DE102008038204A1

DE102008038204A1 - Mehrganggetriebe

Info

Publication number: DE102008038204A1
Application number: DE200810038204
Authority: DE
Inventors: Clinton E. Monroe Carey; Andrew W. Saline Phillips; Scott H. Ypsilanti Wittkopp; James M. Belleville Hart
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2007-08-21
Filing date: 2008-08-18
Publication date: 2009-03-26

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 umfassen Kupplungen.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 60/956,977, die am 21. August 2007 eingereicht wurde. Der Offenbarungsgehalt der obigen Anmeldung ist hierin durch Bezugnahme mit aufgenommen.
GEBIET
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.
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 Bauraum, die Kosten und die gewünschten Drehzahlverhältnisse oder Gänge vorgeschrieben.
Obgleich gegenwärtige Getriebe ihren vorgesehenen Zweck erfüllen, ist der Bedarf nach neuen und verbesserten Getriebekonfigurationen, die ein verbessertes Leistungsvermögen, insbesondere aus den 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 sind beispielsweise Kupplungen.
Eine Ausführungsform des Getriebes 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 erste Element des ersten Planetenradsatzes ständig mit einem feststehenden Element verbindet, ein zweites Verbindungselement, das das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes ständig mit dem feststehenden Element verbindet, ein drittes Verbindungselement, das das dritte Element des ersten Planetenradsatzes ständig mit dem ersten Element des dritten Planetenradsatzes verbindet, und ein viertes Verbindungselement, das das erste Element des zweiten Planetenradsatzes ständig mit dem dritten Element des dritten Planetenradsatzes und dem ersten Element des vierten Planetenradsatzes verbindet. Fünf Drehmomentübertragungsmechanismen sind selektiv einrückbar, um eines der ersten, zweiten und dritten Elemente mit zumindest einem der ersten, zweiten und dritten Elemente zu verbinden. Die Drehmomentübertragungsmechanismen sind selektiv in Kombinationen von zumindest zweien einrückbar, um zumindest acht Vorwärtsgänge und zumindest einen Rückwärtsgang zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement herzustellen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein erster der fünf Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar, um das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes mit dem dritten Element des vierten Planetenradsatzes und/oder dem Abtriebselement zu verbinden.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein zweiter der fünf Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar, um das zweite Element des ersten Planetenradsatzes und/oder das Antriebselement mit dem dritten Element des dritten Planetenradsatzes und/oder dem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes und/oder dem ersten Element des vierten Planetenradsatzes zu verbinden.
Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein dritter der fünf Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar, um das zweite Element des vierten Planetenradsatzes mit dem zweiten Element des ersten Planetenradsatzes und/oder dem Antriebselement zu verbinden.
Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein vierter der fünf Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar, um das dritte Element des ersten Planetenradsatzes und/oder das erste Element des dritten Planetenradsatzes mit dem dritten Element des dritten Planetenradsatzes und/oder dem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes und/oder dem ersten Element des vierten Planetenradsatzes zu verbinden.
Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein fünfter der fünf Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar, um das zweite Element des dritten Planetenradsatzes mit dem zweiten Element des vierten Planetenradsatzes 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 dritten Element des vierten Planetenradsatzes verbunden ist.
Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die Drehmomentübertragungsmechanismen Kupplungen.
Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das feststehende Element ein Getriebegehäuse.
Eine andere Ausführungsform des Getriebes der vorliegenden Erfindung umfasst 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 dritten Element des vierten 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 feststehenden Element verbindet, ein drittes Verbindungselement, das das dritte Element des ersten Planetenradsatzes ständig mit dem ersten Element des dritten Planetenradsatzes verbindet, und ein viertes Verbindungselement, das das erste Element des zweiten Planetenradsatzes ständig mit dem dritten Element des dritten Planetenradsatzes und dem ersten Element des vierten Planetenradsatzes verbindet. Ein erster Drehmomentübertragungsmechanismus ist selektiv einrückbar, um das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes mit dem dritten Element des vierten Planetenradsatzes und/oder dem Abtriebselement zu verbinden. Ein zweiter Drehmomentübertragungsmechanismus ist selektiv einrückbar, um das zweite Element des ersten Planetenradsatzes und/oder das Antriebselement mit dem dritten Element des dritten Planetenradsatzes und/oder dem ersten Element des vierten Planetenradsatzes und/oder dem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes zu verbinden. Ein dritter Drehmomentübertragungsmechanismus ist selektiv einrückbar, um das zweite Element des vierten Planetenradsatzes mit dem zweiten Element des ersten Planetenradsatzes und/oder dem Antriebselement zu verbinden. Ein vierter Drehmomentübertragungsmechanismus ist selektiv einrückbar, um das dritte Element des ersten Planetenradsatzes und/oder das erste Element des dritten Planetenradsatzes mit dem dritten Element des dritten Planetenradsatzes und/oder dem ersten Element des vierten Planetenradsatzes und/oder dem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes zu verbinden. Ein fünfter Drehmomentübertragungsmechanismus ist selektiv einrückbar, um das zweite Element des dritten Planetenradsatzes mit dem zweiten Element des vierten Planetenradsatzes zu verbinden. Die Dreh momentübertragungsmechanismen sind selektiv in Kombinationen von zumindest zweien einrückbar, um zumindest acht Vorwärtsgänge und zumindest einen Rückwärtsgang zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement herzustellen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die ersten Elemente Sonnenräder, die zweiten Elemente sind Träger und die dritten Elemente sind Hohlräder.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das feststehende Element ein Getriebegehäuse.
Eine andere Ausführungsform des Getriebes der vorliegenden Erfindung 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 Hohlrad des vierten Planetenradsatzes verbunden ist, ein erstes Verbindungselement, das das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes ständig mit einem feststehenden Element verbindet, ein zweites Verbindungselement, das das Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes ständig mit dem feststehenden Element verbindet, ein drittes Verbindungselement, das das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes ständig mit dem Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes verbindet, und ein viertes Verbindungselement, das das Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes ständig mit dem Hohlrad des dritten Planetenradsatzes und dem Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes verbindet. Ein erster Drehmomentübertragungsmechanismus ist selektiv einrückbar, um den Träger des zweiten Planetenradsatzes mit dem Hohlrad des vierten Planetenradsatzes und/oder dem Abtriebselement zu verbinden. Ein zweiter Drehmomentübertragungsmechanismus ist selektiv einrückbar, um den Träger des ersten Planetenradsatzes und/oder das Antriebselement mit dem Hohlrad des dritten Planetenradsatzes und/oder dem Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes und/oder dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes zu verbinden. Ein dritter Drehmomentübertragungsmechanismus ist selektiv einrückbar, um den Träger des vierten Planetenradsatzes mit dem Träger des ersten Planetenradsatzes und/oder dem Antriebselement zu verbinden. Ein vierter Drehmomentübertragungsmechanismus ist selektiv einrückbar, um das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes und/oder das Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes mit dem Hohlrad des dritten Planetenradsatzes und/oder dem Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes und/oder dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes zu verbinden. Ein fünfter Drehmomentübertragungsmechanismus ist selektiv einrückbar, um den Träger des dritten Planetenradsatzes mit dem Träger des vierten Planetenradsatzes zu verbinden. Die Drehmomentübertragungsmechanismen sind selektiv in Kombinationen von zumindest zweien einrückbar, um zumindest acht Vorwärtsgänge und zumindest einen Rückwärtsgang zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement herzustellen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das feststehende Element ein Getriebegehäuse.
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.
ZEICHNUNGEN
Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen nur zu Darstellungszwecken und sollen den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung in keiner Weise einschränken.
1 ist ein Hebeldiagramm einer Ausführungsform eines Achtganggetriebes gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines Achtganggetriebes gemäß der vorliegenden Erfindung; und
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.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und soll die vorliegende Offenbarung, Anwendung oder Nutzungen nicht begrenzen.
Zu Beginn ist festzustellen, dass die Ausführungsformen des Achtgang-Automatikgetriebes der vorliegenden Erfindung eine Anordnung von permanenten mechanischen Verbindungen zwischen den Elementen der vier Planetenradsätze aufweisen. Ein erstes Bauteil oder Element eines ersten Planetenradsatzes ist permanent mit einer Masse gekoppelt. Ein erstes Bauteil oder Element des zweiten Planetenradsatzes ist auch permanent mit einer Masse gekoppelt. Ein drittes Bauteil oder Element des ersten Planetenradsatzes ist permanent mit einem dritten Bauteil oder Element eines dritten Planetenradsatzes gekoppelt. Ein zweites Bauteil oder Element eines zweiten Planetenradsatzes ist permanent mit einem zweiten Bauteil oder Element eines dritten Planetenradsatzes und mit einem zweiten Bauteil oder Element eines vierten Planetenradsatzes gekoppelt.
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 Planetengetriebes 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. 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 hiermit vollständig durch Bezugnahme mit aufgenommen ist.
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.
Das Antriebselement 12 ist mit dem zweiten Knoten 14B des ersten Planetenradsatzes 14 gekoppelt. Das Abtriebselement 22 ist mit dem dritten Knoten 20C des vierten Planetenradsatzes 20 gekoppelt. Der erste Knoten 14A des ersten Planetenradsatzes 14 ist mit dem dritten Knoten 18C des dritten Planetenradsatzes 18 gekoppelt. Der dritte Knoten 14C des ersten Planetenradsatzes 14 ist mit dem ersten Knoten 16A des zweiten Planetenradsatzes gekoppelt. Der erste Knoten 16A des zweiten Planetenradsatzes 16 ist mit einer Masse, einem feststehenden Element, oder einem Getriebegehäuse 50 gekoppelt. Der dritte Knoten 16C des zweiten Planetenradsatzes 16 ist mit dem ersten Knoten 18A des dritten Planetenradsatzes 18 gekoppelt. Der erste Knoten 18A des dritten Planetenradsatzes 18 ist mit dem ersten Knoten 20A des vierten Planetenradsatzes 20 gekoppelt.
Eine erste Kupplung 26 verbindet den zweiten Knoten 16B des zweiten Planetenradsatzes 16 selektiv mit dem dritten Knoten 20C des vierten Planetenradsatzes 20 und mit dem Abtriebselement 22. Eine zweite Kupplung 28 verbindet den dritten Knoten 16C des zweiten Planetenradsatzes 16 selektiv mit dem zweiten Knoten 14B des ersten Planetenradsatzes 14 und mit dem Antriebselement 12. Eine dritte Kupplung 30 verbindet den zweiten Knoten 14B des ersten Planetenradsatzes 14 und das Antriebselement 12 selektiv mit dem zweiten Knoten 20B des vierten Planetenradsatzes 20. Eine vierte Kupplung 32 verbindet den ersten Knoten 14A des ersten Planetenradsatzes 14 und den dritten Knoten 18C des dritten Planetenradsatzes 18 selektiv mit dem dritten Knoten 16C des zweiten Planetenradsatzes 16, dem ersten Knoten 18A des dritten Planetenradsatzes 18 und dem ersten Knoten 20A des vierten Planetenradsatzes 20. Eine fünfte Kupplung 34 verbindet den zweiten Knoten 18B des dritten Planetenradsatzes 18 selektiv mit dem zweiten Knoten 20B des vierten Planetenradsatzes 20.
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 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 Planetenradsatz 14 ein Sonnenrad 14C, ein Hohlrad 14A und einen Planetenradträger 14B, der einen Satz Planetenräder 14D (von denen nur eines gezeigt ist) drehbar lagert. Die Planetenräder 14D sind jeweils konfiguriert, um mit sowohl dem Sonnenrad 14C als auch dem Hohlrad 14A zu kämmen. Das Sonnenrad 14C ist mit einer Masse, einem feststehenden Element, oder dem Getriebegehäuse 50 durch eine erste Welle oder ein erstes Verbindungselement 42 verbunden, um eine Drehung des Sonnenrads 14C relativ zu dem Getriebegehäuse 50 einzuschränken. Das Hohlrad 14A ist zur gemeinsamen Rotation mit einer zweiten Welle oder einem zweiten Verbindungselement 44 verbunden. Der Planetenträger 14B ist zur gemeinsamen Rotation mit einer dritten Welle oder einem dritten Verbindungselement 46 und mit der Antriebswelle oder dem Antriebselement 12 verbunden.
Der Planetenradsatz 16 umfasst ein Sonnenrad 16C, ein Hohlrad 16A und einen Planetenradträger 16B, der einen Satz Planetenräder 16D (von denen nur eines gezeigt ist) drehbar lagert. Die Planetenräder 16D sind jeweils konfiguriert, um mit sowohl dem Sonnenrad 16C als auch dem Hohlrad 16A zu kämmen. Das Sonnenrad 16C ist zur gemeinsamen Rotation mit einer vierten Welle oder einem vierten Verbindungselement 48 und einer fünften Welle oder einem fünften Verbindungselement 52 verbunden. Das Hohlrad 16A ist mit einer Masse, einem feststehenden Element, oder dem Getriebegehäuse 50 durch eine sechste Welle oder ein sechstes Verbindungselement 54 verbunden, um eine Drehung des Hohlrads 16A relativ zu dem Getriebegehäuse 50 einzuschränken. Der Planetenträger 16B ist zur gemeinsamen Rotation mit einer siebten Welle oder einem siebten Verbindungselement 56 verbunden.
Der Planetenradsatz 18 umfasst ein Sonnenrad 18C, ein Hohlrad 18A und einen Planetenradträger 18B, der einen Satz Planetenräder 18D (von denen nur eines gezeigt ist) drehbar lagert. Die Planetenräder 18D sind jeweils konfiguriert, um mit sowohl dem Sonnenrad 18C als auch dem Hohlrad 18A zu kämmen. Das Sonnenrad 18C ist zur gemeinsamen Rotation mit dem zweiten Verbindungselement 44 verbunden. Das Hohlrad 18A ist zur gemeinsamen Rotation mit einer vierten Welle oder einem vierten Verbindungselement 48 verbunden. Der Planetenträger 18B ist zur gemeinsamen Rotation mit einer achten Welle oder einem achten Verbindungselement 58 verbunden.
Der Planetenradsatz 20 umfasst ein Sonnenrad 20A, ein Hohlrad 20C und einen Planetenradträger 20B, der einen Satz Planetenräder 20D (von denen nur eines gezeigt ist) drehbar lagert. Die Planetenräder 20D sind jeweils konfiguriert, um mit sowohl dem Sonnenrad 20A als auch dem Hohlrad 20C zu kämmen. Das Sonnenrad 20A ist zur gemeinsamen Rotation mit der fünften Welle oder dem fünften Verbindungselement 52 verbunden. Das Hohlrad 20C ist zur gemeinsamen Rotation mit einer neunten Welle oder einem neunten Verbindungselement 60 und mit der Abtriebswelle oder dem Abtriebselement 22 verbunden. Der Planetenträger 20B ist zur gemeinsamen Rotation mit einer zehnten Verbindungswelle oder einem zehnten Verbindungselement 62 verbunden.
Die Antriebswelle oder das Antriebselement 12 ist bevorzugt ständig mit einer Maschine (die nicht gezeigt ist) oder mit einem Turbinenrad eines Drehmomentwandlers (der nicht gezeigt ist) verbunden. Die Abtriebswelle oder das Abtriebselement 22 ist bevorzugt ständig mit der Achsantriebseinheit oder dem Verteilergetriebe (das nicht gezeigt ist) verbunden.
Die Drehmomentübertragungsmechanismen oder Kupplungen 26, 28, 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 einrückbar, um die siebte Welle oder das siebte Verbindungselement 56 mit der neunten Welle oder dem neunten Verbindungselement 60 zu verbinden. Die zweite Kupplung 28 ist selektiv einrückbar, um die dritte Welle oder das dritte Verbindungselement 46 mit der vierten Welle oder dem vierten Verbindungselement 48 zu verbinden. Die dritte Kupplung 30 ist selektiv einrückbar, um die Antriebswelle oder das Antriebselement 12 mit der zehnten Welle oder dem zehnten Verbindungselement 62 zu verbinden. Die vierte Kupplung 32 ist selektiv einrückbar, um die zweite Welle oder das zweite Verbin dungselement 44 mit der vierten Welle oder dem vierten Verbindungselement 48 zu verbinden. Die fünfte Kupplung 34 ist selektiv einrückbar, um die achte Welle oder das achte Verbindungselement 58 mit der zehnten Welle oder dem zehnten Verbindungselement 62 zu verbinden.
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 Vorwärtsgängen oder -drehmomentverhältnissen und zumindest einem Rückwärtsgang oder -drehmomentverhältnis mit einem Dreifach-Overdrive zu übertragen. Jeder Vorwärts- und Rückwärtsgang oder jedes Vorwärts- und Rückwärtsdrehmomentverhältnis wird durch Einrückung von einem oder mehreren der Drehmomentübertragungsmechanismen (d. h. erste Kupplung 26, zweite Kupplung 28, dritte Kupplung 30, vierte Kupplung 32 und fünfte Kupplung 34) erzielt, wie es nachstehend erläutert wird. 3 ist eine Wahrheitstabelle, die die verschiedenen Kombinationen von Drehmomentübertragungsmechanismen 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.
Um den Rückwärtsgang herzustellen, werden die erste Kupplung 26 und die fünfte Kupplung 34 eingerückt oder aktiviert. Die erste Kupplung 26 verbindet die siebte Welle oder das siebte Verbindungselement 56 mit der neunten Welle oder dem neunten Verbindungselement 60. Die fünfte Kupplung 34 verbindet die achte Welle oder das achte Verbindungselement 58 mit der zehnten Welle oder dem zehnten Verbindungselement 62. Gleichermaßen werden die acht Vorwärtsgänge durch unterschiedliche Kombinationen einer Kupplungs- und Bremseneinrückung erreicht, wie es in 3 gezeigt ist.
Es ist festzustellen, dass die vorstehende Erläuterung der Arbeitsweise und der Gangzustände des Achtganggetriebes 10 zuallererst von der Annahme ausgeht, dass alle in einem gegebenen Gangzustand nicht speziell genannten Kupplungen 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 eingerückt oder aktiviert bleiben wird.
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 eine Abweichung vom Geist und Schutzumfang der Erfindung anzusehen.

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 erste Element des ersten Planetenradsatzes ständig mit einem feststehenden Element verbindet; ein zweites Verbindungselement, das das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes ständig mit dem feststehenden Element verbindet; ein drittes Verbindungselement, das das dritte Element des ersten Planetenradsatzes ständig mit dem ersten Element des dritten Planetenradsatzes verbindet; ein viertes Verbindungselement, das das erste Element des zweiten Planetenradsatzes ständig mit dem dritten Element des dritten Planetenradsatzes und dem ersten Element des vierten Planetenradsatzes verbindet; und fünf Drehmomentübertragungsmechanismen, die selektiv einrückbar sind, um eines der ersten, zweiten und dritten Elemente mit zumindest einem der ersten, zweiten und dritten Elemente zu verbinden, und wobei die Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv in Kombinationen von zumindest zweien einrückbar sind, um zumindest acht Vorwärtsgange und zumindest einen Rückwärtsgang zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement herzustellen.
Getriebe nach Anspruch 1, wobei ein erster der fünf Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar ist, um das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes mit dem dritten Element des vierten Planetenradsatzes und/oder dem Abtriebselement zu verbinden.
Getriebe nach Anspruch 2, wobei ein zweiter der fünf Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar ist, um das zweite Element des ersten Planetenradsatzes und/oder das Antriebselement mit dem dritten Element des dritten Planetenradsatzes und/oder dem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes und/oder dem ersten Element des vierten Planetenradsatzes zu verbinden.
Getriebe nach Anspruch 3, wobei ein dritter der fünf Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar ist, um das zweite Element des vierten Planetenradsatzes mit dem zweiten Element des ersten Planetenradsatzes und/oder dem Antriebselement zu verbinden.
Getriebe nach Anspruch 4, wobei ein vierter der fünf Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar ist, um das dritte Element des ersten Planetenradsatzes und/oder das erste Element des dritten Planetenradsatzes mit dem dritten Element des dritten Planetenradsatzes und/oder dem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes und/oder dem ersten Element des vierten Planetenradsatzes zu verbinden.
Getriebe nach Anspruch 5, wobei ein fünfter der fünf Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar ist, um das zweite Element des dritten Planetenradsatzes mit dem zweiten Element des vierten Planetenradsatzes 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 dritten Element des vierten Planetenradsatzes verbunden ist.
Getriebe nach Anspruch 1, wobei die 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 dritten Element des vierten 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 feststehenden Element verbindet; ein drittes Verbindungselement, das das dritte Element des ersten Planetenradsatzes ständig mit dem ersten Element des dritten Planetenradsatzes verbindet; ein viertes Verbindungselement, das das erste Element des zweiten Planetenradsatzes ständig mit dem dritten Element des dritten Planetenradsatzes und dem ersten Element des vierten Planetenradsatzes verbindet; einen ersten Drehmomentübertragungsmechanismus, der selektiv einrückbar ist, um das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes mit dem dritten Element des vierten Planetenradsatzes und/oder dem Abtriebselement zu verbinden; einen zweiten Drehmomentübertragungsmechanismus, der selektiv einrückbar ist, um das zweite Element des ersten Planetenradsatzes und/oder das Antriebselement mit dem dritten Element des dritten Planetenradsatzes und/oder dem ersten Element des vierten Planetenradsatzes und/oder dem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes zu verbinden; einen dritten Drehmomentübertragungsmechanismus, der selektiv einrückbar ist, um das zweite Element des vierten Planetenradsatzes mit dem zweiten Element des ersten Planetenradsatzes und/oder dem Antriebselement zu verbinden; einen vierten Drehmomentübertragungsmechanismus, der selektiv einrückbar ist, um das dritte Element des ersten Planetenradsatzes und/oder das erste Element des dritten Planetenradsatzes mit dem dritten Element des dritten Planetenradsatzes und/oder dem ersten Element des vierten Planetenradsatzes und/oder dem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes zu verbinden; und einen fünften Drehmomentübertragungsmechanismus, der selektiv einrückbar ist, um das zweite Element des dritten Planetenradsatzes mit dem zweiten Element des vierten Planetenradsatzes zu verbinden, und wobei die Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv in Kombinationen von zumindest zweien einrückbar sind, um zumindest acht Vorwärtsgänge und zumindest einen Rückwärtsgang zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement herzustellen.
Getriebe nach Anspruch 11, wobei die ersten Elemente Sonnenräder sind, die zweiten Elemente Träger sind und die dritten Elemente Hohlräder sind.
Getriebe nach Anspruch 11, 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, wobei das Antriebselement ständig mit dem Träger des ersten Planetenradsatzes verbunden ist, und wobei das Abtriebselement ständig mit dem Hohlrad des vierten Planetenradsatzes verbunden ist; ein erstes Verbindungselement, das das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes ständig mit einem feststehenden Element verbindet; ein zweites Verbindungselement, das das Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes ständig mit dem feststehenden Element verbindet; ein drittes Verbindungselement, das das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes ständig mit dem Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes verbindet; ein viertes Verbindungselement, das das Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes ständig mit dem Hohlrad des dritten Planetenradsatzes und dem Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes verbindet; einen ersten Drehmomentübertragungsmechanismus, der selektiv einrückbar ist, um den Träger des zweiten Planetenradsatzes mit dem Hohlrad des vierten Planetenradsatzes und/oder dem Abtriebselement zu verbinden; einen zweiten Drehmomentübertragungsmechanismus, der selektiv einrückbar ist, um den Träger des ersten Planetenradsatzes und/oder das Antriebselement mit dem Hohlrad des dritten Planetenradsatzes und/oder dem Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes und/oder dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes zu verbinden; einen dritten Drehmomentübertragungsmechanismus, der selektiv einrückbar ist, um den Träger des vierten Planetenradsatzes mit dem Träger des ersten Planetenradsatzes und/oder dem Antriebselement zu verbinden; einen vierten Drehmomentübertragungsmechanismus, der selektiv einrückbar ist, um das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes und/oder das Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes mit dem Hohlrad des dritten Planetenradsatzes und/oder dem Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes und/oder dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes zu verbinden; und einen fünften Drehmomentübertragungsmechanismus, der selektiv einrückbar ist, um den Träger des dritten Planetenradsatzes mit dem Träger des vierten Planetenradsatzes zu verbinden, und wobei die Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv in Kombinationen von zumindest zweien einrückbar sind, um zumindest acht Vorwärtsgänge und zumindest einen Rückwärtsgang zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement herzustellen.
Getriebe nach Anspruch 14, wobei das feststehende Element ein Getriebegehäuse ist.