DE102011011483B4 - Mehrgang-planetengetriebe mit zwei planetenradsätzenund bis zu zehn vorwärtsgängen - Google Patents
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Abstract
Mehrganggetriebe (14), umfassend:ein Eingangselement (17);ein Ausgangselement (19);einen Getriebekasten (40);einen ersten und einen zweiten zusammengesetzten Planetenradsatz (20, 30); wobei der erste zusammengesetzte Planetenradsatz (20) ein erstes Trägerelement (26), ein erstes Sonnenradelement (23), ein zweites Sonnenradelement (22), ein erstes Hohlradelement (25) und ein zweites Hohlradelement (24) aufweist; wobei das erste Trägerelement (26) ein gestuftes Planetenrad (27), das einen Abschnitt (28) mit relativ kleinem Durchmesser aufweist, der mit dem zweiten Sonnenradelement (22) und dem zweiten Hohlradelement (24) kämmt, und einen Abschnitt (29) mit relativ großem Durchmesser, der mit dem ersten Sonnenradelement (23) und dem ersten Hohlradelement (25) kämmt, drehbar lagert; wobei das erste Trägerelement (26) des ersten zusammengesetzten Planetenradsatzes (20) ständig zur gemeinsamen Rotation mit dem Eingangselement (17) verbunden ist;wobei der zweite zusammengesetzte Planetenradsatz (30) ein zweites Trägerelement (36), ein drittes Hohlradelement (34), ein drittes Sonnenradelement (32) und ein viertes Sonnenradelement (33) aufweist; wobei das zweite Trägerelement (36) einen ersten und einen zweiten Satz Planetenräder (37, 38) drehbar lagert; und wobei der erste Satz Planetenräder (37) mit dem dritten Hohlradelement (34), dem dritten Sonnenradelement (32) und dem zweiten Satz Planetenräder (38) kämmt; und wobei der zweite Satz Planetenräder (38) auch mit dem vierten Sonnenradelement (33) kämmt; wobei das zweite Trägerelement (36) des zweiten zusammengesetzten Planetenradsatzes (30) ständig zur gemeinsamen Rotation mit dem Ausgangselement (19) verbunden ist; wobei das dritte Hohlradelement (34) des zweiten zusammengesetzten Planetenradsatzes (30) ständig an dem Getriebekasten (40) festgelegt ist; wobei keines der Elemente des ersten Planetenradsatzes (20) ständig zur gemeinsamen Rotation mit irgendeinem der Elemente des zweiten Planetenradsatzes (30) verbunden ist; undsieben Drehmomentübertragungsmechanismen (C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7),wobei das zweite Sonnenradelement (22) des ersten zusammengesetzten Planetenradsatzes (20) selektiv an dem Getriebekasten (40) über Einrückung eines zweiten (C2) der sieben Drehmomentübertragungsmechanismen (C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7) festgelegt ist,wobei das erste Sonnenradelement (23) des ersten zusammengesetzten Planetenradsatzes (20) selektiv an dem Getriebekasten (40) über Einrückung eines ersten (C1) der sieben Drehmomentübertragungsmechanismen (C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7) festgelegt ist,wobei das zweite Hohlradelement (24) des ersten zusammengesetzten Planetenradsatzes (20) selektiv zur gemeinsamen Rotation mit dem zweiten Trägerelement (36) des zweiten zusammengesetzten Planetenradsatzes (30) über Einrückung eines vierten (C4) und eines fünften (C5) der sieben Drehmomentübertragungsmechanismen (C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7) verbindbar ist,wobei das zweites Hohlradelement (24) des ersten zusammengesetzten Planetenradsatzes (20) selektiv zur gemeinsamen Rotation mit dem dritten Sonnenradelement (32) des zweiten zusammengesetzten Planetenradsatzes (30) über Einrückung eines vierten (C4) und eines sechsten (C6) der sieben Drehmomentübertragungsmechanismen (C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7) verbindbar ist,wobei das erste Hohlradelement (25) des ersten zusammengesetzten Planetenradsatzes selektiv zur gemeinsamen Rotation mit dem zweiten Trägerelement (36) des zweiten zusammengesetzten Planetenradsatzes (30) über Einrückung eines dritten (C3) und eines fünften (C5) der sieben Drehmomentübertragungsmechanismen (C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7) verbindbar ist,wobei das erste Hohlradelement (25) des ersten zusammengesetzten Planetenradsatzes (20) selektiv zur gemeinsamen Rotation mit dem dritten Sonnenradelement (32) des zweiten zusammengesetzten Planetenradsatzes über Einrückung eines dritten (C3) und eines sechsten (C6) der sieben Drehmomentübertragungsmechanismen (C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7) verbindbar ist,wobei ein siebter (C7) der sieben Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar ist, um das Eingangselement (17) zur gemeinsamen Rotation mit dem vierten Sonnenradelement (33) des zweiten zusammengesetzten Planetenradsatzes (30) zu verbinden,wobei die sieben Drehmomentübertragungsmechanismen (C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7) in unterschiedlichen Kombinationen einrückbar sind, um bis zu zehn Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang zwischen dem Eingangselement (17) und dem Ausgangselement (19) herzustellen.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Mehrgang-Planetengetriebe mit sieben Drehmomentübertragungsmechanismen und zwei zusammengesetzten Planetenradsätzen
- Kraftfahrzeuge umfassen einen Antriebsstrang, der aus einer Maschine, einem Mehrganggetriebe und einem Differenzial- oder Achsantrieb besteht. Das Mehrganggetriebe erhöht den Gesamtbetriebsbereich des Fahrzeugs, indem es zulässt, dass die Maschine ihren Drehmomentbereich mehrmals durchlaufen kann. Die Anzahl von Vorwärtsgängen oder Vorwärtsdrehzahlverhältnissen, die in dem Getriebe verfügbar ist, bestimmt die Häufigkeit, mit der der Drehmomentbereich der Maschine wiederholt durchlaufen werden kann. Frühe Automatikgetriebe wiesen zwei Drehzahlbereiche auf. Dies begrenzte den gesamten Drehzahlbereich des Fahrzeugs stark und erforderte daher eine relativ große Maschine, die einen breiten Drehzahl- und Drehmomentbereich erzeugen konnte. Dies führte dazu, dass die Maschine während der Fahrt bei einem spezifischen Kraftstoffverbrauchspunkt arbeitete, der nicht der Punkt mit der höchsten Wirtschaftlichkeit war. Daher waren von Hand geschaltete Getriebe (Vorgelegewellengetriebe) 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 Übersetzungsverhältniswechsel für den Bediener bei normaler Fahrzeugbeschleunigung im Wesentlichen nicht wahrnehmbar macht.
- Mehrganggetriebe mit mehr als vier Gängen bieten weitere Verbesserungen bei der Beschleunigung und Kraftstoffwirtschaftlichkeit gegenüber Drei- und Vierganggetrieben. Jedoch sind die typischerweise zunehmende Komplexität, Größe und Kosten derartiger Getriebe widerstreitende Faktoren, die deren Gebrauch in manchen Anwendungen verhindern können.
- Aus der
US 2008/ 0 146 392 A1 sind Achtganggetriebe bekannt, die vier Planetenradsätze, vier Kupplungen, zwei Bremsen und einen Freilauf aufweisen. Das Eingangselement ist, je nach Ausführungsform, ständig mit einem Sonnenrad eines ersten Planetenradsatzes bzw. auch mit einem Sonnenrad eines zweiten Planetenradsatzes verbunden. Darüber hinaus ist das Eingangselement über drei Kupplungen mit jeweils einem Element von drei Planetenradsätzen verbindbar. Die verbleibende vierte Kupplung verbindet Elemente der Planentenradsätze untereinander. - Die
DE 38 22 319 A1 offenbart ein Getriebe, das aus einem Grundgetriebe und einem nachgeschalteten Gruppengetriebe besteht, die jeweils aus zusammengesetzten Planetenradsätzen gebildet sind. Die beiden zusammengesetzten Planetenradsätzen sind über zwei Verbindungselemente ständig miteinander verbunden. Ein Hohlrad, ein Träger und ein Sonnenrad des ersten zusammengesetzten Planetenradsatzes sind über jeweils eine Bremse an dem Getriebegehäuse festlegbar. Zwei Hohlräder des zweiten zusammengesetzten Planetenradsatzes sind über jeweils eine Bremse an dem Getriebegehäuse festlegbar. Eine Kupplung verbindet den Träger und ein Sonnenrad des zweiten zusammengesetzten Planetenradsatzes. - Die
DE 15 55 071 B2 offenbart ein Getriebe, das aus einem Gruppengetriebe mit zwei Planetenradsätzen und einem nachgelagerten Schaltgetriebe aus einem zusammengesetzten Planetenradsatz besteht und vier Vorwärtsgänge und drei Rückwärtsgänge zur Verfügung stellt. Es sind vier Bremsen vorgesehen, die die vier vorhandenen Hohlräder mit dem Getriebekasten verbinden können. Alle Planeten aller Planetenradsätze sind auf einem gemeinsamen Trägerelement gelagert, so dass eine ständige Verbindung zwischen allen Planetenradsätzen besteht. Das Eingangselement ist ständig mit dem Sonnenrad eines ersten Planetenradsatzes verbunden und fakultativ mit dem Träger über eine Kupplung verbindbar. Das Ausgangselement ist ständig mit einem ersten Sonnenrad des zusammengesetzten Planetenradsatzes verbunden und fakultativ mit einem zweiten Sonnenrad des zusammengesetzten Planetenradsatzes über eine Kupplung verbindbar. - Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Mehrganggetriebe, das bei bis zu zehn Vorwärtsgängen arbeiten kann, mit relativ niedrigem Inhalt und in einer relativ kompakten Auslegung, insbesondere im Vergleich mit einer Gegenwellenkonstruktion, die die gleiche Zahl von Vorwärtsgängen bietet, vorzusehen.
- Diese Aufgabe wird durch das Mehrganggetriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
- Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.
- Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der Zeichnung beschrieben:
-
1 ist eine schematische Darstellung in Prinzipdiagrammform eines Antriebsstrangs mit einem Mehrgang-Planetengetriebe; und -
2 ist eine Schalttabelle, die einige der Betriebseigenschaften des in1 gezeigten Getriebes zeigt. - Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen auf gleiche Bauteile verweisen, zeigt
1 den Antriebsstrang10 mit einer Maschine12 (mit E beschriftet), einem Planetengetriebe14 und einem Achsantriebsmechanismus16 (mit FD beschriftet). Das Planetengetriebe14 umfasst ein Eingangselement17 , das ständig mit einem Ausgangselement der Maschine12 , wie etwa einer Kurbelwelle, optional durch einen Drehmomentwandler verbunden ist. Das Planetengetriebe14 umfasst ferner eine Planetenradanordnung18 und ein Ausgangselement19 , das ständig mit dem Achsantriebsmechanismus16 verbunden ist, um Vortriebsleistung an Fahrzeugräder zu liefern. - Die Planetenradanordnung
18 umfasst zwei zusammengesetzte Planetenradsätze: einen ersten zusammengesetzten Planetenradsatz20 und einen zweiten zusammengesetzten Planetenradsatz30 . Der zusammengesetzte Planetenradsatz20 umfasst zwei Sonnenradelemente22 ,23 , zwei Hohlradelemente24 ,25 und ein Trägerelement26 , das ein gestuftes Planetenrad27 drehbar lagert. Das gestufte Planetenrad27 weist einen Abschnitt28 mit kleinem Durchmesser und einen Abschnitt29 mit großem Durchmesser auf. Der Abschnitt28 mit kleinem Durchmesser kämmt mit Sonnenradelement22 und Hohlradelement24 . Der Abschnitt29 mit großem Durchmesser kämmt mit Sonnenradelement23 und Hohlradelement25 . Das Trägerelement26 wird als erstes Element des ersten zusammengesetzten Planetenradsatzes20 bezeichnet, das Sonnenradelement23 wird als das zweite Element des ersten zusammengesetzten Planetenradsatzes20 bezeichnet. Das Sonnenradelement22 wird als das dritte Element des ersten zusammengesetzten Planetenradsatzes20 bezeichnet. Die Hohlradelemente25 und24 werden jeweils als das vierte bzw. fünfte Element des zusammengesetzten Planetenradsatzes20 bezeichnet. - Der zusammengesetzte Planetenradsatz
30 umfasst zwei Sonnenradelemente32 ,33 , ein Hohlradelement34 und ein Trägerelement36 , das einen ersten und zweiten Satz Planetenräder37 ,38 drehbar lagert. Der erste Satz Planetenräder37 kämmt mit Sonnenradelement32 , mit Hohlradelement34 , sowie mit dem zweiten Satz Planetenräder38 . Planetenräder38 kämmen auch mit Sonnenradelement33 . Hohlradelement34 ist ständig an einem feststehenden Element40 , wie etwa einem Getriebekasten, festgelegt. Der zusammengesetzte Planetenradsatz30 wird gemeinhin als Ravigneaux-Planetenradsatz bezeichnet. Das Trägerelement36 wird als ein erstes Element des zusammengesetzten Planetenradsatzes30 bezeichnet. Das Hohlradelement34 wird als ein zweites Element des zusammengesetzten Planetenradsatzes30 bezeichnet. Das Sonnenradelement32 wird als das dritte Element des zusammengesetzten Planetenradsatzes30 bezeichnet. Das Sonnenradelement33 wird als das vierte Element des zusammengesetzten Planetenradsatzes30 bezeichnet. - Das Getriebe
14 umfasst ferner sieben Drehmomentübertragungsmechanismen: einen ersten DrehmomentübertragungsmechanismusC1 , einen zweiten DrehmomentübertragungsmechanismusC2 , einen dritten DrehmomentübertragungsmechanismusC3 , einen vierten DrehmomentübertragungsmechanismusC4 , einen fünften DrehmomentübertragungsmechanismusC5 , einen sechsten DrehmomentübertragungsmechanismusC6 und einen siebten DrehmomentübertragungsmechanismusC7 . DrehmomentübertragungsmechanismenC1 undC2 sind Kupplungen vom feststehenden Typ, die auch als Bremsen bezeichnet werden. DrehmomentübertragungsmechanismenC3 ,C4 ,C5 ,C6 undC7 sind Kupplungen vom rotierenden Typ. In anderen Ausführungsformen können verschiedene der Drehmomentübertragungsmechanismen Reibkupplungen, Synchroneinrichtungen, Bandkupplungen, wählbare Einwegkupplungen, Klauenkupplungen und andere mögliche Typen von Drehmomentübertragungsmechanismen sein. In1 ist nur ein Abschnitt des Getriebes14 oberhalb der durch das Eingangselement17 hergestellten Drehachse gezeigt. Die Planetenradsätze20 ,30 und DrehmomentübertragungsmechanismenC1 ,C2 ,C3 ,C4 ,C5 ,C6 undC7 sind an einem Abschnitt unterhalb des Eingangselement17 , nicht gezeigt, im Wesentlichen symmetrisch. Wie es aus1 ersichtlich ist, ist das Eingangselement17 ständig zur gemeinsamen Rotation mit dem Trägerelement26 verbunden. Das Ausgangselement19 ist ständig zur gemeinsamen Rotation mit dem Trägerelement36 verbunden. Keines der Zahnradelemente des zusammengesetzten Planetenradsatzes20 ist ständig zur gemeinsamen Rotation mit irgendeinem der Zahnradelemente des zusammengesetzten Planetenradsatzes30 verbunden. - Der erste Drehmomentübertragungsmechanismus
C1 , der auch als BremseC1 bezeichnet wird, ist selektiv einrückbar, um das Sonnenradelement23 an dem feststehenden Element40 festzulegen. Der zweite DrehmomentübertragungsmechanismusC2 , der auch als BremseC2 bezeichnet wird, ist selektiv einrückbar, um das Sonnenradelement22 an dem feststehenden Element40 festzulegen. Der dritte DrehmomentübertragungsmechanismusC3 , der auch als KupplungC3 bezeichnet wird, ist selektiv einrückbar, um das Hohlradelement25 zur gemeinsamen Rotation mit dem Trägerelement36 zu verbinden, wenn der fünfte Drehmomentübertragungsmechanismus, KupplungC5 , selektiv eingerückt ist, oder mit dem Sonnenradelement32 , wenn der sechste Drehmomentübertragungsmechanismus, KupplungC6 , selektiv eingerückt ist. Der vierte DrehmomentübertragungsmechanismusC4 , der auch als KupplungC4 bezeichnet wird, ist selektiv einrückbar, um das Hohlradelement24 zur gemeinsamen Rotation mit dem Trägerelement36 zu verbinden, wenn KupplungC5 eingerückt ist, oder mit dem Sonnenradelement32 , wenn KupplungC6 eingerückt ist. Der siebte DrehmomentübertragungsmechanismusC7 , der auch als KupplungC7 bezeichnet wird, ist selektiv einrückbar, um das Eingangselement17 zur gemeinsamen Rotation mit dem Sonnenradelement33 zu verbinden. - Wie es in der Schalttabelle von
2 gezeigt ist, sind die Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv in Dreierkombinationen (als Gangzustände aufgelistet) einrückbar, um zehn Vorwärtsgänge bzw. Vorwärtsdrehzahlverhältnisse und einen Rückwärtsgang bzw. ein Rückwärtsdrehzahlverhältnis bereitzustellen. Entsprechende numerische Übersetzungsverhältnisse, die in2 aufgeführt sind, resultieren aus Zähnezahlen, die die folgenden Übersetzungsverhältnisse für den ersten zusammengesetzten Planetenradsatz20 herstellen: das Übersetzungsverhältnis von dem Hohlradelement24 zu dem Sonnenradelement22 beträgt -1,83, wobei angenommen wird, dass das Trägerelement26 angehalten ist (nur zu Berechnungszwecken); das Übersetzungsverhältnis von dem Hohlradelement25 zu dem Sonnenradelement23 beträgt -3,87, wobei angenommen wird, dass das Trägerelement26 angehalten ist (nur zu Berechnungszwecken). Die Zähnezahlen für den zweiten Planetenradsatz30 sind derart gewählt, dass das Übersetzungsverhältnis von dem Hohlradelement34 zu dem Sonnenradelement32 -2,0 beträgt, und das Übersetzungsverhältnis von dem Hohlradelement34 zu dem Sonnenradelement33 4,0 beträgt, wobei in beiden Fällen angenommen wird, dass das Trägerelement36 angehalten ist (lediglich zu Berechnungszwecken). - Somit gibt es fünf Drehzahlverhältnisse ins Langsame (
1 . bis5 .), einen direkten Antrieb (6 .) und vier Overdrive-Drehzahlverhältnisse (7 . bis10 .). Mit den oben aufgelisteten Zähnezahlen werden die in2 aufgelisteten Übersetzungsverhältnisstufen erreicht. Wie es aus2 ersichtlich ist, sind die Übersetzungsverhältnisstufen in den Vorwärtsgängen sehr gleichmäßig, was zu einem glatten Schaltgefühl und einer erhöhten Kraftstoffwirtschaftlichkeit führt, da die Maschine12 in jedem Gang nur über einen engen Drehzahlbereich arbeiten muss. - Andere Zahnradzähnezahlen und entsprechende Übersetzungsverhältnisse können gewählt werden, um Drehzahlverhältnisse und Übersetzungsverhältnisstufen zu bewerkstelligen, die für die besondere Getriebeanwendung vorteilhaft sind. Ein Fachmann der Getriebekonstruktion würde verstehen, wie die erwünschten Zähnezahlen zu wählen wären.
- Um den Rückwärtsgang herzustellen, wird Kupplung
C7 eingerückt. Drehmoment wird von dem Eingangselement17 zu Zwischenwelle52 und Sonnenradelement33 und durch den zweiten zusammengesetzten Planetenradsatz30 zu dem Ausgangselement19 transportiert. Das Ausgangselement19 rotiert in einer entgegengesetzten Richtung bezüglich des Eingangselements17 . - Um den ersten Gang herzustellen, werden Kupplungen
C3 ,C4 undC6 eingerückt. Drehmoment wird von dem Eingangselement17 durch Hohlradelemente24 ,25 , zu Sonnenradelement32 und durch den zusammengesetzten Planetenradsatz30 zu Ausgangselement19 transportiert. Eingangselement17 und Ausgangselement19 rotieren wie in allen Vorwärtsgängen in der gleichen Richtung. In dem Rückwärtsgang und in dem ersten Vorwärtsgang, sind weder BremseC1 noch BremseC2 eingerückt, so dass der erste zusammengesetzte Planetenradsatz20 inaktiv ist (d.h. das Drehzahlverhältnis zwischen dem Eingangselement17 und dem Ausgangselement19 nicht beeinflusst). - In einem zweiten Vorwärtsgang sind Kupplungen
C1 ,C4 undC6 eingerückt. Drehmoment wird von dem Eingangselement17 durch den ersten zusammengesetzten Planetenradsatz20 bei Hohlrad24 , zu dem Sonnenradelement32 und durch den zusammengesetzten Planetenradsatz30 zu Ausgangselement19 transportiert. Das Schalten von dem ersten Vorwärtsgang in den zweiten Vorwärtsgang ist ein Schalten mit einem einzigen Übergang, indem in dem zweiten Vorwärtsgang nur ein anderer Drehmomentübertragungsmechanismus als in dem ersten Vorwärtsgang eingerückt ist. - In einem dritten Vorwärtsgang sind Kupplungen
C1 ,C3 undC6 eingerückt. Drehmoment wird von dem Eingangselement17 durch den ersten zusammengesetzten Planetenradsatz20 bei Hohlrad25 , zu dem Sonnenradelement32 und durch den zusammengesetzten Planetenradsatz30 zu Ausgangselement19 transportiert. Das Schalten von dem zweiten Vorwärtsgang in den dritten Vorwärtsgang ist ein Schalten mit einem einzigen Übergang, indem in dem dritten Vorwärtsgang nur ein anderer Drehmomentübertragungsmechanismus als in dem zweiten Vorwärtsgang eingerückt ist. - In einem vierten Vorwärtsgang sind Bremse
C2 und KupplungenC4 undC6 eingerückt. Drehmoment wird von dem Eingangselement17 durch den ersten zusammengesetzten Planetenradsatz20 bei Hohlrad24 , zu dem Sonnenradelement32 und durch den zusammengesetzten Planetenradsatz30 zu Ausgangselement19 transportiert. Das Schalten von dem dritten Vorwärtsgang in den vierten Vorwärtsgang ist ein Schalten mit einem doppelten Übergang. - In einem fünften Vorwärtsgang sind Bremse
C2 und KupplungenC3 undC6 eingerückt. Drehmoment wird von dem Eingangselement17 durch den ersten zusammengesetzten Planetenradsatz20 bei Hohlrad25 , zu dem Sonnenradelement32 und durch den zusammengesetzten Planetenradsatz30 zu Ausgangselement19 transportiert. Das Schalten von dem vierten Vorwärtsgang in den fünften Vorwärtsgang ist ein Schalten mit einem einzigen Übergang. - In einem sechsten Vorwärtsgang sind Kupplungen
C3 ,C4 undC5 eingerückt. Drehmoment wird von dem Eingangselement17 durch den ersten zusammengesetzten Planetenradsatz20 bei Hohlradelementen24 und25 , zu dem Trägerelement36 , das gemeinsam mit dem Ausgangselement19 rotiert, transportiert. Weil weder BremseC1 noch BremseC2 eingerückt ist, ist der erste zusammengesetzte Planetenradsatz20 inaktiv und der sechste Vorwärtsgang ist ein direktes Antriebsverhältnis. Das Schalten von dem fünften Vorwärtsgang in den sechsten Vorwärtsgang ist ein Schalten mit einem doppelten Übergang. - In einem siebten Vorwärtsgang sind Bremse
C1 und KupplungenC4 undC5 eingerückt. Drehmoment wird von dem Eingangselement17 zu dem Hohlradelement24 durch den ersten zusammengesetzten Planetenradsatz20 , zu dem Trägerelement36 , der gemeinsam mit dem Ausgangselement19 rotiert, transportiert. Das Schalten von dem sechsten Vorwärtsgang in den siebten Vorwärtsgang ist ein Schalten mit einem einzigen Übergang. - In einem achten Vorwärtsgang sind Bremse
C1 und KupplungenC3 undC5 eingerückt. Drehmoment wird von dem Eingangselement17 zu dem Hohlradelement25 durch den ersten zusammengesetzten Planetenradsatz20 , zu dem Trägerelement36 , der gemeinsam mit dem Ausgangselement19 rotiert, transportiert. Das Schalten von dem siebten Vorwärtsgang in den achten Vorwärtsgang ist ein Schalten mit einem einzigen Übergang. - In einem neunten Vorwärtsgang sind Bremse
C2 und KupplungenC4 undC5 eingerückt. Drehmoment wird von dem Eingangselement17 zu dem Hohlradelement24 durch den ersten zusammengesetzten Planetenradsatz20 , zu dem Trägerelement36 , der gemeinsam mit dem Ausgangselement19 rotiert, transportiert. Das Schalten von dem achten Vorwärtsgang in den neunten Vorwärtsgang ist ein Schalten mit einem doppelten Übergang. - In einem zehnten Vorwärtsgang sind Bremse
C2 und KupplungenC3 undC5 eingerückt. Drehmoment wird von dem Eingangselement17 zu dem Hohlradelement25 durch den ersten zusammengesetzten Planetenradsatz20 , zu dem Trägerelement36 , das gemeinsam mit dem Ausgangselement19 rotiert, transportiert. Das Schalten von dem neunten Vorwärtsgang in den zehnten Vorwärtsgang ist ein Schalten mit einem einzigen Übergang. - Obwohl zehn Vorwärtsgänge verfügbar sind, kann das Getriebe
14 gesteuert werden, um als Fünfganggetriebe, Sechsganggetriebe, Siebenganggetriebe, Achtganggetriebe, Neunganggetriebe oder Zehnganggetriebe zu arbeiten. Um zum Beispiel das Getriebe14 als Fünfganggetriebe zu betreiben, kann ein Algorithmus, der in einem Controller gespeichert ist, der die Ventile steuert, um eine Hydraulikfluidströmung zu den Drehmomentübertragungsmechanismen zu steuern, nur den Rückwärtsgang und den ersten, zweiten, dritten, fünften und zehnten Vorwärtsgang herzustellen, die oben als erster, zweiter, dritter, vierter und fünfter Vorwärtsgang beschrieben wurden. In einem derartigen Fünfganggetriebe gäbe es keine Schaltungen mit einem doppelten Übergang. - Um das Getriebe
14 als Sechsganggetriebe zu betreiben, würden die fünf Vorwärtsgänge, die oben für das Fünfganggetriebe beschrieben wurden, sowie irgendeiner von dem sechsten, siebten und achten Vorwärtsgang von2 benutzt werden. Das Sechsganggetriebe würde entweder keine Schaltungen mit einem doppelten Übergang (wenn der siebte oder achte Vorwärtsgang von2 benutzt werden würden) oder nur eine Schaltung mit einem doppelten Übergang (wenn der sechste Vorwärtsgang von2 benutzt werden würde) aufweisen. - Um das Getriebe
14 als Siebenganggetriebe zu betreiben, würden die fünf Vorwärtsgänge, die oben für das Fünfganggetriebe beschrieben wurden, sowie irgendwelche zwei von dem sechsten, siebten und achten Vorwärtsgang von2 benutzt werden. Das Sechsganggetriebe würde nur eine Schaltung mit einem doppelten Übergang (von dem fünften in den sechsten Vorwärtsgang von2 , was vom vierten in den fünften Vorwärtsgang des Siebenganggetriebes wäre) aufweisen. - Um das Getriebe
14 als Achtganggetriebe zu betreiben, würden die fünf Vorwärtsgänge, die oben für das Fünfganggetriebe beschrieben wurden, sowie der sechste, siebte und achte Vorwärtsgang von2 benutzt werden. Somit würde das Achtganggetriebe alle Vorwärtsgänge von2 außer dem vierten und neunten Vorwärtsgang aufweisen. Das Achtganggetriebe würde nur eine Schaltung mit einem doppelten Übergang (von dem fünften in den sechsten Vorwärtsgang von2 , was auch vom fünften in den sechsten Vorwärtsgang des Achtganggetriebes wäre) aufweisen. - Um das Getriebe
14 als Neunganggetriebe zu betreiben, würden alle Vorwärtsgänge von2 außer dem zehnten Vorwärtsgang benutzt werden. Das Neunganggetriebe würde zwei Schaltungen mit einem doppelten Übergang (von dem dritten in den vierten Vorwärtsgang von2 , was auch von dem dritten in den vierten Vorwärtsgang des Neunganggetriebes wäre, und von dem fünften in den sechsten Vorwärtsgang von2 , was auch von dem fünften in den sechstes Vorwärtsgang des Neunganggetriebes wäre) aufweisen. Das Getriebe14 könnte auch mit weniger als sechs Vorwärtsgängen betrieben werden. - Unter Bezugnahme auf
2 ist ersichtlich, dass die KupplungC7 nur im Rückwärtsgang eingerückt ist. Die Lage der KupplungC7 zwischen dem Eingangselement17 und der Zwischenwelle52 , die koaxial mit Eingangselement17 ist, erlaubt die Verwendung einer Klauenkupplung oder einer wählbaren Einwegkupplung für KupplungC7 . - Es wird aus
1 deutlich, dass BremsenC1 undC2 axial benachbart zueinander gelegen sind, wobei keine weiteren Kupplungen oder Bremsen und keine Elemente der Planetenradsätze20 ,30 zwischen den BremsenC1 ,C2 liegen. Das Anordnen der BremsenC1 undC2 benachbart zueinander auf diese Weise ermöglicht es, dass eine Hydraulikfluidströmung zu den BremsenC1 undC2 durch die gewöhnlichsten Zufuhrkanäle erfolgen kann. Eine Vereinfachung der hydraulischen Zufuhrkanäle und das Verringern der Gesamtlänge der Zufuhrkanäle vereinfacht die Produktion des Getriebes14 und kann eine kleinere Pumpe für das hydraulische System ermöglichen. Gleichermaßen sind die KupplungenC3 ,C4 ,C5 ,C6 undC7 vom rotierenden Typ axial benachbart zueinander gelegen, wobei sich keine weiteren Drehmomentübertragungsmechanismen oder Planetenradsatzelemente dazwischen befinden. Das Anordnen der BremsenC1 ,C2 und der KupplungenC3 ,C4 ,C5 ,C6 undC7 auf diese Weise vereinfacht die Produktion von Zufuhrkanälen weiter und kann die erforderliche Pumpengröße verringern. - Der zusammengesetzte Planetenradsatz
20 , die BremsenC1 undC2 und die KupplungenC3 undC4 können als kompakter Zahnradkasten50 bezeichnet werden, in1 gestrichelt begrenzt, da der Zahnradkasten50 die Bauteile enthält, die notwendig sind, um die zehn Vorwärtsgänge herzustellen, wobei die restlichen KupplungenC5 ,C6 undC7 eingerückt werden, um den direkten Antrieb und Gänge mit einer Übersetzung ins Langsame (wobeiC5 eingerückt ist), Gänge mit einer Übersetzung ins Langsame (wobeiC6 eingerückt ist) herzustellen. D.h. die Einrückung von Drehmomentübertragungsmechanismen innerhalb des Zahnradkastens50 wird verändert, um zwischen den Gängen mit einer Übersetzung ins Langsame umzuschalten, während KupplungC6 eingerückt bleibt, und die Einrückung von Drehmomentübertragungsmechanismen innerhalb des Zahnradkastens50 wird verändert, um zwischen dem direkten Antriebsdrehzahlverhältnis und den Overdrive-Verhältnissen oder zwischen den Overdrive-Verhältnissen umzuschalten, während KupplungC5 in den Gängen mit einer Übersetzung ins Langsame eingerückt bleibt, wobei das Zahnradelement mit der höchsten Drehmomentlast das Hohlradelement34 ist.
Claims (3)
- Mehrganggetriebe (14), umfassend: ein Eingangselement (17); ein Ausgangselement (19); einen Getriebekasten (40); einen ersten und einen zweiten zusammengesetzten Planetenradsatz (20, 30); wobei der erste zusammengesetzte Planetenradsatz (20) ein erstes Trägerelement (26), ein erstes Sonnenradelement (23), ein zweites Sonnenradelement (22), ein erstes Hohlradelement (25) und ein zweites Hohlradelement (24) aufweist; wobei das erste Trägerelement (26) ein gestuftes Planetenrad (27), das einen Abschnitt (28) mit relativ kleinem Durchmesser aufweist, der mit dem zweiten Sonnenradelement (22) und dem zweiten Hohlradelement (24) kämmt, und einen Abschnitt (29) mit relativ großem Durchmesser, der mit dem ersten Sonnenradelement (23) und dem ersten Hohlradelement (25) kämmt, drehbar lagert; wobei das erste Trägerelement (26) des ersten zusammengesetzten Planetenradsatzes (20) ständig zur gemeinsamen Rotation mit dem Eingangselement (17) verbunden ist; wobei der zweite zusammengesetzte Planetenradsatz (30) ein zweites Trägerelement (36), ein drittes Hohlradelement (34), ein drittes Sonnenradelement (32) und ein viertes Sonnenradelement (33) aufweist; wobei das zweite Trägerelement (36) einen ersten und einen zweiten Satz Planetenräder (37, 38) drehbar lagert; und wobei der erste Satz Planetenräder (37) mit dem dritten Hohlradelement (34), dem dritten Sonnenradelement (32) und dem zweiten Satz Planetenräder (38) kämmt; und wobei der zweite Satz Planetenräder (38) auch mit dem vierten Sonnenradelement (33) kämmt; wobei das zweite Trägerelement (36) des zweiten zusammengesetzten Planetenradsatzes (30) ständig zur gemeinsamen Rotation mit dem Ausgangselement (19) verbunden ist; wobei das dritte Hohlradelement (34) des zweiten zusammengesetzten Planetenradsatzes (30) ständig an dem Getriebekasten (40) festgelegt ist; wobei keines der Elemente des ersten Planetenradsatzes (20) ständig zur gemeinsamen Rotation mit irgendeinem der Elemente des zweiten Planetenradsatzes (30) verbunden ist; und sieben Drehmomentübertragungsmechanismen (C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7), wobei das zweite Sonnenradelement (22) des ersten zusammengesetzten Planetenradsatzes (20) selektiv an dem Getriebekasten (40) über Einrückung eines zweiten (C2) der sieben Drehmomentübertragungsmechanismen (C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7) festgelegt ist, wobei das erste Sonnenradelement (23) des ersten zusammengesetzten Planetenradsatzes (20) selektiv an dem Getriebekasten (40) über Einrückung eines ersten (C1) der sieben Drehmomentübertragungsmechanismen (C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7) festgelegt ist, wobei das zweite Hohlradelement (24) des ersten zusammengesetzten Planetenradsatzes (20) selektiv zur gemeinsamen Rotation mit dem zweiten Trägerelement (36) des zweiten zusammengesetzten Planetenradsatzes (30) über Einrückung eines vierten (C4) und eines fünften (C5) der sieben Drehmomentübertragungsmechanismen (C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7) verbindbar ist, wobei das zweites Hohlradelement (24) des ersten zusammengesetzten Planetenradsatzes (20) selektiv zur gemeinsamen Rotation mit dem dritten Sonnenradelement (32) des zweiten zusammengesetzten Planetenradsatzes (30) über Einrückung eines vierten (C4) und eines sechsten (C6) der sieben Drehmomentübertragungsmechanismen (C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7) verbindbar ist, wobei das erste Hohlradelement (25) des ersten zusammengesetzten Planetenradsatzes selektiv zur gemeinsamen Rotation mit dem zweiten Trägerelement (36) des zweiten zusammengesetzten Planetenradsatzes (30) über Einrückung eines dritten (C3) und eines fünften (C5) der sieben Drehmomentübertragungsmechanismen (C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7) verbindbar ist, wobei das erste Hohlradelement (25) des ersten zusammengesetzten Planetenradsatzes (20) selektiv zur gemeinsamen Rotation mit dem dritten Sonnenradelement (32) des zweiten zusammengesetzten Planetenradsatzes über Einrückung eines dritten (C3) und eines sechsten (C6) der sieben Drehmomentübertragungsmechanismen (C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7) verbindbar ist, wobei ein siebter (C7) der sieben Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar ist, um das Eingangselement (17) zur gemeinsamen Rotation mit dem vierten Sonnenradelement (33) des zweiten zusammengesetzten Planetenradsatzes (30) zu verbinden, wobei die sieben Drehmomentübertragungsmechanismen (C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7) in unterschiedlichen Kombinationen einrückbar sind, um bis zu zehn Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang zwischen dem Eingangselement (17) und dem Ausgangselement (19) herzustellen.
- Mehrganggetriebe (14) nach
Anspruch 1 , wobei der erste und der zweite Drehmomentübertragungsmechanismus (C1, C2) axial benachbart zueinander gelegen sind, wobei keines der Planetenradsatzelemente (22, 23, 24, 25, 26, 32, 33, 34, 36) und kein weiterer der sieben Drehmomentübertragungsmechanismen (C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7) dazwischen liegt. - Mehrganggetriebe (14) nach
Anspruch 1 , wobei der dritte (C3), vierte (C4), fünfte (C5), sechste (C6) und siebte (C7) der sieben Drehmomentübertragungsmechanismen (C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7) axial benachbart zueinander gelegen sind, wobei keines der Planetenradsatzelemente (22, 23, 24, 25, 26, 32, 33, 34, 36) und kein weiterer der sieben Drehmomentübertragungsmechanismen (C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7) dazwischen liegt.
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