DE102004041019A1

DE102004041019A1 - Planetengetriebe mit einem einen feststehenden Kolben umfassenden, rotierenden Drehmomentübertragungsmechanismus

Info

Publication number: DE102004041019A1
Application number: DE102004041019A
Authority: DE
Inventors: Paul D. Ann Arbor Stevenson; Raymond J. Brighton Haka
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 2003-08-26
Filing date: 2004-08-24
Publication date: 2005-03-31
Anticipated expiration: 2024-08-25
Also published as: US20050049106A1; DE102004041019B4; US7070532B2

Abstract

Ein Planetengetriebe weist mehrere rotierende Drehmomentübertragungsmechanismen auf, die betreibbar sind, um einen rotierenden Antriebsmechanismus mit einem oder mehreren Planetenradelementen zu verbinden. Zumindest zwei der rotierenden Drehmomentübertragungsmechanismen sind radial gegenseitig versetzt angeordnet und axial ausgerichtet. Zumindest einer von den radial gegenseitig versetzt angeordneten rotierenden Drehmomentübertragungsmechanismen umfasst einen Aufbringungskolben, der in einem feststehenden Getriebegehäuse verschiebbar montiert ist, eine Aufbringungsplatte, die mit einem Abschnitt der Drehmomentübertragungsmechanismen drehbar ist, und ein Lager, das dazwischen angeordnet ist, um eine Relativdrehung dazwischen auszugleichen.

Description

Diese Anmeldung ist verwandt mit der am 26. August 2003 eingereichten U.S. Provisional Application 60/498,269, deren Offenbarungsgehalt hierin durch Bezugnahme vollständig mit eingeschlossen ist.
Diese Erfindung betrifft rotierende Drehmomentübertragungsmechanismen in Lastschaltgetrieben, insbesondere rotierende Drehmomentübertragungsmechanismen mit einem feststehenden Kolben.
Lastschaltgetriebe verwenden im Allgemeinen eine oder mehrere rotierende Drehmomentübertragungsmechanismen, die üblicherweise Kupplungen genannt werden. Die Kupplungsanordnung umfasst im Allgemeinen einen Kolben, der in einem Gehäuse verschiebbar angeordnet ist, mehrere ineinander greifende Reibscheiben, von denen eine über eine Kerbverzahnung mit einem Gehäuse verbunden ist, und die andere über eine Kerbverzahnung mit einer Nabe verbunden ist, und eine Verstärkungsplatte, die über eine Kerbverzahnung mit einem der Elemente verbunden ist.
Der Kolben wird normalerweise mit einem der Gehäuseelemente rotiert. Zwischen dem Gehäuse und dem Kolben wird in einer Aufbringungskammer Fluiddruck aufgebracht, um zu bewirken, dass der Kolben mit einer Druckplatte in Eingriff gelangt, die an einer der Reibplatten anliegt. Die Reibplatten sind in Reibkontakt angeordnet, so dass Rotationsleistung zwischen den beiden Gehäuseelementen oder Naben elementen der Kupplung übertragen wird. Die Kolbenaufbringungskammer ist im Allgemeinen mit Öl gefüllt, wenn der Kolben nicht betätigt wird, und ist in vielen Fällen einer Fliehkraft ausgesetzt, die bewirken könnte, dass der Kolben aufgebracht wird, wodurch die Kupplung teilweise in Eingriff gelangt und Verschleiß an den Reibplatten hervorgerufen wird. Um diese Fliehkraft zu kompensieren, wenden manche Kupplungen ein Kugelablassventil an, das in dem Kolben oder in dem Gehäuse, das mit dem Kolben rotiert, angeordnet ist. Das Kugelablassventil dient dazu, bei einer vorbestimmten Drehgeschwindigkeit des Kolbens oder des Gehäuses zu öffnen, wodurch das Fluid in der Aufbringungskammer abgelassen wird, vorausgesetzt, dass der Druck in der Aufbringungskammer bei oder unterhalb eines vorbestimmten Wertes liegt. Die Verwendung dieser Kugelablassventile ist allgemein bekannt.
Andere Kupplungsanordnungen verwenden einen so genannten Fliehkraftdamm oder eine Fliehkraftsperre, der bzw. die eine Kammer auf der Seite des Kolbens entgegengesetzt zu der Aufbringungskammer ist. Der Fliehkraftdamm kann mit Schmieröl gefüllt werden, so dass die Fliehkraft innerhalb des Fliehkraftdammabschnittes einer jeden Fliehkraft, die in der Aufbringungskammer vorhanden ist, ein Gegengewicht entgegensetzen wird. Diese beiden Systeme sind wirksam, um eine Fliehkraftaufbringung des Kolbens zu verhindern.
Ein anderes Element von Interesse in rotierenden Drehmomentübertragungsmechanismen ist die Wellendichtungsanordnung, die zwischen dem rotierenden Gehäuse und einer rotierenden Welle vorhanden ist. Im Betrieb werden diese beiden Elemente mit unterschiedlichen Drehzahlen rotieren, wodurch ein Reibungsverlust innerhalb der Dichtungsanordnung geschaffen wird, der als Antriebsverlust in dem Getriebe bezeichnet wird.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten rotierenden Drehmomentübertragungsmechanismus zur Verwendung in einem Lastschaltgetriebe bereitzustellen, bei dem der rotierende Drehmomentübertragungsmechanismus ein feststehendes (d.h. nicht rotierendes) Kolbenelement aufweist.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Lastschaltgetriebe zwei rotierende Drehmomentübertragungsmechanismen, die radial ausgerichtet sind und sich zumindest teilweise axial überlappen, wobei einer der rotierenden Drehmomentübertragungsmechanismen einen feststehenden Kolben aufweist, der in einem feststehenden Gehäuse verschiebbar angeordnet ist.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Lastschaltgetriebe drei radial ausgerichtete rotierende Drehmomentübertragungsmechanismen, wobei jeder rotierende Drehmomentübertragungsmechanismus einen feststehenden Kolben aufweist, der in einem feststehenden Gehäuse verschiebbar angeordnet ist.
Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Lastschaltgetriebe drei Drehmomentübertragungsmechanismen, die radial ausgerichtet sind, wobei zwei der Drehmomentübertragungsmechanismen vom rotierenden Typ sind, wobei jeder einen feststehenden Kolben aufweist, der in einem feststehenden Gehäuse verschiebbar angeordnet ist.
Gemäß einem nochmals anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Lastschaltgetriebe drei rotierende Drehmomentübertragungsmechanismen, die selektiv mit einer Planetenradanordnung in Verbindung gebracht werden können, wobei zwei der Drehmomentübertragungsmechanismen auf einer axialen Seite des Planetenradsatzes angeordnet sind, und der dritte auf der entgegengesetzten axialen Seite des Planetenradsatzes angeordnet ist, und wobei darüber hinaus jeder der rotierenden Drehmomentübertragungsmechanismen einen jeweiligen feststehenden Kolben umfasst, der in dem jeweiligen feststehenden Gehäuse verschiebbar angeordnet ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst jeder der rotierenden Drehmomentübertragungsmechanismen, die feststehende Kolben aufweisen, ein Drehlager, das zwischen dem feststehenden Kolben und einem rotierenden Element des Drehmomentübertragungsmechanismen angeordnet ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung bildet das Getriebegehäuse eine erste, eine zweite und eine dritte feststehende Kolbenkammer, die radial zueinander nacheinander angeordnet sind.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Lastschaltgetriebe mehrere feststehende Kolben für rotierende Drehmomentübertragungsmechanismen, wobei während einer Betriebsunterbrechung der Drehmomentübertragungsmechanismen Fliehkräfte aus dem System beseitigt werden.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung liefert ein Lastschaltgetriebe mit mehreren rotierenden Drehmomentübertragungsmechanismen vom Typ mit feststehendem Kolben eine verbesserte Packungsanordnung, indem der axiale Raumbedarf für die Drehmomentübertragungsmechanismen verringert wird.
Die vorliegende Erfindung stellt rotierende Drehmomentübertragungsmechanismen (Kupplungen) bereit, die jeweils einen feststehenden Kolben aufweisen. Der feststehende Kolben beseitigt die Notwendigkeit für rotierende Ölübertragungsstrukturen und auch die Notwendigkeit, Fliehkräfte, die das Öl auf dem Kolben aufbringen könnten, zu verringern oder zu beseitigen. Die rotierenden Drehmomentübertragungsmechanismen mit feststehenden Kolben erfordern weniger Raum und besitzen eine verringerte Masse und darüber hinaus beseitigen sie Schleif- oder Widerstandsverluste zwischen den rotierenden Wellendichtungen und dem rotierenden Gehäuse. Indem die Fliehkraftwirkungen verringert oder beseitigt werden, wird eine verbesserte Steuerbarkeit in dem Getriebesystem zugelassen.
Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der Zeichnungen beschrieben; in diesen ist:
1a ein Aufriss in Querschnitt eines Lastschaltgetriebes, das eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält;
1b eine vergrößerte Querschnittsansicht, genommen von dem Bereich 1b von 1a;
2 eine Ansicht im Teilschnitt eines Lastschaltgetriebes, das eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält;
3a eine Schnittansicht eines Lastschaltgetriebes, das eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält;
3b eine vergrößerte Querschnittsansicht, genommen von dem Bereich 3b von 3a; und
4 eine Querschnittsansicht eines Lastschaltgetriebes, das eine nochmals andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält.
In den Zeichnungen ist in den 1a und 1b ein Planetengetriebe 10 gezeigt, das einen herkömmlichen Drehmomentwandler 12, eine Planetenradanordnung 14 und einen Achsantriebsmechanismus 16 umfasst. Der Drehmomentwandler 12 umfasst ein Laufrad 18, ein Turbinenrad 20 und einen Stator 22. Das Laufrad 18 ist mit einer Motorkurbelwelle 24 über eine Mitnehmerscheibe 26 und eine Antriebsschale 28 verbunden. Eine herkömmliche Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 30 ist zwischen dem Turbinenrad 20 und der Antriebsschale 28 angeordnet. Die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 30 weist einen Abschnitt auf, der an dem Turbinenrad 20 befestigt ist, und umfasst eine Nabe 32, die über eine Kerbverzahnung mit einer Getriebeantriebswelle 34 verbunden ist. Die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 30 weist eine Aufbringungsplatte 36 auf, die eine Reibfläche 38 umfasst, die mit der Innenfläche der Antriebsschale 28 in Eingriff steht. Wenn die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung aufgebracht ist, wird, wie es allgemein bekannt ist, zwischen der Motorkurbelwelle 24 und der Getriebeantriebswelle 34 ein direkter Antrieb bereitgestellt. Während des Betriebs des Drehmomentwandlers ist ein hydrodynamischer Antrieb zwischen der Motorkurbelwelle 24 und der Getriebeantriebswelle 34 vorhanden. Diese hydrodynamischen Antriebe sind in der Technik allgemein bekannt.
Die Planetenradanordnung 14 umfasst zwei Planetenradsätze 40 und 42. Der Planetenradsatz 40 weist ein Sonnenrad 44, ein Hohlrad 46 und eine Planetenträgeranordnung 48 auf. Die Planetenträgeranordnung 48 umfasst mehrere Planetenräder 50, die drehbar an einem Planetenträger 52 montiert sind. Der Planetenradsatz 42 umfasst ein Sonnenrad 54, ein Hohlrad 56 und eine Planetenträgeranordnung 58. die Planetenträgeranordnung 58 umfasst mehrere Planetenräder 60, die drehbar an einem Planetenträger 62 montiert sind.
Die Antriebswelle 34 weist einen Endabschnitt 64 auf, der an einer Gehäuseverlängerung 68 drehbar gelagert ist, die an einem Getriebegehäuse 70 befestigt ist. Die Gehäuseverlängerung 68 ist, wie das Gehäuse 70, relativ zu der Drehung der Getriebeantriebswelle 34 feststehend. Mit dem Endabschnitt 64 steht ein Kupplungsgehäuse oder eine Kupplungsnabe 72 in Antriebsverbindung.
Die Planetenradanordnung 14 umfasst drei rotierende Drehmomentübertragungsmechanismen oder Kupplungen 74, 76 und 78 und drei feststehende Drehmomentübertragungsmechanismen oder Bremsen 80, 82 und 84. Die Kupplung 74 weist mehrere Reib- oder Kupplungsplatten 86 auf, die über eine Kerbverzahnung mit der Nabe oder dem Gehäuse 70 verbunden sind, und mehrere Reibplatten 88, die über eine Kerbverzahnung mit einer Nabe 90 verbunden sind. Die Kupplung 74 umfasst auch einen Aufbringungskolben 92, der an dem Gehäuse 70 verschiebbar gelagert ist und mit diesem zusammenwirkt, um eine Aufbringungskammer 94 zu bilden. Die Kupplung 74 umfasst auch ein Wandungselement 96, das mit dem Aufbringungskolben 92 zusammenwirkt, um einen Fliehkraftdammhohlraum 98 zu schaffen. Die Kupplung 74 weist auch eine Druckplatte 100 und eine Verstärkungsplatte 102 auf, die über eine Kerbverzahnung mit dem Gehäuse 74 zur gemeinsamen Rotation mit diesem verbunden sind. Die Nabe 90 steht über eine Kerbverzahnung oder auf andere Weise mit einer Hohlwelle 104 in Antriebsverbindung, die mit dem Träger 62 der Planetenträgeranordnung 58 in Antriebsverbindung steht. Wenn die Aufbringungskammer 94 ausreichend unter Druck gesetzt ist, wird somit die Kupplung 74 in Eingriff gelangen, wodurch die Antriebswelle 34 mit dem Träger 62 der Planetenträgeranordnung 58 in Verbindung gebracht wird. Die Verstärkungsplatte 102 steht über eine Kerbverzahnung oder auf andere Weise mit dem Sonnenrad 44 in Antriebsverbindung, so dass das Sonnenrad 44 gemeinsam mit der Antriebswelle 34 rotiert.
Die Kupplung 76 umfasst mehrere Kupplungsplatten 106, die über eine Kerbverzahnung oder auf andere Weise mit einer Nabe 108 in Antriebsverbindung stehen. Die Kupplung 76 umfasst auch mehrere Reibplatten 110, die über eine Kerbverzahnung mit dem Gehäuse 70 verbunden sind oder auf andere Weise mit diesem in Antriebsverbindung stehen, das gemeinsam mit der Antriebswelle 34 rotiert. Andere Bauelemente der Kupplung 76 umfassen einen Kolben 112, eine Wälz- oder Axiallageranordnung 114 und mehrere Rückstellfedern 116. Das Lager 114 ist zwischen dem Kolben 112, der in dem Getriebegehäuse 70 verschiebbar gelagert ist, und der am weitesten links befindlichen Kupplungsplatte 106 angeordnet. Der Kolben 112 weist eine Verlängerung 118 auf, an der die Rückstellfedern 116 anliegen, um den Kolben 112 jedes Mal dann in das Gehäuse 70 zu drängen, wenn eine Aufbringungskammer 120, die zwischen dem Kolben 112 und dem Gehäuse 70 ausgebildet ist, nicht unter Druck gesetzt ist. Wenn die Kammer 120 unter Druck gesetzt ist, wird der Kolben 112 mit der Kupplung 76 derart in Eingriff stehen, dass eine Antriebsverbindung zwischen der Antriebswelle 34 und der Nabe 108 hergestellt ist. Die Nabe 108 ist über eine Kerbverzahnung mit dem Planetenträger 52 der Planetenträgeranordnung 48 verbunden oder steht auf andere Weise mit diesem in Antriebsverbindung. Jedes Mal dann, wenn die Kupplung 76 aufgebracht wird, werden somit die Planetenträ geranordnung 52 und das Sonnenrad 44 zur gemeinsamen Rotation mit der Antriebswelle 34 miteinander verbunden. Wenn die Kupplung 76 in Eingriff steht, wird der Planetenradsatz 40 gemeinsam, d.h. als eine einzige Einheit, rotieren.
Das Hohlrad 46 des Planetenradsatzes 40 steht mit einer Nabe oder Schale 122 in Antriebsverbindung, die wiederum mit dem Sonnenrad 54 in Antriebsverbindung steht oder auf andere Weise an diesem befestigt ist. Daher werden das Hohlrad 46 und das Sonnenrad 54 als eine einzige Einheit arbeiten. Wenn eines dieser Elemente rotiert, rotiert auch das andere, und wenn eines dieser Elemente feststehend gehalten wird, wird auch das andere Element feststehend gehalten.
Die Kupplung 78 weist einen inneren Nabenabschnitt 124 auf, der einstückig mit dem Planetenträger 52 ist, einen äußeren Nabenabschnitt 126, der mit der Hohlwelle 104 in Antriebsverbindung steht, mehrere Reibplatten 128, die über eine Kerbverzahnung mit der Nabe 126 verbunden sind, mehrere Reibplatten 130, die über eine Kerbverzahnung mit der Nabe 124 verbunden sind, und einen Aufbringungskolben 132. Der Aufbringungskolben 132 ist in der Nabe 126 verschiebbar gelagert und wirkt mit dieser zusammen, um eine Aufbringungskammer oder einen Aufbringungshohlraum 134 zu bilden.
Ein Wandungs- Sperr-, oder Dammelement 136 ist auf der Hohlwelle 104 getragen und in dem Kolben 132 verschiebbar angeordnet. Die Dammwandung 136 und der Kolben 132 wirken zusammen, um einen Fliehkraft-Dammhohlraum 138 zu bilden. Eine Rückstellfeder 140 in der Form einer Tellerfeder ist zwischen der Dammwandung 136 und dem Kolben 132 angeordnet, um ein Außereingrifftreten des Kolbens zu erzwingen, wenn der Hohlraum 134 nicht unter Druck gesetzt ist. Der Dammhohlraum 138 ist zur Füllung mit Schmieröl verfügbar, um einem jeden Fliehkraft-Fluiddruck, der in dem Hohlraum 134 erzeugt wird, ein Gegengewicht entgegenzusetzen. Wenn der Hohlraum 134 unter Druck gesetzt ist, werden die Planetenträgeranordnung 48 und die Planetenträgeranordnung 58 gemeinsam rotieren.
Die Bremse 80 umfasst einen Aufbringungskolben 142, der in dem Getriebegehäuse 70 verschiebbar angeordnet ist, mehrere Bremsplatten 144, die über eine Kerbverzahnung mit dem Getriebegehäuse 70 verbunden sind, und mehrere Reibplatten 146, die über eine Kerbverzahnung mit einer Nabe 148 verbunden sind, die in Antriebsverbindung mit dem Träger 62 der Planetenträgeranordnung 58 steht. Eine Teller-Rückstellfeder 150 ist zwischen einem in dem Gehäuse 70 befestigten Sprengring 152 und dem Kolben 142 angeordnet, um das Außereingrifftreten des Kolbens jedes Mal dann zu erzwingen, wenn eine Aufbringungskammer 154, die zwischen dem Kolben 142 und dem Gehäuse 70 ausgebildet ist, nicht unter Druck gesetzt ist. Wenn die Aufbringungskammer 154 unter Druck gesetzt ist, wird die Bremse 80 aufgebracht, um eine Drehung des Planetenträgers 62 zu verzögern.
Die Bremse 82 umfasst einen Aufbringungskolben 155, der in dem Getriebegehäuse 70 verschiebbar angeordnet ist, mehrere Reibplatten 156, die über eine Kerbverzahnung mit dem Gehäuse 70 verbunden sind, mehrere Reibplatten 158, die über eine Kerbverzahnung mit der Nabe 122 verbunden sind, und eine Rückstellfeder 160, die zwischen dem Gehäuse 70 und dem Kolben 154 angeordnet ist. Der Kolben 154 wirkt mit dem Gehäuse 70 zusammen, um eine Aufbringungskammer 162 zu bilden, die, wenn sie unter Druck gesetzt ist, ein Ineingrifftreten der Bremse 82 bewirken wird. Wenn die Bremse 82 unter Druck gesetzt ist, wird die Nabe 122 feststehend gehalten, wodurch eine Drehung von sowohl dem Hohlrad 46 als auch dem Sonnenrad 54 verzögert wird.
Die Bremse 84 umfasst einen Aufbringungskolben 164, der in dem Gehäuse 70 verschiebbar angeordnet ist, mehrere Bremsplatten 166, die über eine Kerbverzahnung mit dem Gehäuse 70 verbunden sind, und mehrere Reibplatten 168, die über eine Kerbverzahnung mit einer Nabe 170 verbunden sind, die in Antriebsverbindung mit dem Planetenträger 52 der Planetenträgeranordnung 48 steht. Der Kolben 164 wirkt mit dem Gehäuse 70 zusammen, um eine Aufbringungskammer 172 zu schaffen. Eine Rückstellfeder 174 ist zwischen dem Gehäuse 70 und dem Kolben 164 angeordnet, um den Kolben 164 in die Kammer 172 hinein und aus dem Eingriff mit den Bremsplatten 166 heraus zu drängen. Wenn der Kolben 164 mit Druck in der Kammer 172 beaufschlagt wird, bewirkt die Bremse 84, dass eine Drehung des Trägers 52 der Planetenträgeranordnung 48 verzögert wird.
Das Hohlrad 56 steht in Antriebsverbindung mit einem Zwischenzahnrad oder Verteilergetriebe 176, das mit einem weiteren Zwischenzahnrad oder Verteilergetriebe 178 kämmt. Das Zwischenzahnrad 178 steht über eine Kerbverzahnung und auf andere Weise mit einer Welle 180 in Antriebsverbindung, an der ein Achsantriebszahnrad 182 ausgebildet ist. Das Achsantriebszahnrad 182 kämmt mit einem Achsantriebszahnrad 184, das in Antriebsverbindung mit einem Gehäuse 186 eines herkömmlichen Achsantriebs-Differentials 188 steht. Das Differential 188 umfasst zwei Abtriebswellen 190 und 192, die auf eine wohlbekannte Weise in Wirkverbindung stehen, um die nicht gezeigten Räder eines Fahrzeugs anzutreiben.
Wie es in den 1a und 1b zu sehen und aus der vorhergehenden Beschreibung zu verstehen ist, ist die Kupplung 76 radial außerhalb der Kupplung 74 angeordnet. Die Kupplung 76 umfasst einen feststehenden Kolben 112, dessen Aufbringungskammer 120 mit Fluid über nicht gezeigte Durchgänge versorgt wird, die in dem Gehäuse 70 ausgebildet sind. Somit benötigt der Kolben 112 keine rotierenden Dichtungen. Die Kupplung 74 ist an dem Endabschnitt 64 getragen, der an der Gehäuseverlängerung 68 drehbar gelagert ist. Die Aufbringungskammer 94 der Kupplung 74 wird mit Fluid über radiale Durchgänge 194 versorgt, die in dem Endabschnitt 64 ausgebildet sind. Um eine Leckage aus den Durchgängen 194 zu beseitigen, sind zwei Dichtungen 196 und 198 vorgesehen, die effektiv eine Leckage von Fluid zwischen dem Endabschnitt 64 und der Gehäuseverlängerung 68 verhindern.
Der rotierende Drehmomentübertragungsmechanismus oder die rotierende Kupplung 78 weist auch rotierende Dichtungsstrukturen 199 und 201 auf, die auf entgegengesetzten Seiten eines Einspeisedurchgangs 203 abdichten, der unter Druck stehendes Fluid der Kammer 134 zuführt, wenn es erwünscht ist, die Kupplung 78 in Eingriff zu bringen. Die drei rotierenden Drehmomentübertragungsmechanismen oder Kupplungen 74, 76 und 78 reduzieren den gesamten axialen Raumbedarf, indem die Kupplungen 74 und 76 radial gegenseitig versetzt angeordnet sind und indem die Kupplung 78 auf der entgegengesetzten Seite des Planetenradsatzes 40 platziert ist. Es ist Fachleuten auch ersichtlich, dass die Schleifverluste in dem Getriebe aufgrund der Tatsache reduziert sind, dass der Kolben 112 keine rotierende Struktur ist und daher keine rotierenden Dichtungsanordnungen benötigt. Das Axiallager 114 liefert ein gewisses erhöhtes Schleifen oder erhöhten Widerstand, jedoch ist dieser gegenüber dem konstanten Schleifen oder Widerstand stark reduziert, der vorhanden ist, wenn rotierende Dichtungen vorgesehen sein müssen.
Die Verwendung des feststehenden Kolbens 112 vereinfacht auch die Ölführung von dem bei 205 dargestellten Steuerungssystem. Dieses Steuerungssystem ist ein elektrohydraulisches Steuerungssystem, das im Allgemeinen durch eine elektronische Steuereinheit gesteuert wird, die einen programmierbaren digitalen Computer umfassen könnte. Dieser Controller 205 führt auf bekannte Weise Hydraulikfluid zu, um das in Eingrifftreten der verschiedenen Kupplungen und Bremsen innerhalb des Getriebes zu steuern. Das Fluid muss von der Steuerung 205 zu den verschiedenen Reibeinrichtungen, die gesteuert werden sollen, geführt werden. Indem die Kupplung 76 mit einem feststehenden Kolben versehen ist, können die Führungsdurchgänge in dem feststehenden Getriebegehäuse 70 ausgebildet sein, was die Führung von Öl stark vereinfacht und die Notwendigkeit für rotierende Dichtungen reduziert.
Das Planetengetriebe 10 liefert fünf Vorwärts-Drehzahlverhältnisse und ein Rückwärts-Drehzahlverhältnis zwischen der Antriebswelle 34 und dem Zwischenzahnrad oder Verteilergetriebe 176. Das Rückwärts-Drehzahlverhältnis wird mit dem Eingriff des Drehmomentübertragungsmechanismus 76 und des Drehmomentübertragungsmechanismus 80 bereitgestellt. Das erste und niedrigste Vorwärts-Drehzahlverhältnis wird mit dem Eingriff des Drehmomentübertragungsmechanismus 78 und des Drehmomentübertragungsmechanismus 80 hergestellt. Das zweite Vorwärts-Drehzahlverhältnis wird mit dem Eingriff des Drehmomentübertragungsmechanismus 78 und des Drehmomentübertragungsmechanismus 82 hergestellt. Das dritte Vorwärts-Drehzahlverhältnis wird mit dem Eingriff des Drehmomentübertragungsmechanismus 78 und des Drehmomentübertragungsmechanismus 74 hergestellt. Das vierte Vorwärts-Drehzahlverhältnis wird mit dem Eingriff des Drehmomentübertragungsmechanismus 74 und des Drehmomentübertragungsmechanismus 82 hergestellt. Das fünfte Vorwärts-Drehzahlverhältnis wird mit dem Eingriff des Drehmomentübertragungsmechanismus 74 und des Drehmomentübertragungsmechanismus 84 hergestellt.
Ein in 2 gezeigtes Planetengetriebe 200 umfasst eine Antriebswelle 202, eine Planetenradanordnung 204 und ein Achsantriebs-Zwischenzahnrad oder Verteilergetriebe 206. Die Planetenradanordnung 204 umfasst zwei Planetenradsätze 208 und 210, drei rotierende Drehmomentübertragungsmechanismen oder Kupplungen 212, 214 und 216 und drei feststehende Drehmomentübertragungsmechanismen oder Bremsen 218, 220 und 222. Eine Nabe oder ein Wandungselement 224 steht über eine Kerbverzahnung oder auf andere Weise mit der Antriebswelle 202 in Antriebsverbindung. Mit der Wandung 224 ist ein Gehäuse oder eine Schale 226 über eine Kerbverzahnung verbunden oder es steht mit dieser in Antriebsverbindung. Die Schale 226 steht mit einem Sonnenrad 228 in Antriebsverbindung, das ein Element des Planetenradsatzes 208 ist. Der Planetenradsatz 208 umfasst auch ein Hohlrad 230 und eine Planetenträgeranordnung 232. Die Planetenträgeranordnung 232 umfasst mehrere Planetenräder 234, die in einem Planetenträger 236 drehbar montiert sind. Das Hohlrad 230 ist einstückig mit einer Nabe 238 ausgebildet oder steht mit dieser in Antriebsverbindung, welche mit einem Sonnenrad 240 des Planetenradsatzes 210 verbunden ist. Der Planetenradsatz 210 umfasst auch ein Hohlrad 242 und eine Planetenträgeranordnung 244. Die Planetenträgeranordnung 244 umfasst mehrere Planetenräder 246, die an einem Planetenträger 248 drehbar montiert sind. Das Hohlrad 242 ist einstückig mit dem Zwischenzahnrad 206 verbunden oder ist auf andere Weise an diesem befestigt.
Der rotierende Drehmomentübertragungsmechanismus oder die rotiere Kupplung 212 umfasst einen fluidbetätigten Kolben 250, meh rere Kupplungsplatten 252, die über eine Kerbverzahnung mit der Wandung 224 verbunden sind, und mehrere Reibplatten 254, die über eine Kerbverzahnung mit einer Nabe 256 verbunden sind, die in Antriebsverbindung mit dem Planetenträger 248 der Planetenträgeranordnung 244 steht. Der Kolben 250 umfasst ein nicht rotierendes Element 258, das in einem in dem Getriebegehäuse 262 ausgebildeten Hohlraum 260 verschiebbar angeordnet ist. Der Kolben 250 umfasst auch ein rotierendes Element 264, das mehrere Zapfen 266 umfasst, die sich von einem Plattenabschnitt 268 durch eine Öffnung in der Wandung 224 hindurch erstrecken und mit einer Druckplatte 270 über ein Lagerelement 272 in Eingriff stehen. Ein Axialwälzlagerelement 274 ist zwischen dem nicht rotierenden Kolbenelement 258 und dem rotierenden Element 264 angeordnet. Somit ist das Kolbenelement 258 feststehend und das Element 264 rotiert gemeinsam mit der Wandung 224.
Der rotierende Drehmomentübertragungsmechanismus oder die rotierende Kupplung 214 umfasst mehrere Reibplatten 276, die über eine Kerbverzahnung mit der Nabe 256 verbunden sind, mehrere Kupplungsplatten 278, die bei einer Kerbverzahnung mit einer Nabe 280 verbunden sind, die in Antriebsverbindung mit dem Planetenträger 236 der Planetenträgeranordnung 232 steht. Der rotierende Drehmomentübertragungsmechanismus 214 umfasst auch einen fluidbetätigten Kolben 282, der einen feststehenden Kolbenabschnitt 284 und einen rotierenden Abschnitt 286 aufweist. Der rotierende Abschnitt 286 umfasst mehrere Säulen 288, die sich durch Öffnungen in der Wandung 224 hindurch erstrecken und mit einer Druckplatte 290 über ein Lager 292 in Eingriff stehen. Ein Axiallager 294 ist zwischen dem feststehenden Kolben 284 und dem rotierenden Abschnitt 286 angeordnet, um eine Relativdrehung zwischen diesen Elementen auszugleichen. Der rotierende Abschnitt 286 rotiert gemeinsam mit der Wandung 224.
Der rotierende Drehmomentübertragungsmechanismus 216 umfasst einen feststehenden Kolben 296, der in einem in dem Getriebegehäuse 262 ausgebildeten Hohlraum 298 verschiebbar angeordnet ist. Der rotierende Drehmomentübertragungsmechanismus 216 umfasst auch mehrere Kupplungsplatten 300, die über eine Kerbverzahnung mit dem Planetenträger 236 der Planetenträgeranordnung 232 verbunden sind und/oder mit diesem in Antriebsverbindung stehen, und mehrere Reibplatten 302, die über eine Kerbverzahnung mit der Schale 226 verbunden sind oder auf andere Weise mit dieser in Antriebsverbindung stehen. Daher rotieren die Reibplatten 302 gemeinsam mit der Wandung 224 und der Antriebswelle 202. Der Drehmomentübertragungsmechanismus 216 weist ein Axialwälzlager 304 auf, das zwischen dem feststehenden Kolben 296 und einer Druckplatte 306 angeordnet ist. Das Axialwälzlager 304 wird eine Relativdrehung zwischen der Druckplatte 306 und dem feststehenden Kolben 296 ausgleichen, und somit wird die Druckplatte 306 gemeinsam mit dem Planetenträger 236 rotieren, ob der Drehmomentübertragungsmechanismus 216 in Eingriff steht oder nicht.
Der rotierende Drehmomentübertragungsmechanismus 212 weist eine Aufbringungskammer 308 auf, die zwischen dem Kolben 250 und dem Getriebegehäuse 262 ausgebildet ist. Der rotierende Drehmomentübertragungsmechanismus 214 weist eine Aufbringungskammer 310 auf, die zwischen dem feststehenden Kolben 284 und dem Gehäuse 262 ausgebildet ist. Der rotierende Drehmomentübertragungsmechanismus 216 weist eine Aufbringungskammer 312 auf, die zwischen dem Kolben 296 und dem Getriebegehäuse 262 ausgebildet ist.
Wenn der Drehmomentübertragungsmechanismus 212 in Eingriff steht, werden der Planetenträger 248 und das Hohlrad 230 ge meinsam mit der Antriebswelle 202 rotieren. Wenn der Drehmomentübertragungsmechanismus 214 aufgrund der Unterdrucksetzung der Kammer 310 in Eingriff steht, werden die Planetenträger 236 und 248 gemeinsam rotieren. Diese Elemente können aufgrund des Vorhandenseins des Lagers 292 relativ zu der Antriebswelle rotieren. Wenn der Drehmomentübertragungsmechanismus 216 in Eingriff steht, wird der Planetenträger 236 gemeinsam mit der Antriebswelle 202 rotieren.
Der feststehende Drehmomentübertragungsmechanismus 218 umfasst einen Aufbringungskolben 314, der in dem Getriebegehäuse 262 verschiebbar angeordnet ist und mit diesem zusammenwirkt, um eine Aufbringungskammer 316 zu bilden. Der Drehmomentübertragungsmechanismus 218 umfasst darüber hinaus mehrere Bremsplatten 318, die über eine Kerbverzahnung mit einer feststehenden Nabe 320 verbunden sind, und mehrere Reibplatten 322, die über eine Kerbverzahnung mit dem Planetenträger 236 verbunden sind. Wenn der Drehmomentübertragungsmechanismus 218 in Eingriff steht, wird der Planetenträger 236 feststehend gehalten.
Der feststehende Drehmomentübertragungsmechanismus 220 umfasst einen Kolben 324, der in dem Getriebegehäuse 262 verschiebbar in Eingriff steht und mit diesem zusammenwirkt, um eine Aufbringungskammer 326 zu bilden. Der Drehmomentübertragungsmechanismus 220 umfasst auch mehrere Bremsplatten 328, die über eine Kerbverzahnung mit der Nabe 320 verbunden sind oder auf andere Weise mit dieser in Antriebsverbindung stehen, und mehrere Reibplatten 330, die über eine Kerbverzahnung mit der Nabe 238 verbunden sind oder auf andere Weise mit dieser in Antriebsverbindung stehen, welche wiederum das Hohlrad 230 mit dem Sonnenrad 240 verbindet. Wenn der Drehmo mentübertragungsmechanismus 220 in Eingriff steht, werden das Hohlrad 230 und das Sonnenrad 240 feststehend gehalten.
Der feststehende Drehmomentübertragungsmechanismus 222 umfasst einen Kolben 332, der in dem Gehäuse 226 verschiebbar angeordnet ist und mit diesem zusammenwirkt, um eine Aufbringungskammer 334 zu bilden. Der Drehmomentübertragungsmechanismus 222 umfasst auch mehrere Bremsplatten 336, die über eine Kerbverzahnung oder auf andere Weise mit dem Gehäuse 226 verbunden sind, und mehrere Reibplatten 338, die über eine Kerbverzahnung mit einer an dem Planetenträger 248 ausgebildeten Nabe 339 verbunden ist. Wenn der Drehmomentübertragungsmechanismus 222 in Eingriff steht, wird somit der Planetenträger 248 feststehend gehalten.
Die Drehmomentübertragungsmechanismen 212, 214 und 216 weisen jeweilige Rückstellfederanordnungen oder Federpakete 340, 342 und 344 auf, die dazu dienen, die jeweiligen Drehmomentübertragungsmechanismen jedes Mal dann außer Eingriff zu bringen, wenn die jeweiligen Aufbringungskammern 308, 310 und 312 nicht unter Druck gesetzt sind. Die Drehmomentübertragungsmechanismen 218 und 220 wenden eine gemeinsame Rückstellfederanordnung oder Federpaket 346 an, das sicherstellen wird, dass diese Drehmomentübertragungsmechanismen außer Eingriff stehen, wenn ihre jeweiligen Kolben 314 und 324 in ihren jeweiligen Aufbringungskammern nicht mit Fluiddruck versorgt sind. Der Drehmomentübertragungsmechanismus 222 weist eine einzige große Feder 348 auf, die eine Nabe 350 umgibt, die an dem Getriebegehäuse 262 befestigt ist oder mit diesem in Antriebsverbindung steht.
Wie es aus der obigen Beschreibung ersichtlich ist und im Rückblick auf die Zeichnungen sind die Drehmomentübertragungsme chanismen 212, 214 und 216 rotierende Drehmomentübertragungsmechanismen, die jeweils einen feststehenden Aufbringungskolben aufweisen. Die Verwendung der feststehenden Aufbringungskolben erlaubt die einfache Verteilung von Fluiddruck auf die jeweiligen Aufbringungskammern 308, 310 und 312, ohne die Notwendigkeit für rotierende Dichtungsanordnungen. Auch erlauben diese feststehenden Kolben eine radiale gegenseitig versetzte Anordnung der drei Drehmomentübertragungsmechanismen, wodurch beträchtlicher axialer Raum in der Getriebeanordnung eingespart wird.
Die Planetenradanordnung 204 bietet im Wesentlichen die gleichen fünf Vorwärts-Übersetzungsverhältnisse und ein Rückwärts-Übersetzungsverhältnis, wie sie mit dem in den 1a und 1b beschriebenen Getriebe erhältlich sind. Für das Rückwärts-Drehzahlverhältnis werden der Drehmomentübertragungsmechanismus 216 und der Drehmomentübertragungsmechanismus 222 selektiv in Eingriff gebracht. Während des ersten und niedrigsten Vorwärts-Drehzahlverhältnisses stehen der Drehmomentübertragungsmechanismus 214 und der Drehmomentübertragungsmechanismus 222 in Eingriff. Während des zweiten Vorwärts-Drehzahlverhältnisses stehen der Drehmomentübertragungsmechanismus 214 und der Drehmomentübertragungsmechanismus 220 in Eingriff. Während des dritten Vorwärts-Drehzahlverhältnisses stehen der Drehmomentübertragungsmechanismus 214 und der Drehmomentübertragungsmechanismus 212 in Eingriff. Während des vierten Vorwärts-Drehzahlverhältnisses stehen der Drehmomentübertragungsmechanismus 212 und der Drehmomentübertragungsmechanismus 220 in Eingriff. Um das fünfte Vorwärts-Drehzahlverhältnis herzustellen, stehen die Drehmomentübertragungsmechanismen 212 und 218 in Eingriff.
In den 3a und 3b ist ein Planetengetriebe 400 gezeigt. Das Getriebe 400 umfasst eine herkömmliche Drehmomentwandler- und Drehmomentwandler-Überbrückungskupplungsanordnung 402, eine Planetenradanordnung 404 und einen Achsantriebsmechanismus 406. Die Drehmomentwandler- und Drehmomentwandler-Überbrückungskupplungsanordnung 402 steht in Antriebsverbindung mit einer Motorkurbelwelle 408, die Leistung an den Drehmomentwandler 402 abgibt.
Der Drehmomentwandler 402 steht mit einer Getriebeantriebswelle 410 in Antriebsverbindung, die wiederum mit einem Sonnenrad 412 in Antriebsverbindung steht, das in kämmender Beziehung mit mehreren Planetenrädern 414 angeordnet ist, die auch mit einem Sonnenrad 416 kämmen. Das Sonnenrad 416 steht mit einer Antriebshohlwelle 418 in Antriebsverbindung. Die Planetenräder 414 sind an einer Planetenträgeranordnung 420 drehbar montiert, die einen Planetenträger 422 aufweist, der mit einer Getriebeabtriebswelle 424 in Antriebsverbindung steht, und mit einem Sonnenrad 426 eines Differential-Planetenradsatzes 428. Der Differential-Planetenradsatz 428 umfasst auch ein Hohlrad 430, mehrere Planetenräder 432, die in kämmender Beziehung mit dem Sonnenrad 426 angeordnet sind, und mehrere Planetenräder 434, die in kämmender Beziehung mit sowohl den Planetenrädern 432 als auch dem Hohlrad 430 angeordnet sind.
Die Planetenräder 432 und 434 sind in einem Planetenträger 436 drehbar montiert, der mit einem Kettenrad oder Zahnrad 438 in Antriebsverbindung steht, das ein Bauelement des Achsantriebsmechanismus 406 ist. Der Achsantriebsmechanismus 406 umfasst auch ein zweites Kettenrad oder Zahnrad 440, das über eine herkömmliche Kette 442 in Antriebsverbindung mit dem Kettenrad oder Zahnrad 438 steht. Das Kettenrad 440 treibt eine Welle 444, die in Wirk- oder Antriebsverbin dung mit einem Antriebsmechanismus für zumindest ein Paar der Antriebsräder für einen Pkw steht. Die Abtriebswelle 424 steht auch mit einem Achsantriebsmechanismus, nicht gezeigt, für ein weiteres Paar der Antriebsräder für einen Pkw in Antriebsverbindung.
Die Antriebshohlwelle 418 ist an einer Nabe 446 befestigt oder steht mit dieser in Antriebsverbindung, die an einer Nabe 448 befestigt ist, die mit einem Hohlrad 450 in Antriebsverbindung steht, das ein Bauelement eines Antriebs-Planetenradsatzes 452 ist. Die Nabe 448 weist auch einen Kerbverzahnungsabschnitt 454 auf, der in Antriebsverbindung mit mehreren Kupplungsplatten 456 steht, die Bauelemente eines rotierenden Drehmomentübertragungsmechanismus oder einer rotierenden Kupplung 458 sind. Der Drehmomentübertragungsmechanismus 458 umfasst auch eine innere Nabe 459 und mehrere Reibplatten 461.
Der Planetenradsatz 452 umfasst auch ein Sonnenrad 460 und eine Planetenträgeranordnung 462. Die Planetenträgeranordnung 462 umfasst mehrere Planetenräder 464, die drehbar an einem Planetenträger 466 montiert sind und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 460 als auch dem Hohlrad 450 angeordnet sind. Der Planetenträger 466 steht in Antriebsverbindung mit einer Nabe 468, die ein Bauelement eines rotierenden Drehmomentübertragungsmechanismus 470 ist. Die Nabe 468 ist auch über einen Abschnitt eines rotierenden Drehmomentübertragungsmechanismus 472 verbunden. Somit steht der Planetenträger 466 mit zwei rotierenden Drehmomentübertragungsmechanismen 470 und 472 in Antriebsverbindung.
Das Getriebe 404 umfasst eine Übersetzungsverhältnis-Planetenradanordnung 474, die aus zwei Planetenradsätzen 476 und 478 besteht. Der Planetenradsatz 476 umfasst ein Sonnenrad 480, ein Hohl rad 482 und eine Planetenträgeranordnung 484. Die Planetenträgeranordnung 484 umfasst mehrere Planetenräder 486, die an einem Planetenträger 488 drehbar gelagert sind und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 480 als auch dem Hohlrad 482 angeordnet sind. Der Planetenträger 488 steht mit der Nabe 459 in Antriebsverbindung.
Der Planetenradsatz 478 umfasst ein Sonnenrad 490, ein Hohlrad 492 und eine Planetenträgeranordnung 494. Die Planetenträgeranordnung 494 umfasst kämmende Planetenräder 496 und 498, die an einem Planetenträger 500 drehbar montiert sind. Die Planetenräder 496 kämmen mit dem Sonnenrad 490, und die Planetenräder 498 kämmen mit dem Hohlrad 492. Das Hohlrad 492 steht in kontinuierlicher Verbindung mit dem Hohlrad 482, die beide kontinuierlich mit dem Hohlrad 430 verbunden sind.
Der Planetenträger 488 steht in Wirkverbindung mit einem feststehenden Drehmomentübertragungsmechanismus 502. Das Sonnenrad 480 steht in Antriebsverbindung mit einer Nabe 504, die in Antriebsverbindung mit sowohl dem Drehmomentübertragungsmechanismus 472 als auch dem Drehmomentübertragungsmechanismus 506 steht. Das Sonnenrad 490 steht in Antriebsverbindung mit einer Nabe 508, die auch in Antriebsverbindung mit dem Drehmomentübertragungsmechanismus 470 steht.
Der Drehmomentübertragungsmechanismus 470 ist wie zuvor erwähnt ein rotierender Drehmomentübertragungsmechanismus oder eine rotierende Kupplung. Der Drehmomentübertragungsmechanismus 470 umfasst einen Kolben 510, der in einem Gehäuse 512 des Planetengetriebes 400 verschiebbar angeordnet ist. Der Kolben 510 ist daher feststehend. Der Drehmomentübertragungsmechanismus 470 weist ein rotieren des Element 514 auf, das von dem Kolben 510 über ein herkömmliches Axialwälzlager 516 betätigt wird. Der Drehmomentübertragungsmechanismus 470 umfasst mehrere ineinander greifende Reibplatten 518 und Kupplungsplatten 520. Die Reibplatten 518 sind über eine Kerbverzahnung mit der Nabe 468 verbunden, und die Kupplungsplatten 520 sind über eine Kerbverzahnung mit der Nabe 508 verbunden. Der Kolben 510 wirkt mit dem Gehäuse 512 zusammen, um eine Aufbringungskammer 522 zu bilden, die bei Unterdrucksetzung bewirken wird, dass die Reibplatten 518 und Kupplungsplatten 520 in Reibeingriff treten, wodurch Rotationsleistung zwischen dem Planetenträger 466 und dem Sonnenrad 480 übertragen wird.
Der Drehmomentübertragungsmechanismus 472 umfasst einen Kolben 524, der in dem Gehäuse 512 verschiebbar angeordnet ist und daher während des Betriebes nicht rotierend bleibt. Der Drehmomentübertragungsmechanismus 472 umfasst ein herkömmliches Axialwälz- oder Nadellager 526, das zwischen dem Kolben 524 und einer Aufbringungsplatte 528 angeordnet ist. Der Drehmomentübertragungsmechanismus 472 umfasst auch mehrere Reibplatten 530, die mit mehreren Kupplungsplatten 532 verschachtelt sind bzw. zwischen diese eingreifen, die jeweils mit dem Planetenträger 466 bzw. der Nabe 504 in Antriebsverbindung stehen.
Der Drehmomentübertragungsmechanismus 458 umfasst einen Kolben 534, der in einem feststehenden Gehäuse 536 angeordnet ist, das über eine Kerbverzahnung mit einer Verlängerung 538 des Getriebegehäuses 512 verbunden ist. Diese gleiche Verlängerung hindert auch das Sonnenrad 460 an einer Rotation. Der Drehmomentübertragungsmechanismus 458 umfasst auch ein rotierendes Aufbringungselement 540, das dazu dient, einen Eingriff der Platten 456 und 461 jedes Mal dann zu bewirken, wenn eine Aufbringungskammer 542, die zwischen dem Gehäuse 536 und dem Kolben 534 ausgebildet ist, unter Druck gesetzt ist.
Der Drehmomentübertragungsmechanismus 502 ist ein feststehender Drehmomentübertragungsmechanismus und umfasst einen Aufbringungskolben 544, der in einem in dem Gehäuse 512 ausgebildeten Hohlraum 546 verschiebbar angeordnet ist. Der Drehmomentübertragungsmechanismus 502 umfasst auch mehrere Bremsplatten 548 und Reibplatten 550, die über eine Kerbverzahnung mit dem Gehäuse 512 bzw. dem Planetenträger 488 verbunden sind. Jedes Mal dann, wenn der Drehmomentübertragungsmechanismus 502 in Eingriff steht, wird der Planetenträger 488 feststehend gehalten.
Der Drehmomentübertragungsmechanismus 506 umfasst einen Aufbringungskolben 552, der in einem in dem Gehäuse 512 ausgebildeten Hohlraum 554 verschiebbar angeordnet ist, mehrere Reibplatten 556 und mehrere Reibplatten 558, die jeweils in Antriebsverbindung mit dem Gehäuse 512 bzw. der Nabe 504 stehen. Jedes Mal dann, wenn der Drehmomentübertragungsmechanismus 506 in Eingriff steht, wird das Sonnenrad 480 feststehend gehalten.
Die Drehmomentübertragungsmechanismen 470, 472 und 458 sind rotierende Drehmomentübertragungsmechanismen, die jeweils einen nicht rotierenden Kolben aufweisen. Die Drehmomentübertragungsmechanismen 470, 472 und 504 sind radial auf einer Seite des Antriebsplanetenradsatzes 452 gegenseitig versetzt angeordnet, und die Drehmomentübertragungsmechanismen 458 und 502 sind im Wesentlichen relativ radial auf der entgegengesetzten Seite des Antriebsplanetenradsatzes 452 angeordnet. Die Verwendung von nicht rotierenden Kolben erlaubt die einfache Zufuhr von Fluiddruck von einem herkömmlichen Steuerungssystem, nicht gezeigt, zu jeder der Aufbringungskammern für die Drehmomentübertragungsmechanismen. Die Aufbringungsdrücke für die Drehmomentübertragungsmechanismen 458, 470, 472 und 506 werden durch die Stirnfläche des linken Endes des Getriebegehäuses 512 und durch die Verlängerung 538 zugeführt. Daher sind die Durchgänge leicht mit quer gebohrten Durchgängen in dem Gehäuse unter Verlängerung eingebaut. Der Drehmomentübertragungsmechanismus 502 wird mit Fluiddruck über einen Durchgang, der in dem Gehäuse 512 ausgebildet ist und mit dem Steuerungssystem, nicht gezeigt, in Verbindung steht, versorgt.
Die Verwendung dieser Drehmomentübertragungsmechanismen mit feststehenden oder nicht rotierenden Kolben erfordern weniger axialen Raum als rotierende Drehmomentübertragungsmechanismen mit rotierenden Kolben und beseitigen auch die Notwendigkeit für rotierende Dichtungsanordnungen, die bekanntlich Schleif- oder Widerstandsverluste an einem Planetengetriebe bewirken.
Das Planetengetriebe 400 liefert sechs Vorwärts-Drehzahlverhältnisse und ein Rückwärts-Drehzahlverhältnis über eine wohl überlegte Auswahl der Drehmomentübertragungsmechanismen 458, 470, 472, 502 und 506 in Kombinationen von jeweils zweien. Das Rückwärts-Übersetzungsverhältnis wird mit dem Eingriff der Drehmomentübertragungsmechanismen 472 und 502 hergestellt. Das erste Vorwärts-Drehzahlverhältnis wird mit dem Eingriff der Drehmomentübertragungsmechanismen 470 und 502 hergestellt. Das zweite Vorwärts-Drehzahlverhältnis wird mit dem Eingriff der Drehmomentübertragungsmechanismen 470 und 506 hergestellt. Das dritte Vorwärts-Drehzahlverhältnis wird mit dem Eingriff der Drehmomentübertragungsmechanismen 470 und 472 hergestellt. Das vierte Vorwärts-Drehzahlverhältnis wird mit dem Eingriff der Drehmo mentübertragungsmechanismen 470 und 458 hergestellt. Das fünfte Vorwärts-Drehzahlverhältnis wird mit dem Eingriff der Drehmomentübertragungsmechanismen 458 und 472 hergestellt. Das sechste und höchste Vorwärts-Drehzahlverhältnis wird mit Eingriff der Drehmomentübertragungsmechanismen 458 und 506 hergestellt.
Durch das Einbetten der Drehmomentübertragungsmechanismen um den Antriebsplanetenradsatz 452 herum wird eine beträchtliche Menge axialen Raumes in der Gesamtlänge der Getriebeanordnung eingespart.
Ein in 4 gezeigtes Planetengetriebe 600 umfasst eine Antriebswelle 602 (auch bekannt als Antrieb), eine Planetenradanordnung 604 und eine Abtriebswelle 606 (auch bekannt als Abtrieb), die in einem Getriebegehäuse 630 gelagert sind. Die Planetenradanordnung 604 umfasst einen Planetenradsatz 608, vier rotierende Drehmomentübertragungsmechanismen 612, 614, 616, 618, und einen feststehenden Übertragungsmechanismus oder eine feststehende Bremse 620.
Der Planetenradsatz 608 umfasst ein feststehendes Sonnenrad 622, einen Träger 624 und ein Hohlrad 626.
Das feststehende Getriebegehäuse 630 bildet eine erste, eine zweite und eine dritte feststehende Kolbenkammer 632, 642, 652, die radial außerhalb voneinander nacheinander angeordnet sind. Die Kolbenkammern 632 und 642 sind einander axial überlappend angeordnet (d.h. die Kolbenkammer 642 umgibt im Wesentlichen die Kolbenkammer 632), und die Kolbenkammer 652 überlappt axial teilweise die Kolbenkammern 632, 642 in Bezug auf die Getriebeachse 633.
Fluid in der Kolbenkammer 632 dient dazu, eine Bewegung des Kolbens 634 nach rechts, wie in 4 betrachtet, gegen die Kraft der Rückstellfeder 636 zur Bewegung des Aufbringungselements 637 in Richtung der Aufbringungsplatte 638 zur Aufbringung der Kupplung 612 zu bewirken. Ein Lager 639 ist zwischen dem Kolbenbauelement 634a und dem Aufbringungselement 637 angeordnet, um eine Rotation dazwischen auszugleichen, und ein Lager 640 ist zwischen dem Aufbringungselement 637 und der Aufbringungsplatte 638 angeordnet, um eine Rotation dazwischen auszugleichen.
Unter Druck gesetztes Fluid in der Kolbenkammer 642 dient dazu, eine Bewegung des Kolbens 644 gegen die Kraft der Rückstellfeder 646 nach rechts, wie in 4 betrachtet, zum Bewirken einer Bewegung des Aufbringungselements 647 hervorzurufen, um die Aufbringungsplatte 648 zur Aufbringung der Kupplung 614 in Eingriff zu bringen. Ein Lager 649 ist zwischen dem Kolbenbauelement 644a und dem Aufbringungselement 647 angeordnet, um eine Rotation dazwischen auszugleichen. Das Aufbringungselement 647 ist wie gezeigt gezahnt oder mit Vorsprüngen versehen (engl. "castellated"), um durch das Gehäuseelement 641 hindurch hervorzuragen.
Unter Druck gesetztes Fluid in der Kolbenkammer 652 bewirkt eine Bewegung des Kolbens 654 nach rechts, wie in 4 betrachtet, gegen die Kraft der Rückstellfeder 656, um eine Bewegung des Aufbringungselements 657 in Richtung der Aufbringungsplatte 658 zum Ineingriffbringen der Kupplung 616 zu bewirken. Ein Lager 659 ist zwischen dem Kolben 654 und dem Aufbringungselement 657 angeordnet, um eine Rotation dazwischen auszugleichen.
Eine Betätigung der Kupplung 612 bringt das Hohlrad 626 mit dem Abtriebselement 672 in Wirkverbindung. Eine Betätigung der Kupplung 614 bringt das Gehäuseelement 641 mit dem Abtriebselement 672 in Wirkverbindung. Eine Betätigung der Kupplung 616 bringt das Gehäuseelement 641 mit dem Abtriebselement 674 in Wirkverbindung. Eine Betätigung der Kupplung 618 bringt das Kupplungsgehäuse 676 mit der Kupplungsnabe 678 in Wirkverbindung. Eine Betätigung der Bremse 620 verbindet das Abtriebselement 680 mit dem Getriebegehäuse 630.
Zusammengefasst umfasst ein Planetengetriebe mehrere rotierende Drehmomentübertragungsmechanismen, die betreibbar sind, um einen rotierenden Antriebsmechanismus mit einem oder mehreren Planetenradelementen zu verbinden. Zumindest zwei der rotierenden Drehmomentübertragungsmechanismen sind radial gegenseitig versetzt angeordnet und axial ausgerichtet. Zumindest einer von den radial gegenseitig versetzt angeordneten rotierenden Drehmomentübertragungsmechanismen umfasst einen Aufbringungskolben, der in einem feststehenden Getriebegehäuse verschiebbar montiert ist, eine Aufbringungsplatte, die mit einem Abschnitt des Drehmomentübertragungsmechanismen drehbar ist, und ein Lager, das dazwischen angeordnet ist, um eine Relativdrehung dazwischen auszugleichen.

Claims

Planetengetriebe, umfassend: ein Antriebsmittel (34), ein Abtriebsmittel (190), ein feststehendes Getriebegehäuse (70), das das Antriebsmittel (34) und das Abtriebsmittel (190) drehbar lagert, einen ersten Planetenradmechanismus (40) mit einem ersten Element, das in kontinuierlicher Verbindung mit dem Antriebsmittel steht, einem zweiten Element und einem dritten Element, einen zweiten Planetenradmechanismus (42) der mehrere Elemente umfasst, wobei zumindest ein Element in kontinuierlicher Verbindung mit dem Abtriebsmittel steht, zumindest einen ersten und einen zweiten rotierenden Drehmomentübertragungsmechanismus (76, 74), die selektiv zwischen das Antriebsmittel (34) und jeweilige Elemente von zumindest einem der Planetenradmechanismen schaltbar sind, wobei der erste rotierende Drehmomentübertragungsmechanismus (76) radial außerhalb von und axial überlappt durch den zweiten rotierenden Drehmomentübertragungsmechanismus (74) angeordnet ist, und jeder der ersten und zweiten rotierenden Drehmomentübertragungsmechanismen (76, 74) ein Antriebselement (90, 104) aufweist, das für eine gemeinsame Rotation mit dem Antriebsmittel (34) verbunden ist, wobei der erste rotierende Drehmomentübertragungsmechanismus (76) einen Aufbringungskolben (112), der in dem feststehenden Getriebegehäuse (70) verschiebbar angeordnet ist, eine Auf bringungsplatte, die mit zumindest einem Abschnitt von dem ersten Drehmomentübertragungsmechanismus drehbar ist, und ein Lagermittel (114) aufweist, das zwischen dem Aufbringungskolben (112) und der Aufbringungsplatte angeordnet ist, um eine Rotation dazwischen auszugleichen.
Planetengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass der zweite rotierende Drehmomentübertragungsmechanismus (74) einen zweiten Aufbringungskolben (92), der in dem feststehenden Getriebegehäuse (70) verschiebbar angeordnet ist, eine zweite Aufbringungsplatte, die mit einem Abschnitt des zweiten rotierenden Drehmomentübertragungsmechanismus (74) kontinuierlich drehbar ist, und ein Lagermittel aufweist, das zwischen dem zweiten Aufbringungskolben und der zweiten Aufbringungsplatte angeordnet ist.
Planetengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsmittel einen Antriebsplanetenradsatz umfasst, ein dritter rotierender Drehmomentübertragungsmechanismus (78) axial benachbart zu dem Antriebsplanetenradsatz entgegengesetzt zu dem zweiten rotierenden Drehmomentübertragungsmechanismus (74) angeordnet ist, und der dritte rotierende Drehmomentübertragungsmechanismus (78) einen dritten Aufbringungskolben (132), der in einem zweiten feststehenden Gehäuse verschiebbar angeordnet ist, das mit dem feststehenden Getriebegehäuse (70) verbunden ist, eine dritte Aufbringungsplatte, die mit einem drehbaren Abschnitt des dritten rotierenden Drehmomentübertragungsmechanismus drehbar ist, und ein Lagermittel aufweist, das zwischen den dritten Aufbringungskolben und der dritten Aufbringungsplatte angeordnet ist, um eine Relativdrehung dazwischen auszugleichen.
Planetengetriebe nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch: einen dritten rotierenden Drehmomentübertragungsmechanismus, der radial außerhalb des ersten und zweiten rotierenden Drehmomentübertragungsmechanismus ausgerichtet ist und einen dritten Aufbringungskolben, der in dem Getriebegehäuse verschiebbar angeordnet ist, eine dritte Aufbringungsplatte, die zur Rotation mit einem Abschnitt des dritten rotierenden Drehmomentübertragungsmechanismus verbunden ist, und ein Lagermittel aufweist, das zwischen dem dritten Aufbringungskolben und der dritten Aufbringungsplatte angeordnet ist, um eine Relativdrehung dazwischen auszugleichen.
Planetengetriebe, umfassend: ein Antriebselement (202), ein Abtriebselement (206), ein feststehendes Getriebegehäuse, das das Antriebselement und das Abtriebselement drehbar lagert, einen Planetenradmechanismus (204, 206), der in dem Getriebegehäuse angeordnet ist, einen ersten, einen zweiten und einen dritten rotierenden Drehmomentübertragungsmechanismen (212, 214,216), die in dem Getriebegehäuse (262) angeordnet sind und jeweils einen ersten, einen zweiten bzw. einen dritten Aufbringungskolben (250, 282, 296) aufweisen, wobei das Getriebegehäuse (262) eine erste, eine zweite und eine dritte feststehende Kolbenkammer (260, 298) bildet, die jeweils den ersten, den zweiten bzw. den dritten Aufbringungskolben (250, 282, 296) aufnehmen, wobei die erste, die zweite und die dritte Kolbenkammer (260, 298) radial zueinander nacheinander angeordnet sind.
Planetengetriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste, der zweite und der dritte rotierende Drehmomentübertragungsmechanismus (212, 214, 216) ferner jeweils ein erstes, ein zweites bzw. ein drittes Aufbringungselement (270, 290, 306) aufweisen, und ein Lagerelement (272, 292, 304) zwischen einem jeden der Kolben (250, 282, 296) und einem jeden der Aufbringungselemente (270, 290, 306) angeordnet ist, um eine Rotation dazwischen auszugleichen.
Planetengetriebe nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch ein zweites Lagerelement, das in Wirkverbindung zwischen dem ersten Aufbringungselement und einer Aufbringungsplatte des ersten Drehmomentübertragungsmechanismus steht.
Planetengetriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei von der ersten, der zweiten und der dritten Kolbenkammer einander axial überlappend angeordnet sind.
Planetengetriebe umfassend: einen Antrieb, einen Abtrieb, ein feststehendes Getriebegehäuse, das den Antrieb und den Abtrieb drehbar lagert, einen Planetenradmechanismus, der in dem Getriebegehäuse angeordnet ist, einen ersten, einen zweiten und einen dritten rotierenden Drehmomentübertragungsmechanismus, die in dem Getriebegehäuse angeordnet sind und jeweils einen ersten, einen zweiten bzw. einen dritten Aufbringungskolben aufweisen, wobei das Getriebegehäuse eine erste, eine zweite und eine dritte Kolbenkammer bildet, die jeweils den ersten, den zweiten bzw. den dritten Aufbringungskolben aufnehmen, wobei die erste, die zweite und die dritte Kolbenkammer radial zueinander nacheinander angeordnet sind, wobei zumindest zwei von der ersten, der zweiten und der dritten Kolbenkammer einander axial überlappen, wobei der erste, der zweite und der dritte rotierende Drehmomentübertragungsmechanismus ferner ein erstes, ein zweites bzw. ein drittes Aufbringungselement, ein erstes Lagerelement, das zwischen jedem der Kolben und jedem der Aufbringungselemente angeordnet ist, um eine Drehung dazwischen auszugleichen und ein zweites Lagerelement umfassen, das in Wirkverbindung zwischen dem ersten Aufbringungselement und einer Aufbringungsplatte des ersten Drehmomentübertragungsmechanismus steht.
Planetengetriebe, umfassend: einen Antrieb, einen Abtrieb, ein feststehendes Getriebegehäuse, das den Antrieb und den Abtrieb drehbar lagert, einen ersten Planetenradmechanismus mit einem ersten Element, das in kontinuierlicher Verbindung mit dem Antrieb steht, einem zweiten Element und einem dritten Element, einen zweiten Planetenradmechanismus, der mehrere Elemente aufweist, wobei zumindest ein Element in kontinuierlicher Verbindung mit dem Abtrieb steht, zumindest einen ersten und einen zweiten rotierenden Drehmomentübertragungsmechanismus, die selektiv zwischen den Antrieb und jeweilige Elemente von zumindest einem der Planetenradmechanismen schaltbar sind, wobei der erste rotierende Drehmomentübertragungsmechanismus radial außerhalb von und axial überlappt durch den zweiten rotierenden Drehmomentübertragungsmechanismus angeordnet ist, und jeder der ersten und zweiten rotierenden Drehmomentübertragungsmechanismen ein Antriebselement aufweist, das für eine gemeinsame Rotation mit dem Antrieb verbunden ist, wobei der erste rotierende Drehmomentübertragungsmechanismus einen Aufbringungskolben, der in einer durch das feststehende Getriebegehäuse gebildeten Kolbenkammer verschiebbar angeordnet ist, eine Aufbringungsplatte, die mit zumindest einem Abschnitt des ersten rotierenden Drehmomentübertragungsmechanismus drehbar ist, und ein Lager aufweist, das zwischen dem Aufbringungskolben und der Aufbringungsplatte angeordnet ist, um eine Drehung dazwischen auszugleichen.
Planetengetriebe, umfassend: ein Antriebsmittel, ein Abtriebsmittel, ein feststehendes Getriebegehäuse, das das Antriebsmittel und das Abtriebsmittel drehbar lagert, einen ersten Planetenradmechanismus mit einem ersten Element, das in kontinuierlicher Verbindung mit dem Antriebsmittel steht, einem zweiten Element und einem dritten Element, einen zweiten Planetenradmechanismus, der mehrere Elemente umfasst, wobei zumindest ein Element in kontinuierlicher Verbindung mit dem Abtriebsmittel steht, zumindest einen ersten und einen zweiten rotierenden Drehmomentübertragungsmechanismus, die selektiv zwischen das Antriebsmittel und jeweilige Elemente von zumindest einem der Planetenradmechanismen schaltbar sind, wobei der erste rotierende Drehmomentübertragungsmechanismus radial außerhalb von und axial überlappt durch den zweiten rotierenden Drehmomentübertragungsmechanismus angeordnet ist, wobei jeder der ersten und zweiten rotierenden Drehmomentübertragungsmechanismen ein Antriebselement aufweist, das zur gemeinsamen Rotation mit dem Antriebsmittel verbunden ist, wobei der erste rotierende Drehmomentübertragungsmechanismus einen Aufbringungskolben, der in dem feststehenden Getriebegehäuse verschiebbar angeordnet ist, eine Aufbringungsplatte, die mit zumindest einem Abschnitt des ersten rotierenden Drehmomentübertragungsmechanismus drehbar ist, und ein Lagermittel aufweist, das zwischen dem Aufbringungskolben und der Aufbringungsplatte angeordnet ist, um eine Drehung dazwischen auszugleichen, wobei der zweite rotierende Drehmomentübertragungsmechanismus einen zweiten Aufbringungskolben, der in dem feststehenden Getriebegehäuse verschiebbar angeordnet ist, eine zweite Aufbringungsplatte, die kontinuierlich mit einem Abschnitt des zweiten rotierenden Drehmomentübertragungsmechanismus drehbar ist, und ein Lagermittel aufweist, das zwischen dem zweiten Aufbringungskolben und der zweiten Aufbringungsplatte angeordnet ist, und einen dritten rotierenden Drehmomentübertragungsmechanismus, der radial außen von dem ersten und dem zweiten rotierenden Drehmomentübertragungsmechanismus ausgerichtet ist und einen dritten Aufbringungskolben, der in dem Getriebegehäuse verschiebbar angeordnet ist, eine dritte Aufbringungsplatte, die zur Drehung mit einem Abschnitt des dritten rotierenden Drehmomentübertragungsmechanismus verbunden ist, und ein Lagermittel aufweist, das zwischen dem dritten Aufbringungskolben und der dritten Aufbringungsplatte angeordnet ist, um eine Relativdrehung dazwischen auszugleichen.