DE102004029952A1

DE102004029952A1 - Siebenganggetriebe

Info

Publication number: DE102004029952A1
Application number: DE102004029952A
Authority: DE
Inventors: Paul D. Ann Arbor Stevenson
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 2003-06-24
Filing date: 2004-06-21
Publication date: 2005-01-27
Also published as: US7014589B2; US20040266580A1

Abstract

Ein Siebenganggetriebe umfasst eine Antriebswelle, eine Abtriebswelle und eine Planetenradanordnung mit einem ersten, einem zweiten, einem dritten und einem vierten Planetenradsatz, wobei jeder Planetenradsatz ein erstes, ein zweites und ein drittes Element aufweist. Ein erstes und ein zweites Verbindungselement bringen Elemente der Planetenradsätze kontinuierlich in Verbindung. Sieben Drehmomentübertragungsmechanismen stehen in Kombinationen von jeweils dreien in Eingriff, um sieben Vorwärtsübersetzungen und eine Rückwärtsübersetzung zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle herzustellen. Das Getriebe ist alternativ durch zwei unterschiedliche Sätze von sechs Gängen betreibbar, indem der sechste oder der siebte Drehmomentübertragungsmechanismus in Eingriff gebracht werden, bevor das Getriebe unterschiedliche Übersetzungen durchlaufen gelassen wird. Auf diese Weise ist das Getriebe als Doppel-Sechsganggetriebe betreibbar.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Getriebe mit vier Planetenradsätzen, die durch sieben Drehmomentübertragungsmechanismen gesteuert werden, um sieben Vorwärtsübersetzungen und eine Rückwärtsübersetzung bereitzustellen.
Pkw umfassen einen Antriebsstrang, der aus einem Motor, einem Mehrganggetriebe und einem Differential oder Achsantrieb besteht. Das Mehrganggetriebe erhöht den Gesamtbetriebsbereich des Fahrzeugs, indem es zulässt, dass der Motor mehrfach über seinen Drehmomentbereich hinweg arbeiten kann. Die Anzahl von Vorwärtsübersetzungen, die bei dem Getriebe verfügbar sind, bestimmt die Häufigkeit, wie oft der Motordrehmomentbereich durchlaufen werden kann. Frühe Automatikgetriebe wiesen zwei Drehzahlbereiche auf. Dies begrenzte den Gesamtdrehzahlbereich des Fahrzeugs stark und erforderte daher einen relativ großen Motor, der einen weiten Drehzahl- und Drehmomentbereich erzeugen konnte. Dies führte dazu, dass der Motor während der Fahrt an einem spezifischen Kraftstoffverbrauchspunkt arbeitete, der nicht der Punkt mit dem besten Wirkungsgrad war. Daher waren handgeschaltete Getriebe (Getriebe mit Vorgelegewelle) am beliebtesten.
Mit dem Aufkommen von Drei- und Viergang-Automatikgetrieben nahm die Beliebtheit des automatisch schaltenden Getriebes (Planetenradgetriebes) bei den Autofahrern zu. Diese Getriebe verbesserten die Arbeitsleistung und die Kraftstoffwirtschaftlichkeit des Fahrzeugs. Die erhöhte Anzahl von Übersetzungen reduziert die Stufengröße zwischen den Übersetzungsverhältnissen und verbessert daher die Schaltqualität des Getriebes, indem die Gangwechsel bei normaler Fahrzeugbeschleunigung für den Fahrer im Wesentlichen nicht wahrnehmbar gemacht werden.

Es ist vorgeschlagen worden, die Anzahl von Vorwärtsübersetzungen auf sechs oder mehr zu erhöhen. Sechsganggetriebe sind offenbart in U.S.-Patent Nr. 4,070,927, das an Polack am 31. Januar 1978 erteilt wurde; U.S.-Patent Nr. 6,071,208, das an Koivunen am 6. Juni 2000 erteilt wurde; U.S.-Patent Nr. 5,106,352, das an Lepelletier am 21. April 1992 erteilt wurde; und U.S.-Patent Nr. 5,599,251, das an Beim & McCarrick am 4. Februar 1997 erteilt wurde.

Sechsganggetriebe bieten mehrere Vorteile gegenüber Vier- und Fünfganggetrieben, die eine verbesserte Fahrzeugbeschleunigung und eine verbesserte Kraftstoffwirtschaftlichkeit umfassen. Während viele Lkw Lastschaltgetriebe mit sechs oder mehr Vorwärtsübersetzungen anwenden, werden aufgrund der Größe und Komplexität dieser Getriebe Pkw noch mit Drei- und Viergangautomatikgetrieben und relativ wenigen Fünf- oder Sechsgangeinrichtungen hergestellt. Das Getriebe von Polack bietet sechs Vorwärtsübersetzungen mit drei Planetenradsätzen, zwei Kupplungen und drei Bremsen. Die Patente von Koivunen und Beim benutzen sechs Drehmomentübertragungseinrichtungen, die vier Bremsen und zwei Kupplungen umfassen, um sechs Vorwärtsübersetzungen und eine Rückwärtsübersetzung herzustellen. Das Patent von Lepelletier wendet drei Planetenradsätze, drei Kupplungen und zwei Bremsen an, um sechs Vorwärtsübersetzungen bereitzustellen. Einer der Planetenradsätze wird derart positioniert und betrieben, dass zwei Antriebselemente mit fester Drehzahl für die verbleibenden beiden Planetenradsätze hergestellt werden.

Siebenganggetriebe sind in den U.S.-Patenten Nr. 4,709,594 an Maeda; 6,053,839 an Baldwin et al.; und 6,083,135 an Baldwin et al. offenbart. Siebenganggetriebe bieten weitere Verbesserungen in Bezug auf Beschleunigung und Kraftstoffwirtschaftlichkeit gegenüber Sechsganggetrieben. Jedoch ist die Entwicklung von Sieben- und Achtganggetrieben ähnlich wie bei den oben diskutierten Sechsganggetrieben wegen der Komplexität, Größe und Kosten ausgeschlossen worden.

Es wird ein Siebenganggetriebe unter Verwendung minimalen Inhalts und auf eine Weise bereitgestellt, die gewünschte Übersetzungsverhältnisstufen und ein weites Gesamtübersetzungsverhältnis erzielt. Die Erfindung ist auch als Doppel-Sechsganggetriebe betreibbar, das zwei unterschiedliche Sätze von sechs Übersetzungen durchlaufen kann, indem vor dem Ingangsetzen des Fahrzeugs ein Hoch- oder Niedrig-Drehmomentübertragungsmechanismus in Eingriff gebracht wird.

Genauer umfasst das Mehrganggetriebe eine Antriebswelle, eine Abtriebswelle und eine Planetenradanordnung mit einem ersten, einem zweiten, einem dritten und einem vierten Planetenradsatz, wobei jeder Planetenradsatz ein erstes, ein zweites und ein drittes Element aufweist. Die Antriebswelle steht kontinuierlich mit dem ersten Element des ersten Planetenradsatzes in Verbindung, und die Abtriebswelle steht kontinuierlich mit dem zweiten Element des vierten Planetenradsatzes in Verbindung. Das erste Element des zweiten Planetenradsatzes ist integral mit dem ersten Element des dritten Planetenradsatzes, und das dritte Element des ersten Planetenradsatzes steht kontinuierlich mit einem Getriebegehäuse in Verbindung.

Ein erstes Verbindungselement bringt das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes kontinuierlich mit dem zweiten Element des dritten Planetenradsatzes in Verbindung, und ein zweites Verbindungselement bringt das erste Element des dritten Planetenradsatzes kontinuierlich mit dem ersten Element des vierten Planetenradsatzes in Verbindung.

Es sind sieben Drehmomentübertragungsmechanismen vorgesehen. Ein erster Drehmomentübertragungsmechanismus bringt das zweite Element des ersten Planetenradsatzes selektiv mit dem dritten Element des dritten Planetenradsatzes in Verbindung. Ein zweiter Drehmomentübertragungsmechanismus bringt das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes selektiv mit dem Getriebegehäuse in Verbindung. Ein dritter Drehmomentübertragungsmechanismus bringt das zweite Element des ersten Planetenradsatzes selektiv mit dem dritten Element des zweiten Planetenradsatzes in Verbindung. Ein vierter Drehmomentübertragungsmechanismus bringt das erste Element des ersten Planetenradsatzes selektiv mit dem zweiten Element des dritten Planetenradsatzes in Verbindung. Ein fünfter Drehmomentübertragungsmechanismus bringt das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes selektiv mit dem Getriebegehäuse in Verbindung. Ein sechster Drehmomentübertragungsmechanismus bringt das dritte Element des vierten Planetenradsatzes selektiv mit dem Getriebegehäuse in Verbindung. Ein siebter Drehmomentübertragungsmechanismus bringt das erste Element des vierten Planetenradsatzes selektiv mit dem dritten Element des vierten Planetenradsatzes in Verbindung. Die sieben Drehmomentübertragungsmechanismen werden in Kombinationen von jeweils dreien in Eingriff gebracht, um sieben Vor wärtsübersetzungen und eine Rückwärtsübersetzung zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle herzustellen.

Das Getriebe ist alternativ über zwei unterschiedliche Sätze mit sechs Gängen betreibbar, indem der sechste oder der siebte Drehmomentübertragungsmechanismus in Eingriff gebracht wird, bevor das Getriebe unterschiedliche Übersetzungen durchlaufen gelassen wird. Auf diese Weise ist das Getriebe als Doppel-Sechsganggetriebe betreibbar.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung stellt einen Zusatzaufbau zur Anbringung an einem Sechsganggetriebe bereit. Der Zusatzaufbau umfasst ein Planetenradsatz mit einem Sonnenrad, einem Hohlrad und einer Planetenträgeranordnung. Eine Niedrig-Übersetzungsverhältniskupplung bringt das Sonnenrad selektiv mit "Masse" in Verbindung, d.h. macht dieses fahrzeugfest. Eine Hoch-Übersetzungsverhältniskupplung bringt das Hohlrad selektiv mit dem Sonnenrad in Verbindung. Ein Zwischenelement bringt das Hohlrad mit einem Zahnradelement des Sechsganggetriebes in Verbindung. Die Planetenträgeranordnung steht mit einem Abtriebselement in Verbindung. Die Niedrig-Übersetzungsverhältniskupplung und die Hoch-Übersetzungsverhältniskupplung können alternativ in Eingriff gebracht werden, um das Sechsganggetriebe in ein Siebenganggetriebe umzuwandeln. Dementsprechend kann die Zusatzanordnung an einem in Massenfertigung hergestellten Sechsganggetriebe angebracht werden, um geringe Stückzahlen von Siebenganggetrieben mit minimalen Kosten herzustellen.

Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der Zeichnungen beschrieben, in diesen zeigt:
1 ein Hebeldiagramm eines erfindungsgemäßen Getriebes;
2 ein Stick-Diagramm, das dem Hebeldiagramm von 1 entspricht;
3 eine Wahrheitstabelle, die der Ausführungsform der 1 und 2 entspricht; und
4 eine Ansicht im Teillängsschnitt eines Getriebes, das den 1 – 3 entspricht.
In 2 ist ein Stick-Diagramm für ein erfindungsgemäßes Getriebe gezeigt, das dem Hebeldiagramm von 1 und den verschiedenen Tabellen von 3 entspricht. Es werden in den 1 bis 3 gleiche Bezugszeichen zur Kennzeichnung gleicher oder ähnlicher Bauelemente verwendet. Wie es in 2 gezeigt ist, umfasst ein Antriebsstrang 10 einen herkömmlichen Motor samt Drehmomentwandler 12, ein Planetengetriebe 14 und einen herkömmlichen Achsantriebsmechanismus 16.
Das Planetengetriebe 14 umfasst eine Antriebswelle 17, die in kontinuierlicher Verbindung mit dem Motor samt Drehmomentwandler 12 steht, eine Planetenradanordnung 18 und eine Abtriebswelle 19, die kontinuierlich mit dem Achsantriebsmechanismus 16 in Verbindung steht. Die Planetenradanordnung 18 umfasst vier Planetenradsätze 20, 30, 40 und 50, von links nach rechts in 2 betrachtet.
Der Planetenradsatz 20 umfasst ein Sonnenrad 22, ein Hohlrad 24 und eine Planetenträgeranordnung 26. Die Planetenträgeranordnung 26 umfasst mehrere Planetenräder 27, die an einem Träger 29 dreh bar montiert und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 22 als auch dem Hohlrad 24 angeordnet sind.
Der Planetenradsatz 30 umfasst ein Sonnenrad 32, ein Hohlrad 34 und eine Planetenträgeranordnung 36. Die Planetenträgeranordnung 36 umfasst mehrere Planetenräder 37, die drehbar an einem Träger 39 montiert und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 32 als auch dem Hohlrad 34 angeordnet sind. Der Planetenradsatz 30 ist ein einfacher Planetenradsatz.
Der Planetenradsatz 40 umfasst ein Sonnenrad 42, ein Hohlrad 44 und eine Planetenträgeranordnung 46. Die Planetenträgeranordnung 46 umfasst mehrere Planetenräder 47, 48, die drehbar an einem Träger 49 montiert sind, um einen zusammengesetzten Planetenradsatz zu bilden. Die Planetenräder 47 sind in kämmender Beziehung mit dem Sonnenrad 42 angeordnet, und die Planetenräder 48 sind in kämmender Beziehung mit dem Hohlrad 44 angeordnet. Die Planetenräder 47, 48 kämmen auch miteinander. Das Hohlrad 44 ist integral oder einstückig mit dem Hohlrad 34 ausgebildet, so dass ein einziges lang gestrecktes Hohlrad beide Bauelemente bildet. Alternativ können die Hohlräder 34, 44 miteinander verbunden sein, indem sie über eine Kerbverzahnung mit einer gemeinsamen Hohlwelle verbunden und durch einen Abstandshalter und eine Feder getrennt sind. Der Planetenradsatz 40 ist ein zusammengesetzter Planetenradsatz.
Der Planetenradsatz 50 umfasst ein Sonnenrad 52, ein Hohlrad 54 und eine Planetenträgeranordnung 56. Die Planetenträgeranordnung 56 umfasst mehrere Planetenräder 57, die drehbar an einem Träger 59 montiert und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 52 als auch dem Hohlrad 54 angeordnet sind.
Die Planetenradanordnung 18 umfasst auch sieben Drehmomentübertragungsmechanismen 80, 82, 84, 86, 87, 88, 89. Die Drehmomentübertragungsmechanismen 82, 87, 88 sind feststehende Drehmomentübertragungsmechanismen, die üblicherweise Bremsen oder Reaktionskupplungen genannt werden. Die Drehmomentübertragungsmechanismen 80, 84, 86, 89 sind rotierende Drehmomentübertragungsmechanismen, die üblicherweise Kupplungen genannt werden.
Die Antriebswelle 17 steht in kontinuierlicher Verbindung mit dem Hohlrad 24, und die Abtriebswelle 19 steht in kontinuierlicher Verbindung mit der Planetenträgeranordnung 56. Ein erstes Verbindungselement 70 bringt die Planetenträgeranordnung 36 kontinuierlich mit der Planetenträgeranordnung 46 in Verbindung. Ein zweites Verbindungselement 72 bringt das Hohlrad 44 kontinuierlich mit dem Hohlrad 54 in Verbindung. Das Sonnenrad 22 steht auch kontinuierlich mit dem Getriebegehäuse 60 in Verbindung, und ein Freilaufrad 71 steht optional zwischen dem Träger 36 und dem Getriebegehäuse 60 in Verbindung.
Wie es in den Ansprüchen bezeichnet wird, ist der Planetenradsatz 20 der erste Planetenradsatz, der Planetenradsatz 30 ist der zweite Planetenradsatz, der Planetenradsatz 40 ist der dritte Planetenradsatz und der Planetenradsatz 50 ist der vierte Planetenradsatz. In den Ansprüchen wird auch auf erste, zweite und dritte Elemente jedes Planetenradsatzes verwiesen. In der bevorzugten Ausführungsform ist jedes erste Element ein Hohlrad, jedes zweite Element ist ein Träger und jedes dritte Element ist ein Sonnenrad. Der Drehmomentübertragungsmechanismus 80 wird auch als der erste Drehmomentübertragungsmechanismus bezeichnet, der Drehmomentübertragungsmechanismus 82 ist der zweite Drehmomentübertragungsmechanismus, der Drehmomentübertragungsmecha nismus 84 ist der dritte Drehmomentübertragungsmechanismus, der Drehmomentübertragungsmechanismus 86 ist der vierte Drehmomentübertragungsmechanismus, der Drehmomentübertragungsmechanismus 87 ist der fünfte Drehmomentübertragungsmechanismus, der Drehmomentübertragungsmechanismus 88 ist der sechste Drehmomentübertragungsmechanismus, und der Drehmomentübertragungsmechanismus 89 ist der siebte Drehmomentübertragungsmechanismus.
Die Planetenträgeranordnung 26 kann mit dem Sonnenrad 42 selektiv über die Kupplung 80 in Verbindung gebracht werden. Das Sonnenrad 32 kann mit dem Getriebegehäuse 60 selektiv über die Bremse 82 in Verbindung gebracht werden. Die Planetenträgeranordnung 26 kann mit dem Sonnenrad 32 selektiv über die Kupplung 84 in Verbindung gebracht werden. Das Hohlrad 24 kann mit der Planetenträgeranordnung 46 selektiv über die Kupplung 86 in Verbindung gebracht werden. Die Planetenträgeranordnung 36 kann mit dem Getriebegehäuse 60 selektiv über die Bremse 87 in Verbindung gebracht werden. Das Sonnenrad 52 kann mit dem Getriebegehäuse 60 selektiv über die Bremse 88 in Verbindung gebracht werden. Das Hohlrad 54 kann mit dem Sonnenrad 52 selektiv über die Kupplung 89 in Verbindung gebracht werden.
Wie es in der Wahrheitstabelle von 3 gezeigt ist, können die Drehmomentübertragungsmechanismen 80, 82, 84, 86, 87, 88, 89 selektiv in Kombinationen von jeweils dreien in Eingriff gebracht werden, um sieben Vorwärtsübersetzungen und eine Rückwärtsübersetzung bereitzustellen. Es ist auch anzumerken, dass in der Wahrheitstabelle die Drehmomentübertragungsmechanismen 87, 88 im neutralen Zustand in Eingriff bleiben, wodurch der Wechsel zwischen Vorwärts und Rückwärts vereinfacht wird.
Um die Rückwärtsübersetzung herzustellen, werden die Drehmomentübertragungsmechanismen 84, 87 und 88 in Eingriff gebracht. Der Gesamtzahlenwert der Rückwärtsübersetzung beträgt –4,085, wie es in der Wahrheitstabelle angegeben ist.
Die erste Vorwärtsübersetzung wird mit dem Eingriff der Drehmomentübertragungsmechanismen 80, 87, 88 hergestellt. Der Gesamtzahlenwert der ersten Vorwärtsübersetzung beträgt 5,372, wie es in der Wahrheitstabelle angegeben ist.
Die zweite Vorwärtsübersetzung wird mit dem Eingriff der Drehmomentübertragungsmechanismen 80, 82, 88 hergestellt. Der Gesamtzahlenwert der zweiten Vorwärtsübersetzung beträgt 3,152, wie es in der Wahrheitstabelle von 3 angegeben ist.
Die dritte Vorwärtsübersetzung wird mit dem Eingriff der Drehmomentübertragungsmechanismen 80, 84, 88 hergestellt. Der Zahlenwert der dritten Vorwärtsübersetzung beträgt 2,043, wie es in der Wahrheitstabelle angegeben ist.
Die vierte Vorwärtsübersetzung wird mit dem Eingriff der Drehmomentübertragungsmechanismen 80, 84, 89 hergestellt. Der Zahlenwert der vierten Vorwärtsübersetzung beträgt 1,532, wie es in der Wahrheitstabelle angegeben ist.
Die fünfte Vorwärtsübersetzung wird mit dem Eingriff der Kupplungen 80, 86, 89 hergestellt. Der Zahlenwert der fünften Vorwärtsübersetzung beträgt 1,152, wie es in der Wahrheitstabelle angegeben ist.
Die sechste Vorwärtsübersetzung wird mit dem Eingriff der Kupplungen 84, 86, 89 hergestellt. Der Zahlenwert der sechsten Vorwärtsübersetzung beträgt 0,0852, wie es in der Wahrheitstabelle angegeben ist.
Die siebte Vorwärtsübersetzung wird mit dem Eingriff der Kupplungen 82, 86, 89 hergestellt. Der Zahlenwert der siebten Vorwärtsübersetzung beträgt 0,667, wie es in der Wahrheitstabelle von 3 angegeben ist.
Wie es oben ausgeführt ist, sind die Eingriffspläne für die Drehmomentübertragungsmechanismen in der Wahrheitstabelle von 3 gezeigt. Diese Tabelle liefert auch ein Beispiel von Übersetzungen, die unter Verwendung der Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnisse verfügbar sind, die beispielhaft in der Tabelle von R/S-Verhältnissen von 3 angegeben sind. Das Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 20 beträgt vorzugsweise 1,88; das Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 30 beträgt vorzugsweise 2,00; das Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 40 beträgt vorzugsweise 2,63; und das Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 50 beträgt vorzugsweise 3,00. Die Wahrheitstabelle von 3 beschreibt auch die Gangstufen, die unter Verwendung der angegebenen Beispielzähneverhältnisse erzielbar sind. Beispielsweise beträgt das Stufenverhältnis zwischen der ersten und der zweiten Vorwärtsübersetzung 1,70, während das Stufenverhältnis zwischen der Rückwärtsübersetzung und der ersten Vorwärtsübersetzung –0,76 beträgt. Es ist aus der Wahrheitstabelle von 3 auch leicht festzustellen, dass alle Wechsel zwischen Vorwärtsübersetzung mit einer einzigen Stufe von der Art mit einem einzigen Übergang sind.
Alternativ kann das oben beschriebene Getriebe als Doppel-Sechsganggetriebe verwendet werden, bei dem entweder Kupplung 88 oder Kupplung 89 abhängig von dem Lastverlauf oder von einer manuellen Eingabe in die Steuereinrichtungen mit 0 km/h ausgewählt wären. Das Einrücken der Kupplung 88 würde alle sechs Übersetzungsverhältnisse durch das Verhältnis des neuen Zahnradsatzes erhöhen, das ungefähr 1,33 betragen kann. Beispielsweise wären die Übersetzungsverhältnisse, die aus dem Einrücken von Kupplung 88 resultieren: Rückwärts = (4,08); 1. = 5,37; 2. = 3,15; 3. = 2,04; 4. = 1,53; 5. = 1,13; und 6. = 0,89. Dies wäre effektiv, um Lasten zu ziehen. Das Einrücken der Kupplung 89 würde zu folgenden Übersetzungsverhältnissen führen: Rückwärts = (3,064); 1. = 4,027; 2. = 2,364; 3. = 1,532; 4. = 1,152; 5. = 0,85; und 6. = 0,667.
Daher ist das Getriebe durch zwei unterschiedliche Sätze von sechs Gängen betreibbar, indem der sechste oder der siebte Drehmomentübertragungsmechanismus in Eingriff gebracht werden, bevor das Getriebe unterschiedliche Übersetzungen durchlaufen gelassen wird.
Der in 2 gezeigte siebte Drehmomentübertragungsmechanismus 89 kann alternativ das Hohlrad 54 mit der Planetenträgeranordnung 56 in Verbindung bringen, oder das Sonnenrad 52 mit der Planetenträgeranordnung 56 in Verbindung bringen und die gleichen oben beschriebenen Übersetzungsverhältnisse erzielen.
4 zeigt eine Ansicht im Teillängsschnitt eines Teils eines Getriebes, das den 1 – 3 entspricht. Im Besonderen veranschaulicht 4 den Zusatzabschnitt, der an einem Sechsganggetriebe angebracht wird, um dieses in ein Siebenganggetriebe umzuwandeln.
Bezugszeichen 11 in 4 kennzeichnet ein Sechsganggetriebe, an dem eine Zusatzanordnung 100 angebracht ist, um es in ein Siebenganggetriebe umzuwandeln. Die Zusatzanordnung 100 umfasst einen Käfig 102, der an dem Getriebegehäuse 60 beispielsweise durch Schrauben 104 angebracht ist. Die Zusatzanordnung 100 umfasst den Planetenradsatz 50 mit dem Hohlrad 54, den Planetenrädern 57, der Planetenträgeranordnung 56 und dem Sonnenrad 52, die wie gezeigt angeordnet sind. Die Planetenträgeranordnung 56 steht mit der Abtriebswelle 19 über die Platte 55 in Verbindung.
Die Niedrig-Kupplung 88 wird durch das Kolbenelement 106 gegen die Kraft der Rückstellfeder 108 aufgebracht, wenn Druckfluid in die Aufbringungskammer 110 gedrückt wird. Die Niedrig-Kupplung 88 bringt das Sonnenrad 52 selektiv mit dem Käfig 102 in Verbindung, um einen Niedrig-Drehzahl/Hoch-Drehmoment-Betriebsbereich bereitzustellen. Ähnlich wird die Hoch-Kupplung 89 durch das Kolbenelement 112 gegen die Kraft der Rückstellfeder 114 aufgebracht, wenn Druckfluid in die Aufbringungskammer 116 gedrückt wird. Die Hoch-Kupplung 89 bringt das Hohlrad 54 selektiv mit dem Sonnenrad 52 in Verbindung, um einen Hoch-Drehzahl/Niedrig-Drehmomentbetriebsbereich bereitzustellen.
Das Verbindungselement 72 bringt das Hohlrad 54 kontinuierlich mit dem Hohlrad 44 über die Hohlwelle 120 in Verbindung. Die Hohlräder 34 und 44 sind integral miteinander verbunden, indem beide über eine Kerbverzahnung mit der Hohlwelle 120 verbunden sind, und sind durch einen Abstandshalter 122 und eine Feder 124 getrennt. 4 zeigt auch die Sonnenräder 32, 42, das Planetenrad 47, den Träger 39 und die Planetenträgeranordnung 36.
Dementsprechend kann die Zusatzanordnung 100 einfach an einem Sechsganggetriebe angebracht werden, um dieses in ein Siebenganggetriebe umzuwandeln, oder es in ein Doppel-Sechsganggetriebe umzuwandeln.
Zusammengefasst umfasst ein erfindungsgemäßes Siebenganggetriebe eine Antriebswelle, eine Abtriebswelle und eine Planetenradanordnung mit einem ersten, einem zweiten, einem dritten und einem vierten Planetenradsatz, wobei jeder Planetenradsatz ein erstes, ein zweites und ein drittes Element aufweist. Ein erstes und ein zweites Verbindungselement bringen Elemente der Planetenradsätze kontinuierlich in Verbindung. Sieben Drehmomentübertragungsmechanismen stehen in Kombinationen von jeweils dreien in Eingriff, um sieben Vorwärtsübersetzungen und eine Rückwärtsübersetzung zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle herzustellen. Das Getriebe ist alternativ durch zwei unterschiedliche Sätze von sechs Gängen betreibbar, indem der sechste oder der siebte Drehmomentübertragungsmechanismus in Eingriff gebracht werden, bevor das Getriebe unterschiedliche Übersetzungen durchlaufen gelassen wird. Auf diese Weise ist das Getriebe als Doppel-Sechsganggetriebe betreibbar.

Claims

Mehrganggetriebe, umfassend: eine Antriebswelle (17), eine Abtriebswelle (19), eine Planetenradanordnung (18) mit einem ersten, einem zweiten, einem dritten und einem vierten Planetenradsatz (20, 30, 40, 50), wobei jeder Planetenradsatz ein erstes, ein zweites und ein drittes Element (24, 26, 22, 34, 36, 32, 44, 46, 42, 54, 56, 52) aufweist, wobei die Antriebswelle (17) kontinuierlich mit dem ersten Element (24) des ersten Planetenradsatzes (20) in Verbindung steht und die Abtriebswelle (19) kontinuierlich mit dem zweiten Element (56) des vierten Planetenradsatzes (50) in Verbindung steht, und das dritte Element (22) des ersten Planetenradsatzes (20) kontinuierlich mit einem Getriebegehäuse (60) in Verbindung steht, ein erstes Verbindungselement (70) das zweite Element (36) des zweiten Planetenradsatzes (30) kontinuierlich mit dem zweiten Element (46) des dritten Planetenradsatzes (40) in Verbindung bringt, und ein zweites Verbindungselement (72) das erste Element (44) des dritten Planetenradsatzes (40) kontinuierlich mit dem ersten Element (54) des vierten Planetenradsatzes (50) in Verbindung bringt, ein erster Drehmomentübertragungsmechanismus (80) das zweite Element (26) des ersten Planetenradsatzes (20) selektiv mit dem dritten Element (42) des dritten Planetenradsatzes (40) in Verbindung bringt, ein zweiter Drehmomentübertragungsmechanismus (82) das dritte Element (32) des zweiten Planetenradsatzes (30) selektiv mit dem Getriebegehäuse (60) in Verbindung bringt, ein dritter Drehmomentübertragungsmechanismus (84) das zweite Element (26) des ersten Planetenradsatzes (20) selektiv mit dem dritten Element (32) des zweiten Planetenradsatzes (30) in Verbindung bringt, ein vierter Drehmomentübertragungsmechanismus (86) das erste Element (24) des ersten Planetenradsatzes (20) selektiv mit dem zweiten Element (46) des dritten Planetenradsatzes (40) in Verbindung bringt, ein fünfter Drehmomentübertragungsmechanismus (87) das zweite Element (36) des zweiten Planetenradsatzes (30) selektiv mit dem Getriebegehäuse (60) in Verbindung bringt, ein sechster Drehmomentübertragungsmechanismus (88) das dritte Element (52) des vierten Planetenradsatzes (50) selektiv mit dem Getriebegehäuse (60) in Verbindung bringt, ein siebter Drehmomentübertragungsmechanismus (89) das erste Element (54) des vierten Planetenradsatzes (50) selektiv mit dem dritten Element (52) des vierten Planetenradsatzes (50) in Verbindung bringt, und der erste, der zweite, der dritte, der vierte, der fünfte, der sechste und der siebte Drehmomentübertragungsmechanismus in Kombinationen von jeweils dreien in Eingriff stehen, um sieben Vorwärtsübersetzungen und eine Rückwärtsübersetzung zwischen der Antriebswelle (17) und der Abtriebswelle (19) herzustellen.
Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Element (34) des zweiten Planetenradsatzes (30) und das erste Element (44) des dritten Planetenradsatzes (40) ein einziges lang gestrecktes Hohlrad umfassen.
Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Planetenradsatz (30) ein einfacher Planetenradsatz ist, und der dritte Planetenradsatz (40) ein zusammengesetzter Planetenradsatz ist.
Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der ersten Elemente (24, 34, 44, 54) ein Hohlrad ist, jedes der zweiten Elemente (26, 36, 46, 56) eine Planetenträgeranordnung ist, und jedes der dritten Elemente (22, 32, 42, 52) ein Sonnenrad ist.
Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (10) durch zwei unterschiedliche Sätze von sechs Gängen betreibbar ist, indem der sechste oder der siebte Drehmomentübertragungsmechanismus (88, 89) in Eingriff gebracht werden, bevor das Getriebe (10) die unterschiedlichen Übersetzungen durchlaufen gelassen wird.
Mehrganggetriebe, umfassend: eine Antriebswelle (17), eine Abtriebswelle (19), eine Planetenradanordnung (18) mit einem ersten, einem zweiten, einem dritten und einem vierten Planetenradsatz (20, 30, 40, 50), wobei jeder Planetenradsatz ein Hohlrad, ein Sonnenrad und eine Planetenträgeranordnung (24, 26, 22, 34, 36, 32, 44, 46, 42, 54, 56, 52) aufweist, die Antriebswelle (17) kontinuierlich mit dem Hohlrad (24) des ersten Planetenradsatzes (20) in Verbindung steht, und die Abtriebswelle (19) kontinuierlich mit der Planetenträgeranordnung (56) des vierten Planetenradsatzes (50) in Verbindung steht, das Sonnenrad (22) des ersten Planetenradsatzes (20) kontinuierlich mit einem Getriebegehäuse (60) in Verbindung steht, ein erstes Verbindungselement (70) die Planetenträgeranordnung (36) des zweiten Planetenradsatzes (30) kontinuierlich mit der Planetenträgeranordnung (46) des dritten Planetenradsatzes (40) in Verbindung bringt, und ein zweites Verbindungselement (72) das Hohlrad (44) des dritten Planetenradsatzes (40) kontinuierlich mit dem Hohlrad (54) des vierten Planetenradsatzes (50) in Verbindung bringt, ein erster Drehmomentübertragungsmechanismus (80) die Planetenträgeranordnung (26) des ersten Planetenradsatzes (20) selektiv mit dem Sonnenrad (42) des dritten Planetenradsatzes (40) in Verbindung bringt, ein zweiter Drehmomentübertragungsmechanismus (82) das Sonnenrad (32) des zweiten Planetenradsatzes (30) selektiv mit dem Getriebegehäuse (60) in Verbindung bringt, ein dritter Drehmomentübertragungsmechanismus (84) die Planetenträgeranordnung (26) des ersten Planetenradsatzes (20) selektiv mit dem Sonnenrad (32) des zweiten Planetenradsatzes (30) in Verbindung bringt, ein vierter Drehmomentübertragungsmechanismus (86) das Hohlrad (24) des ersten Planetenradsatzes (20) selektiv mit der Planeten trägeranordnung (46) des dritten Planetenradsatzes (40) in Verbindung bringt, ein fünfter Drehmomentübertragungsmechanismus (87) die Planetenträgeranordnung (36) des zweiten Planetenradsatzes (30) selektiv mit dem Getriebegehäuse (60) in Verbindung bringt, ein sechster Drehmomentübertragungsmechanismus (88) das Sonnenrad (52) des vierten Planetenradsatzes (50) selektiv mit dem Getriebegehäuse (60) in Verbindung bringt, ein siebter Drehmomentübertragungsmechanismus (89) das Hohlrad (54) des vierten Planetenradsatzes (50) selektiv mit dem Sonnenrad (52) des vierten Planetenradsatzes (50) in Verbindung bringt, und der erste, der zweite, der dritte, der vierte, der fünfte, der sechste und der siebte Drehmomentübertragungsmechanismus (80, 82, 84, 85, 87, 88, 89) in Kombinationen von jeweils dreien in Eingriff stehen, um sieben Vorwärtsübersetzungen und eine Rückwärtsübersetzung zwischen der Antriebswelle (17) und der Abtriebswelle (19) herzustellen.
Getriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad (34) des zweiten Planetenradsatzes (30) und das Hohlrad (44) des dritten Planetenradsatzes (40) ein einziges lang gestrecktes Hohlrad umfassen.
Getriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Planetenradsatz (30) ein einfacher Planetenradsatz ist, und der dritte Planetenradsatz (40) ein zusammengesetzter Planetenradsatz ist.
Getriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (10) durch zwei unterschiedliche Sätze von sechs Gängen betreibbar ist, indem der sechste oder der siebte Drehmomentübertragungsmechanismus (88, 89) in Eingriff gebracht werden, bevor das Getriebe (10) unterschiedliche Übersetzungen durchlaufen gelassen wird.
Doppel-Sechsganggetriebe, umfassend: eine Antriebswelle (17), eine Abtriebswelle (19), eine Planetenradanordnung (18) mit einem ersten, einem zweiten, einem dritten und einem vierten Planetenradsatz (20, 30, 40, 50), wobei jeder Planetenradsatz ein erstes, ein zweites und ein drittes Element (24, 26, 22, 34, 36, 32, 44, 46, 42, 54, 56, 52) aufweist, die Antriebswelle (17) kontinuierlich mit dem ersten Element (24) des ersten Planetenradsatzes (20) in Verbindung steht, und die Abtriebswelle (19) kontinuierlich mit dem zweiten Element (56) des vierten Planetenradsatzes (50) in Verbindung steht, das dritte Element (22) des ersten Planetenradsatzes (20) kontinuierlich mit einem Getriebegehäuse (60) in Verbindung steht, ein erstes Verbindungselement (70) das zweite Element (36) des zweiten Planetenradsatzes (30) kontinuierlich mit dem zweiten Element (46) des dritten Planetenradsatzes (40) in Verbindung bringt, und ein zweites Verbindungselement (72) das erste Element (44) des dritten Planetenradsatzes (40) kontinuierlich mit dem ersten Element (54) des vierten Planetenradsatzes (50) in Verbindung bringt, ein erster Drehmomentübertragungsmechanismus (80) das zweite Element (26) des ersten Planetenradsatzes (20) selektiv mit dem drit ten Element (42) des dritten Planetenradsatzes (40) in Verbindung bringt, ein zweiter Drehmomentübertragungsmechanismus (82) das dritte Element (32) des zweiten Planetenradsatzes (30) selektiv mit dem Getriebegehäuse (60) in Verbindung bringt, ein dritter Drehmomentübertragungsmechanismus (84) das zweite Element (26) des ersten Planetenradsatzes (20) selektiv mit dem dritten Element (32) des zweiten Planetenradsatzes (30) in Verbindung bringt, ein vierter Drehmomentübertragungsmechanismus (86) das erste Element (24) des ersten Planetenradsatzes (20) selektiv mit dem zweiten Element (46) des dritten Planetenradsatzes (40) in Verbindung bringt, ein fünfter Drehmomentübertragungsmechanismus (87) das zweite Element (36) des zweiten Planetenradsatzes (30) selektiv mit dem Getriebegehäuse (60) in Verbindung bringt, ein sechster Drehmomentübertragungsmechanismus (88) das dritte Element (52) des vierten Planetenradsatzes (50) selektiv mit dem Getriebegehäuse (60) in Verbindung bringt, ein siebter Drehmomentübertragungsmechanismus (89) das erste Element (54) des vierten Planetenradsatzes (50) selektiv mit dem dritten Element (52) des vierten Planetenradsatzes (50) in Verbindung bringt, wobei entweder der sechste oder der siebte Drehmomentübertragungsmechanismus (88, 89) für einen Eingriff in einer Niedrig- oder Hoch-Betriebsart vorgewählt sind, und zwei von dem ersten, dem zweiten, dem dritten, dem vierten und dem fünften Drehmomentübertragungsmechanismus (80, 82, 84, 85, 87) ebenfalls selektiv in Eingriff stehen, um sechs Niedrig- oder Hoch-Vorwärtsübersetzungen und eine Rückwärtsübersetzung zwischen der Antriebswelle (17) und der Abtriebswelle (19) herzustellen.
Getriebe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Element (34) des zweiten Planetenradsatzes (30) und das erste Element (44) des dritten Planetenradsatzes (40) ein einziges lang gestrecktes Hohlrad umfassen.
Getriebe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Planetenradsatz (30) ein einfacher Planetenradsatz ist, und der dritte Planetenradsatz (40) ein zusammengesetzter Planetenradsatz ist.
Getriebe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der ersten Elemente (24, 34, 44, 54) ein Hohlrad ist, jedes der zweiten Elemente (26, 36, 46, 56) eine Planetenträgeranordnung ist, und jedes der dritten Elemente (22, 32, 42, 52) ein Sonnenrad ist.
Zusatzanordnung zur Anbringung an einem Sechsganggetriebe, die ein Getriebegehäuse (60) und mehrere Zahnradelemente aufweist, wobei die Zusatzanordnung (100) umfasst: einen Käfig (102), der einen Planetenradsatz (50) einschließt, der ein Sonnenrad (52), ein Hohlrad (54) und eine Planetenträgeranordnung (56) umfasst, wobei der Käfig (102) an dem Getriebegehäuse (60) angebracht sein kann, eine Niedrig-Übersetzungsverhältniskupplung (88), die das Sonnenrad (52) selektiv fahrzeugfest macht, eine Hoch-Übersetzungsverhältniskupplung (89), die das Hohlrad (54) selektiv mit dem Sonnenrad (52) in Verbindung bringt, ein Verbindungselement (72), das das Hohlrad (54) mit einem der Zahnradelemente des Sechsganggetriebes in Verbindung bringt, wobei die Planetenträgeranordnung (56) mit einem Abtriebselement (55, 19) in Verbindung steht, und wobei die Niedrig-Übersetzungsverhältniskupplung (88) und die Hoch-Übersetzungsverhältniskupplung (89) alternativ in Eingriff gebracht werden können, um das Sechsganggetriebe in ein Siebenganggetriebe umzuwandeln.