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Diese Erfindung betrifft Handschaltgetriebe und
insbesondere Handschaltgetriebe, die Planetenradsätze anwenden.
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Bei Kraftfahrzeugen wird im Allgemeinen eine
von zwei Getriebearten verwendet, und zwar entweder ein Handschaltgetriebe
oder ein automatisch schaltendes Getriebe. Handschaltgetriebe umfassen
eine Antriebskupplung, die selektiv in Eingriff gebracht werden
kann, um eine Antriebswelle des Getriebes mit einer Abtriebswelle
des Motors in Verbindung zu bringen. Die Antriebswelle des Getriebes weist
im Allgemeinen einen Hauptzahnradsatz auf, der ein Stufenverhältnis zwischen
der Antriebswelle und einer Vorgelegewelle mit mehreren darauf drehbar
montierten Zahnradelementen bereitstellt. Eine Abtriebswelle weist
im Allgemeinen weitere Zahnräder
auf, die mit den Zahnräder
auf der Vorgelegewelle kämmen,
um verschiedene Übersetzungsverhältnisse
zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle bereitzustellen.
Es sind entweder die Zahnradmechanismen auf der Vorgelegewelle oder
die Zahnradmechanismen auf der Abtriebswelle mit ihrer jeweiligen
Welle über
mechanische Kupplungen verbunden, die gewöhnlich Synchronisiereinrichtungskupplungen
genannt werden. Die Anzahl kämmender Räderpaare
ist gleich der Anzahl von Vorwärtsgängen (unter
der Annahme, dass einer der Vorwärtsgänge Eins
zu Eins ist) plus einem Zwischenrad für den Rückwärtsbetrieb.
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Die Synchronisiereinrichtungskupplungen werden
entweder über
ein Handschaltgestänge,
das von dem Bediener gesteuert wird, oder über ein hydraulisches oder
elektrisches Stellglied betätigt,
welches ebenfalls von dem Bediener betätigt wird.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, ein verbessertes Handschaltgetriebe bereitzustellen,
das zwei Planetenradsätze
anwendet.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden
Erfindung kann einer der Planetenradsätze mit der Antriebswelle über eine
Zweiwege-Synchronisiereinrichtung in Verbindung gebracht werden,
die einen Antriebsabschnitt aufweist, der selektiv mit einer Leistungsantriebswelle über eine
selektiv in Eingriff bringbare Antriebskupplung in Verbindung gebracht werden
kann.
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Gemäß einem anderen Aspekt der
vorliegenden Erfindung kann eine zweite selektiv betreibbare Synchronisiereinrichtungskupplung
in Verbindung gebracht werden, um einzeln zwei Abtriebselemente
von dem ersten Planetenradsatz bereitzustellen.
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Gemäß noch einem anderen Aspekt
der vorliegenden Erfindung weist die zweite Synchronisiereinrichtungskupplung
ein Abtriebselement auf, das einen Eingangsantrieb für eine dritte
Synchronisiereinrichtungskupplung bereitstellt.
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Gemäß noch einem anderen Aspekt
der vorliegenden Erfindung kann eine dritte Synchronisiereinrichtungskupplung
selektiv in drei Stellungen betätigt
werden, um drei Eingangsantriebswege zu dem zweiten der Planetenradsätze herzustellen.
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Gemäß noch einem anderen Aspekt
der vorliegenden Erfindung weist der zweite der Planetenradsätze zwei
Elemente auf, die selektiv mit einer Abtriebswelle des Getriebes über eine
vierte selektiv betätigbare
Synchronisiereinrichtungskupplung in Verbindung gebracht werden
können.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der
vorliegenden Erfindung ist eine fünfte Synchronisiereinrichtungskupplung
betreibbar, um selektiv zwei Elemente des zweiten Planetenradsatzes
mit einem Festlegungselement, wie etwa dem Getriebegehäuse, in
Verbindung zu bringen.
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Gemäß noch einem weiteren Aspekt
der vorliegenden Erfindung sind die Synchronisiereinrichtungskupplungen
in Kombinationen betätigbar,
um zumindest sechs Vorwärtsdrehzahlverhältnisse
und ein Rückwärtsdrehzahlverhältnis zwischen
der Antriebswelle und der Abtriebswelle des Getriebes herzustellen.
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Die vorliegende Erfindung umfasst
zwei Planetenradsätze,
die miteinander über
zwei selektiv betreibbare Synchronisiereinrichtungskupplungen in Verbindung
stehen. Einer der Planetenradsätze
kann selektiv mit einer Antriebswelle des Getriebes über eine
andere Synchronisiereinrichtungskupplung in Verbindung gebracht
werden. Der zweite der Planetenradsätze kann selektiv mit einer
Abtriebswelle des Getriebes über
noch eine andere Synchronisiereinrichtungskupplung in Verbindung
gebracht werden. Der zweite Planetenradsatz umfasst auch eine Synchro nisierungseinrichtungskupplung,
die zwei der Elemente des zweiten Planetenradsatzes selektiv mit einem
Festlegungsabschnitt des Getriebes in Verbindung bringt.
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Der erste der Planetenradsätze ist
in zumindest einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ein einfacher Planetenradsatz, und der
zweite Planetenradsatz ist ein zusammengesetzter Planetenradsatz.
In einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist der Antriebsplanetenradsatz ein zusammengesetzter
Planetenradsatz und der Abtriebsplanetenradsatz ist ein einfacher
Planetenradsatz.
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1 ist
eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs, der eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst.
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2 ist
eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs, der eine andere
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst.
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In den Zeichnungen ist in 1 ein Antriebsstrang 10 zu
sehen, der einen Motor 12, ein Planetengetriebe 14 und
einen Achsantriebsmechanismus 16 aufweist. Der Motor 12 und
der Achsantriebsmechanismus 16 sind herkömmliche
Einheiten, die in der Technik allgemein bekannt sind. Der Achsantriebsmechanismus 16 kann
auf allgemein bekannte Weise in Verbindung gebracht werden, um mindestens
zwei Räder
des Fahrzeugs, nicht gezeigt, anzutreiben.
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Der Motor 12 weist eine
Abtriebswelle 18 auf, die in Wirkverbindung oder in Antriebsverbindung
mit einer selektiv in Eingriff bringbaren Antriebskupplung 20 steht.
Die Antriebskupplung 20 weist einen Abtriebsabschnitt auf,
der in Wirkverbindung oder in Antriebsverbindung mit einer Antriebswelle 22 des
Getriebes steht, die ein Teil des Planetengetriebes 14 ist.
Das Planetengetriebe 14 umfasst ferner einen ersten Planetenradsatz 24,
einen zweiten Planetenradsatz 26, einen ersten Synchronisiereinrichtungskupplungsaufbau 28,
einen zweiten Synchronisiereinrichtungskupplungsaufbau 30,
einen dritten Synchronisiereinrichtungskupplungsaufbau 32,
einen vierten Synchronisiereinrichtungskupplungsaufbau 34,
einen fünften
Synchronisiereinrichtungskupplungsaufbau 36 und eine Abtriebswelle 38.
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Der Planetenradsatz 24 umfasst
ein Sonnenradelement 40, ein Hohlradelement 42 und
ein Planetenträgeraufbauelement 44.
Das Planetenträgeraufbauelement 44 umfasst
mehrere Planetenradelemente 46, die drehbar auf einem Planetenträgerelement 48 montiert
und in kämmender
Beziehung mit sowohl dem Sonnenradelement 40 als auch dem Hohlradelement 42 angeordnet
sind. Das Hohlradelement 42 steht in kontinuierlicher Verbindung
mit einem feststehenden Element, wie etwa einem Getriebegehäuse 50.
Der Planetenradsatz 24 wird gewöhnlich als einfacher Planetenradsatz
bezeichnet.
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Der Planetenradsatz 26 umfasst
ein Sonnenradelement 52, ein geteiltes Hohlradelement 54 und
ein Planetenträgeraufbauelement 56.
Das Planetenträgeraufbauelement 56 umfasst
mehrere lange Planetenradelemente 58, die mit dem Hohlradelement 54 kämmen, und
ein kurzes Planetenradelement 60, das mit dem langen Planetenrad 58 und dem Sonnenradelement 52 kämmt. Die
Planetenradelemente 58 und 60 sind drehbar auf
einem Planetenträgerelement 62 montiert.
Der Planetenradsatz 26 wird gewöhnlich als zusammengesetzter
Planetenradsatz bezeichnet.
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Die Synchronisiereinrichtungskupplungen 28, 30, 34 und 36 sind
herkömmliche
Zweiwege-Synchronisiereinrichtungskupplungsaufbauten, deren Herstellung
und Aufbau in der Technik allgemein bekannt ist. Der Synchronisiereinrichtungskupplungsaufbau 32 ist
ein Dreiwege-Synchronisiereinrichtungskupplungsaufbau,
der ebenfalls eine herkömmliche
mechanische Einrichtung ist, deren Betrieb und Konstruktion in der
Technik allgemein bekannt ist.
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Der Synchronisiereinrichtungskupplungsaufbau 28 weist
einen Antriebsabschnitt auf, der in kontinuierlicher Verbindung
mit der Antriebswelle 22 steht, und zwei Abtriebsabschnitte 64 und 66,
die in Antriebsverbindung mit dem Planetenträgerelement 48 bzw.
dem Sonnenradelement 40 stehen. Der Synchronisiereinrichtungskupplungsaufbau 30 umfasst zwei
Antriebsabschnitte 68 und 70 und einen Abtriebsabschnitt 72.
Der Antriebsabschnitt 68 steht in kontinuierlicher Antriebsverbindung
mit dem Planetenträgerelement 48,
und der Antriebsabschnitt 70 steht in kontinuierlicher
Antriebsverbindung mit dem Sonnenradelement 40. Der Abtriebsabschnitt 72 stellt
einen Antriebsabschnitt für
den Synchronisiereinrichtungskupplungsaufbau 32 bereit.
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Der Synchronisiereinrichtungskupplungsaufbau 32 weist
drei Abtriebsabschnitte 74, 76 und 78 auf,
die in kontinuierlicher Antriebsverbindung mit dem Hohlradelement 54,
dem Planetenträgerelement 62 bzw. dem
Sonnenradelement 52 stehen. Der Synchronisiereinrichtungskupplungsaufbau 34 weist einen
Antriebsabschnitt, der in kontinuierlicher Verbindung mit dem Getriebegehäuse 50 steht,
und zwei Abtriebsabschnitte 80 und 82 auf. Der
Abtriebsabschnitt 80 steht in Antriebsverbindung mit sowohl dem
Hohlradelement 54 als auch einem Antriebsabschnitt 84 der
Synchronisiereinrichtungskupplung 36. Der Abtriebsabschnitt 82 steht
in kontinuierlicher Antriebsverbindung mit dem Planetenträgerelement 62. Der
Synchronisiereinrichtungskupplungsaufbau 36 weist einen
anderen Antriebsabschnitt 86 und einen Abtriebsabschnitt 88 auf.
Der Antriebsabschnitt 86 steht in kontinuierlicher Antriebsverbindung
mit dem Sonnenradelement 52, und der Abtriebsabschnitt 88 steht
in kontinuierlicher Antriebsverbindung mit der Abtriebswelle 38 des
Getriebes.
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Der Synchronisiereinrichtungskupplungsaufbau 28 kann
betätigt
werden, um die Antriebswelle 22 selektiv mit entweder dem
Sonnenradelement 40 oder dem Planetenträgerelement 48 in Verbindung zu
bringen, wodurch diese Planetenradelemente selektiv mit der Abtriebswelle 18 des
Motors in Verbindung gebracht werden. Der Synchronisiereinrichtungskupplungsaufbau 30 ist
betätigbar,
um entweder das Planetenträgerelement 48 oder
das Sonnenradelement 40 mit dem Synchronisiereinrichtungskupplungsaufbau 32 in
Verbindung zu bringen. Der Synchronisiereinrichtungskupplungsaufbau 32 ist dann
bedienbar, um das Planetenträgerelement 48 oder
das Sonnenradelement 40 mit dem Hohlradelement 54,
dem Planetenträgerelement 62 oder
dem Sonnenradelement 52 in Verbindung zu bringen. Der Synchronisiereinrichtungskupplungsaufbau 34 ist
selektiv betätigbar,
um entweder das Hohlradelement 54 oder das Planetenträgerelement 62 mit
dem Getriebegehäuse 50 in Verbindung
zu bringen. Der Synchronisiereinrichtungskupplungsaufbau 36 ist
selektiv betätigbar,
um das Sonnenradelement 52 oder das Hohlradelement 54 mit
der Abtriebswelle 38 des Getriebes in Verbindung zu bringen.
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Die Synchronisiereinrichtungskupplungen 28, 30, 32, 34 und 36 können selektiv
in Kombinationen in Eingriff gebracht werden, um sechs Vorwärtsdrehzahlverhältnisse
und ein Rückwärtsdrehzahlverhältnis zwischen
der Antriebswelle 22 und der Abtriebswelle 38 herzustellen.
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Zum Herstellen eines Rückwärtsdrehzahlverhältnisses
wird die Synchronisiereinrichtungskupplung 28 betätigt, um
das Sonnenradelement 40 mit der Antriebskupplung 20 in
Verbindung zu bringen; die Synchronisiereinrichtungskupplung 30 wird betätigt, um
das Planetenträgerelement 48 mit
der Synchronisiereinrichtungskupplung 32 in Verbindung zu
bringen; die Synchronisiereinrichtungskupplung 32 wird
betätigt,
um das Planetenträgerelement 62 mit
dem Planetenträgerelement 48 in
Verbindung zu bringen; die Synchronisiereinrichtungskupplung 34 wird
betätigt,
um das Hohlradelement 54 mit der Fahrzeugmasse oder dem
Getriebegehäuse 50 in Verbindung
zu bringen; und die Synchronisiereinrichtungskupplung 36 wird
betätigt,
um das Sonnenradelement 52 mit der Abtriebswelle 38 in
Verbindung zu bringen. Der Planetenradsatz 24 stellt ein Übersetzungsverhältnis ins
Langsame von der Antriebswelle 22 zu der Synchronisiereinrichtungskupplung 32 bereit.
Der Planetenradsatz 26 stellt ein Rückwärtsübersetzungsverhältnis von
der Synchronisiereinrichtungskupplung 32 über die
Abtriebswelle 38 bereit. Um einen Antriebsweg von dem Motor 12 zum
Achsantriebsmechanismus 16 abzu schließen, wird die Antriebskupplung 20 von
dem Bediener auf eine herkömmliche
Weise betätigt.
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Das erste Vorwärtsdrehzahlverhältnis wird hergestellt,
indem die Synchronisiereinrichtungskupplung 28 betätigt wird,
um die Antriebswelle 22 mit dem Sonnenradelement 40 in
Verbindung zu bringen; die Synchronisiereinrichtungskupplung 30 wird betätigt, um
das Planetenträgerelement 48 mit
der Synchronisiereinrichtungskupplung 32 in Verbindung zu
bringen; die Synchronisiereinrichtungskupplung 32 wird
betätigt,
um das Sonnenradelement 52 mit dem Planetenträgerelement 48 in
Verbindung zu bringen; die Synchronisiereinrichtungskupplung 34 wird
betätigt,
um das Planetenträgerelement 62 mit dem
Getriebegehäuse 50 in
Verbindung zu bringen; und die Synchronisiereinrichtungskupplung 36 wird betätigt, um
das Hohlradelement 54 mit der Abtriebswelle 38 in
Verbindung zu bringen. Mit diesen Eingriffskombinationen stellen
beide Planetenradsätze 24 und 26 Übersetzungsverhältnisse
ins Langsame zwischen der Antriebswelle 22 und der Abtriebswelle 38 her.
Um das Antriebsübersetzungsverhältnis oder den
Leistungsweg von dem Motor 12 zu dem Achsantriebsmechanismus 16 abzuschließen, wird
wieder die Kupplung 20 durch den Bediener in Eingriff gebracht.
Es ist notwendig, die Kupplung 20 während eines Übersetzungsverhältniswechsels
von dem Rückwärtsgang
in den ersten Gang außer
Eingriff zu bringen. Es wird auch die Kupplung 20 in einen
außer Eingriff
stehenden Zustand betätigt,
um irgendeinen Übersetzungsverhältniswechsel
zuzulassen, den der Bediener vorzunehmen wünscht.
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Um das zweite Vorwärtsdrehzahlverhältnis herzustellen,
werden die Synchronisiereinrichtungskupplungen 28 und 30 in
ihrer Stellung für
den ersten Gang festgehalten. Die Synchronisiereinrichtungskupplung 32 wird
betätigt,
um das Sonnenradelement 52 mit der Synchronisiereinrichtungskupplung 30 in
Verbindung zu bringen; die Synchronisiereinrichtungskupplung 34 wird
in einen offenen Zustand platziert; und die Synchronisiereinrichtungskupplung 36 wird
betätigt,
um das Sonnenradelement 52 mit der Abtriebswelle 38 in
Verbindung zu bringen. In dem zweiten Vorwärtsdrehzahlverhältnis befindet sich
der Planetenradsatz 24 in einem Zustand eines Übersetzungsverhältnisses
ins Langsame, und der Planetenradsatz 26 befindet sich
in einem Zustand eines direkten Antriebs.
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Um das dritte Vorwärtsdrehzahlverhältnis herzustellen,
verbleiben die Synchronisiereinrichtungskupplungen 28 und 30 in
der Auswahl eines Zustandes eines Übersetzungsverhältnisses
ins Langsame. Die Synchronisiereinrichtungskupplung 32 wird
betätigt,
um das Hohlradelement 54 mit der Synchronisiereinrichtungskupplung 30 in
Verbindung zu bringen; die Synchronisiereinrichtungskupplung 34 wird
betätigt,
um das Planetenträgerelement 62 mit dem
Getriebegehäuse 50 in
Verbindung zu bringen; und die Synchronisiereinrichtungskupplung 36 wird betätigt oder
festgehalten, um eine Verbindung zwischen dem Sonnenradelement 52 und
der Abtriebswelle 38 bereitzustellen. Während des dritten Vorwärtsdrehzahlverhältnisses
befindet sich der Planetenradsatz 24 in einem Zustand eines Übersetzungsverhältnisses
ins Langsame, und der Planetenradsatz 26 befindet sich
in einem Zustand eines Übersetzungsverhältnisses
ins Schnelle.
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Während
des vierten Vorwärtsdrehzahlverhältnisses
wird der Planetenradsatz 24 in einen Zustand eines direkten
Antriebes platziert, indem die Synchronisiereinrichtungskupplungen 28 und 30 betätigt werden,
so dass beide mit dem Sonnenradelement 40 in Verbindung
stehen, und die Synchronisiereinrichtungskupplungen 32 und 36 werden
betätigt,
um eine Verbindung mit dem Sonnenradelement 52 herzustellen,
während
die Synchronisiereinrichtungskupplung 34 offen gelassen
wird. Dies stellt einen direkten Antrieb von der Antriebswelle 22 zur
Abtriebswelle 38 bereit.
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Das fünfte Vorwärtsdrehzahlverhältnis wird hergestellt,
indem die Synchronisiereinrichtungskupplung 28 betätigt wird,
um die Antriebswelle 22 mit dem Planetenträgerelement 48 in
Verbindung zu bringen, und die Synchronisiereinrichtungskupplung 30 wird
betätigt,
um eine Verbindung mit dem Sonnenradelement 40 herzustellen.
Die Synchronisiereinrichtungskupplung 32 wird betätigt, um
das Sonnenradelement 40 mit dem Sonnenradelement 52 in Verbindung
zu bringen; die Synchronisiereinrichtungskupplung 34 wird
betätigt,
um das Planetenträgerelement 62 mit
dem Getriebegehäuse 50 in
Verbindung zu bringen; und die Synchronisiereinrichtungskupplung 36 wird
betätigt,
um das Hohlradelement 54 mit der Abtriebswelle 38 in
Verbindung zu bringen. Während
des fünften
Vorwärtsdrehzahlverhältnisses
befindet sich der Planetenradsatz 24 in einem Zustand eines Übersetzungsverhältnisses
ins Schnelle, und der Planetenradsatz 26 befindet sich
in einem Zustand eines Übersetzungsverhältnisses
ins Langsame.
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Um das sechste Vorwärtsdrehzahlverhältnis herzustellen,
wird der Planetenradsatz 24 wieder in einen 1:1-Zustand
platziert, und der Planetenradsatz 26 wird in einen Zustand
eines Übersetzungsverhältnisses
ins Schnelle platziert, indem die Synchronisiereinrichtungskupplung 32 mit
dem Hohlradelement 54 in Verbindung gebracht wird; die
Synchronisiereinrichtungskupplung 34 mit dem Planetenträgerelement 62 in
Verbindung gebracht wird; und die Synchronisiereinrichtungskupplung 36 mit
dem Sonnenradelement 52 in Verbindung gebracht wird.
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Wenn beispielsweise das Zähneverhältnis von
Hohlrad 42 zu Sonnenrad 40 als 1,50 gewählt wird,
und das Zähneverhältnis von
Hohlrad 54 zu Sonnenrad 52 als 1,70 gewählt wird,
werden die Drehzahlverhältnisse
wie folgt sein:
Rückwärts –3,571
erster
Gang 4,250
zweiter Gang 2,50
dritter Gang 1,471
vierter
Gang 1,00
fünfter
Gang 0,680
sechster Gang 0,588.
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Die ersten drei Vorwärtsdrehzahlverhältnisse sind Übersetzungsverhältnisse
ins Langsame, das vierte Vorwärtsdrehzahlverhältnis ist
ein Übersetzungsverhältnis mit
einem direkten Antrieb, und das fünfte und das sechste Vorwärtsdrehzahlverhältnis sind Übersetzungsverhältnisse
ins Schnelle.
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In 2 ist
ein Antriebsstrang 100 gezeigt. Der Antriebsstrang 100 umfasst
einen Motor oder eine Antriebsmaschine 102, eine Motorwelle 104, eine
Antriebskupplung 106, ein Planetengetriebe 108 und
einen Achsantriebsmechanismus 110. Das Planetengetriebe 108 umfasst
eine Antriebswelle 112, einen Planetenradsatz 114,
einen Planetenradsatz 116, eine Synchronisiereinrichtungskupplung 118, eine
Synchronisiereinrichtungskupplung 120, eine Synchronisiereinrichtungskupplung 122,
eine Synchronisiereinrichtungskupplung 124 und eine Synchronisiereinrichtungskupplung 126 sowie
eine Abtriebswelle 128.
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Die Synchronisiereinrichtungskupplungen 118, 120, 124 und 126 sind
Synchronisiereinrichtungskupplungen mit zwei Stellungen, die eine
neutrale Stellung in der Mitte aufweisen, wobei deren Aufbau in
der Technik allgemein bekannt ist. Die Synchronisiereinrichtungskupplung 122 ist
eine Synchronisiereinrichtungskupplung mit drei Stellungen mit neutralen
Zuständen
zwischen jedem der betreibbaren Zustände. Wie bei 1 hat die Dreiwege-Synchronisiereinrichtungskupplung
einen allgemein bekannten Aufbau.
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Der Planetenradsatz 114 umfasst
ein Sonnenradelement 130, ein Hohlradelement 132 und
ein Planetenträgeraufbauelement 134.
Das Planetenträgeraufbauelement 134 umfasst
zwei kämmende
Planetenräder 136 und 138,
die auf einem Planetenträgerelement 140 drehbar
montiert sind und in kämmender
Beziehung mit dem Sonnenradelement 130 bzw. dem Hohlradelement 132 angeordnet
sind. Das Sonnenradelement 130 steht in kontinuierlicher
Verbindung mit einem Getriebegehäuse 142.
Das Hohlradelement 132 und das Planetenträgerelement 140 stehen
in Antriebsverbindung mit den Synchronisiereinrichtungskupplungen 118 und 120.
Die Synchronisiereinrichtungskupplung 118 steht in kontinuierlicher Antriebsverbindung
mit der Antriebswelle 112. Die Synchronisiereinrichtungskupplung 120 steht
in kontinuierlicher Antriebsverbindung mit der Synchronisiereinrichtungskupplung 122.
Der Planetenradsatz 114 ist ein zusammengesetzter Planetenradsatz.
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Der Planetenradsatz 116 umfasst
ein Sonnenradelement 144, ein Hohlradelement 146 und
ein Planetenträgeraufbauelement 148.
Das Planetenträgeraufbauelement 148 umfasst
mehrere Planetenräder 150,
die auf einem Planetenträgerelement 152 drehbar
montiert und in kämmender
Beziehung mit sowohl dem Sonnenradelement 144 als auch
dem Hohlradelement 146 angeordnet sind. Der Planetenradsatz 116 ist
ein einfacher Planetenradsatz.
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Das Sonnenradelement 144 steht
in Antriebsverbindung mit beiden Synchronisiereinrichtungskupplungen 122 und 124.
Das Hohlradelement 146 steht in Antriebsverbindung mit
beiden Synchronisiereinrichtungskupplungen 122 und 126.
Das Planetenträgerelement 152 steht
in Antriebsverbindung mit den Synchronisiereinrichtungskupplungen 122, 124 und 126.
Die Synchronisiereinrichtungskupplung 124 steht in kontinuierlicher
Verbindung mit einem Getriebegehäuse 154,
so dass das Sonnenradelement 144 und das Planetenträgerelement 152 einzeln
selektiv mit dem Getriebegehäuse 154 in
Verbindung stehen und somit feststehend gehalten werden können. Die
Synchronisiereinrichtungskupplung 126 steht in kontinuierlicher
Antriebsverbindung mit der Abtriebswelle 128 und kann betätigt werden,
um das Hohlradelement 146 oder das Planetenträgerelement 152 mit
der Abtriebswelle 128 in Verbindung zu bringen. Die Synchronisiereinrichtungskupplung 122 steht,
wie es zuvor erwähnt
wurde, in kontinuierlicher Verbindung mit der Synchronisiereinrichtungskupplung 120 und
kann betätigt
werden, um das Hohlradelement 146, das Planetenträgerelement 152 und das
Sonnenradelement 144 einzeln mit der Synchronisiereinrichtungskupplung 120 in
Verbindung zu bringen. Die Synchronisiereinrichtungskupplung 120 ist
als Abtriebselement des Planetenradsatzes 114 anzusehen,
so dass der Abtrieb des Planetenradsatzes 114 einzeln mit
irgendeinem der drei Elemente 144, 146 und 152 des
Planetenradsatzes 116 in Verbindung gebracht werden kann.
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Die Synchronisiereinrichtungskupplung 118 ist
als ein Antriebselement des Planetenradsatzes 114 anzusehen,
so dass die Antriebswelle 112 selektiv mit entweder dem
Hohlradelemen 132 oder dem Planetenträgerelement 140 in
Verbindung gebracht werden kann, wodurch ein Eingangsantrieb zu
diesen beiden Planetenradelementen bereitgestellt wird. Die Synchronisiereinrichtungskupplung 12q ist als
ein Festlegungselement (um eine Festlegung am Fahrzeug bereitzustellen)
für den
Planetenradsatz 114 anzusehen und kann selektiv entweder
das Planetenträgerelement 152 oder
das Sonnenradelement 144 an dem Getriebegehäuse 142 festlegen.
Die Synchronisiereinrichtungskupplung 126 ist als ein Abtriebselement
des Planetenradsatzes 116 anzusehen und kann als solches
selektiv das Hohlradelement 146 und das Planetenträgerelement 152 mit
der Abtriebswelle 128 in Verbindung bringen.
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Die Synchronisiereinrichtungskupplungen 118, 120, 122, 124 und 126 können selektiv
in Kombination in Eingriff gebracht werden, um ein Rückwärtsdrehzahlverhältnis und
acht Vorwärtsdrehzahlverhältnisse
zwischen der Antriebswelle 112 und der Abtriebswelle 128 herzustellen.
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Das Rückwärtsdrehzahlverhältnis ist
hergestellt, wenn die Synchronisiereinrichtungskupplung 118 mit
dem Planetenträgerelement
140 in
Eingriff steht; die Synchronisiereinrichtungskupplung 120 mit dem
Hohlradelement 132 in Verbindung steht; die Synchronisiereinrichtungskupplung 122 mit
dem Sonnenradelement 144 in Verbindung steht; die Synchronisiereinrichtungskupplung 124 mit
dem Planetenträgerelement 152 in
Verbindung steht; und die Synchronisiereinrichtungskupplung 126 mit
dem Hohlradelement 146 in Verbindung steht. Wenn die Antriebskupplung 106 von
dem Bediener in Eingriff gebracht wird, wird der Motor 102 Leistung
liefern, um die Abtriebswelle 128 in einer Richtung entgegengesetzt
zur Antriebswelle 112 zu rotieren. Während des Rückwärtsdrehzahlverhältnisses
befindet sich der Planetenradsatz 114 in einem Übersetzungsverhältnis ins
Langsame, und der Planetenradsatz 116 befindet sich in
einem Rückwärtsantriebsübersetzungsverhältnis.
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Um das erste Vorwärtsdrehzahlverhältnis herzustellen,
wird die Synchronisiereinrichtungskupplung 118 betätigt, um
eine Verbindung mit dem Planetenträgerelement 140 herzustellen;
die Synchronisiereinrichtungskupplung 120 wird betätigt, um eine
Verbindung mit dem Hohlradelement 132 herzustellen; die
Synchronisiereinrichtungskupplung 122 wird betätigt, um
eine Verbindung mit dem Hohlradelement 146 herzustellen;
die Synchronisiereinrichtungskupplung 124 wird betätigt, um
eine Verbindung mit dem Sonnenradelement 144 herzustellen;
und die Synchronisiereinrichtungskupplung 126 wird betätigt, um
eine Verbindung mit dem Planetenträgerelement 152 herzustellen.
Während
des ersten Vorwärtsdrehzahlverhältnisses
befinden sich beide Planetenradsätze 114 und 116 in
einem Zustand eines Übersetzungsverhältnisses
ins Langsame.
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Um das zweite Vorwärtsdrehzahlverhältnis herzustellen,
verbleiben die Synchronisiereinrichtungskupplungen 118 und 120 in
dem Zustand, der mit dem ersten Vorwärtsdrehzahlverhältnis hergestellt
wird; die Synchronisiereinrichtungskupplung 122 verbleibt
in Eingriff mit dem Hohlradelement 146; die Synchronisiereinrichtungskupplung 124 ist
in einem Neutralzustand platziert; die Synchronisiereinrichtungskupplung 126 wird
betätigt,
um eine Verbindung mit dem Hohlradelement 146 herzustellen.
Die Antriebskupplung 106 steht natürlich während des Gangwechsels außer Eingriff,
welcher durch die Betätigung
der Synchronisiereinrichtungskupplungen in die Wege geleitet wird.
Wenn die Antriebskupplung 106 wieder in Eingriff gebracht
wird, wird ein Leistungsweg von dem Motor zur Abtriebswelle 128 hergestellt
werden. Während
des zweiten Vorwärtsdrehzahlverhältnisses
befindet sich der Planetenradsatz 114 in einen Zustand
eines Übersetzungsverhältnisses
ins Langsame, und der Planetenradsatz 116 befindet sich
in einem Zustand eines direkten Antriebs oder in einem 1:1-Zustand.
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Das dritte Vorwärtsdrehzahlverhältnis wird hergestellt,
indem die Synchronisiereinrichtungskupplungen 118 und 120 betätigt werden,
um beide mit dem Hohlradelement 132 in Verbindung zu bringen;
die Synchronisiereinrichtungskupplung 122 wird betätigt, um
eine Verbindung mit dem Hohlradelement 146 herzustellen;
die Synchronisiereinrichtungskupplung 124 wird betätigt, um
eine Verbindung mit dem Sonnenradelement 144 herzustellen;
und die Synchronisiereinrichtungskupplung 126 wird betätigt, um
eine Verbindung mit dem Planetenträgerelement 152 herzustellen.
Während
des dritten Vorwärtsdrehzahlverhältnisses
befindet sich der Planetenradsatz 114 in einem 1:1-Zustand,
und der Planetenradsatz 116 befindet sich in einem Zustand
eines Übersetzungsverhältnisses
ins Langsame.
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Um das vierte Vorwärtsdrehzahlverhältnis herzustellen,
wird die Synchronisiereinrichtungskupplung 118 betätigt, um
eine Verbindung mit dem Planetenträgerelement 140 herzustellen;
die Synchronisiereinrichtungskupplung 120 wird betätigt, um eine
Verbindung mit dem Hohlradelement 132 herzustellen; die
Synchronisiereinrichtungskupplung 122 wird betätigt, um
eine Verbindung mit dem Planetenträgerelement 152 herzustellen;
die Synchronisiereinrichtungskupplung 124 wird betätigt, um
eine Verbindung mit dem Sonnenradelement 144 herzustellen;
und die Synchronisiereinrichtungskupplung 126 wird betätigt, um
eine Verbindung mit dem Hohlradelement 146 herzustellen.
Während
des vierten Vorwärtsdrehzahlverhältnisses
befindet sich der Planetenradsatz 114 in einem Zustand
eines Übersetzungsverhältnisses
ins Langsame, und der Planetenradsatz 116 befindet sich
in einem Zustand eines Übersetzungsverhältnisses
ins Schnelle.
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Um das fünfte Vorwärtsdrehzahlverhältnis herzustellen,
werden beide Synchronisiereinrichtungskupplungen 118 und 120 betätigt, um
eine Verbindung mit dem Hohlradelement 132 herzustellen; die
Synchronisiereinrichtungskupplungen 122 und 126 werden
beide betätigt,
um eine Verbindung mit dem Hohlradelement 146 herzustellen;
und die Synchronisiereinrichtungskupplung 124 wird in einen neutralen
Zustand platziert. Während
des fünften Vorwärtsdrehzahlverhältnisses
stellen beide Planetenradsätze 114 und 116 ein
Antriebsverhältnis
von 1:1 bereit. Deshalb ist das fünfte Vorwärtsdrehzahlverhältnis ein
direkter Antrieb oder ein Übersetzungsverhältnis von
1:1.
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Das sechste Vorwärtsdrehzahlverhältnis wird
hergestellt, indem die Synchronisiereinrichtungskupplung 118 betätigt wird,
um das Hohlradelement 132 in Eingriff zu bringen; die Synchronisiereinrichtungskupplung 120 betätigt wird,
um das Planetenträgerelement 140 in
Eingriff zu bringen; die Synchronisiereinrichtungskupplung 122 betätigt wird,
um das Hohlradelement 146 in Eingriff zu bringen; die Synchronisiereinrichtungskupplung 124 betätigt wird, um
das Sonnenradelement 144 in Eingriff zu bringen; und die
Synchronisiereinrichtungskupplung 126 betätigt wird,
um das Planetenträgerelement 152 in
Eingriff zu bringen. Während
des sechsten Vorwärtsdrehzahlverhältnisses
befindet sich der Planetenradsatz 114 in einem Zustand
eines Übersetzungsverhältnisses
ins Schnelle, und der Planetenradsatz 116 befindet sich
in einem Zustand eines Übersetzungsverhältnisses
ins Langsame.
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Um das siebte Vorwärtsdrehzahlverhältnis herzustellen,
werden die Kupplungen 118 und 120 betätigt, um
beide mit dem Hohlradelement 132 in Eingriff zu bringen;
die Synchronisiereinrichtungskupplung 122 wird betätigt, um
das Planetenträgerelement 152 in
Eingriff zu bringen; die Synchronisiereinrichtungskupplung 124 wird
betätigt,
um das Sonnenradelement 144 in Eingriff zu bringen; und
die Synchronisiereinrichtungskupplung 126 wird betätigt, um
das Hohlradelement 146 in Eingriff zu bringen. Während des
siebten Vorwärtsdrehzahlverhältnisses befindet
sich der Planetenradsatz 114 in einem Antriebszustand von
1:1, und der Planetenradsatz 116 befindet sich in einem
Zustand eines Übersetzungsverhältnisses
ins Schnelle.
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Um das achte Vorwärtsdrehzahlverhältnis herzustellen,
wird die Synchronisiereinrichtungskupplung 118 betätigt, um
das Hohlradelement 132 in Eingriff zu bringen; die Synchronisiereinrichtungskupplung 120 wird
betätigt,
um das Planetenträgerelement 140 in
Eingriff zu bringen; die Synchronisiereinrichtungskupplung 122 und
die Synchronisiereinrichtungskupplung 126 werden beide
betätigt,
um das Hohlradelement 146 in Eingriff zu bringen; und die
Synchronisiereinrichtungskupplung 124 befindet sich in
einem neutralen Zustand. Während
des achten Vorwärtsdrehzahlverhältnisses
befindet sich der Planetenradsatz 114 in einem Zustand
eines Übersetzungsverhältnisses
ins Schnelle, und der Planetenradsatz 116 befindet sich
in einem Antriebszustand von 1:1.
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Wenn beispielsweise das Zähneverhältnis von
Hohlrad 132 zu Sonnenrad 130 als 2,00 gewählt wird,
und das Zähneverhältnis von
Hohlrad 146 zu Sonnenrad 144 als 1,70 gewählt wird,
werden die Drehzahlverhältnisse
wie folgt sein:
Rückwärts –3,40
erster
Gang 3,176
zweiter Gang 2,00
dritter Gang 1,588
vierter
Gang 1,259
fünfter
Gang 1,00
sechster Gang 0,794
siebter Gang 0,630
achter
Gang 0,500.
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Bei der Durchsicht der oben beschriebenen Drehzahlverhältnisse
ist festzustellen, dass die ersten bis vierten Vorwärtsdrehzahlver hältnisse
Drehzahlverhältnisse
eines Übersetzungsverhältnisses ins
Langsame sind, das fünfte
Vorwärtsdrehzahlverhältnis ein
Antriebsdrehzahlverhältnis
von 1:1 ist und die sechsten bis achten Vorwärtsdrehzahlverhältnisse Übersetzungsverhältnisse
ins Schnelle sind.
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Zusammengefasst weist ein Handschalt-Planetenradgetriebe
zwei Planetenradsätze
und fünf Synchronisiereinrichtungskupplungen
auf, die dazu dienen, mindestens sechs Vorwärtsdrehzahlverhältnisse
und ein Rückwärtsdrehzahlverhältnis zwischen einer
Antriebswelle des Getriebes und einer Abtriebswelle des Getriebes
herzustellen. Einer der Planetenradsätze ist ein zusammengesetzter
Planetenradsatz und der andere ist ein einfacher Planetenradsatz.
Diese beiden Planetenradsätze
stehen über zwei
der Synchronisiereinrichtungskupplungen in Verbindung. Die dritte
der Synchronisiereinrichtungskupplungen bringt einen der Planetenradsätze mit der
Antriebswelle in Verbindung. Die vierte der Synchronisiereinrichtungskupplungen
bringt den anderen der Planetenradsätze mit einer Abtriebswelle
in Verbindung, und die fünfte
der Synchronisiereinrichtungskupplungen bringt selektiv zwei Elemente
der Planetenradsätze,
die mit der Abtriebswelle in Verbindung stehen, mit einem Getriebegehäuse oder
einem feststehenden Bauteil in Verbindung. Bei einer Ausführungsform
werden die Planetenradsätze sechs
Vorwärtsdrehzahlverhältnisse
bereitstellen, und bei einer anderen Ausführungsform werden die Planetenradsätze acht
Vorwärtsdrehzahlverhältnisse bereitstellen.