-
TECHNISCHES GEBIET
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Lastschaltgetriebe, das vier
Planetenradsätze aufweist, die durch sechs Drehmomentübertragungseinrichtungen
gesteuert werden, um zumindest zehn Vorwärtsgänge
und einen Rückwärtsgang bereitzustellen.
-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
Pkw
umfassen einen Antriebsstrang, der aus einem Motor, einem Mehrganggetriebe
und einem Differential- oder Achsantrieb besteht. Das Mehrganggetriebe
erhöht den Gesamtbetriebsbereich des Fahrzeugs, indem es
zulässt, dass der Motor seinen Drehmomentbereich mehrmals
durchlaufen kann. Die Anzahl von Vorwärtsgängen,
die in dem Getriebe verfügbar ist, bestimmt die Häufigkeit,
mit der der Drehmomentbereich des Motors wiederholt durchlaufen
werden kann. Frühe Automatikgetriebe wiesen zwei Drehzahlbereiche
auf. Dies begrenzte den Gesamtdrehzahlbereich des Fahrzeugs stark
und erforderte daher einen relativ großen Motor, der einen breiten
Drehzahl- und Drehmomentbereich erzeugen konnte. Dies führte
dazu, dass der Motor während der Fahrt bei einem spezifischen
Kraftstoffverbrauchspunkt arbeitete, der nicht der Punkt mit der höchsten
Wirtschaftlichkeit war. Daher waren von Hand geschaltete (Vorgelegewellen-Getriebe)
am beliebtesten.
-
Mit
dem Aufkommen von Drei- und Viergang-Automatikgetrieben nahm die
Beliebtheit des automatisch schaltenden (Planetenrad-)Getriebes bei den
Autofahrern zu. Diese Getriebe verbesserten das Betriebsverhalten
und die Kraftstoffwirtschaftlichkeit des Fahrzeugs. Die erhöhte
Anzahl von Gängen verringert die Stufengröße
zwischen Übersetzungsverhältnissen und verbessert
daher die Schaltqualität des Getriebes, indem es die Gangwechsel
für den Bediener bei normaler Fahrzeugbeschleunigung im
Wesentlichen nicht wahrnehmbar macht.
-
Sechsganggetriebe
bieten mehrere Vorteile gegenüber Vier- und Fünfganggetrieben,
die eine verbesserte Fahrzeugbeschleunigung und eine verbesserte
Kraftstoffwirtschaftlichkeit einschließen. Während
viele Lkw Lastschaltgetriebe mit sechs oder mehr Vorwärtsgängen
anwenden, werden Pkw aufgrund der Größe und Komplexität
dieser Getriebe noch mit Drei- und Viergang-Automatikgetrieben und relativ
wenigen Fünf- oder Sechsgangeinrichtungen hergestellt.
-
Sieben-,
Acht-, Neun und Zehnganggetriebe bieten weitere Verbesserungen bei
der Beschleunigung und Kraftstoffwirtschaftlichkeit gegenüber Sechsganggetrieben.
Wie bei den oben diskutierten Sechsganggetrieben ist jedoch die
Entwicklung von Sieben-, Acht-, Neun- und Zehnganggetrieben aufgrund
der Komplexität, Größe und Kosten behindert worden.
-
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Getriebe
bereitzustellen, das vier Planetenradsätze aufweist, die
gesteuert werden, um zumindest zehn Vorwärtsgänge
und einen Rückwärtsgang bereitzustellen.
-
Die
Getriebefamilie der vorliegenden Erfindung weist vier Planetenradsätze
auf, von denen jeder ein erstes, zweites und drittes Element umfasst, wobei
die Elemente in beliebiger Reihenfolge ein Sonnenrad, ein Hohlrad
oder eine Planetenträgeranordnung umfassen können.
-
Bei
dem Verweis auf den ersten, zweiten, dritten und vierten Zahnradsatz
in dieser Beschreibung und in den Ansprüchen können
diese Sätze in den Zeichnungen in beliebiger Reihenfolge
mit ”erster” bis ”vierter” gezählt
sein (d. h. von links nach rechts, von rechts nach links usw.).
Zusätzlich können das erste, zweite oder dritte
Element jedes Zahnradsatzes in den Zeichnungen für jeden
Zahnradsatz in beliebiger Reihenfolge mit ”erstes” bis ”drittes” gezählt
sein (d. h. von oben nach unten, von unten nach oben usw.).
-
Jeder
Träger kann entweder ein Einzelplanetenträger
(einfach) oder ein Doppelplanetenträger (zusammengesetzt)
sein. Es sind auch Ausführungsformen mit langen Planeten
möglich.
-
Das
Antriebselement ist ständig mit dem zweiten Element des
ersten, zweiten oder vierten Planetenradsatzes verbunden. Das Abtriebselement ist
ständig mit dem zweiten oder dritten Element des zweiten,
dritten oder vierten Planetenradsatzes verbunden.
-
Ein
erstes Verbindungselement verbindet das erste oder dritte Element
des ersten Planetenradsatzes ständig mit dem ersten oder
zweiten Element des zweiten Planetenradsatzes.
-
Ein
zweites Verbindungselement verbindet das erste oder zweite Element
des ersten Planetenradsatzes ständig mit einem Element
des zweiten Planetenradsatzes.
-
Ein
drittes Verbindungselement verbindet ein Element des zweiten Planetenradsatzes
ständig mit dem ersten oder zweiten Element des dritten
Planetenradsatzes.
-
Ein
viertes Verbindungselement verbindet ein Element des dritten Planetenradsatzes
ständig mit dem ersten oder zweiten Element des vierten
Planetenradsatzes.
-
Eine
erste Drehmomentübertragungseinrichtung, wie eine Bremse,
verbindet ein Element des ersten Planetenradsatzes oder das zweite
Element des vierten Planetenradsatzes selektiv mit einem feststehenden
Element (Getriebegehäuse/Getriebekasten).
-
Eine
zweite Drehmomentübertragungseinrichtung, wie eine Bremse,
verbindet das dritte Element des dritten oder vierten Planetenradsatzes
selektiv mit einem feststehenden Element (Getriebegehäuse/Getriebekasten).
-
Eine
dritte Drehmomentübertragungseinrichtung, wie eine Bremse,
verbindet das erste Element des dritten Planetenradsatzes selektiv
mit einem feststehenden Element (Getriebegehäuse/Getriebekasten).
Alternativ verbindet eine dritte Drehmomentübertragungseinrichtung,
wie eine Kupplung, ein Element des ersten oder zweiten Planetenradsatzes
selektiv mit einem Element des dritten oder vierten Planetenradsatzes.
-
Eine
vierte Drehmomentübertragungseinrichtung, wie eine Kupplung,
verbindet ein Element des ersten oder zweiten Planetenradsatzes
selektiv mit einem Element des dritten oder vierten Planetenradsatzes.
-
Eine
fünfte Drehmomentübertragungseinrichtung, wie
eine Kupplung, verbindet ein Element des ersten oder zweiten Planetenradsatzes
selektiv mit einem Element des vierten Planetenradsatzes.
-
Eine
sechste Drehmomentübertragungseinrichtung, wie eine Kupplung,
verbindet ein Element des vierten Planetenradsatzes selektiv mit
dem ersten oder dritten Element des ersten oder dritten Planetenradsatzes.
-
Die
sechs Drehmomentübertragungseinrichtungen sind selektiv
in Kombinationen von dreien einrückbar, um zumindest zehn
Vorwärtsgänge und zumindest einen Rückwärtsgang
zu erzielen.
-
Eine
Vielfalt von Drehzahlverhältnissen und Verhältnisspreizungen
kann durch geeignetes Wählen der Zähneverhältnisse
der Planetenradsätze realisiert werden.
-
Die
obigen Merkmale und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der
besten Ausführungsarten der Erfindung, wenn diese in Verbindung
mit den begleitenden Zeichnungen genommen wird, leicht deutlich
werden.
-
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
-
1a ist
eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs, der ein Planetengetriebe
gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst;
-
1b ist
eine Wahrheitstabelle und ein Schaubild, die einige der Betriebseigenschaften
des in 1a gezeigten Antriebsstrangs
veranschaulichen;
-
1c ist
eine schematische Darstellung des Antriebsstrangs von 1a,
der in einer Hebeldiagrammform dargestellt ist;
-
2a ist
eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs, der ein Planetengetriebe
umfasst, das ein anderes Familienmitglied der vorliegenden Erfindung
enthält;
-
2b ist
eine Wahrheitstabelle und ein Schaubild, die einige der Betriebseigenschaften
des in 2a gezeigten Antriebsstrangs
veranschaulichen;
-
2c ist
eine schematische Darstellung des Antriebsstrangs von 2a,
der in einer Hebeldiagrammform dargestellt ist;
-
3a ist
eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs, der ein Planetengetriebe
umfasst, das ein anderes Familienmitglied der vorliegenden Erfindung
enthält;
-
3b ist
eine Wahrheitstabelle und ein Schaubild, die einige der Betriebseigenschaften
des in 3a gezeigten Antriebsstrangs
veranschaulichen;
-
3c ist
eine schematische Darstellung des Antriebsstrangs von 3a,
der in einer Hebeldiagrammform dargestellt ist;
-
4a ist
eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs, der ein Planetengetriebe
umfasst, das ein anderes Familienmitglied der vorliegenden Erfindung
enthält;
-
4b ist
eine Wahrheitstabelle und ein Schaubild, die einige der Betriebseigenschaften
des in 4a gezeigten Antriebsstrangs
veranschaulichen; und
-
4c ist
eine schematische Darstellung des Antriebsstrangs von 4a,
der in einer Hebeldiagrammform dargestellt ist.
-
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORM
-
Unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen ist in 1a ein
Antriebsstrang 10 gezeigt, der einen herkömmlichen
Motor und Drehmomentwandler 12, ein Planetengetriebe 14 und
einen herkömmlichen Achsantriebsmechanismus 16 aufweist.
Der Motor 12 kann unter Verwendung verschiedener Arten
von Kraftstoff beaufschlagt werden, um den Wirkungsgrad und die
Kraftstoffwirtschaftlichkeit einer besonderen Anwendung zu verbessern.
Derartige Kraftstoffe können beispielsweise Benzin; Diesel;
Ethanol; Dimethylether usw. umfassen.
-
Das
Planetengetriebe 14 umfasst ein Antriebselement 17,
das ständig mit dem Motor 12 verbunden ist, eine
Planetenradanordnung 18 und ein Abtriebselement 19,
das ständig mit dem Achsantriebsmechanismus 16 verbunden
ist. Die Planetenradanordnung 18 umfasst vier Planetenradsätze 20, 30, 40 und 50.
-
Der
Planetenradsatz 20 umfasst ein Sonnenrad 22, ein
Hohlrad 24 und eine Planetenträgeranordnung 26.
Die Planetenträgeranordnung 26 umfasst mehrere
Planetenräder 27, die drehbar an einem Träger 29 montiert
und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 22 als
auch dem Hohlrad 24 angeordnet sind.
-
Der
Planetenradsatz 30 umfasst ein Sonnenrad 32, ein
Hohlrad 34 und eine Planetenträgeranordnung 36.
Die Planetenträgeranordnung 36 umfasst mehrere
Planetenräder 37, die drehbar an einem Träger 39 montiert
und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 32 als
auch dem Hohlrad 34 angeordnet sind.
-
Der
Planetenradsatz 40 umfasst ein Sonnenrad 42, ein
Hohlrad 44 und eine Planetenträgeranordnung 46.
Die Planetenträgeranordnung 46 umfasst mehrere
Planetenräder 47, die an einem Träger 49 montiert
und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Hohlrad 44 als
auch dem Sonnenrad 42 angeordnet sind.
-
Der
Planetenradsatz 50 umfasst ein Sonnenrad 52, ein
Hohlrad 54 und eine Planetenträgeranordnung 56.
Die Planetenträgeranordnung 56 umfasst mehrere
Planetenräder 57, die an einem Träger 59 montiert
und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Hohlrad 54 als
auch dem Sonnenrad 52 angeordnet sind.
-
Die
Planetenradanordnung umfasst auch sechs Drehmomentübertragungseinrichtungen 80, 82, 84, 85, 86 und 87.
Die Drehmomentübertragungseinrichtungen 80, 82 und 84 sind
Drehmomentübertragungseinrichtungen vom feststehenden Typ, die üblicherweise
Bremsen oder Reaktionskupplungen genannt werden. Die Drehmomentübertragungseinrichtungen 85, 86 und 87 sind
Drehmomentübertragungseinrichtungen vom rotierenden Typ,
die üblicherweise Kupplungen genannt werden.
-
Das
Antriebselement 17 ist ständig mit der Planetenträgeranordnung 56 des
Planetenradsatzes 50 verbunden. Das Abtriebselement 19 ist
ständig mit dem Hohlrad 34 des Planetenradsatzes 30 verbunden.
-
Ein
erstes Verbindungselement 70 verbindet das Hohlrad 24 des
Planetenradsatzes 20 ständig mit dem Sonnenrad 32 des
Planetenradsatzes 30. Ein zweites Verbindungselement 72 verbindet
die Planetenträgeranordnung 26 des Planetenradsatzes 20 ständig
mit der Planetenträgeranordnung 36 des Planetenradsatzes 30.
Ein drittes Verbindungselement 74 verbindet das Sonnenrad 32 des
Planetenradsatzes 30 ständig mit der Planetenträgeranordnung 46 des
Planetenradsatzes 40. Ein viertes Verbindungselement 76 verbindet
das Sonnenrad 42 des Planetenradsatzes 40 ständig
mit dem Sonnenrad 52 des Planetenradsatzes 50.
-
Eine
erste Drehmomentübertragungseinrichtung, wie Bremse 80,
verbindet die Planetenträgeranordnung 26 des Planetenradsatzes 20 und
die Planetenträgeranordnung 36 des Planetenradsatzes 30 über
Verbindungselement 72 selektiv mit dem Getriebegehäuse 60.
Eine zweite Drehmomentübertragungseinrichtung, wie Bremse 82,
verbindet das Hohlrad 44 des Planetenradsatzes 40 selektiv
mit dem Getriebegehäuse 60. Eine dritte Drehmomentübertragungseinrichtung,
wie Bremse 84, verbindet das Sonnenrad 42 des
Planetenradsatzes 40 und das Sonnenrad 52 des
Planetenradsatzes 50 selektiv über Verbindungselement 76 mit
dem Getriebegehäuse 60. Eine vierte Drehmomentübertragungseinrichtung,
wie Kupplung 85, verbindet das Sonnenrad 22 des
Planetenradsatzes 20 selektiv mit der Planetenträgeranordnung 56 des
Planetenradsatzes 50. Eine fünfte Drehmomentübertragungseinrichtung, wie
Kupplung 86, verbindet das Sonnenrad 22 des Planetenradsatzes 20 selektiv
mit dem Hohlrad 54 des Planetenradsatzes 50. Eine
sechste Drehmomentübertragungseinrichtung, wie Kupplung 87,
verbindet das Hohlrad 24 des Planetenradsatzes 20 und das
Sonnenrad 32 des Planetenradsatzes 30 über Verbindungselement 70 und
die Planetenträgeranordnung 46 über Verbindungselement 74 selektiv
mit dem Hohlrad 54 des Planetenradsatzes 50.
-
Wie
es in 1b und insbesondere in der darin
offenbarten Wahrheitstabelle gezeigt ist, werden die Drehmomentübertragungseinrichtungen
selektiv in Kombinationen von dreien eingerückt, um zehn
Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang
bereitzustellen, und zwar alle mit aufeinander folgenden Schaltvorgängen
mit einem einzigen Übergang und zwei Schnellgängen.
-
Wie
es oben ausgeführt wurde, ist der Einrückplan
für die Drehmomentübertragungseinrichtungen in
der Wahrheitstabelle von 1b gezeigt.
Das Schaubild von 1b beschreibt die Verhältnisstufen,
die in dem oben beschriebenen Getriebe erzielt werden. Zum Beispiel
beträgt das Stufenverhältnis zwischen dem ersten
und dem zweiten Vorwärtsgang 1,29, während das
Stufenverhältnis zwischen dem Rückwärtsgang
und dem ersten Vorwärtsgang –0,46 beträgt.
-
Unter
Bezugnahme auf
1c ist die in
1a gezeigte
Ausführungsform eines Antriebsstrangs
10 in einem
Hebeldiagrammformat veranschaulicht. Ein Hebeldiagramm ist eine
schematische Darstellung der Bauteile einer mechanischen Einrichtung,
wie eines Automatikgetriebes. Jeder einzelne Hebel stellt einen
Planetenradsatz dar, wobei die drei grundlegenden mechanischen Bauteile
des Planetenradsatzes jeweils durch einen Knoten dargestellt sind.
Daher enthält ein einzelner Hebel drei Knoten: einen für
das Sonnenrad, einen für den Planetenradträger
und einen für das Hohlrad. Die relative Länge
zwischen den Knoten jedes Hebels kann dazu verwendet werden, das
Hohlrad/Sonnenrad-Verhältnis eines jeden 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, hori zontale Linien veranschaulicht, und
Drehmomentübertragungseinrichtungen, wie Kupplungen und
Bremsen, sind als ineinander greifende Finger dargestellt. Wenn
die Einrichtung eine Bremse ist, ist ein Satz der Finger auf Masse
festgelegt. Eine weitere Erläuterung des Formats, Zwecks
und der Verwendung von Hebeldiagrammen ist in
SAE Paper
810102 "The Lever Analogy: A New Tool in Transmission Analysis",
1981, verfasst von Benford, Howard, und Leising, Maurice, zu
finden, deren Offenbarungsgehalt hierin durch Bezugnahme vollständig
mit aufgenommen ist.
-
Der
Antriebsstrang 10 umfasst ein Antriebselement 17,
das ständig mit dem Motor 12 verbunden ist, ein
Abtriebselement 19, das ständig mit dem Achsantriebsmechanismus 16 verbunden
ist, einen ersten Planetenradsatz 20A mit drei Knoten:
einem ersten Knoten 22A, einem zweiten Knoten 26A und einem
dritten Knoten 24A; einen zweiten Planetenradsatz 30A mit
drei Knoten: einem ersten Knoten 32A, einem zweiten Knoten 36A und
einem dritten Knoten 34A; einen dritten Planetenradsatz 40A mit drei
Knoten: einem ersten Knoten 42A, einem zweiten Knoten 46A und
einem dritten Knoten 44A; und einen vierten Planetenradsatz 50A mit
drei Knoten: einem ersten Knoten 52A, einem zweiten Knoten 56A und
einem dritten Knoten 54A.
-
Das
Antriebselement 17 ist ständig mit dem Knoten 56A verbunden.
Das Abtriebselement 19 ist ständig mit dem Knoten 34A verbunden.
-
Der
Knoten 24A ist ständig mit Knoten 32A über
Verbindungselement 70 verbunden. Der Knoten 26A ist
ständig mit Knoten 36A über Verbindungselement 72 verbunden.
Der Knoten 24A ist ständig mit Knoten 46A über
Verbindungselement 74 verbunden. Der Knoten 42A ist
ständig mit dem Knoten 52A über Verbindungselement 76 verbunden.
-
Eine
erste Drehmomentübertragungseinrichtung, wie Bremse 80,
verbindet die Knoten 26A und 36A selektiv über
Verbindungselement 72 mit dem Getriebegehäuse 60.
Eine zweite Drehmomentübertragungseinrichtung, wie Bremse 82,
verbindet den Knoten 44A selektiv mit dem Getriebegehäuse 60. Eine
dritte Drehmomentübertragungseinrichtung, wie Bremse 84,
verbindet die Knoten 42A und 52A selektiv über
Verbindungselement 76 mit dem Getriebegehäuse 60.
Eine vierte Drehmomentübertragungseinrichtung, wie Kupplung 85,
verbindet den Knoten 22A selektiv mit dem Knoten 56A.
Eine fünfte Drehmomentübertragungseinrichtung,
wie Kupplung 86, verbindet den Knoten 22A selektiv
mit dem Knoten 54A. Eine sechste Drehmomentübertragungseinrichtung, wie
Kupplung 87, verbindet die Knoten 24A und 32A über
Verbindungselement 70 und Knoten 46A über Verbindungselement 74 selektiv
mit dem Knoten 54A.
-
Um
Verhältnisse herzustellen, werden für jeden Gangzustand
drei Drehmomentübertragungseinrichtungen eingerückt.
Die eingerückten Drehmomentübertragungseinrichtungen
sind in jeder jeweiligen Zeile von 1b durch
ein ”X” dargestellt. Um beispielsweise den Rückwärtsgang
herzustellen, werden die Bremsen 80, 82 und die
Kupplung 87 eingerückt. Die Bremse 80 bringt
die Knoten 26A und 36A über Verbindungselement 72 mit
dem Getriebegehäuse 60 in Eingriff. Die Bremse 82 bringt
den Knoten 44A mit dem Getriebegehäuse 60 in
Eingriff. Die Kupplung 87 bringt die Knoten 24A und 32A über Verbindungselement 70 und
Knoten 46A über Verbindungselement 74 mit
Knoten 54A in Eingriff. Gleichermaßen werden die
zehn Vorwärtsgänge durch unterschiedliche Kombinationen
einer Kupplungseinrückung wie nach 1b erreicht.
-
Der
Antriebsstrang 10, und alle anderen hierin beschriebenen
Antriebsstrangausführungsformen, können sich Bauteile
mit einem Hybridfahrzeug teilen, und eine derartige Kombination
kann in einem ”Ladungsent leerungsmodus” betrieben
werden. Zu Zwecken der vorliegenden Erfindung ist ein ”Ladungsentleerungsmodus” ein
Modus, bei dem das Fahrzeug primär durch einen Elektromotor/Generator
mit Leistung beaufschlagt wird, so dass eine Batterie entleert oder
nahezu entleert ist, wenn das Fahrzeug sein Ziel erreicht. Mit anderen
Worten wird der Motor 12 während des Ladungsentleerungsmodus nur
bis zu dem Ausmaß betrieben, das notwendig ist, um sicherzustellen,
dass die Batterie nicht vor Erreichen des Ziels entleert ist. Ein
herkömmliches Hybridfahrzeug arbeitet in einem ”Ladungshaltemodus”, bei
dem, wenn das Batterieladeniveau unter ein vorbestimmtes Niveau
(z. B. 25%) abfällt, der Verbrennungsmotor automatisch
laufen gelassen wird, um die Batterie wieder aufzuladen. Indem das
Hybridfahrzeug in einem Ladungsentleerungsmodus betrieben wird,
kann es daher etwas oder den gesamten Kraftstoff einsparen, der
ansonsten verbraucht werden würde, um das Batterieladeniveau
von 25% in einem herkömmlichen Hybridfahrzeug aufrechtzuerhalten.
Es ist festzustellen, dass ein Hybridfahrzeug-Antriebsstrang bevorzugt
nur dann in dem Ladungsentleerungsmodus betrieben wird, wenn die Batterie
nach Erreichen des Ziels wieder aufgeladen werden kann, indem sie
in eine Energiequelle eingesteckt wird.
-
BESCHREIBUNG EINER ZWEITEN
BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORM
-
In 2a ist
ein Antriebsstrang 110 gezeigt, der einen herkömmlichen
Motor und Drehmomentwandler 12, ein Planetengetriebe 114 und
einen herkömmlichen Achsantriebsmechanismus 16 aufweist. Der
Motor 12 kann unter Verwendung verschiedener Arten von
Kraftstoff beaufschlagt werden, um den Wirkungsgrad und die Kraftstoffwirtschaftlichkeit
einer besonderen Anwendung zu verbessern. Derartige Kraftstoffe
können beispielsweise Benzin; Diesel; Ethanol; Dimethylether
usw. umfassen.
-
Das
Planetengetriebe 114 umfasst ein Antriebselement 17,
das ständig mit dem Motor 12 verbunden ist, eine
Planetenradanordnung 118 und ein Abtriebselement 19,
das ständig mit dem Achsantriebsmechanismus 16 verbunden
ist. Die Planetenradanordnung 118 umfasst vier Planetenradsätze 120, 130, 140 und 150.
-
Der
Planetenradsatz 120 umfasst ein Sonnenrad 122,
ein Hohlrad 124 und eine Planetenträgeranordnung 126.
Die Planetenträgeranordnung 126 umfasst mehrere
Planetenräder 127, die drehbar an einem Träger 129 montiert
und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 122 als
auch dem Hohlrad 124 angeordnet sind.
-
Der
Planetenradsatz 130 umfasst ein Sonnenrad 132,
ein Hohlrad 134 und eine Planetenträgeranordnung 136.
Die Planetenträgeranordnung 136 umfasst mehrere
Planetenräder 137, die drehbar an einem Träger 139 montiert
und in kämmender Beziehung mit sowohl den Sonnenrädern 132 als
auch dem Hohlrad 134 angeordnet sind.
-
Der
Planetenradsatz 140 umfasst ein Sonnenrad 142,
ein Hohlrad 144 und eine Planetenträgeranordnung 146.
Die Planetenträgeranordnung 146 umfasst mehrere
Planetenräder 147, die an einem Träger 149 montiert
und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Hohlrad 144 als
auch dem Sonnenrad 142 angeordnet sind.
-
Der
Planetenradsatz 150 umfasst ein Sonnenrad 152,
ein Hohlrad 154 und eine Planetenträgeranordnung 156.
Die Planetenträgeranordnung 156 umfasst mehrere
Planetenräder 157, die an einem Träger 159 montiert
und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Hohlrad 154 als
auch dem Sonnenrad 152 angeordnet sind.
-
Die
Planetenradanordnung umfasst auch sechs Drehmomentübertragungseinrichtungen 180, 182, 184, 185, 186 und 187.
Die Drehmomentübertragungseinrichtungen 180 und 182 sind
Drehmomentübertragungseinrichtungen vom feststehenden Typ,
die üblicherweise Bremsen oder Reaktionskupplungen genannt
werden. Die Drehmomentübertragungseinrichtungen 184, 185, 186 und 187 sind Drehmomentübertragungseinrichtungen
vom rotierenden Typ, die üblicherweise Kupplungen genannt werden.
-
Das
Antriebselement 17 ist ständig mit der Planetenträgeranordnung 136 des
Planetenradsatzes 130 verbunden. Das Abtriebselement 19 ist
ständig mit dem Hohlrad 144 des Planetenradsatzes 140 verbunden.
-
Ein
erstes Verbindungselement 170 verbindet das Sonnenrad 122 des
Planetenradsatzes 120 ständig mit dem Sonnenrad 132 des
Planetenradsatzes 130. Ein zweites Verbindungselement 172 verbindet
die Planetenträgeranordnung 126 des Planetenradsatzes 120 ständig
mit dem Hohlrad 134 des Planetenradsatzes 130.
Ein drittes Verbindungselement 174 verbindet die Planetenträgeranordnung 136 des
Planetenradsatzes 130 ständig mit der Planetenträgeranordnung 146 des
Planetenradsatzes 140. Ein viertes Verbindungselement 176 verbindet das
Hohlrad 144 des Planetenradsatzes 140 ständig mit
der Planetenträgeranordnung 156 des Planetenradsatzes 150.
-
Eine
erste Drehmomentübertragungseinrichtung, wie Bremse 180,
verbindet das Sonnenrad 122 des Planetenradsatzes 120 und
das Sonnenrad 132 des Planetenradsatzes 130 selektiv über
Verbindungselement 170 mit dem Getriebegehäuse 160. Eine
zweite Drehmomentübertragungseinrichtung, wie Bremse 182,
verbindet das Hohlrad 154 des Planetenradsatzes 150 selektiv
mit dem Getriebegehäuse 160. Eine dritte Drehmomentübertragungseinrichtung,
wie Kupplung 184, verbindet das Hohlrad 124 des
Planetenradsatzes 120 selektiv mit dem Sonnenrad 152 des
Planetenradsatzes 150. Eine vierte Drehmomentübertragungseinrichtung,
wie Kupplung 185, verbindet die Planetenträgeranordnung 126 des Planetenradsatzes 120 und
das Hohlrad 134 des Planetenradsatzes 130 über
Verbindungselement 172 selektiv mit dem Sonnenrad 152 des
Planetenradsatzes 150. Eine fünfte Drehmomentübertragungseinrichtung,
wie Kupplung 186, verbindet die Planetenträgeranordnung 126 des
Planetenradsatzes 120 und das Hohlrad 134 des
Planetenradsatzes 130 über Verbindungselement 172 selektiv
mit dem Hohlrad 154 des Planetenradsatzes 150.
Eine sechste Drehmomentübertragungseinrichtung, wie Kupplung 187,
verbindet das Sonnenrad 142 des Planetenradsatzes 140 selektiv
mit dem Sonnenrad 152 des Planetenradsatzes 150.
-
Wie
es in 2b und insbesondere in der darin
offenbarten Wahrheitstabelle gezeigt ist, werden die Drehmomentübertragungseinrichtungen
selektiv in Kombinationen von dreien eingerückt, um zehn
Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang
bereitzustellen, und zwar alle mit aufeinander folgenden Schaltvorgängen
mit einem einzigen Übergang und drei Schnellgängen.
-
Wie
es oben ausgeführt wurde, ist der Einrückplan
für die Drehmomentübertragungseinrichtungen in
der Wahrheitstabelle von 2b gezeigt.
Das Schaubild von 2b beschreibt die Verhältnisstufen,
die in dem oben beschriebenen Getriebe erzielt werden. Zum Beispiel
beträgt das Stufenverhältnis zwischen dem ersten
und dem zweiten Vorwärtsgang 1,48, während das
Stufenverhältnis zwischen dem Rückwärtsgang
und dem ersten Vorwärtsgang –0,97 beträgt.
-
Unter
Bezugnahme auf 2c ist die in 2a gezeigte
Ausführungsform eines Antriebsstrangs 110 in einem
Hebeldiagrammformat veranschaulicht. Der Antriebsstrang 110 umfasst
ein Antriebselement 17, das ständig mit dem Motor 12 verbunden
ist, ein Abtriebselement 19, das ständig mit dem
Achsantriebsmechanismus 16 verbunden ist, einen ersten
Planetenradsatz 120A mit drei Knoten: einem ersten Knoten 122A,
einem zweiten Knoten 126A und einem dritten Knoten 124A;
einen zweiten Planetenradsatz 130A mit drei Knoten: einem
ersten Knoten 132A, einem zweiten Knoten 136A und
einem dritten Knoten 134A; einen dritten Planetenradsatz 140A mit
drei Knoten: einem ersten Knoten 142A, einem zweiten Knoten 146A und
einem dritten Knoten 144A; und einen vierten Planetenradsatz 150A mit
drei Knoten: einem ersten Knoten 152A, einem zweiten Knoten 156A und
einem dritten Knoten 154A.
-
Das
Antriebselement 17 ist ständig mit den Knoten 136A und 146A verbunden.
Das Abtriebselement 19 ist ständig mit den Knoten 144A und 156A verbunden.
-
Der
Knoten 122A ist ständig mit Knoten 132A über
Verbindungselement 170 verbunden. Der Knoten 126A ist
ständig mit dem Knoten 134A über Verbindungselement 172 verbunden.
Der Knoten 136A ist ständig mit dem Knoten 146A über
Verbindungselement 174 verbunden. Der Knoten 144A ist ständig
mit dem Knoten 156A über Verbindungselement 176 verbunden.
-
Eine
erste Drehmomentübertragungseinrichtung, wie Bremse 180,
verbindet die Knoten 122A und 132A selektiv über
Verbindungselement 170 mit dem Getriebegehäuse 160.
Eine zweite Drehmomentübertragungseinrichtung, wie Bremse 182,
verbindet den Knoten 154A selektiv mit dem Getriebegehäuse 160.
Eine dritte Drehmomentübertragungseinrichtung, wie Kupplung 184,
verbindet den Knoten 124A selektiv mit dem Knoten 152A.
Eine vierte Drehmomentübertragungseinrichtung, wie Kupplung 185,
verbindet die Knoten 126A und 134A selektiv über
Verbindungselement 172 mit dem Knoten 152A. Eine
fünfte Drehmomentübertragungseinrichtung, wie
Kupplung 186, verbindet die Knoten 126A und 134A selektiv über
Verbindungselement 172 mit dem Knoten 154A. Eine
sechste Drehmomentübertragungseinrichtung, wie Kupplung 187,
verbindet den Knoten 142A selektiv mit dem Knoten 152A.
-
Um
Verhältnisse herzustellen, werden für jeden Gangzustand
drei Drehmomentübertragungseinrichtungen eingerückt.
Die eingerückten Drehmomentübertragungseinrichtungen
sind in jeder jeweiligen Zeile von 2b durch
ein ”X” dargestellt. Um beispielsweise den Rückwärtsgang
herzustellen, werden die Bremse 182 und die Kupplungen 184, 186 eingerückt.
Die Bremse 182 bringt den Knoten 154A mit dem
Getriebegehäuse 160 in Eingriff. Die Kupplung 184 bringt
den Knoten 124A mit dem Knoten 152A in Eingriff.
Die Kupplung 186 bringt die Knoten 126A und 134A über
Verbindungselement 172 mit dem Knoten 154A in
Eingriff. Gleichermaßen werden die zehn Vorwärtsgänge
durch unterschiedliche Kombinationen einer Kupplungseinrückung
wie nach 2b erreicht.
-
BESCHREIBUNG EINER DRITTEN
BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORM
-
In 3a ist
ein Antriebsstrang 210 gezeigt, der einen herkömmlichen
Motor und Drehmomentwandler 12, ein Planetengetriebe 214 und
einen herkömmlichen Achsantriebsmechanismus 16 aufweist. Der
Motor 12 kann unter Verwendung verschiedener Arten von
Kraftstoff beaufschlagt werden, um den Wirkungsgrad und die Kraftstoffwirtschaftlichkeit
einer besonderen Anwendung zu verbessern. Derartige Kraftstoffe
können beispielsweise Benzin; Diesel; Ethanol; Dimethylether
usw. umfassen.
-
Das
Planetengetriebe 214 umfasst ein Antriebselement 17,
das ständig mit dem Motor 12 verbunden ist, eine
Planetenradanordnung 218 und ein Abtriebselement 19,
das ständig mit dem Achsantriebsmechanismus 16 verbunden
ist. Die Planetenradanordnung 218 umfasst vier Planetenradsätze 220, 230, 240 und 250.
-
Der
Planetenradsatz 220 umfasst ein Sonnenrad 222,
ein Hohlrad 224 und eine Planetenträgeranordnung 226.
Die Planetenträgeranordnung 226 umfasst mehrere
Planetenräder 227, die drehbar an einem Träger 229 montiert
und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 222 als
auch dem Hohlrad 224 angeordnet sind.
-
Der
Planetenradsatz 230 umfasst ein Sonnenrad 232,
ein Hohlrad 234 und eine Planetenträgeranordnung 236.
Die Planetenträgeranordnung 236 umfasst mehrere
Planetenräder 237, die drehbar an einem Träger 239 montiert
und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 232 als
auch dem Hohlrad 234 angeordnet sind.
-
Der
Planetenradsatz 240 umfasst ein Sonnenrad 242,
ein Hohlrad 244 und eine Planetenträgeranordnung 246.
Die Planetenträgeranordnung 246 umfasst mehrere
Planetenräder 247, die an einem Träger 249 montiert
und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Hohlrad 244 als
auch dem Sonnenrad 242 angeordnet sind.
-
Der
Planetenradsatz 250 umfasst ein Sonnenrad 252,
ein Hohlrad 254 und eine Planetenträgeranordnung 256.
Die Planetenträgeranordnung 256 umfasst mehrere
Planetenräder 257, 258, die an einem
Träger 259 montiert sind. Die Planetenräder 257 sind
in kämmender Beziehung mit dem Sonnenrad 252 angeordnet,
und die Planetenräder 258 sind in kämmender
Beziehung mit sowohl dem Hohlrad 254 als auch den Planetenrädern 257 angeordnet.
-
Die
Planetenradanordnung umfasst auch sechs Drehmomentübertragungseinrichtungen 280, 282, 284, 285, 286 und 287.
Die Drehmomentübertragungseinrichtungen 280 und 282 sind
Drehmomentübertragungseinrichtungen vom feststehenden Typ,
die üblicherweise Bremsen oder Reaktionskupplungen genannt
werden. Die Drehmomentübertragungseinrichtungen 284, 285, 286 und 287 sind Drehmomentübertragungseinrichtungen
vom rotierenden Typ, die üblicherweise Kupplungen genannt werden.
-
Das
Antriebselement 17 ist ständig mit der Planetenträgeranordnung 226 des
Planetenradsatzes 220 verbunden. Das Abtriebselement 19 ist
ständig mit dem Hohlrad 254 des Planetenradsatzes 250 verbunden.
-
Ein
erstes Verbindungselement 270 verbindet das Hohlrad 224 des
Planetenradsatzes 220 ständig mit der Planetenträgeranordnung 236 des Planetenradsatzes 230.
Ein zweites Verbindungselement 272 verbindet das Sonnenrad 222 des
Planetenradsatzes 220 ständig mit dem Sonnenrad 232 des
Planetenradsatzes 230. Ein drittes Verbindungselement 274 verbindet
das Hohlrad 234 des Planetenradsatzes 230 ständig
mit dem Sonnenrad 242 des Planetenradsatzes 240.
Ein viertes Verbindungselement 276 verbindet die Planetenträgeranordnung 246 des
Planetenradsatzes 240 ständig mit dem Sonnenrad 252 des
Planetenradsatzes 250.
-
Eine
erste Drehmomentübertragungseinrichtung, wie Bremse 280,
verbindet die Planetenträgeranordnung 256 des
Planetenradsatzes 250 selek tiv mit dem Getriebegehäuse 260.
Eine zweite Drehmomentübertragungseinrichtung, wie Bremse 282,
verbindet das Hohlrad 244 des Planetenradsatzes 240 selektiv
mit dem Getriebegehäuse 260. Eine dritte Drehmomentübertragungseinrichtung,
wie Kupplung 284, verbindet das Sonnenrad 232 des
Planetenradsatzes 230 und das Sonnenrad 222 des
Planetenradsatzes 220 über Verbindungselement 272 selektiv mit
der Planetenträgeranordnung 246 des Planetenradsatzes 240 und
dem Sonnenrad 252 des Planetenradsatzes 250 über
Verbindungselement 276. Eine vierte Drehmomentübertragungseinrichtung, wie
Kupplung 285, verbindet das Sonnenrad 232 des Planetenradsatzes 230 und
das Sonnenrad 222 des Planetenradsatzes 220 über
Verbindungselement 272 selektiv mit dem Hohlrad 244 des
Planetenradsatzes 240. Eine fünfte Drehmomentübertragungseinrichtung,
wie Kupplung 286, verbindet das Hohlrad 234 des
Planetenradsatzes 230 selektiv mit der Planetenträgeranordnung 256 des
Planetenradsatzes 250. Eine sechste Drehmomentübertragungseinrichtung,
wie Kupplung 287, verbindet das Hohlrad 224 des
Planetenradsatzes 220 und die Planetenträgeranordnung 236 des
Planetenradsatzes 230 über Verbindungselement 270 selektiv
mit dem Hohlrad 254 des Planetenradsatzes 250 und
dem Abtriebselement 19.
-
Wie
es in 3b und insbesondere in der darin
offenbarten Wahrheitstabelle gezeigt ist, werden die Drehmomentübertragungseinrichtungen
selektiv in Kombinationen von dreien eingerückt, um vierzehn
Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang bereitzustellen,
und zwar alle mit aufeinander folgenden Schaltvorgängen
mit einem einzigen Übergang und mit fünf Schnellgängen.
-
Wie
es oben ausgeführt wurde, ist der Einrückplan
für die Drehmomentübertragungseinrichtungen in
der Wahrheitstabelle von 3b gezeigt.
Das Schaubild von 3b beschreibt die Verhältnisstufen,
die in dem oben beschriebenen Getriebe erzielt werden. Zum Beispiel
beträgt das Stufenverhältnis zwischen dem ersten
und dem zweiten Vorwärtsgang 1,35, während das
Stufenverhältnis zwischen dem Rückwärtsgang
und dem ersten Vorwärtsgang –0,61 beträgt.
-
Unter
Bezugnahme auf 3c ist die in 3a gezeigte
Ausführungsform eines Antriebsstrangs 210 in einem
Hebeldiagrammformat veranschaulicht. Der Antriebsstrang 210 umfasst
ein Antriebselement 17, das ständig mit dem Motor 12 verbunden
ist, ein Abtriebselement 19, das ständig mit dem
Achsantriebsmechanismus 16 verbunden ist, einen ersten
Planetenradsatz 220A mit drei Knoten: einem ersten Knoten 222A,
einem zweiten Knoten 226A und einem dritten Knoten 224A;
einen zweiten Planetenradsatz 230A mit drei Knoten: einem
ersten Knoten 232A, einem zweiten Knoten 236A und
einem dritten Knoten 234A; einen dritten Planetenradsatz 240A mit
drei Knoten: einem ersten Knoten 242A, einem zweiten Knoten 246A und
einem dritten Knoten 244A; und einen vierten Planetenradsatz
mit drei Knoten: einem ersten Knoten 252A, einem zweiten
Knoten 256A und einem dritten Knoten 254A.
-
Das
Antriebselement 17 ist ständig mit dem Knoten 226A verbunden.
Das Abtriebselement 19 ist ständig mit dem Knoten 254A verbunden.
-
Der
Knoten 224A ist ständig mit Knoten 236A über
Verbindungselement 270 verbunden. Der Knoten 222A ist
ständig mit dem Knoten 232A über Verbindungselement 272 verbunden.
Der Knoten 234A ist ständig mit dem Knoten 242A über
Verbindungselement 274 verbunden. Der Knoten 246A ist ständig
mit dem Knoten 252A über Verbindungselement 276 verbunden.
-
Eine
erste Drehmomentübertragungseinrichtung, wie Bremse 280,
verbindet den Knoten 256A selektiv mit dem Getriebegehäuse 260.
Eine zweite Drehmomentübertragungseinrichtung, wie Bremse 282,
verbindet den Knoten 244A selektiv mit dem Getriebegehäuse 260.
Eine dritte Drehmomentübertragungseinrichtung, wie Kupplung 284,
verbindet die Knoten 232A und 222A selektiv über
Verbindungselement 272 mit den Knoten 246A und 252A über
Verbindungselement 276. Eine vierte Drehmomentübertragungseinrichtung,
wie Kupplung 285, verbindet die Knoten 232A und 222A selektiv über
Verbindungselement 272 mit dem Knoten 244A. Eine
fünfte Drehmomentübertragungseinrichtung, wie
Kupplung 286, verbindet die Knoten 234A und 242A selektiv über Verbindungselement 274 mit
dem Knoten 256A. Eine sechste Drehmomentübertragungseinrichtung,
wie Kupplung 287, verbindet die Knoten 224A und 236A über
Verbindungselement 270 selektiv mit dem Knoten 254A und
dem Abtriebselement 19.
-
Um
Verhältnisse herzustellen, werden für jeden Gangzustand
drei Drehmomentübertragungseinrichtungen eingerückt.
Die eingerückten Drehmomentübertragungseinrichtungen
sind in jeder jeweiligen Zeile von 3b durch
ein ”X” dargestellt. Um beispielsweise den Rückwärtsgang
herzustellen, werden die Bremsen 280, 282 und
die Kupplung 287 eingerückt. Die Bremse 280 bringt
den Knoten 256A mit dem Getriebegehäuse 260 in
Eingriff. Die Bremse 282 bringt den Knoten 244A mit
dem Getriebegehäuse 260 in Eingriff. Die Kupplung 287 bringt
die Knoten 224A und 236A über Verbindungselement 270 mit dem
Knoten 254A und dem Abtriebselement 19 in Eingriff.
Gleichermaßen werden die vierzehn Vorwärtsgänge
durch unterschiedliche Kombinationen einer Kupplungseinrückung
wie nach 3b erreicht.
-
BESCHREIBUNG EINER VIERTEN
BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORM
-
In 4a ist
ein Antriebsstrang 310 gezeigt, der einen herkömmlichen
Motor und Drehmomentwandler 12, ein Planetengetriebe 314 und
einen herkömmlichen Achsantriebsmechanismus 16 aufweist. Der
Motor 12 kann unter Verwendung verschiedener Arten von
Kraftstoff beaufschlagt werden, um den Wirkungsgrad und die Kraftstoffwirtschaftlichkeit
einer besonderen Anwendung zu verbessern. Derartige Kraftstoffe
können beispielsweise Benzin; Diesel; Ethanol; Dimethylether
usw. umfassen.
-
Das
Planetengetriebe 314 umfasst ein Antriebselement 17,
das ständig mit dem Motor 12 verbunden ist, eine
Planetenradanordnung 318 und ein Abtriebselement 19,
das ständig mit dem Achsantriebsmechanismus 16 verbunden
ist. Die Planetenradanordnung 318 umfasst vier Planetenradsätze 320, 330, 340 und 350.
-
Der
Planetenradsatz 320 umfasst ein Sonnenrad 322,
ein Hohlrad 324 und eine Planetenträgeranordnung 326.
Die Planetenträgeranordnung 326 umfasst mehrere
Planetenräder 327, die drehbar an einem Träger 329 montiert
und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 322 als
auch dem Hohlrad 324 angeordnet sind.
-
Der
Planetenradsatz 330 umfasst ein Sonnenrad 332,
ein Hohlrad 334 und eine Planetenträgeranordnung 336.
Die Planetenträgeranordnung 336 umfasst mehrere
Planetenräder 337, die drehbar an einem Träger 339 montiert
und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Hohlrad 334 als
auch dem Sonnenrad 332 angeordnet sind.
-
Der
Planetenradsatz 340 umfasst ein Sonnenrad 342,
ein Hohlrad 344 und eine Planetenträgeranordnung 346.
Die Planetenträgeranordnung 346 umfasst mehrere
Planetenräder 347, die an einem Träger 349 montiert
und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 342 als
auch dem Hohlrad 344 angeordnet sind.
-
Der
Planetenradsatz 350 umfasst ein Sonnenrad 352,
ein Hohlrad 344 und eine Planetenträgeranordnung 346.
Die Planetenträgeranordnung 356 umfasst mehrere
Planetenräder 357, die an einem Träger 359 montiert
und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 352 als
auch dem Hohlrad 354 angeordnet sind.
-
Die
Planetenradanordnung umfasst auch sechs Drehmomentübertragungseinrichtungen 380, 382, 384, 385, 386 und 387.
Die Drehmomentübertragungseinrichtungen 380 und 382 sind
Drehmomentübertragungseinrichtungen vom feststehenden Typ,
die üblicherweise Bremsen oder Reaktionskupplungen genannt
werden. Die Drehmomentübertragungseinrichtungen 384, 385, 386 und 387 sind Drehmomentübertragungseinrichtungen
vom rotierenden Typ, die üblicherweise Kupplungen genannt werden.
-
Das
Antriebselement 17 ist ständig mit der Planetenträgeranordnung 336 des
Planetenradsatzes 330 verbunden. Das Abtriebselement 19 ist
ständig mit der Planetenträgeranordnung 356 des
Planetenradsatzes 350 verbunden.
-
Ein
erstes Verbindungselement 370 verbindet das Sonnenrad 322 des
Planetenradsatzes 320 ständig mit dem Sonnenrad 332 des
Planetenradsatzes 330. Ein zweites Verbindungselement 372 verbindet
die Planetenträgeranordnung 326 des Planetenradsatzes 320 ständig
mit dem Hohlrad 334 des Planetenradsatzes 330.
Ein drittes Verbindungselement 374 verbindet die Planetenträgeranordnung 336 des
Planetenradsatzes 330 ständig mit der Planetenträgeranordnung 346 des
Planetenradsatzes 340. Ein viertes Verbindungselement 376 verbindet das
Sonnenrad 342 des Planetenradsatzes 340 ständig
mit dem Sonnenrad 352 des Planetenradsatzes 350.
-
Eine
erste Drehmomentübertragungseinrichtung, wie Bremse 380,
verbindet das Sonnenrad 322 des Planetenradsatzes 320 und
das Sonnenrad 332 des Planetenradsatzes 330 über
Verbindungselement 370 selektiv mit dem Getriebegehäuse 360. Eine
zweite Drehmomentübertragungseinrichtung, wie Bremse 382,
verbindet das Hohlrad 354 des Planetenradsatzes 350 selektiv
mit dem Getriebegehäuse 360. Eine dritte Drehmomentübertragungseinrichtung,
wie Kupplung 384, verbindet das Hohlrad 324 des
Planetenradsatzes 320 selektiv mit dem Sonnenrad 342 des
Planetenradsatzes 340 und dem Sonnenrad 352 des
Planetenradsatzes 350 über Verbindungselement 376.
Eine vierte Drehmomentübertragungseinrichtung, wie Kupplung 385,
verbindet die Planetenträgeranordnung 326 des
Planetenradsatzes 320 und das Hohlrad 334 des
Planetenradsatzes 340 über Verbindungselement 372 selektiv
mit dem Sonnenrad 342 des Planetenradsatzes 340 und
dem Sonnenrad 352 des Planetenradsatzes 350 über
Verbindungselement 376. Eine fünfte Drehmomentübertragungseinrichtung,
wie Kupplung 386, verbindet die Planetenträgeranordnung 326 des
Planetenradsatzes 320 und das Hohlrad 334 des
Planetenradsatzes 330 über das Verbindungselement 372 selektiv
mit dem Hohlrad 354 des Planetenradsatzes 350.
Eine sechste Drehmomentübertragungseinrichtung, wie Kupplung 387,
verbindet das Hohlrad 344 des Planetenradsatzes 340 selektiv
mit der Planetenträgeranordnung 356 des Planetenradsatzes 350.
-
Wie
es in 4b und insbesondere in der darin
offenbarten Wahrheitstabelle gezeigt ist, werden die Drehmomentübertragungseinrichtungen
selektiv in Kombinationen von dreien eingerückt, um zehn
Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang
bereitzustellen, und zwar alle mit aufeinander folgenden Schaltvorgängen
mit einem einzigen Übergang und mit drei Schnellgängen.
-
Wie
es oben ausgeführt wurde, ist der Einrückplan
für die Drehmomentübertragungseinrichtungen in
der Wahrheitstabelle von 4b gezeigt.
Das Schaubild von 4b beschreibt die Verhältnisstufen,
die in dem oben beschriebenen Getriebe erzielt werden. Zum Beispiel
beträgt das Stufenverhältnis zwischen dem ersten
und dem zweiten Vorwärtsgang 1,45, während das
Stufenverhältnis zwischen dem Rückwärtsgang
und dem ersten Vorwärtsgang –0,75 beträgt.
-
Unter
Bezugnahme auf 4c ist die in 4a gezeigte
Ausführungsform eines Antriebsstrangs 310 in einem
Hebeldiagrammformat veranschaulicht. Der Antriebsstrang 310 umfasst
ein Antriebselement 17, das ständig mit dem Motor 12 verbunden
ist, ein Abtriebselement 19, das ständig mit dem
Achsantriebsmechanismus 16 verbunden ist, einen ersten
Planetenradsatz 320A mit drei Knoten: einem ersten Knoten 322A,
einem zweiten Knoten 326A und einem dritten Knoten 324A;
einen zweiten Planetenradsatz 330A mit drei Knoten: einem
ersten Knoten 332A, einem zweiten Knoten 336A und
einem dritten Knoten 334A; einen dritten Planetenradsatz 340A mit
drei Knoten: einem ersten Knoten 342A, einem zweiten Knoten 346A und
einem dritten Knoten 344A; und einen vierten Planetenradsatz
mit drei Knoten: einem ersten Knoten 352A, einem zweiten
Knoten 356A und einem dritten Knoten 354A.
-
Das
Antriebselement 17 ist ständig mit den Knoten 336A und 346A verbunden.
Das Abtriebselement 19 ist ständig mit dem Knoten 356A verbunden.
-
Der
Knoten 322A ist ständig mit Knoten 332A über
Verbindungselement 370 verbunden. Der Knoten 326A ist
ständig mit dem Knoten 334A über Verbindungselement 372 verbunden.
Der Knoten 336A ist ständig mit dem Knoten 346A über
Verbindungselement 374 verbunden. Der Knoten 342A ist ständig
mit dem Knoten 352A über Verbindungselement 376 verbunden.
-
Eine
erste Drehmomentübertragungseinrichtung, wie Bremse 380,
verbindet die Knoten 322A und 332A selektiv über
Verbindungselement 370 mit dem Getriebegehäuse 360.
Eine zweite Drehmomentübertragungseinrichtung, wie Bremse 382,
verbindet den Knoten 354A selektiv mit dem Getriebegehäuse 360.
Eine dritte Drehmomentübertragungseinrichtung, wie Kupplung 384,
verbindet die Knoten 342A und 352A selektiv über
Verbindungselement 376 mit dem Knoten 324A. Eine
vierte Drehmomentübertragungseinrichtung, wie Kupplung 385,
verbindet die Knoten 326A und 334A über
Verbindungselement 372 selektiv mit den Knoten 342A und 352A über
Verbindungselement 376. Eine fünfte Drehmomentübertragungseinrichtung,
wie Kupplung 386, verbindet die Knoten 326A und 334A selektiv über Verbindungselement 372 mit
dem Knoten 354A. Eine sechste Drehmomentübertragungseinrichtung,
wie Kupplung 387, verbindet den Knoten 344A selektiv mit
dem Knoten 356A.
-
Um
Verhältnisse herzustellen, werden für jeden Gangzustand
drei Drehmomentübertragungseinrichtungen eingerückt.
Die eingerückten Drehmomentübertragungseinrichtungen
sind in jeder jeweiligen Zeile von 4b durch
ein ”X” dargestellt. Um beispielsweise den Rückwärtsgang
her zustellen, werden die Bremse 382 und die Kupplungen 384, 386 eingerückt.
Die Bremse 382 bringt den Knoten 354A mit dem
Getriebegehäuse 360 in Eingriff. Die Kupplung 384 bringt
den Knoten 324A mit den Knoten 342A und 352A über
Verbindungselement 376 in Eingriff. Die Kupplung 386 bringt
die Knoten 326A und 334A über Verbindungselement 372 mit
dem Knoten 354A in Eingriff. Gleichermaßen werden
die zehn Vorwärtsgänge durch unterschiedliche
Kombinationen einer Kupplungseinrückung wie nach 4b erreicht.
-
Obgleich
die besten Ausführungsarten der Erfindung ausführlich
beschrieben worden sind, werden Fachleute auf dem Gebiet, das diese
Erfindung betrifft, verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen
zur praktischen Ausführung der Erfindung im Schutzumfang
der beigefügten Ansprüche erkennen.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- - SAE Paper
810102 ”The Lever Analogy: A New Tool in Transmission Analysis”,
1981, verfasst von Benford, Howard, und Leising, Maurice [0048]