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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE
ANMELDUNGEN
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Diese
Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 60/974,224,
die am 21. September 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 Zahnradsätze und
mehrere Drehmomentübertragungseinrichtungen
aufweist, und genauer ein Getriebe, das acht oder mehr Gänge aufweist,
die durch eine Kombination aus Planetenradsätzen, Außenzahnradsätzen und Drehmomentübertragungseinrichtungen
erzeugt werden.
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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
oder Bremsen, 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 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.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Es
ist ein Getriebe vorgesehen, das ein Antriebselement, ein Abtriebselement,
drei Planetenradsätze,
vier Außenzahnradsätze, mehrere
Kopplungselemente und mehrere Drehmomentübertragungseinrichtungen aufweist.
Jeder der Planetenradsätze
umfasst ein erstes, zweites und drittes Element. Jeder der Außenzahnradsätze umfasst
ein erstes und zweites Zahnradelement. Die Drehmomentübertragungseinrichtungen
sind beispielsweise Kupplungen und eine Bremse.
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Eine
Ausführungsform
des Getriebes umfasst ein Antriebselement, ein Abtriebselement,
einen ersten, zweiten und dritten Planetenradsatz, die jeweils ein
erstes, zweites und drittes Element aufweisen, einen ersten, zweiten,
dritten und vierten Zahnradsatz, die jeweils ein erstes Zahnrad
aufweisen, das mit einem zweiten Zahnrad kämmt, ein erstes Verbindungselement,
das das erste Zahnrad des ersten Zahnradsatzes ständig mit
dem ersten Element des ersten Planetenradsatzes verbindet, ein zweites
Verbindungselement, das das dritte Element des ersten Planetenrad satzes
ständig
mit dem ersten Zahnrad des zweiten Zahnradsatzes verbindet, ein drittes
Verbindungselement, das das erste Zahnrad des vierten Zahnradsatzes
ständig
mit dem zweiten Element des dritten Planetenradsatzes verbindet,
ein viertes Verbindungselement, das das erste Element des dritten
Planetenradsatzes ständig
mit dem ersten Zahnrad des dritten Zahnradsatzes verbindet, ein fünftes Verbindungselement,
das das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes ständig mit
dem ersten Zahnrad des dritten koplanaren Zahnradsatzes verbindet,
und ein sechstes Verbindungselement, das das erste Element des zweiten
Planetenradsatzes ständig
mit dem zweiten Zahnrad des zweiten Zahnradsatzes verbindet. Fünf Drehmomentübertragungsmechanismen
sind selektiv einrückbar,
um eines von den ersten Elementen, den zweiten Elementen, den dritten
Elementen, den ersten Zahnrädern und
den zweiten Zahnrädern
mit zumindest einem von den ersten Elementen, den zweiten Elementen, den
dritten Elementen, den ersten Zahnrädern, den zweiten Zahnrädern und
einem feststehenden Element zu verbinden. Die Drehmomentübertragungsmechanismen
sind selektiv in Kombinationen von zumindest dreien einrückbar, um
zumindest acht Vorwärtsgänge und
zumindest einen Rückwärtsgang zwischen
dem Antriebselement und dem Abtriebselement herzustellen.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein erster der fünf Drehmomentübertragungsmechanismen
selektiv einrückbar,
um das Antriebselement und/oder das zweite Element des ersten Planetenradsatzes
mit dem zweiten Zahnrad des dritten Zahnradsatzes zu verbinden.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein zweiter der fünf Drehmomentübertragungsmechanismen
selektiv einrückbar, um
das dritte Element des ersten Planetenradsatzes und/oder das erste Zahnrad
des zweiten Zahnradsatzes mit dem zweiten Zahnrad des dritten Zahnradsatzes
zu verbinden.
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Gemäß noch einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein dritter der fünf Drehmomentübertragungsmechanismen
selektiv einrückbar, um
das zweite Zahnrad des ersten Zahnradsatzes mit dem dritten Element
des dritten Planetenradsatzes zu verbinden.
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Gemäß noch einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein vierter der fünf Drehmomentübertragungsmechanismen
selektiv einrückbar, um
das zweite Element des dritten Planetenradsatzes mit dem dritten
Element des zweiten Planetenradsatzes zu verbinden.
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Gemäß noch einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein fünfter der
fünf Drehmomentübertragungsmechanismen
selektiv einrückbar, um
das erste Zahnrad des ersten Zahnradsatzes und/oder das erste Element
des ersten Planetenradsatzes mit dem feststehenden Element zu verbinden.
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Gemäß noch einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung sind der erste und zweite
Drehmomentübertragungsmechanismus
mit dem zweiten Zahnrad des dritten koplanaren Zahnradsatzes durch eine
erste Hohlwelle verbunden, der fünfte
Drehmomentübertragungsmechanismus
ist mit dem ersten Zahnrad des ersten koplanaren Zahnradsatzes und dem
ersten Element des ersten Planetenradsatzes durch eine zweite Hohlwelle
verbunden, und die erste und zweite Hohlwelle sind konzentrisch
mit dem Antriebselement.
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Gemäß noch einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der vierte Drehmomentübertragungsmechanismus
mit dem dritten Element des zweiten Planetenradsatzes durch eine
dritte Hohlwelle verbunden, und die dritte Hohlwelle ist konzentrisch
mit dem vierten, fünften
und sechsten Verbindungselement.
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Gemäß noch einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Antriebselement
ständig mit
dem zweiten Element des ersten Planetenradsatzes verbunden, und
das Abtriebselement ist ständig mit
dem zweiten Zahnrad des vierten Zahnradsatzes verbunden.
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Gemäß noch einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die ersten Elemente
Sonnenräder,
die zweiten Elemente sind Träger,
und die dritten Elemente sind Hohlräder.
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Gemäß noch einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die ersten Zahnräder und die
zweiten Zahnräder
in jedem von dem ersten, zweiten, dritten und vierten Zahnradsatz
koplanar.
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Gemäß noch einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung sind das dritte, vierte,
fünfte
und sechste Verbindungselement von dem Antriebselement, dem ersten
Verbindungselement und dem zweiten Verbindungselement versetzt.
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Gemäß noch einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Abtriebselement
von dem ersten, zweiten, dritten, vierten, fünften und sechsten Verbindungselement
und dem Antriebselement versetzt.
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Gemäß noch einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das feststehende Element
ein Getriebegehäuse.
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Eine
andere Ausführungsform
des Getriebes der vorliegenden Erfindung umfasst ein Antriebselement,
ein Abtriebselement, einen ersten, zweiten und dritten Planetenradsatz,
die jeweils ein Sonnenrad, einen Träger und ein Hohlrad aufweisen,
wobei das Antriebselement ständig
mit dem Träger
des ersten Planetenradsatzes verbunden ist, einen ersten, zweiten,
dritten und vierten Zahnradsatz, die jeweils ein erstes Zahnrad
aufweisen, das mit einem zweiten Zahnrad kämmt, wobei das Abtriebselement
ständig mit
dem zweiten Zahnrad des vierten Zahnradsatzes verbunden ist, ein
erstes Verbindungselement, das das erste Zahnrad des ersten Zahnradsatzes
ständig mit
dem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes verbindet, ein zweites
Verbindungselement, das das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes
ständig
mit dem ersten Zahnrad des zweiten Zahnradsatzes verbindet, ein
drittes Verbindungselement, das das erste Zahnrad des vierten Zahnradsatzes
ständig
mit dem Träger
des dritten Planetenradsatzes verbindet, ein viertes Verbindungselement,
das das Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes ständig mit
dem ersten Zahnrad des dritten Zahnradsatzes verbindet, ein fünftes Verbindungselement,
das den Träger
des zweiten Planetenradsatzes ständig
mit dem ersten Zahnrad des dritten Zahnradsatzes verbindet, und ein
sechstes Verbindungselement, das das Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes
ständig
mit dem zweiten Zahnrad des zweiten Zahnradsatzes verbindet. Ein
erster Drehmomentübertragungsmechanismus
ist selektiv einrückbar,
um das Antriebselement und/oder den Träger des ersten Planetenradsatzes mit
dem zweiten Zahnrad des dritten Zahnradsatzes zu verbinden, ein
zweiter Drehmomentübertragungsmechanismus
ist selektiv einrückbar,
um das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes und/oder das erste Zahnrad
des zweiten Zahnradsatzes mit dem zweiten Zahnrad des dritten Zahnradsatzes
zu verbinden, ein dritter Drehmomentübertragungsmechanismus ist
selektiv einrückbar,
um das zweite Zahnrad des ersten Zahnradsatzes mit dem Hohlrad des
dritten Planetenradsatzes zu verbinden, ein vierter Drehmoment übertragungsmechanismus
ist selektiv einrückbar,
um den Träger
des dritten Planetenradsatzes mit dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes
zu verbinden, und ein fünfter
Drehmomentübertragungsmechanismus
ist selektiv einrückbar,
um das erste Zahnrad des ersten Zahnradsatzes und das Sonnenrad
des ersten Planetenradsatzes mit einem feststehenden Element zu
verbinden. Die Drehmomentübertragungsmechanismen
sind selektiv in Kombinationen von zumindest dreien einrückbar, um
zumindest acht Vorwärtsgänge und
zumindest einen Rückwärtsgang
zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement herzustellen.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die ersten Zahnräder und
die zweiten Zahnräder
in jedem von dem ersten, zweiten, dritten und vierten Zahnradsatz
koplanar.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung sind das dritte, vierte,
fünfte
und sechste Verbindungselement von dem Antriebselement, dem ersten
Verbindungselement und dem zweiten Verbindungselement versetzt.
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Gemäß noch einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Abtriebselement
von dem ersten, zweiten, dritten, vierten, fünften und sechsten Verbindungselement
und dem Antriebselement versetzt.
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Gemäß noch einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das feststehende Element
ein Getriebegehäuse.
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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; und
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3 ist
eine Wahrheitstabelle, die den Einrückungszustand der verschiedenen
Drehmomentübertragungselemente
in jedem der verfügbaren
Vorwärts-
und Rückwärtsgänge oder
-übersetzungsverhältnisse
des in 2 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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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 Zahnradsatz dar. Hebel mit durchgezogenem
Linienzug stellen einen Planetenradsatz dar, wobei die drei grundlegenden
mechani schen Bauteile des Planetenradsatzes jeweils durch einen
Knoten dargestellt sind. Daher enthält ein Hebel eines einzelnen
Planetenradsatzes drei Knoten: einen für das Sonnenrad, einen für den Planetenradträger und
einen für
das Hohlrad. Hebel in gestricheltem Linienzug sind Stirnräder- oder Außenantriebszahnradsätze, die
in dem Hebeldiagramm als Planetenradsätze dargestellt sein können, die
auf Masse festgelegte Planetenträger
aufweisen. Dementsprechend stellen die äußeren Knoten die ersten und
zweiten Antriebszahnräder dar,
und der innere Knoten stellt die imaginären, auf Masse festgelegten
Planetenträger
dar. Die relative Länge
zwischen den Knoten jedes Hebels kann dazu verwendet werden, das
Hohlrad/Sonnenrad-Verhältnis
und das Übersetzungsverhältnis von
dem ersten Antriebszahnrad zu dem zweiten Antriebszahnrad eines
jeden 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 Drehmomentübertragungseinrichtung
eine Bremse ist, ist ein Satz ineinander greifender Finger mit einer
Masse gekoppelt. 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 ersten Außenzahnradsatz 20 mit
drei Knoten: einem ersten Knoten 20A, einem zweiten Knoten 20B und
einem dritten Knoten 20C, einen zweiten Außenzahnradsatz 22 mit drei
Knoten: einem ersten Knoten 22A, einem zweiten Knoten 22B und
einem dritten Knoten 22C, einen zweiten Außenzahnradsatz 24 mit
drei Knoten: einem dritten Knoten 24A, einem zweiten Knoten 24B und
einem dritten Knoten 24C, einen vierten Außenzahnradsatz 26 mit
drei Knoten: einem ersten Knoten 26A, einem zweiten Knoten 26B und
einem dritten Knoten 26C, und eine Abtriebswelle oder ein
Abtriebselement 30.
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Das
Antriebselement 12 ist mit dem zweiten Knoten 14B des
ersten Planetenradsatzes 14 gekoppelt. Das Abtriebselement 30 ist
mit dem dritten Knoten 26C des vierten Außenzahnradsatzes 26 gekoppelt.
Der erste Knoten 14A des ersten Planetenradsatzes 14 ist
mit dem ersten Knoten 20A des ersten Außenzahnradsatzes 20 gekoppelt.
Der dritte Knoten 14C des ersten Planetenradsatzes 14 ist
mit dem ersten Knoten 22A des zweiten Außenzahnradsatzes 22 gekoppelt.
Der dritte Knoten 22C des zweiten Außenzahnradsatzes 22 ist
mit dem dritten Knoten 16C des zweiten Planetenradsatzes 16 gekoppelt. Der
erste Knoten 16A des zweiten Planetenradsatzes 16 ist
mit dem ersten Knoten 18A des dritten Planetenradsatzes 18 und
mit dem ersten Knoten 24A des dritten Außenzahnradsatzes 24 gekoppelt.
Der zweite Knoten 18B des dritten Planetenradsatzes 18 ist
mit dem ersten Knoten 26A des vierten Außenzahnradsatzes 26 gekoppelt.
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Eine
erste Kupplung 40 verbindet den zweiten Knoten 14B des
ersten Planetenradsatzes 14 selektiv mit dem dritten Knoten 24C des
dritten Außenzahnradsatzes 24.
Eine zweite Kupplung 42 verbindet den ersten Knoten 22A des
zweiten Außenzahnradsatzes 22 selektiv
mit dem dritten Knoten 24C des dritten Außenzahnradsatzes 24.
Eine dritte Kupplung 44 verbindet den dritten Knoten 20C des
ersten Außenzahnradsatzes 20 selektiv
mit dem dritten Knoten 18C des dritten Planetenradsatzes 18.
Eine vierte Kupplung 46 verbindet den zweiten Knoten 18B des dritten
Planetenradsatzes 18 und den ersten Knoten 26A des
vierten Außenzahnradsatzes 26 selektiv
mit dem zweiten Knoten 16B des zweiten Planetenradsatzes 16.
Eine Bremse 48 verbindet den ersten Knoten 14A des
ersten Planetenradsatzes 14 selektiv mit einem feststehenden
Element oder einem Getriebegehäuse 50.
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Nun
unter Bezugnahme auf 2 stellt ein schematisches Diagramm
eine 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 oder Verbindungen sind entsprechend dargestellt,
wohingegen die Knoten der Planetenradsätze nun als Bauteile von Planetenradsätzen, wie
Sonnenräder,
Hohlräder, Planetenräder und
Planetenradträger,
erscheinen und die Knoten der Außenantriebszahnradsätze nun als
Bauteile der Außenantriebszahnradsätze, wie erste
und zweite Antriebszahnräder,
erscheinen.
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Beispielsweise
umfasst der Planetenradsatz 14 ein Sonnenrad 14A,
einen Planetenradträger 14B und
ein Hohlrad 14C. Der Planetenradträger 14B lagert drehbar
einen Satz Planetenräder 14D,
die konfiguriert sind, um mit sowohl dem Sonnenrad 14A als auch
dem Hohlrad 14C zu kämmen.
Das Sonnenrad 14A ist zur gemeinsamen Rotation mit einer
ersten Welle oder einem ersten Verbindungselement 52 verbunden.
Das Hohlrad 14C ist zur gemeinsamen Rotation mit einer
zweiten Welle oder einem zweiten Verbindungselement 54 verbunden.
Der Planetenträger 14B ist
zur ge meinsamen Rotation mit der Antriebswelle oder dem Antriebselement 12 verbunden.
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Der
Planetenradsatz 16 umfasst ein Sonnenrad 16C,
einen Planetenradträger 16B und
ein Hohlrad 16A. Der Planetenradträger 16B lagert drehbar einen
Satz Planetenräder 16D und 16E.
Die Planetenräder 16D sind
jeweils konfiguriert, um mit den Planetenrädern 16E und dem Hohlrad 16A zu
kämmen.
Die Planetenräder 16E sind
ausgestaltet, um mit den Planetenrädern 16D und mit dem
Sonnenrad 16C zu kämmen.
Das Sonnenrad 16C ist zur gemeinsamen Rotation mit einer
dritten Welle oder einem dritten Verbindungselement 56 verbunden.
Das Hohlrad 16A ist zur gemeinsamen Rotation mit einer
vierten Welle oder einem vierten Verbindungselement 58 verbunden.
Der Planetenträger 16B ist
zur gemeinsamen Rotation mit einer fünften Welle oder einem fünften Verbindungselement 60 verbunden.
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Der
Planetenradsatz 18 umfasst ein Sonnenrad 18A,
einen Planetenradträger 18B und
ein Hohlrad 18C. Der Planetenradträger 18B lagert drehbar einen
Satz Planetenräder 18D,
die jeweils konfiguriert sind, um mit sowohl dem Sonnenrad 18A als auch
dem Hohlrad 18C zu kämmen.
Das Sonnenrad 18A ist zur gemeinsamen Rotation mit einer
sechsten Welle oder einem sechsten Verbindungselement 62 verbunden.
Das Hohlrad 18C ist zur gemeinsamen Rotation mit einer
siebten Welle oder einem siebten Verbindungselement 64 verbunden.
Der Planetenträger 18B ist
zur gemeinsamen Rotation mit einer achten Welle oder einem achten
Verbindungselement 66 und einer neunten Welle oder einem
neunten Verbindungselement 68 verbunden.
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Der
Außenzahnradsatz 20 umfasst
ein erstes Zahnradelement 20A, das mit einem zweiten Zahnradelement 20C kämmt. Das
erste Zahnradele ment 20A ist zur gemeinsamen Rotation mit
dem ersten Verbindungselement 52 verbunden. Das zweite Zahnradelement 20C ist
zur gemeinsamen Rotation mit einer zehnten Welle oder einem zehnten
Verbindungselement 70 verbunden.
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Der
Außenzahnradsatz 22 umfasst
ein erstes Zahnradelement 22A, das mit einem zweiten Zahnradelement 22C kämmt. Das
erste Zahnradelement 22A ist zur gemeinsamen Rotation mit
dem zweiten Verbindungselement 54 und mit einem elften Verbindungselement 72 verbunden.
Das zweite Zahnradelement 22C ist zur gemeinsamen Rotation mit
dem dritten Verbindungselement 56 verbunden.
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Der
Außenzahnradsatz 24 umfasst
ein erstes Zahnradelement 24A, das mit einem zweiten Zahnradelement 24C kämmt. Das
erste Zahnradelement 24A ist zur gemeinsamen Rotation mit
dem sechsten Verbindungselement 62 und dem fünften Verbindungselement 60 verbunden.
Das zweite Zahnradelement 24C ist zur gemeinsamen Rotation mit
einer zwölften
Welle oder einem zwölften
Verbindungselement 74 verbunden.
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Der
Außenzahnradsatz 26 umfasst
ein erstes Zahnradelement 26A, das mit einem zweiten Zahnradelement 26C kämmt. Das
erste Zahnradelement 26A ist zur gemeinsamen Rotation mit
dem neunten Verbindungselement 68 verbunden. Das zweite
Zahnradelement 26C ist zur gemeinsamen Rotation mit dem
Abtriebselement 30 verbunden.
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Die
Antriebswelle oder das Antriebselement 12 ist ständig mit
einer Maschine (die nicht gezeigt ist) oder mit einem Turbinenrad
eines Drehmomentwandlers (der nicht gezeigt ist) verbunden. Die
Abtriebswelle oder das Abtriebselement 30 ist ständig mit
der Achsantriebseinheit oder dem Verteilergetriebe (das nicht gezeigt
ist) verbunden.
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Die
Drehmomentübertragungselemente oder
die Kupplungen 40, 42, 44, 46 und
die Bremse 48 sorgen für
eine selektive Verbindung der Wellen oder Verbindungselemente, der
Elemente der Planetenradsätze
und Außenzahnradsätze und
des Getriebegehäuses.
Beispielsweise ist die erste Kupplung 40 selektiv einrückbar, um
das Antriebselement 12 mit dem zwölften Verbindungselement 74 zu
verbinden. Die zweite Kupplung 42 ist selektiv einrückbar, um
das elfte Verbindungselement 72 mit dem zwölften Verbindungselement 74 zu
verbinden. Die dritte Kupplung 44 ist selektiv einrückbar, um
das zehnte Verbindungselement 70 mit dem siebten Verbindungselement 64 zu
verbinden. Die vierte Kupplung 46 ist selektiv einrückbar, um
das vierte Verbindungselement 58 mit dem achten Verbindungselement 66 zu
verbinden. Die Bremse 48 ist selektiv einrückbar, um
das erste Verbindungselement 52 mit einem feststehenden
Element oder dem Getriebegehäuse 50 zu
verbinden und somit eine Rotation des ersten Verbindungselements 52,
und daher des ersten Zahnradelements 20A und des Sonnenrads 14A,
relativ zu dem Getriebegehäuse 50 einzuschränken.
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In
dem besonderen angeführten
Beispiel ist das Getriebe 10 längs dreier paralleler und voneinander
beabstandeter Achsen angeordnet, die eine durch das Antriebselement 12 definierte
erste Achse, eine durch das sechste Verbindungselement 62 und das
neunte Verbindungselement 68 definierte zweite Achse und
eine durch das Abtriebselement 30 definierte dritte Achse
umfassen. Dementsprechend sind in dem angeführten Beispiel die Verbindungselemente 52, 54, 72, 74,
der Planetenradsatz 14, das erste Zahnradelement 20A,
das erste Zahnradelement 22A, das zweite Zahnradelement 24C,
die Bremse 48 und die Kupplungen 40, 42 alle
koaxial mit der ersten Achse. Die Verbindungselemente 56, 58, 60, 64, 66 und 70,
das erste Zahnradelement 26A, das zweite Zahnradelement 20C, das
zweite Zahnradelement 22C, das erste Zahnradelement 24A,
die dritte Kupplung 44, die vierte Kupplung 46 und
die Planetenradsätze 16, 18 sind
alle koaxial mit der zweiten Achse. Schließlich ist das zweite Zahnradelement 26C koaxial
mit der dritten Achse. Zusätzlich
ist das Getriebe 10 bevorzugt für ein Fahrzeug mit Vorderradantrieb ausgestaltet.
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Nun
wird unter Bezugnahme auf 3 die Arbeitsweise
der Ausführungsformen
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 30 in zumindest acht Vorwärtsgängen oder
-drehmomentverhältnissen
und zumindest einem Rückwärtsgang
oder -drehmomentverhältnis
zu übertragen.
Jeder Vorwärts-
und Rückwärtsgang
oder jedes Vorwärts- und Rückwärtsdrehmomentverhältnis wird
durch Einrückung
von einem oder mehreren der Drehmomentübertragungsmechanismen (d.
h. erste Kupplung 40, zweite Kupplung 42, dritte
Kupplung 44, vierte Kupplung 46 und Bremse 48)
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.
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Um
den Rückwärtsgang
herzustellen, werden die dritte Kupplung 44, die vierte
Kupplung 46 und die Bremse 48 eingerückt oder
aktiviert. Die dritte Kupplung 44 verbindet das siebte
Verbindungselement 64 mit dem zehnten Verbindungselement 70. Die
vierte Kupplung 46 verbindet das vierte Verbindungselement 58 mit
dem achten Verbindungselement 66. Die Bremse 48 verbindet
das erste Verbindungselement 52 mit einem feststehenden
Element oder dem Getriebegehäuse 50,
um eine Rotation des ersten Verbindungselements 52, und
daher des ersten Zahnradelements 20A und des Sonnenrads 14A, relativ
zu dem Getriebegehäuse 50 einzuschränken. 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 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 eine Abweichung vom Geist und Schutzumfang der Erfindung
anzusehen.