DE102007054804A1

DE102007054804A1 - Mehrganggetriebe

Info

Publication number: DE102007054804A1
Application number: DE102007054804A
Authority: DE
Inventors: Andrew W. Saline Phillips; Craig S. Ypsilanti Ross; Scott H. Ypsilanti Wittkopp; James M. Belleville Hart; Clinton E. Monroe Carey
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2006-11-21
Filing date: 2007-11-16
Publication date: 2008-06-19
Anticipated expiration: 2027-11-17
Also published as: US8016711B2; DE102007054804B4; US20110021308A1; US7927249B2; US20080119318A1; CN101191535B; US7824304B2; US20110034294A1; CN101191535A

Abstract

Es ist ein Getriebe offenbart, das ein Antriebselement, ein Abtriebselement, einen ersten, zweiten und dritten Planetenradsatz, ein erstes Verbindungselement, ein zweites Verbindungselement und sechs Drehmomentübertragungsmechanismen aufweist. Die Drehmomentübertragungsmechanismen sind selektiv in Kombinationen von zumindest dreien einrückbar, um zumindest acht Vorwärtsgänge und zumindest einen Rückwärtsgang zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement herzustellen. Die Planetenradsätze weisen jeweils ein erstes, zweites und drittes Element auf. Die sechs Drehmomentübertragungsmechanismen sind selektiv einrückbar, um eines von den ersten, zweiten und dritten Elementen mit einem anderen von den ersten, zweiten und dritten Elementen zu verbinden.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen U.S. Patentanmeldung 60/866,702, die am 21. November 2006 eingereicht wurde. Der Offenbarungsgehalt der obigen Anmeldung ist hierin durch Bezugnahme mit eingeschlossen.
TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft ein Mehrganggetriebe, das mehrere Planetenradsätze sowie Drehmomentübertragungseinrichtungen aufweist, die selektiv einrückbar sind, um mehrere Übersetzungsverhältnisse zu erzielen.
HINTERGRUND
Ein typisches Mehrganggetriebe verwendet eine Kombination von Reibkupplungen und Planetenradanordnungen, um mehrere Übersetzungsverhältnisse zu erzielen. Die Anzahl und Platzierung der Planetenradsätze wird im Allgemeinen durch den Bauraum, die Kosten und die gewünschten Gänge vorgeschrieben.
Obgleich herkömmliche Getriebe ihren beabsichtigten Zweck erreichen, besteht mit der Entwicklung leichterer und kompakterer Fahrzeuge weiterhin Bedarf für neue und verbesserte Getriebekonfigurationen. Dementsprechend gibt es Bedarf für ein kosteneffektives, kompaktes und mehrgängiges Getriebe.
ZUSAMMENFASSUNG
Es ist ein Getriebe vorgesehen, das ein Antriebselement, ein Abtriebselement, einen ersten, zweiten und dritten Planetenradsatz, ein erstes Verbindungselement, ein zweites Verbindungselement und sechs Drehmomentübertragungsmechanismen aufweist. Die Drehmomentübertragungsmechanismen sind selektiv in Kombinationen von zumindest dreien einrückbar, um zumindest acht Vorwärtsgänge und zumindest einen Rückwärtsgang zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement herzustellen. Die Planetenradsätze weisen jeweils ein erstes, zweites und drittes Element auf. Das erste Verbindungselement verbindet das erste Element des ersten Planetenradsatzes ständig mit einem feststehenden Element. Das zweite Verbindungselement verbindet das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes ständig mit dem dritten Element des dritten Planetenradsatzes. Die sechs Drehmomentübertragungsmechanismen sind selektiv einrückbar, um eines von dem ersten, zweiten und dritten Element mit einem anderen von dem ersten, zweiten und dritten Element zu verbinden.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein erster der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar, um das dritte Element des ersten Planetenradsatzes mit dem Antriebselement zu verbinden.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein zweiter der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar, um das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes mit dem Antriebselement zu verbinden.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein dritter der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar, um das dritte Element des ersten Planetenradsatzes mit dem ersten Element des dritten Planetenradsatzes zu verbinden.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein vierter der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar, um das zweite Element des ersten Planetenradsatzes mit dem ersten Element des dritten Planetenradsatzes zu verbinden.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein fünfter der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar, um das zweite Element des ersten Planetenradsatzes mit dem zweiten Element des zweiten Planetenradsatzes zu verbinden.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein sechster der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar, um das dritte Element des dritten Planetenradsatzes mit dem feststehenden Element zu verbinden.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die Drehmomentübertragungsmechanismen Kupplungen.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die ersten Elemente Sonnenräder, die zweiten Elemente sind Hohlräder und die dritten Elemente sind Träger.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Antriebselement ständig mit dem ersten Element des zweiten Planetenrad satzes verbunden, und das Abtriebselement ist ständig mit dem zweiten Element des dritten Planetenradsatzes verbunden.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Getriebe vorgesehen, das ein Antriebselement, ein Abtriebselement, einen ersten Planetenradsatz, einen zweiten Planetenradsatz, einen dritten Planetenradsatz, ein erstes Verbindungselement, ein zweites Verbindungselement und sechs Drehmomentübertragungsmechanismen aufweist. Der erste Planetenradsatz weist ein Sonnenrad, ein erstes Hohlrad, ein zweites Hohlrad und einen Träger auf. Der zweite Planetenradsatz weist ein Sonnenrad, ein Hohlrad und einen Träger auf. Der dritte Planetenradsatz weist ein Sonnenrad, ein Hohlrad und einen Träger auf. Das Antriebselement ist ständig mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes verbunden, und das Abtriebselement ist ständig mit dem Hohlrad des dritten Planetenradsatzes verbunden. Das erste Verbindungselement verbindet das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes ständig mit einem feststehenden Element. Das zweite Verbindungselement verbindet den Träger des zweiten Planetenradsatzes ständig mit dem Träger des dritten Planetenradsatzes. Der erste Drehmomentübertragungsmechanismus ist selektiv einrückbar, um das zweite Hohlrad des ersten Planetenradsatzes mit dem Antriebselement zu verbinden. Der zweite Drehmomentübertragungsmechanismus ist selektiv einrückbar, um das Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes und dem Antriebselement zu verbinden. Der dritte Drehmomentübertragungsmechanismus ist selektiv einrückbar, um den Träger des ersten Planetenradsatzes mit dem Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes zu verbinden. Der vierte Drehmomentübertragungsmechanismus ist selektiv einrückbar, um das erste Hohlrad des ersten Planetenradsatzes mit dem Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes zu verbinden. Der fünfte Drehmomentübertragungsmechanismus ist selektiv einrückbar, um den Träger des ersten Planetenradsatzes mit dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes zu verbinden. Der sechste Drehmomentübertragungsmechanismus ist selektiv einrückbar, um den Träger des dritten Planetenradsatzes mit dem feststehenden Element zu verbinden. Die Drehmomentübertragungsmechanismen sind selektiv in Kombinationen von zumindest dreien einrückbar, um zumindest acht Vorwärtsgänge und zumindest einen Rückwärtsgang zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement herzustellen.
Die obigen Merkmale und Vorteile und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der vorliegenden ausführlichen Beschreibung der besten Ausführungsarten der Erfindung, wenn dies in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen genommen wird, leicht deutlich werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Hebeldiagramm des Getriebes, das den Leistungsfluss von dem Antrieb durch die Zahnradsätze zu dem Abtrieb veranschaulicht, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine schematische Darstellung des Achtganggetriebes der Ausführungsform von 1 gemäß der vorliegenden Erfindung;
3 ist ein Hebeldiagramm einer anderen Ausführungsform eines Getriebes, das den Leistungsfluss von dem Antrieb durch die Zahnradsätze zu dem Abtrieb veranschaulicht, gemäß der vorliegenden Erfindung;
4 ist eine schematische Darstellung des Achtganggetriebes der Ausführungsform von 3 gemäß der vorliegenden Erfindung; und
5 ist eine Wahrheitstabelle, die die eingerückten Drehmomentübertragungsmechanismen für ausgewählte Drehmomentverhältnisse auflistet, die von den Getrieben der 2 und 4 erreicht werden.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und soll die vorliegende Offenbarung, Anwendung oder Nutzungen nicht einschränken.
In 1 ist eine Ausführungsform eines Achtganggetriebes 10 in einem Hebeldiagrammformat veranschaulicht. Ein Hebeldiagramm ist eine schematische Darstellung der Bauteile einer mechanischen Einrichtung, wie etwa eines Automatikgetriebes. Jeder einzelne Hebel stellt einen Planetenradsatz dar, wobei die drei grundlegenden mechanischen Bauteile des Planetenradsatzes jeweils durch einen Knoten dargestellt sind. Deshalb enthält ein einziger Hebel drei Knoten: einen für das Sonnenrad, einen für den Planetenradträger und einen für das Hohlrad. Die relative Länge zwischen den Knoten jedes Hebels kann dazu verwendet werden, das Hohlrad/Sonnenrad-Verhältnis des jeweiligen Zahnradsatzes darzustellen. Die Hebelverhältnisse wiederum werden dazu verwendet, die Übersetzungsverhältnisse des Getriebes zu variieren, um geeignete Verhältnisse und eine geeignete Verhältnisprogression zu erreichen. Mechanische Kopplungen oder Verbindungen zwischen den Knoten der verschiedenen Planetenradsätze sind durch dünne horizontale Linien veranschaulicht, und Drehmomentübertragungseinrichtungen, wie Kupplungen und Bremsen, sind als verschachtelte Finger dargestellt. Eine weitergehende Erläuterung des Formats, Zwecks und der Verwendung von Hebeldiagrammen ist in der Druckschrift SAE Paper 810102 "The Lever Analogy: A New Tool in Transmission Analysis" von Benford und Leising zu finden, deren Offenbarungsgehalt durch Bezugnahme vollständig mit aufgenommen ist.
Das Getriebe 10 umfasst eine Antriebswelle oder ein Antriebselement oder Element 12, einen ersten Planetenradsatz 16 mit drei Knoten: einem ersten Knoten 22, einem zweiten Knoten 24 und einem dritten Knoten 28, einen zweiten Planetenradsatz 18 mit drei Knoten: einem ersten Knoten 42, einem zweiten Knoten 44 und einem dritten Knoten 46, einen dritten Planetenradsatz 20 mit drei Knoten: einem ersten Knoten 52, einem zweiten Knoten 54, und eine Abtriebswelle oder ein Abtriebselement 14.
Das Antriebselement 12 ist mit dem ersten Knoten 42 des zweiten Planetenradsatzes 18 gekoppelt. Das Abtriebselement 14 ist mit dem zweiten Knoten 54 des dritten Planetenradsatzes 20 gekoppelt. Der erste Knoten 22 des ersten Planetenradsatzes 16 ist mit einem feststehenden Element oder einem Getriebegehäuse 36 gekoppelt. Der dritte Knoten 46 des zweiten Planetenradsatzes 18 ist mit dem dritten Knoten 56 des dritten Planetenradsatzes 20 gekoppelt.
Eine erste Kupplung 70 verbindet den dritten Knoten 28 des ersten Planetenradsatzes 16 selektiv mit dem Antrieb 12. Eine zweite Kupplung 72 verbindet den zweiten Knoten 44 des zweiten Planetenradsatzes 18 selektiv mit dem Antrieb 12. Eine dritte Kupplung 74 verbindet den dritten Knoten 28 des ersten Planetenradsatzes 16 selektiv mit dem ersten Knoten 52 des dritten Planetenradsatzes 20. Eine vierte Kupplung 76 verbin det den zweiten Knoten 24 des ersten Planetenradsatzes 16 und den ersten Knoten 52 des dritten Planetenradsatzes 20 selektiv. Eine fünfte Kupplung 78 verbindet den zweiten Knoten 24 des ersten Planetenradsatzes 16 und den zweiten Knoten 44 des zweiten Planetenradsatzes 18 selektiv. Eine Bremse 80 verbindet den dritten Knoten 56 des dritten Planetenradsatzes 20 selektiv mit dem feststehenden Element oder einem Getriebegehäuse 36.
Nun unter Bezugnahme auf 2 zeigt ein Stickdiagramm eine schematische Auslegung der Ausführungsform des Achtganggetriebes 10 gemäß der vorliegenden Erfindung. In 2 wird die Nummerierung des Hebeldiagramms von 1 übernommen. Die Kupplungen, Bremse und Kopplungen sind entsprechend dargestellt, wohingegen die Knoten der Planetenradsätze nun als Bauteile von Planetenradsätzen, wie etwa Sonnenräder, Hohlräder, Planetenräder und Planetenradträger, erscheinen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Planetenradsatz 16 ein Planetenradsatz, der ein Sonnenrad 22, ein Hohlrad 24 und einen Träger 28 umfasst, der einen Satz Planetenräder 32, 34 drehbar lagert. Darüber hinaus ist das Sonnenrad 22 fest mit einem Gehäuse 36 des Getriebes 10 verbunden, um eine Rotation des Sonnenrads 22 zu verhindern. Das Hohlrad 24 ist zur gemeinsamen Rotation mit einer ersten Verbindungswelle oder einem ersten Verbindungselement 38 verbunden. Der Träger 28 ist zur gemeinsamen Rotation mit einer zweiten Verbindungswelle oder einem zweiten Verbindungselement 40 und einer dritten Verbindungswelle oder einem dritten Verbindungselement 45 verbunden. Die Planetenräder 32, 34 sind derart konfiguriert, dass sie miteinander, mit dem Sonnenrad 22 und mit dem Hohlrad 24 kämmen.
Der Planetenradsatz 18 umfasst ein Sonnenrad 42, ein Hohlrad 44 und einen Träger 46, der einen Satz Planetenräder 48 drehbar lagert. Das Sonnenrad 42 ist zur gemeinsamen Rotation mit der Antriebswelle oder dem Antriebselement 12 verbunden. Der Träger 46 ist zur gemeinsamen Rotation mit einer vierten Verbindungswelle oder einem vierten Verbindungselement 47 verbunden. Die Planetenräder 48 sind konfiguriert, um mit sowohl dem Sonnenrad 42 als auch dem Hohlrad 44 zu kämmen. Das Hohlrad 44 ist zur gemeinsamen Rotation mit einer fünften Verbindungswelle oder einem fünften Verbindungselement 50 verbunden.
Der Planetenradsatz 20 umfasst ein Sonnenrad 52, ein Hohlrad 54 und einen Träger 56, der einen Satz Planetenräder 58 drehbar lagert. Das Sonnenrad 52 ist zur gemeinsamen Rotation mit einer sechsten Verbindungswelle oder einem sechsten Verbindungselement 60 verbunden. Das Hohlrad 54 ist zur gemeinsamen Rotation mit der Abtriebswelle oder dem Abtriebselement 14 verbunden. Der Träger 56 ist zur gemeinsamen Rotation mit der vierten Verbindungswelle oder dem vierten Verbindungselement 47 und einer siebten Verbindungswelle oder einem siebten Verbindungselement 62 verbunden. Die Planetenräder 58 sind konfiguriert, um mit sowohl dem Sonnenrad 52 als auch dem Hohlrad 54 zu kämmen.
Eine erste Kupplung 70 ist selektiv einrückbar, um die Antriebswelle oder das Antriebselement 12 mit einer dritten Verbindungswelle oder einem dritten Verbindungselement 45 zu verbinden. Die zweite Kupplung 72 ist selektiv einrückbar, um die Antriebswelle oder das Antriebselement 12 mit der fünften Verbindungswelle oder dem fünften Verbindungselement 50 zu verbinden. Die dritte Kupplung 74 ist selektiv einrückbar, um die zweite Verbindungswelle oder das zweite Verbindungselement 40 mit der sechsten Verbindungswelle oder dem sechsten Verbindungselement 60 zu verbinden. Die vierte Kupplung 76 ist selektiv einrückbar, um das Hohl rad 24 mit der sechsten Verbindungswelle oder dem sechsten Verbindungselement 60 zu verbinden. Die fünfte Kupplung 78 ist selektiv einrückbar, um die erste Verbindungswelle oder das erste Verbindungselement 38 mit der fünften Verbindungswelle oder dem fünften Verbindungselement 50 zu verbinden. Die Bremse 80 ist selektiv einrückbar, um den Träger 56 mit dem Gehäuse 36 zu verbinden, um eine Rotation des Trägers 56 zu begrenzen.
Nun unter Bezugnahme auf 3 ist eine andere Ausführungsform eines Achtganggetriebes 100 in einem Hebeldiagrammformat gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Das Getriebe 100 umfasst eine Antriebswelle oder ein Antriebselement 12, einen ersten Planetenradsatz 102 mit vier Knoten: einem ersten Knoten 22, einem zweiten Knoten 24, einem dritten Knoten 104 und einem vierten Knoten 106, einen zweiten Planetenradsatz 18 mit drei Knoten: einem ersten Knoten 42, einem zweiten Knoten 44 und einem dritten Knoten 46, einen dritten Planetenradsatz 20 mit drei Knoten: einem ersten Knoten 52, einem zweiten Knoten 54 und einem dritten Knoten 56, und eine Abtriebswelle oder ein Abtriebselement 14.
Das Antriebselement 12 ist mit dem ersten Knoten 42 des zweiten Planetenradsatzes 18 gekoppelt. Das Abtriebselement 14 ist mit dem zweiten Knoten 54 des dritten Planetenradsatzes 20 gekoppelt. Der erste Knoten 22 des ersten Planetenradsatzes 102 ist mit einem feststehenden Element oder einem Getriebegehäuse 36 gekoppelt. Der dritte Knoten 46 des zweiten Planetenradsatzes 18 ist mit dem dritten Knoten 56 des dritten Planetenradsatzes 20 gekoppelt.
Eine erste Kupplung 70 verbindet den dritten Knoten 104 des ersten Planetenradsatzes 102 selektiv mit dem Antrieb 12. Eine zweite Kupplung 72 verbindet den zweiten Knoten 44 des zweiten Planetenradsatzes 18 selektiv mit dem Antrieb 12. Eine dritte Kupplung 74 verbindet den zweiten Knoten 24 des ersten Planetenradsatzes 102 selektiv mit dem ersten Knoten 52 des dritten Planetenradsatzes 20. Eine vierte Kupplung 76 verbindet den vierten Knoten 106 des ersten Planetenradsatzes 102 selektiv mit dem ersten Knoten 52 des dritten Planetenradsatzes 20. Eine fünfte Kupplung 78 verbindet den vierten Knoten 106 des ersten Planetenradsatzes 102 selektiv mit dem zweiten Knoten 44 des zweiten Planetenradsatzes 18. Eine Bremse 80 verbindet den dritten Knoten 56 des dritten Planetenradsatzes 20 selektiv mit dem feststehenden Element oder Getriebegehäuse 36.
Nun unter Bezugnahme auf 4 stellt ein Stickdiagramm eine schematische Auslegung der Ausführungsform des Achtganggetriebes 100 gemäß der vorliegenden Erfindung dar. In der vorliegenden Ausführungsform sind das Antriebselement 12 und das Abtriebselement 14 Wellen oder Elemente, und werden als solche bezeichnet. Fachleute werden feststellen, dass die Antriebs- und Abtriebselemente 12, 14 andere Bauteile als Wellen sein können. Die Antriebswelle oder das Antriebselement 12 ist ständig mit einer Maschine (nicht gezeigt) oder mit einem Turbinenrad eines Drehmomentwandlers (nicht gezeigt) verbunden. Die Abtriebswelle oder das Abtriebselement 14 ist ständig mit einer Achsantriebseinheit (nicht gezeigt) verbunden.
In der vorliegenden Ausführungsform ist der Planetenradsatz 102 ein Planetenradsatz mit geteiltem Hohlrad, der ein Sonnenrad 22, zwei Hohlräder 24, 104 und einen Träger 106 umfasst, der Planetenräder 108 (von denen nur eines gezeigt ist) drehbar lagert. Darüber hinaus ist das Sonnenrad 22 fest mit dem Gehäuse 36 des Getriebes 100 verbunden, um eine Rotation des Sonnenrads 22 zu verhindern. Das Hohlrad 104 ist zur gemeinsamen Rotation mit einer zweiten Verbindungswelle oder einem zweiten Verbindungselement 112 verbunden. Der Träger 106 ist zur gemeinsamen Rotation mit einer dritten Verbindungswelle oder einem dritten Verbindungselement 114 und einer vierten Verbindungswelle 115 verbunden. Die Planetenräder 108 sind konfiguriert, um mit dem Sonnenrad 22 und den Hohlrädern 24, 104 zu kämmen. Somit wird der Planetenradsatz 102 als Planetenradsatz mit geteiltem Hohlrad bezeichnet.
Der Planetenradsatz 18 umfasst ein Sonnenrad 42, ein Hohlrad 44 und einen Träger 46, der einen Satz Planetenräder 48 drehbar lagert. Das Sonnenrad 42 ist zur gemeinsamen Rotation mit der Antriebswelle oder dem Antriebselement 12 verbunden. Das Hohlrad 44 ist zur gemeinsamen Rotation mit einer fünften Verbindungswelle oder einem fünften Verbindungselement 116 verbunden. Der Träger 46 ist zur gemeinsamen Rotation mit einer sechsten Verbindungswelle oder einem sechsten Verbindungselement 118 verbunden. Die Planetenräder 48 sind konfiguriert, um mit sowohl dem Sonnenrad 42 als auch dem Hohlrad 44 zu kämmen.
Der Planetenradsatz 20 umfasst ein Sonnenrad 52, ein Hohlrad 54 und einen Träger 56, der einen Satz Planetenräder 58 drehbar lagert. Das Sonnenrad 52 ist zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Verbindungswelle oder dem ersten Verbindungselement 110 verbunden. Das Hohlrad 54 ist zur gemeinsamen Rotation mit der Abtriebswelle oder dem Abtriebselement 14 verbunden. Der Träger 56 ist zur gemeinsamen Rotation mit einer sechsten Verbindungswelle oder einem sechsten Verbindungselement 118 und mit einer siebten Verbindungswelle oder einem siebten Verbindungselement 122 verbunden. Die Planetenräder 58 sind konfiguriert, um mit sowohl dem Sonnenrad 52 als auch dem Hohlrad 54 zu kämmen.
Das Getriebe 100 umfasst eine Vielfalt von Drehmomentübertragungsmechanismen oder -einrichtungen, die eine erste Kupplung 70, eine zweite Kupplung 72, eine dritte Kupplung 74, eine vierte Kupplung 76, eine fünfte Kupplung 78 und eine Bremse 80 umfassen. Die erste Kupplung 70 ist selektiv einrückbar, um die Antriebswelle oder das Antriebselement 12 mit dem Hohlrad 104 durch die zweite Verbindungswelle oder das zweite Verbindungselement 112 zu verbinden. Die zweite Kupplung 72 ist selektiv einrückbar, um die Antriebswelle oder das Antriebselement 12 mit der fünften Verbindungswelle oder dem fünften Verbindungselement 116 zu verbinden. Die vierte Kupplung 76 ist selektiv einrückbar, um die dritte Verbindungswelle oder das dritte Verbindungselement 114 mit der ersten Verbindungswelle oder dem ersten Verbindungselement 110 zu verbinden. Die dritte Kupplung 74 ist selektiv einrückbar, um das Hohlrad 24 mit der ersten Verbindungswelle oder dem ersten Verbindungselement 110 zu verbinden. Die fünfte Kupplung 78 ist selektiv einrückbar, um die vierte Verbindungswelle oder das vierte Verbindungselement 115 mit der fünften Verbindungswelle oder dem fünften Verbindungselement 116 zu verbinden. Die Bremse 80 ist selektiv einrückbar, um die siebte Verbindungswelle oder das siebte Verbindungselement 122 mit dem Gehäuse 36 zu verbinden, um eine Rotation des Trägers 56 zu beschränken.
Darüber hinaus ist der Betrieb oder die Einrückung der Kupplungen 70, 72, 74, 76, 78 und der Bremse 80, um die verschiedenen Vorwärts- und Rückwärtsgänge herzustellen, überall in den verschiedenen Ausführungsformen gleich. Die Getriebe 10 und 100 sind in der Lage, Drehmoment von der Antriebswelle oder dem Antriebselement 12 auf die Abtriebswelle oder das Abtriebselement 14 in zumindest acht Vorwärtsdrehmomentverhältnissen und zwei Rückwärtsdrehmomentverhältnissen zu übertragen, wie es in der Wahrheitstabelle von 5 angegeben ist. Jedes der Vorwärtsdrehmomentverhältnisse und der Rückwärtsdrehmomentverhältnisse wird durch Einrückung von einem oder mehreren der Drehmomentübertragungsmechanismen erzielt (d. h. eine erste Kupplung 70, eine zweite Kupplung 72, eine dritte Kupplung 74, eine vierte Kupplung 76, eine fünfte Kupplung 78 und eine Bremse 80).
Um das Rückwärtsdrehmomentverhältnis (RW 1) herzustellen, werden die Drehmomentübertragungsmechanismen oder Kupplungen wie in der Tabelle von 5 dargelegt, ausgewählt. Wie es in 5 gezeigt ist, werden die Bremse 80, die vierte Kupplung 76 und die erste Kupplung 70 eingerückt, um das Rückwärtsdrehmomentverhältnis (RW 1) zu erreichen. Die Bremse 80 verbindet den Träger 56 mit dem Getriebegehäuse 36 in Getriebe 10 und 100. Die vierte Kupplung 76 verbindet das Hohlrad 24 mit dem Sonnenrad 52 in dem Getriebe 10. Jedoch verbindet im Getriebe 100 die vierte Kupplung 76 den Träger 106 mit dem Sonnenrad 52. Die erste Kupplung 70 des Getriebes 10 verbindet den Träger 28 mit dem Sonnenrad 42 und der Antriebswelle oder dem Antriebselement 12. Jedoch verbindet die erste Kupplung 70 des Getriebes 100 das zweite Hohlrad 104 mit dem Sonnenrad 42 und der Antriebswelle oder dem Antriebselement 12. Gleichermäßen werden die acht Vorwärtsgänge und der zweite Rückwärtsgang durch unterschiedliche Kombinationen von Kupplungs- und Bremseneinrückung erreicht, wie es in 5 gezeigt ist.
Es ist festzustellen, dass die vorstehende Erläuterung des Betriebs und der Gangzustände der Getriebe 10 und 100 zuallererst annimmt, dass alle Kupplungen und die Bremse, die in einem gegebenen Gangzustand nicht speziell genannt sind, inaktiv oder ausgerückt sind, und zweitens, dass während eines Gangschaltens, d. h. eines Wechselns eines Gangzustands, zwischen zumindest benachbarten Gangzuständen, eine Kupplung oder Bremse, die in beiden Gangzuständen eingerückt oder aktiviert ist, eingerückt oder aktiviert bleiben wird. Fachleute werden leicht verstehen, dass zu jedem Drehmomentverhältnis ein unterschiedliches Drehzahlverhältnis oder ein unterschiedlicher Gang gehört. Ein Beispiel der Übersetzungsverhältnisse, die unter Verwendung der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erhalten werden können, ist in 5 ebenfalls gezeigt. Natürlich sind andere Übersetzungsverhältnisse abhängig von dem Zahnraddurchmesser, der Zahnradzähnezahl und der Zahnradkonfiguration, die gewählt werden, erreichbar.
Die vorliegende Erfindung erwägt, dass Herunterschaltvorgänge im Wesentlichen der umgekehrten Abfolge der entsprechenden Hochschaltvorgänge (wie sie oben beschrieben sind) folgen, und mehrere Schaltvorgänge mit Überspringen bei anstehender Leistung möglich sind (z. B. vom 1. zum 3.).
Obgleich die besten Ausführungsarten der Erfindung ausführlich beschrieben worden sind, werden Fachleute auf dem Gebiet, das diese Erfindung betrifft, verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen zur praktischen Ausführung der Erfindung innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche erkennen.

Claims

Getriebe, umfassend: ein Antriebselement; ein Abtriebselement; einen ersten, zweiten und dritten Planetenradsatz, die jeweils ein erstes, zweites und drittes Element aufweisen; ein erstes Verbindungselement, das das erste Element des ersten Planetenradsatzes ständig mit einem feststehenden Element verbindet; ein zweites Verbindungselement, das das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes ständig mit dem dritten Element des dritten Planetenradsatzes verbindet; sechs Drehmomentübertragungsmechanismen, die selektiv einrückbar sind, um eines von dem ersten, zweiten und dritten Element mit einem anderen von dem ersten, zweiten und dritten Element zu verbinden; und wobei die Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv in Kombinationen von zumindest dreien einrückbar sind, um zumindest acht Vorwärtsgänge und zumindest einen Rückwärtsgang zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement herzustellen.
Getriebe nach Anspruch 1, wobei ein erster der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar ist, um das dritte Element des ersten Planetenradsatzes mit dem Antriebselement zu verbinden.
Getriebe nach Anspruch 2, wobei ein zweiter der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar ist, um das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes mit dem Antriebselement zu verbinden.
Getriebe nach Anspruch 3, wobei ein dritter der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar ist, um das dritte Element des ersten Planetenradsatzes mit dem ersten Element des dritten Planetenradsatzes zu verbinden.
Getriebe nach Anspruch 4, wobei ein vierter der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar ist, um das zweite Element des ersten Planetenradsatzes mit dem ersten Element des dritten Planetenradsatzes zu verbinden.
Getriebe nach Anspruch 5, wobei ein fünfter der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar ist, um das zweite Element des ersten Planetenradsatzes mit dem zweiten Element des zweiten Planetenradsatzes zu verbinden.
Getriebe nach Anspruch 5, wobei ein sechster der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar ist, um das dritte Element des dritten Planetenradsatzes mit dem feststehenden Element zu verbinden.
Getriebe nach Anspruch 1, wobei die Drehmomentübertragungsmechanismen Kupplungen sind.
Getriebe nach Anspruch 1, wobei die ersten Elemente Sonnenräder sind, die zweiten Elemente Hohlräder sind und die dritten Elemente Träger sind.
Getriebe nach Anspruch 5, wobei das Antriebselement ständig mit dem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes verbunden ist, und das Abtriebselement ständig mit dem zweiten Element des dritten Planetenradsatzes verbunden ist.
Getriebe, umfassend: ein Antriebselement; ein Abtriebselement; einen ersten, zweiten und dritten Planetenradsatz, die jeweils ein erstes, zweites und drittes Element aufweisen, wobei das Antriebselement ständig mit dem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes verbunden ist, und das Abtriebselement ständig mit dem zweiten Element des dritten Planetenradsatzes verbunden ist; ein erstes Verbindungselement, das das erste Element des ersten Planetenradsatzes ständig mit einem feststehenden Element verbindet; ein zweites Verbindungselement, das das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes ständig mit dem dritten Element des dritten Planetenradsatzes verbindet; einen ersten Drehmomentübertragungsmechanismus, der selektiv einrückbar ist, um das zweite Element des ersten Planetenradsatzes selektiv mit dem Antriebselement zu verbinden; einen zweiten Drehmomentübertragungsmechanismus, der selektiv einrückbar ist, um das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes mit dem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes zu verbinden; einen dritten Drehmomentübertragungsmechanismus, der selektiv einrückbar ist, um das zweite Element des ersten Planetenradsatzes mit dem ersten Element des dritten Planetenradsatzes zu verbinden; einen vierten Drehmomentübertragungsmechanismus, der selektiv einrückbar ist, um das dritte Element des ersten Planetenradsatzes mit dem ersten Element des dritten Planetenradsatzes zu verbinden; einen fünften Drehmomentübertragungsmechanismus, der selektiv einrückbar ist, um das dritte Element des ersten Planetenradsatzes mit dem zweiten Element des zweiten Planetenradsatzes zu verbinden; einen sechsten Drehmomentübertragungsmechanismus, der selektiv einrückbar ist, um das dritte Element des dritten Planetenradsatzes mit einem feststehenden Element zu verbinden; und wobei die Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv in Kombinationen von zumindest dreien einrückbar sind, um zumindest acht Vorwärtsgänge und zumindest einen Rückwärtsgang zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement herzustellen.
Getriebe nach Anspruch 11, wobei die Drehmomentübertragungsmechanismen Kupplungen sind.
Getriebe nach Anspruch 11, wobei die ersten Elemente Sonnenräder sind, die zweiten Elemente Hohlräder sind und die dritten Elemente Träger sind.
Getriebe, umfassend: ein Antriebselement; ein Abtriebselement; einen ersten, zweiten und dritten Planetenradsatz, die jeweils ein Sonnenrad, ein Hohlrad und einen Träger aufweisen, wobei das Antriebselement ständig mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes verbunden ist, und das Abtriebselement ständig mit dem Hohlrad des dritten Planetenradsatzes verbunden ist; ein erstes Verbindungselement, das das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes ständig mit einem feststehenden Element verbindet; ein zweites Verbindungselement, das den Träger des zweiten Planetenradsatzes ständig mit dem Träger des dritten Planetenradsatzes verbindet; einen ersten Drehmomentübertragungsmechanismus, der selektiv einrückbar ist, um den Träger des ersten Planetenradsatzes mit dem Antriebselement zu verbinden; einen zweiten Drehmomentübertragungsmechanismus, der selektiv einrückbar ist, um das Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes und dem Antriebselement zu verbinden; einen dritten Drehmomentübertragungsmechanismus, der selektiv einrückbar ist, um den Träger des ersten Planetenradsatzes mit dem Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes zu verbinden; einen vierten Drehmomentübertragungsmechanismus, der selektiv einrückbar ist, um das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes mit dem Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes zu verbinden; einen fünften Drehmomentübertragungsmechanismus, der selektiv einrückbar ist, um das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes mit dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes zu verbinden; einen sechsten Drehmomentübertragungsmechanismus, der selektiv einrückbar ist, um den Träger des dritten Planetenradsatzes mit einem feststehenden Element zu verbinden; und wobei die Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv in Kombinationen von zumindest dreien einrückbar sind, um zumindest acht Vorwärtsgänge und zumindest einen Rückwärtsgang zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement herzustellen.
Getriebe, umfassend: ein Antriebselement; ein Abtriebselement; einen ersten Planetenradsatz, der ein Sonnenrad, ein erstes Hohlrad, ein zweites Hohlrad und einen Träger aufweist, einen zweiten Planetenradsatz, der ein Sonnenrad, ein Hohlrad und einen Träger aufweist, und einen dritten Planetenradsatz, der ein Sonnenrad, ein Hohlrad und einen Träger aufweist, wobei das Antriebselement ständig mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes verbunden ist, und das Abtriebselement ständig mit dem Hohlrad des dritten Planetenradsatzes verbunden ist; ein erstes Verbindungselement, das das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes ständig mit einem feststehenden Element verbindet; ein zweites Verbindungselement, das den Träger des zweiten Planetenradsatzes ständig mit dem Träger des dritten Planetenradsatzes verbindet; einen ersten Drehmomentübertragungsmechanismus, der selektiv einrückbar ist, um das zweite Hohlrad des ersten Planetenradsatzes mit dem Antriebselement zu verbinden; einen zweiten Drehmomentübertragungsmechanismus, der selektiv einrückbar ist, um das Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes und dem Antriebselement zu verbinden; einen dritten Drehmomentübertragungsmechanismus, der selektiv einrückbar ist, um den Träger des ersten Planetenradsatzes mit dem Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes zu verbinden; einen vierten Drehmomentübertragungsmechanismus, der selektiv einrückbar ist, um das erste Hohlrad des ersten Planetenradsatzes mit dem Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes zu verbinden; einen fünften Drehmomentübertragungsmechanismus, der selektiv einrückbar ist, um den Träger des ersten Planetenradsatzes mit dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes zu verbinden; einen sechsten Drehmomentübertragungsmechanismus, der selektiv einrückbar ist, um den Träger des dritten Planetenradsatzes mit einem feststehenden Element zu verbinden; und wobei die Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv in Kombinationen von zumindest dreien einrückbar sind, um zumindest acht Vorwärtsgänge und zumindest einen Rückwärtsgang zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement herzustellen.