweiten Planetenradsatzes 16 gekoppelt. Der zweite Knoten 18B des dritten Planetenradsatzes 18 ist mit dem ersten Knoten 20A des vierten Planetenradsatzes 20 gekoppelt. Der dritte Knoten 18C des dritten Planetenradsatzes 18 ist mit dem dritten Knoten 20C des vierten Planetenradsatzes 20 gekoppelt.
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Eine erste Kupplung 26 verbindet die Antriebswelle oder das Antriebselement 12 und den zweiten Knoten 14B des ersten Planetenradsatzes 14 selektiv mit dem zweiten Knoten 20B des vierten Planetenradsatzes 20. Eine zweite Kupplung 28 verbindet den ersten Knoten 14A des ersten Planetenradsatzes 14 und den zweiten Knoten 16B des zweiten Planetenradsatzes 16 selektiv mit dem ersten Knoten 18A des dritten Planetenradsatzes 18. Eine dritte Kupplung 30 verbindet den ersten Knoten 16A des zweiten Planetenradsatzes 16 selektiv mit dem dritten Knoten 20C des vierten Planetenradsatzes 20. Eine vierte Kupplung 32 verbindet den zweiten Knoten 16B des zweiten Planetenradsatzes 16 selektiv mit dem dritten Knoten 20C des vierten Planetenradsatzes 20. Eine erste Bremse 34 verbindet den ersten Knoten 18A des dritten Planetenradsatzes 18 selektiv mit dem Getriebegehäuse 40. Eine zweite Bremse 36 verbindet den dritten Knoten 16C des zweiten Planetenradsatzes 16 selektiv mit dem Getriebegehäuse 40.
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2 stellt ein schematisches Layout der Ausführungsform des Zehnganggetriebes 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 umfasst der Planetenradsatz 14 ein Sonnenrad 14C, ein Hohlrad 14A und einen Planetenradträger 14B, der einen Satz Planetenräder 14D (von denen nur eines gezeigt ist) drehbar lagert. Die Planetenräder 14D sind jeweils konfiguriert, um mit sowohl dem Sonnenrad 14C als auch dem Hohlrad 14A zu kämmen. Das Sonnenrad 14C ist zur gemeinsamen Rotation mit einer ersten Welle oder einem ersten Verbindungselement 42 verbunden. Das Hohlrad 14A ist zur gemeinsamen Rotation mit einer zweiten Welle oder einem zweiten Verbindungselement 44 und mit der vierten Kupplung 32 verbunden. Der Planetenträger 14B ist zur gemeinsamen Rotation mit der Antriebswelle oder dem Antriebselement 12 verbunden.
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Der Planetenradsatz 16 umfasst ein Sonnenrad 16C, ein Hohlrad 16A und einen Planetenradträger 16B, der einen Satz Planetenräder 16D (von denen nur eines gezeigt ist) drehbar lagert. Die Planetenräder 16D sind jeweils konfiguriert, um mit sowohl dem Sonnenrad 16C als auch dem Hohlrad 16A zu kämmen. Das Sonnenrad 16C ist zur gemeinsamen Rotation mit dem ersten Verbindungselement 42 und mit einer dritten Welle oder einem dritten Verbindungselement 46 verbunden. Das Hohlrad 16A ist zur gemeinsamen Rotation mit der dritten Kupplung 30 verbunden. Der Planetenträger 16B ist zur gemeinsamen Rotation mit dem zweiten Verbindungselement 44 und mit einer vierten Welle oder einem vierten Verbindungselement 48 verbunden.
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Der Planetenradsatz 18 umfasst ein Sonnenrad 18C, ein Hohlrad 18A und einen Planetenradträger 18B, der einen Satz Planetenräder 18D (von denen nur eines gezeigt ist) drehbar lagert. Die Planetenräder 18D sind jeweils konfiguriert, um mit sowohl dem Sonnenrad 18C als auch dem Hohlrad 18A zu kämmen. Das Sonnenrad 18C ist zur gemeinsamen Rotation mit einer fünften Welle oder einem fünften Verbindungselement 50 und mit einer sechsten Welle oder einem sechsten Verbindungselement 52 verbunden. Das Hohlrad 18A ist zur gemeinsamen Rotation mit einer siebten Welle oder einem siebten Verbindungselement 54 verbunden. Der Planetenträger 18B ist zur gemeinsamen Rotation mit einer achten Welle oder einem achten Verbindungselement 56 verbunden.
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Der Planetenradsatz 20 umfasst ein Sonnenrad 20C, ein Hohlrad 20A und einen Planetenradträger 20B, der einen Satz Planetenräder 20D (von denen nur eines gezeigt ist) drehbar lagert. Die Planetenräder 20D sind jeweils konfiguriert, um mit sowohl dem Sonnenrad 20C als auch dem Hohlrad 20A zu kämmen. Das Sonnenrad 20C ist zur gemeinsamen Rotation mit dem sechsten Verbindungselement 52 verbunden. Das Hohlrad 20A ist zur gemeinsamen Rotation mit dem achten Verbindungselement 56 und mit der Abtriebswelle oder dem Abtriebselement 22 verbunden. Der Planetenträger 20B ist zur gemeinsamen Rotation mit einer neunten Welle oder einem neunten Verbindungselement 58 verbunden.
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Die Antriebswelle oder das Antriebselement 12 ist bevorzugt 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 bevorzugt ständig mit der Achsantriebseinheit oder dem Verteilergetriebe (das nicht gezeigt ist) verbunden.
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Die Drehmomentübertragungseinrichtungen oder die Kupplungen 26, 28, 30, 32 und die Bremsen 34, 36 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 Antriebswelle oder das Antriebselement 12 mit der neunten Welle oder dem neunten Verbindungselement 58 zu verbinden. Die zweite Kupplung 28 ist selektiv einrückbar, um die vierte Welle oder das vierte Verbindungselement 48 mit der siebten Welle oder dem siebten Verbindungselement 54 zu verbinden. Die dritte Kupplung 30 ist selektiv einrückbar, um das Hohlrad 16A mit der fünften Welle oder dem fünften Verbindungselement 50 zu verbinden. Die vierte Kupplung 32 ist selektiv einrückbar, um das Hohlrad 14A mit der fünften Welle oder dem fünften Verbindungselement 50 zu verbinden. Die erste Bremse 34 ist selektiv einrückbar, um die siebte Welle oder das siebte Verbindungselement 54 mit dem Getriebegehäuse 40 zu verbinden, um eine Rotation der siebten Welle oder des siebten Verbindungselements 54, und daher des Hohlrads 18A, relativ zu dem Getriebegehäuse 40 zu verhindern. Die zweite Bremse 36 ist selektiv einrückbar, um die dritte Welle oder das dritte Verbindungselement 46 mit dem Getriebegehäuse 40 zu verbinden, um eine Rotation der dritten Welle oder des dritten Verbindungselements 46, und daher des Sonnenrads 16C, relativ zu dem Getriebegehäuse 40 zu verhindern.
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Nun wird unter Bezugnahme auf die 2 und 3 die Arbeitsweise der Ausführungsform des Zehnganggetriebes 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 zehn Vorwärtsgängen oder -drehmomentverhältnissen und einem Rückwärtsgang oder -drehmomentverhältnis mit einem Dreifach-Overdrive zu übertragen. Jeder Vorwärts- und Rückwärtsgang oder jedes Vorwärts- und Rückwärtsdrehmomentverhältnis wird durch Einrückung von dreien der Drehmomentübertragungseinrichtungen (d. h. erste Kupplung 26, zweite Kupplung 28, dritte Kupplung 30, vierte Kupplung 32, erste Bremse 34 und zweite Bremse 36) erzielt, wie es nachstehend erläutert wird. 3 ist eine Schalttabelle, die die verschiedenen Kombinationen von Drehmomentübertragungseinrichtungen 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 zweite Kupplung 28, die dritte Kupplung 30 und die erste Bremse 34 eingerückt oder aktiviert. Die zweite Kupplung 28 verbindet die vierte Welle oder das vierte Verbindungselement 48 mit der siebten Welle oder dem siebten Verbindungselement 54. Die dritte Kupplung 30 verbindet das Hohlrad 16A mit der fünften Welle oder dem fünften Verbindungselement 50. Die erste Bremse 34 verbindet die siebte Welle oder das siebte Verbindungselement 54 mit dem Getriebegehäuse 40, um eine Rotation der siebten Welle oder des siebten Verbindungselements 54, und daher des Hohlrads 18A, relativ zu dem Getriebegehäuse 40 zu verhindern. Gleichermaßen werden die zehn Vorwärtsgänge durch unterschiedliche Kombinationen einer Kupplungs- und Bremseneinrückung erreicht, wie es in 3 gezeigt ist.
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Es ist festzustellen, dass die vorstehende Erläuterung der Arbeitsweise und der Gangzustände des Zehnganggetriebes 10 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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In 4 ist eine Ausführungsform eines Neunganggetriebes 100 in einem Hebeldiagrammformat veranschaulicht. 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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Die Antriebswelle oder das Antriebselement 112 ist mit dem zweiten Knoten 114B des ersten Planetenradsatzes 114 gekoppelt. Die Abtriebswelle oder das Abtriebselement 122 ist mit dem zweiten Knoten 120B des vierten Planetenradsatzes 120 gekoppelt. Der erste Knoten 114A des ersten Planetenradsatzes 114 ist mit dem ersten Knoten 116A des zweiten Planetenradsatzes 116 gekoppelt. Der dritte Knoten 114C des ersten Planetenradsatzes 114 ist mit dem zweiten Knoten 116B des zweiten Planetenradsatzes 116 gekoppelt. Der erste Knoten 118A des dritten Planetenradsatzes 118 ist mit dem ersten Knoten 120A des vierten Planetenradsatzes 120 gekoppelt. Der zweite Knoten 118B des dritten Planetenradsatzes 118 ist mit dem zweiten Knoten 120B des vierten Planetenradsatzes 120 gekoppelt.
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Eine erste Kupplung 126 verbindet die Antriebswelle oder das Antriebselement 112 und den zweiten Knoten 114B des ersten Planetenradsatzes 114 selektiv mit dem dritten Knoten 120C des vierten Planetenradsatzes 120. Eine zweite Kupplung 128 verbindet den zweiten Knoten 116B des zweiten Planetenradsatzes 116 selektiv mit dem ersten Knoten 118A des dritten Planetenradsatzes 118. Eine dritte Kupplung 130 verbindet den zweiten Knoten 116B des zweiten Planetenradsatzes 116 selektiv mit dem dritten Knoten 118C des dritten Planetenradsatzes 118. Eine vierte Kupplung 132 verbindet den dritten Knoten 116C des zweiten Planetenradsatzes 116 selektiv mit dem dritten Knoten 118C des dritten Planetenradsatzes 118. Eine erste Bremse 134 verbindet den ersten Knoten 114A des ersten Planetenradsatzes 114 selektiv mit einem Getriebegehäuse 140. Eine zweite Bremse 136 verbindet den ersten Knoten 120A des vierten Planetenradsatzes 120 selektiv mit dem Getriebegehäuse 140.
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5 stellt ein schematisches Layout der Ausführungsform des Neunganggetriebes 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 umfasst der Planetenradsatz 114 ein Sonnenrad 114A, ein Hohlrad 114C und einen Planetenradträger 114B, der einen Satz Planetenräder 114D (von denen nur eines gezeigt ist) drehbar lagert. Die Planetenräder 114D sind jeweils konfiguriert, um mit sowohl dem Sonnenrad 114A als auch dem Hohlrad 114C zu kämmen. Das Sonnenrad 114A ist zur gemeinsamen Rotation mit einer ersten Welle oder einem ersten Verbindungselement 142 verbunden. Das Hohlrad 114C ist zur gemeinsamen Rotation mit einer zweiten Welle oder einem zweiten Verbindungselement 144 und mit einer dritten Welle oder einem dritten Verbindungselement 146 verbunden. Der Planetenträger 114B ist zur gemeinsamen Rotation mit der Antriebswelle oder dem Antriebselement 112 verbunden.
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Der Planetenradsatz 116 umfasst ein Sonnenrad 116A, ein Hohlrad 116C und einen Planetenradträger 116B, der einen Satz Planetenräder 116D (von denen nur eines gezeigt ist) drehbar lagert. Die Planetenräder 116D sind jeweils konfiguriert, um mit sowohl dem Sonnenrad 116A als auch dem Hohlrad 116C zu kämmen. Das Sonnenrad 116A ist zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Welle oder dem ersten Verbindungselement 142 und mit einer vierten Welle oder einem vierten Verbindungselement 148 verbunden. Das Hohlrad 116C ist zur gemeinsamen Rotation mit einer fünften Welle oder einem fünften Verbindungselement 150 verbunden. Der Planetenträger 116B ist zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten Welle oder dem zweiten Verbindungselement 144 und mit einer sechsten Welle oder einem sechsten Verbindungselement 152 verbunden.
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Der Planetenradsatz 118 umfasst ein Sonnenrad 118C, ein Hohlrad 118A und einen Planetenradträger 118B, der einen Satz Planetenräder 118D (von denen nur eines gezeigt ist) drehbar lagert. Die Planetenräder 118D sind jeweils konfiguriert, um mit sowohl dem Sonnenrad 118C als auch dem Hohlrad 118A zu kämmen. Das Sonnenrad 118C ist zur gemeinsamen Rotation mit einer siebten Welle oder einem siebten Verbindungselement 154 verbunden. Das Hohlrad 118A ist zur gemeinsamen Rotation mit einer achten Welle oder einem achten Verbindungselement 156 verbunden. Der Planetenträger 118B ist zur gemeinsamen Rotation mit einer neunten Welle oder einem neunten Verbindungselement 158 verbunden.
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Der Planetenradsatz 120 umfasst ein Sonnenrad 120A, ein Hohlrad 120C und einen Planetenradträger 120B, der einen Satz Planetenräder 120D (von denen nur eines gezeigt ist) drehbar lagert. Die Planetenräder 120D sind jeweils konfiguriert, um mit sowohl dem Sonnenrad 120A als auch dem Hohlrad 120C zu kämmen. Das Sonnenrad 120A ist zur gemeinsamen Rotation mit der achten Welle oder dem achten Verbindungselement 156 verbunden. Das Hohlrad 120C ist zur gemeinsamen Rotation mit einer zehnten Welle oder einem zehnten Verbindungselement 160 verbunden. Der Planetenträger 120B ist zur gemeinsamen Rotation mit der Abtriebswelle oder dem Abtriebselement 122 und mit der neunten Welle oder dem neunten Verbindungselement 158 verbunden.
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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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Die Drehmomentübertragungseinrichtungen oder die Kupplungen 126, 128, 130, 132 und die Bremsen 134, 136 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 Antriebswelle oder das Antriebselement 112 mit der zehnten Welle oder dem zehnten Verbindungselement 160 zu verbinden. Die zweite Kupplung 128 ist selektiv einrückbar, um die sechste Welle oder das sechste Verbindungselement 152 mit der achten Welle oder dem achten Verbindungselement 156 zu verbinden. Die dritte Kupplung 130 ist selektiv einrückbar, um die dritte Welle oder das dritte Verbindungselement 146 mit der siebten Welle oder dem siebten Verbindungselement 154 zu verbinden. Die vierte Kupplung 132 ist selektiv einrückbar, um die fünfte Welle oder das fünfte Verbindungselement 150 mit der siebten Welle oder dem siebten Verbindungselement 154 zu verbinden. Die erste Bremse 134 ist selektiv einrückbar, um die vierte Welle oder das vierte Verbindungselement 148 mit dem Getriebegehäuse 140 zu verbinden und somit eine Rotation der vierten Welle oder des vierten Verbindungselements 148, und daher des Sonnenrads 116A und des Sonnenrads 114A, relativ zu dem Getriebegehäuse 140 zu verhindern. Die zweite Bremse 136 ist selektiv einrückbar, um die achte Welle oder das achte Verbindungselement 156 mit dem Getriebegehäuse 140 zu verbinden und somit eine Rotation der achten Welle oder des achten Verbindungselements 156, und daher des Hohlrads 118A und des Sonnenrads 120A, relativ zu dem Getriebegehäuse 140 zu verhindern.
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Nun wird unter Bezugnahme auf die 5 und 6 die Arbeitsweise der Ausführungsform des Neunganggetriebes 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 neun Vorwärtsgängen oder -drehmomentverhältnissen und einem Rückwärtsgang oder -drehmomentverhältnis zu übertragen. Jeder Vorwärts- und Rückwärtsgang oder jedes Vorwärts- und Rückwärtsdrehmomentverhältnis wird durch Einrückung von dreien der Drehmomentübertragungseinrichtungen (d. h. erste Kupplung 126, zweite Kupplung 128, dritte Kupplung 130, vierte Kupplung 132, erste Bremse 134 und zweite Bremse 136) erzielt, wie es nachstehend erläutert wird. 6 ist eine Schalttabelle, die die verschiedenen Kombinationen von Drehmomentübertragungseinrichtungen 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 zweite Kupplung 128, die vierte Kupplung 132 und die zweite Bremse 136 eingerückt oder aktiviert. Die zweite Kupplung 128 verbindet die sechste Welle oder das sechste Verbindungselement 152 mit der achten Welle oder dem achten Verbindungselement 156. Die vierte Kupplung 132 verbindet die fünfte Welle oder das fünfte Verbindungselement 150 mit der siebten Welle oder dem siebten Verbindungselement 154. Die zweite Bremse 136 verbindet die achte Welle oder das achte Verbindungselement 156 mit dem Getriebegehäuse 140, um eine Rotation der achten Welle oder des achten Verbindungselements 156, und daher des Hohlrads 118A und des Sonnenrads 120A, relativ zu dem Getriebegehäuse 140 zu verhindern. Gleichermaßen werden die neun 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 Neunganggetriebes 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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In 7 ist eine Ausführungsform eines Getriebes 200, die die Ausführungsformen der Getriebe 10 und 100 kombiniert, in einem Hebeldiagrammformat veranschaulicht. Das Getriebe 200 umfasst zwei Hebel, die einen ersten Hebel oder eine erste Planetenradsatzanordnung 202, die zwei Planetenradsätze darstellt, und einen zweiten Hebel oder eine zweite Planetenradsatzanordnung 204, die weitere zwei Planetenradsätze darstellt, umfassen. Der erste Hebel 202 umfasst vier Knoten oder Elemente: einen ersten Knoten 202A, einen zweiten Knoten 202B, einen dritten Knoten 202C und einen vierten Knoten 202D. Der zweite Hebel 204 umfasst ebenfalls vier Knoten: einen ersten Knoten 204A, einen zweiten Knoten 204B, einen dritten Knoten 204C und einen vierten Knoten 204D. Nun mit Bezug auf 4 und 7 stellt der erste Knoten 202A des ersten Hebels 202 eine Kombination aus dem ersten Knoten 114A des ersten Planetenradsatzes 114 und dem ersten Knoten 116A des zweiten Planetenradsatzes 116 dar. Der zweite Knoten 202B des ersten Hebels 202 stellt den zweiten Knoten 114B des ersten Planetenradsatzes 114 dar. Der dritte Knoten 202C des ersten Hebels 202 stellt eine Kombination aus dem dritten Knoten 114C des ersten Planetenradsatzes 114 und dem zweiten Knoten 116B des zweiten Planetenradsatzes 116 dar. Der vierte Knoten 202D des ersten Hebels 202 stellt den dritten Knoten 116C des zweiten Planetenradsatzes 116 dar. Der erste Knoten 204A des zweiten Hebels 204 stellt eine Kombination aus dem erste Knoten 118A des dritten Planetenradsatzes 118 und dem ersten Knoten 120A des vierten Planetenradsatzes 120 dar. Der zweiten Knoten 204B des zweiten Hebels 204 stellt eine Kombination aus dem zweiten Knoten 118B des dritten Planetenradsatzes 118 und dem zweiten Knoten 120B des vierten Planetenradsatzes 120 dar. Der dritte Knoten 204C des zweiten Hebels 204 stellt den dritten Knoten 120C des vierten Planetenradsatzes 120 dar. Der vierte Knoten 204D des ersten Hebels 204 stellt den dritten Knoten 118C des dritten Planetenradsatzes 118 dar.
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Der zweite Knoten 202B des ersten Hebels 202 ist mit einer Antriebswelle oder einem Antriebselement 212 gekoppelt. Der zweite Knoten 204B des zweiten Hebels 204 ist mit einer Abtriebswelle oder einem Abtriebselement 214 gekoppelt. Eine erste Drehmomentübertragungseinrichtung 220 ist selektiv einrückbar, um den ersten Knoten 202A des ersten Hebels 202 mit einem Getriebegehäuse 216 zu verbinden. Eine zweite Drehmomentübertragungseinrichtung 222 ist selektiv einrückbar, um die Antriebswelle oder das Antriebselement 212 mit dem dritten Knoten 204C des zweiten Hebels 204 zu verbinden. Eine dritte Drehmomentübertragungseinrichtung 224 ist selektiv einrückbar, um den dritten Knoten 202C des ersten Hebels 202 mit dem ersten Knoten 204A des zweiten Hebels 204 zu verbinden. Eine vierte Drehmomentübertragungseinrichtung 226 ist selektiv einrückbar, um den dritten Knoten 202C des ersten Hebels 202 mit dem vierten Knoten 204D des zweiten Hebels 204 zu verbinden. Eine fünfte Drehmomentübertragungseinrichtung 228 ist selektiv einrückbar, um den vierten Knoten 202D des ersten Hebels 202 mit dem vierten Knoten 204D des zweiten Hebels 204 zu verbinden. Eine sechste Drehmomentübertragungseinrichtung 230 ist selektiv einrückbar, um den ersten Knoten 204A des zweiten Hebels 204 mit dem Getriebegehäuse 216 zu verbinden.
