DE102004040780A1 - Siebenganggetriebe - Google Patents
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Abstract
Ein Mehrganggetriebe umfasst eine Antriebswelle, eine Abtriebswelle und eine Planetenradanordnung mit drei Planetenradsätzen. Die Antriebswelle und die Abtriebswelle stehen in kontinuierlicher Verbindung mit Elementen der Planetenradsätze. Sechs Drehmomentübertragungsmechanismen bringen selektiv besondere Elemente der Planetenradsätze mit anderen Elementen der Planetenradsätze oder mit dem Getriebegehäuse in Verbindung. Fluid zum Aufbringen von zweien der Drehmomentübertragungsmechanismen wird durch eine Welle, die mit einem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes verbunden ist, transportiert. Die sechs Drehmomentübertragungsmechanismen stehen in Kombination von jeweils dreien in Eingriff, um sieben Vorwärts-Drehzahlverhältnisse und ein Rückwärts-Drehzahlverhältnis zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle herzustellen.
Description
- Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der am 25. August 2003 eingereichten US Provisional Application 60/497,640, deren Offenbarungsgehalt hierin durch Bezugnahme vollständig mit eingeschlossen ist.
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Getriebe mit drei Planetenradsätzen, das durch sechs Drehmomentübertragungsmechanismen gesteuert wird, um sieben Vorwärts-Drehzahlverhältnisse und ein Rückwärts-Drehzahlverhältnis 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 zugelassen wird, dass der Motor mehrmals durch seinen Drehmomentbereich hindurch arbeiten kann. Die Anzahl von Vorwärts-Drehzahlverhältnissen, die in dem Getriebe verfügbar sind, bestimmt die Häufigkeit, wie oft der Drehmomentbereich des Motors wiederholt durchlaufen werden kann. Frühere Automatikgetriebe wiesen zwei Drehzahlbereiche auf. Dies begrenzte den Gesamtdrehzahlbereich des Fahrzeugs stark und erforderte daher einen relativ großen Motor, der einen breiten Drehzahl- und Drehmomentbereich erzeugen konnte. Dies führte dazu, dass der Motor während der Fahrt bei einem spezifischen Kraftstoffverbrauchspunkt arbeitete, der nicht der Punkt mit dem höchsten Wirkungsgrad war. Daher waren Handschaltgetriebe (Vorgelegewellengetriebe) 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 das Betriebsverhalten und die Kraftstoffwirtschaftlichkeit des Fahrzeugs. Die erhöhte Anzahl von Drehzahlverhältnissen verringert die Stufengröße zwischen Übersetzungsverhältnissen und verbessert daher die Schaltqualität des Getriebes, indem die Gangwechsel für den Bediener bei der normalen Fahrzeugbeschleunigung im Wesentlichen nicht wahrnehmbar gemacht werden.
- Es ist vorgeschlagen worden, die Anzahl von Vorwärts-Drehzahlverhältnissen auf sechs oder mehr zu erhöhen. Sechsganggetriebe sind in U.S. Patent Nr. 4,070,927, das für Pollack am 31. Januar 1978 erteilt wurde, U.S. Patent Nr. 6,071,208, das für Koivunen am 6. Juni 2000 erteilt wurde, U.S. Patent Nr. 5,106,352, das für Lepelletier am 21. April 1992 erteilt wurde und U.S. Patent Nr. 5,599,251, das für Beim & McCarrick am 4. Februar 1997 erteilt wurde, offenbart.
- 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 Vorwärts-Drehzahlverhältnissen anwenden, werden Pkw aufgrund der größeren Komplexität dieser Getriebe noch mit Drei- und Viergang-Automatikgetrieben und relativ wenigen Fünf- oder Sechsgangeinrichtungen hergestellt. Das Getriebe von Pollack liefert sechs Vorwärts-Drehzahlverhältnisse 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 Vorwärts-Drehzahlverhältnisse und ein Rückwärts-Übersetzungsverhältnis herzustellen. Das Patent von Lepelletier wendet drei Planetenradsätze, drei Kupplungen und zwei Bremsen an, um sechs Vorwärts-Drehzahlverhältnisse bereitzustellen. Einer der Planetenradsätze wird positioniert und betrieben, um zwei Antriebselemente mit fester Drehzahl für die übrigen beiden Planetenradsätze herzustellen.
- Siebenganggetriebe sind in den U.S. Patenten Nr. 4,709,594 für Maeda, 6,053,839 für Baldwin et al. und 6,083,135 für Baldwin et al. offenbart. Siebenganggetriebe bieten weitere Verbesserungen bei der Beschleunigung und der Kraftstoffwirtschaftlichkeit gegenüber Sechsganggetrieben. Jedoch ist die Entwicklung von Sieben- und Achtganggetrieben wie die der oben diskutierten Sechsganggetriebe wegen ihrer Komplexität, Größe und Kosten nicht weiter verfolgt worden.
- Die Erfindung stellt ein Siebenganggetriebe mit drei Planetenradsätzen bereit, die durch sechs Drehmomentübertragungsmechanismen gesteuert werden, um sieben Vorwärts-Drehzahlverhältnisse und ein Rückwärts-Drehzahlverhältnis bereitzustellen. Öl zum Aktivieren von zweien der Kupplungen wird über eine Sonnenradwelle übertragen, um die Gesamtlänge des Getriebes zu minimieren.
- Im Besonderen stellt die Erfindung ein Siebenganggetriebe bereit, das eine Antriebswelle, eine Abtriebswelle und eine Planetenradanordnung mit einem ersten, einem zweiten und einem dritten Planetenradsatz umfasst. Jeder Planetenradsatz weist ein erstes, ein zweites und ein drittes Element auf. Die Antriebswelle steht in kontinuierlicher Verbindung mit dem ersten Element des ersten Planetenradsatzes und die Abtriebswelle steht in kontinuierlicher Verbindung mit dem ersten Element des dritten Planetenradsatzes. Ein erster Drehmomentübertragungsme chanismus bringt selektiv das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes mit einem Getriebegehäuse in Verbindung. Ein zweiter Drehmomentübertragungsmechanismus bringt selektiv das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes mit dem Getriebegehäuse in Verbindung. Ein dritter Drehmomentübertragungsmechanismus bringt selektiv das zweite Element des ersten Planetenradsatzes mit dem dritten Element des zweiten Planetenradsatzes in Verbindung. Ein vierter Drehmomentübertragungsmechanismus bringt selektiv das erste Element des ersten Planetenradsatzes mit dem zweiten Element des dritten Planetenradsatzes in Verbindung. Ein fünfter Drehmomentübertragungsmechanismus bringt selektiv das dritte Element des ersten Planetenradsatzes mit dem Getriebegehäuse in Verbindung. Ein sechster Drehmomentübertragungsmechanismus bringt selektiv das zweite Element des ersten Planetenradsatzes mit dem dritten Element des dritten Planetenradsatzes in Verbindung.
- Fluid zum Aufbringen des dritten und des sechsten Drehmomentübertragungsmechanismus wird durch eine Welle transportiert, die mit einem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes verbunden ist.
- Der erste, der zweite, der dritte, der vierte, der fünfte und der sechste Drehmomentübertragungsmechanismus stehen in Kombinationen von jeweils dreien in Eingriff, um sieben Vorwärts-Drehzahlverhältnisse und ein Rückwärts-Drehzahlverhältnis zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle herzustellen.
- Vorzugsweise ist das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes das dritte Element des ersten Planetenradsatzes.
- Das erste Element des zweiten Planetenradsatzes und das erste Element des dritten Planetenradsatzes umfassen ein einziges lang gestrecktes Hohlrad oder zwei miteinander verbundene Hohlräder.
- Der erste und der zweite Planetenradsatz sind einfache Planetenradsätze, und der dritte Planetenradsatz ist ein zusammengesetzter Planetenradsatz.
- Vorzugsweise ist jedes der ersten Elemente ein Hohlrad, jedes der zweiten Elemente ist eine Planetenträgeranordnung und jedes der dritten Elemente ist ein Sonnenrad.
- Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der Zeichnungen beschrieben, in diesen zeigt bzw. zeigen:
-
1 ein Hebeldiagramm eines erfindungsgemäßen Getriebes; -
2a ,2b ,2c ,2d und2e eine Übersetzungsverhältnistabelle, eine Tabelle fester Verbindungen, eine Hebelverhältnistabelle, eine Übersetzungsverhältnistabelle von Hohlrad zu Sonnenrad bzw. eine Wahrheitstabelle gemäß dem Getriebe von1 ; -
3 ein Stick-Diagramm, das dem Hebeldiagramm von1 entspricht; -
4a eine Ansicht im Teilschnitt eines Getriebes gemäß dem Hebeldiagramm und dem Stick-Diagramm der1 und3 ; und -
4b eine vergrößerte Teilansicht des Querschnitts von4a . - In den
1 und3 sind jeweils ein Hebeldiagramm bzw. ein Stick-Diagramm für ein erfindungsgemäßes Getriebe gezeigt. Es werden gleiche Bezugszeichen dazu verwendet, in allen Figuren ähnliche Bauelemente zu kennzeichnen. - Wie es in
3 gezeigt ist, umfasst ein Antriebsstrang10 einen herkömmlichen Motor und Drehmomentwandler12 , ein Planetengetriebe14 und einen herkömmlichen Achsantriebsmechanismus16 . - Das Planetengetriebe
14 umfasst eine Antriebswelle17 , die in kontinuierlicher Verbindung mit dem Motor und Drehmomentwandler12 steht, eine Planetenradanordnung18 und eine Abtriebswelle19 , die in kontinuierlicher Verbindung mit dem Achsantriebsmechanismus16 steht. Die Planetenradanordnung18 umfasst drei Planetenradsätze20 ,30 und40 , von links nach rechts in3 betrachtet. - Der Planetenradsatz
20 umfasst ein Sonnenrad22 , ein Hohlrad24 und eine Planetenträgeranordnung26 . Die Planetenträgeranordnung26 umfasst mehrere Planetenräder27 , die drehbar an einem Träger29 montiert und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad22 als auch dem Hohlrad24 angeordnet sind. - Der Planetenradsatz
30 umfasst ein Sonnenrad32 , ein Hohlrad34 und eine Planetenträgeranordnung36 . Die Planetenträgeranordnung36 umfasst mehrere Planetenräder37 , die drehbar an einem Träger39 montiert und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad32 als auch dem Hohlrad34 angeordnet sind. Der Planetenradsatz30 ist ein einfacher Planetenradsatz. - Der Planetenradsatz
40 umfasst ein Sonnenrad42 , ein Hohlrad44 und eine Planetenträgeranordnung46 . Die Planetenträgeranordnung46 umfasst mehrere Planetenräder47 ,48 , die drehbar an einem Träger49 montiert sind, um einen zusammengesetzten Planetenradsatz zu bilden. Die Planetenräder47 sind in kämmender Beziehung mit dem Sonnenrad42 angeordnet, und die Planetenräder48 sind in kämmender Beziehung mit dem Hohlrad44 angeordnet. Die Planetenräder47 ,48 kämmen auch miteinander. Das Hohlrad44 kann einstückig mit dem Hohlrad34 ausgebildet sein, so dass ein einziges lang gestrecktes Hohlrad beide Bauelemente bildet. Alternativ können das Hohlrad34 und das Hohlrad44 getrennt gebildet und miteinander verbunden sein (wie es in den4a und4b gezeigt ist). Der Planetenradsatz40 ist ein zusammengesetzter Planetenradsatz. - Alternativ können die Planetenradsätze
30 und40 ein langes Planetenrad umfassen, das die Planetenträgeranordnung36 mit der Planetenträgeranordnung46 verbindet, und die Hohlräder34 ,44 können getrennte Hohlräder sein. - Die Planetenradanordnung
18 umfasst auch sechs Drehmomentübertragungsmechanismen50 ,52 ,54 ,56 ,58 ,59 . Die Drehmomentübertragungsmechanismen50 ,52 ,58 sind feststehende Drehmomentübertragungsmechanismen, die üblicherweise Bremsen oder Reaktionskupplungen genannt werden. Die Drehmomentübertragungsmechanismen54 ,56 ,59 sind rotierende Drehmomentübertragungsmechanismen, die üblicherweise Kupplungen genannt werden. - Die Antriebswelle
17 steht in kontinuierlicher Verbindung mit dem Hohlrad24 , und die Abtriebswelle19 steht in kontinuierlicher Verbindung mit dem Hohlrad44 . Ein Freilauf kann wahlweise zwischen den Träger36 und das Getriebegehäuse60 geschaltet sein. - Bezüglich der Ansprüche ist der Planetenradsatz
20 der erste Planetenradsatz, der Planetenradsatz30 ist der zweite Planetenradsatz und der Planetenradsatz40 ist der dritte Planetenradsatz. Auch in den Ansprüchen angegeben sind erste, zweite und dritte Elemente jedes Planetenradsatzes. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist jedes erste Element ein Hohlrad, jedes zweite Element ist eine Planetenträgeranordnung und jedes dritte Element ist ein Sonnenrad. Auch wird der Drehmomentübertragungsmechanismus50 als der erste Drehmomentübertragungsmechanismus bezeichnet, der Drehmomentübertragungsmechanismus52 ist der zweite Drehmomentübertragungsmechanismus, der Drehmomentübertragungsmechanismus54 ist der dritte Drehmomentübertragungsmechanismus, der Drehmomentübertragungsmechanismus56 ist der vierte Drehmomentübertragungsmechanismus, der Drehmomentübertragungsmechanismus58 ist der fünfte Drehmomentübertragungsmechanismus und der Drehmomentübertragungsmechanismus59 ist der sechste Drehmomentübertragungsmechanismus. - Die Planetenträgeranordnung
36 kann selektiv mit dem Getriebegehäuse60 über die Bremse50 in Verbindung gebracht werden. Das Sonnenrad32 kann selektiv mit dem Getriebegehäuse60 über die Bremse52 in Verbindung gebracht werden. Die Planetenträgeranordnung26 kann selektiv mit dem Sonnenrad32 über die Kupplung54 in Verbindung gebracht werden. Das Hohlrad24 kann selektiv mit der Planetenträgeranordnung46 über die Kupplung56 in Verbindung gebracht werden. Das Sonnenrad22 kann selektiv mit dem Getriebegehäuse60 über die Kupplung58 in Verbindung gebracht werden. Die Planetenträgeranordnung26 kann selektiv mit dem Sonnenrad42 über die Kupplung59 in Verbindung gebracht werden. - Wie es in der Wahrheitstabelle von
2e gezeigt ist, werden die Drehmomentübertragungsmechanismen50 ,52 ,54 ,56 ,58 ,59 selektiv in Kombinationen von jeweils dreien in Eingriff gebracht, um sieben Vorwärts-Drehzahlverhältnisse und ein Rückwärts-Drehzahlverhältnis bereitzustellen. Es ist auch anzumerken, dass in der Wahrheitstabelle die Drehmomentübertragungsmechanismen50 ,58 während des neutralen Zustandes in Eingriff bleiben, wodurch der Vorwärts/Rückwärts-Gangwechsel vereinfacht wird. - Um das Rückwärts-Drehzahlverhältnis herzustellen, werden die Drehmomentübertragungsmechanismen
50 ,54 und58 in Eingriff gebracht. Der Gesamtzahlenwert des Rückwärts-Übersetzungsverhältnisses beträgt –3,819, wie es in der Wahrheitstabelle angegeben ist. - Das erste Vorwärts-Drehzahlverhältnis wird mit dem Eingriff der Drehmomentübertragungsmechanismen
50 ,58 ,59 hergestellt. Der Gesamtzahlenwert des ersten Vorwärts-Drehzahlverhältnisses beträgt 4,225, wie es in der Wahrheitstabelle angegeben ist. - Das zweite Vorwärts-Drehzahlverhältnis wird mit dem Eingriff der Drehmomentübertragungsmechanismen
52 ,58 ,59 hergestellt. Der Gesamtzahlenwert des zweiten Vorwärts-Drehzahlverhältnisses beträgt 2,401, wie es in der Wahrheitstabelle angegeben ist. - Das dritte Vorwärts-Drehzahlverhältnis wird mit dem Eingriff der Drehmomentübertragungsmechanismen
54 ,58 ,59 hergestellt. Der Gesamtzahlenwert des dritten Vorwärts-Drehzahlverhältnisses beträgt 1,625, wie es in der Wahrheitstabelle angegeben ist. - Das vierte Vorwärts-Drehzahlverhältnis wird mit dem Eingriff der Drehmomentübertragungsmechanismen
56 ,58 ,59 hergestellt. Der Gesamtzahlenwert des vierten Vorwärts-Drehzahlverhältnisses beträgt 1,174, wie es in der Wahrheitstabelle angegeben ist. - Das fünfte Vorwärts-Drehzahlverhältnis wird mit dem Eingriff der Drehmomentübertragungsmechanismen
54 ,56 ,59 hergestellt. Der Zahlenwert des fünften Vorwärts-Drehzahlverhältnisses beträgt 1, wie es in der Wahrheitstabelle angegeben ist. - Das sechste Vorwärts-Drehzahlverhältnis wird mit dem Eingriff der Drehmomentübertragungsmechanismen
54 ,56 ,58 hergestellt. Der Zahlenwert des sechsten Vorwärts-Drehzahlverhältnisses beträgt 0,859, wie es in der Wahrheitstabelle angegeben ist. - Das siebte Vorwärts-Drehzahlverhältnis wird mit dem Eingriff der Drehmomentübertragungsmechanismen
52 ,56 ,58 hergestellt. Der Zahlenwert des siebten Vorwärts-Drehzahlverhältnisses beträgt 0,701, wie es in der Wahrheitstabelle angegeben ist. - Wie es oben ausgeführt wurde, sind die Eingriffspläne für die Drehmomentübertragungsmechanismen in der Wahrheitstabelle von
2e gezeigt. Diese Tabelle liefert auch ein Beispiel von Drehzahlverhältnissen, die unter Verwendung der beispielhaft in2d angegebenen Zähneverhältnisse von Hohlrad zu Sonnenrad verfügbar sind. Der R3/S3-Wert ist das Zähneverhältnis des Planetenradsatzes20 , der R2/S2-Wert ist das Zähneverhältnis des Planetenradsatzes30 und der R1/S1-Wert ist das Zähneverhältnis des Planetenradsatzes40 . Die Wahrheitstabelle von2e beschreibt auch die Übersetzungsverhältnisstufen, die unter Verwendung der beispielhaft angegebenen Zähneverhältnisse erzielt werden. Beispielsweise beträgt das Übersetzungsstufenverhältnis zwischen den ersten und zweiten Vorwärts-Übersetzungsverhältnissen 1,76, während das Stufenverhältnis zwischen dem Rückwärts-Übersetzungsverhältnis und dem ersten Vorwärts-Übersetzungsverhältnis –0,90 beträgt. Es kann auch leicht aus der Wahrheitstabelle von2e bestimmt werden, dass alle Vorwärts-Gangwechsel mit einer einzigen Stufe von der Art mit einem einzigen Übergang sind. -
4a zeigt eine Ansicht im vertikalen Teilschnitt eines Getriebes, das die Verbindungen des Hebeldiagramms und des Stick-Diagramms der1 und3 , die zuvor beschrieben wurden, ausführt, und4b zeigt eine Vergrößerung von4a . In den4a und4b werden gleiche Bezugszeichen dazu verwendet, gleiche Bauelemente aus den1 –3 zu kennzeichnen. Die4a und4b zeigen die Beziehung zwischen den verschiedenen Drehmomentübertragungsmechanismen50 ,52 ,54 ,56 ,58 ,59 und den verschiedenen Planetenradelementen, die sie in Eingriff bringen. - Der Drehmomentübertragungsmechanismus
50 wird wie gezeigt durch den Kolben70 ,70a durch Aufbringen von Druckfluid in der Aufbringungskammer72 aufgebracht. Der Drehmomentübertragungsmechanismus52 wird durch den Kolben74 ,74a durch Aufbringen von Druckfluid in der Aufbringungskammer76 aufgebracht. - Der Drehmomentübertragungsmechanismus
54 wird durch den Kolben78 ,78a infolge der Aufbringung von Druckfluid in der Aufbringungskammer80 aufgebracht. Der Aufbringungsarm78a des Kolbens78 ist gezahnt (engl. "castellated"), um durch die Platten der Kupplung59 zum Aufbringen der Kupplung54 hindurchzutreten. Eine Ausgleichsdammkammer81 wird mit Fluid versorgt, um Fliehkräften von Fluid in der Kammer80 ein Gegengewicht entgegenzubringen. Eine Rückstellfeder83 spannt den Kolben78 in Richtung der freigegebenen Stellung vor. - Der Drehmomentübertragungsmechanismus
56 wird durch den Kolben82 aufgebracht, wenn Druckfluid in die Aufbringungskammer84 geliefert wird. Der Kolben82 ist durch eine Feder85 vorgespannt, und es ist ebenfalls eine Ausgleichsdammkammer87 vorgesehen. - Der Drehmomentübertragungsmechanismus
58 wird durch den Kolben90 aufgebracht, wenn Druckfluid in die Aufbringungskammer92 geliefert wird. Es ist ebenfalls eine Rückstellfeder93 vorgesehen. - Der Drehmomentübertragungsmechanismus
59 wird durch den Kolben94 ,94a aufgebracht, wenn Druckfluid in die Aufbringungskammer96 geliefert wird. Eine Ausgleichsdammkammer97 und eine Rückstellfeder98 sind ebenfalls vorgesehen. -
4a zeigt auch einen optionalen Freilauf100 , der eine Laufbahn102 , eine Walze104 und einen Nocken106 umfasst. Der Freilauf100 dient dazu, selektiv den Träger39 mit dem Getriebegehäuse60 in Verbindung zu bringen. - Das Sonnenrad
22 ist auf einer drehbaren hohlen Sonnenradwelle110 gelagert, die im Wesentlichen sich radial erstreckende Öffnungen112 ,114 ,116 ,118 aufweist, die derart angeordnet sind, dass sie Fluid an die Aufbringungskammer80 , die Ausgleichsdammkammer81 , die Aufbringungskammer96 bzw. die Ausgleichsdammkammer97 liefern, wie es in den4a und4b gezeigt ist. Die Öffnungen112 ,114 ,116 und118 schneiden den ausgehöhlten Abschnitt117 der Sonnenradwelle110 . Es sind Dichtungen119 ,120 ,122 ,124 ,125 benachbart zu Kanälen112 ,114 ,116 ,118 ,132 ,134 ,136 ,138 vorgesehen, um eine Leckage dort hindurch zu verhindern. Dichtungen131 ,133 ,135 und Radiallager137 dienen dazu, eine Leckage des Fluids, das in die Kanäle114 ,116 ,118 eingespeist wird, zu verhindern. Das Lager129 wird auch als eine Dichtung verwendet. Die Kammer126 (und eine Vielzahl von ähnlichen, in Umfangsrichtung beabstandeten Kammern) speisen Öl durch die Kanäle128 ,130 in die Kanäle116 bzw.118 (und die in Umfangsrichtung beabstandeten Kammern speisen Kanäle112 ,114 über andere Kanäle151 ,153 , die gestrichelt gezeigt sind, in dem Bauelement115 ). Aus dem Kanal116 tritt das Fluid durch den Kanal132 in die Aufbringungskammer96 ein. Aus dem Kanal118 tritt das Fluid durch den Kanal134 in die Ausgleichsdammkammer97 ein. Aus dem Kanal114 tritt das Fluid durch den Kanal136 in die Aufbringungskammer80 ein. Aus dem Kanal112 tritt das Fluid durch den Kanal138 in die Ausgleichskammer81 ein. - Die Kammer
126 (und weitere in Umfangsrichtung beabstandete Kammern) speisen auch die Aufbringungskammer84 und die Ausgleichsdammkammer87 der Kupplung56 über Kanäle140 ,142 in der Turbinenradwelle144 . Die Kanäle140 ,142 sind durch die Dichtungen146 ,148 ,150 abgedichtet. - Auf diese Weise wird Fluid zum Aufbringen des dritten und des sechsten Drehmomentübertragungsmechanismus
54 ,59 durch die Sonnenradwelle110 hindurch gespeist, die mit den Kerbverzahnungen140 mit dem Sonnenrad22 kerbverzahnt ist. - Diese Ausgestaltung liefert die Möglichkeit des Ingangsetzens über Reibung (friction launch) unter Verwendung der Drehmomentübertragungsmechanismen
50 oder58 . Dies wird vorgenommen, indem die Drehmomentübertragungsmechanismen50 oder58 während des Ingangsetzens durchrutschen gelassen werden. U.S. Patent Nr. 6,471,616 beschreibt eine weitere Anordnung zum Ingangsetzen über Reibung, deren Offenbarungsgehalt hierin durch Bezugnahme vollständig mit eingeschlossen ist. - Zusammengefasst umfasst ein Mehrganggetriebe eine Antriebswelle, eine Abtriebswelle und eine Planetenradanordnung mit drei Planetenradsätzen. Die Antriebswelle und die Abtriebswelle stehen in kontinuierlicher Verbindung mit Elementen der Planetenradsätze. Sechs Drehmomentübertragungsmechanismen bringen selektiv besondere Elemente der Planetenradsätze mit anderen Elementen der Planetenradsätze oder mit dem Getriebegehäuse in Verbindung. Fluid zum Aufbringen von zweien der Drehmomentübertragungsmechanismen wird durch eine Welle, die mit einem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes verbunden ist, transportiert. Die sechs Drehmomentübertragungsmechanismen stehen in Kombinationen von jeweils dreien in Eingriff, um sieben Vorwärts-Drehzahlverhältnisse und ein Rückwärts-Drehzahlverhältnis zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle herzustellen.
Claims (11)
- Mehrganggetriebe, umfassend: eine Antriebswelle (
17 ), eine Abtriebswelle (19 ), eine Planetenradanordnung (18 ) mit einem ersten, einem zweiten und einem dritten Planetenradsatz (20 ,30 ,40 ), wobei jeder Planetenradsatz erste, zweite und dritte Elemente (24 ,26 ,22 ,34 ,36 ,32 ,44 ,46 ,42 ) aufweist, wobei die Antriebswelle (17 ) in kontinuierlicher Verbindung mit dem ersten Element (24 ) des ersten Planetenradsatzes (20 ) steht, und die Abtriebswelle (19 ) in kontinuierlicher Verbindung mit dem ersten Element (44 ) des dritten Planetenradsatzes (40 ) steht, einen ersten Drehmomentübertragungsmechanismus (50 ), der selektiv das zweite Element (36 ) des zweiten Planetenradsatzes (30 ) mit einem Getriebegehäuse (60 ) in Verbindung bringt, einen zweiten Drehmomentübertragungsmechanismus (52 ), der selektiv das dritte Element (32 ) des zweiten Planetenradsatzes (30 ) mit dem Getriebegehäuse (60 ) in Verbindung bringt, einen dritten Drehmomentübertragungsmechanismus (54 ), der selektiv das zweite Element (26 ) des ersten Planetenradsatzes (20 ) mit dem dritten Element (32 ) des zweiten Planetenradsatzes (30 ) in Verbindung bringt, einen vierten Drehmomentübertragungsmechanismus (56 ), der selektiv das erste Element (24 ) des ersten Planetenradsatzes (20 ) mit dem zweiten Element (46 ) des dritten Planetenradsatzes (40 ) in Verbindung bringt, einen fünften Drehmomentübertragungsmechanismus (58 ), der selektiv das dritte Element (22 ) des ersten Planetenradsatzes (20 ) mit dem Getriebegehäuse (60 ) in Verbindung bringt, einen sechsten Drehmomentübertragungsmechanismus (59 ), der selektiv das zweite Element (26 ) des ersten Planetenradsatzes (20 ) mit dem dritten (42 ) Element des dritten Planetenradsatzes (40 ) in Verbindung bringt, wobei Fluid zum Aufbringen des dritten und des sechsten Drehmomentübertragungsmechanismus (54 ,59 ) durch eine Welle (110 ) hindurch transportiert wird, die mit einem Sonnenrad (22 ) des ersten Planetenradsatzes (20 ) verbunden ist, und wobei der erste, der zweite, der dritte, der vierte, der fünfte und der sechste Drehmomentübertragungsmechanismus (50 ,52 ,54 ,56 ,58 ,59 ) in Kombinationen von jeweils dreien in Eingriff stehen, um sieben Vorwärts-Drehzahlverhältnisse und ein Rückwärts-Drehzahlverhältnis 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 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Planetenradsatz (
30 ) ein einfacher Planetenradsatz ist, und der dritte Planetenradsatz (40 ) ein zusammengesetzter Planetenradsatz ist. - Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der ersten Elemente (
24 ,34 ,44 ) ein Hohlrad ist, jedes der zweiten Elemente (26 ,36 ,46 ) eine Planetenträgeranordnung ist, und jedes der dritten Elemente (22 ,32 ,42 ) ein Sonnenrad ist. - Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Element (
34 ) des zweiten Planetenradsatzes (30 ) einstückig mit dem ersten Element (44 ) des dritten Planetenradsatzes (40 ) ist. - Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (
110 ), die mit dem Sonnenrad (22 ) des ersten Planetenradsatzes (20 ) verbunden ist, hohl ist und sich im Wesentlichen radial erstreckende Öffnungen umfasst, um das Fluid zu dem dritten und dem sechsten Drehmomentübertragungsmechanismus (54 ,59 ) zu transportieren. - Mehrganggetriebe, umfassend: eine Antriebswelle (
17 ), eine Abtriebswelle (19 ), eine Planetenradanordnung (18 ) mit einem ersten, einem zweiten und einem dritten Planetenradsatz (20 ,30 ,40 ), wobei jeder Planetenradsatz erste, zweite und dritte Elemente (24 ,26 ,22 ,34 ,36 ,32 ,44 ,46 ,42 ) aufweist, wobei die Antriebswelle (17 ) in kontinuierlicher Verbindung mit dem ersten Element (24 ) des ersten Planetenradsatzes (20 ) steht, und die Abtriebswelle (19 ) in kontinuierlicher Verbindung mit dem ersten Element (44 ) des dritten Planetenradsatzes (40 ) steht, das erste Element (34 ) des zweiten Planetenradsatzes (30 ) einstückig mit dem ersten Element (44 ) des dritten Planetenradsatzes (40 ) ist, einen ersten Drehmomentübertragungsmechanismus (50 ), der selektiv das zweite Element (36 ) des zweiten Planetenradsatzes (30 ) mit einem Getriebegehäuse (60 ) in Verbindung bringt, einen zweiten Drehmomentübertragungsmechanismus (52 ), der selektiv das dritte Element (32 ) des zweiten Planetenradsatzes (30 ) mit dem Getriebegehäuse (60 ) in Verbindung bringt, einen dritten Drehmomentübertragungsmechanismus (54 ), der selektiv das zweite Element (26 ) des ersten Planetenradsatzes (20 ) mit dem dritten Element (32 ) des zweiten Planetenradsatzes (30 ) in Verbindung bringt, einen vierten Drehmomentübertragungsmechanismus (56 ), der selektiv das erste Element (24 ) des ersten Planetenradsatzes (20 ) mit dem zweiten Element (46 ) des dritten Planetenradsatzes (40 ) in Verbindung bringt, einen fünften Drehmomentübertragungsmechanismus (58 ), der selektiv das dritte Element (22 ) des ersten Planetenradsatzes (20 ) mit dem Getriebegehäuse (60 ) in Verbindung bringt, einen sechsten Drehmomentübertragungsmechanismus (59 ), der selektiv das zweite Element (26 ) des ersten Planetenradsatzes (20 ) mit dem dritten Element (42 ) des dritten Planetenradsatzes (40 ) in Verbindung bringt, wobei Fluid zum Aufbringen des dritten und des sechsten Drehmomentübertragungsmechanismus (54 ,59 ) durch eine Welle (110 ) hindurch transportiert wird, die mit einem Sonnenrad (22 ) des ersten Planetenradsatzes (20 ) verbunden ist, wobei jedes der ersten Elemente (24 ,34 ,44 ) ein Hohlrad ist, jedes der zweiten Elemente (26 ,36 ,46 ) eine Planetenträgeranordnung ist, und jedes der dritten Elemente ein Sonnenrad (22 ,32 ,42 ) ist, wobei das erste Element (34 ) des zweiten Planetenradsatzes (30 ) und das erste Element (44 ) des dritten Planetenradsatzes (40 ) ein einziges lang gestrecktes Hohlrad umfassen, wobei der zweite Planetenradsatz (30 ) ein einfacher Planetenradsatz ist, und der dritte Planetenradsatz (40 ) ein zusammengesetzter Planetenradsatz ist, und wobei der erste, der zweite, der dritte, der vierte, der fünfte und der sechste Drehmomentübertragungsmechanismus (50 ,52 ,54 ,56 ,59 ) in Kombinationen von jeweils dreien in Eingriff stehen, um sieben Vorwärts-Drehzahlverhältnisse und ein Rückwärts-Drehzahlverhältnis zwischen Antriebswelle (17 ) und der Abtriebswelle (19 ) herzustellen. - Getriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (
110 ), die mit dem Sonnenrad (22 ) des ersten Planetenradsatzes (20 ) verbunden ist, hohl ist und im Wesentlichen sich radial erstreckende Öffnungen umfasst, um das Fluid zu dem dritten und dem sechsten Drehmomentübertragungsmechanismus (54 ,59 ) zu transportieren. - Mehrganggetriebe, umfassend: eine Antriebswelle (
17 ), eine Abtriebswelle (19 ), eine Planetenradanordnung (18 ) mit einem ersten, einem zweiten und einem dritten Planetenradsatz (20 ,30 ,40 ), wobei jeder Planeten radsatz ein Hohlrad (24 ,34 ,44 ), eine Planetenträgeranordnung (26 ,36 ,46 ) und ein Sonnenrad (22 ,32 ,42 ) aufweist, wobei die Antriebswelle (17 ) in kontinuierlicher Verbindung mit dem Hohlrad (24 ) des ersten Planetenradsatzes (20 ) steht, und die Abtriebswelle (19 ) in kontinuierlicher Verbindung mit dem Hohlrad (44 ) des dritten Planetenradsatzes (40 ) steht, sechs Drehmomentübertragungsmechanismen (50 ,52 ,54 ,56 ,58 ,59 ), die selektiv die Hohlräder (24 ,24 ,44 ), Planetenträgeranordnungen (26 ,36 ,46 ) und Sonnenräder (22 ,32 ,42 ) der Planetenradsätze (20 ,30 ,40 ) mit einem Getriebegehäuse (60 ) oder mit anderen Zahnradelementen des ersten, des zweiten und des dritten Planetenradsatzes (20 ,30 ,40 ) in Verbindung bringen, wobei das Sonnenrad (22 ) des ersten Planetenradsatzes (20 ) über eine Kerbverzahnung mit einer hohlen Sonnenradwelle (110 ) verbunden ist und Fluid zum Aufbringen zumindest zweier der Drehmomentübertragungsmechanismen durch die hohle Welle (110 ) hindurch transportiert wird, und wobei die sechs Drehmomentübertragungsmechanismen (50 ,52 ,54 ,56 ,58 ,59 ) in Kombinationen von jeweils dreien in Eingriff stehen, um zumindest sieben Vorwärts-Drehzahlverhältnisse und ein Rückwärts-Drehzahlverhältnis zwischen der Antriebswelle (17 ) und der Abtriebswelle (19 ) herzustellen. - Mehrganggetriebe nach Anspruch 9, wobei die sechs Drehmomentübertragungsmechanismen umfassen: einen ersten Drehmomentübertragungsmechanismus (
50 ), der selektiv die Planetenträgeranordnung (36 ) des zweiten Planetenradsatzes (30 ) mit dem Getriebegehäuse (60 ) in Verbindung bringt, einen zweiten Drehmomentübertragungsmechanismus (52 ), der selektiv das Sonnenrad (32 ) des zweiten Planetenradsatzes (30 ) mit dem Getriebegehäuse (60 ) in Verbindung bringt, einen dritten Drehmomentübertragungsmechanismus (54 ), der selektiv die Planetenträgeranordnung (26 ) des ersten Planetenradsatzes (20 ) mit dem Sonnenrad (32 ) des zweiten Planetenradsatzes (30 ) in Verbindung bringt, einen vierten Drehmomentübertragungsmechanismus (56 ), der selektiv das Hohlrad (24 ) des ersten Planetenradsatzes (20 ) mit der Planetenträgeranordnung (46 ) des dritten Planetenradsatzes (40 ) in Verbindung bringt, einen fünften Drehmomentübertragungsmechanismus (58 ), der selektiv das Sonnenrad (22 ) des ersten Planetenradsatzes (20 ) mit dem Getriebegehäuse (60 ) in Verbindung bringt, und einen sechsten Drehmomentübertragungsmechanismus (59 ), der selektiv die Planetenträgeranordnung (26 ) des ersten Planetenradsatzes (20 ) mit dem Sonnenrad (42 ) des dritten Planetenradsatzes (40 ) in Verbindung bringt. - Getriebe nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die hohle Sonnenradwelle (
110 ) sich im Wesentlichen radial erstreckende Öffnungen umfasst, um das Fluid zu dem dritten und dem sechsten Drehmomentübertragungsmechanismus (54 ,59 ) zu transportieren.
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