-
QUERVERWEIS AUF VERWANDTE
ANMELDUNGEN
-
Diese
Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen
US-Anmeldung Nr. 60/974,960, die am 25. September 2007 eingereicht
wurde. Der Offenbarungsgehalt der obigen Anmeldung ist hierin durch
Bezugnahme mit aufgenommen.
-
GEBIET
-
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.
-
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
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.
-
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,
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 Bremsen.
-
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 Element des zweiten Planetenradsatzes
ständig mit dem ersten Zahnrad des dritten Zahnradsatzes
und dem ersten Element des dritten Planetenradsatzes verbindet, ein
viertes Verbindungselement, das das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes
ständig mit dem zweiten Zahnrad des zweiten Zahnradsatzes verbindet,
und ein fünftes Verbindungselement, das das zweite Element
des dritten Planetenradsatzes ständig mit dem ersten Zahnrad
des vierten 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.
-
Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein erster der fünf
Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar,
um das zweite Zahnrad des dritten Zahnradsatzes mit dem zweiten
Element des ersten Planetenradsatzes und/oder dem Antriebselement
zu verbinden.
-
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.
-
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.
-
Gemäß noch
einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein vierter
der fünf Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv
einrückbar, um das dritte Element des dritten Planetenradsatzes mit
dem zweiten Element des zweiten Planetenradsatzes zu verbinden.
-
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.
-
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.
-
Gemäß noch
einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der vierte Drehmomentübertragungsmechanismus
mit dem zweiten Element des zweiten Planetenradsatzes durch eine
dritte Hohlwelle verbunden, die konzentrisch mit dem dritten Verbindungselement
ist.
-
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.
-
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 sind die ersten
Zahnräder und die zweiten Zahnräder in jedem von
dem ersten, zweiten, dritten und vierten Zahnradsatz koplanar.
-
Gemäß noch
einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung sind das Antriebselement,
das erste und zweite Verbindungselement und der erste Planetenradsatz
koaxial, und das dritte, vierte und fünfte Verbindungselement,
der zweite Planetenradsatz und der dritte Planetenradsatz sind koaxial.
-
Gemäß noch
einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Abtriebselement
von dem ersten, zweiten, dritten, vierten und fünften Verbindungselement
und dem Antriebselement versetzt.
-
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 und dritten Planetenradsatz, die jeweils ein erstes, zweites
und drittes Element aufweisen, wobei das Antriebselement ständig
mit dem zweiten Element des ersten Planetenradsatzes verbunden ist,
einen ersten, zweiten, dritten und vierten Zahnradsatz, die jeweils
ein erstes Zahnrad aufweisen, das mit einem zweiten Zahnradsatz
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 ersten Element des ersten Planetenradsatzes
verbindet, ein zweites Verbindungselement, das das dritte Element
des ersten Planetenradsatzes ständig mit dem ersten Zahnrad des
zweiten Zahnradsatzes verbindet, ein drittes Verbindungselement,
das das erste Element des zweiten Planetenradsatzes ständig
mit dem ersten Zahnrad des dritten Zahnradsatzes und dem ersten
Element des dritten Planetenradsatzes verbindet, ein viertes Verbindungselement,
das das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes ständig
mit dem zweiten Zahnrad des zweiten Zahnradsatzes verbindet, und
ein fünftes Verbindungselement, das das zweite Element
des dritten Planetenradsatzes ständig mit dem ersten Zahnrad
des vierten Zahnradsatzes verbindet. Ein erster Drehmomentübertragungsmechanismus
ist selektiv einrückbar, um das zweite Zahnrad des dritten
Zahnradsatzes mit dem zweiten Element des ersten Planetenradsatzes
und/oder dem Antriebselement zu verbinden, ein zweiter Drehmomentübertragungsmechanismus
ist 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,
ein dritter Drehmomentübertragungsmechanismus ist selektiv
einrückbar, um das zweite Zahnrad des ersten Zahnradsatzes
mit dem dritten Element des dritten Planetenradsatzes zu verbinden,
ein vierter Drehmomentübertragungsmechanismus ist selektiv
einrückbar, um das dritte Element des dritten Planetenradsatzes
mit dem zweiten Element des zweiten Planetenradsatzes zu verbinden,
und ein fünfter Drehmomentübertragungsmechanismus
ist selektiv einrückbar, um das erste Zahnrad des ersten
Zahnradsatzes und das erste Element 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.
-
In
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 sind die ersten Zahnräder
und die zweiten Zahnräder in jedem von dem ersten, zweiten, dritten
und vierten Zahnradsatz koplanar.
-
Gemäß noch
einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung sind das Antriebselement,
das erste und zweite Verbindungselement und der erste Planetenradsatz
koaxial, und das dritte, vierte und fünfte Verbindungselement,
der zweite Planetenradsatz und der dritte Planetenradsatz sind koaxial.
-
Gemäß noch
einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Abtriebselement
von dem ersten, zweiten, dritten, vierten und fünften Verbindungselement
und dem Antriebselement versetzt.
-
Gemäß noch
einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das feststehende
Element ein Getriebegehäuse.
-
Eine
nochmals 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
Zahnradsatz 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
Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes ständig mit dem
ersten Zahnrad des dritten Zahnradsatzes und dem Sonnenrad des dritten
Planetenradsatzes verbindet, ein viertes Verbindungselement, das
das Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes ständig mit dem
zweiten Zahnrad des zweiten Zahnradsatzes verbindet, und ein fünftes Verbindungselement,
das den Träger des dritten Planetenradsatzes ständig
mit dem ersten Zahnrad des vierten Zahnradsatzes verbindet. Ein
erster Drehmomentübertragungsmechanismus ist selektiv einrückbar,
um das zweite Zahnrad des dritten Zahnradsatzes mit dem Träger
des ersten Planetenradsatzes und/oder dem Antriebselement 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 Drehmomentübertragungsmechanismus ist selektiv
einrückbar, um das Hohlrad des dritten Planetenradsatzes
mit dem Träger des zweiten Planetenradsatzes zu verbinden, und
ein fünfter Drehmomentübertragungsmechanismus
ist selektiv einrückbar, um das erste Zahnrad des ersten
Zahnradsatzes und/oder 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.
-
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.
-
Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung sind das Antriebselement,
das erste und zweite Verbindungselement und der erste Planetenradsatz
koaxial, wobei das dritte, vierte und fünfte Verbindungselement,
der zweite Planetenradsatz und der dritte Planetenradsatz koaxial
sind.
-
Gemäß noch
einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Abtriebselement
von dem ersten, zweiten, dritten, vierten und fünften Verbindungselement
und dem Antriebselement versetzt.
-
Gemäß noch
einem anderen 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.
-
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
mechanischen Bauteile des Planetenradsatzes jeweils durch einen
Knoten darge stellt 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 das erste und zweite Antriebszahnrad dar, und der innere
Knoten stellt den 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.
-
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 ersten 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.
-
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 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 dritte Knoten 16C des zweiten Planetenradsatzes 16 ist
mit dem dritten Knoten 22C des zweiten Außenzahnradsatzes 22 gekoppelt.
Der zweite Knoten 18B des dritten Planetenradsatzes 18 ist
mit dem ersten Knoten 26A des vierten Außenzahnradsatzes 26 gekoppelt.
-
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 dritten Knoten 14C des ersten Planetenradsatzes 14 und
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 16B des
zweiten Planetenradsatzes 16 selektiv mit dem dritten Knoten 18C des
dritten Planetenradsatzes 18. Eine erste Bremse 48 verbindet den
ersten Knoten 14A des ersten Planetenradsatzes 14 selektiv
mit einem feststehenden Element oder Getriebegehäuse 50.
-
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.
-
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.
Der Planetenträger 14B ist zur gemeinsamen Rotation
mit der Antriebswelle oder dem Antriebselement 12 verbunden.
Das Hohlrad 14C ist zur gemeinsamen Rotation mit einer
zweiten Welle oder einem zweiten Verbindungselement 54 verbunden.
-
Der
Planetenradsatz 16 umfasst ein Sonnenrad 16A,
einen Planetenradträger 16B und ein Hohlrad 16C.
Der Planetenradträger 16B lagert drehbar einen
Satz Planetenräder 16D, die konfiguriert sind, um
mit sowohl dem Sonnenrad 16A als auch dem Hohlrad 16C zu
kämmen. Das Sonnenrad 16A ist zur gemeinsamen
Rotation mit einer dritten Welle oder einem dritten Verbindungselement 56 verbunden. Das
Hohlrad 16C 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.
-
Der
Planetenradsatz 18 umfasst ein Sonnenrad 18A,
einen Planetenradträger 18B und ein Hohlrad 18C.
Der Planetenradträger 18B lagert drehbar einen
Satz Planetenräder 18D, die konfiguriert sind, um
mit sowohl dem Sonnenrad 18A als auch dem Hohlrad 18C zu
kämmen. Das Sonnenrad 18A ist zur gemeinsamen
Rotation mit der dritten Welle oder dem dritten Verbindungselement 56 verbunden.
Das Hohlrad 18C ist zur gemeinsamen Rotation mit einer sechsten
Welle oder einem sechsten Verbindungselement 62 und 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 verbunden.
-
Der
Außenzahnradsatz 20 umfasst ein erstes Zahnradelement 20A,
das mit einem zweiten Zahnradelement 20C kämmt.
Das erste Zahnradelement 20A ist zur gemeinsamen Rotation
mit der ersten Welle oder dem ersten Verbindungselement 52 verbunden.
Das zweite Zahnradelement 20C ist zur gemeinsamen Rotation
mit einer neunten Welle oder einem neunten Verbindungselement 68 verbunden.
-
Der
Außenzahnradsatz 22 umfasst ein erstes Zahnradelement 22A,
das mit einem zweiten Zahnradelement 22C kämmt.
Das erste Zahnradelement 22A ist zur gemeinsamen Rotation
mit der zweiten Welle oder dem zweiten Verbindungselement 54 und
einer zehnten Welle oder einem zehnten Verbindungselement 70 verbunden.
Das zweite Zahnradelement 22C ist zur gemeinsamen Rotation
mit dem vierten Verbindungselement 58 verbunden.
-
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 dritten Verbindungselement 56 verbunden. Das zweite Zahnradelement 24C ist
zur gemeinsamen Rotation mit einer elften Welle oder einem elften
Verbindungselement 72 verbunden.
-
Der
Außenzahnradsatz 26 umfasst ein erstes Zahnradelement 26A,
das mit einem zweiten Zahnradelement 26C kämmt.
Das erste Zahnradelement 26A ist zur gemeinsamen Rotation
mit der achten Welle oder dem achten Verbindungselement 66 verbunden.
Das zweite Zahnradelement 26C ist zur gemeinsamen Rotation
mit dem Abtriebselement 30 verbunden.
-
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.
-
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 elften Verbindungselement 72 zu
verbinden. Die zweite Kupplung 42 ist selektiv einrückbar,
um das elfte Verbindungselement 72 mit dem zehnten Verbindungselement 70 zu
verbinden. Die dritte Kupplung 44 ist selektiv einrückbar,
um das sechste Verbindungselement 62 mit dem neunten Verbindungselement 68 zu
verbinden. Die vierte Kupplung 46 ist selektiv einrückbar,
um das fünfte Verbindungselement 60 mit dem siebten
Verbindungselement 64 zu verbinden. Die erste 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.
-
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 dritte Verbindungselement 56 und
das achte Verbindungselement 66 definierte zweite Achse
und eine durch das Abtriebselement 30 definierte dritte
Achse umfassen. Dementsprechend sind in dem angeführten
Beispiel die Verbindungselemente 52, 54, 70 und 72,
der Planetenradsatz 14, das erste Zahnradelement 20A,
das erste Zahnradelement 22A, das zweite Zahnradelement 24C,
die erste Bremse 48 und die Kupplungen 40, 42 alle
koaxial mit der ersten Achse. Die Verbindungselemente 58, 60, 62, 64, 66 und 68,
die Planetenradsätze 16 und 18, das zweite
Zahnradelement 20C, das zweite Zahnradelement 22C,
das erste Zahnradelement 24A, das erste Zahnradelement 26A,
die dritte Kupplung 44, die vierte Kupplung 46 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.
-
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 erste
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.
-
Um
den Rückwärtsgang herzustellen, werden die dritte
Kupplung 44, die vierte Kupplung 46 und die erste
Bremse 48 eingerückt oder aktiviert. Die dritte
Kupplung 44 verbindet das sechste Verbindungselement 62 mit
dem neunten Verbindungselement 68. Die vierte Kupplung 46 verbindet
das fünfte Verbindungselement 60 mit dem siebten
Verbindungselement 64. Die erste 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.
-
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.
-
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.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- - SAE Paper
810102 "The Lever Analogy: A New Tool in Transmission Analysis"
von Genford und Leising [0038]