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TECHNISCHES
GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Lastschaltgetriebe mit vier Planetenradsätzen, die
durch sechs Drehmomentübertragungseinrichtungen
gesteuert werden, um sieben Vorwärtsgänge und
drei Rückwärtsgänge bereitzustellen.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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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
ist, bestimmt die Häufigkeit,
mit der der Drehmomentbereich des Motors wiederholt 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.
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Mit
dem Aufkommen von Drei- und Vierganggetrieben 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.
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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, und U.S.-Patent
Nr. 6,422,969, das für
Raghavan und Usoro am 23. Juli 2002 erteilt wurde, offenbart.
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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.
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Siebenganggetriebe
sind in U.S.-Patent Nr. 6,623,397, das für Raghavan, Bucknor und Usoro
erteilt wurde, offenbart. Siebenganggetriebe bieten weitere Verbesserungen
bei der Beschleunigung und Kraftstoffwirtschaftlichkeit gegenüber Sechsganggetrieben.
Wie bei dem oben diskutierten Sechsganggetriebe ist jedoch die Entwicklung
von Siebenganggetrieben aufgrund der Komplexität, Größe und Kosten verhindert worden.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es
wird ein verbessertes Siebenganggetriebe bereitgestellt, das vier
Planetenradsätze
aufweist, die gesteuert werden, um sieben Vorwärtsgänge und drei Rückwärtsgänge bereitzustellen.
Bei der verschiedenen Ausführungsformen
des verbesserten Getriebes erfolgt die Rotation aller rotierenden
internen Komponenten in allen Vorwärtsgängen in der gleichen Richtung.
Da alle internen rotierenden Drehzahlen im Vorwärtsbereich in der gleichen
Richtung vorliegen, sind alle gegenläufig rotierenden Elemente beseitigt,
was niedrige Komponentendrehzahlen sicherstellt. Die Beseitigung
gegenläufig
rotierender Elemente verbessert auch die Kupplungslebensdauer und
die reduzierten internen Drehzahlen sollten zu sehr niedrigen zugehörigen Trägheitsverlusten
führen.
Die erreichten internen Drehzahlen sind mit sehr hohen Motordrehzahlen,
z.B., Motordrehzahlen bis zu 8000 U/min (rpm) vereinbar. Die sehr
niedrigen internen Drehzahlen lassen reduzierte interne Differenzdrehzahlen
zu, was die Lebensdauer der Zahnräder und Lager verbessert. Wie
es nachstehend beschrieben wird, sorgen verschiedene Ausführungsformen
des Getriebes für
eine reduzierte Belastung der Kupplungen, d.h. für ein reduziertes Kupplungsdrehmoment,
was für
ein Getriebe vom Kupplung-Kupplung-Typ erwünscht ist.
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung weist das Getriebe vier Planetenradsätze auf,
von denen jeder ein erstes, zweites und drittes Element umfasst, wobei
die Elemente ein Sonnenrad, ein Hohlrad oder eine Planetenträgeranordnung
umfassen können.
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Bei
dem Verweis auf den ersten, zweiten und dritten Zahnradsatz in dieser
Beschreibung und in den Ansprüchen
können
diese Sätze
in den Zeichnungen in beliebiger Reihenfolge mit "erster" bis "vierter" gezählt werden
(d.h. von links nach rechts, von rechts nach links usw.). Zusätzlich kön nen das erste,
zweite oder dritte Element jedes Zahnradsatzes in den Zeichnungen
für jeden
Zahnradsatz in beliebiger Reihenfolge mit "erstes" bis "drittes" gezählt sein
(d.h. von oben nach unten, von unten nach oben usw.).
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Gemäß einem
anderen Aspekt der Erfindung verbindet ein erstes Verbindungselement
ein erstes Element des ersten Planetenradsatzes ständig mit einem
ersten Element des zweiten Planetenradsatzes.
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Gemäß noch einem
weiteren Aspekt der Erfindung verbindet ein zweites Verbindungselement das
erste Element des dritten Planetenradsatzes ständig mit einem ersten Element
des vierten Planetenradsatzes.
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Gemäß noch einem
weiteren Aspekt der Erfindung verbindet ein drittes Verbindungselement
das zweite Element des dritten Planetenradsatzes ständig mit
dem zweiten Element des vierten Planetenradsatzes.
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Gemäß einem
nochmals anderen Aspekt der Erfindung enthält jedes Getriebe eine Antriebswelle, die
ständig
mit einem Element der Planetenradsätze verbunden ist, und eine
Abtriebswelle, die ständig
mit einem anderen Element der Planetenradsätze verbunden ist. Die Antriebswelle
kann ständig
mit dem dritten Element des zweiten Planetenradsatzes verbunden
sein, und die Abtriebswelle kann ständig mit dem dritten Element
des dritten Planetenradsatzes verbunden sein.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung dient ein erster Drehmomentübertragungsmechanismus,
wie eine feststehende Kupplung oder Bremse, dazu, das dritte Element
des ersten Planetenradsatzes selektiv mit dem feststehenden Element
zu verbinden. Alternativ kann der erste Drehmomentübertragungsmechanismus
dazu dienen, das dritte Element des ersten Planetenradsatzes mit dem
dritten Element des vierten Planetenradsatzes zu verbinden.
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Gemäß noch einem
weiteren Aspekt der Erfindung dient ein zweiter Drehmomentübertragungsmechanismus,
wie eine Kupplung, dazu, das erste Element des ersten Planetenradsatzes
und das erste Element des zweiten Planetenradsatzes selektiv mit dem
dritten Element des vierten Planetenradsatzes zu verbinden.
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Gemäß noch einem
weiteren Aspekt der Erfindung dient ein dritter Drehmomentübertragungsmechanismus,
wie eine Kupplung, dazu, das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes
und das dritte Element des vierten Planetenradsatzes selektiv zu verbinden.
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Gemäß noch einem
weiteren Aspekt der Erfindung dient ein vierter Drehmomentübertragungsmechanismus,
wie eine Kupplung, dazu, das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes
selektiv mit dem ersten Element des dritten Planetenradsatzes zu
verbinden.
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Gemäß noch einem
weiteren Aspekt der Erfindung dient ein fünfter Drehmomentübertragungsmechanismus,
wie eine feststehende Kupplung oder Bremse, dazu, das erste Element
des vierten Planetenradsatzes selektiv mit dem feststehenden Element
zu verbinden.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der Erfindung dient ein sechster Drehmomentübertragungsmechanismus,
wie eine feststehende Kupplung oder Bremse, dazu, das zweite Element
des vierten Planetenradsatzes selektiv mit dem feststehenden Element
zu verbinden.
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Wahlweise
kann ein siebter Drehmomentübertragungsmechanismus
vorgesehen sein, um ein viertes Verbindungselement selektiv mit
dem feststehenden Element zu verbinden. Das vierte Verbindungselement
verbindet das zweite Element des ersten Planetenradsatzes ständig mit
dem dritten Element des vierten Planetenradsatzes; daher werden diese
beiden Elemente durch Anwendung des siebten Drehmomentübertragungsmechanismus
feststehend gehalten. Mit dem siebten Drehmomentübertragungsmechanismus werden
acht Vorwärtsgänge erreicht.
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Gemäß noch einem
weiteren Aspekt der Erfindung sind Vorwärtsgangwechsel von der Art
mit einem einzigen Übergang.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der Erfindung verbindet einer der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen
das Antriebselement selektiv mit dem ersten Element des dritten
Planetenradsatzes und ein anderer der Drehmomentübertragungsmechanismen verbindet
das Antriebselement selektiv mit dem dritten Element des vierten
Planetenradsatzes.
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Gemäß noch einem
anderen Aspekt der Erfindung haben der erste, zweite und dritte
Vorwärtsgang
im Wesentlichen den gleichen Zahlenwert wie die jeweiligen Rückwärtsgänge, so
dass das Schalten aus dem ersten, zweiten und dritten Vorwärtsgang
in die jeweiligen im Wesentlichen gleichen Rückwärtsgänge erfolgen kann.
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Gemäß noch einem
anderen Aspekt der Erfindung verbindet einer der Drehmomentübertragungsmechanismen
das erste Element des vierten Planetenradsatzes selektiv mit dem
feststehenden Element, und ein anderer der Drehmomentübertragungsmechanismen
verbindet das zweite Element des vierten Planetenradsatzes selektiv
mit dem feststehenden Element.
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Gemäß nochmals
einem anderen Aspekt der Erfindung verbinden zwei der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen
jeweils ein jeweiliges Element von einem der Planetenradsätze selektiv
mit dem feststehenden Element. Ein erster der zwei Drehmomentübertragungsmechanismen
ist nur während
ausgewählter
der sieben Vorwärtsgänge eingerückt, und
ein zweiter der Drehmomentübertragungsmechanismen
ist nur während
der drei Rückwärtsgänge eingerückt. Da
einer der Drehmomentübertragungsmechanismen
nur zum Halten eines Rückwärtsgangs
verwendet wird, kann somit eine Kupplungskonstruktion mit statischer
Aufbringung angewandt werden. Das hohe Drehmoment, das zu einer Kupplungskonstruktion
mit statischer Aufbringung gehört,
wird in der Vorwärtsschaltabfolge
nicht verwendet. Die zweite Festlegungskupplung wird in der Vorwärtsschaltabfolge
verwendet.
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Gemäß noch einem
anderen Aspekt der Erfindung sind zwei der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen
feststehende Kupplungen und vier der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen
sind rotierende Kupplungen. Alternativ können drei der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen
Kupplungen vom feststehenden Typ sein, und drei der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen
können
Kupplungen vom rotierenden Typ sein.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der Erfindung ist die Antriebswelle ständig mit
dem zweiten Planetenradsatz verbunden und ist über zwei der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen
selektiv mit dem dritten bzw. vierten Planetenradsatz verbindbar. Ein
anderer der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen
dient dazu, den zweiten Planetenradsatz selektiv mit dem vierten
Planetenradsatz zu verbinden. Weitere zwei der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen
dienen dazu, ein unter schiedliches jeweiliges Element des vierten
Planetenradsatzes selektiv mit dem feststehenden Element zu verbinden,
und ein letzter der Drehmomentübertragungsmechanismen
dient dazu, den ersten Planetenradsatzes selektiv mit entweder dem
vierten Planetenradsatz oder dem feststehenden Element zu verbinden.
Die Abtriebswelle ist ständig
mit einem Element des dritten Planetenradsatzes verbunden.
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Gemäß noch einem
anderen Aspekt der Erfindung sind die sechs Drehmomentübertragungsmechanismen
selektiv in Kombinationen von zweien einrückbar, um sieben Vorwärtsgänge und
drei Rückwärtsgänge zu erzielen.
Wenn alternativ der optionale siebte Drehmomentübertragungsmechanismus vorgesehen
ist, der das dritte Element des vierten Planetenradsatzes selektiv
mit dem feststehenden Element verbindet, sind die sieben Drehmomentübertragungsmechanismen
in Kombinationen von zweien einrückbar,
um acht Vorwärtsgänge und
drei Rückwärtsgänge zu erzielen.
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Das
resultierende Getriebe bietet eine Vielfalt von Übersetzungsverhältnisspreizungsoptionen mit
sehr niedrigen internen Drehzahlen und einer verringerten Kupplungsbelastung
für ein
Schalten von Kupplung zu Kupplung.
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Die
obigen Merkmale und Vorteile und weitere Merkmale und Vorteile der
vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen
Beschreibung der besten Ausführungsarten
der Erfindung in Verbindung genommen mit den begleitenden Zeichnungen
leicht deutlich werden.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs, der eine Ausführungsform
eines Planetengetriebes der vorliegenden Erfindung umfasst;
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2A ist
eine Wahrheitstabelle, die einige der Betriebseigenschaften des
in 1A gezeigten Antriebsstrangs darstellt;
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2B ist
ein Schaubild, das weitere Betriebseigenschaften des in 1 gezeigten
Antriebsstrangs darstellt;
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3A ist
eine Wahrheitstabelle; die einige der Betriebseigenschaften des
in 1A gezeigten Antriebsstrangs veranschaulicht;
wenn unterschiedliche Zahnradzähnezahlen
als die angewandt werden, die zu den Betriebseigenschaften der 2A und 2B führen;
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3B ist
ein Schaubild, das weitere Betriebseigenschaften des Getriebes von 1 unter Verwendung
der Zahnradzähnezahlen
darstellt, die zu einer Wahrheitstabelle von 3A führen;
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4A ist
eine Wahrheitstabelle, die in 1 gezeigte
Betriebseigenschaften unter Verwendung unterschiedlicher Zähnezahlen
als die darstellt, die zu den Wahrheitstabellen der 2A und 3A führen;
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4B ist
ein Schaubild, das weitere Betriebseigenschaften des Antriebsstrangs
unter Verwendung der Zahnradzähnezahlen darstellt,
die zu der in 4A gezeigten Wahrheitstabelle
führen;
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5 ist
eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs, der eine zweite
Ausführungsform
eines Planetengetriebes der vorliegenden Erfindung umfasst;
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6A ist
eine Wahrheitstabelle, die einige der Betriebseigenschaften des
in 5 gezeigten Antriebsstrangs darstellt;
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6B ist
ein Schaubild, das weitere Betriebseigenschaften des in 5 gezeigten
Antriebsstrangs darstellt;
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7 ist
eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs, der eine dritte
Ausführungsform eines
Planetengetriebes der vorliegenden Erfindung umfasst;
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8A ist
eine Wahrheitstabelle, die einige der Betriebseigenschaften des
in 7 gezeigten Antriebsstrangs darstellt;
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8B ist
ein Schaubild, das weitere Betriebseigenschaften des in 7 gezeigten
Antriebsstrangs darstellt;
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9 ist
eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs, der eine vierte
Ausführungsform
eines Planetengetriebes der vorliegenden Erfindung umfasst;
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10A ist eine Wahrheitstabelle, die einige der
Betriebseigenschaften des in 9 gezeigten Antriebsstrangs
darstellt; und
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10B ist ein Schaubild, das weitere Betriebseigenschaften
des in 9 gezeigten Antriebsstrangs darstellt.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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In
den Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen
Ansichten die gleichen oder entsprechenden Teile darstellen, ist
in 1 ein Antriebsstrang 10 gezeigt, der
einen herkömmlichen
Motor und Drehmomentwandler 12, ein Planetengetriebe 14 und
einen herkömmlichen
Achsantriebsmechanismus 16 aufweist.
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Das
Planetengetriebe 14 umfasst eine Antriebswelle 17,
die ständig
mit dem Motor und Drehmomentwandler 12 verbunden ist, eine
Planetenradanordnung 18 und eine Abtriebswelle 19,
die ständig
mit dem Achsantriebsmechanismus 16 verbunden ist. Die Planetenradanordnung 18 umfasst
vier Planetenradsätze 20, 30, 40 und 50.
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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.
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Der
Planetenradsatz 30 umfasst ein Sonnenrad 32, ein
Hohlrad 34 und eine Planetenträgeranordnung 36. Die
Planetenträgeranordnung 36 umfasst mehrere
Planetenräder 37,
die drehbar an dem Träger 39 montiert
und in kämmender
Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 32 als auch dem Hohlrad 34 angeordnet
sind.
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Der
Planetenradsatz 40 umfasst ein Sonnenrad 42, ein
Hohlrad 44 und eine Planetenträgeranordnung 46. Die
Planetenträgeranordnung 46 umfasst mehrere
Planetenräder 47,
die drehbar an dem Träger 49 montiert
und in kämmender
Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 42 als auch dem Hohlrad 44 angeordnet
sind.
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Der
Planetenradsatz 50 umfasst ein Sonnenrad 52, ein
Hohlrad 54 und eine Planetenträgeranordnung 56. Die
Planetenträgeranordnung 56 umfasst mehrere
Planetenräder 57,
die drehbar an dem Träger 59 montiert
und in kämmender
Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 52 als auch dem Hohlrad 54 angeordnet
sind.
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Die
Antriebswelle 17 ist ständig
mit dem Hohlrad 34 verbunden. Die Abtriebswelle 19 ist
ständig
mit dem Träger 49 verbunden.
Das Hohlrad 24 ist über
das Verbindungselement 70 ständig mit dem Träger 39 verbunden.
Das Hohlrad 44 ist über
das Verbindungselement 72 ständig mit dem Träger 59 verbunden.
Das Sonnenrad 42 ist über
das Verbindungselement 74 ständig mit dem Sonnenrad 52 verbunden.
Der Träger 29 ist
selektiv mit dem Hohlrad 54 über die Kupplung 60 verbindbar,
die auch als die LL-Kupplung bezeichnet sein kann. Das Hohlrad 24 ist
selektiv mit dem Hohlrad 54 über die Kupplung 62 verbindbar,
die hier auch als die L-Kupplung
bezeichnet sein kann. Das Hohlrad 34 ist selektiv mit dem Hohlrad 54 über die
Kupplung 64 verbindbar, die hier auch als die C2-Kupplung bezeichnet
sein kann. Das Hohlrad 34 ist selektiv mit dem Hohlrad 44 über die Kupplung 66 verbindbar,
die hier auch als die C3-Kupplung
bezeichnet sein kann. Die Planetenträgeranordnung 56 ist
selektiv mit dem Getriebegehäuse 80 über eine
feststehende Kupplung oder Bremse 67 verbindbar, die hier
auch als die C3-Kupplung bezeichnet sein kann. Das Sonnenrad 52 ist
selektiv mit dem Getriebegehäuse 80 über eine
feststehende Kupplung oder Bremse 68 verbindbar, die hier auch als
die C6-Kupplung bezeichnet sein kann. Eine optionale feststehende
Kupplung oder Bremse 69, die gestrichelt gezeigt ist, verbindet
eine Trommel 90 mit dem feststehenden Gehäuse 80,
wodurch das Hohlrad 54 wirksam mit dem feststehenden Gehäuse 80 verbunden
ist. Die optionale Kupplung 69 kann hier als die C4-Kupplung
bezeichnet sein. Wenn die C4-Kupplung vorhanden ist, können acht
Vorwärtsgänge erreicht
werden.
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Wie
es in 2A und insbesondere der darin
offenbarten Wahrheitstabelle gezeigt ist, werden die Drehmomentübertragungsmechanismen
selektiv in Kombinationen von zweien eingerückt, um sieben Vorwärtsgänge (acht
Vorwärtsgänge, wenn
die C4-Kupplung 69 vorhanden ist) und drei Rückwärtsgänge bereitzustellen.
Die Drehmomentübertragungsmechanismen 60, 62, 64, 66, 67, 68 und 69 sind
vorzugsweise eine Einrichtung vom Mehrscheibentyp mit fluidbetätigtem Reibungsantrieb,
die üblicherweise
in Planetengetrieben verwendet werden.
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Der
Rückwärtsgang
2 wird mit der Einrückung
der C2-Kupplung 64 und der C5-Kupplung 67 hergestellt.
Die C2-Kupplung 64 verbindet das Hohlrad 34 mit
dem Hohlrad 54, und die C5-Kupplung 67 verbindet
den Träger 59 mit
dem Getriebegehäuse 80.
Das Hohlrad 34 und das Hohlrad 54 rotieren mit den
gleichen Drehzahl wie die Antriebswelle 17. Der Träger 39 rotiert
mit der gleichen Drehzahl wie das Hohlrad 24. Die Sonnenräder 22 und 32 rotieren nicht.
Der Träger 39 rotiert
mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl des Hohlrads 34 und
dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des
Planetenradsatzes 30 bestimmt wird. Der Träger 59 und
das Hohlrad 44 rotieren nicht. Das Sonnenrad 52 rotiert
mit der gleichen Drehzahl wie das Sonnenrad 42. Das Sonnenrad 52 rotiert
mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl des Hohlrads 54 und
dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des
Planetenradsatzes 50 bestimmt wird. Der Träger 49 rotiert
mit der gleichen Drehzahl wie die Abtriebswelle 19. Der Träger 49,
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
2 wird unter Verwendung der Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnisse
der Planetenradsätze 40 und 50 bestimmt.
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Der
Rückwärtsgang
1 wird mit der Einrückung
der L-Kupplung 62 und der C5-Kupplung 67 hergestellt.
Die L-Kupplung 62 verbindet das Hohlrad 24 mit
dem Hohlrad 54, und die C5-Kupplung 67 verbindet
den Träger 59 mit
dem Getriebegehäuse 80. Das
Hohlrad 34 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie die Antriebswelle 17.
Der Träger 39 und
das Hohlrad 24 rotieren mit der gleichen Drehzahl wie das
Hohlrad 54. Das Sonnenrad 32 und das Sonnenrad 22 rotieren
nicht. Der Träger 39 rotiert
mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl des Hohlrads 34 und
dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des
Planetenradsatzes 30 bestimmt wird. Der Träger 59 und
das Hohlrad 44 rotieren nicht. Das Sonnenrad 52 rotiert
mit der gleichen Drehzahl wie das Sonnenrad 42. Das Sonnenrad 52 rotiert
mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl des Hohlrads 54 und
dem Hohlrad/ Sonnenrad-Zähneverhältnis des
Planetenradsatzes 50 bestimmt wird. Der Träger 49 rotiert
mit der gleichen Drehzahl wie die Abtriebswelle 19. Der
Träger 49, 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
Rückwärtsgangs
wird unter Verwendung der Hohlrad/ Sonnenrad-Zähneverhältnisse der Planetenradsätze 30, 40 und 50 bestimmt.
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Der
niedrige Rückwärtsgang
(Low) wird mit dem Eingriff der LL-Kupplung 60 und der
C5-Kupplung 67 hergestellt. Die LL-Kupplung 60 verbindet den
Träger 29 mit
dem Hohlrad 54, und die C5-Kupplung 67 verbindet den
Träger 59 mit
dem Getriebegehäuse 80.
Das Hohlrad 34 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie die
Antriebswelle 17. Der Träger 39 rotiert mit
der gleichen Drehzahl wie das Hohlrad 24. Die Sonnenräder 22 und 32 rotieren
nicht. Der Träger 39 rotiert
mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl des Hohlrads 34 und
dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des
Planetenradsatzes 30 bestimmt wird. Der Träger 29 rotiert
mit der gleichen Drehzahl wie das Hohlrad 54. Der Träger 29 rotiert
mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl des Trägers 39 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 20 bestimmt
wird. Der Träger 59 und das
Hohlrad 44 rotieren nicht. Das Sonnenrad 52 rotiert
mit der gleichen Drehzahl wie das Sonnenrad 42. Das Sonnenrad 52 rotiert
mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl des Hohlrads 54 und
dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des
Planetenradsatzes 50 bestimmt wird. Der Träger 49 rotiert
mit der gleichen Drehzahl wie die Abtriebswelle 19. Der
Träger 49, 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 Gangs Rückwärts niedrig
wird unter Verwendung der Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnisse der Planetenradsätze 20, 30, 40 und 50 bestimmt.
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Der
erste Vorwärtsgang,
der hier auch als Niedrig (Low) bezeichnet sein kann, wird durch
Einrückung
der LL-Kupplung 60 und C6-Kupplung 68 hergestellt.
Die LL-Kupplung 60 verbindet den Träger 29 mit dem Hohlrad 54,
und die C6-Kupplung 68 verbindet das Sonnenrad 52 mit
dem Getriebegehäuse 80.
Das Hohlrad 34 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie die
Antriebswelle 17. Der Träger 39 rotiert mit
der gleichen Drehzahl wie das Hohlrad 24. Die Sonnenräder 22 und 32 rotieren
nicht. Der Träger 39 rotiert mit
einer Drehzahl, die von der Drehzahl des Hohlrads 34 und
dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des
Planetenradsatzes 30 bestimmt wird. Das Hohlrad 24 rotiert
mit der gleichen Drehzahl wie der Träger 39. Der Träger 29 rotiert
mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl des Hohlrads 24 und
dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des
Planetenradsatzes 20 bestimmt wird. Der Träger 59 rotiert
mit der gleichen Drehzahl wie das Hohlrad 44. Die Sonnenräder 42 und 52 rotieren
nicht. Der Träger 59 rotiert mit
einer Drehzahl, die von der Drehzahl des Hohlrads 54 und
dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des
Planetenradsatzes 50 bestimmt wird. Der Träger 49 rotiert
mit der gleichen Drehzahl wie die Abtriebswelle 19. Der
Träger 49,
und somit die Abtriebswelle 19, rotiert mit einer Drehzahl,
die von der Drehzahl des Hohlrads 44 und dem Hohlrad/ Sonnenrad-Zähneverhältnis des
Planetenradsatzes 40 bestimmt wird. Der Zahlenwert des
ersten Vorwärtsgangs
(Low) wird unter Verwendung der Hohlrad/ Sonnenrad-Zähneverhältnisse
der Planetenradsätze 20, 30, 40 und 50 bestimmt.
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Wenn
in einem einfachen Planetenradsatz das Sonnenrad feststehend gehalten
wird und Leistung auf das Hohlrad des einfachen Planetenradsatzes
aufgebracht wird, rotieren die Planetenräder in Ansprechen auf die auf
das Hohlrad aufgebrachte Leistung und ""laufen" in Umfangsrichtung
um das festgelegte Sonnenrad um, um eine Drehung des Trägers in
der gleichen Richtung wie die Richtung, in der das Hohlrad rotiert
wird, zu bewirken.
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Wenn
irgendwelche zwei Elemente eines einfachen Planetenradsatzes in
der gleichen Richtung und mit der gleichen Drehzahl rotieren, wird
das dritte Element gezwungen, mit der gleichen Drehzahl und in der
gleichen Richtung zu rotieren. Wenn beispielsweise das Sonnenrad
und das Hohlrad in der gleichen Richtung und mit der gleichen Drehzahl
rotieren, rotieren die Planetenräder
nicht um ihre eigenen Achsen sondern wirken vielmehr als Keile,
um die gesamte Einheit zu sperren und somit einen sogenannten direkten
Antrieb zu bewirken. Das heißt der
Träger
rotiert mit den Sonnen- und Hohlrädern.
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Wenn
jedoch die beiden Zahnradelemente in der gleichen Richtung aber
mit unterschiedlichen Drehzahlen rotieren, kann die Richtung, in
der das dritte Zahnrad rotiert, häufig einfach durch Sichtanalyse
bestimmt werden, aber in vielen Situationen wird die Richtung nicht
offensichtlich sein und kann nur genau bestimmt werden durch die
Kenntnis der Anzahl von Zähnen,
die an allen Zahnradelementen des Planetenradsatzes vorhanden ist.
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Jedes
Mal dann, wenn der Träger
daran gehindert wird, frei umzulaufen, und Leistung auf entweder
das Sonnenrad oder das Hohlrad aufgebracht wird, wirken die Planetenräder als
Zwischenräder. Auf
diese Weise wird das angetriebene Element in der dem treibenden
Element entgegengesetzten Richtung rotiert. In vielen Getriebeanordnungen
wird somit, wenn der Rückwärtsfahrbereich
ausgewählt ist,
eine Drehmomentübertragungseinrichtung,
die als Bremse dient, über
Reibung betätigt,
um mit dem Träger
in Eingriff zu gelangen und diesen dadurch an einer Drehung zu hindern,
so dass Leistung, die auf das Sonnenrad aufgebracht wird, das Hohlrad
in der entgegengesetzten Richtung drehen wird. Wenn somit das Hohlrad
mit den Antriebsrädern
eines Fahrzeuges verbunden ist, ist eine solche Anordnung in der
Lage, die Drehrichtung der Antriebsräder und dadurch die Richtung
des Fahrzeugs selbst umzukehren.
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In
einem einfachen Satz von Planetenrädern kann dann, wenn irgendwelche
zwei Drehgeschwindigkeiten des Sonnenrades, des Trägers und
des Hohlrades bekannt sind, die Drehzahl des dritten Elementes unter
Verwendung einer einfachen Regel festgestellt werden. Die Drehgeschwindigkeit
des Trägers
ist immer proportional zu den Drehzahlen des Sonnen rads und des
Hohlrads, gewichtet mit deren jeweiligen Zähnezahlen. Beispielsweise kann
ein Hohlrad doppelt so viele Zähne
wie das Sonnenrad in dem gleichen Satz aufweisen. Die Drehzahl des
Trägers
ist dann die Summe von zwei Dritteln der Drehzahl des Hohlrades
und einem Drittel der Drehzahl des Sonnenrades. Wenn eines dieser
drei Elemente in einer entgegengesetzten Richtung rotiert, ist das arithmetische
Vorzeichen für
die Drehzahl, die dieses Element besitzt, bei den mathematischen
Berechnungen negativ.
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Das
Drehmoment an dem Sonnenrad, dem Träger und dem Hohlrad kann auch
einfach miteinander in Beziehung gebracht werden, wenn dies ohne Berücksichtigung
der Massen der Zahnräder,
der Beschleunigung der Zahnräder
oder der Reibung innerhalb des Zahnradsatzes vorgenommen wird, die
alle einen relativ geringfügigen
Einfluss in einem gut konstruierten Getriebe haben. Das Drehmoment,
das auf das Sonnenrad eines einfachen Planetenradsatzes aufgebracht
wird, muss das Drehmoment, das auf das Hohlrad aufgebracht wird,
proportional zu der Zähnezahl
an diesen Zahnrädern
ausgleichen. Beispielsweise muss das Drehmoment, das auf ein Hohlrad
mit doppelt so viel Zähnen
wie das Sonnenrad in diesem Satz aufgebracht wird, das Doppelte von
dem auf das Sonnenrad aufgebrachten betragen, und muss in der gleichen
Richtung aufgebracht werden. Das auf die Planetenträgeranordnung
aufgebrachte Drehmoment muss die gleiche Größe und die entgegengesetzte
Richtung zu der Summe aus dem Drehmoment an dem Sonnenrad und dem
Drehmoment an dem Hohlrad betragen.
-
Wie
es Fachleute einsehen werden, rotieren alle Elemente der Zahnradsätze 20, 30, 40 und 50 während des
ersten Vorwärtsgangs
in der gleichen Richtung. Wenn beispielsweise in Bezug auf den Planetenradsatz 30 die
Antriebswelle 17 (und somit das Hohlrad 34) im
Uhrzeigersinn rotiert, rotieren der Träger 39 und die Planetenräder 37 in
der gleichen Richtung wie das Hohlrad 34, da das Sonnenrad 32 feststehend
gehalten wird. Da der Träger 39 ständig mit dem
Hohlrad 24 verbunden ist und das Sonnenrad 22 feststehend
ist, rotieren das Hohlrad 24, der Träger 29 und die Planetenräder 27 ebenfalls
in einer Richtung im Uhrzeigersinn. Da, dem Planetenradsatz 50 zugewandt,
das Hohlrad 54 mit dem Träger 29 über die
LL-Kupplung 60 verbunden ist und die C6-Kupplung 68 das
Sonnenrad 52 feststehend hält, rotieren das Hohlrad 54,
der Träger 59 und
die Planetenräder 57 in
einer Richtung im Uhrzeigersinn. Da, in Bezug auf den Planetenradsatz 40,
das Hohlrad 44 ständig mit
dem Träger 59 verbunden
ist und das Sonnenrad 42 nicht rotiert, rotieren der Träger 49,
die Planetenräder 47 und
auch die Abtriebswelle 19 alle in der gleichen Richtung
im Uhrzeigersinn wie der Träger 59.
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Der
zweite Vorwärtsgang
wird mit dem Eingriff der L-Kupplung 62 und der C6-Kupplung 68 hergestellt.
Die L-Kupplung 62 verbindet das Hohlrad 24 mit
dem Hohlrad 54, und die C6-Kupplung 68 verbindet
das Sonnenrad 52 mit dem Getriebegehäuse 80. Das Hohlrad 34 rotiert
mit der gleichen Drehzahl wie die Antriebswelle 17. Der
Träger 39 und
das Hohlrad 24 rotieren mit der gleichen Drehzahl wie das
Hohlrad 54. Die Sonnenräder 22 und 32 rotieren
nicht. Der Träger 39 rotiert
mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl des Hohlrads 34 und
dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des
Planetenradsatzes 30 bestimmt wird. Der Träger 59 rotiert
mit der gleichen Drehzahl wie das Hohlrad 44. Die Sonnenräder 42 und 52 rotieren
nicht. Der Träger 59 rotiert
mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl des Hohlrads 54 und dem
Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des
Planetenradsatzes 50 bestimmt wird. Der Träger 49 rotiert mit
der gleichen Drehzahl wie die Abtriebswelle 19. Der Träger 49,
und somit die Abtriebswelle 19, rotiert mit einer Drehzahl,
die von der Drehzahl des Hohlrads 44 und dem Hohlrad/ Sonnenrad-Zähneverhältnis des
Planeten radsatzes 40 bestimmt wird. Der Zahlenwert des
zweiten Vorwärtsgangs
wird unter Verwendung der Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnisse der Planetenradsätze 30, 40 und 50 bestimmt.
-
Wie
bei dem ersten Vorwärtsgang
rotieren alle Elemente der Zahnradsätze 20, 30, 40 und 50 während des
zweiten Vorwärtsgangs
in der gleichen Richtung. Wenn, beispielsweise in Bezug auf den Planetenradsatz 30,
die Antriebswelle 17 (und somit das Hohlrad 34)
im Uhrzeigersinn rotiert, rotieren der Träger 39 und die Planetenräder 37 in
der gleichen Richtung wie das Hohlrad 34, da das Sonnenrad 22 feststehend
gehalten ist. Da der Träger 39 ständig mit dem
Hohlrad 24 verbunden ist und das Sonnenrad 22 feststehend
ist, rotieren das Hohlrad 24, der Träger 29 und die Planetenräder 27 ebenfalls
in einer Richtung im Uhrzeigersinn. Da, dem Planetenradsatz 50 zugewandt,
das Hohlrad 54 mit dem Hohlrad 24 über die
L-Kupplung 62 verbunden
ist und die C6-Kupplung 68 das Sonnenrad 52 feststehend
hält, rotieren das
Hohlrad 54, der Träger 59 und
die Planetenräder 57 ebenfalls
in einer Richtung im Uhrzeigersinn. Da, in Bezug auf den Planetenradsatz 40,
das Hohlrad 44 ständig
mit dem Träger 59 verbunden
ist und das Sonnenrad 42 nicht rotiert, rotieren das Hohlrad 44, der
Träger 49,
die Planetenräder 47 und
auch die Abtriebswelle 19 alle in der gleichen Richtung
im Uhrzeigersinn wie der Träger 59.
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Der
dritte Vorwärtsgang
wird mit dem Eingriff der C2-Kupplung 64 und der C6-Kupplung 68 hergestellt.
Die C2-Kupplung 64 verbindet das Hohlrad 34 mit
dem Hohlrad 54, und die C6-Kupplung 68 verbindet
das Sonnenrad 52 mit dem Getriebegehäuse 80. Das Hohlrad 34 und
das Hohlrad 54 rotieren mit der gleichen Drehzahl wie die
Antriebswelle 17. Der Träger 39 rotiert mit
der gleichen Drehzahl wie das Hohlrad 24. Die Sonnenräder 22 und 32 rotieren
nicht. Der Träger 39 rotiert
mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl des Hohlrads 34 und
dem Hohlrad/Sonnenrad- Zähneverhältnis des
Planetenradsatzes 30 bestimmt wird. Der Träger 59 rotiert
mit der gleichen Drehzahl wie das Hohlrad 44. Die Sonnenräder 42 und 52 rotieren
nicht. Der Träger 59 rotiert
mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl des Hohlrads 54 und dem
Hohlrad/ Sonnenrad-Zähneverhältnis des
Planetenradsatzes 50 bestimmt wird. Der Träger 49 rotiert
mit der gleichen Drehzahl wie die Abtriebswelle 19. Der
Träger 49,
und somit die Abtriebswelle 19, rotiert mit einer Drehzahl,
die von der Drehzahl des Hohlrads 44 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des
Planetenradsatzes 40 bestimmt wird. Der Zahlenwert des
dritten Vorwärtsgangs
wird unter Verwendung der Hohlrad/ Sonnenrad-Zähneverhältnisse der Planetenradsätze 30, 40 und 50 bestimmt.
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Wie
es Fachleute verstehen werden, rotieren wie bei dem ersten und zweiten
Vorwärtsgang
Elemente der Zahnradsätze 20, 30, 40 und 50 während des
dritten Vorwärtsgangs
in der gleichen Richtung. Wenn, beispielsweise in Bezug auf den
Planetenradsatz 30, die Antriebswelle 17 (und
somit das Hohlrad 34) im Uhrzeigersinn rotiert, rotieren
der Träger 39 und
die Planetenräder 37 in
der gleichen Richtung wie das Hohlrad 34, da das Sonnenrad 32 feststehend
gehalten ist. Da der Träger 39 ständig mit
dem Hohlrad 24 verbunden ist und das Sonnenrad 22 feststehend
ist, rotieren der Träger 29 und
die Planetenräder 27 ebenfalls
in einer Richtung im Uhrzeigersinn. Da, dem Planetenradsatz 50 zugewandt,
das Hohlrad 54 mit dem Hohlrad 34 über die
C2-Kupplung 64 verbunden ist und da das Sonnenrad 52 durch
die C6-Kupplung 68 feststehend gehalten ist, rotieren der
Träger 39 und
die Planetenräder 37 in
einer Richtung im Uhrzeigersinn. Da, in Bezug auf den Planetenradsatz 40,
das Hohlrad 44 ständig
mit dem Träger 59 verbunden
ist und das Sonnenrad 42 nicht rotiert, rotieren der Träger 49,
die Planetenräder 47 und
auch die Abtriebswelle 19 alle in der gleichen Richtung
im Uhrzeigersinn wie der Träger 59.
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Der
vierte Vorwärtsgang
wird mit dem Eingriff der C3-Kupplung 66 und der C6-Kupplung 68 hergestellt.
Die C3-Kupplung 66 verbindet das Hohlrad 34 mit
dem Hohlrad 44, und die C6-Kupplung 68 verbindet
das Sonnenrad 52 mit dem Getriebegehäuse 80. Das Hohlrad 34,
das Hohlrad 44 und der Träger 59 rotieren mit
der gleichen Drehzahl wie die Antriebswelle 17. Der Träger 39 rotiert
mit der gleichen Drehzahl wie das Hohlrad 24. Die Sonnenräder 22 und 32 rotieren
nicht. Der Träger 39 rotiert
mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl des Hohlrads 34 und
dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des
Planetenradsatzes 30 bestimmt wird. Die Sonnenräder 42 und 52 rotieren
nicht. Der Träger 49 rotiert
mit der gleichen Drehzahl wie die Abtriebswelle 19. Der
Träger 49,
und somit die Abtriebswelle 19, rotiert mit einer Drehzahl,
die von der Drehzahl des Hohlrads 44 und dem Hohlrad/ Sonnenrad-Zähneverhältnis des
Planetenradsatzes 40 bestimmt wird. Der Zahlenwert des
vierten Vorwärtsgangs
wird unter Verwendung der Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnisse der Planetenradsätze 30 und 40 bestimmt.
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Wie
es Fachleute einsehen werden, rotieren alle Elemente der Zahnradsätze 20, 30, 40 und 50 während des
vierten Vorwärtsgangs
in der gleichen Richtung. Wenn, beispielsweise in Bezug auf den Planetenradsatz 30,
die Antriebswelle 17 (und somit das Hohlrad 34)
im Uhrzeigersinn rotiert, rotieren der Träger 39 und die Planetenräder 37 in
der gleichen Richtung wie das Hohlrad 34, da das Sonnenrad 32 feststehend
gehalten ist. Da der Träger 39 mit
dem Hohlrad 24 verbunden ist und das Sonnenrad 22 feststehend
gehalten ist, rotieren das Hohlrad 24, der Träger 29 und
die Planetenräder 27 ebenfalls
in einer Richtung im Uhrzeigersinn. Da, dem Planetenradsatz 40 zugewandt,
das Hohlrad 44 mit dem Hohlrad 34 über die
C3-Kupplung 66 verbunden ist und da das Sonnenrad 42 feststehend
ist, rotieren der Träger 49, und
somit die Abtriebswelle 19, sowie die Planetenräder 47 in
einer Richtung im Uhrzeigersinn. Da, dem Planeten radsatz 50 zugewandt,
der Träger 59 ständig mit
dem Hohlrad 44 verbunden ist und da das Sonnenrad 52 durch
die C6-Kupplung 68 feststehend gehalten ist, rotieren der
Träger 59,
die Planetenräder 57 und
das Hohlrad 54 alle in einer Richtung im Uhrzeigersinn.
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Der
fünfte
Vorwärtsgang
wird mit dem Eingriff der C2-Kupplung 64 und der C3-Kupplung 66 hergestellt.
Die C2-Kupplung 64 verbindet das Hohlrad 34 mit
dem Hohlrad 54, und die C3-Kupplung 66 verbindet
das Hohlrad 34 mit dem Hohlrad 44. Da in dieser
Anordnung alle Elemente der Planetenradsätze 40 und 50 mit
der gleichen Drehzahl wie die Antriebswelle 17 rotieren,
rotiert auch die Abtriebswelle 19 mit der gleichen Drehzahl
wie die Antriebswelle 17, so dass der Zahlenwert des fünften Vorwärtsgangs
1 ist.
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Wie
es Fachleute einsehen werden, rotieren die inneren Elemente des
Getriebes 14 während
des fünften
Vorwärtsgangs
alle in der gleichen Richtung. Wenn, beispielsweise in Bezug auf
den Planetenradsatz 30, die Antriebswelle 17 (und
somit das Hohlrad 34) im Uhrzeigersinn rotiert, rotieren
der Träger 39 und
die Planetenräder 37 in
der gleichen Richtung wie das Hohlrad 34, da das Sonnenrad 32 feststehend
gehalten ist. Da der Träger 39 ständig mit
dem Hohlrad 24 verbunden ist und das Sonnenrad 22 feststehend
gehalten ist, rotieren das Hohlrad 24, der Träger 29 und
die Planetenräder 27 ebenfalls
in einer Richtung im Uhrzeigersinn. Da, dem Planetenradsatz 50 zugewandt,
das Hohlrad 54 mit dem Hohlrad 34 über die
C2-Kupplung 64 verbunden ist und da das Hohlrad 44 ständig mit
dem Träger 59 verbunden
ist, und da das Sonnenrad 42 ständig mit dem Sonnenrad 52 verbunden
ist, rotieren zwei Elemente der beiden Planetenradsätze 40 und 50 mit
der gleichen Drehzahl, was bedeutet, dass die Planetenradsätze 40 und 50 miteinander
verriegelt sind, wobei alle Elemente mit der gleichen Drehzahl und
in der gleichen Richtung rotieren.
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Der
sechste Vorwärtsgang
wird mit dem Eingriff der L-Kupplung 62 und der C3-Kupplung 66 hergestellt.
Die L-Kupplung 62 verbindet das Hohlrad 24 mit
dem Hohlrad 54, und die C3-Kupplung 66 verbindet
das Hohlrad 34 mit dem Hohlrad 44. Das Hohlrad 34,
das Hohlrad 44 und der Träger 59 rotieren mit
der gleichen Drehzahl wie die Antriebswelle 17. Der Träger 39 und
das Hohlrad 24 rotieren mit der gleichen Drehzahl wie das
Hohlrad 54. Die Sonnenräder 22 und 32 rotieren
nicht. Der Träger 39 rotiert
mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl des Hohlrads 34 und dem
Hohlrad/ Sonnenrad-Zähneverhältnis des
Planetenradsatzes 30 bestimmt wird. Das Sonnenrad 52 rotiert
mit der gleichen Drehzahl wie das Sonnenrad 42. Das Sonnenrad 52 rotiert
mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl des Trägers 59, der Drehzahl
des Hohlrads 54 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des
Planetenradsatzes 50 bestimmt wird. Der Träger 49 rotiert
mit der gleichen Drehzahl wie die Abtriebswelle 19. Der
Träger 49,
und somit die Abtriebswelle 19, rotiert mit einer Drehzahl,
die von der Drehzahl des Hohlrads 44, der Drehzahl des
Sonnenrads 42 und dem Hohlrad/ Sonnenrad-Zähneverhältnis des
Planetenradsatzes 40 bestimmt wird. Der Zahlenwert des
sechsten Vorwärtsgangs
wird unter Verwendung der Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnisse der Planetenradsätze 30, 40 und 50 bestimmt.
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Wie
es Fachleute einsehen werden, rotieren alle Elemente der Zahnradsätze 20, 30, 40 und 50 während des
sechsten Vorwärtsgangs
in der gleichen Richtung. Wenn, beispielsweise in Bezug auf den
Planetenradsatz 30, die Antriebswelle 17 (und somit
das Hohlrad 34) im Uhrzeigersinn rotiert, rotieren der
Träger 39 und
die Planetenräder 37 in
der gleichen Richtung wie das Hohlrad 34, da das Sonnenrad 32 feststehend
gehalten ist. Da der Träger 39 ständig mit
dem Hohlrad 24 verbunden ist und das Sonnenrad 22 feststehend
gehalten ist, rotieren das Hohlrad 24, der Träger 29 und
die Planetenräder 27 ebenfalls
in einer Richtung im Uhrzeigersinn. Da, dem Planetenradsatz 50 zugewandt,
das Hohlrad 54 mit dem Hohlrad 24 über die
L-Kupplung 62 verbunden ist, rotiert das Hohlrad 54 in
einer Richtung im Uhrzeigersinn. Da, dem Planetenradsatz 40 zugewandt,
die C3-Kupplung 66 das Hohlrad 34 mit dem Hohlrad 44 verbindet,
rotiert auch das Hohlrad 44 in einer Richtung im Uhrzeigersinn.
Da das Hohlrad 44 ständig
mit dem Träger 59 verbunden
ist, rotiert der Träger 59 ebenfalls
in einer Richtung im Uhrzeigersinn. Die Sonnenräder 42 und 52 sind
ständig
verbunden und rotieren daher in der gleichen Richtung. Die Zähnezahlen
der Elemente der Planetenradsätze 40 und 50 sind
derart gewählt,
dass die Sonnenräder 42 und 52,
die Planetenräder 47 und 57 sowie
der Träger 49,
und somit die Abtriebswelle 19, alle in einer Richtung
im Uhrzeigersinn rotieren. Beispielsweise spiegeln die in der Wahrheitstabelle
in 2A gezeigten Drehzahlverhältnisse den Planetenradsatz 40 wieder,
der ein Hohlrad 44 mit 81 Zähnen, einen Träger 49 mit
30 Zähnen
und ein Sonnenrad 42 mit 21 Zähnen, ein Hohlrad 54 mit
81 Zähnen
und ein Sonnenrad 52 mit 28 Zähnen aufweist. Wie es nachstehend
mit Bezug auf die Wahrheitstabelle von 3A beschrieben
wird, kann zusätzlich
das Hohlrad 44 81 Zähne
aufweisen, das Sonnenrad 42 kann 26 Zähne aufweisen, das Hohlrad 54 kann
81 Zähne aufweisen
und das Sonnenrad 52 kann 37 Zähne aufweisen, um die Rotation
in einer einzigen Richtung im Uhrzeigersinn in den Planetenradsätze in 40 und 50 zu
erreichen. Schließlich
werden, mit Bezug auf die Wahrheitstabelle von 4A,
die nachstehend besprochen wird, die gleichen Zähnezahlen, wie sie oben in
Bezug auf die Wahrheitstabelle von 3A gezeigt
wurden, zu einer Rotation insgesamt im Uhrzeigersinn in den Planetenradsätzen 40 und 50 führen.
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Der
siebte Vorwärtsgang
wird mit dem Eingriff der LL-Kupplung 60 und der C3-Kupplung 66 hergestellt.
Die LL-Kupplung 60 verbindet den Träger 29 mit dem Hohlrad 54,
und die C3-Kupplung 66 verbindet das Hohlrad 34 mit
dem Hohlrad 44. Das Hohlrad 34, das Hohlrad 44 und
der Träger 59 rotieren
mit der gleichen Drehzahl wie die Antriebswelle 17. Der Träger 39 rotiert
mit der gleichen Drehzahl wie das Hohlrad 24. Die Sonnenräder 22 und 32 rotieren nicht.
Der Träger 39 rotiert
mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl des Hohlrads 34 und
dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des
Planetenradsatzes 30 bestimmt wird. Der Träger 29 rotiert
mit der gleichen Drehzahl wie das Hohlrad 54. Der Träger 29 rotiert mit
einer Drehzahl, die von der Drehzahl des Hohlrads 24 und
dem Hohlrad/ Sonnenrad-Zähneverhältnis des
Planetenradsatzes 20 bestimmt wird. Das Sonnenrad 52 rotiert
mit der gleichen Drehzahl wie das Sonnenrad 42. Das Hohlrad 54 rotiert
mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl des Trägers 59, der Drehzahl
des Sonnenrads 52 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 50 bestimmt
wird. Der Träger 49 rotiert
mit der gleichen Drehzahl wie die Abtriebswelle 19. Der
Träger 49, und
somit die Abtriebswelle 19, rotiert mit einer Drehzahl,
die von der Drehzahl des Hohlrads 44, der Drehzahl des
Sonnenrads 42 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des
Planetenradsatzes 40 bestimmt wird. Der Zahlenwert des
siebten Vorwärtsgangs
wird unter Verwendung der Hohlrad/ Sonnenrad-Zähneverhältnisse der Planetenradsätze 20, 30, 40 und 50 bestimmt.
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Wie
es Fachleute einsehen werden, rotieren alle Elemente der Zahnradsätze 20, 30, 40 und 50 während des
siebten Vorwärtsgangs
in der gleichen Richtung. Wenn, beispielsweise in Bezug auf den Planetenradsatz 30,
die Antriebswelle 17 (und somit das Hohlrad 34)
im Uhrzeigersinn rotiert, rotieren der Träger 39 und die Planetenräder 37 in
der gleichen Richtung wie das Hohlrad 34, da das Sonnenrad 32 feststehend
gehalten ist. Da der Träger 39 ständig mit dem
Hohlrad 24 verbunden ist und das Sonnenrad feststehend
gehalten ist, rotieren das Hohlrad 24, der Träger 29 und
die Planetenräder 27 ebenfalls
in einer Richtung im Uhrzeigersinn. Da, den Planetenradsätzen 40 und 50 zugewandt,
der Träger 29 mit
dem Hohlrad 54 über
die LL-Kupplung 60 verbunden ist, rotiert das Hohlrad 54 in
einer Richtung im Uhrzeigersinn. Da das Hohlrad 44 mit
dem Hohlrad 34 über
die C3-Kupplung 66 verbunden ist, und da das Hohlrad 44 ständig mit
dem Träger 59 verbunden
ist, rotieren das Hohlrad 44 und der Träger 59 ebenfalls in
einer Richtung im Uhrzeigersinn. Die Sonnenräder 42 und 52 sind
ständig
verbunden und müssen
daher in der gleichen Richtung rotieren. Die Zähnezahlen der Elemente der
Planetenradsätze 40 und 50 sind
derart gewählt,
dass die Sonnenräder 42 und 52,
die Planetenräder 47 und 57 sowie
der Träger 49,
und somit die Abtriebswelle 19, alle in einer Richtung
im Uhrzeigersinn rotieren. Die oben in Bezug auf die Diskussion
des sechsten Vorwärtsgangs
für die
Wahrheitstabelle in den 2A, 3A und 4A beschriebenen
Zähnezahlen
werden zu einer derartigen Rotation in einer einzigen Richtung führen.
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Wenn
die optionale C4-Kupplung 69 vorhanden ist, um das Hohlrad 54 mit
dem feststehenden Gehäuse 80 zu
verbinden, kann ein achter Vorwärtsgang
hergestellt werden. Der achte Vorwärtsgang wird mit dem Eingriff
der C4-Kupplung 69 und der C3-Kupplung 66 hergestellt.
Die C3-Kupplung 66 verbindet
das Hohlrad 34 mit dem Hohlrad 44. Das Hohlrad 34,
das Hohlrad 44 und der Träger 59 rotieren mit
der gleichen Drehzahl wie die Antriebswelle 17. Der Träger 39 rotiert
mit der gleichen Drehzahl wie das Hohlrad 24. Die Sonnenräder 22 und 32 rotieren
nicht. Der Träger 39 rotiert
mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl des Hohlrads 34 und
dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des
Planetenradsatzes 30 bestimmt wird. Das Sonnenrad 52 rotiert
mit der gleichen Drehzahl wie das Sonnenrad 42. Das Hohlrad 54 rotiert
nicht. Das Sonnenrad 52 ro tiert mit einer Drehzahl, die
von der Drehzahl des Trägers 59 und
dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 50 bestimmt
wird. Der Träger 49 rotiert
mit der gleichen Drehzahl wie die Abtriebswelle 19. Der
Träger 49,
und somit die Abtriebswelle 19, rotiert mit einer Drehzahl,
die von der Drehzahl des Hohlrads 44, 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 30, 40 und 50 bestimmt.
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Wie
es Fachleute einsehen werden, rotieren alle Elemente der Zahnradsätze 20, 30, 40 und 50 während des
achten Vorwärtsgangs
in der gleichen Richtung. Wenn, beispielsweise in Bezug auf den Planetenradsatz 30,
die Antriebswelle 17 (und somit das Hohlrad 34)
im Uhrzeigersinn rotiert, rotieren der Träger 39 und die Planetenräder 37 in
der gleichen Richtung wie das Hohlrad 34, da das Sonnenrad 32 feststehend
gehalten ist. Da der Träger 39 mit
dem Hohlrad 24 verbunden ist und das Sonnenrad 22 feststehend
gehalten ist, rotieren der Träger 29 und
die Planetenräder 27 ebenfalls
in einer Richtung im Uhrzeigersinn. Da, dem Planetenradsatz 40 zugewandt, das
Hohlrad 44 mit dem Hohlrad 34 über die C3-Kupplung 66 verbunden
ist, rotiert das Hohlrad 44 in einer Richtung im Uhrzeigersinn.
Da das Hohlrad 44 ständig
mit dem Träger 59 verbunden
ist, und da das Hohlrad 54 durch die C4-Kupplung 69 feststehend
gehalten ist, rotieren der Träger 59,
die Planetenräder 57 und
das Sonnenrad 52 alle in einer Richtung im Uhrzeigersinn.
Da das Sonnenrad 42 ständig mit
dem Sonnenrad 52 verbunden ist, rotiert es ebenfalls in
einer Richtung im Uhrzeigersinn. Der Träger 49, und somit
die Abtriebswelle 19, sowie die Planetenräder 47 können ebenfalls
dazu gebracht werden, in einer Richtung im Uhrzeigersinn zu rotieren,
wenn solche Zähnezahlen,
wie etwa jene für
den oben in Bezug auf den sechsten Vorwärtsgang und die Wahrheitsta bellen
der 2A, 3A und 4A beschriebenen
Planetenradsatz 40 benutzt werden.
-
Wie
es oben ausgeführt
wurde, ist der Einrückplan
für die
Drehmomentübertragungsmechanismen
in der Wahrheitstabelle von 2A gezeigt. Diese
Wahrheitstabelle liefert auch ein Beispiel von Drehzahlverhältnissen,
die unter Verwendung der folgenden Hohlrad/ Sonnenrad-Zähneverhältnisse
verfügbar
sind: der Wert des Zähneverhältnisses
des Planetenradsatzes 20 beträgt 2,45; der Wert des Zähneverhältnisses
des Planetenradsatzes 30 beträgt 2,45; der Wert des Zähneverhältnisses
des Planetenradsatzes 40 beträgt 3,86; und der Wert des Zähneverhältnisses
des Planetenradsatzes 50 beträgt 2,89.
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Das
Schaubild von 2B 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
1,41, während
das Stufenverhältnis
zwischen dem Rückwärtsgang
Low und dem ersten Vorwärtsgang –0,991 beträgt. Es ist
anzumerken, dass die Vorwärtsgangwechsel
mit einer einzigen und einer doppelten Stufe von der Art mit einem
einzigen Übergang
sind. Es wird ein relativ tiefer erster Vorwärtsgang (d.h. ein niedriges Übersetzungsverhältnis) von
3,357 erreicht, was für
Zuganwendungen nützlich
ist. Es wird eine relativ enge Übersetzungsverhältnisspreizung
von 4,347 zwischen dem ersten und siebten Gang erreicht. Das Getriebe 14 kann eine
etwas höhere Übersetzungsverhältnisabdeckung
erreichen, wie sie in der Wahrheitstabelle von 3A und
dem Schaubild von 3B angegeben ist, wenn die folgenden
Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnisse
anstelle von jenen angewandt werden, die oben in Bezug auf die Übersetzungsverhältnisse besprochen
worden, die in den 2A und 2B angegeben
sind: ein Zähneverhältnis von
2,19 für den
Planetenradsatz 20; ein Zähneverhältnis von 2,45 für den Planetenradsatz 30;
ein Zähneverhältnis von
3,11 für
den Planetenradsatz 40; und ein Zähneverhältnis von 2,19 für den Planetenradsatz 50.
Mit diesen Zähneverhältnissen
wird eine breitere Übersetzungsverhältnisabdeckung
erreicht. Beispielsweise beträgt
die Übersetzungsverhältnisspreizung
zwischen dem ersten und siebten Vorwärtsgang 5,233, wie es in dem
Schaubild von 3B angegeben ist. Der erste
Vorwärtsgang
(d.h. das niedrige Übersetzungsverhältnis) beträgt 4,084,
etwas tiefer als die Zähneverhältnisse,
die in 2A dargestellt sind. Um eine
noch breitere Übersetzungsverhältnisabdeckung
zu erreichen, die in den 4A und 4B angegeben
ist, können
die folgenden Zähneverhältnisse
angewandt werden: ein Zähneverhältnis von 1,53
für den
Planetenradsatz 20; ein Zähneverhältnis von 1,69 für den Planetenradsatz 30;
ein Zähneverhältnis von
3,11 für
den Planetenradsatz 40; und ein Zähneverhältnis von 2,19 für den Planetenradsatz 50.
Mit diesen Zähneverhältnissen
beträgt
die Übersetzungsverhältnisspreizung
von dem ersten bis zum siebten Vorwärtsgang 6,659, wie es in 4B angegeben
ist. Zusätzlich
wird ein sehr tiefer erster Vorwärtsgang
(d.h. niedriges Übersetzungsverhältnis) von
5,015 erreicht.
-
5 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 ständig
mit dem Motor und Drehmomentwandler 12 verbunden ist, eine
Planetenradanordnung 118 und eine Abtriebswelle 19,
die ständig
mit dem Achsantriebsmechanismus 16 verbunden ist. Die Planetenradanordnung 118 umfasst vier
Planetenradsätze 120, 130, 140 und 150.
-
Der
Planetenradsatz 120 umfasst ein Sonnenrad 122,
ein Hohlrad 124 und eine Planetenträgeranordnung 126.
Die Planetenträgeranordnung 126 umfasst
mehrere Planetenräder 127,
die 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 dem 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 dem Träger 149 montiert
und in kämmender
Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 142 als auch dem Hohlrad 144 angeordnet
sind.
-
Der
Planetenradsatz 150 umfasst ein Sonnenrad 152,
ein Hohlrad 154 und eine Planetenträgeranordnung 156.
Die Planetenträgeranordnung 156 umfasst
mehrere Planetenräder 157,
die drehbar an dem Träger 159 montiert
und in kämmender
Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 152 als auch dem Hohlrad 154 angeordnet
sind.
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Die
Planetenradanordnung 118 umfasst auch sieben Drehmomentübertragungsmechanismen 160, 162, 164, 166, 167 und 168 und
einen optionalen siebten Drehmomentübertragungsmechanismus 169.
Die Drehmomentübertragungsmechanismen 160, 162, 164 und 166 sind
Drehmomentübertragungsmechanismen
vom rotierenden Typ, die üblicherweise
Kupplungen genannt werden. Die Drehmomentübertragungsmechanismen 167, 168 und 169 sind
Drehmomentübertragungsmechanismen
vom feststehenden Typ, die üblicherweise Bremsen
oder Reaktionskupplungen genannt werden.
-
Die
Antriebswelle 17 ist ständig
mit dem Hohlrad 134 verbunden, und die Abtriebswelle 19 ist ständig mit
dem Träger 149 verbunden.
Das Sonnenrad 132 und das Hohlrad 124 sind ständig mit
dem Getriebegehäuse 180 verbunden.
Das Sonnenrad 122 ist ständig mit dem Träger 139 über das
Verbindungselement 170 verbunden. Das Hohlrad 144 ist ständig mit
dem Träger 159 über das
Verbindungselement 172 verbunden. Das Sonnenrad 142 ist
ständig
mit dem Sonnenrad 152 über
das Verbindungselement 174 verbunden.
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Der
Träger 129 ist
selektiv mit dem Hohlrad 154 über die LL-Kupplung 160 verbindbar.
Der Träger 139 ist
selektiv mit dem Hohlrad 154 über die L-Kupplung 162 verbindbar.
Die Antriebswelle 17 und das Hohlrad 134 sind über die
C2-Kupplung 164 selektiv mit dem Hohlrad 154 verbindbar.
Die Antriebswelle 17 und das Hohlrad 134 sind über die
C3-Kupplung 166 selektiv mit dem Hohlrad 144 verbindbar. Der
Träger 159 ist über die
C5-Kupplung 167 selektiv mit dem Getriebegehäuse 180 verbindbar.
Das Sonnenrad 152 ist über
die C6-Kupplung 168 selektiv mit dem Getriebegehäuse 180 verbindbar.
Eine optionale C4-Kupplung 169 verbindet eine Trommel 190 selektiv
mit dem feststehenden Gehäuse 180,
wodurch das Hohlrad 154 wirksam mit dem feststehenden Gehäuse 180 verbunden
ist.
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Die
Wahrheitstabelle von 6A beschreibt die Einrückabfolge,
die dazu verwendet wird, acht Vorwärtsgänge und drei Rückwärtsgänge in der
in 2A gezeigten Planetenradanordnung 118 bereitzustellen.
Wie es oben für
die Anordnung von 1 gezeigt und beschrieben wurde,
werden Fachleute aus der Wahrheitstabelle von 6A verstehen,
wie die gezeig ten Gänge
durch die Planetenradsätze 120, 130, 140 und 150 hergestellt
werden.
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Die
Wahrheitstabelle von 6A liefert auch ein Beispiel
der Übersetzungsverhältnisse,
die mit dem in 5 gezeigten Planetenradsätzen unter Verwendung
der folgenden Beispielzähneverhältnisse
erzielt werden können:
Der Wert des Zähneverhältnisses
des Planetenradsatzes 120 beträgt 1,57 (das Hohlrad 24 besitzt
83 Zähne;
das Sonnenrad 22 besitzt 53 Zähne); der Wert des Zähneverhältnisses des
Planetenradsatzes 130 beträgt 1,57 (das Hohlrad 34 besitzt
83 Zähne;
das Sonnenrad 32 besitzt 53 Zähne); der Wert des Zähneverhältnisses
des Planetenradsatzes 140 beträgt 3,12 (das Hohlrad 44 besitzt
81 Zähne;
das Sonnenrad 42 besitzt 26 Zähne); und der Wert des Zähneverhältnisses
des Planetenradsatzes 150 beträgt 2,19 (das Hohlrad 54 besitzt 81
Zähne;
das Sonnenrad 52 besitzt 37 Zähne). Diese Zähneverhältnisse
in Verbindung mit dem Einrückplan
von 6A werden dazu führen, dass alle rotierenden
Elemente der Zahnradsätze 120, 130, 140, 150 in
jedem der sieben (optional acht) Vorwärtsgänge in die gleiche Richtung
rotieren werden. Fachleute werden diese Rotation in einer einzigen Richtung
auf der Grundlage der Besprechung von 1 oben verstehen.
-
6B zeigt
die Übersetzungsverhältnisstufen
zwischen Übersetzungsverhältnissen
mit einer einzigen Stufe in der Vorwärtsrichtung sowie die Übersetzungsverhältnisstufe
von Rückwärts Low
zu dem ersten Vorwärtsgang.
Beispielsweise beträgt das
Stufenverhältnis
vom ersten zum zweiten Gang 2,57. Es ist auch anzumerken, dass jeder
der Vorwärtsgangwechsel
mit einer einzigen Stufe oder einer doppelten Stufe von der Art
mit einem einzigen Übergang
ist.
-
7 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 ständig
mit dem Motor und Drehmomentwandler 12 verbunden ist, eine
Planetenradanordnung 218 und eine Abtriebswelle 19,
die ständig
mit dem Achsantriebsmechanismus 16 verbunden ist. Die Planetenradanordnung 218 umfasst vier
Planetenradsätze 220, 230, 240 und 250.
-
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
sind, und ist in kämmender
Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 222 als auch dem Hohlrad 224 angeordnet.
-
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
sind, und das Hohlrad 234.
-
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 in kämmender
Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 242 als auch dem Hohlrad 244 angeordnet
sind.
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Der
Planetenradsatz 250 umfasst ein Sonnenrad 252,
ein Hohlrad 254 und eine Planetenträgeranordnung 256.
Die Planetenträgeranordnung 256 umfasst
mehrere Planetenräder 257,
die drehbar an einem Träger 259 montiert
und in kämmender
Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 252 als auch dem Hohlrad 254 angeordnet
sind.
-
Die
Planetenradanordnung 218 umfasst auch sechs Drehmomentübertragungsmechanismen 260, 262, 264, 266, 267, 268 und
einen optionalen siebten Drehmomentübertragungsmechanismus 269.
Die Drehmomentübertragungsmechanismen 262, 264 und 266 sind
Drehmomentübertragungsmechanismen
vom rotierenden Typ, die üblicherweise Kupplungen
genannt werden. Die Drehmomentübertragungsmechanismen 260, 267, 268 und 269 sind Drehmomentübertragungsmechanismen
vom feststehenden Typ, die üblicherweise
Bremsen oder Reaktionskupplungen genannt werden.
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Die
Antriebswelle 17 ist ständig
mit dem Hohlrad 234 verbunden, und die Abtriebswelle 19 ist ständig mit
dem Träger 247 verbunden.
Das Sonnenrad 232 ist ständig mit dem Getriebegehäuse 280 verbunden.
Das Hohlrad 224 ist ständig
mit dem Träger 239 über das
Verbindungselement 270 verbunden. Das Verbindungselement 270 kann
eine Komponente oder separate Komponenten sein. Das Hohlrad 244 ist
ständig
mit dem Träger 259 über das Verbindungselement 272 verbunden.
Das Sonnenrad 242 ist ständig mit dem Sonnenrad 252 über das Verbindungselement 274 verbunden.
Der Träger 229 ist
ständig
mit dem Hohlrad 254 durch das Verbindungselement 276,
das auch als Hülse
bezeichnet werden kann, verbunden.
-
Das
Sonnenrad 222 ist über
die LL-Kupplung 260 selektiv mit dem Getriebegehäuse 280 verbindbar.
Das Hohlrad 224 ist über
die L-Kupplung 262 selektiv mit dem Hohlrad 254 verbindbar.
Die Antriebswelle 17 und das Hohlrad 234 sind über die
C2-Kupplung 264 selektiv mit dem Hohlrad 254 verbindbar. Die
Antriebswelle 17 und das Hohlrad 234 sind über die
C3-Kupplung 266 selektiv mit dem Hohlrad 244 verbindbar.
Der Träger 259 ist über die
C5-Kupplung 267 selektiv mit dem Getriebegehäuse 280 verbindbar.
Das Sonnenrad 252 ist über
die C6-Kupplung 268 selektiv mit dem Getriebegehäuse 280 verbindbar.
Die Hülse 276,
und daher das Hohlrad 254, ist über die optionale C4-Kupplung 269 selektiv
mit dem Getriebegehäuse 280 verbindbar.
-
Die
Wahrheitstabelle von 8A beschreibt die Einrückabfolge,
die dazu verwendet wird, acht Vorwärtsgänge und drei Rückwärtsgänge in der
in 7 gezeigten Planetenradanordnung 218 bereitzustellen.
Wie es oben für
die Anordnung von 1 gezeigt und beschrieben wurde,
werden Fachleute aus der Wahrheitstabelle von 8A verstehen,
wie die gezeigten Gänge
durch die Planetenradsätze 220, 230, 240 und 250 hergestellt
werden. Die Wahrheitstabelle von 8A liefert
auch ein Beispiel der Übersetzungsverhältnisse,
die mit der in 7 gezeigten Planetenradanordnung 218 unter
Verwendung der folgenden Beispielzähneverhältnisse erzielt werden können: Der
Wert des Zähneverhältnisses des
Planetenradsatzes 220 beträgt 2,45 (das Hohlrad 224 besitzt
81 Zähne;
das Sonnenrad 222 besitzt 33 Zähne); der Wert des Zähneverhältnisses
des Planetenradsatzes 230 beträgt 245 (das Hohlrad 234 besitzt
81 Zähne;
das Sonnenrad 232 besitzt 33 Zähne); der Wert des Zähneverhältnisses
des Planetenradsatzes 240 beträgt 3,86 (das Hohlrad 244 besitzt 81
Zähne;
das Sonnenrad 242 besitzt 21 Zähne); und der Wert des Zähneverhältnisses
des Planetenradsatzes 250 beträgt 2,89 (das Hohlrad 254 besitzt
81 Zähne;
das Sonnenrad 252 besitzt 28 Zähne. Diese Zähneverhältnisse
in Verbindung mit dem Einrückplan
von 8A werden dazu führen, dass alle rotierenden
Elemente der Zahnradsätze 220, 230, 240 und 250 in
jedem der sieben (optional acht) Vorwärtsgänge in die gleiche Richtung
rotieren werden. Fachleute werden diese Rotation in einer einzigen
Richtung auf der Grundlage der Besprechung von 1 oben
verstehen. In 8B sind auch die Übersetzungsverhältnisstufen
zwischen den Übersetzungsverhältnissen
mit einer einzigen Stufe in der Vorwärtsrichtung sowie die Übersetzungsverhältnisstufe vom
Rückwärtsgang
Low zum ersten Vorwärtsgang gezeigt.
Beispielsweise beträgt
das Stufenverhältnis vom
ersten zum zweiten Gang 1,41. Es ist auch anzumerken, dass jeder
der Vorwärtsgangwechsel
mit einer einzigen Stufe oder einer doppelten Stufe von der Art
mit einem einzigen Übergang
ist. Ein relativ enges Verhältnis
zwischen dem ersten Vorwärtsgang und
dem siebten Vorwärtsgang
beträgt
4,34.
-
9 zugewandt,
umfasst ein Antriebsstrang 310 den Motor und Drehmomentwandler 12, ein
Planetengetriebe 314 und einen Achsantriebsmechanismus 16.
Das Planetengetriebe 314 umfasst eine Antriebswelle 17,
die ständig
mit dem Motor und Drehmomentwandler 12 verbunden ist, eine
Planetenradanordnung 318 und eine Abtriebswelle 19,
die ständig
mit dem Achsantriebsmechanismus 16 verbunden ist. Die Planetenradanordnung 318 umfasst vier
Planetenradsätze 320, 330, 340 und 350.
-
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 dem Sonnenrad 322 und 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.
-
Der
Planetenradsatz 350 umfasst ein Sonnenrad 352,
ein Hohlrad 354 und eine Planetenträgeranordnung 356.
Die Planetenträgeranordnung 356 umfasst
mehrere Planetenräder 357,
die drehbar an einem Träger 359 montiert
und in kämmender
Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 352 als auch dem Hohlrad 354 angeordnet
sind.
-
Die
Planetenradanordnung 318 umfasst auch sechs Drehmomentübertragungsmechanismen 360, 362, 364, 366, 367 und 368 und
einen optionalen siebten Drehmomentübertragungsmechanismus 369.
Die Drehmomentübertragungsmechanismen 362, 364 und 366 sind
Drehmomentübertragungsmechanismen
vom rotierenden Typ, die üblicherweise Kupplungen
genannt werden. Die Drehmomentübertragungsmechanismen 360, 367, 368 und 369 sind Drehmomentübertragungsmechanismen
vom feststehenden Typ, die üblicherweise
Bremsen oder Reaktionskupplungen genannt werden.
-
Die
Antriebswelle 17 ist ständig
mit dem Hohlrad 334 verbunden, und die Abtriebswelle 19 ist ständig mit
dem Träger 349 verbunden.
Das Sonnenrad 332 ist ständig mit dem Getriebegehäuse 380 verbunden.
Das Sonnenrad 322 ist über
das Verbindungselement 370 ständig mit dem Träger 339 verbunden.
Das Verbindungselement 370 kann eine Komponente oder separate
Komponenten sein. Das Hohlrad 344 ist über das Verbindungselement 372 ständig mit
der Trägeranordnung 359 verbunden. Das
Sonnenrad 342 ist über
das Verbindungselement 374 ständig mit dem Sonnenrad 352 verbunden.
Der Träger 329 ist
ständig
mit dem Sonnenrad 354 über
das Verbindungselement 376, das auch als Hülse bezeichnet
werden kann, verbunden.
-
Das
Hohlrad 324 ist über
die LL-Kupplung 360 selektiv mit dem Getriebegehäuse 380 verbindbar.
Der Träger 329 ist über die
L-Kupplung 362 selektiv mit dem Träger 339 verbindbar.
Die Antriebswelle 17 und das Hohlrad 334 sind über die
C2-Kupplung 364 selektiv mit dem Hohlrad 354 verbindbar. Die
Antriebswelle 17 und das Hohlrad 334 sind über die
C3-Kupplung 366 selektiv mit dem Hohlrad 344 verbindbar.
Der Träger 359 ist über die
C5-Kupplung 367 selektiv mit dem Getriebegehäuse 380 verbindbar.
Das Sonnenrad 352 ist über
die C6-Kupplung 368 selektiv mit dem Getriebegehäuse 380 verbindbar.
Die optionale C4-Kupplung 369 verbindet die Hülse 376,
und daher den Träger 329 und
das Hohlrad 354, selektiv mit dem Getriebegehäuse 380.
-
Die
Wahrheitstabelle von 10A beschreibt die Einrückabfolge,
die dazu verwendet wird, acht Vorwärtsgänge und drei Rückwärtsgänge in der in 9 gezeigten
Planetenradanordnung 318 bereitzustellen. Wie es oben für die Anordnung
von 1 gezeigt und beschrieben wurde, werden Fachleute
aus der Wahrheitstabelle von 10A verstehen,
wie die Gänge
durch die Planetenradsätze 320, 330, 340 und 350 hergestellt
werden. Die Wahrheitstabelle von 10A liefert
auch ein Beispiel der Übersetzungsverhältnisse,
die mit der in 9 gezeigten Planetenradanordnung 318 unter
Verwendung der folgenden Beispielzähneverhältnisse erzielt werden können: Der
Wert des Zähneverhältnisses des
Planetenradsatzes 320 beträgt 1,57 (das Hohlrad 324 besitzt
831 Zähne;
das Sonnenrad 322 besitzt 53 Zähne); der Wert des Zähneverhältnisses
des Planetenradsatzes 330 beträgt 1,57 (das Hohlrad 334 besitzt
83 Zähne;
das Sonnenrad 332 besitzt 53 Zähne); der Wert des Zähneverhältnisses
des Planetenradsatzes 340 beträgt 3,11 (das Hohlrad 344 besitzt
81 Zähne;
das Sonnenrad 342 besitzt 26 Zähne); und der Wert des Zähneverhältnisses
des Planetenradsatzes 350 beträgt 2,19 (das Hohlrad 354 besitzt
81 Zähne;
das Sonnenrad 352 besitzt 37 Zähne). Diese Zähneverhältnisse
in Verbindung mit dem Einrückplan
von 10A werden dazu führen, dass alle
rotierenden Elemente der Zahnradsätze 320, 330, 340 und 350 in
jedem der sieben (optional acht) Vorwärtsgänge in die gleiche Richtung
rotieren werden. Fachleute werden diese Rotation in einer einzigen
Richtung leicht auf der Grundlage der Besprechung von 1 oben
verstehen. In 10B sind auch die Übersetzungsverhältnisstufen
zwischen den Übersetzungsverhältnissen
mit einer einzigen Stufe in der Vorwärtsrichtung sowie die Übersetzungsverhältnisstufe
vom Rückwärtsgang
Low zum ersten Vorwärtsgang
gezeigt. Beispielsweise beträgt das
Stufenverhältnis
vom ersten zum zweiten Gang 2,57. Es wird in dem ersten (Low) Gang
ein sehr tiefes Übersetzungsverhältnis von
8,091 erreicht. Es wird eine breite Übersetzungsverhältnisspreizung von
11,372 zwischen dem ersten und siebten Vorwärtsgang erreicht. Es ist auch
anzumerken, dass jeder der Vorwärtsgangwechsel
mit einer einzigen Stufe oder einer doppelten Stufe von der Art
mit einem einzigen Übergang
ist.
-
Obgleich
die besten Arten zur Ausführung der
Erfindung ausführlich
beschrieben worden sind, werden Fachleute, die diese Erfindung betrifft,
verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen zur praktischen
Ausführung
der Erfindung innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche erkennen.