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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE
ANMELDUNGEN
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Diese
Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 60/912,771,
die am 19. April 2007 eingereicht wurde. Der Offenbarungsgehalt
der obigen Anmeldung ist hierin durch Bezugnahme mit aufgenommen.
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GEBIET
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Die
Erfindung betrifft allgemein ein Mehrganggetriebe, das mehrere Planetenradsätze und mehrere
Drehmomentübertragungseinrichtungen aufweist,
und genauer ein Getriebe, das acht oder mehr Gänge, vier Planetenradsätze und
mehrere Drehmomentübertragungseinrichtungen
aufweist.
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HINTERGRUND
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Die
Aussagen in diesem Abschnitt liefern lediglich Hintergrundinformationen,
die mit der vorliegenden Offenbarung in Beziehung stehen, und können Stand
der Technik bilden oder nicht.
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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 Bauraum, die Kosten und die gewünschten Drehzahlverhältnisse
oder Gänge
vorgeschrieben.
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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.
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ZUSAMMENFASSUNG
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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
sind beispielsweise Kupplungen und Bremsen.
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Eine
Ausführungsform
des Getriebes umfasst ein Antriebselement, ein Abtriebselement und einen
ersten, zweiten, dritten und vierten Planetenradsatz, die jeweils
ein Sonnenrad, einen Träger
und ein Hohlrad aufweisen, wobei das Antriebselement ständig mit
dem Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes und dem Träger des
vierten Planetenradsatzes verbunden ist und das Abtriebselement
ständig mit
dem Träger
des dritten Planetenradsatzes verbunden ist. Ein erstes Verbindungselement
verbindet das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes ständig mit
dem Träger
des zweiten Planetenradsatzes und dem Hohlrad des dritten Planetenradsatzes.
Ein zweites Verbindungselement verbindet das Sonnenrad des ersten
Planetenradsatzes ständig
mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes und dem Hohlrad
des vierten Planetenradsatzes. Eine erste Drehmomentübertragungseinrichtung
ist selektiv einrückbar,
um den Träger
des vierten Planetenradsatzes und/oder das Sonnenrad des dritten
Planetenradsatzes und/oder das Antriebselement mit dem Träger des
ersten Planetenradsatzes zu verbinden. Eine zweite Drehmomentübertragungseinrichtung
ist selektiv einrückbar,
um das Hohlrad des vierten Planetenradsatzes und/oder das Sonnenrad
des ersten Planetenradsatzes und/oder das Sonnenrad des zweiten
Planetenradsatzes mit dem Träger
des dritten Planetenradsatzes und/oder dem Abtriebselement zu verbinden.
Eine dritte Drehmomentübertragungseinrichtung
ist selektiv einrückbar,
um das Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes mit einem feststehenden
Element zu verbinden. Eine vierte Drehmomentübertragungseinrichtung ist
selektiv einrückbar,
um den Träger
des ersten Planetenradsatzes mit dem feststehenden Element zu verbinden. Eine
fünfte
Drehmomentübertragungseinrichtung
ist selektiv einrückbar,
um das Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes mit dem feststehenden
Element zu verbinden. Die Drehmomentübertragungseinrichtungen sind
selektiv in Kombinationen von zumindest zweien einrückbar, um
zumindest acht Vorwärtsgänge und
zumindest einen Rückwärtsgang
zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement herzustellen.
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Eine
andere Ausführungsform
des Getriebes der vorliegenden Erfindung umfasst ein Antriebselement,
ein Abtriebselement und einen ersten, zweiten, dritten und vierten
Planetenradsatz, die jeweils ein Sonnenrad, einen Träger und
ein Hohlrad aufweisen, wobei das Antriebselement ständig mit
dem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes verbunden ist und das
Abtriebselement ständig
mit dem Träger
des dritten Planetenradsatzes dem Hohlrad des vierten Planetenradsatzes
verbunden ist. Ein erstes Verbindungselement verbindet den Träger des
ersten Planetenradsatzes ständig
mit dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes und dem Hohlrad des
dritten Planetenradsatzes. Ein zweites Verbindungselement verbindet
das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes ständig mit dem Sonnenrad des
zweiten Planetenradsatzes und dem Träger des vierten Planetenradsatzes.
Eine erste Drehmomentübertragungseinrichtung
ist selektiv einrückbar,
um den Träger
des zweiten Planetenradsatzes mit dem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes
und/oder dem Antriebselement zu verbinden. Eine zweite Drehmomentübertragungseinrichtung
ist selektiv einrückbar,
um das Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes und/oder das Hohlrad
des ersten Planetenradsatzes und/oder den Träger des vierten Planetenradsatzes
mit dem Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes zu verbinden. Eine
dritte Drehmomentübertragungseinrichtung
ist selektiv einrückbar,
um den Träger
des zweiten Planetenradsatzes mit einem feststehenden Element zu verbinden.
Eine vierte Drehmomentübertragungseinrichtung
ist selektiv einrückbar,
um das Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes mit dem feststehenden
Element zu verbinden. Eine fünfte
Drehmomentübertragungseinrichtung
ist selektiv einrückbar,
um das Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes mit dem feststehenden
Element zu verbinden. Die Drehmomentübertragungseinrichtungen sind
selektiv in Kombinationen von zumindest zweien einrückbar, um
zumindest acht Vorwärtsgänge und
zumindest einen Rückwärtsgang
zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement herzustellen.
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Weitere
Ziele, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch
Bezugnahme auf die folgende Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen
deutlich werden, in denen gleiche Bezugszeichen auf das gleiche
Bauteil, Element oder Merkmal verweisen.
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ZEICHNUNGEN
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Die
hierin beschriebenen Zeichnungen dienen nur zu Darstellungszwecken
und sollen den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung in keiner
Weise einschränken.
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1 ist
ein Hebeldiagramm einer Ausführungsform
eines Achtganggetriebes gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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2 ist
eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines Achtganggetriebes
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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3 ist
eine Wahrheitstabelle, die den Einrückungszustand der verschiedenen
Drehmoment übertragenden
Kupplungen und Bremsen in jedem der verfügbaren Vorwärts- und Rückwärtsgänge oder -übersetzungsverhältnisse
des in den 1 und 2 veranschaulichten
Getriebes darstellt;
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4 ist
ein Hebeldiagramm einer anderen Ausführungsform eines Achtganggetriebes
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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5 ist
eine schematische Ansicht einer anderen Ausführungsform eines Achtganggetriebes gemäß der vorliegenden
Erfindung; und
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6 ist
eine Wahrheitstabelle, die den Einrückungszustand der verschiedenen
Drehmoment übertragenden
Kupplungen und Bremsen in jedem der verfügbaren Vorwärts- und Rückwärtsgänge oder -übersetzungsverhältnisse
des in den 4 und 5 veranschaulichten
Getriebes darstellt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Die
folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und soll
die vorliegende Offenbarung, Anwendung oder Nutzungen nicht begrenzen.
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Zu
Beginn ist festzustellen, dass die Ausführungsformen des Getriebes
der vorliegenden Erfindung eine gemeinsame Anordnung von permanenten
mechanischen Verbindungen zwischen den Elementen der vier Planetenradsätze aufweisen.
Diese mechanischen Verbindungen verknüpfen allgemein die Getriebeausführungsformen
oder bringen diese in Beziehung. Genauer ist ein erstes Bauteil
oder Element eines ersten Planetenradsatzes permanent mit einem
ersten Bauteil oder Element eines zweiten Planetenradsatzes und
mit einem ersten Bauteil oder Element des vierten Planetenradsatzes
gekoppelt. Ein zweites Bauteil oder Element des ersten Planetenradsatzes
ist permanent mit einem zweiten Bauteil oder Element eines zweiten
Planetenradsatzes und mit einem zweiten Bauteil oder Element des
dritten Planetenradsatzes gekoppelt. Ein drittes Bauteil oder Element
des dritten Planetenradsatzes ist permanent mit einem dritten Bauteil
oder Element des vierten Planetenradsatzes gekoppelt.
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Nun
unter Bezugnahme auf 1 ist eine Ausführungsform
eines Achtganggetriebes 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, jeweils
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 hiermit vollständig durch
Bezugnahme mit aufgenommen ist.
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Das
Getriebe 10 umfasst eine Antriebswelle oder ein Antriebselement 12,
einen ersten Planetenradsatz 14 mit drei Knoten: einem
ersten Knoten 14A, einem zweiten Knoten 14B und
einem dritten Knoten 14C, einen zweiten Planetenradsatz 16 mit drei
Knoten: einem ersten Knoten 16A, einem zweiten Knoten 16B und
einem dritten Knoten 16C, einen dritten Planetenradsatz 18 mit
drei Knoten: einem ersten Knoten 18A, einem zweiten Knoten 18B und einem
dritten Knoten 18C, einen vierten Planetenradsatz 20 mit
drei Knoten: einem ersten Knoten 20A, einem zweiten Knoten 20B und
einem dritten Knoten 20C, und eine Abtriebswelle oder ein
Abtriebselement 22.
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Der
erste Knoten 14A des ersten Planetenradsatzes 14 ist
mit dem zweiten Knoten 16B des zweiten Planetenradsatzes 16 sowie
mit dem ersten Knoten 18A des dritten Planetenradsatzes 18 gekoppelt.
Der dritte Knoten 14C des ersten Planetenradsatzes 14 ist
mit dem dritten Knoten 16C des zweiten Planetenradsatzes 16 und
mit dem ersten Knoten 20A des vierten Planetenradsatzes 20 gekoppelt. Der
dritte Knoten 18C des dritten Planetenradsatzes 18 ist
mit dem zweiten Knoten 20B des vierten Planetenradsatzes 20 gekoppelt.
Der zweite Knoten 18B des dritten Planetenradsatzes 18 ist
mit der Abtriebswelle oder dem Abtriebselement 22 gekoppelt.
Der zweite Knoten 20B des vierten Planetenradsatzes 20 ist
mit der Antriebswelle oder dem Antriebselement 12 gekoppelt.
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Eine
erste Kupplung 26 verbindet die Antriebswelle oder das
Antriebselement 12 selektiv mit dem zweiten Knoten 14B des
ersten Planetenradsatzes 14. Eine zweite Kupplung 28 verbindet
den dritten Knoten 16C des zweiten Planetenradsatzes 16 selektiv
mit dem zweiten Knoten 18B des dritten Planetenradsatzes 18 und
mit der Abtriebswelle oder dem Abtriebselement 22. Eine
erste Bremse 30 verbindet den dritten Knoten 20C des
vierten Planetenradsatzes 20 selektiv mit der Masse, dem
feststehenden Element, oder dem Getriebegehäuse 50. Eine zweite
Bremse 32 verbindet den zweiten Knoten 14B des
ersten Planetenradsatzes 14 selektiv mit der Masse, dem
feststehenden Element, oder dem Getriebegehäuse 50. Eine dritte
Bremse 34 verbindet den ersten Knoten 16A des
zweiten Planetenradsatzes 16 selektiv mit der Masse, dem
feststehenden Element, oder dem Getriebegehäuse 50.
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Nun
unter Bezugnahme auf 2 stellt ein Stickdiagramm ein
schematisches Layout der Ausführungsform
des Achtganggetriebes 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.
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Beispielsweise
ist der Planetenradsatz 14 ein Planetenradsatz, der ein
Sonnenrad 14C, einen Planetenradträger 14B und ein Hohlrad 14A umfasst. Das
Sonnenrad 14C ist zur gemeinsamen Rotation mit einer ersten
Verbindungswelle oder einem ersten Verbindungselement 42 und
einer zweiten Verbindungswelle oder einem zweiten Verbindungselement 44 verbunden.
Das Hohlrad 14A ist mit einer dritten Verbindungswelle
oder einem dritten Verbindungselement 46 verbunden. Der
Planetenradträger 14B lagert
drehbar einen Satz Planetenräder 14D (nur
eines ist gezeigt) und ist zur gemeinsamen Rotation mit einer vierten
Verbindungswelle oder einem vierten Verbindungselement 48 verbunden.
Die Planetenräder 14D sind
konfiguriert, um jeweils mit sowohl dem Sonnenrad 14C als
auch dem Hohlrad 14A zu kämmen.
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Die
Antriebswelle oder das Antriebselement 12 ist ständig mit
einer Maschine (die nicht gezeigt ist) und mit einem Turbinenrad
eines Drehmomentwandlers (der nicht gezeigt ist) verbunden. Die
Abtriebswelle oder das Abtriebselement 22 ist ständig mit
der Achsantriebseinheit oder einem Verteilergetriebe (das nicht
gezeigt ist) verbunden.
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Der
Planetenradsatz 16 ist ein Planetenradsatz, der ein Sonnenrad 16C,
einen Planetenträger 16B,
der einen Satz Planetenräder 16D drehbar
lagert, und ein Hohlrad 16A umfasst. Das Sonnenrad 16C ist
zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten Verbindungswelle oder dem
zweiten Verbindungselement 44 und einer fünften Verbindungswelle
oder einem fünften
Verbindungselement 52 verbunden. Der Planetenträger 16B ist
zur gemeinsamen Rotation mit der dritten Verbindungswelle oder dem
dritten Verbindungselement 46 und einer sechsten Verbindungswelle
oder einem sechsten Verbindungselement 54 verbunden. Das
Hohlrad 16A ist zur gemeinsamen Rotation mit einer siebten
Verbindungswelle oder einem siebten Verbindungselement 56 verbunden.
Die Planetenräder 16D sind konfiguriert,
um jeweils mit sowohl dem Sonnenrad 16C als auch dem Hohlrad 16A zu
kämmen.
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Der
Planetenradsatz 18 ist ein Planetenradsatz, der ein Sonnenrad 18C,
ein Hohlrad 18A und einen Planetenträger 18B umfasst, der
einen Satz Planetenräder 18D drehbar
lagert. Das Sonnenrad 18C ist zur gemeinsamen Rotation
mit der Antriebswelle oder dem Antriebselement 12 verbunden.
Das Hohlrad 18A ist zur gemeinsamen Rotation mit der sechsten
Verbindungswelle oder dem sechsten Verbindungselement 54 verbunden.
Der Planetenträger 18B ist
zur gemeinsamen Rotation mit der Abtriebswelle oder dem Abtriebselement 22 und
einer achten Verbindungswelle oder einem achten Verbindungselement 22 verbunden.
Die Planetenräder 18D sind konfiguriert,
um jeweils mit sowohl dem Sonnenrad 18C als auch dem Hohlrad 18A zu
kämmen.
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Der
Planetenradsatz 20 ist ein Planetenradsatz, der ein Sonnenrad 20C,
ein Hohlrad 20A und einen Planetenträger 20B umfasst, der
einen Satz Planetenräder 20D drehbar
lagert. Das Sonnenrad 20C ist zur gemeinsamen Rotation
mit der ersten Verbindungswelle oder dem ersten Verbindungselement 60 verbunden.
Das Hohlrad 20A ist zur gemeinsamen Rotation mit der ersten
Verbindungswelle oder dem ersten Verbindungselement 42 verbunden.
Der Planetenträger 20B ist
zur gemeinsamen Rotation mit einer neunten Verbindungswelle oder
einem neunten Verbindungselement 62 verbunden. Die Planetenräder 20D sind
konfiguriert, um mit sowohl dem Sonnenrad 20C als auch
dem Hohlrad 20A zu kämmen.
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Die
Drehmomentübertragungseinrichtungen oder
Kupplungen 26, 28 und die Bremsen 30, 32 und 34 sorgen
für eine
selektive Verbindung der Wellen oder Verbindungselemente, der Elemente
der Planetenradsätze
und des Gehäuses.
Beispielsweise ist die erste Kupplung 26 selektiv ein rückbar, um
die vierte Verbindungswelle oder das vierte Verbindungselement 48 mit
der neunten Verbindungswelle oder dem neunten Verbindungselement 62 zu
verbinden. Die zweite Kupplung 28 ist selektiv einrückbar, um
die fünfte
Verbindungswelle oder das fünfte
Verbindungselement 52 mit der achten Verbindungswelle oder
dem achten Verbindungselement 58 zu verbinden. Die erste
Bremse 30 ist selektiv einrückbar, um die erste Verbindungswelle
oder das erste Verbindungselement 60 mit der Masse, dem
feststehenden Element, oder dem Getriebegehäuse 50 zu verbinden,
um eine Rotation der Welle oder des Elements 60 relativ
zu dem Gehäuse 50 zu
beschränken.
Die zweite Bremse 32 ist selektiv einrückbar, um die vierte Verbindungswelle
oder das vierte Verbindungselement 48 mit der Masse, dem
feststehenden Element, oder dem Getriebegehäuse 50 zu verbinden,
um eine Rotation der Welle oder des Elements 48 relativ
zu dem Gehäuse 50 zu
beschränken.
Die dritte Bremse 34 ist selektiv einrückbar, um die siebte Verbindungswelle
oder das siebte Verbindungselement 56 mit der Masse, dem
feststehenden Element, oder dem Getriebegehäuse 50 zu verbinden,
um eine Rotation der Welle oder des Elements 56 relativ
zu dem Gehäuse 50 zu
beschränken.
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Nun
wird unter Bezugnahme auf die 2 und 3 die
Arbeitsweise der Ausführungsform
des Achtganggetriebes 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 22 in zumindest acht Vorwärtsdrehzahl-
oder -drehmomentverhältnissen
und zumindest einem Rückwärtsdrehzahl-
oder -drehmomentverhältnis
zu übertragen.
Jedes Vorwärts-
und Rückwärtsdrehzahl-
oder -drehmomentverhältnis
wird durch Einrückung
von einer oder mehreren der Drehmomentübertragungseinrichtungen (d.
h. erste Kupplung 26, zweite Kupplung 28, erste
Bremse 30, zweite Bremse 32 und dritte Bremse 34)
erzielt, wie es nachstehend erläutert
wird. 3 ist eine Wahrheitstabelle, die die verschiedenen
Kombinationen von Drehmomentübertragungseinrichtungen
darstellt, die aktiviert oder eingerückt werden, um die verschiedenen
Gangzustände
zu erreichen. Tatsächliche
numerische Übersetzungsverhältnisse
der verschiedenen Gangzustände
sind ebenfalls dargestellt, obwohl festzustellen ist, dass diese
Zahlenwerte nur 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.
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Um
den Rückwärtsgang
herzustellen, werden die erste Bremse 30 und die zweite
Bremse 32 eingerückt
oder aktiviert. Die erste Bremse 30 verbindet die erste
Verbindungswelle oder das erste Verbindungselement 60 mit
der Masse, dem feststehenden Element, oder dem Getriebegehäuse 50,
um eine Rotation der Welle oder des Elements 60 relativ
zu dem Gehäuse 50 zu
beschränken.
Die zweite Bremse 32 verbindet die vierte Verbindungswelle
oder das vierte Verbindungselement 48 mit der Masse, dem feststehenden
Element, oder dem Getriebegehäuse 50,
um eine Rotation der Welle oder des Elements 48 relativ
zu dem Gehäuse 50 zu
beschränken.
Gleichermaßen
werden die acht Vorwärtsgänge durch unterschiedliche
Kombinationen einer Kupplungs- und Bremseneinrückung erreicht, wie es in 3 gezeigt
ist.
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Es
ist festzustellen, dass die vorstehende Erläuterung der Arbeitsweise und
der Gangzustände des
Achtganggetriebes 10 zuallererst von der Annahme ausgeht,
dass alle Kupplungen und die Bremse, die in einem gegebenen Gangzustand
nicht speziell genannt sind, 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.
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Nun
unter Bezugnahme auf 4 ist eine andere Ausführungsform
eines Getriebes veranschaulicht und mit Bezugszeichen 100 angegeben. Das
Getriebe 100 umfasst eine Antriebswelle oder ein Antriebselement 112,
einen ersten Planetenradsatz 114 mit drei Knoten: einem
ersten Knoten 114A, einem zweiten Knoten 114B und
einem dritten Knoten 114C, einen zweiten Planetenradsatz 116 mit
drei Knoten: einem ersten Knoten 116A, einem zweiten Knoten 116B und
einem dritten Knoten 116C, einen dritten Planetenradsatz 118 mit
drei Knoten: einem ersten Knoten 118A, einem zweiten Knoten 118B und
einem dritten Knoten 118C, einen vierten Planetenradsatz 120 mit
drei Knoten: einem ersten Knoten 120A, einem zweiten Knoten 120B und
einem dritten Knoten 120C, und eine Abtriebswelle oder
ein Abtriebselement 122.
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Der
erste Knoten 114A des ersten Planetenradsatzes 114 ist
mit dem ersten Knoten 116A des zweiten Planetenradsatzes 116 gekoppelt.
Der zweite Knoten 114B des ersten Planetenradsatzes 114 ist mit
dem dritten Knoten 116C des zweiten Planetenradsatzes 116 gekoppelt.
Der dritte Knoten 114C des ersten Planetenradsatzes 114 ist
mit der Antriebswelle oder dem Antriebselement 112 gekoppelt.
Der erste Knoten 118A des dritten Planetenradsatzes 118 ist mit
dem ersten Knoten 120A des vierten Planetenradsatzes 120 gekoppelt.
Der zweite Knoten 118B des dritten Planetenradsatzes 118 ist
mit dem zweiten Knoten 114B des ersten Planetenradsatzes 114 gekoppelt.
Der erste Knoten 120A des vierten Planetenradsatzes 120 ist
mit der Abtriebswelle oder dem Abtriebselement 122 gekoppelt.
Der zweite Knoten 120B des vierten Planetenradsatzes 120 ist
mit dem ersten Knoten 114A des ersten Planetenradsatzes 114 gekoppelt.
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Eine
erste Kupplung 126 verbindet den zweiten Knoten 116B des
zweiten Planetenradsatzes 116 selektiv mit dem dritten
Knoten 114C des ersten Planetenradsatzes 114 und
der Antriebswelle oder dem Antriebselement 112. Eine zweite
Kupplung 128 verbindet den dritten Knoten 118C des
dritten Planetenradsatzes 118 selektiv mit dem zweiten
Knoten 120B des vierten Planetenradsatzes 120.
Eine erste Bremse 130 verbindet den zweiten Knoten 116B des
zweiten Planetenradsatzes 116 selektiv mit der Masse, dem
feststehenden Element, oder dem Getriebegehäuse 150. Eine zweite
Bremse 132 verbindet den dritten Knoten 118C des
dritten Planetenradsatzes 118 selektiv mit der Masse, dem
feststehenden Element, oder dem Getriebegehäuse 150. Eine dritte Bremse 134 verbindet
den dritten Knoten 120C des vierten Planetenradsatzes 120 selektiv
mit der Masse, dem feststehenden Element, oder dem Getriebegehäuse 150.
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Nun
unter Bezugnahme auf 5 stellt ein Stickdiagramm ein
schematisches Layout der Ausführungsform
des Achtganggetriebes 100 gemäß der vorliegenden Erfindung
dar. In 5 wird die Nummerierung aus
dem Hebeldiagramm von 4 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.
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Beispielsweise
ist der Planetenradsatz 114 ein Planetenradsatz, der ein
Sonnenrad 114C, einen Planetenradträger 114B und ein Hohlrad 114A umfasst.
Das Sonnenrad 114C ist zur gemeinsamen Rotation mit der
Antriebswelle oder dem Antriebselement 112 verbunden. Der
Planetenradträger 114B lagert
drehbar einen Satz Planetenräder 114D (nur
eines ist gezeigt) und ist zur gemeinsamen Rotation mit einer ersten
Verbindungswelle oder einem ersten Verbindungselement 142 und
einer zweiten Verbindungswelle oder einem zweiten Verbindungselement 144 verbunden.
Die Planetenräder 114D sind
konfiguriert, um jeweils mit sowohl dem Sonnenrad 114C als
auch dem Hohlrad 114A zu kämmen. Das Hohlrad 114A ist
zur gemeinsamen Rotation mit einer dritten Verbindungswelle oder
einem dritten Verbindungselement 146 verbunden.
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Die
Antriebswelle oder das Antriebselement 112 ist ständig mit
einer Maschine (die nicht gezeigt ist) und mit einem Turbinenrad
eines Drehmomentwandlers (der nicht gezeigt ist) verbunden. Die
Abtriebswelle oder das Abtriebselement 122 ist ständig mit
der Achsantriebseinheit oder dem Verteilergetriebe (das nicht gezeigt
ist) verbunden.
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Der
Planetenradsatz 116 ist ein Planetenradsatz, der ein Sonnenrad 116A,
einen Planetenträger 116B,
der einen Satz Planetenräder 116D drehbar
lagert, und ein Hohlrad 116C umfasst. Das Sonnenrad 116A ist
zur gemeinsamen Rotation mit einer dritten Verbindungswelle oder
einem dritten Verbindungselement 146 verbunden. Der Planetenträger 116B ist zur
gemeinsamen Rotation mit einer vierten Verbindungswelle oder einem
vierten Verbindungselement 148 verbunden. Die Planetenräder 116D sind
konfiguriert, um jeweils mit sowohl dem Sonnenrad 116A als
auch dem Hohlrad 116C zu kämmen. Das Hohlrad 116C ist
zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Verbindungswelle oder dem
ersten Verbindungselement 142 verbunden.
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Der
Planetenradsatz 118 ist ein Planetenradsatz, der ein Sonnenrad 118C,
ein Hohlrad 118B und einen Planetenträger 118A umfasst,
der einen ersten Satz Planetenräder 118D (nur
eines ist gezeigt) und einen zweiten Satz Planetenräder 118E (nur
eines ist gezeigt) drehbar lagert. Das Son nenrad 118C ist
zur gemeinsamen Rotation mit einer fünften Verbindungswelle oder
einem fünften
Verbindungselement 152 verbunden. Das Hohlrad 118B ist
zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten Verbindungswelle oder dem
zweiten Verbindungselement 144 verbunden. Der Planetenträger 118A ist
zur gemeinsamen Rotation mit einer sechsten Verbindungswelle oder
einem sechsten Verbindungselement 154 und einer Abtriebswelle
oder einem Abtriebselement 122 verbunden. Die Planetenräder 118D sind
konfiguriert, um jeweils mit sowohl dem Sonnenrad 118C als
auch dem zweiten Satz Planetenräder 118E zu
kämmen.
Der zweite Satz Planetenräder 118E ist
konfiguriert, um jeweils mit sowohl dem Hohlrad 118B als
auch dem ersten Satz Planetenräder 118D zu
kämmen.
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Der
Planetenradsatz 120 ist ein Planetenradsatz, der ein Sonnenrad 120C,
ein Hohlrad 120A und einen Planetenträger 120B umfasst,
der einen Satz Planetenräder 120D (nur
eines ist gezeigt) drehbar lagert. Das Sonnenrad 120C ist
zur gemeinsamen Rotation mit einer siebten Verbindungswelle oder
einem siebten Verbindungselement 156 verbunden. Das Hohlrad 120A ist
zur gemeinsamen Rotation mit der sechsten Verbindungswelle oder
dem sechsten Verbindungselement 154 verbunden. Der Planetenträger 120B ist
zur gemeinsamen Rotation mit der dritten Verbindungswelle oder dem
dritten Verbindungselement 146 und einer achten Verbindungswelle
oder einem achten Verbindungselement 158 verbunden. Die
Planetenräder 120D sind
konfiguriert, um mit sowohl dem Sonnenrad 120C als auch dem
Hohlrad 120A zu kämmen.
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Die
Drehmomentübertragungseinrichtungen oder
Kupplungen 126, 128 und die Bremse, 130, 132 und 134 sorgen
für eine
selektive Verbindung der Wellen oder Verbindungselemente, der Elemente
der Planetenradsätze
und des Gehäuses.
Beispielsweise ist die erste Kupplung 126 selektiv einrückbar, um die
Antriebswelle oder das Antriebselement 112 und das Sonnenrad 114C mit
der vierten Verbindungswelle oder dem vierten Verbindungselement 148 zu verbinden.
Die zweite Kupplung 128 ist selektiv einrückbar, um
die fünfte
Verbindungswelle oder das fünfte
Verbindungselement 152 mit der achten Verbindungswelle
oder dem achten Verbindungselement 158 zu verbinden. Die
erste Bremse 130 ist selektiv einrückbar, um die vierte Verbindungswelle
oder das vierte Verbindungselement 148 mit der Masse, dem feststehenden
Element, oder dem Getriebegehäuse 150 zu
verbinden, um eine Rotation der Welle oder des Elements 148 relativ
zu dem Gehäuse 150 zu
beschränken.
Die zweite Bremse 132 ist selektiv einrückbar, um die fünfte Verbindungswelle
oder das fünfte
Verbindungselement 152 mit der Masse, dem feststehenden
Element, oder dem Getriebegehäuse 150 zu
verbinden, um eine Rotation der Welle oder des Elements 152 relativ
zu dem Gehäuse 150 zu
beschränken.
Die dritte Bremse 134 ist selektiv einrückbar, um die siebte Verbindungswelle
oder das siebte Verbindungselement 156 mit der Masse, dem
feststehenden Element, oder dem Getriebegehäuse 150 zu verbinden,
um eine Rotation der Welle oder des Elements 156 relativ
zu dem Gehäuse 150 zu
beschränken.
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Nun
wird unter Bezugnahme auf die 5 und 6 die
Arbeitsweise der Ausführungsform
des Achtganggetriebes 100 beschrieben. Es ist festzustellen,
dass das Getriebe 100 in der Lage ist, Drehmoment von der
Antriebswelle oder dem Antriebselement 112 auf die Abtriebswelle
oder das Abtriebselement 122 in zumindest acht Vorwärtsgängen oder -drehmomentverhältnissen
und zumindest einem Rückwärtsgang
oder -drehmomentverhältnis
zu übertragen.
Jeder Vorwärts-
und Rückwärtsgang oder
jedes Vorwärts-
und Rückwärtsdrehzahl-
oder -drehmomentverhältnis
wird durch Einrückung
von einer oder mehreren der Drehmomentübertragungseinrichtungen (d.
h. erste Kupplung 126, zweite Kupplung 128, erste
Bremse 130, zweite Bremse 132 und dritte Bremse 134)
erzielt, wie es nachstehend erläutert
wird. 6 ist eine Wahrheitstabelle, die die verschiedenen
Kombinationen von Drehmomentübertragungseinrichtungen
darstellt, die aktiviert oder eingerückt werden, um die verschiedenen
Gangzustände
zu erreichen. Tatsächliche
numerische Übersetzungsverhältnisse
der verschiedenen Gangzustände
sind ebenfalls dargestellt, obwohl festzustellen ist, dass diese
Zahlenwerte nur beispielhaft sind, und dass sie über beträchtliche Bereiche eingestellt werden
können,
um sich verschiedenen Anwendungen und Betriebskriterien des Getriebes 100 anzupassen.
Ein Beispiel der Übersetzungsverhältnisse, die
unter Verwendung der Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung erhalten werden können, ist in 6 ebenfalls
gezeigt. Natürlich
sind andere Übersetzungsverhältnisse
abhängig
von dem gewählten
Zahnraddurchmesser, der gewählten
Zahnradzähnezahl
und der gewählten
Zahnradkonfiguration erreichbar.
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Um
den Rückwärtsgang
herzustellen, werden die erste Bremse 130 und die dritte
Bremse 134 eingerückt
oder aktiviert. Die erste Bremse 130 verbindet die vierte
Verbindungswelle oder das vierte Verbindungselement 148 mit
der Masse, dem feststehenden Element, oder dem Getriebegehäuse 150, um
eine Rotation der Welle oder des Elements 148 relativ zu
dem Gehäuse 150 zu
beschränken.
Die dritte Bremse 134 verbindet die siebte Verbindungswelle
oder das siebte Verbindungselement 156 mit der Masse, dem
feststehenden Element, oder dem Getriebegehäuse 150, um eine Rotation
der Welle oder des Elements 156 relativ zu dem Gehäuse 150 zu
beschränken.
Gleichermaßen
werden die acht Vorwärtsgänge durch
unterschiedliche Kombinationen einer Kupplungs- und Bremseneinrückung erreicht,
wie es in 6 gezeigt ist.
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Es
ist festzustellen, dass die vorstehende Erläuterung der Arbeitsweise und
der Gangzustände des
Achtganggetriebes 100 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.
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Die
Beschreibung der Erfindung ist lediglich beispielhafter Natur, und
Abwandlungen, die nicht vom Gedanken der Erfindung abweichen, sollen
im Schutzumfang der Erfindung liegen. Derartige Abwandlungen sind
nicht als Abweichung vom Geist und Schutzumfang der Erfindung anzusehen.