DE102005005033A1

DE102005005033A1 - Getriebe mit breitem Übersetzungsverhältnis und drei miteinander verbundenen Planetenradsätzen

Info

Publication number: DE102005005033A1
Application number: DE200510005033
Authority: DE
Inventors: Patrick B. Troy Usoro; Madhusudan West Bloomfield Raghavan; Norman K. Troy Bucknor
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 2004-02-10
Filing date: 2005-02-03
Publication date: 2005-09-08
Also published as: US20050176551A1; US7090610B2

Abstract

Die Familie von Getrieben weist mehrere Mitglieder auf, die in Antriebssträngen verwendet werden können, um zumindest acht Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang bereitzustellen. Die Getriebefamilienmitglieder umfassen drei Planetenradsätze mit sieben Drehmomentübertragungsmechanismen und drei festen Verbindungen. Der Antriebsstrang umfasst einen Motor und Drehmomentwandler, der kontinuierlich mit mindestens einem der Planetenradelemente verbunden ist, und ein Abtriebselement, das kontinuierlich mit einem anderen der Planetenradelemente verbunden ist. Die sieben Drehmomentübertragungsmechanismen stellen Verbindungen zwischen verschiedenen Zahnradelementen, der Antriebswelle, der Abtriebswelle und dem Getriebegehäuse bereit und werden in Kombinationen von zweien betrieben, um zumindest acht Vorwärtsgänge und zumindest einen Rückwärtsgang herzustellen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Familie von Lastschaltgetrieben, die drei Planetenradsätze aufweisen, die durch sieben Drehmomentübertragungseinrichtungen gesteuert werden, um zumindest acht Vorwärtsgänge und zumindest einen Rückwärtsgang bereitzustellen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Pkw umfassen einen Antriebsstrang, der aus einem Motor, einem Mehrganggetriebe und einem Differential- oder Achsantrieb besteht. Das Mehrganggetriebe erhöht den Gesamtbetriebsbereich des Fahrzeugs, indem es zulässt, dass der Motor seinen Drehmomentbereich mehrmals durchlaufen kann. Die Anzahl von Vorwärtsgängen, die in dem Getriebe verfügbar sind, bestimmt die Häufigkeit, mit der der Drehmomentbereich des Motors durchlaufen werden kann. Frühe Automatikgetriebe wiesen zwei Drehzahlbereiche auf. Dies begrenzte den gesamten Drehzahlbereich 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 der höchsten Wirtschaftlichkeit war. Daher waren von Hand geschaltete Getriebe (Vorgelegewellengetriebe) am beliebtesten.
Mit dem Aufkommen von Drei- und Viergang-Automatikgetrieben nahm die Beliebtheit des automatisch schaltenden (Planetenrad-)Getriebes bei den Autofahrern zu. Diese Getriebe verbesserten das Betriebsverhalten und die Kraftstoffwirtschaftlichkeit des Fahrzeugs. Die erhöhte Anzahl von Gängen verringert die Stufengröße zwischen Übersetzungsverhältnissen und verbessert daher die Schaltqualität des Getriebes, indem es die Gangwechsel für den Bediener bei normaler Fahrzeugbeschleunigung im Wesentlichen nicht wahrnehmbar macht.

Es ist vorgeschlagen worden, die Anzahl von Vorwärtsgängen auf sechs oder mehr zu erhöhen. Sechsganggetriebe sind in U.S.-Patent Nr. 4,070,927, das für Polak 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, U.S.-Patent Nr. 5,599,251, das für Beim und McCarrick am 4. Februar 1997 erteilt wurde, und U.S.-Patent Nr. 6,422,969, das für Raghavan und Usoro am 23. Juli 2002 erteilt wurde, offenbart.

Sechsganggetriebe bieten mehrere Vorteile gegenüber Vier- und Fünfganggetrieben, die eine verbesserte Fahrzeugbeschleunigung und eine verbesserte Kraftstoffwirtschaftlichkeit einschließen. Während viele Lkw Lastschaltgetriebe mit sechs oder mehr Vorwärtsgängen anwenden, werden Pkw aufgrund der Größe und Komplexität dieser Getriebe noch mit Drei- und Viergang-Automatikgetrieben und relativ wenigen Fünf- oder Sechsgangeinrichtungen hergestellt.

Siebenganggetriebe sind in U.S.-Patenten Nr. 4,709,594 für Maeda, 6,053,839 für Baldwin et al., und 6,083,135 für Baldwin et al. 6,623,397, das für Raghavan, Bucknor und Usoro erteilt wurde, offenbart. Achtganggetriebe sind in U.S-Patenten Nr. 6,375,592, das für Takahashi et al. erteilt wurde, 6,425,841, das für Haka erteilt wurde, 6,471,615, das für Naraki et al erteilt wurde, und 6,558,287, das für Hayabuchi et al. erteilt wurde, offenbart. Die Getriebe nach Haka und Hayabuchi benutzen drei Planetenradsätze und sechs Drehmomentübertragungseinrichtungen, die zwei Bremsen und zwei Kupplungen umfassen, um acht Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang bereitzustellen. Einer der Planetenradsätze wird positioniert und betrieben, um zwei Antriebselemente mit fester Drehzahl für die verbleibenden beiden Planetenradsätze herzustellen. Das Getriebe nach Haka erfordert zwei Schaltvorgänge mit doppeltem Übergang, und das Getriebe nach Hayabushi bietet eine für ein Achtganggetriebe niedrige Gesamtübersetzungsverhältnisspreizung. Die Getriebe nach Takahaski und Naraki wenden eine komplexe Anordnung von mehreren Planetenradsätzen, mehreren Vorgelegewellen-Zahnradsätzen und mehreren Drehmomentübertragungseinrichtungen (Kupplungen, Bremsen und Freilaufrädern) an, um acht Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang bereitzustellen. Sieben-, Acht- und Neunganggetriebe bieten weitere Verbesserungen bei der Beschleunigung und Kraftstoffwirtschaftlichkeit gegenüber Sechsganggetrieben. Wie bei den oben diskutierten Sechsganggetrieben ist jedoch die Entwicklung von Sieben-, Acht- und Neunganggetrieben aufgrund der Komplexität, Größe und Kosten verhindert worden.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Familie von Getrieben bereitzustellen, die drei Planetenradsätze aufweisen, die gesteuert werden, um zumindest acht Vorwärtsgänge und zumindest einen Rückwärtsgang bereitzustellen.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Familie von Getrieben drei Planetenradsätze auf, von denen jeder ein erstes, zweites und drittes Element aufweist, wobei die Elemente ein Sonnenrad, ein Hohlrad oder eine Planetenträgeranordnung umfassen können.

Um in dieser Beschreibung und den Ansprüchen auf die ersten, zweiten und dritten Zahnradsätze Bezug zu nehmen, können diese Sätze in jeder Reihenfolge in den Zeichnungen (d.h. von links nach rechts, von rechts nach links, usw.) mit "erste" bis "dritte" gezählt sein. Zusätzlich kann das erste, zweite oder dritte Element jedes Zahnradsatzes in jeder Reihenfolge in den Zeichnungen (d.h. von oben nach unten, von unten nach oben, usw.) für jeden Zahnradsatz mit "erstes" bis "drittes" gezählt sein.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung können Planetenträgeranordnungen von jedem der Planetenradsätze ein Einzelplanetenradträger oder ein Doppelplanetenradträger sein.

Gemäß einem noch anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein erstes Element des ersten Planetenradsatzes kontinuierlich mit einem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes über ein erstes Verbindungselement verbunden.

Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein zweites Element des ersten Planetenradsatzes kontinuierlich mit einem ersten Element des dritten Planetenradsatzes über ein zweites Verbindungselement verbunden.

Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein zweites Element des zweiten Planetenradsatzes kontinuierlich mit einem zweiten Element des dritten Planetenradsatzes über ein drittes Verbindungselement verbunden.

Gemäß noch einem weiteren Aspekt der Erfindung enthält jedes Familienmitglied eine Antriebswelle, die kontinuierlich mit einem Element der Planetenradsätze verbunden ist, und eine Abtriebswelle, die kontinuierlich mit einem anderen Element der Planetenradsätze verbunden ist.

Gemäß noch einem weiteren Aspekt der Erfindung verbindet ein erster Drehmomentübertragungsmechanismus, wie eine Bremse, ein Element des ersten oder zweiten Planetenradsatzes selektiv mit einem feststehenden Element (Getriebegehäuse).

Gemäß noch einem weiteren Aspekt der Erfindung verbindet ein zweiter Drehmomentübertragungsmechanismus, wie eine Bremse, ein Element des zweiten oder dritten Planetenradsatzes selektiv mit einem feststehenden Element (Getriebegehäuse).

Gemäß noch einem weiteren Aspekt der Erfindung verbindet ein dritter Drehmomentübertragungsmechanismus, wie eine Bremse, ein Element des zweiten oder dritten Planetenradsatzes selektiv mit dem feststehenden Element (Getriebegehäuse).

Gemäß noch einem weiteren Aspekt der Erfindung verbindet ein vierter Drehmomentübertragungsmechanismus, wie eine Kupplung, ein Element des ersten Planetenradsatzes selektiv mit einem Element des zweiten oder dritten Planetenradsatzes.

Gemäß noch einem weiteren Aspekt der Erfindung verbindet ein fünfter Drehmomentübertragungsmechanismus, wie eine Kupplung, ein Element des zweiten Planetenradsatzes selektiv mit einem Element des ersten oder dritten Planetenradsatzes.

Gemäß noch einem anderen Aspekt der Erfindung verbindet ein sechster Drehmomentübertragungsmechanismus, wie eine Kupplung, ein Element des ersten, zweiten oder dritten Planetenradsatzes selektiv mit einem anderen Element des ersten, zweiten oder dritten Planetenradsatzes.

Gemäß noch einem anderen Aspekt der Erfindung verbindet ein siebter Drehmomentübertragungsmechanismus, wie eine Kupplung, ein Element des ersten, zweiten oder dritten Planetenradsatzes selektiv mit einem anderen Element des ersten, zweiten oder dritten Planetenradsatzes. Alternativ verbindet der siebte Drehmomentübertragungsmechanismus, wie eine Bremse, ein Element des ersten, zweiten oder dritten Planetenradsatzes selektiv mit einem feststehenden Element (Getriebegehäuse).

Gemäß noch einem anderen Aspekt der Erfindung können die sieben Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv in Kombinationen von zweien in Eingriff gebracht werden, um zumindest acht Vorwärtsgänge und zumindest einen Rückwärtsgang zu erzielen.

Das resultierende Getriebe bietet eine wesentlich breitere Übersetzungsverhältnisspreizung im Vergleich mit Getrieben mit weniger Gängen.

Die obigen Merkmale und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der besten Ausführungsarten der Erfindung in Verbindung genommen mit den begleitenden Zeichnungen leichter deutlich werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1a ist eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs, der ein Planetengetriebe umfasst, das ein Familienmitglied der vorliegenden Erfindung enthält;
1b ist eine Wahrheitstabelle und ein Schaubild, die einige der Betriebseigenschaften des in 1a gezeigten Antriebsstrangs veranschaulichen;
2a ist eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs, der ein Planetengetriebe aufweist, das ein anderes Familienmitglied der vorliegenden Erfindung enthält;
2b ist eine Wahrheitstabelle und ein Schaubild, die einige der Betriebseigenschaften des in 2a gezeigten Antriebsstrangs veranschaulichen;
3a ist eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs, der ein Planetengetriebe aufweist, das ein anderes Familienmitglied der vorliegenden Erfindung enthält;
3b ist eine Wahrheitstabelle und ein Schaubild, die einige der Betriebseigenschaften des in 3a gezeigten Antriebsstrangs veranschaulichen;
4a ist eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs, der ein Planetengetriebe aufweist, das ein anderes Familienmitglied der vorliegenden Erfindung enthält;
4b ist eine Wahrheitstabelle und ein Schaubild, die einige der Betriebseigenschaften des in 4a gezeigten Antriebsstrangs veranschaulichen;
5a ist eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs, der ein Planetengetriebe aufweist, das ein anderes Familienmitglied der vorliegenden Erfindung enthält;
5b ist eine Wahrheitstabelle und ein Schaubild, die einige der Betriebseigenschaften des in 5a gezeigten Antriebsstrangs veranschaulichen;
6a ist eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs, der ein Planetengetriebe aufweist, das ein anderes Familienmitglied der vorliegenden Erfindung enthält;
6b ist eine Wahrheitstabelle und ein Schaubild, die einige der Betriebseigenschaften des in 6a gezeigten Antriebsstrangs veranschaulichen;
7a ist eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs, der ein Planetengetriebe aufweist, das ein anderes Familienmitglied der vorliegenden Erfindung enthält;
7b ist eine Wahrheitstabelle und ein Schaubild, die einige der Betriebseigenschaften des in 7a gezeigten Antriebsstrangs veranschaulichen;
8a ist eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs, der ein Planetengetriebe aufweist, das ein anderes Familienmitglied der vorliegenden Erfindung enthält;
8b ist eine Wahrheitstabelle und ein Schaubild, die einige der Betriebseigenschaften des in 8a gezeigten Antriebsstrangs veranschaulichen;
9a ist eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs, der ein Planetengetriebe aufweist, das ein anderes Familienmitglied der vorliegenden Erfindung enthält;
9b ist eine Wahrheitstabelle und ein Schaubild, die einige der Betriebseigenschaften des in 9a gezeigten Antriebsstrangs veranschaulichen;
10a ist eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs, der ein Planetengetriebe aufweist, das ein anderes Familienmitglied der vorliegenden Erfindung enthält;
10b ist eine Wahrheitstabelle und ein Schaubild, die einige der Betriebseigenschaften des in 10a gezeigten Antriebsstrangs veranschaulichen;
11a ist eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs, der ein Planetengetriebe aufweist, das ein anderes Familienmitglied der vorliegenden Erfindung enthält; und
11b ist eine Wahrheitstabelle und ein Schaubild, die einige der Betriebseigenschaften des in 11a gezeigten Antriebsstrangs darstellen.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
In den Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Ansichten die gleichen oder entsprechenden Teile darstellen, ist in 1a ein Antriebsstrang 10 gezeigt, der einen herkömmlichen Motor und Drehmomentwandler 12, ein Planetengetriebe 14 und einen herkömmlichen Achsantriebsmechanismus 16 aufweist.
Das Planetengetriebe 14 umfasst eine Antriebswelle 17, die kontinuierlich mit dem Motor und Drehmomentwandler 12 verbunden ist, eine Planetenradanordnung 18 und eine Abtriebswelle 19, die kontinuierlich mit dem Achsantriebsmechanismus 16 verbunden ist. Die Planetenradanordnung 18 umfasst drei Planetenradsätze 20, 30 und 40.
Der Planetenradsatz 20 umfasst ein Sonnenrad 22, ein Hohlrad 24 und eine Planetenträgeranordnung 26. Die Planetenträgeranordnung 26 umfasst mehrere Planetenräder 27, die drehbar an einem Träger 29 montiert und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 22 als auch dem Hohlrad 24 angeordnet sind.
Der Planetenradsatz 30 umfasst ein Sonnenrad 32, ein Hohlrad 34 und eine Planetenträgeranordnung 36. Die Planetenträgeranordnung 36 umfasst mehrere Planetenräder 37, die drehbar an einem Träger 39 montiert und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 32 als auch dem Hohlrad 34 angeordnet sind.
Der Planetenradsatz 40 umfasst ein Sonnenrad 42, ein Hohlrad 44 und eine Planetenträgeranordnung 46. Die Planetenträgeranordnung 46 um fasst mehrere Planetenräder 47, die drehbar an einem Träger 49 montiert und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 42 als auch dem Hohlrad 44 angeordnet sind.
Die Planetenradanordnung umfasst auch sieben Drehmomentübertragungsmechanismen 50, 52, 54, 56, 57, 58 und 59. Die Drehmomentübertragungsmechanismen 50, 52, 54 und 56 sind Drehmomentübertragungsmechanismen vom rotierenden Typ, die üblicherweise Kupplungen genannt werden. Die Drehmomentübertragungsmechanismen 57, 58 und 59 sind Drehmomentübertragungsmechanismen vom feststehenden Typ, die üblicherweise Bremsen oder Reaktionskupplungen genannt werden.
Die Antriebswelle 17 ist kontinuierlich mit dem Sonnenrad 22 verbunden, und die Abtriebswelle 19 ist kontinuierlich mit Hohlrad 44 verbunden. Das Sonnenrad 22 ist kontinuierlich mit dem Sonnenrad 32 über das Verbindungselement 70 verbunden. Das Hohlrad 24 ist kontinuierlich mit dem Sonnenrad 42 über das Verbindungselement 72 verbunden. Die Planetenträgeranordnung 36 ist kontinuierlich mit der Planetenträgeranordnung 46 über das Verbindungselement 74 verbunden.
Das Hohlrad 24 kann selektiv mit dem Hohlrad 34 über die Kupplung 50 verbunden werden. Das Sonnenrad 22 kann selektiv mit der Planetenträgeranordnung 26 über die Kupplung 52 verbunden werden. Das Sonnenrad 22 kann selektiv mit der Planetenträgeranordnung 36 über die Kupplung 54 verbunden werden. Die Planetenträgeranordnung 26 kann selektiv mit dem Hohlrad 34 über die Kupplung 56 verbunden werden. Das Hohlrad 24 kann selektiv mit dem Getriebegehäuse 60 über die Bremse 57 verbunden werden. Die Planetenträgeranordnung 56 kann selektiv mit dem Getriebegehäuse 60 über die Bremse 58 verbunden werden. Die Planetenträgeranordnung 46 kann selektiv mit dem Getriebegehäuse 60 über die Bremse 59 verbunden werden.
Wie es in 1b und im Besonderen in der darin offenbarten Wahrheitstabelle gezeigt ist, werden die Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv in Kombination von zweien in Eingriff gebracht, um acht Vorwärtsgänge (sowie einen zusätzlichen dritten Vorwärtsgang (3')) und zwei Rückwärtsgänge bereitzustellen.
Der Rückwärtsgang #2 wird mit dem Eingriff der Kupplung 50 und der Bremse 58 hergestellt. Die Kupplung 50 verbindet das Hohlrad 24 mit dem Hohlrad 34, und die Bremse 58 verbindet die Planetenträgeranordnung 26 mit dem Getriebegehäuse 60. Das Sonnenrad 22 und das Sonnenrad 32 rotieren mit der gleichen Drehzahl wie die Antriebswelle 17. Die Planetenträgeranordnung 26 rotiert nicht. Das Hohlrad 24 und das Hohlrad 34 rotieren mit der gleichen Drehzahl wie das Sonnenrad 42. Das Hohlrad 24 rotiert mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl des Sonnenrads 22 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 20 bestimmt wird. Die Planetenträgeranordnung 36 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie die Planetenträgeranordnung 46. Die Planetenträgeranordnung 36 rotiert mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl des Hohlrades 34, der Drehzahl des Sonnenrads 32 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 30 bestimmt wird. Das Hohlrad 44 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie die Abtriebswelle 19. Das Hohlrad 44, und somit die Abtriebswelle 19, rotiert mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl der Planetenträgeranordnung 46, der Drehzahl des Sonnenrads 42 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 40 bestimmt wird. Der Zahlenwert des Rückwärtsgangs #2 wird unter Verwendung der Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnisse der Planetenradsätze 20, 30 und 40 bestimmt.
Der Rückwärtsgang #1 wird mit dem Eingriff der Kupplung 52 und der Bremse 59 hergestellt. Die Kupplung 52 verbindet die Planetenträgeranordnung 26 mit dem Sonnenrad 22, und die Bremse 59 verbindet die Planetenträgeranordnung 46 mit dem Getriebegehäuse 60. Der Planetenradsatz 20 und die Sonnenräder 32, 42 rotieren mit der gleichen Drehzahl wie die Antriebswelle 17. Die Planetenträgeranordnung 36 und die Planetenträgeranordnung 46 rotieren nicht. Das Hohlrad 44 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie die Abtriebswelle 19. Das Hohlrad 44, und somit die Abtriebswelle 19, rotiert mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl des Sonnenrads 42 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 40 bestimmt wird. Der Zahlenwert des Rückwärtsgangs #1 wird unter Verwendung des Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnisses des Planetenradsatzes 40 bestimmt.
Der erste Vorwärtsgang wird mit dem Eingriff der Kupplung 50 und der Bremse 59 hergestellt. Die Kupplung verbindet das Hohlrad 24 mit dem Hohlrad 34, und die Bremse 59 verbindet die Planetenträgeranordnung 46 mit dem Getriebegehäuse 60. Das Sonnenrad 22 und das Sonnenrad 32 rotieren mit der gleichen Drehzahl wie die Antriebswelle 17. Das Hohlrad 24 und das Hohlrad 34 rotieren mit der gleichen Drehzahl wie das Sonnenrad 42. Die Planetenträgeranordnung 36 und die Planetenträgeranordnung 46 rotieren nicht. Das Hohlrad 34 rotiert mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl des Sonnenrads 32 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 30 bestimmt wird. Das Hohlrad 44 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie die Abtriebswelle 19. Das Hohlrad 44, und somit die Abtriebswelle 19, rotiert mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl des Sonnenrads 42 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 40 bestimmt wird. Der Zahlenwert des ersten Vorwärtsgangs wird unter Verwendung der Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnisse der Planetenradsätze 30 und 40 bestimmt.
Der zweite Vorwärtsgang wird mit dem Eingriff der Kupplung 58 und der Bremse 59 hergestellt. Die Bremse 58 verbindet die Planetenträgeranordnung 26 mit dem Getriebegehäuse 60, und die Bremse 59 verbindet die Planetenträgeranordnung 46 mit dem Getriebegehäuse 60. Das Sonnenrad 22 und das Sonnenrad 32 rotieren mit der gleichen Drehzahl wie die Antriebswelle 17. Das Hohlrad 24 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie das Sonnenrad 42. Die Planetenträgeranordnung 26 rotiert nicht. Die Drehzahl des Hohlrades 24 wird von der Drehzahl des Sonnenrads 22 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 20 bestimmt. Die Planetenträgeranordnung 46 und die Planetenträgeranordnung 36 rotieren nicht. Das Hohlrad 44 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie die Abtriebswelle 19. Das Hohlrad 44, und somit die Abtriebswelle 19, rotiert mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl des Sonnenrads 42 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 40 bestimmt wird. Der Zahlenwert des zweiten Vorwärtsgangs wird unter Verwendung der Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnisse der Planetenradsätze 20 und 40 bestimmt.
Der zusätzliche dritte Vorwärtsgang (3') wird mit dem Eingriff der Kupplung 50 und der Bremse 57 hergestellt. Die Kupplung 50 verbindet das Hohlrad 24 mit dem Hohlrad 34, und die Bremse 57 verbindet das Hohlrad 24 mit dem Getriebegehäuse 60. Das Sonnenrad 22 und das Sonnenrad 32 rotieren mit der gleichen Drehzahl wie die Antriebswelle 17. Das Hohlrad 24, das Hohlrad 34 und das Sonnenrad 42 rotieren nicht. Die Planetenträgeranordnung 36 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie die Planetenträgeranordnung 46. Die Drehzahl der Planetenträgeranordnung 36 wird von der Drehzahl des Sonnenrads 32 und dem Hohlrad/Sonnen rad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 30 bestimmt. Das Hohlrad 44 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie die Abtriebswelle 19. Das Hohlrad 44, und somit die Abtriebswelle 19, rotiert mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl der Planetenträgeranordnung 46 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 40 bestimmt wird. Der Zahlenwert des zusätzlichen dritten Vorwärtsgangs (3') wird unter Verwendung der Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnisse der Planetenradsätze 30 und 40 bestimmt.
Der dritte Vorwärtsgang wird mit dem Eingriff der Kupplung 56 und der Bremse 59 hergestellt. Die Kupplung 56 verbindet die Planetenträgeranordnung 26 mit dem Hohlrad 34, und die Bremse 59 verbindet die Planetenträgeranordnung 46 mit dem Getriebegehäuse 60. Das Sonnenrad 22 und das Sonnenrad 32 rotieren mit der gleichen Drehzahl wie die Antriebswelle 17. Die Planetenträgeranordnung 26 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie das Hohlrad 34. Das Hohlrad 24 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie das Sonnenrad 42. Das Hohlrad 24 rotiert mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl der Planetenträgeranordnung 26, der Drehzahl des Sonnenrads 22 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 20 bestimmt wird. Die Planetenträgeranordnung 36 und die Planetenträgeranordnung 46 rotieren nicht. Das Hohlrad 34 rotiert mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl des Sonnenrads 32 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 30 bestimmt wird. Das Hohlrad 44 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie die Abtriebswelle 19. Das Hohlrad 44, und somit die Abtriebswelle 19, rotiert mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl des Sonnenrads 42 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 40 bestimmt wird. Der Zahlenwert des dritten Vorwärtsgangs wird unter Verwendung der Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnisse der Planetenradsätze 20, 30 und 40 bestimmt.
Der vierte Vorwärtsgang wird mit dem Eingriff der Kupplung 56 und der Bremse 58 hergestellt. Die Kupplung 56 verbindet die Planetenträgeranordnung 26 mit dem Hohlrad 34, und die Bremse 58 verbindet die Planetenträgeranordnung 26 mit dem Getriebegehäuse 60. Das Sonnenrad 22 und das Sonnenrad 32 rotieren mit der gleichen Drehzahl wie die Antriebswelle 17. Das Hohlrad 24 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie das Sonnenrad 42. Die Planetenträgeranordnung 26 und das Hohlrad 34 rotieren nicht. Die Drehzahl des Hohlrades 24 wird von der Drehzahl des Sonnenrads 22 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 20 bestimmt. Die Planetenträgeranordnung 36 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie die Planetenträgeranordnung 46. Die Drehzahl der Planetenträgeranordnung 36 wird von der Drehzahl des Sonnenrads 32 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 30 bestimmt. Das Hohlrad 44 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie die Abtriebswelle 19. Das Hohlrad 44, und somit die Abtriebswelle 19, rotiert mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl der Planetenträgeranordnung 46, der Drehzahl des Sonnenrads 42 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 40 bestimmt wird. Der Zahlenwert des vierten Vorwärtsgangs wird unter Verwendung der Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnisse der Planetenradsätze 20, 30 und 40 bestimmt.
Der fünfte Vorwärtsgang wird mit dem Eingriff der Kupplung 56 und der Bremse 57 hergestellt. Die Kupplung 56 verbindet die Planetenträgeranordnung 26 mit dem Hohlrad 34. Die Bremse 57 verbindet das Hohlrad 24 mit dem Getriebegehäuse 60. Das Sonnenrad 22 und das Sonnenrad 32 rotieren mit der gleichen Drehzahl wie die Antriebswelle 17. Die Planetenträgeranordnung 26 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie das Hohlrad 34. Das Hohlrad 24 und das Sonnenrad 42 rotieren nicht. Die Drehzahl der Planetenträgeranordnung 26 wird von der Drehzahl des Sonnenrads 22 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 20 bestimmt. Die Planetenträgeranordnung 36 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie die Planetenträgeranordnung 46. Die Drehzahl der Planetenträgeranordnung 36 wird von der Drehzahl des Hohlrades 34, der Drehzahl des Sonnenrads 32 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 30 bestimmt. Das Hohlrad 44 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie die Abtriebswelle 19. Das Hohlrad 44, und somit die Abtriebswelle 19, rotiert mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl der Planetenträgeranordnung 46 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 40 bestimmt wird. Der Zahlenwert des fünften Vorwärtsgangs wird unter Verwendung der Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnisse der Planetenradsätze 20, 30 und 40 bestimmt.
Der sechste Vorwärtsgang wird mit dem Eingriff der Kupplungen 54 und 56 hergestellt. Bei dieser Ausgestaltung ist die Antriebswelle 17 direkt mit der Abtriebswelle 19 verbunden. Der Zahlenwert des sechsten Vorwärtsgangs beträgt 1.
Der siebte Vorwärtsgang wird mit dem Eingriff der Kupplung 54 und der Bremse 57 hergestellt. Die Kupplung 54 verbindet das Sonnenrad 32 mit der Planetenträgeranordnung 36. Die Bremse 57 verbindet das Hohlrad 24 mit dem Getriebegehäuse 60. Das Sonnenrad 22, der Planetenradsatz 30 und die Planetenträgeranordnung 46 rotieren mit der gleichen Drehzahl wie die Antriebswelle 17. Das Hohlrad 24 und das Sonnenrad 42 rotieren nicht. Das Hohlrad 44 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie die Abtriebswelle 19. Das Hohlrad 44, und somit die Abtriebswelle 19, rotiert mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl der Planetenträgeranordnung 46 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 40 bestimmt wird. Der Zahlenwert des siebten Vorwärtsgangs wird unter Verwendung des Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnisses des Planetenradsatzes 40 bestimmt.
Der achte Vorwärtsgang wird mit dem Eingriff der Kupplung 54 und der Bremse 58 hergestellt. Die Kupplung 54 verbindet das Sonnenrad 32 mit der Planetenträgeranordnung 36, und die Bremse 58 verbindet die Planetenträgeranordnung 26 mit dem Getriebegehäuse 60. Das Sonnenrad 22, der Planetenradsatz 30 und die Planetenträgeranordnung 46 rotieren mit der gleichen Drehzahl wie die Antriebswelle 17. Die Planetenträgeranordnung 26 rotiert nicht. Das Hohlrad 24 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie das Sonnenrad 42. Das Hohlrad 24 rotiert mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl des Sonnenrads 22 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 20 bestimmt wird. Das Hohlrad 44 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie die Abtriebswelle 19. Das Hohlrad 44, und somit die Abtriebswelle 19, rotiert mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl der Planetenträgeranordnung 46, der Drehzahl des Sonnenrads 42 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 40 bestimmt wird. Der Zahlenwert des achten Vorwärtsgangs wird unter Verwendung der Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnisse der Planetenradsätze 20 und 40 bestimmt.
Wie es oben ausgeführt wurde, ist der Eingriffsplan für die Drehmomentübertragungsmechanismen in der Wahrheitstabelle von 1b gezeigt. Die Wahrheitstabelle liefert auch ein Beispiel von Drehzahlverhältnissen, die unter Verwendung der beispielhaft in 1b angegebenen Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnisse verfügbar sind. Der N_R1/S_R1-Wert ist das Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 20, der N_R2/S_R2-Wert ist das Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 30, und der N_R3/S_R3-Wert ist das Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 40. Das Schaubild von 1b beschreibt auch die Übersetzungsverhältnisstufen, die unter Verwendung des angegebenen Beispiels von Zähneverhältnissen erzielt werden. Beispielsweise beträgt das Stufenverhältnis zwischen dem ersten und dem zweiten Vorwärtsgang 1,99 während das Stufenverhältnis zwischen dem zweiten Rückwärtsgang (R#2) und dem ersten Vorwärtsgang –1,01 beträgt. Es ist anzumerken, dass die Vorwärtsgangwechsel mit einer einzigen oder doppelten Stufe von der Art mit einem einzigen Übergang ist. Der Drehmomentübertragungsmechanismen 59 während des neutralen Zustandes in Eingriff, wodurch der Vorwärts-/Rückwärts-Wechsel vereinfacht wird.
2a zeigt einen Antriebsstrang 110 mit einem herkömmlichen Motor und Drehmomentwandler 12, einem Planetengetriebe 114 und einem herkömmlichen Achsantriebsmechanismus 16.
Das Planetengetriebe 114 umfasst eine Antriebswelle 17, die kontinuierlich mit dem Motor und Drehmomentwandler 12 verbunden ist, eine Planetenradanordnung 118 und eine Abtriebswelle 19, die kontinuierlich mit dem Achsantriebsmechanismus 16 verbunden ist. Die Planetenradanordnung 118 umfasst drei Planetenradsätze 120, 130 und 140.
Der Planetenradsatz 120 umfasst ein Sonnenrad 122, ein Hohlrad 124 und eine Planetenträgeranordnung 126. Die Planetenträgeranordnung 126 umfasst mehrere Planetenräder 127, die drehbar an einem Träger 129 montiert und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 122 als auch dem Hohlrad 124 angeordnet sind.
Der Planetenradsatz 130 umfasst ein Sonnenrad 132, ein Hohlrad 134 und eine Planetenträgeranordnung 136. Die Planetenträgeranordnung 136 umfasst mehrere Planetenräder 137, die drehbar an einem Träger 139 montiert und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 132 als auch dem Hohlrad 134 angeordnet sind.
Der Planetenradsatz 140 umfasst ein Sonnenrad 142, ein Hohlrad 144 und eine Planetenträgeranordnung 146. Die Planetenträgeranordnung 146 umfasst mehrere Planetenräder 147, die drehbar an einem Träger 149 montiert und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 142 als auch dem Hohlrad 144 angeordnet sind.
Die Planetenradanordnung 118 umfasst auch sieben Drehmomentübertragungsmechanismen 150, 152, 154, 156, 157, 158 und 159. Die Drehmomentübertragungsmechanismen 150, 152, 154 und 156 sind Drehmomentübertragungsmechanismen vom rotierenden Typ, die üblicherweise Kupplungen genannt werden. Die Drehmomentübertragungsmechanismen 157, 158 und 159 sind Drehmomentübertragungsmechanismen vom feststehenden Typ, die üblicherweise Bremsen oder Reaktionskupplungen genannt werden.
Die Antriebswelle 17 ist kontinuierlich mit dem Sonnenrad 122 verbunden, und die Abtriebswelle 19 ist kontinuierlich mit der Planetenträgeranordnung 136 verbunden. Das Hohlrad 124 ist kontinuierlich mit der Planetenträgeranordnung 146 über das Verbindungselement 170 verbunden. Die Planetenträgeranordnung 126 ist kontinuierlich mit dem Hohlrad 134 über das Verbindungselement 172 verbunden. Das Sonnenrad 132 ist kontinuierlich mit dem Sonnenrad 142 über das Verbindungselement 174 verbunden.
Das Hohlrad 124 kann selektiv mit der Planetenträgeranordnung 126 über die Kupplung 150 verbunden werden. Das Hohlrad 134 kann selektiv mit dem Hohlrad 144 über die Kupplung 152 verbunden werden. Die Planetenträgeranordnung 136 kann selektiv mit der Planetenträgeranordnung 146 über die Kupplung 154 verbunden werden. Die Planetenträger anordnung 136 kann selektiv mit dem Hohlrad 144 über die Kupplung 156 verbunden werden. Die Planetenträgeranordnung 126 kann selektiv mit dem Getriebegehäuse 160 über die Bremse 157 verbunden werden. Das Hohlrad 124 kann selektiv mit dem Getriebegehäuse 160 über die Bremse 158 verbunden werden. Das Sonnenrad 142 kann selektiv mit dem Getriebegehäuse 160 über die Bremse 159 verbunden werden.
Die Wahrheitstabelle von 2b beschreibt die Eingriffsabfolge, die dazu verwendet wird, acht Vorwärtsgänge und drei Rückwärtsgänge in der in 2a gezeigten Planetenradanordnung 118 herzustellen.
Der dritte Rückwärtsgang (Rückwärts #3) wird mit dem Eingriff der Kupplung 156 und der Bremse 157 hergestellt. Die Kupplung 156 verbindet die Planetenträgeranordnung 136 mit dem Hohlrad 144, und die Bremse 157 verbindet die Planetenträgeranordnung 126 mit dem Getriebegehäuse 160. Das Sonnenrad 122 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie die Antriebswelle 17. Das Hohlrad 124 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie die Planetenträgeranordnung 146. Die Planetenträgeranordnung 126 und das Hohlrad 134 rotieren nicht. Die Drehzahl des Hohlrades 124 wird von der Drehzahl des Sonnenrads 122 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 120 bestimmt. Das Sonnenrad 132 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie das Sonnenrad 142. Die Planetenträgeranordnung 136 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie das Hohlrad 144. Die Drehzahl des Hohlrades 144 wird von der Drehzahl der Planetenträgeranordnung 146, der Drehzahl des Sonnenrads 142 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 140 bestimmt. Die Planetenträgeranordnung 136 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie die Abtriebswelle 19. Die Planetenträgeranordnung 136, und somit die Abtriebswelle 19, rotiert mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl des Hohlrades 134, der Drehzahl des Sonnenrads 132 und dem Hohlrad/Sonnen rad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 130 bestimmt wird. Der Zahlenwert des dritten Rückwärtsgangs (Rückwärts #3) wird unter Verwendung der Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnisse der Planetenradsätze 120, 130 und 140 bestimmt.
Der zweite Rückwärtsgang (Rückwärts #2) wird mit dem Eingriff der Kupplung 152 und der Bremse 157 hergestellt. Die Kupplung 152 verbindet das Hohlrad 134 mit dem Hohlrad 144. Die Bremse 157 verbindet die Planetenträgeranordnung 126 mit dem Getriebegehäuse 160. Das Sonnenrad 122 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie die Antriebswelle 17. Das Hohlrad 124 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie die Planetenträgeranordnung 146. Die Planetenträgeranordnung 126, das Hohlrad 134 und das Hohlrad 144 rotieren nicht. Die Drehzahl des Hohlrades 124 wird von der Drehzahl des Sonnenrads 122 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 120 bestimmt. Das Sonnenrad 142 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie das Sonnenrad 132. Die Drehzahl des Sonnenrads 142 wird von der Drehzahl der Planetenträgeranordnung 146 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 140 bestimmt. Die Planetenträgeranordnung 136 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie die Abtriebswelle 19. Die Planetenträgeranordnung 136, und somit die Abtriebswelle 19, rotiert mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl des Sonnenrads 132 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 130 bestimmt wird. Der Zahlenwert des zweiten Rückwärtsgangs (Rückwärts #2) wird von den Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnissen der Planetenradsätze 120, 130 und 140 bestimmt.
Der erste Rückwärtsgang (Rückwärts #1) wird mit dem Eingriff der Kupplung 154 und der Bremse 157 hergestellt. Die Kupplung 154 verbindet die Planetenträgeranordnung 136 mit der Planetenträgeranordnung 146, und die Bremse 157 verbindet die Planetenträgeranordnung 126 mit dem Ge triebegehäuse 60. Das Sonnenrad 122 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie die Antriebswelle 17. Die Planetenträgeranordnung 126 und das Hohlrad 134 rotieren nicht. Das Hohlrad 124 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie der Planetenradsatz 140 und die Planetenträgeranordnung 136. Die Planetenträgeranordnung 136 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie die Abtriebswelle 19. Das Hohlrad 124, und somit die Abtriebswelle 19, rotiert mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl des Sonnenrads 122 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 120 bestimmt wird. Der Zahlenwert des ersten Rückwärtsgangs (Rückwärts #1) wird von dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 120 bestimmt.
Der erste Vorwärtsgang wird mit dem Eingriff der Kupplung 152 und der Bremse 158 hergestellt. Die Kupplung 152 verbindet das Hohlrad 134 mit dem Hohlrad 144, und die Bremse 158 verbindet das Hohlrad 124 mit dem Getriebegehäuse 160. Das Sonnenrad 122 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie die Antriebswelle 17. Die Planetenträgeranordnung 126 und das Hohlrad 134 rotieren mit der gleichen Drehzahl wie das Hohlrad 144. Das Hohlrad 124 und die Planetenträgeranordnung 146 rotieren nicht. Die Drehzahl der Planetenträgeranordnung 126 wird von der Drehzahl des Sonnenrads 122 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 120 bestimmt. Das Sonnenrad 142 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie das Sonnenrad 132. Die Drehzahl des Hohlrades 144 wird von der Drehzahl des Sonnenrads 142 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 140 bestimmt. Die Planetenträgeranordnung 136 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie die Abtriebswelle 19. Die Planetenträgeranordnung 136, und somit die Abtriebswelle 19, rotiert mit der einer Drehzahl, die von der Drehzahl des Hohlrades 134, der Drehzahl des Sonnenrads 132 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 130 bestimmt wird. Der Zahlenwert des ersten Vorwärtsgangs wird von den Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnissen der Planetenradsätze 120, 130 und 140 bestimmt.
Der zweite Vorwärtsgang wird mit dem Eingriff der Kupplung 156 und der Bremse 158 hergestellt. Die Kupplung 156 verbindet die Planetenträgeranordnung 136 mit dem Hohlrad 144, und die Bremse 158 verbindet das Hohlrad 124 mit dem Getriebegehäuse 160. Das Sonnenrad 122 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie die Antriebswelle 17. Die Planetenträgeranordnung 126 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie das Hohlrad 134. Das Hohlrad 124 und die Planetenträgeranordnung 146 rotieren nicht. Die Drehzahl der Planetenträgeranordnung 126 wird von der Drehzahl des Sonnenrads 122 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 120 bestimmt. Das Sonnenrad 142 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie das Sonnenrad 132. das Hohlrad 144 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie die Planetenträgeranordnung 136. Die Drehzahl des Hohlrades 144 wird von der Drehzahl des Sonnenrads 142 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 140 bestimmt. Die Planetenträgeranordnung 136 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie die Abtriebswelle 19. Die Planetenträgeranordnung 136, und somit die Abtriebswelle 19, rotiert mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl des Hohlrades 134, der Drehzahl des Sonnenrads 132 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 130 bestimmt wird. Der Zahlenwert des zweiten Vorwärtsgangs wird von den Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnissen der Planetenradsätze 120, 130 und 140 bestimmt.
Der dritte Vorwärtsgang wird mit dem Eingriff der Bremse 158 und der Bremse 159 hergestellt. Die Bremse 158 verbindet das Hohlrad 124 mit dem Getriebegehäuse 160, und die Bremse 159 verbindet das Sonnenrad 142 mit dem Getriebegehäuse 160. Das Sonnenrad 122 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie die Antriebswelle 17. Die Planetenträgeranordnung 126 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie das Hohlrad 134. Das Hohlrad 124 und die Planetenträgeranordnung 146 rotieren nicht. Die Drehzahl der Planetenträgeranordnung 126 wird von der Drehzahl des Sonnenrads 122 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 120 bestimmt. Das Sonnenrad 132 und das Hohlrad 142 rotieren nicht. Die Planetenträgeranordnung 136 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie die Abtriebswelle 19. Die Planetenträgeranordnung 136, und somit die Abtriebswelle 19, rotiert mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl des Hohlrads 134 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 130 bestimmt wird. Der Zahlenwert des dritten Vorwärtsgangs wird von den Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnissen der Planetenradsätze 120 und 130 bestimmt.
Der vierte Vorwärtsgang wird mit dem Eingriff der Kupplung 156 und der Bremse 159 hergestellt. Die Kupplung 156 verbindet die Planetenträgeranordnung 136 mit dem Hohlrad 144, und die Bremse 159 verbindet das Sonnenrad 142 mit dem Getriebegehäuse 160. Das Sonnenrad 122 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie die Antriebswelle 17. Die Planetenträgeranordnung 126 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie das Hohlrad 134. Das Hohlrad 124 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie die Planetenträgeranordnung 146. Die Drehzahl des Hohlrades 124 wird von der Drehzahl der Planetenträgeranordnung 126, der Drehzahl des Sonnenrads 122 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 120 bestimmt. Das Hohlrad 144 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie die Planetenträgeranordnung 136. Das Sonnenrad 142 und das Sonnenrad 132 rotieren nicht. Die Drehzahl des Hohlrads 144 wird von der Drehzahl der Planetenträgeranordnung 146 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 140 bestimmt. Die Planetenträgeranordnung 136 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie die Abtriebswelle 19. Die Planetenträgeranordnung 136, und somit die Abtriebswelle 19, rotiert mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl des Hohlrads 134 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 130 bestimmt wird. Der Zahlenwert des vierten Vorwärtsgangs wird unter Verwendung der Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnisse der Planetenradsätze 120, 130, 140 bestimmt.
Der fünfte Vorwärtsgang wird mit dem Eingriff der Kupplung 152 und der Bremse 159 hergestellt. Die Kupplung 152 verbindet das Hohlrad 134 und das Hohlrad 144, und die Bremse 159 verbindet das Sonnenrad 142 mit dem Getriebegehäuse 160. Das Sonnenrad 122 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie die Antriebswelle 17. Das Hohlrad 124 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie die Planetenträgeranordnung 146. Die Planetenträgeranordnung 126 und das Hohlrad 134 rotieren mit der gleichen Drehzahl wie das Hohlrad 144. Die Drehzahl des Hohlrades 124 wird von der Drehzahl der Planetenträgeranordnung 126, der Drehzahl des Sonnenrads 122 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 120 bestimmt. Das Sonnenrad 142 und das Sonnenrad 132 rotieren nicht. Die Drehzahl des Hohlrades 144 wird von der Drehzahl der Planetenträgeranordnung 146 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 140 bestimmt. Die Planetenträgeranordnung 136 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie die Abtriebswelle 19. Die Planetenträgeranordnung 136, und somit die Abtriebswelle 19, rotiert mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl des Hohlrades 134 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 130 bestimmt wird. Der Zahlenwert des fünften Vorwärtsgangs wird unter Verwendung der Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnisse der Planetenradsätze 120, 130 und 140 bestimmt.
Der sechste Vorwärtsgang wird mit dem Eingriff der Kupplung 154 und der Bremse 159 hergestellt. Die Kupplung 154 verbindet die Planetenträ geranordnung 136 mit der Planetenträgeranordnung 146, und die Bremse 159 verbindet das Sonnenrad 142 mit dem Getriebegehäuse 160. Das Sonnenrad 122 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie die Antriebswelle 17. Die Planetenträgeranordnung 126 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie das Hohlrad 134. Das Hohlrad 124 und die Planetenträgeranordnung 146 rotieren mit der gleichen Drehzahl wie die Planetenträgeranordnung 136. Die Drehzahl des Hohlrades 124 wird von der Drehzahl der Planetenträgeranordnung 126, der Drehzahl des Sonnenrads 122 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 120 bestimmt. Das Sonnenrad 132 und das Sonnenrad 142 rotieren nicht. Die Planetenträgeranordnung 136 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie die Abtriebswelle 19. Die Planetenträgeranordnung 136, und somit die Abtriebswelle 19, rotiert mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl des Hohlrades 134 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 130 bestimmt wird. Der Zahlenwert des sechsten Vorwärtsgangs wird unter Verwendung der Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnisse der Planetenradsätze 120 und 130 bestimmt.
Der siebte Vorwärtsgang wird mit dem Eingriff der Kupplung 150 und der Bremse 159 hergestellt. Die Kupplung 150 verbindet die Planetenträgeranordnung 126 mit dem Hohlrad 124, und die Bremse 159 verbindet das Sonnenrad 142 mit dem Getriebegehäuse 160. Das Sonnenrad 122 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie die Antriebswelle 17. Die Planetenträgeranordnung 126, das Hohlrad 124 und die Planetenträgeranordnung 146 rotieren mit der gleichen Drehzahl wie das Hohlrad 134. Das Sonnenrad 132 und das Sonnenrad 142 rotieren nicht. Die Planetenträgeranordnung 136 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie die Abtriebswelle 19. Die Planetenträgeranordnung 136, und somit die Abtriebswelle 19, rotiert mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl des Hohlrades 134 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 130 bestimmt wird. Der Zahlenwert des siebten Vorwärtsgangs wird unter Verwendung des Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnisses des Planetenradsatzes 130 bestimmt.
Der achte Vorwärtsgang wird mit dem Eingriff der Kupplungen 150 und 152 hergestellt. Bei dieser Konfiguration ist die Antriebswelle 17 direkt mit der Abtriebswelle 19 verbunden. Der Zahlenwert des achten Vorwärtsgangs beträgt Eins.
Wie es oben ausgeführt wurde, beschreibt die Wahrheitstabelle von 2b die Eingriffsabfolge der Drehmomentübertragungsmechanismen, die dazu benutzt wird, drei Rückwärtsgänge und acht Vorwärtsgänge bereitzustellen. Die Wahrheitstabelle liefert auch ein Beispiel der Übersetzungsverhältnisse, die mit den in 2a gezeigten Familienmitgliedern unter Verwendung der in 2b angegebenen Beispielzähneverhältnisse erzielt werden können. Der N_R1/S_R1-Wert ist das Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 120, der N_R2/S_R2-Wert ist das Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 130, und der N_R3/S_R3-Wert ist das Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 140. Ebenfalls in 2b sind die Übersetzungsverhältnisstufen zwischen Übersetzungsverhältnissen mit einer einzigen Stufe in der Vorwärtsrichtung sowie das Stufenverhältnis vom dritten Rückwärtsgang (Rückwärts #3) zum ersten Gang gezeigt. Beispielsweise beträgt das Stufenverhältnis vom ersten zum zweiten Gang 1,73. Es ist anzumerken, dass die Vorwärtsgangwechsel mit einer einzigen Stufe von der Art mit einem einzigen Übergang sind.
3a zugewandt, umfasst ein Antriebsstrang 210 den Motor und Drehmomentwandler 12, ein Planetengetriebe 214 und einen Achsantriebsmechanismus 16. Das Planetengetriebe 214 umfasst eine Antriebswelle 17, die kontinuierlich mit dem Motor und Drehmomentwandler 12 verbunden ist, eine Planetenradanordnung 218 und eine Abtriebswelle 19, die kontinuierlich mit dem Achsantriebsmechanismus 16 verbunden ist. Die Planetenradanordnung 218 umfasst drei Planetenradsätze 220, 230 und 240.
Der Planetenradsatz 220 umfasst ein Sonnenrad 222, ein Hohlrad 224 und eine Planetenträgeranordnung 226. Die Planetenträgeranordnung 226 umfasst mehrere Planetenräder 227, die drehbar an einem Träger 229 montiert und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 222 als auch dem Hohlrad 224 angeordnet sind.
Der Planetenradsatz 230 umfasst ein Sonnenrad 232, ein Hohlrad 234 und eine Planetenträgeranordnung 236. Die Planetenträgeranordnung 236 umfasst mehrere Planetenräder 237, die drehbar an einem Träger 239 montiert und kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 232 als auch dem Hohlrad 234 angeordnet sind.
Der Planetenradsatz 240 umfasst ein Sonnenrad 242, ein Hohlrad 244 und eine Planetenträgeranordnung 246. Die Planetenträgeranordnung 246 umfasst mehrere Planetenräder 247, die drehbar an einem Träger 249 montiert und kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 242 als auch dem Hohlrad 244 angeordnet sind.
Die Planetenträgeranordnung 218 umfasst auch sieben Drehmomentübertragungsmechanismen 250, 252, 254, 256, 257, 258 und 259. Die Drehmomentübertragungsmechanismen 250, 252 und 254 sind Drehmomentübertragungsmechanismen vom rotierenden Typ, die üblicherweise Kupplungen genannt werden. Die Drehmomentübertragungsmechanismen 256, 257, 258 und 259 sind Drehmomentübertragungsmechanismen vom feststehenden Typ, die üblicherweise Bremsen oder Reaktionskupplungen genannt werden.
Die Antriebswelle 17 ist kontinuierlich mit der Planetenträgeranordnung 226 verbunden, und die Abtriebswelle 19 ist kontinuierlich mit der Planetenträgeranordnung 246 verbunden. Die Planetenträgeranordnung 226 ist kontinuierlich mit dem Sonnenrad 232 über das Verbindungselement 270 verbunden. Das Sonnenrad 222 ist kontinuierlich mit dem Sonnenrad 242 über das Verbindungselement 272 verbunden. Die Planetenträgeranordnung 236 ist kontinuierlich mit dem Hohlrad 244 über das Verbindungselement 274 verbunden.
Die Planetenträgeranordnung 226 kann selektiv mit der Planetenträgeranordnung 236 über die Kupplung 250 verbunden werden. Das Hohlrad 224 kann selektiv mit der Planetenträgeranordnung 236 über die Kupplung 252 verbunden werden. Das Hohlrad 234 kann selektiv mit der Planetenträgeranordnung 246 über die Kupplung 254 verbunden werden. Die Planetenträgeranordnung 236 kann selektiv mit dem Getriebegehäuse 260 über die Bremse 256 verbunden werden. Das Hohlrad 234 kann selektiv mit dem Getriebegehäuse 260 über die Bremse 257 verbunden werden. Das Hohlrad 224 kann selektiv mit dem Getriebegehäuse 260 über die Bremse 258 verbunden werden. Das Sonnenrad 222 kann selektiv mit dem Getriebegehäuse 260 über die Bremse 259 verbunden werden.
Wie es in der Wahrheitstabelle in 3b gezeigt ist, werden die Drehmomentübertragungsmechanismen in Kombination von zweien in Eingriff gebracht, um zehn Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang herzustellen.
Die in den 3b, 4b, 5b, 6b, 7b, 8b, 9b, 10b und 11b angegebenen Wahrheitstabellen zeigen die Eingriffsabfolgen für die Drehmomentübertragungsmechanismen, um zumindest acht Vorwärtsgänge und zumindest einen Rückwärtsgang bereitzustellen. Wie es oben für die Ausgestaltungen in den 1a und 2a gezeigt und beschrieben ist, werden Fachleute aus den jeweiligen Wahrheitstabellen verstehen, wie die Gänge über die in der Beschreibung gekennzeichneten Planetenradsätze hergestellt werden.
Wie es zuvor ausgeführt wurde, beschreibt die Wahrheitstabelle von 3b die Kombinationen von Eingriffen, die für die zehn Vorwärtsgänge und den einen Rückwärtsgang verwendet werden. Die Wahrheitstabelle liefert auch ein Beispiel von Übersetzungsverhältnissen, die mit dem oben beschriebenen Familienmitglied erhältlich sind. Diese Beispiele von Übersetzungsverhältnissen werden unter Verwendung der in 3b angegebenen Zähneverhältnisse bestimmt. Der N_R1/S_R1-Wert ist das Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 220, der N_R2/S_R2-Wert ist das Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 230, und der N_R3/S_R3-Wert ist das Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 240. Ebenfalls in 3b ist ein Schaubild gezeigt, das die Übersetzungsverhältnisstufen zwischen benachbarten Vorwärtsgängen und dem Rückwärtsgang darstellt. Beispielsweise weist der Eins-Zwei-Gangwechsel eine Stufe von 1,78 auf. Aus der Wahrheitstabelle von 3b kann leicht festgestellt werden, dass alle Vorwärtsgangwechsel mit einer einzigen Stufe oder einer doppelten Stufe von der Art mit einem einzigen Übergang sind.
Ein in 4a gezeigter Antriebsstrang 310 umfasst den Motor und Drehmomentwandler 12, ein Planetengetriebe 314 und den Achsantriebsmechanismus 16. Das Planetengetriebe 314 umfasst eine Antriebswelle 17, die kontinuierlich mit dem Motor und Drehmomentwandler 12 verbunden ist, eine Planetenradanordnung 318 und eine Abtriebswelle 19, die kontinuierlich mit dem Achsantriebsmechanismus 16 verbunden ist. Die Planetenradanordnung 318 umfasst drei Planetenradsätze 320, 330 und 340.
Der Planetenradsatz 320 umfasst ein Sonnenrad 322, ein Hohlrad 324 und eine Planetenträgeranordnung 326. Die Planetenträgeranordnung 326 umfasst mehrere Planetenräder 327, die drehbar an einem Träger 329 montiert und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 322 als auch dem Hohlrad 324 angeordnet sind.
Der Planetenradsatz 330 umfasst ein Sonnenrad 332, ein Hohlrad 334 und eine Planetenträgeranordnung 336. Die Planetenträgeranordnung 336 umfasst mehrere Planetenräder 337, die drehbar an einem Träger 339 montiert und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 332 als auch dem Hohlrad 334 angeordnet sind.
Der Planetenradsatz 340 umfasst ein Sonnenrad 342, ein Hohlrad 344 und eine Planetenträgeranordnung 346. Die Planetenträgeranordnung 346 umfasst mehrere Planetenräder 347, die drehbar an einem Träger 349 montiert und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 342 als auch dem Hohlrad 344 angeordnet sind.
Die Planetenträgeranordnung 318 umfasst auch sieben Drehmomentübertragungsmechanismen 350, 352, 354, 356, 357, 358 und 359. Die Drehmomentübertragungsmechanismen 350, 352, 354 und 356 sind Drehmomentübertragungsmechanismen vom rotierenden Typ, die üblicherweise Kupplungen genannt werden. Die Drehmomentübertragungsmechanismen 357, 358 und 359 sind Drehmomentübertragungsmechanismen vom feststehenden Typ, die üblicherweise Bremsen oder Reaktionskupplungen genannt werden.
Die Antriebswelle 17 ist kontinuierlich mit dem Sonnenrad 322 verbunden, und die Abtriebswelle 19 ist kontinuierlich mit Hohlrad 344 verbunden. Die Planetenträgeranordnung 326 ist kontinuierlich mit dem Hohl rad 334 über das Verbindungselement 370 verbunden. Das Hohlrad 324 ist kontinuierlich mit dem Sonnenrad 342 über das Verbindungselement 372 verbunden. Die Planetenträgeranordnung 336 ist kontinuierlich mit der Planetenträgeranordnung 346 über das Verbindungselement 374 verbunden.
Die Planetenträgeranordnung 326 kann selektiv mit dem Sonnenrad 322 über die Kupplung 350 verbunden werden. Das Sonnenrad 322 kann selektiv mit der Planetenträgeranordnung 336 über die Kupplung 352 verbunden werden. Das Sonnenrad 322 kann selektiv mit dem Sonnenrad 332 über die Kupplung 354 verbunden werden. Das Sonnenrad 332 kann selektiv mit dem Hohlrad 344 über die Kupplung 356 verbunden. Die Planetenträgeranordnung 326 kann selektiv mit dem Getriebegehäuse 360 über die Bremse 357 verbunden werden. Das Hohlrad 324 kann selektiv mit dem Getriebegehäuse 360 über die Bremse 358 verbunden werden. Die Planetenträgeranordnung 346 kann selektiv mit dem Getriebegehäuse 360 über die Bremse 359 verbunden werden.
Die in 4b gezeigte Wahrheitstabelle beschreibt die Eingriffskombination und die Eingriffsabfolge, die notwendig sind, um einen Rückwärtsgang, acht Vorwärtsgänge (sowie einen zusätzlichen vierten Vorwärtsgang (4') und einen zusätzlichen fünften Vorwärtsgang (5')) bereitzustellen. Ein Beispiel der Zahlenwerte für die Übersetzungsverhältnisse ist ebenfalls in der Wahrheitstabelle von 4b angegeben. Diese Werte werden unter Verwendung der ebenfalls in 4b angegebenen Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnisse bestimmt. Der N_R1/S_R1-Wert ist das Zähneverhältnis für den Planetenradsatz 320, der N_R2/S_R2-Wert ist das Zähneverhältnis für den Planetenradsatz 330, und der N_R3/S_R3-Wert ist das Zähneverhältnis für den Planetenradsatz 340. Ebenfalls in 4b ist ein Schaubild angegeben, das die Stufenverhältnisse zwischen benachbarten Vorwärtsgängen und zwischen dem Rückwärtsgang und dem ersten Vorwärtsgang beschreibt. Beispielsweise beträgt die Stufe zwischen dem ersten und dem zweiten Vorwärtsgang 1,52. Es ist aus der Wahrheitstabelle von 4b leicht festzustellen, dass jeder der Vorwärtsgangwechsel mit einer einzigen Stufe ein Schaltvorgang mit einem einzigen Übergang ist. Zusätzlich bleibt der Drehmomentübertragungsmechanismus 359 während des neutralen Zustandes in Eingriff, wodurch der Vorwärts/Rückwärts-Wechsel vereinfacht wird.
Ein in 5a gezeigter Antriebsstrang 410 umfasst den Motor und Drehmomentwandler 12, ein Planetengetriebe 414 und den Achsantriebsmechanismus 16. Das Planetengetriebe 414 umfasst eine Planetenradanordnung 418, eine Antriebswelle 17 und eine Abtriebswelle 19. Die Planetenradanordnung 418 umfasst drei einfache Planetenradsätze 420, 430 und 440.
Der Planetenradsatz 420 umfasst ein Sonnenrad 422, ein Hohlrad 424 und eine Planetenträgeranordnung 426. Die Planetenträgeranordnung 426 umfasst mehrere Planetenräder 427, die drehbar an einem Träger 429 montiert und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 422 als auch dem Hohlrad 424 angeordnet sind.
Der Planetenradsatz 430 umfasst ein Sonnenrad 432, ein Hohlrad 434 und eine Planetenträgeranordnung 436. Die Planetenträgeranordnung 436 umfasst mehrere Planetenräder 437, die drehbar an einem Träger 439 montiert und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 432 als auch dem Hohlrad 434 angeordnet sind.
Der Planetenradsatz 440 umfasst ein Sonnenrad 442, ein Hohlrad 444 und eine Planetenträgeranordnung 446. Die Planetenträgeranordnung 446 umfasst mehrere Planetenräder 447, die drehbar an einem Träger 449 montiert und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 442 als auch dem Hohlrad 444 angeordnet sind.
Die Planetenradanordnung 418 umfasst auch sieben Drehmomentübertragungsmechanismen 450, 452, 454, 456, 457, 458 und 459. Die Drehmomentübertragungsmechanismen 450, 452, 454 und 456 sind Drehmomentübertragungsmechanismen vom rotierenden Typ, die üblicherweise Kupplungen genannt werden. Die Drehmomentübertragungsmechanismen 457, 458 und 459 sind Drehmomentübertragungsmechanismen vom feststehenden Typ, die üblicherweise Bremsen oder Reaktionskupplungen genannt werden.
Die Antriebswelle 17 ist kontinuierlich mit dem Sonnenrad 432 verbunden, und die Abtriebswelle 19 ist kontinuierlich mit der Planetenträgeranordnung 426 verbunden. Das Sonnenrad 422 ist kontinuierlich mit dem Hohlrad 444 über das Verbindungselement 470 verbunden. Das Hohlrad 424 ist kontinuierlich mit der Planetenträgeranordnung 436 über das Verbindungselement 472 verbunden. Das Hohlrad 434 ist kontinuierlich mit der Planetenträgeranordnung 446 über das Verbindungselement 474 verbunden.
Die Planetenträgeranordnung 436 kann selektiv mit dem Sonnenrad 432 über die Kupplung 450 verbunden werden. Die Planetenträgeranordnung 436 kann selektiv mit dem Sonnenrad 442 über die Kupplung 452 verbunden werden. Die Planetenträgeranordnung 426 kann selektiv mit dem Hohlrad 434 über die Kupplung 454 verbunden werden. Das Sonnenrad 432 kann selektiv mit dem Sonnenrad 442 über die Kupplung 456 verbunden werden. Die Planetenträgeranordnung 446 kann selektiv mit dem Getriebegehäuse 460 über die Bremse 457 verbunden werden. Das Son nenrad 422 kann selektiv mit dem Getriebegehäuse 460 über die Bremse 458 verbunden werden. Das Sonnenrad 442 kann selektiv mit dem Getriebegehäuse 460 über die Bremse 459 verbunden werden.
Die in 5b gezeigte Wahrheitstabelle beschreibt die Eingriffskombination und -abfolge der Drehmomentübertragungsmechanismen 450, 452, 454, 456, 457, 458 und 459, die angewandt werden, um den Rückwärtsgang und neun Vorwärtsgänge (sowie einen zusätzlichen zweiten Vorwärtsgang (2')) bereitzustellen.
Ebenfalls in der Wahrheitstabelle von 5b ist ein Satz von Zahlenwerten angegeben, die mit der vorliegenden Erfindung unter Verwendung der gezeigten Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnisse erzielt werden können. Der N_R1/S_R1-Wert ist das Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 420, der N_R2/S_R2-Wert ist das Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 430, und der N_R3/S_R3-Wert ist das Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 440. Wie es aus der Wahrheitstabelle von 5b auch festgestellt werden kann, sind alle Vorwärtsgangwechsel mit einer einzigen Stufe von der An mit einem einzigen Übergang.
5b liefert auch ein Schaubild der Übersetzungsverhältnisstufen zwischen benachbarten Vorwärtsgängen und zwischen dem Rückwärtsgang und dem ersten Vorwärtsgang. Beispielsweise beträgt die Übersetzungsverhältnisstufe zwischen dem ersten und dem zweiten Vorwärtsgang 1,57.
Ein in 6a gezeigter Antriebsstrang 510 umfasst einen Motor und Drehmomentwandler 12, ein Planetengetriebe 514 und den Achsantriebsmechanismus 16. Das Planetengetriebe 514 umfasst die Antriebswelle 17, eine Planetenradanordnung 518 und die Abtriebswelle 19. Die Planetenradanordnung 518 umfasst drei Planetenradsätze 520, 530 und 540.
Der Planetenradsatz 520 umfasst ein Sonnenrad 522, ein Hohlrad 524 und eine Planetenträgeranordnung 526. Die Planetenträgeranordnung 526 umfasst mehrere Planetenräder 527, die drehbar an einem Träger 529 montiert und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 522 als auch dem Hohlrad 524 angeordnet sind.
Der Planetenradsatz 530 umfasst ein Sonnenrad 532, ein Hohlrad 534 und eine Planetenträgeranordnung 536. Die Planetenträgeranordnung 536 umfasst mehrere Planetenräder 537, die drehbar an einem Träger 539 montiert und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 532 als auch dem Hohlrad 534 angeordnet sind.
Der Planetenradsatz 540 umfasst ein Sonnenrad 542, ein Hohlrad 544 und eine Planetenträgeranordnung 546. Die Planetenträgeranordnung 546 umfasst mehrere Planetenräder 547, die drehbar an einem Träger 549 montiert und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 542 als auch dem Hohlrad 544 angeordnet sind.
Die Planetenradanordnung 518 umfasst auch sieben Drehmomentübertragungsmechanismen 550, 552, 554, 556, 557, 558 und 559. Die Drehmomentübertragungsmechanismen 550, 552, 554 und 556 sind Drehmomentübertragungsmechanismen vom rotierenden Typ, die üblicherweise Kupplungen genannt werden. Die Drehmomentübertragungsmechanismen 557, 558 und 559 sind Drehmomentübertragungsmechanismen vom feststehenden Typ, die üblicherweise Bremsen oder Reaktionskupplungen genannt werden.
Die Antriebswelle 17 ist kontinuierlich mit dem Sonnenrad 532 verbunden, und die Abtriebswelle 19 ist kontinuierlich mit dem Hohlrad 544 verbunden. Die Planetenträgeranordnung 526 ist kontinuierlich mit der Planetenträgeranordnung 546 über das Verbindungselement 570 verbunden. Das Hohlrad 524 ist kontinuierlich mit der Planetenträgeranordnung 536 über das Verbindungselement 472 verbunden. Das Hohlrad 534 ist kontinuierlich mit der Sonnenrad 542 über das Verbindungselement 574 verbunden.
Das Sonnenrad 532 kann selektiv mit der Planetenträgeranordnung 526 über die Kupplung 550 verbunden werden. Das Sonnenrad 542 kann selektiv mit der Planetenträgeranordnung 546 über die Kupplung 552 verbunden werden. Das Sonnenrad 522 kann selektiv mit dem Sonnenrad 532 über die Kupplung 554 verbunden werden. Das Hohlrad 544 kann selektiv mit dem Sonnenrad 522 über die Kupplung 556 verbunden werden. Die Planetenträgeranordnung 536 kann selektiv mit dem Getriebegehäuse 560 über die Bremse 557 verbunden werden. Die Planetenträgeranordnung 546 kann selektiv mit dem Getriebegehäuse 560 über die Bremse 558 verbunden werden. Das Sonnenrad 542 kann selektiv mit dem Getriebegehäuse 560 über die Bremse 559 verbunden werden.
Die in 6b gezeigte Wahrheitstabelle beschreibt die Eingriffsabfolge und -kombination der Drehmomentübertragungsmechanismen, um den Rückwärtsgang und die acht Vorwärtsgänge (sowie einen zusätzlichen vierten Gang (4') und einen zusätzlichen fünften Gang (5')) bereitzustellen. Es ist anzumerken, dass der Drehmomentübertragungsmechanismus 557 während des neutralen Zustandes in Eingriff bleiben kann, wodurch der Vorwärts/Rückwärts-Wechsel vereinfacht wird. Das Schaubild von 6b beschreibt die Übersetzungsverhältnisstufen zwischen benachbarten Vorwärtsgängen und die Übersetzungsverhältnisstufe zwischen dem Rückwärtsgang und dem ersten Vorwärtsgang.
Die in der Wahrheitstabelle angegebenen Beispielübersetzungsverhältnisse werden unter Verwendung der ebenfalls in 6b angegebenen Zähneverhältniswerte bestimmt. Der N_R1/S_R1-Wert ist das Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 520, der N_R2/S_R2-Wert ist das Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 530, und der N_R3/S_R3-Wert ist das Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 540. Wie aus der Wahrheitstabelle von 6b ebenfalls festgestellt werden kann, ist jeder der Vorwärtsgangwechsel mit einer einzigen Stufe von der Art mit einem einzigen Übergang.
Ein in 7a gezeigter Antriebsstrang 610 umfasst einen Motor und Drehmomentwandler 12, ein Planetengetriebe 614 und den Achsantriebsmechanismus 16. Das Planetengetriebe 614 umfasst die Antriebswelle 17, eine Planetenradanordnung 618 und die Abtriebswelle 19. Die Planetenradanordnung 618 umfasst drei Planetenradsätze 620, 630 und 640.
Der Planetenradsatz 620 umfasst ein Sonnenrad 622, ein Hohlrad 624 und eine Planetenträgeranordnung 626. Die Planetenträgeranordnung 626 umfasst mehrere Planetenräder 627, die drehbar an einem Träger 629 montiert und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 622 als auch dem Hohlrad 624 angeordnet sind.
Der Planetenradsatz 630 umfasst ein Sonnenrad 632, ein Hohlrad 634 und eine Planetenträgeranordnung 636. Die Planetenträgeranordnung 636 umfasst mehrere Planetenräder 637, die drehbar an einem Träger 639 montiert und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 632 als auch dem Hohlrad 634 angeordnet sind.
Der Planetenradsatz 640 umfasst ein Sonnenrad 642, ein Hohlrad 644 und eine Planetenträgeranordnung 646. Die Planetenträgeranordnung 646 umfasst mehrere Planetenräder 647, die drehbar an einem Träger 649 montiert und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 642 als auch dem Hohlrad 644 angeordnet sind.
Die Planetenradanordnung 618 umfasst auch sieben Drehmomentübertragungsmechanismen 650, 652, 654, 656, 657, 658 und 659. Die Drehmomentübertragungsmechanismen 650, 652, 654 und 656 sind Drehmomentübertragungsmechanismen vom rotierenden Typ, die üblicherweise Kupplungen genannt werden. Die Drehmomentübertragungsmechanismen 657, 658 und 659 sind Drehmomentübertragungsmechanismen vom feststehenden Typ, die üblicherweise Bremsen oder Reaktionskupplungen genannt werden.
Die Antriebswelle 17 ist kontinuierlich mit der Planetenträgeranordnung 626 verbunden, und die Abtriebswelle 19 ist kontinuierlich mit der Planetenträgeranordnung 646 verbunden. Das Hohlrad 624 ist kontinuierlich mit dem Sonnenrad 642 über das Verbindungselement 670 verbunden. Das Sonnenrad 622 ist kontinuierlich mit dem Sonnenrad 632 über das Verbindungselement 672 verbunden. Das Hohlrad 634 ist kontinuierlich mit der Planetenträgeranordnung 646 über das Verbindungselement 674 verbunden.
Die Planetenträgeranordnung 626 kann selektiv mit dem Hohlrad 624 über die Kupplung 650 verbunden werden. Die Planetenträgeranordnung 646 kann selektiv mit dem Sonnenrad 642 über die Kupplung 652 verbunden werden. Die Planetenträgeranordnung 636 kann selektiv mit dem Sonnenrad 642 über die Kupplung 654 verbunden werden. Das Hohlrad 644 kann selektiv mit der Planetenträgeranordnung 636 über die Kupplung 656 verbunden werden. Das Sonnenrad 622 kann selektiv mit dem Getriebegehäuse 660 über die Bremse 657 verbunden werden. Das Hohlrad 644 kann selektiv mit dem Getriebegehäuse 660 über die Bremse 658 verbunden werden. Die Planetenträgeranordnung 636 kann selektiv mit dem Getriebegehäuse 660 über die Bremse 659 verbunden werden.
Die in 7b gezeigte Wahrheitstabelle beschreibt die Kombination von Drehmomentübertragungsmechanismuseingriffen, die die drei Rückwärtsgänge und acht Vorwärtsgänge bereitstellen wird, sowie die Abfolge dieser Eingriffe und Gangwechsel.
Die angegebenen Übersetzungsverhältniswerte sind beispielhaft und werden unter Verwendung der in 7b angegebenen Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnisse hergestellt. Beispielsweise ist der N_R1/S_R1-Wert das Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 620, der N_R2/S_R2-Wert ist das Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 630, und der N_R3/S_R3-Wert ist das Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 640. Die Übersetzungsverhältnisstufen zwischen benachbarten Vorwärtsgängen und zwischen dem dritten Rückwärtsgang und dem ersten Gang sind ebenfalls in 7b angegeben. Beispielsweise beträgt die Übersetzungsverhältnisstufe zwischen dem ersten und zweiten Vorwärtsgang 1,67. Wie aus der Wahrheitstabelle von 7b auch festgestellt werden kann, ist jeder der Vorwärtsgangwechsel mit einer einzigen Stufe von der Art mit einem einzigen Übergang.
Ein in 8a gezeigter Antriebsstrang 710 weist den herkömmlichen Motor und Drehmomentwandler 12, ein Planetengetriebe 714 und den herkömmlichen Achsantriebsmechanismus 16 auf. Der Motor und Drehmomentwandler 12 stehen mit dem Planetengetriebe 714 über die Antriebswelle 17 in Antriebsverbindung. Das Planetengetriebe 714 steht mit dem Achsantriebsmechanismus 16 über die Abtriebswelle 19 in Antriebsverbindung. Das Planetengetriebe 714 umfasst eine Planetenradanordnung 718, die einen ersten Planetenradsatz 720, einen zweiten Planetenradsatz 730 und einen dritten Planetenradsatz 740 aufweist.
Der Planetenradsatz 720 umfasst ein Sonnenrad 722, ein Hohlrad 724 und eine Planetenträgeranordnung 726. Die Planetenträgeranordnung 726 umfasst mehrere Planetenräder 727, die drehbar an einem Träger 729 montiert und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 722 als auch dem Hohlrad 724 angeordnet sind.
Der Planetenradsatz 730 umfasst ein Sonnenrad 732, ein Hohlrad 734 und eine Planetenträgeranordnung 736. Die Planetenträgeranordnung 736 umfasst mehrere Planetenräder 737, die drehbar an einem Träger 739 montiert und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 732 als auch dem Hohlrad 734 angeordnet sind.
Der Planetenradsatz 740 umfasst ein Sonnenrad 742, ein Hohlrad 744 und eine Planetenträgeranordnung 746. Die Planetenträgeranordnung 746 umfasst mehrere Planetenräder 747, die drehbar an einem Träger 749 montiert und in kämmender Beziehung mit dem Sonnenrad 742 angeordnet sind. Die Planetenräder 748 sind in kämmender Beziehung mit sowohl dem Hohlrad 744 als auch den Planetenrädern 747 angeordnet.
Die Planetenradanordnung 718 umfasst auch sieben Drehmomentübertragungsmechanismen 750, 752, 754, 756, 757, 758 und 759. Die Drehmomentübertragungsmechanismen 750, 752, 754 und 756 sind Drehmomentübertragungsmechanismen vom rotierenden Typ, die üblicherweise Kupplungen genannt werden. Die Drehmomentübertragungsmechanismen 757, 758 und 759 sind Drehmomentübertragungsmechanismen vom feststehenden Typ, die üblicherweise Bremsen oder Reaktionskupplungen genannt werden.
Die Antriebswelle 17 ist kontinuierlich mit der Planetenträgeranordnung 736 verbunden, und die Abtriebswelle 19 ist kontinuierlich mit dem Hohlrad 744 verbunden. Das Hohlrad 724 ist kontinuierlich mit der Planetenträgeranordnung 736 über das Verbindungselement 770 verbunden. Das Sonnenrad 722 ist kontinuierlich mit dem Sonnenrad 742 über das Verbindungselement 772 verbunden. Das Sonnenrad 732 ist kontinuierlich mit dem Hohlrad 744 über das Verbindungselement 774 verbunden.
Die Planetenträgeranordnung 726 kann selektiv mit dem Sonnenrad 722 über die Kupplung 750 verbunden werden. Das Hohlrad 734 kann selektiv mit dem Sonnenrad 722 über die Kupplung 752 verbunden werden. Das Hohlrad 734 kann selektiv mit der Planetenträgeranordnung 726 über die Kupplung 754 verbunden werden. Die Planetenträgeranordnung 726 kann selektiv mit dem Sonnenrad 732 über die Kupplung 756 verbunden werden. Das Sonnenrad 722 kann selektiv mit dem Getriebegehäuse 760 über die Bremse 757 verbunden werden. Das Hohlrad 734 kann selektiv mit dem Getriebegehäuse 760 über die Bremse 758 verbunden werden. Die Planetenträgeranordnung 746 kann selektiv mit dem Getriebegehäuse 760 über die Bremse 759 verbunden werden.
Die Wahrheitstabelle von 8b definiert die Eingriffsabfolge der Drehmomentübertragungsmechanismen, die für jeden der neun Vorwärtsgänge und den Rückwärtsgang (sowie den zusätzlichen zweiten Gang (2')) verwendet wird. Ebenfalls in der Wahrheitstabelle ist ein Satz von Zahlenwerten angegeben, die mit der vorliegenden Erfindung unter Verwendung der in 8b angegebenen Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnisse erzielbar sind. Der N_R1/S_R1-Wert ist das Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 720, der N_R2/S_R2-Wert ist das Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 730, und der N_R3/S_R3-Wert ist das Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 740. Wie es aus der Wahrheitstabelle von 8b festzustellen ist, ist jeder der Vorwärtsgangwechsel mit einer einzigen Stufe von der Art mit einem einzigen Übergang. Zusätzlich bleibt der Drehmomentübertragungsmechanismus 759 während des neutralen Zustandes in Eingriff, wodurch der Vorwärts/Rückwärts-Wechsel vereinfacht wird.
8b liefert auch ein Beispiel der Übersetzungsverhältnisstufen zwischen benachbarten Vorwärtsgängen und zwischen dem Rückwärtsgang und dem ersten Vorwärtsgang. Beispielsweise beträgt die Übersetzungsverhältnisstufe zwischen dem ersten und dem zweiten Vorwärtsgang 1,54.
Ein in 9a gezeigter Antriebsstrang 810 umfasst einen herkömmlichen Motor und Drehmomentwandler 12, ein Planetengetriebe 814 und den Achsantriebsmechanismus 16. Der Motor und Drehmomentwandler 12 stehen mit dem Planetengetriebe 814 über die Antriebswelle 17 in Antriebsverbindung. Das Planetengetriebe 814 steht mit dem Achsantriebsmechanismus 16 über die Abtriebswelle 19 in Antriebsverbindung. Das Planetengetriebe 814 umfasst eine Planetenradanordnung 818, die einen ersten Planetenradsatz 820, einen zweiten Planetenradsatz 830 und einen dritten Planetenradsatz 840 aufweist.
Der Planetenradsatz 820 umfasst ein Sonnenrad 822, ein Hohlrad 824 und eine Planetenträgeranordnung 826. Die Planetenträgeranordnung 826 umfasst mehrere Planetenräder 827, die drehbar an einem Träger 829 montiert und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 822 als auch dem Hohlrad 824 angeordnet sind.
Der Planetenradsatz 830 umfasst ein Sonnenrad 832, ein Hohlrad 834 und eine Planetenträgeranordnung 836. Die Planetenträgeranordnung 836 umfasst mehrere Planetenräder 837, die drehbar an einem Träger 839 montiert und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 832 als auch dem Hohlrad 834 angeordnet sind.
Der Planetenradsatz 840 umfasst ein Sonnenrad 842, ein Hohlrad 844 und eine Planetenträgeranordnung 846. Die Planetenträgeranordnung 846 umfasst mehrere Planetenräder 847, die drehbar an einem Träger 849 montiert und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 842 als auch dem Hohlrad 844 angeordnet sind.
Die Planetenradanordnung 818 umfasst auch sieben Drehmomentübertragungsmechanismen 850, 852, 854, 856, 857, 858 und 859. Die Drehmomentübertragungsmechanismen 850, 852 und 854 sind Drehmomentübertragungsmechanismen vom rotierenden Typ, die üblicherweise Kupplungen genannt werden. Die Drehmomentübertragungsmechanismen 856, 857, 858 und 859 sind Drehmomentübertragungsmechanismen vom feststehenden Typ, die üblicherweise Bremsen oder Reaktionskupplungen genannt werden.
Die Antriebswelle 17 ist kontinuierlich mit dem Sonnenrad 842 verbunden, und die Abtriebswelle 19 ist kontinuierlich mit dem Hohlrad 824 verbunden. Die Planetenträgeranordnung 826 ist kontinuierlich mit der Planetenträgeranordnung 836 über das Verbindungselement 870 verbunden. Das Hohlrad 834 ist kontinuierlich mit der Planetenträgeranordnung 846 über das Verbindungselement 872 verbunden. Das Sonnenrad 822 ist kontinuierlich mit dem Hohlrad 844 über das Verbindungselement 874 verbunden.
Das Sonnenrad 822 kann selektiv mit der Planetenträgeranordnung 826 über die Kupplung 850 verbunden werden. Die Planetenträgeranordnung 836 kann selektiv mit dem Sonnenrad 842 über die Kupplung 852 verbunden werden. Das Sonnenrad 842 kann selektiv mit der Planetenträgeranordnung 846 über die Kupplung 854 verbunden werden. Die Planetenträgeranordnung 826 kann selektiv mit dem Getriebegehäuse 860 über die Bremse 856 verbunden werden. Das Hohlrad 844 kann selektiv mit dem Getriebegehäuse 860 über die Bremse 857 verbunden werden. Das Sonnenrad 832 kann selektiv mit dem Getriebegehäuse 860 über die Bremse 858 verbunden werden. Die Planetenträgeranordnung 846 kann selektiv mit dem Getriebegehäuse 860 über die Bremse 859 verbunden werden.
Die in 9b gezeigte Wahrheitstabelle definiert die Drehmomentübertragungsmechanismus-Eingriffsabfolge, die den Rückwärtsgang und die acht Vorwärtsgänge liefert, die in der Wahrheitstabelle gezeigt und mit der Planetenradanordnung 818 verfügbar sind. Ein Beispiel von Zahlenwerten für die einzelnen Übersetzungsverhältnisse ist ebenfalls in der Wahrheitstabelle von 9b angegeben. Diese Zahlenwerte sind unter Verwendung der ebenfalls beispielhaft in 9b angegebenen Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnisse berechnet worden. Der N_R1/N_S1-Wert ist das Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 820, der N_R2/Z_S2-Wert ist das Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 830, und der N_R3/N_S3-Wert ist das Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 840. Es ist aus der Wahrheitstabelle leicht zu erkennen, dass alle Vorwärtsgangwechsel mit einer einzigen Stufe von der Art mit einem einzigen Übergang sind. 9b beschreibt auch die Übersetzungsverhältnisstufen zwischen benachbarten Vorwärtsgängen und zwischen dem Rückwärtsgang und dem ersten Vorwärtsgang. Beispielsweise beträgt die Übersetzungsverhältnisstufe zwischen dem ersten und dem zweiten Vorwärtsgang 1,96.
Der in 10a gezeigte Antriebsstrang 910 umfasst den herkömmlichen Motor und Drehmomentwandler 12, ein Planetengetriebe 914 und den herkömmlichen Achsantriebsmechanismus 16. Der Motor und Drehmomentwandler 12 stehen mit dem Planetengetriebe 914 über die Antriebswelle 17 in Antriebsverbindung. Das Planetengetriebe 914 steht mit dem Achsantriebsmechanismus 16 über die Abtriebswelle 19 in Antriebsverbindung. Das Planetengetriebe 914 umfasst eine Planetenradanordnung 918, die einen ersten Planetenradsatz 920, einen zweiten Planetenradsatz 930 und einen dritten Planetenradsatz 940 aufweist.
Der Planetenradsatz 920 umfasst ein Sonnenrad 922, ein Hohlrad 924 und eine Planetenträgeranordnung 926. Die Planetenträgeranordnung 926 umfasst mehrere Planetenräder 927, die jeweils drehbar an einem Träger 929 montiert und in kämmender Beziehung mit dem Sonnenrad 922 bzw. dem Hohlrad 924 angeordnet sind.
Der Planetenradsatz 930 umfasst ein Sonnenrad 932, ein Hohlrad 934 und eine Planetenträgeranordnung 936. Die Planetenträgeranordnung 936 umfasst mehrere Planetenräder 937, die drehbar an einem Träger 939 montiert und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 932 als auch dem Hohlrad 934 angeordnet sind.
Der Planetenradsatz 940 umfasst ein Sonnenrad 942, ein Hohlrad 944 und eine Planetenträgeranordnung 946. Die Planetenträgeranordnung 946 umfasst mehrere Planetenräder 947, die drehbar an einem Träger 949 montiert und in kämmender Beziehung mit dem Sonnenrad 942 angeordnet sind. Planetenräder 938 sind in kämmender Beziehung mit sowohl dem Hohlrad 944 als auch den Planetenräder 937 angeordnet.
Die Planetenradanordnung 918 umfasst auch sieben Drehmomentübertragungsmechanismen 950, 952, 954, 956, 957, 958 und 959. Die Drehmomentübertragungsmechanismen 950, 952 und 954 sind Drehmomentübertragungsmechanismen vom rotierenden Typ, die üblicherweise Kupplungen genannt werden. Die Drehmomentübertragungsmechanismen 956, 957, 958 und 959 sind Drehmomentübertragungsmechanismen vom feststehenden Typ, die üblicherweise Bremsen oder Reaktionskupplungen genannt werden.
Die Antriebswelle 17 ist kontinuierlich mit der Planetenträgeranordnung 926 verbunden, und die Abtriebswelle 19 ist kontinuierlich mit dem Hohlrad 944 verbunden. Die Planetenträgeranordnung 926 ist kontinuierlich mit dem Sonnenrad 932 über das Verbindungselement 970 verbunden. Das Sonnenrad 922 ist kontinuierlich mit dem Sonnenrad 942 über das Verbindungselement 972 verbunden. Die Planetenträgeranordnung 936 ist kontinuierlich mit der Planetenträgeranordnung 946 über das Verbindungselement 974 verbunden.
Die Planetenträgeranordnung 926 kann selektiv mit der Planetenträgeranordnung 936 über die Kupplung 950 verbunden werden. Das Hohlrad 924 kann selektiv mit der Planetenträgeranordnung 936 über die Kupplung 952 verbunden werden. Das Hohlrad 934 kann selektiv mit dem Hohlrad 944 über die Kupplung 954 verbunden werden. Die Planetenträgeranordnung 936 kann selektiv mit dem Getriebegehäuse 960 über die Bremse 956 verbunden werden. Das Hohlrad 934 kann selektiv mit dem Getriebegehäuse 960 über die Bremse 957 verbunden werden. Das Hohlrad 924 kann selektiv mit dem Getriebegehäuse 960 über die Bremse 958 verbunden werden. Das Sonnenrad 922 kann selektiv mit dem Getriebegehäuse 960 über die Bremse 959 verbunden werden.
Die Wahrheitstabelle von 10b beschreibt die Drehmomentübertragungsmechanismus-Eingriffsabfolge, die dazu verwendet wird, einen Rückwärtsgang und zehn Vorwärtsgänge bereitzustellen. Die Wahrheitstabelle liefert auch einen Satz von Beispielen für die Übersetzungsverhältnisse für jeden der Rückwärts- und Vorwärtsgänge. Diese Zahlenwerte sind unter Verwendung der in 10b angegebenen Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnisse bestimmt worden. Der N_R1/S_R1-Wert ist das Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 920, der N_R2/S_R2-Wert ist das Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 930, und der N_R3/S_R3-Wert ist das Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 940. Es kann aus der Wahrheitstabelle von 10b auch festgestellt werden, dass jeder der Vorwärtsgangwechsel mit einer einzigen Stufe oder einer doppelten Stufe von der Art mit einem einzigen Übergang ist.
Ein in 11a gezeigter Antriebsstrang 1010 umfasst den herkömmlichen Motor und Drehmomentwandler 12, ein Planetengetriebe 1014 und den herkömmlichen Achsantriebsmechanismus 16. Der Motor und Drehmomentwandler stehen mit dem Planetengetriebe 1014 über die Antriebswelle 17 in Antriebsverbindung. Das Planetengetriebe 1014 steht mit dem Achsantriebsmechanismus 16 über die Abtriebswelle 19 in Antriebsverbindung. Das Planetengetriebe 1014 umfasst eine Planetenradanordnung 1018, die einen ersten Planetenradsatz 1020, einen zweiten Planetenradsatz 1030 und einen dritten Planetenradsatz 1040 aufweist.
Der Planetenradsatz 1020 umfasst ein Sonnenrad 1022, ein Hohlrad 1024 und eine Planetenträgeranordnung 1026. Die Planetenträgeranordnung 1026 umfasst mehrere Planetenräder 1027, die drehbar an einem Träger 1029 montiert und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 1022 als auch dem Hohlrad 1024 angeordnet sind.
Der Planetenradsatz 1030 umfasst ein Sonnenrad 1032, ein Hohlrad 1034 und eine Planetenträgeranordnung 1036. Die Planetenträgeranordnung 1036 umfasst mehrere Planetenräder 1037, die drehbar an einem Träger 1039 montiert und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 1032 als auch dem Hohlrad 1034 angeordnet sind.
Der Planetenradsatz 1040 umfasst ein Sonnenrad 1042, ein Hohlrad 1044 und eine Planetenträgeranordnung 1046. Die Planetenträgeranordnung 1046 umfasst mehrere Planetenräder 1047, die drehbar an einem Träger 1049 montiert und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 1042 als auch dem Hohlrad 1044 angeordnet sind.
Die Planetenradanordnung 1018 umfasst auch sieben Drehmomentübertragungsmechanismen 1050, 1052, 1054, 1056, 1057, 1058 und 1059. Die Drehmomentübertragungsmechanismen 1050, 1052, 1054 und 1056 sind Drehmomentübertragungsmechanismen vom rotierenden Typ, die üblicherweise Kupplungen genannt werden. Die Drehmomentübertragungsmechanismen 1057, 1058 und 1059 sind Drehmomentübertragungsmechanismen vom feststehenden Typ, die üblicherweise Bremsen oder Reaktionskupplungen genannt werden.
Die Antriebswelle 17 ist kontinuierlich mit dem Sonnenrad 1022 verbunden, und die Abtriebswelle 19 ist kontinuierlich mit der Planetenträgeranordnung 1046 verbunden. Das Hohlrad 1024 ist kontinuierlich mit dem Hohlrad 1044 über das Verbindungselement 1070 verbunden. Das Sonnenrad 1022 ist kontinuierlich mit der Planetenträgeranordnung 1036 über das Verbindungselement 1072 verbunden. Das Sonnenrad 1032 ist kontinuierlich mit dem Sonnenrad 1042 über das Verbindungselement 1074 verbunden.
Das Hohlrad 1044 kann selektiv mit der Planetenträgeranordnung 1046 über die Kupplung 1050 verbunden werden. Das Hohlrad 1024 kann selektiv mit dem Hohlrad 1034 über die Kupplung 1052 verbunden werden. Die Planetenträgeranordnung 1026 kann selektiv mit dem Hohlrad 1034 über die Kupplung 1054 verbunden werden. Das Hohlrad 1034 kann selektiv mit der Planetenträgeranordnung 1046 über die Kupplung 1056 verbunden werden. Das Hohlrad 1024 kann selektiv mit dem Getriebegehäuse 1060 über die Bremse 1057 verbunden werden. Die Planetenträgeranordnung 1026 kann selektiv mit dem Getriebegehäuse 1060 über die Bremse 1058 verbunden werden. Das Sonnenrad 1032 kann selektiv mit dem Getriebegehäuse 1060 über die Bremse 1059 verbunden werden.
Die in 11b gezeigte Wahrheitstabelle beschreibt die Eingriffskombinationen und die Eingriffsabfolge, die notwendig sind, um zwei Rückwärtsgänge und die acht Vorwärtsgänge (sowie einen zusätzlichen dritten Vorwärtsgang (3')) bereitzustellen. Ein Beispiel der Zahlenwerte für die Übersetzungsverhältnisse ist ebenfalls in der Wahrheitstabelle von 11b angegeben. Diese Werte werden unter Verwendung der ebenfalls in 11b angegebenen Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnisse bestimmt. Der N_R1/S_R1-Wert ist das Zähneverhältnis für den Planetenradsatz 1020, der N_R2/S_R2-Wert ist das Zähneverhältnis für den Planetenradsatz 1030, und der N_R3/S_R3-Wert ist das Zähneverhältnis für den Planetenradsatz 1040. Wie aus 11b festgestellt werden kann, ist jeder der Vorwärtsgangwechsel mit einer einzigen Stufe von der Art mit einem einzigen Übergang. Ebenfalls in 11b ist ein Schaubild angegeben, das die Stufenverhältnisse zwischen den benachbarten Vorwärtsgängen und zwischen dem Rückwärtsgang #2 und dem ersten Vorwärtsgang beschreibt.
Obgleich die besten Ausführungsarten der Erfindung ausführlich beschrieben worden sind, werden jene, die mit dem technischen Gebiet vertraut sind, zu dem diese Erfindung gehört, verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen erkennen, um die Erfindung innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche in die Praxis umzusetzen.

Claims

Mehrganggetriebe, umfassend: eine Antriebswelle, eine Abtriebswelle, einen ersten, zweiten und dritten Planetenradsatz, die jeweils ein erstes, zweites und drittes Element aufweisen, wobei die Antriebswelle kontinuierlich mit einem Element der Planetenradsätze verbunden ist und die Abtriebswelle kontinuierlich mit einem anderen Element der Planetenradsätze verbunden ist, ein erstes Verbindungselement, das das erste Element des ersten Planetenradsatzes kontinuierlich mit dem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes verbindet, ein zweites Verbindungselement, das das zweite Element des ersten Planetenradsatzes kontinuierlich mit dem ersten Element des dritten Planetenradsatzes verbindet, ein drittes Verbindungselement, das das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes kontinuierlich mit dem zweiten Element des dritten Planetenradsatzes verbindet, einen ersten Drehmomentübertragungsmechanismus, der ein Element des ersten oder zweiten Planetenradsatzes selektiv mit einem feststehenden Element verbindet, einen zweiten Drehmomentübertragungsmechanismus, der ein Element des zweiten oder dritten Planetenradsatzes selektiv mit dem feststehenden Element verbindet, einen dritten Drehmomentübertragungsmechanismus, der ein Element des zweiten oder dritten Planetenradsatzes selektiv mit dem feststehenden Element verbindet, einen vierten Drehmomentübertragungsmechanismus, der ein Element des ersten Planetenradsatzes selektiv mit einem Element des zweiten oder dritten Planetenradsatzes verbindet, einen fünften Drehmomentübertragungsmechanismus, der ein Element des zweiten Planetenradsatzes selektiv mit einem Element des ersten oder dritten Planetenradsatzes verbindet, einen sechsten Drehmomentübertragungsmechanismus, der ein Element des ersten, zweiten oder dritten Planetenradsatzes selektiv mit einem anderen Element des ersten, zweiten oder dritten Planetenradsatzes verbindet, einen siebten Drehmomentübertragungsmechanismus, der ein Element des ersten, zweiten oder dritten Planetenradsatzes selektiv mit einem anderen Element des ersten, zweiten oder dritten Planetenradsatzes oder mit dem feststehenden Element verbindet, wobei die Drehmomentübertragungsmechanismen in Kombination von zweien in Eingriff stehen, um zumindest acht Vorwärtsgänge und zumindest einen Rückwärtsgang zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle herzustellen.
Getriebe nach Anspruch 1, wobei der erste, zweite und dritte Drehmomentübertragungsmechanismus Bremsen umfassen, und der vierte, fünfte, sechste und siebte Drehmomentübertragungsmechanismus Kupplungen umfassen.
Getriebe nach Anspruch 1, wobei der erste, zweite, dritte und siebte Drehmomentübertragungsmechanismus Bremsen umfassen, und der vierte, fünfte und sechste Drehmomentübertragungsmechanismus Kupplungen umfassen.
Getriebe nach Anspruch 1, wobei Planetenträgeranordnungen von jedem der Planetenradsätze Einzelplanetenradträger sind.
Getriebe nach Anspruch 1, wobei zumindest eine Planetenträgeranordnung der Planetenradsätze ein Doppelplanetenradträger ist.
Mehrganggetriebe, umfassend: eine Antriebswelle, eine Abtriebswelle, eine Planetenradanordnung mit einem ersten, zweiten und dritten Planetenradsatz, wobei jeder Planetenradsatz ein erstes, zweites und drittes Element aufweist, wobei die Antriebswelle kontinuierlich mit einem Element der Planetenradsätze verbunden ist und die Abtriebswelle kontinuierlich mit einem anderen Element der Planetenradsätze verbunden ist, ein erstes Verbindungselement, das das erste Element des ersten Planetenradsatzes kontinuierlich mit dem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes verbindet, ein zweites Verbindungselement, das das zweite Element des ersten Planetenradsatzes kontinuierlich mit dem ersten Element des dritten Planetenradsatzes verbindet, ein drittes Verbindungselement, das das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes kontinuierlich mit dem zweiten Element des dritten Planetenradsatzes verbindet, und sieben Drehmomentübertragungsmechanismen, um die Elemente der Planetenradsätze selektiv mit einem feststehenden Element oder mit anderen Elementen der Planetenradsätze zu verbinden, wobei die sieben Drehmomentübertragungsmechanismen in Kombinationen von zweiten in Eingriff stehen, um zumindest acht Vorwärtsgänge und zumindest einen Rückwärtsgang zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle herzustellen.
Getriebe nach Anspruch 6, wobei ein erster der sieben Drehmomentübertragungsmechanismen betreibbar ist, um ein Element des ersten oder zweiten Planetenradsatzes selektiv mit dem feststehenden Element zu verbinden.
Getriebe nach Anspruch 6, wobei ein zweiter der sieben Drehmomentübertragungsmechanismen betreibbar ist, um ein Element des zweiten oder dritten Planetenradsatzes selektiv mit dem feststehenden Element zu verbinden.
Getriebe nach Anspruch 6, wobei ein dritter der sieben Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv betreibbar ist, um ein Element des zweiten oder dritten Planetenradsatzes mit dem feststehenden Element zu verbinden.
Getriebe nach Anspruch 6, wobei ein vierter der sieben Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv betreibbar ist, um ein Element des ersten Planetenradsatzes mit einem Element des zweiten oder dritten Planetenradsatzes zu verbinden.
Getriebe nach Anspruch 6, wobei ein fünfter der sieben Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv betreibbar ist, um ein Element des zweiten Planetenradsatzes mit einem Element des ersten oder dritten Planetenradsatzes zu verbinden.
Getriebe nach Anspruch 6, wobei ein sechster der sieben Drehmomentübertragungsmechanismen ein Element des ersten, zweiten oder dritten Planetenradsatzes selektiv mit einem anderen Element des ersten, zweiten oder dritten Planetenradsatzes verbindet.
Getriebe nach Anspruch 6, wobei ein siebter der sieben Drehmomentübertragungsmechanismen ein Element des ersten, zweiten oder dritten Planetenradsatzes selektiv mit einem anderen Element des ersten, zweiten oder dritten Planetenradsatzes oder mit dem feststehenden Element verbindet.
Getriebe nach Anspruch 6, wobei die Planetenträgeranordnungen von jedem der Planetenradsätze Einzelplanetenradträger sind.
Getriebe nach Anspruch 6, wobei zumindest eine Planetenträgeranordnung der Planetenradsätze ein Doppelplanetenradträger ist.