DE102008007574A1

DE102008007574A1 - Mehrganggetriebe

Info

Publication number: DE102008007574A1
Application number: DE102008007574A
Authority: DE
Inventors: Andrew W. Saline Phillips; Jeffrey K. West Bloomfield Baran; Clinton E. Monroe Carey; Scott H. Ypsilanti Wittkopp; James M. Belleville Hart
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2007-02-08
Filing date: 2008-02-05
Publication date: 2008-08-21
Anticipated expiration: 2028-02-06
Also published as: CN101245833A; CN101245833B; US7909726B2; US20090011891A1; DE102008007574B4

Abstract

Es ist ein Getriebe vorgesehen, das ein Antriebselement, ein Abtriebselement, vier Planetenradsätze, mehrere Kopplungselemente und mehrere Drehmomentübertragungseinrichtungen aufweist. Jeder der Planetenradsätze umfasst ein erstes, zweites und drittes Element. Die Drehmomentübertragungseinrichtungen können Kupplungen und Bremsen umfassen.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 60/900,613, die am 8. Februar 2007 eingereicht wurde. Der Offenbarungsgehalt der obigen Anmeldung ist hierin durch Bezugnahme mit eingeschlossen.
TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft allgemein ein Mehrganggetriebe, das mehrere Planetenradsätze und mehrere Drehmomentübertragungseinrichtungen aufweist, und genauer ein Getriebe, das neun oder mehr Gänge, vier Planetenradsätze und mehrere Drehmomentübertragungseinrichtungen aufweist.
HINTERGRUND
Die Aussagen in diesem Abschnitt liefern lediglich Hintergrundinformationen, die mit der vorliegenden Offenbarung in Beziehung stehen, und können Stand der Technik bilden oder nicht.
Ein typisches Mehrganggetriebe benutzt eine Kombination aus Reibkupplungen, Planetenradanordnungen und festen Verbindungen, um mehrere Übersetzungsverhältnisse zu erreichen. Die Anzahl und physikalische Anordnung der Planetenradsätze im Allgemeinen werden durch den Bau raum, die Kosten und die gewünschten Drehzahlverhältnisse oder Gänge vorgeschrieben.
Obgleich gegenwärtige Getriebe ihren beabsichtigten Zweck erfüllen, ist der Bedarf nach neuen und verbesserten Getriebekonfigurationen, die ein verbessertes Leistungsvermögen, insbesondere aus Standpunkten des Wirkungsgrades, des Ansprechvermögens und des ruhigen Betriebes, sowie einen verbesserten Bauraum, primär reduzierte Größe und reduziertes Gewicht, zeigen, im Wesentlichen konstant. Dementsprechend gibt es einen Bedarf nach einem verbesserten, kosteneffektiven, kompakten Mehrganggetriebe.
ZUSAMMENFASSUNG
Es ist ein Getriebe vorgesehen, das ein Antriebselement, ein Abtriebselement, vier Planetenradsätze, mehrere Kopplungselemente und mehrere Drehmomentübertragungseinrichtungen aufweist. Jeder der Planetenradsätze umfasst ein erstes, zweites und drittes Element. Die Drehmomentübertragungseinrichtungen können Kupplungen und Bremsen umfassen.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Antriebselement, ein Abtriebselement, einen ersten, zweiten, dritten und vierten Planetenradsatz, die jeweils ein erstes, zweites und drittes Element aufweisen, ein erstes Verbindungselement, das das dritte Element des ersten Planetenradsatzes ständig mit dem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes verbindet, ein zweites Verbindungselement, das das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes ständig mit dem zweiten Element des dritten Planetenradsatzes verbindet, ein drittes Verbindungselement, das das dritte Element des dritten Planetenradsatzes ständig mit dem zweiten Element des vierten Planetenradsatzes verbindet, und ein viertes Verbin dungselement, das das erste Element des dritten Planetenradsatzes ständig mit dem ersten Element des vierten Planetenradsatzes verbindet. Sechs Drehmomentübertragungsmechanismen sind selektiv einrückbar, um eines der ersten, zweiten und dritten Elemente mit einem anderen der ersten, zweiten und dritten Elemente und einem feststehenden Element zu verbinden. Die Drehmomentübertragungsmechanismen sind selektiv in Kombinationen von zumindest Dreien einrückbar, um zumindest neun Vorwärtsgänge und zumindest einen Rückwärtsgang zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement herzustellen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein erster 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 zweiter der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar, um das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes mit dem dritten Element des vierten Planetenradsatzes zu verbinden.
Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein dritter der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar, um das Antriebselement und/oder das zweite Element des ersten Planetenradsatzes mit dem ersten Element des dritten Planetenradsatzes und/oder dem ersten Element des vierten Planetenradsatzes zu verbinden.
Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein vierter der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar, um das dritte Element des ersten Planetenradsatzes und/oder das erste Element des zweiten Planetenradsatzes mit dem ersten Element des dritten Planetenradsatzes und/oder dem ersten Element des vierten Planetenradsatzes zu verbinden.
Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein fünfter der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar, um das erste Element des ersten Planetenradsatzes mit dem feststehenden Element zu verbinden.
Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein sechster der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar, um das dritte Element des vierten Planetenradsatzes mit dem feststehenden Element zu verbinden.
Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die ersten Elemente Sonnenräder, die zweiten Elemente sind Träger und die dritten Elemente sind Hohlräder.
Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Antriebselement ständig mit dem zweiten Element des ersten Planetenradsatzes verbunden, wobei das Abtriebselement ständig mit dem zweiten Element des vierten Planetenradsatzes verbunden ist.
Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung sind zwei der Drehmomentübertragungsmechanismen Bremsen und vier der Drehmomentübertragungsmechanismen sind Kupplungen.
Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das feststehende Element ein Getriebegehäuse.
Eine andere Ausführungsform des Getriebes umfasst ein Antriebselement, ein Abtriebselement, einen ersten, zweiten, dritten und vierten Planetenradsatz, die jeweils ein Sonnenrad, einen Träger und ein Hohlrad aufweisen, wobei das Antriebselement ständig mit dem Träger des ersten Planetenradsatzes verbunden ist und wobei das Abtriebselement ständig mit dem Träger des vierten Planetenradsatzes verbunden ist, ein erstes Verbindungselement, das das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes ständig mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes verbindet, ein zweites Verbindungselement, das das Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes ständig mit dem Träger des dritten Planetenradsatzes verbindet, ein drittes Verbindungselement, das das Hohlrad des dritten Planetenradsatzes ständig mit dem Träger des vierten Planetenradsatzes verbindet, und ein viertes Verbindungselement, das das Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes ständig mit dem Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes verbindet. Ein erster Drehmomentübertragungsmechanismus ist selektiv einrückbar, um den Träger des ersten Planetenradsatzes mit dem Träger des zweiten Planetenradsatzes zu verbinden, ein zweiter Drehmomentübertragungsmechanismus ist selektiv einrückbar, um den Träger des zweiten Planetenradsatzes mit dem Hohlrad des vierten Planetenradsatzes zu verbinden, ein dritter Drehmomentübertragungsmechanismus ist selektiv einrückbar, um das Antriebselement und/oder den Träger des ersten Planetenradsatzes mit dem Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes und/oder dem Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes zu verbinden, ein vierter Drehmomentübertragungsmechanismus ist selektiv einrückbar, um das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes und/oder das Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes mit dem Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes und/oder dem Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes zu verbinden, ein fünfter Drehmomentübertragungsmechanismus ist selektiv einrückbar, um das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes mit dem feststehenden Element zu verbinden, und ein sechster Drehmomentüber tragungsmechanismus ist selektiv einrückbar, um das Hohlrad des vierten Planetenradsatzes mit dem feststehenden Element zu verbinden. Die Drehmomentübertragungsmechanismen sind selektiv in Kombinationen von zumindest Dreien einrückbar, um zumindest neun 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 folgenden ausführlichen Beschreibung der besten Ausführungsarten der Erfindung, wenn diese in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen genommen wird, leicht deutlich werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen rein zu Darstellungszwecken und sollen den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung in keiner Weise einschränken.
1 ist ein Hebeldiagramm einer Ausführungsform eines Mehrganggetriebes gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines Mehrganggetriebes gemäß der vorliegenden Erfindung;
3 ist eine Wahrheitstabelle, die den Einrückungszustand der verschiedenen Drehmomentübertragungselemente in jedem der verfügbaren Vorwärts- und Rückwärtsgänge oder -übersetzungsverhältnisse des in den 1 und 2 veranschaulichten Getriebes darstellt; und
4 ist eine alternative Wahrheitstabelle, die den Einrückungszustand der verschiedenen Drehmomentübertragungselemente in jedem der verfügbaren Vorwärts- und Rückwärtsgänge oder -übersetzungsverhältnisse des in den 1 und 2 veranschaulichten Getriebes darstellt.
BESCHREIBUNG
Zu Beginn ist festzustellen, dass das Automatikgetriebe der vorliegenden Erfindung eine gemeinsame Anordnung von permanenten mechanischen Verbindungen zwischen den Elementen der vier Planetenradsätze aufweist. Diese mechanischen Verbindungen verknüpfen allgemein die Getriebeausführungsformen oder bringen diese in Beziehung. Ein erstes Bauteil oder Element eines ersten Planetenradsatzes ist permanent mit einem ersten Bauteil oder Element eines zweiten Planetenradsatzes gekoppelt. Ein drittes Bauteil oder Element des zweiten Planetenradsatzes ist permanent mit einem zweiten Bauteil oder Element eines dritten Planetenradsatzes gekoppelt. Ein erstes Bauteil oder Element des dritten Planetenradsatzes ist permanent mit einem ersten Bauteil oder Element eines vierten Planetenradsatzes gekoppelt. Ein drittes Bauteil oder Element des dritten Planetenradsatzes ist schließlich permanent mit einem zweiten Bauteil oder Element des vierten Planetenradsatzes gekoppelt.
Nun unter Bezugnahme auf 1 ist eine Ausführungsform eines Mehrganggetriebes 10 in einem Hebeldiagrammformat veranschaulicht. Ein Hebeldiagramm ist eine schematische Darstellung der Bauteile einer mechanischen Einrichtung, wie eines Automatikgetriebes. Jeder einzelne Hebel stellt einen Planetenradsatz dar, wobei die drei grundlegenden mechanischen Bauteile des Planetenradsatzes jeweils durch einen Knoten dargestellt sind. Daher enthält ein einzelner 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. Diese Hebelverhältnisse werden wiederum dazu verwendet, die Übersetzungsverhältnisse des Getriebes zu verändern, 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 ineinander greifende Finger dargestellt. Wenn die Einrichtung eine Bremse ist, ist ein Satz der Finger auf Masse festgelegt. 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 Genford und Leising zu finden, deren Offenbarungsgehalt hierdurch vollständig durch Bezugnahme mit aufgenommen ist.
Das Getriebe 10 umfasst eine Antriebswelle oder ein Antriebselement 12, eine Abtriebswelle oder ein Abtriebselement 14, einen ersten Planetenradsatz 16 mit drei Knoten: einem ersten Knoten 24, einem zweiten Knoten 26 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 einem dritten Knoten 56, und einen vierten Planetenradsatz 22 mit drei Knoten: einem ersten Knoten 72, einem zweiten Knoten 74 und einem dritten Knoten 76.
Das Antriebselement 12 ist mit dem dritten Knoten 28 des ersten Planetenradsatzes 16 gekoppelt. Der Abtrieb 14 ist mit dem dritten Knoten 76 des vierten Planetenradsatzes 22 gekoppelt. Der zweite Knoten 26 des ersten Planetenradsatzes 16 ist mit dem ersten Knoten 42 des zweiten Planetenradsatzes 18 gekoppelt. Der zweite Knoten 44 des zweiten Planetenradsatzes 18 ist mit dem dritten Knoten 56 des dritten Planetenradsatzes 20 gekoppelt. Der erste Knoten 52 des dritten Planetenradsatzes 20 ist mit dem ersten Knoten 72 des vierten Planetenradsatzes 22 gekoppelt. Der zweite Knoten 54 des dritten Planetenradsatzes 20 ist mit dem dritten Knoten 76 des vierten Planetenradsatzes 22 gekoppelt.
Eine erste Kupplung 80 verbindet den dritten Knoten 28 des ersten Planetenradsatzes 16 selektiv mit dem dritten Knoten 46 des zweiten Planetenradsatzes 18. Eine zweite Kupplung 82 verbindet den dritten Knoten 46 des zweiten Planetenradsatzes 18 selektiv mit dem zweiten Knoten 74 des vierten Planetenradsatzes 22. Eine dritte Kupplung 84 verbindet das Antriebselement 12 selektiv mit dem ersten Knoten 52 des dritten Planetenradsatzes 20. Eine vierte Kupplung 86 verbindet den ersten Knoten 42 des zweiten Planetenradsatzes 18 selektiv mit dem ersten Knoten 52 des dritten Planetenradsatzes 20. Eine erste Bremse 90 verbindet den ersten Knoten 24 des ersten Planetenradsatzes 16 selektiv mit einer Masse, einem feststehenden Element oder einem Getriebegehäuse 100. Eine zweite Bremse 92 verbindet den zweiten Knoten 74 des vierten Planetenradsatzes 22 selektiv mit einer Masse, einem feststehenden Element oder dem Getriebegehäuse 100.
Nun unter Bezugnahme auf 2 stellt ein Stick-Diagramm ein schematisches Layout der Ausführungsform des Mehrganggetriebes 10 gemäß der vorliegenden Erfindung dar. In 2 wird die Nummerierung aus dem Hebeldiagramm von 1 übernommen. Die Kupplungen, Bremsen und Kopplungen sind entsprechend dargestellt, wohingegen die Knoten der Planetenradsätze nun als Bauteile von Planetenradsätzen, wie Sonnenräder, Hohlräder, Planetenräder und Planetenradträger, erscheinen.
Beispielsweise umfasst der erste Planetenradsatz 16 ein Sonnenrad 24, ein Hohlrad 26 und einen Träger 28, der einen Satz Planetenräder 30 (von denen nur eines gezeigt ist) drehbar lagert. Jedes der Planetenräder 30 ist konfiguriert, um mit sowohl dem Sonnenrad 24 als auch dem Hohlrad 26 zu kämmen. Das Sonnenrad 24 ist zur gemeinsamen Rotation mit einer ersten Verbindungswelle oder einem ersten Verbindungselement 32 verbunden. Das Hohlrad 26 ist zur gemeinsamen Rotation mit einer zweiten Verbindungswelle oder einem zweiten Verbindungselement 34 verbunden. Der Träger 28 ist zur gemeinsamen Rotation mit einer dritten Verbindungswelle oder einem dritten Verbindungselement 36 und mit der Antriebswelle 12 verbunden.
Der zweite Planetenradsatz 18 umfasst ein Sonnenrad 42, ein Hohlrad 44 und einen Träger 46, der einen Satz Planetenräder 48 drehbar lagert. Jedes der Planetenräder 48 ist konfiguriert, um mit sowohl dem Sonnenrad 42 als auch dem Hohlrad 44 zu kämmen. Das Sonnenrad 42 ist zur gemeinsamen Rotation mit einer vierten Verbindungswelle oder einem vierten Verbindungselement 38 verbunden. Das Hohlrad 44 ist zur gemeinsamen Rotation mit einer fünften Verbindungswelle oder einem fünften Verbindungselement 50 verbunden. Der Träger 46 ist zur gemeinsamen Rotation mit einer sechsten Verbindungswelle oder einem sechsten Verbindungselement 60 verbunden.
Der dritte Planetenradsatz 20 umfasst ein Sonnenrad 52, ein Hohlrad 54 und einen Träger 56, der einen Satz Planetenräder 58 drehbar lagert. Jedes der Planetenräder 58 ist konfiguriert, um mit sowohl dem Sonnenrad 52 als auch dem Hohlrad 54 zu kämmen. Das Sonnenrad 52 ist zur gemeinsamen Rotation mit einer siebten Verbindungswelle oder einem siebten Verbindungselement 62 verbunden. Das Hohlrad 54 ist zur gemeinsamen Rotation mit einer achten Verbindungswelle oder einem achten Verbindungselement 64 verbunden. Der Träger 56 ist zur gemeinsamen Rotation mit dem fünften Verbindungselement 50 verbunden.
Der vierte Planetenradsatz 22 umfasst ein Sonnenrad 72, ein Hohlrad 74 und einen Träger 76, der einen Satz Planetenräder 78 drehbar lagert. Jedes der Planetenräder 78 ist konfiguriert, um mit sowohl dem Sonnenrad 72 als auch dem Hohlrad 74 zu kämmen. Das Sonnenrad 72 ist zur gemeinsamen Rotation mit dem siebten Verbindungselement 62 verbunden. Das Hohlrad 74 ist zur gemeinsamen Rotation mit einer neunten Verbindungswelle oder einem neunten Verbindungselement 66 verbunden. Der Träger 76 ist zur gemeinsamen Rotation mit dem achten Verbindungselement 64 und mit der Abtriebswelle 14 verbunden.
Die Antriebswelle 12 ist ständig mit einer Maschine (die nicht gezeigt ist) oder mit einem Turbinenrad eines Drehmomentwandlers (das bzw. der nicht gezeigt ist) verbunden. Die Abtriebswelle 14 ist ständig mit der Achsantriebseinheit (die nicht gezeigt ist) verbunden.
Das Getriebe 10 umfasst eine Vielfalt von Drehmomentübertragungsmechanismen oder -einrichtungen, die eine erste Kupplung 80, eine zweite Kupplung 82, eine dritte Kupplung 84, eine vierte Kupplung 86, eine erste Bremse 90 und eine zweite Bremse 92. Die erste Kupplung 80 ist selektiv einrückbar, um das dritte Verbindungselement 36 mit dem sechsten Verbindungselement 60 zu verbinden. Die zweite Kupplung 82 ist selektiv einrückbar, um das sechste Verbindungselement 60 mit dem neunten Verbindungselement 66 zu verbinden. Die dritte Kupplung 84 ist selektiv einrückbar, um die Antriebswelle 12 mit dem siebten Verbindungselement 62 zu verbinden. Die vierte Kupplung 86 ist selektiv einrückbar, um das zweite und vierte Verbindungselement 34, 38 mit dem siebten Verbindungselement 62 zu verbinden. Die erste Bremse 90 ist selektiv einrückbar, um das erste Verbindungselement 32 mit dem Getriebegehäuse 100 zu verbinden und somit eine Rotation des ersten Verbindungselements 32 und des Sonnenrads 24 relativ zu dem Gehäuse 100 einzuschränken. Die zweite Bremse 92 ist selektiv einrückbar, um das neunte Verbindungselement 66 mit dem Gehäuse 100 zu verbinden und somit eine Rotation des neunten Verbindungselements 66 und des Hohlrads 74 relativ zu dem Gehäuse 100 einzuschränken.
Nun wird unter Bezugnahme auf die 2 und 3 die Arbeitsweise der Ausführungsform des Mehrganggetriebes 10 beschrieben. Es ist festzustellen, dass das Getriebe 10 in der Lage ist, Drehmoment von der Antriebswelle oder dem Antriebselement 12 auf die Abtriebswelle oder das Abtriebselement 14 in zumindest neun Vorwärtsdrehzahl- oder -drehmomentverhältnissen und zumindest einem Rückwärtsdrehzahl- oder -drehmomentverhältnis zu übertragen. Jedes Vorwärts- und Rückwärtsdrehzahl- oder -drehmomentverhältnis wird durch Einrückung eines Drehmomentübertragungsmechanismus oder mehrerer Drehmomentübertragungsmechanismen (d. h. erste Kupplung 80, zweite Kupplung 82, dritte Kupplung 84, vierte Kupplung 86, erste Bremse 32 und zweite Bremse 34) erzielt, wie es nachstehend erläutert wird. 3 ist eine Wahrheitstabelle, die die verschiedenen Kombinationen von Drehmomentübertragungsmechanismen oder -elementen darstellt, die aktiviert oder eingerückt werden, um die verschiedenen Gangzustände zu erreichen. Tatsächliche numerische Übersetzungsverhältnisse und Übersetzungsverhältnisstufen der verschiedenen Gangzustände sind ebenfalls dargestellt, obwohl festzustellen ist, dass diese Zahlenwerte rein beispielhaft sind, und dass sie über beträchtliche Bereiche eingestellt werden können, um sich verschiedenen Anwendungen und Betriebskriterien des Getriebes 10 anzupassen. Ein Beispiel der Übersetzungsverhältnisse, die unter Verwendung der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erhalten werden können, ist in 3 ebenfalls gezeigt. Natürlich sind andere Übersetzungsverhältnisse abhängig von dem gewählten Zahnraddurchmesser, der gewählten Zahnradzähnezahl und der gewählten Zahnradkonfiguration erreichbar.
Um den Rückwärtsgang herzustellen, werden die erste Bremse 90, die zweite Bremse 92 und die zweite Kupplung 82 eingerückt oder aktiviert. Die erste Bremse 90 verbindet das erste Verbindungselement 32 mit dem Getriebegehäuse 100, um eine Rotation des ersten Verbindungselements 32 und des Sonnenrads 24 relativ zu dem Gehäuse 100 einzuschränken Die zweite Bremse 92 verbindet das neunte Verbindungselement 66 mit dem Gehäuse 100, um eine Rotation des neunten Verbindungselements 66 und des Hohlrads 74 relativ zu dem Gehäuse 100 einzuschränken. Die zweite Kupplung 82 verbindet das sechste Verbindungselement 60 mit dem neunten Verbindungselement 66. Gleichermaßen werden die neun Vorwärtsgänge durch unterschiedliche Kombinationen einer Kupplungs- und Bremseneinrückung erreicht, wie es in 3 gezeigt ist.
Anhand von 4 wird nun eine alternative Wahrheitstabelle für den Betrieb der Ausführungsform des Mehrganggetriebes 10 vorgestellt. Es ist festzustellen, dass das Getriebe 10 in der Lage ist, Drehmoment von der Antriebswelle oder dem Antriebselement 12 auf die Abtriebswelle oder das Abtriebselement 14 in zumindest zehn Vorwärtsdrehzahl- oder -drehmomentverhältnissen und zumindest einem Rückwärtsdrehzahl- oder -drehmomentverhältnis zu übertragen. Jedes Vorwärts- und Rückwärtsdrehzahl- oder -drehmomentverhältnis wird durch Einrückung eines Drehmomentübertragungsmechanismus oder mehrerer Drehmomentübertragungsmechanismen (d. h. erste Kupplung 80, zweite Kupplung 82, dritte Kupplung 84, vierte Kupplung 86, erste Bremse 32 und zweite Bremse 34) erzielt, wie es oben beschrieben wurde. Tatsächliche numerische Übersetzungsverhältnisse und Übersetzungsverhältnisstufen der verschiedenen Gangzustände sind ebenfalls dargestellt, obwohl festzustellen ist, dass diese Zahlenwerte rein beispielhaft sind, und dass sie über beträchtliche Bereiche eingestellt werden können, um sich verschiedenen Anwendungen und Betriebskriterien des Getriebes 10 anzupassen. Ein Beispiel der Übersetzungsverhältnisse, die unter Verwendung der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erhalten werden können, ist in 3 ebenfalls gezeigt. Natürlich sind andere Übersetzungsverhältnisse abhängig von dem gewählten Zahnraddurchmesser, der gewählten Zahnradzähnezahl und der gewählten Zahnradkonfiguration erreichbar.
Es ist festzustellen, dass die vorstehende Erläuterung der Arbeitsweise und der Gangzustände des Mehrganggetriebes 10 zuallererst von der Annahme ausgeht, dass alle in einem gegebenen Gangzustand nicht speziell genannten Kupplungen und Bremsen inaktiv oder ausgerückt sind, und zweitens während Gangschaltvorgängen, d. h. Wechseln des Gangzustands, zwischen zumindest benachbarten Gangzuständen, eine in beiden Gangzuständen eingerückte oder aktivierte Kupplung oder Bremse eingerückt oder aktiviert bleiben wird. Die vorliegende Erfindung zieht zusätzlich in Betracht, dass Herunterschaltvorgänge im Wesentlichen der umgekehrten Abfolge der entsprechenden Hochschaltvorgänge (wie sie oben beschrieben wurden) folgen, und mehrere Schaltvorgänge mit Überspringen und anstehender Leistung möglich sind (z. B. vom 1. in den 3.)
Obgleich die besten Ausführungsarten der Erfindung ausführlich beschrieben worden sind, werden Fachleute auf dem Gebiet, das diese Erfindung betrifft, verschiedene alternative Konstruktionen und Ausfüh rungsformen zur praktischen Ausführung der Erfindung innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche erkennen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

- Druckschrift SAE Paper 810102, "The Lever Analogy: A New Tool in Transmission Analysis" von Genford und Leising [0026]

Claims

Getriebe, umfassend: ein Antriebselement; ein Abtriebselement; einen ersten, zweiten, dritten und vierten Planetenradsatz, die jeweils ein erstes, zweites und drittes Element aufweisen; ein erstes Verbindungselement, das das dritte Element des ersten Planetenradsatzes ständig mit dem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes verbindet; ein zweites Verbindungselement, das das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes ständig mit dem zweiten Element des dritten Planetenradsatzes verbindet; ein drittes Verbindungselement, das das dritte Element des dritten Planetenradsatzes ständig mit dem zweiten Element des vierten Planetenradsatzes verbindet; ein viertes Verbindungselement, das das erste Element des dritten Planetenradsatzes ständig mit dem ersten Element des vierten Planetenradsatzes verbindet; und sechs Drehmomentübertragungsmechanismen, die selektiv einrückbar sind, um eines der ersten, zweiten und dritten Elemente mit einem anderen der ersten, zweiten und dritten Elemente und einem feststehenden Element zu verbinden, und wobei die Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv in Kombinationen von zumindest Dreien einrückbar sind, um zumindest neun Vorwärtsgange 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 zweite Element des ersten Planetenradsatzes mit dem zweiten Element des zweiten Planetenradsatzes zu verbinden.
Getriebe nach Anspruch 2, wobei ein zweiter der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar ist, um das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes mit dem dritten Element des vierten Planetenradsatzes zu verbinden.
Getriebe nach Anspruch 3, wobei ein dritter der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar ist, um das Antriebselement und/oder das zweite Element des ersten Planetenradsatzes mit dem ersten Element des dritten Planetenradsatzes und/oder dem ersten Element des vierten Planetenradsatzes zu verbinden.
Getriebe nach Anspruch 4, wobei ein vierter der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar ist, um das dritte Element des ersten Planetenradsatzes und/oder das erste Element des zweiten Planetenradsatzes mit dem ersten Element des dritten Planetenradsatzes und/oder dem ersten Element des vierten Planetenradsatzes zu verbinden.
Getriebe nach Anspruch 5, wobei ein fünfter der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar ist, um das erste Element des ersten Planetenradsatzes mit dem feststehenden Element zu verbinden.
Getriebe nach Anspruch 6, wobei ein sechster der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar ist, um das dritte Element des vierten Planetenradsatzes mit dem feststehenden Element zu verbinden.
Getriebe nach Anspruch 1, wobei die ersten Elemente Sonnenräder sind, die zweiten Elemente Träger sind und die dritten Elemente Hohlräder sind.
Getriebe nach Anspruch 1, wobei das Antriebselement ständig mit dem zweiten Element des ersten Planetenradsatzes verbunden ist und wobei das Abtriebselement ständig mit dem zweiten Element des vierten Planetenradsatzes verbunden ist.
Getriebe nach Anspruch 1, wobei zwei der Drehmomentübertragungsmechanismen Bremsen sind und vier der Drehmomentübertragungsmechanismen Kupplungen sind.
Getriebe nach Anspruch 1, wobei das feststehende Element ein Getriebegehäuse ist.
Getriebe, umfassend: ein Antriebselement; ein Abtriebselement; einen ersten, zweiten, dritten und vierten Planetenradsatz, die jeweils ein erstes, zweites und drittes Element aufweisen, wobei das Antriebselement ständig mit dem zweiten Element des ersten Planetenradsatzes verbunden ist und wobei das Abtriebselement ständig mit dem zweiten Element des vierten Planetenradsatzes verbunden ist; ein erstes Verbindungselement, das das dritte Element des ersten Planetenradsatzes ständig mit dem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes verbindet; ein zweites Verbindungselement, das das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes ständig mit dem zweiten Element des dritten Planetenradsatzes verbindet; ein drittes Verbindungselement, das das dritte Element des dritten Planetenradsatzes ständig mit dem zweiten Element des vierten Planetenradsatzes verbindet; ein viertes Verbindungselement, das das erste Element des dritten Planetenradsatzes ständig mit dem ersten Element des vierten Planetenradsatzes verbindet; einen ersten Drehmomentübertragungsmechanismus, der selektiv einrückbar ist, um das zweite Element des ersten Planetenradsatzes mit dem zweiten Element des zweiten Planetenradsatzes zu verbinden; einen zweiten Drehmomentübertragungsmechanismus, der selektiv einrückbar ist, um das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes mit dem dritten Element des vierten Planetenradsatzes zu verbinden; einen dritten Drehmomentübertragungsmechanismus, der selektiv einrückbar ist, um das Antriebselement und/oder das zweite Element des ersten Planetenradsatzes mit dem ersten Element des dritten Planetenradsatzes und/oder dem erste Element des vierten Planetenradsatzes zu verbinden; einen vierten Drehmomentübertragungsmechanismus, der selektiv einrückbar ist, um das dritte Element des ersten Planetenradsatzes und/oder das erste Element des zweiten Planetenradsatzes mit dem ersten Element des dritten Planetenradsatzes und/oder dem ersten Element des vierten Planetenradsatzes zu verbinden; einen fünften Drehmomentübertragungsmechanismus, der selektiv einrückbar ist, um das erste Element des ersten Planetenradsatzes mit einem feststehenden Element zu verbinden; und einen sechsten Drehmomentübertragungsmechanismus, der selektiv einrückbar ist, um das dritte Element des vierten Planetenradsatzes mit dem feststehenden Element zu verbinden, und wobei die Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv in Kombinationen von zumindest Dreien einrückbar sind, um zumindest neun Vorwärtsgänge und zumindest einen Rückwärtsgang zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement herzustellen.
Getriebe nach Anspruch 12, wobei die ersten Elemente Sonnenräder sind, die zweiten Elemente Träger sind und die dritten Elemente Hohlräder sind.
Getriebe nach Anspruch 13, wobei das feststehende Element ein Getriebegehäuse ist.
Getriebe, umfassend: ein Antriebselement; ein Abtriebselement; einen ersten, zweiten, dritten und vierten Planetenradsatz, die jeweils ein Sonnenrad, einen Träger und ein Hohlrad aufweisen, wo bei das Antriebselement ständig mit dem Träger des ersten Planetenradsatzes verbunden ist und wobei das Abtriebselement ständig mit dem Träger des vierten Planetenradsatzes verbunden ist; ein erstes Verbindungselement, das das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes ständig mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes verbindet; ein zweites Verbindungselement, das das Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes ständig mit dem Träger des dritten Planetenradsatzes verbindet; ein drittes Verbindungselement, das das Hohlrad des dritten Planetenradsatzes ständig mit dem Träger des vierten Planetenradsatzes verbindet; ein viertes Verbindungselement, das das Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes ständig mit dem Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes verbindet; einen ersten Drehmomentübertragungsmechanismus, der selektiv einrückbar ist, um den Träger des ersten Planetenradsatzes mit dem Träger des zweiten Planetenradsatzes zu verbinden; einen zweiten Drehmomentübertragungsmechanismus, der selektiv einrückbar ist, um den Träger des zweiten Planetenradsatzes mit dem Hohlrad des vierten Planetenradsatzes zu verbinden; einen dritten Drehmomentübertragungsmechanismus, der selektiv einrückbar ist, um das Antriebselement und/oder den Träger des ersten Planetenradsatzes mit dem Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes und/oder dem Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes zu verbinden; einen vierten Drehmomentübertragungsmechanismus, der selektiv einrückbar ist, um das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes und/oder das Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes mit dem Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes und/oder dem Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes zu verbinden; einen fünften Drehmomentübertragungsmechanismus, der selektiv einrückbar ist, um das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes mit einem feststehenden Element zu verbinden; und einen sechsten Drehmomentübertragungsmechanismus, der selektiv einrückbar ist, um das Hohlrad des vierten Planetenradsatzes mit dem feststehenden Element zu verbinden, und wobei die Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv in Kombinationen von zumindest Dreien einrückbar sind, um zumindest neun Vorwärtsgänge und zumindest einen Rückwärtsgang zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement herzustellen.
Getriebe nach Anspruch 15, wobei das feststehende Element ein Getriebegehäuse ist.