DE10043588B4 - Fünfgang-Planetengetriebe - Google Patents

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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H3/00Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/62Gearings having three or more central gears
    • F16H3/66Gearings having three or more central gears composed of a number of gear trains without drive passing from one train to another

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Abstract

Mehrgang-Planetengetriebe, umfassend:
eine Antriebswelle (22),
eine Abtriebswelle (116),
drei einfache Planetenradsätze (104, 126, 168), die jeweils ein Sonnenrad (86, 128, 176), ein Hohlrad (96, 122, 178) und eine Planetenradträgeranordnung (106, 130, 166) aufweisen, wobei die Planetenradträgeranordnung (106, 130, 166) mehrere drehbare Planetenräder (112, 136, 172) aufweist, die jeweils mit den Sonnenrädern (86, 128, 176) bzw. Hohlrädern (96, 122, 178) kämmen,
wobei die Planetenradträgeranordnung (106) des ersten Planetenradsatzes (104) und das Hohlrad (178) des dritten Planetenradsatzes (168) kontinuierlich mit der Abtriebswelle (116) verbunden sind,
wobei das Hohlrad (96) des ersten Planetenradsatzes (104), das Sonnenrad (128) des zweiten Planetenradsatzes (126) und die Planetenradträgeranordnung (166) des dritten Planetenradsatzes (168) kontinuierlich miteinander verbunden sind,
wobei das Hohlrad (122) des zweiten Planetenradsatzes (126) und das Sonnenrad (176) des dritten Planetenradsatzes (168) kontinuierlich miteinander verbunden sind,
eine erste Bremse (188) zum selektiven Verbinden des Hohlrades (96) des ersten Planetenradsatzes...

Description

  • Diese Erfindung betrifft Mehrgang-Planetengetriebe und insbesondere Fünfgang-Planetenradanordnungen mit drei einfachen Planetenradsätzen.
  • Um den Wirkungsgrad und das Leistungsvermögen zu verbessern, verwenden viele gegenwärtige Fahrzeuge Antriebsstränge, die Vier- und Fünfgang-Planetengetriebe umfassen. Einige der erhältlichen Antriebsstränge fügen dem Getriebe einfach einen Overdrive- oder Schnellgang-Planetenradsatz in einem in bezug auf ein Viergang-Getriebe stromaufwärtigen Wegabschnitt des Leistungsflusses hinzu. Obwohl diese Systeme wirksam sind, erfordern sie das Hinzufügen einer Bremse und einer Kupplung, um den hinzugefügten Zahnradsatz zu steuern. Es wurden andere Systeme mit Getrieberäderschemata unter Verwendung von drei Planetenradsätzen entwickelt, die Anordnungen umfassen, die zuvor nicht hergestellt worden sind und beträchtliche konstruktive Planung, Entwicklung und Prüfung vor der Freigabe zum Produktionseinsatz erfordern.
  • In US 4 086 827 ist ein herkömmliches Viergang-Planetengetriebe beschrieben. Dabei sind drei selektiv betätigbare Reibkupplungen und zwei Reibbremsen vorgesehen, um eine Antriebswelle mit dem Planetengetriebe zu verbinden und die vier Vorwärtsgänge und einen Rückwartsgang zu ermöglichen.
  • In DE 195 24 698 A1 ist ein automatisches Fünfganggetriebe für ein Fahrzeug beschrieben. Das Fünfganggetriebe besitzt ein Getriebegehäuse, ein Eingangselement, ein Ausgangselement, eine Vielzahl von Planetenradsätzen zum Verändern des Drehmomentverhältnisses zwischen dem Eingangselement und dem Ausgangselement, eine Vielzahl von Kupplungseinheiten zum wahlweisen Kuppeln des Eingangselementes mit vorgegebenen Zahnrädern der Planetenradsätze, eine Vielzahl von Bremseinheiten zum wahlweisen Koppeln von vorgegebenen Zahnrädern der Planetenradsätze mit dem Getriebegehäuse und eine Einheit, die eine gleichzeitige Drehung des Ausgangselementes und eines Planetenträgers von einem der Planetenradsätze sowie eines Ringrades von einem anderen der Planetenradsätze und eines Sonnenrades von noch einem anderen Planetenradsätze ermöglicht.
  • In DE 195 24 699 A1 ist ein automatisches Fünfganggetriebe für ein Fahrzeug beschrieben, das ein Getriebegehäuse, ein Eingangselement, ein Ausgangselement, eine Vielzahl von Planetengetrieben zum Verändern des Drehmomentverhältnisses zwischen dem Eingangselement und dem Ausgangselement, eine Vielzahl von Kupplungen zum wahlweisen Koppeln des Eingangselementes mit vorgegebenen Zahnrädern der Planetengetriebe, eine Vielzahl von Bremseinheiten zum wahlweisen Koppeln von vorgegebenen Zahnrädern der Planetengetriebe mit dem Getriebegehäuse und eine Einheit aufweist, die es ermöglicht, dass sich das Ausgangselement und ein Planetenträger von einem der Planetengetriebe und ein Ringrad der beiden anderen Planetengetriebe gleichzeitig drehen.
  • In EP 0381 535 A2 ist ein automatisches Fünfgang-Getriebe mit drei Planetenradsätzen beschrieben.
  • In JP 08-086 337 A ist ein Getriebe mit fünf Vorwärtsgängen beschrieben, das erhalten wird, indem zu einem Viergang-Getriebe mit einem Paar Planetenradsätzen und Bremsen ein dritter Planetenradsatz mit Doppelplaneten und eine Bremse hinzugefügt wird.
  • Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Fünfgang-Planetengetriebe zu schaffen.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Mehrgang-Planetengetriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung sind drei Planetenradsätze miteinander verbunden, um fünf Vorwärtsübersetzungsverhältnisse, die insbesondere ein erstes und niedrigstes und ein fünftes und höchstes Vorwärtsübersetzungsverhältnis umfassen können, und ein Rückwärtsübersetzungsverhältnis bereitzustellen. Zwei der Planetenradsätze können gesteuert werden, um vier Vorwärtsübersetzungsverhältnisse bereitzustellen, und der dritte Planetenradsatz arbeitet mit einem der anderen Planetenradsätze zusammen, um das fünfte Vorwärtsübersetzungsverhältnis herzustellen.
  • Ein zweiter Planetenradsatz kann physisch zwischen einem ersten Planetenradsatz und einem dritten Planetenradsatz angeordnet sein.
  • Der dritte Zahnradsatz weist ein Bremselement auf, das in Eingriff gelangt, um das fünfte Vorwärtsübersetzungsverhältnis zu steuern. Der dritte Zahnradsatz kann ein Element aufweisen, das von dem Getriebeantrieb über eine Kupplung angetrieben wird und das in den höchsten drei Vorwärtsübersetzungsverhältnissen aktiv ist. Es kann ein Getriebe mit fünf Vorwärtsübersetzungsverhältnissen durch das Hinzufügen eines Planetenradsatzes und eines Reibbremsenaufbaus zu einem Viergang-Planetenradsatz bereitgestellt werden, ohne die Verbindungen des Viergang-Planetenradsatzes untereinander zu verändern.
  • Ein Fünfgang-Getriebe wird durch das Hinzufügen eines einfachen Planetenradsatzes zu einer Viergang-Planetenradanordnung mit minimalen Investitionen geschaffen. Die Viergang-Planetenradanordnung ist verlängert, um zentral zwischen den beiden Planetenradsätzen der Viergang-Anordnung Raum bereitzustellen. Der einfache Planetenradsatz und eine Reibbremse sind in dem bereitgestellten Raum eingebaut. Das Getriebe erfordert deshalb ein Minimum an zusätzlicher Länge, und es wird nur ein einziger Reibmechanismus hinzugefügt.
  • Die Erfindung wird im folgenden beispielhaft anhand der Zeichnungen beschrieben, in diesen ist:
  • 1 ein Aufriß im Schnitt eines Teils eines Antriebsstrangs, der die vorliegende Erfindung enthält,
  • 2 ein schematisches Schaubild der Getrieberäderanordnung, die die vorliegende Erfindung enthält, und
  • 3 ein Hebeldiagramm der Getrieberäder, die die vorliegende Erfindung enthalten.
  • Ein Antriebsstrang 10 weist einen herkömmlichen Motor 12, einen herkömmlichen Drehmomentwandler 14 und ein Mehrgang-Getriebe 16 auf. Der Drehmomentwandler 14 weist ein Flügelrad 18 auf, das von dem Motor 12 angetrieben wird, und eine Turbine 20, die in Antriebsverbindung mit einer Antriebswelle 22 des Getriebes 16 steht. Das Flügelrad 18 weist eine Nabe 24 auf, die eine herkömmliche Hydraulikpumpe 26 antreibt. Eine Statorwelle 28, die einen nicht gezeigten Stator trägt, erstreckt sich durch die Nabe 24 hindurch und ist in einem Pumpengehäuse oder Steuerung 30 befestigt. Die Antriebswelle 22 ist in der Statorwelle 28 gehalten und endet in einem kerbverzahnten Abschnitt 32, der in Antriebsverbindung mit einem Antriebskupplungsgehäuse 34 steht. Die hier verwendeten Ausdrücke "Kerbverzahnung" oder "kerbverzahnt" schließen Keilwellen, Keilnuten und Verbindungen mit deren Hilfe mit ein.
  • Das Gehäuse 34 weist eine kerbverzahnte Nabe 36 und eine Mantelverlängerung 38 auf, an deren Innerem eine Kerbverzahnung 40 gebildet ist. Die Nabe 36 steht in Antriebsverbindung mit mehreren Kupplungsscheiben 42, die Bauteile einer Kupplung 44 sind. Die Kupplung 44 umfasst auch mehrere Kupplungsscheiben 46, die abwechselnd mit den Platten 42 in Abständen angeordnet sind und in Antriebsverbindung mit einem Gehäuse 48 stehen. Ein Kolben 50 ist verschiebbar in dem Gehäuse 48 angeordnet und wirkt mit diesem zusammen, um eine Aufbringungskammer 52 zu bilden, die unter Druck gesetzt wird, um zu bewirken, dass der Kolben 50 einen Reibungseingriff zwischen den Kupplungsscheiben 42 und 46 erzwingt, wodurch eine Antriebsverbindung zwischen der Antriebswelle und einer Nabe 54, die an dem Gehäuse 48 befestigt ist, hergestellt wird.
  • Die Kerbverzahnung 40 des Mantels 38 steht auch in Antriebsverbindung mit mehreren Kupplungsscheiben 56, mehreren Kupplungsscheiben 58 und mehreren Kupplungsscheiben 60. Die Kupplungsscheiben 56 sind Bauteile einer Kupplung 62, die Kupplungsscheiben 64, die in Antriebsverbindung mit einer Nabe 66 stehen, und einen Kolben 68 aufweist, der verschiebbar in einen Kolben 70 angeordnet ist. Die Kolben 68 und 70 wirken zusammen, um eine Aufbringungskammer 72 für die Kupplung 62 zu bilden, die, wenn sie unter Druck gesetzt wird, einen Eingriff der Kupplungsscheiben 58 und 60 erzwingen und dadurch eine Antriebsverbindung zwischen der Antriebswelle 22 und der Nabe 66 herstellen wird.
  • Die Kupplungsscheiben 58 und der Kolben 72 sind Bauteile einer Kupplung 74, die auch mehrere Kupplungsscheiben 76 umfasst, die mit dem äußeren Laufring 78 einer Freilaufkupplung 80 über eine Kerbverzahnung verbunden sind. Die Freilaufkupplung 80 weist mehrere Walzen 82 und einen inneren Laufring 84 auf, der an der Nabe 66 befestigt und über eine Kerbverzahnung mit einem Sonnenrad 86 verbunden ist. Der Kolben 70 ist verschiebbar in einer Nabe 88 angeordnet, die an der Kupplungsnabe 34 befestigt ist. Der Kolben 70 und die Nabe 88 wirken zusammen, um eine Aufbringungskammer 90 für die Kupplung 74 zu bilden, wobei die Aufbringungskammer 90 unter Druck gesetzt wird, um zu bewirken, dass der Kolben 70 einen Eingriff der Kupplungsscheiben 58 und 76 erzwingt, damit eine Antriebsverbindung zwischen der Antriebswelle 22 und dem Sonnenrad 86 hergestellt wird.
  • Die Kupplungsscheiben 60 sind Bauteile einer Kupplung 92, die auch mehrere Kupplungsscheiben 94, die über eine Kerbverzahnung mit einem Hohlrad 96 verbunden sind, und einen Kolben 98 und eine Kolbenverlän gerung 100 umfasst. Der Kolben ist verschiebbar in dem Antriebskupplungsgehäuse 34 angeordnet und wirkt mit diesem zusammen, um eine Aufbringungskammer 102 zu bilden, die, wenn sie unter Druck gesetzt wird, bewirken wird, dass der Kolben 98 einen Eingriff der Scheiben 60 und 94 über die Verlängerung 100 erzwingt. Der Eingriff der Kupplung 92 wird eine Antriebsverbindung zwischen der Antriebswelle 22 und dem Hohlrad 96 herstellen. Wenn die Kupplung 74 in Eingriff steht, stellt sie nur einen Freilaufantrieb von der Antriebswelle 22 zum Sonnenrad 86 her. Der Eingriff der Kupplung 62 umgeht die Freilaufkupplung 80, um einen positiven Antrieb von der Antriebswelle 22 zum Sonnenrad 86 herzustellen. Der Eingriff der Kupplung 92 stellt einen positiven Antrieb zwischen der Antriebswelle 22 und dem Hohlrad 96 her.
  • Das Sonnenrad 86 und das Hohlrad 96 sind Bauteile eines Planetenradsatzes 104, der auch eine Planetenradträgeranordnung 106 umfasst. Die Planetenradträgeranordnung 106 weist einen Käfig oder ein Kreuz 108 und mehrere Zapfen 110 auf, auf denen jeweils ein Planetenrad 112 drehbar montiert ist. Der Käfig 108 weist einen Kerbverzahnungsabschnitt 114 auf, der in Antriebsverbindung mit einer Getriebeabtriebswelle 116 steht.
  • Die Nabe 54 ist von einer Bandbremse 118 umgeben und umfasst eine ringförmige Verlängerungsnabe 120, die in Antriebsverbindung mit einem Hohlrad 122 steht. Die Bandbremse ist an einem Getriebegehäuse 124 auf Masse gelegt und bewirkt, wenn sie hydraulisch betätigt wird, dass die Drehung des Hohlrades 122 verhindert wird. Wenn die Kupplung 44 in Eingriff steht, wird sie einen Antriebsweg von der Antriebswelle 22 zum Hohlrad 122 vervollständigen. Das Hohlrad 122 ist ein Bauteil eines Planetenradsatzes 126, der auch ein Sonnenrad 128 und eine Planetenrad trägeranordnung 130 umfasst. Die Planetenradträgeranordnung umfasst ein Kreuz oder einen Käfig 132, mehrere Zapfen 134 und Planetenräder 136, die auf den jeweiligen Zapfen 134 drehbar montiert sind.
  • Der Käfig 132 weist eine ringförmige Nabenverlängerung 138 auf, auf der eine Kerbverzahnung 140 gebildet ist. Mehrere Bremsscheiben 142 sind über eine Kerbverzahnung mit der Nabenverlängerung 138 verbunden und sind Bauteile einer Bremse 144. Die Bremse 144 umfasst auch mehrere Bremsscheiben 146, die über eine Kerbverzahnung mit dem Getriebegehäuse 124 verbunden sind, und einen Kolben 148, der verschiebbar in einem Hohlraum 150 angeordnet ist, der in einer Nabe 152 gebildet ist, die in dem Getriebegehäuse 124 befestigt ist. Wenn der Hohlraum 150 unter Druck gesetzt wird, wird der Kolben 148 einen Eingriff der Bremsscheiben 142 und 146 erzwingen, um die Trägeranordnung 130 an einer Drehung zu hindern.
  • Das Sonnenrad 128 weist eine Hohlwellenverlängerung 154 mit einem Kerbverzahnungsabschnitt 156 auf. Der Kerbverzahnungsabschnitt 154 steht in Antriebsverbindung mit einem inneren Laufring 158 einer Freilaufeinrichtung 160. Die Freilaufeinrichtung 160 weist einen äußeren Laufring 162 auf, der in der Nabe 152 befestigt ist, und mehrere Walzen 164, die zwischen dem inneren Laufring 158 und dem äußeren Laufring 162 angeordnet sind. Der innere Laufring 158 der Freilaufeinrichtung 160 ist auch über eine Kerbverzahnung mit einer Planetenradträgeranordnung 166 verbunden, die ein Bauteil eines Planetenradsatzes 168 ist.
  • Die Planetenradträgeranordnung 166 weist einen Käfig oder ein Kreuz 170 auf, in dem mehrere Planetenräder 172 auf Zapfen 174 drehbar montiert sind. Der Planetenradsatz 168 umfasst auch ein Sonnenrad 176 und ein Hohlrad 178, die in kämmender Relation mit den Planetenrädern 172 angeordnet sind. Das Hohlrad 178 steht über eine Nabe 180 mit der Abtriebswelle 116 in Antriebsverbindung. Das Sonnenrad 176 ist über eine Hohlwelle und Nabe 182 mit dem Hohlrad 122 und der Verlängerung 120 verbunden. Wie es zuvor gezeigt wurde, ist die Verlängerung 120 über die Nabe 54 mit der Kupplung 44 verbunden. Wenn die Kupplung 44 in Eingriff steht, wird somit das Sonnenrad 176 mit der Antriebswelle 22 verbunden sein.
  • Der Käfig 170 weist einen Kerbverzahnungsabschnitt 184 auf, der in Antriebsverbindung mit mehreren Bremsscheiben 186 steht, die Bauteile in einer Bremse 188 sind, die in paralleler Relation zur Freilaufeinrichtung 160 angeordnet ist. Der Käfig 170 ist auch mit dem Hohlrad 96 des Planetenradsatzes 104 über eine Hohlwelle und Nabe 190 verbunden. Die Freilaufeinrichtung 160 verhindert eine Drehung des Hohlrades 96 in einer Richtung, die entgegengesetzt zur Drehrichtung des Motors ist. Die Bremse 188 umfasst auch mehrere Bremsscheiben 192, die über eine Kerbverzahnung mit dem Gehäuse 124 verbunden sind, und einen Kolben 194, der verschiebbar in einem Hohlraum 196 angeordnet ist, der in dem Gehäuse 124 gebildet ist. Wenn der Hohlraum 196 unter Druck gesetzt wird, steht die Bremse 188 derart in Eingriff, dass das Hohlrad 96 und die Trägeranordnung 166 an einer Drehung gehindert werden.
  • Die Kupplungen 44, 62, 74 und 92 und die Bremsen 118, 144 und 188 sind herkömmliche, selektiv betreibbare Reibeinrichtungen, die fluidbetätigt sind. Diese Einrichtungen werden von einem herkömmlichen, nicht gezeigten, elektrohydraulischen Steuermechanismus gesteuert. Fachleute werden mit dem Aufbau und der Arbeitsweise dieser Arten von Steuermechanismen und den Reibeinrichtungen vertraut sein. Im Vergleich mit einem herkömmlichen Viergang-Planetengetriebe, wie dasjenige, das in dem US-Patent Nr. 4 086 827 gezeigt ist, ist nur die hinzugefügte axiale Länge zwischen den Linien 198 und 200 erforderlich, um den Planetenradsatz 126 und die Bremse 144 aufzunehmen, die den fünften Vorwärtsgang bereitstellen, wenn sie mit der Planetenwirkung des Planetenradsatzes 168 gekoppelt sind.
  • Die in 2 gezeigte schematische Darstellung und das in 3 gezeigte Hebeldiagramm sind vereinfachte Darstellungen des in 1 gezeigten Getriebes 16. Den ähnlichen oder entsprechenden Bauteilen in den 2 und 3 ist die gleiche Zahlenbezeichnung mit einem Suffix "A" in 2 und einem Suffix "B" in 3 gegeben worden. In dem in 3 gezeigten Hebeldiagramm sind die Zahnradelemente als Knoten und die Planetenradsätze als Hebel dargestellt.
  • Die Übersetzungsverhältnisse werden anhand des schematischen Schaubildes und des Hebeldiagramms beschrieben. Um das Rückwärtsantriebsübersetzungsverhältnis herzustellen, wird die Kupplung 44A in Eingriff gebracht und die Bremse 188A wird in Eingriff gebracht. Das Sonnenrad 172A wird vorwärts, die Drehrichtung des Motors, angetrieben, und der Käfig der Trägeranordnung 166A wird feststehend gehalten, so dass das Hohlrad 178A rückwärts, entgegengesetzt zur Motorrichtung, gedreht wird. Es ist anzumerken, dass in 3 die Knoten 172B und 178B derart gedrängt werden, dass sie sich im Uhrzeigersinn um den Knoten 166B herum drehen, was zu einem negativen Abtrieb an dem Knoten 178B führt.
  • Um das erste und niedrigste Vorwärtsübersetzungsverhältnis herzustellen, wird die Kupplung 74A derart in Eingriff gebracht, dass sie das Sonnenrad 86A mit der Antriebswelle 22A verbindet. Das Sonnenrad 86A dreht sich vorwärts, und das Hohlrad 96A wird derart angetrieben, dass es rückwärts rotiert, jedoch verhindert die Freilaufeinrichtung 160A die Rückwärtsdrehung, so dass die Trägeranordnung 106A und deshalb die Abtriebswelle 116A vorwärts gedreht werden. Dieses Übersetzungsverhältnis stellt kein Motorleerlaufbremsen bereit. Um ein Leerlaufbremsen im ersten Übersetzungsverhältnis bereitzustellen, werden die Kupplung 62A und die Bremse 188A in Eingriff gebracht. In 3 werden der Knoten 86B und der Knoten 106B im Gegenuhrzeigersinn um den Knoten 96B herum gedreht, was zu einem positiven Abtrieb an dem Knoten 178B führt.
  • Um das zweite Vorwärtsübersetzungsverhältnis herzustellen, wird die Bremse 118B in Eingriff gebracht, und die Bremse 188B wird, wenn sie in Eingriff steht, gelöst. Wenn die Bremse 188B nicht in Eingriff steht, wird die Freilaufeinrichtung 160B überholen. Es wird kein Leerlaufbremsen im zweiten Übersetzungsverhältnis geben, es sei denn, die Kupplung 62B steht in Eingriff. In 3 wird der Hebel 168B, der den Planetenradsatz 168 darstellt, sich im Gegenuhrzeigersinn um den Knoten 172B herum drehen, was zu einem positiven Abtrieb am Knoten 178B führt. Es ist anzumerken, dass die Hebel 104B und 168B derart mit den Knoten 96B-166B und den Knoten 106B-178B gekoppelt sind, dass effektiv ein einziger Hebel erzeugt wird, der die Hebel 104B und 168B kombiniert.
  • Um das dritte Vorwärtsübersetzungsverhältnis herzustellen, wird der gleichzeitige gegenseitige Austausch der Bremse 118A und Kupplung 92A bewirkt. Dies setzt den Planetenradsatz 104A in ein Übersetzungsverhältnis von eins zu eins. In 3 wird der Hebel 104B an Knoten 86B sowie Knoten 96B nach rechts gedrängt, und es gibt keinen Reaktions- oder Drehpunkt für den Hebel 104B, so dass an den Knoten 106B und 178B ein positiver Abtrieb, der gleich dem Antrieb ist, auftritt. Wenn im dritten Übersetzungsverhältnis ein Leerlaufbremsen erwünscht ist, muß die Kupplung 62A in Eingriff stehen.
  • Um das vierte Vorwärtsübersetzungsverhältnis herzustellen, wird die Bremse 118A in Eingriff gebracht. Die Freilaufeinrichtung 80A wird überholen, und die Kupplung 62A wird gleichzeitig außer Eingriff gebracht. In 3 wird der Knoten 172B der Drehpunkt für den Hebel 168B, so dass ein positiver Antrieb an Knoten 166B zu einem noch positiveren Abtrieb an Knoten 178B, d.h. eine Antriebsdrehzahl an Knoten 166B in gleicher Drehrichtung wie die Antriebswelle zu einer größeren Abtriebsdrehzahl in gleicher Drehrichtung an Knoten 178B, führt und ein Overdrive-Übersetzungsverhältnis hergestellt wird.
  • Um das fünfte Vorwärtsübersetzungsverhältnis herzustellen, wird der gleichzeitige gegenseitige Austausch der Bremse 118A und Bremse 144A bewirkt. In 3 wird der Knoten 130 ein Drehpunkt für den Hebel 126B, so dass ein positiver Antrieb am Knoten 128B zu einer negativen Reaktion am Knoten 122B führen wird. Da der Knoten 166B einen positiven Antrieb aufweist und der Knoten 172B eine negative Reaktion aufweist, wird der Knoten 178B einen positiven Abtrieb aufweisen, der größer als der Abtrieb für das vierte Übersetzungsverhältnis ist. Dies ist in 3 durch den Pfeil A als der Antrieb, den Pfeil B als die Reaktion und den Pfeil C als der Abtrieb dargestellt. Dies erzeugt ein Overdrive-Übersetzungsverhältnis, das eine größere Abtriebsdrehzahl für eine gegebene Antriebsdrehzahl bereitstellt, als sie im vierten Übersetzungsverhältnis erhältlich ist. Dies kann in 3 auch festgestellt werden, wenn man erkennt, dass der Pfeil C kürzer sein wird, wenn der Pfeil B nicht vorhanden ist.
  • Die folgenden Tabellen stellen ein Beispiel der Zahnradverhältnisse dar, die mit der vorliegenden Erfindung erzielt werden können, wenn die Zahnradelemente mit den gezeigten Zähnezahlen entworfen werden.
  • Figure 00130001

Claims (6)

  1. Mehrgang-Planetengetriebe, umfassend: eine Antriebswelle (22), eine Abtriebswelle (116), drei einfache Planetenradsätze (104, 126, 168), die jeweils ein Sonnenrad (86, 128, 176), ein Hohlrad (96, 122, 178) und eine Planetenradträgeranordnung (106, 130, 166) aufweisen, wobei die Planetenradträgeranordnung (106, 130, 166) mehrere drehbare Planetenräder (112, 136, 172) aufweist, die jeweils mit den Sonnenrädern (86, 128, 176) bzw. Hohlrädern (96, 122, 178) kämmen, wobei die Planetenradträgeranordnung (106) des ersten Planetenradsatzes (104) und das Hohlrad (178) des dritten Planetenradsatzes (168) kontinuierlich mit der Abtriebswelle (116) verbunden sind, wobei das Hohlrad (96) des ersten Planetenradsatzes (104), das Sonnenrad (128) des zweiten Planetenradsatzes (126) und die Planetenradträgeranordnung (166) des dritten Planetenradsatzes (168) kontinuierlich miteinander verbunden sind, wobei das Hohlrad (122) des zweiten Planetenradsatzes (126) und das Sonnenrad (176) des dritten Planetenradsatzes (168) kontinuierlich miteinander verbunden sind, eine erste Bremse (188) zum selektiven Verbinden des Hohlrades (96) des ersten Planetenradsatzes (104), des Sonnenrades (128) des zweiten Planetenradsatzes (126) und der Planetenradträgeran ordnung (166) des dritten Planetenradsatzes (168) mit einem Getriebegehäuse (124), eine zweite Bremse (144) zum selektiven Verbinden der Planetenradträgeranordnung (130) des zweiten Planetenradsatzes (126) mit dem Getriebegehäuse (124), eine dritte Bremse (118) zum selektiven Verbinden des Hohlrades (122) des zweiten Planetenradsatzes (126) und des Sonnenrades (176) des dritten Planetenradsatzes (168) mit dem Getriebegehäuse (124), eine erste Kupplung (62) zum selektiven Verbinden des Sonnenrades (86) des ersten Planetenradsatzes (104) mit der Antriebswelle (22), eine zweite Kupplung (92) zum selektiven Verbinden des Hohlrades (96) des ersten Planetenradsatzes (104), des Sonnenrades (128) des zweiten Planetenradsatzes (126) und der Planetenradträgeranordnung (166) des dritten Planetenradsatzes (168) mit der Antriebswelle (22), eine dritte Kupplung (44) zum selektiven Verbinden des Hohlrades (122) des zweiten Planetenradsatzes (126) und des Sonnenrades (176) des dritten Planetenradsatzes (168) mit der Antriebswelle (22), wobei die drei Planetenradsätze (104, 126, 168), die erste, die zweite und die dritte Kupplung (62, 92, 44) und die erste, die zweite und die dritte Bremse (188, 144, 118) derart betreibbar sind, dass sie ein Rückwärtsübersetzungsverhältnis und fünf Vorwärtsübersetzungsverhältnisse bereitstellen, und wobei der zweite Planetenradsatz (126) und der dritte Planetenradsatz (168) zusammenwirken, um das fünfte Vorwärtsüber setzungsverhältnis während des Eingriffs der zweiten Kupplung (92) und der zweiten Bremse (144) bereitzustellen.
  2. Mehrgang-Planetengetriebe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch: eine erste Hohlwelle (190), die das Hohlrad (96) des ersten Planetenradsatzes (104) und die Planetenradträgeranordnung (166) des dritten Planetenradsatzes (168) verbindet und derart angeordnet ist, dass sie konzentrisch zur Abtriebswelle (116) liegt, und eine zweite Hohlwelle (182), die das Hohlrad (122) des zweiten Planetenradsatzes (126) und das Sonnenrad (176) des dritten Planetenradsatzes (168) verbindet und radial außen in bezug auf die erste Hohlwelle (190) und konzentrisch zu dieser angeordnet ist.
  3. Mehrgang-Planetengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Bremse (188) eine selektiv in Eingriff bringbare Reibbremse ist, zu der parallel eine Freilaufeinrichtung (160) angeordnet ist.
  4. Mehrgang-Planetengetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Planetenradsatz (104) das erste Vorwärtsübersetzungsverhältnis während des Eingriffs der ersten Kupplung (62) bereitstellt.
  5. Mehrgang-Planetengetriebe nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Planetenradsatz (168) das Rückwärtsübersetzungsverhältnis während des Eingriffs der dritten Kupplung (44) und der ersten Bremse (188) bereitstellt.
  6. Mehrgang-Planetengetriebe nach einem der Ansprüche 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Planetenradsatz (104) und der dritte Planetenradsatz (168) zusammenwirken, um ein zweites Vorwärtsübersetzungsverhältnis während des Eingriffs der ersten Kupplung (62) und der dritten Bremse (118) bereitzustellen, d ie erste Kupplung (62) und die zweite Kupplung (92) in Eingriff gebracht werden, um ein drittes und direktes Vorwärtsantriebsübersetzungsverhältnis herzustellen, und der dritte Planetenradsatz (168) ein viertes Vorwärtsübersetzungsverhältnis während des Eingriffs der zweiten Kupplung (92) und der dritten Bremse (118) bereitstellt.
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