DE102011016245A1 - Mehrganggetriebe mit vier Planetenradsätzen - Google Patents

Mehrganggetriebe mit vier Planetenradsätzen Download PDF

Info

Publication number
DE102011016245A1
DE102011016245A1 DE102011016245A DE102011016245A DE102011016245A1 DE 102011016245 A1 DE102011016245 A1 DE 102011016245A1 DE 102011016245 A DE102011016245 A DE 102011016245A DE 102011016245 A DE102011016245 A DE 102011016245A DE 102011016245 A1 DE102011016245 A1 DE 102011016245A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
planetary gear
gear set
transmitting mechanisms
torque
planetary
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE102011016245A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102011016245B4 (de
Inventor
James M. Hart
Scott H. Wittkopp
Edward W. Mellet
Andrew W. Phillips
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GM Global Technology Operations LLC
Original Assignee
GM Global Technology Operations LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US13/049,940 external-priority patent/US8343005B2/en
Application filed by GM Global Technology Operations LLC filed Critical GM Global Technology Operations LLC
Publication of DE102011016245A1 publication Critical patent/DE102011016245A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102011016245B4 publication Critical patent/DE102011016245B4/de
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H3/00Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/62Gearings having three or more central gears
    • F16H3/66Gearings having three or more central gears composed of a number of gear trains without drive passing from one train to another
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H3/00Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H2003/442Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion comprising two or more sets of orbital gears arranged in a single plane
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H3/00Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H2003/445Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion without permanent connection between the input and the set of orbital gears
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H2200/00Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/003Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds
    • F16H2200/006Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds the gear ratios comprising eight forward speeds
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H2200/00Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/2002Transmissions using gears with orbital motion characterised by the number of sets of orbital gears
    • F16H2200/2012Transmissions using gears with orbital motion characterised by the number of sets of orbital gears with four sets of orbital gears
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H2200/00Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/203Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes
    • F16H2200/2046Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes with six engaging means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Structure Of Transmissions (AREA)

Abstract

Es ist ein Getriebe mit einem Eingangselement, einem Ausgangselement, zwei Planetenradsätzen, zwei weiteren Planetenradsätzen, die gestapelt oder ineinander geschachtelt sein können, um eine Planetenradsatzanordnung zu bilden, mehreren Kopplungselementen und mehreren Drehmomentübertragungseinrichtungen vorgesehen. Jeder der Planetenradsätze umfasst ein erstes, zweites und drittes Element. Die gestapelte oder ineinander geschachtelte Planetenradsatzanordnung weist ein Trägerelement zum drehbaren Lagern mehrerer erster Planetenräder und mehrerer zweiter Planetenräder, ein Hohlrad und ein gemeinsames Element auf. Die Drehmomentübertragungseinrichtungen umfassen Kupplungen und Bremsen.

Description

  • QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
  • Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 61/324,597, die am 15. April 2010 eingereicht wurde und die hiermit durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit mit aufgenommen ist.
  • GEBIET
  • Die Erfindung betrifft im Allgemeinen ein Mehrganggetriebe, das mehrere Planetenradsätze und mehrere Drehmomentübertragungseinrichtungen aufweist, und genauer ein Getriebe, das acht oder mehr Gänge, zwei Planetenradsätze, weitere zwei Planetenradsätze, die stapelbar sind, und mehrere Drehmomentübertragungseinrichtungen aufweist.
  • HINTERGRUND
  • Die Aussagen in diesem Abschnitt bieten lediglich Hintergrundinformationen in Bezug auf die vorliegende Offenbarung und brauchen keinen Stand der Technik zu bilden.
  • Ein typisches Mehrganggetriebe benutzt eine Kombination aus Reibkupplungen, Planetenradanordnungen und festen Verbindungen, um mehrere Übersetzungsverhältnisse zu erreichen. Die Anzahl und physikalische Anordnung der Planetenradsätze im Allgemeinen werden durch den Bauraum, die Kosten und die gewünschten Drehzahlverhältnisse oder Gänge vorgeschrieben.
  • Obgleich gegenwärtige Getriebe ihren vorgesehenen Zweck erfüllen, ist der Bedarf für neue und verbesserte Getriebekonfigurationen, die ein verbessertes Leistungsvermögen, insbesondere von den Standpunkten des Wirkungsgrades, des Ansprechvermögens und des ruhigen Betriebes aus, sowie einen verbesserten Bauraum, primär reduzierte Größe und reduziertes Gewicht, zeigen, im Wesentlichen konstant. Dementsprechend gibt es einen Bedarf für ein verbessertes, kostengünstiges und kompaktes Mehrganggetriebe.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Es ist ein Mehrganggetriebe vorgesehen, das ein Eingangselement, ein Ausgangselement, zwei Planetenradsätze, weitere zwei Planetenradsätze, die stapelbar sind, um eine gestapelte oder ineinander geschachtelte Planetenradsatzanordnung zu bilden, mehrere Kopplungselemente und mehrere Drehmomentübertragungseinrichtungen aufweist. Jeder der zwei Planetenradsätze umfasst ein erstes, zweites und drittes Element. Die gestapelte oder ineinander geschachtelte Planetenradsatzanordnung weist ein Sonnenrad, ein Trägerelement zum drehbaren Lager mehrerer erster Planetenräder und mehrerer zweiter Planetenräder, ein gemeinsames Element und ein Hohlrad auf. Das gemeinsame Element ist ein Hohl- und ein Sonnenrad, das als ein einteiliges Element gebildet ist, oder ein Hohl- und ein Sonnenrad, die durch eine starre feste Verbindung (d. h. eine Welle oder Nabe) zusammengefügt sind. Die Drehmomentübertragungseinrichtungen sind beispielsweise Kupplungen und Bremsen.
  • In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Getriebe vorgesehen, das eine Eingangswelle, eine Ausgangswelle, einen ersten Planetenradsatz mit einem Sonnenrad, einem Trägerelement zum drehbaren Lagern mehrerer Planetenräder und einem Hohlradelement, einen zweiten Planetenradsatz mit einem Sonnenrad, einem Trägerelement zum drehbaren Lager mehrerer Planetenräder und einem Hohlradelement, eine Planetenradsatzanordnung mit einem Sonnenrad, einem Trägerelement zum drehbaren Lagern mehrerer erster Planetenräder und mehrerer zweiter Planetenräder, einem Hohlrad und einem gemeinsamen Element aufweist. Die mehreren ersten Planetenräder sind radial innen von dem gemeinsamen Element angeordnet und die mehreren zweiten Planetenräder sind radial außen von dem gemeinsamen Element angeordnet.
  • In noch einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das gemeinsame Element der Planetenradsatzanordnung ein Zahnrad, das eine Außenfläche und eine Innenfläche aufweist. Die Außenfläche weist mehrere Zahnradzähne auf, und die Innenfläche weist mehrere Zahnradzähne auf. Die mehreren Zahnradzähne, die an der Innenfläche angeordnet sind, kämmen mit den mehreren ersten Planetenrädern, und die mehreren Zahnradzähne, die an der Außenfläche angeordnet sind, kämmen mit den mehreren zweiten Planetenrädern.
  • In noch einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verbindet ein erstes Verbindungselement das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes ständig mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes.
  • In einer nochmals anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verbindet ein zweites Verbindungselement das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes ständig mit dem Trägerelement des zweiten Planetenradsatzes.
  • In einer nochmals anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verbindet ein drittes Verbindungselement das Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes ständig mit dem Trägerelement der Planetenradsatzanordnung.
  • In einer nochmals anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein erster Drehmomentübertragungsmechanismus selektiv einrückbar, um das gemeinsame Element der Planetenradsatzanordnung mit dem Eingangselement zu verbinden.
  • In einer nochmals anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein zweiter Drehmomentübertragungsmechanismus selektiv einrückbar, um das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes und das Trägerelement des zweiten Planetenradsatzes mit dem Eingangselement zu verbinden.
  • In noch einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein dritter Drehmomentübertragungsmechanismus selektiv einrückbar, um die Sonnenräder des ersten und zweiten Planetenradsatzes mit dem Eingangselement zu verbinden.
  • In noch einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein vierter Drehmomentübertragungsmechanismus selektiv einrückbar, um das Sonnenrad der Planetenradsatzanordnung mit einem feststehenden Element zu verbinden.
  • In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein fünfter Drehmomentübertragungsmechanismus selektiv einrückbar, um das Hohlrad der Planetenradsatzanordnung mit dem feststehenden Element zu verbinden.
  • In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein sechster Drehmomentübertragungsmechanismus selektiv einrückbar, um das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes und das Trägerelement des zweiten Planetenradsatzes mit dem feststehenden Element zu verbinden.
  • In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv in Kombinationen von zumindest dreien einrückbar, um zumindest acht Vorwärtsgänge und zumindest einen Rückwärtsgang zwischen dem Eingangselement und dem Ausgangselement herzustellen.
  • Weitere Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen deutlich werden, in denen gleiche Bezugszeichen auf das gleiche Bauteil, Element oder Merkmal verweisen.
  • ZEICHNUNGEN
  • Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen nur zu Veranschaulichungszwecken und sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung in keiner Weise einschränken.
  • 1 ist ein Hebeldiagramm einer Ausführungsform eines Achtganggetriebes gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 2 ist eine schematische Darstellung 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 Nutzung nicht einschränken.
  • Zu Beginn ist festzustellen, dass die Ausführungsformen des Achtgang-Automatikgetriebes der vorliegenden Erfindung eine Anordnung von permanenten mechanischen Verbindungen zwischen den Bauteilen oder Elementen der vier Planetenradsätze aufweisen. Ein erstes Bauteil oder Element eines ersten Planetenradsatzes ist permanent mit einem ersten Bauteil oder Element des zweiten Planetenradsatzes gekoppelt. Ein drittes Bauteil oder Element des ersten Planetenradsatzes ist permanent mit einem zweiten Bauteil oder Element des zweiten Planetenradsatzes gekoppelt. Ein drittes Bauteil oder Element eines zweiten Planetenradsatzes ist permanent mit einem zweiten Bauteil oder Element des dritten Planetenradsatzes und mit dem zweiten Bauteil oder Element des vierten Planetenradsatzes gekoppelt. Ein drittes Bauteil oder Element eines dritten Planetenradsatzes ist permanent mit einem ersten Bauteil oder Element des vierten Planetenradsatzes gekoppelt.
  • Nun unter Bezugnahme auf 1 ist eine Ausführungsform eines Achtganggetriebes 10 in einem Hebeldiagrammformat veranschaulicht. Ein Hebeldiagramm ist eine schematische Darstellung der Bauteile einer mechanischen Einrichtung, wie eines Automatikgetriebes. Jeder einzelne Hebel stellt einen Planetenradsatz dar, wobei die drei grundlegenden mechanischen Bauteile des Planetengetriebes jeweils durch einen Knoten dargestellt sind. Daher enthält ein einzelner Hebel drei Knoten: einen für das Sonnenrad, einen für den Planetenradträger und einen für das Hohlrad. In manchen Fällen können zwei Hebel zu einem einzigen Hebel, der mehr als drei Knoten (typischerweise vier Knoten) aufweist, kombiniert sein. Wenn zum Beispiel zwei Knoten an zwei unterschiedlichen Hebeln durch eine feste Verbindung verbunden sind, können sie als ein einziger Knoten an einem einzigen Hebel dargestellt werden. Die relative Länge zwischen den Knoten jedes Hebels kann dazu verwendet werden, jeweils das Hohlrad/Sonnenrad-Verhältnis des jeweiligen Zahnradsatzes darzustellen. Diese Hebelverhältnisse werden wiederum dazu verwendet, die Übersetzungsverhältnisse des Getriebes zu verändern, um geeignete Verhältnisse und eine geeignete Verhältnisprogression zu erreichen. Mechanische Kopplungseinrichtungen oder Verbindungen zwischen dem Knoten der verschiedenen Planetenradsätze sind durch dünne, horizontale Linien veranschaulicht, und Drehmomentübertragungseinrichtungen, wie Kupplungen und Bremsen, sind als ineinander greifende Finger dargestellt. Eine weitergehende Erläuterung des Formats, Zwecks und der Verwendung von Hebeldiagrammen ist in der Druckschrift SAE Paper 810102 "The Lever Analogy: A New Tool in Transmission Analysis" von Benford und Leising zu finden, die hiermit durch Bezugnahme vollständig mit aufgenommen ist.
  • Das Getriebe 10 umfasst eine Eingangswelle oder ein Eingangselement 12, einen ersten Planetenradsatz 14, einen zweiten Planetenradsatz 16, einen dritten Planetenradsatz 18, einen vierten Planetenradsatz 20 und eine Ausgangswelle oder ein Ausgangselement 22. In dem Hebeldiagramm von 1 sind die Hebel für den ersten Planetenradsatz 14 und den zweiten Planetenradsatz 16 zu einem einzigen Vierknotenhebel kombiniert worden, der aufweist: einen ersten Knoten 14A, 16A, einen zweiten Knoten 14B, einen dritten Knoten 14C, 16B und einen vierten Knoten 16C. Somit ist das erste Element 14A des ersten Planetenradsatzes mit dem ersten Element 16A des zweiten Planetenradsatzes gekoppelt, und das dritte Element 14C des ersten Planetenradsatzes ist mit dem zweiten Element 16B des zweiten Planetenradsatzes gekoppelt. Die Hebel für den dritten Planetenradsatz 18 und den vierten Planetenradsatz 20 sind zu einem einzigen Vierknotenhebel kombiniert worden, der aufweist: einen ersten Knoten 18A, einen zweiten Knoten 20C, einen dritten Knoten 18B, 20B und einen vierten Knoten 18C, 20A. Somit ist das zweite Element 18B des dritten Planetenradsatzes 18 mit dem zweiten Element 20B des vierten Planetenradsatzes gekoppelt, und das erste Element 20A des vierten Planetenradsatzes ist mit dem dritten Element 18C des dritten Planetenradsatzes 18 gekoppelt. Das Ausgangselement 22 ist mit dem zweiten Knoten 14B gekoppelt. Der vierte Knoten 16C ist mit dem dritten Knoten 18B, 20B gekoppelt.
  • Eine erste Kupplung 26 verbindet das Eingangselement oder die Eingangswelle 12 selektiv mit dem vierten Knoten 18C, 20A der kombinierten Hebel des dritten und vierten Planetenradsatzes 18, 20. Eine zweite Kupplung 28 verbindet das Eingangselement oder die Eingangswelle 12 selektiv mit dem dritten Knoten 14C, 16B der kombinierten Hebel des ersten und zweiten Planetenradsatzes 14, 16. Eine dritte Kupplung 30 verbindet das Eingangselement oder die Eingangswelle 12 selektiv mit dem ersten Knoten 14A, 16A der kombinierten Hebel des ersten und zweiten Planetenradsatzes 14, 16. Eine erste Bremse 32 verbindet den ersten Knoten 18A der kombinierten Hebel des dritten und vierten Planetenradsatzes 18, 20 selektiv mit einem feststehenden Element oder Getriebegehäuse 50. Eine zweite Bremse 34 verbindet den zweiten Knoten 20C der kombinierten Hebel des dritten und vierten Planetenradsatzes 18, 20 selektiv mit einem feststehenden Element oder Getriebegehäuse 50. Eine dritte Bremse 36 verbindet den dritten Knoten 14C, 16B der kombinierten Hebel des ersten und zweiten Planetenradsatzes 14, 16 selektiv mit einem feststehenden Element oder Getriebegehäuse 50.
  • Nun unter Bezugnahme auf 2 stellt ein Stickdiagramm ein schematisches Layout der Ausführungsform des Achtganggetriebes 10 gemäß der vorliegenden Erfindung dar. In 2 wird die Nummerierung aus dem Hebeldiagramm von 1 übernommen. Die Kupplungen und Kopplungen sind entsprechend dargestellt, wohingegen die Knoten der Planetenradsätze nun als Bauteile von Planetenradsätzen, wie Sonnenräder, Hohlräder, Planetenräder und Planetenradträger, erscheinen.
  • Zum Beispiel umfasst der Planetenradsatz 14 ein Sonnenradelement 14A, ein Hohlradelement 14C und ein Planetenradträgerelement 14B, das einen Satz Planetenräder 14D (von denen nur eines gezeigt ist) drehbar lagert. Das Sonnenradelement 14A ist zur gemeinsamen Rotation mit einer ersten Welle oder einem ersten Verbindungselement 42 und mit einer zweiten Welle oder einem zweiten Verbindungselement 44 verbunden. Das Hohlradelement 14C ist zur gemeinsamen Rotation mit einer dritten Welle oder einem dritten Verbindungselement 46 verbunden. Das Planetenträgerelement 14B ist zur gemeinsamen Rotation mit [engl. ”wich and”] und der Ausgangswelle oder dem Ausgangselement 22 verbunden. Die Planetenräder 14D sind jeweils konfiguriert, um mit sowohl dem Sonnenradelement 14A als auch dem Hohlradelement 14C zu kämmen.
  • Der Planetenradsatz 16 umfasst ein Hohlradelement 16C, ein Sonnenradelement 16A und ein Planetenradträgerelement 16B, das einen Satz Planetenräder 16D (von denen nur eines gezeigt ist) drehbar lagert. Das Sonnenradelement 16A ist zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Welle oder dem ersten Verbindungselement 42 verbunden. Das Hohlradelement 16C ist zur gemeinsamen Rotation mit der vierten Welle oder dem vierten Verbindungselement 48 verbunden. Das Planetenträgerelement 16B ist zur gemeinsamen Rotation mit der dritten Welle oder dem dritten Verbindungselement 46 und mit einer fünften Welle oder einem fünften Verbindungselement 52 verbunden. Die Planetenräder 16D sind jeweils konfiguriert, um mit sowohl dem Sonnenradelement 16A als auch dem Hohlradelement 16C zu kämmen.
  • Die Anordnung von und die mechanischen Verbindungen zwischen dem ersten und zweiten Planetenradsatz 14, 16 bilden einen Simpson-Zahnradstrang. Genauer bildet die nebeneinander liegende Anordnung, bei der das Sonnenrad 14A des ersten Planetenradsatzes 14 mit dem Sonnenrad 16A des zweiten Planetenradsatzes 16 gekoppelt ist, den oben erwähnten Zahnradstrang. Natürlich können die Sonnenräder 14A und 16A aus einem einteiligen Element oder einem langen Ritzelrad mit der gleichen oder einer unterschiedlichen Zahl von Zähnen an jedem Ende des Ritzels gebildet sein.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind das Hohlrad des Planetenradsatzes 18 und das Sonnenrad des Planetenradsatzes 20 als ein einziges oder gemeinsames Bauteil oder Element 18C, 20A gebildet. Somit wirkt Bauteil 18C, 20A mit Bezug auf den Planetenradsatz 18 als Hohlrad und mit Bezug auf den Planetenradsatz 20 wirkt Bauteil 18C, 20A als Sonnenrad. Das gemeinsam genutzte Bauteil oder gemeinsame Element 18C, 20A ermöglicht es, dass der dritte und vierte Planetenradsatz 18 und 20 radial gestapelt oder angeordnet sein können, wobei der vierte Planetenradsatz 20 radial außerhalb des dritten Planetenradsatzes 18 angeordnet ist (wie es in 2 gezeigt ist). Dementsprechend ist das gemeinsam genutzte Bauteil oder gemeinsame Element 18C, 20A ein Zahnrad mit einer Außenfläche und einer Innenfläche. Die Außenfläche des gemeinsamen Elements 18C, 20A weist mehrere Zahnradzähne auf, die es ermöglichen, dass es als Sonnenrad fungieren kann. Die Innenfläche des gemeinsamen Elements 18C, 20A weist mehrere Zahnradzähne auf, die es ermöglichen, dass es als Hohlrad fungieren kann. Darüber hinaus umfasst Planetenradsatz 18 ein Sonnenradelement 18A und ein Planetenradträgerelement 18B, das einen Satz Planetenräder 18D (von denen nur eines gezeigt ist) drehbar lagert. Das Sonnenradelement 18A ist zur gemeinsamen Rotation mit einer sechsten Welle oder einem sechsten Verbindungselement 54 verbunden. Das gemeinsame Element 18C, 20A ist zur gemeinsamen Rotation mit einer siebten Welle oder einem siebten Verbindungselement 56 verbunden. Das Planetenträgerelement 18B ist zur gemeinsamen Rotation mit einer achten Welle oder einem achten Verbindungselement 58 verbunden. Die Planetenräder 18D sind jeweils konfiguriert, um mit sowohl dem Sonnenradelement 18A als auch dem gemeinsamen Element 18C, 20A zu kämmen.
  • Der Planetenradsatz 20 umfasst ein gemeinsames Element 18C, 20A, ein Hohlradelement 20C und ein Planetenradträgerelement 20B, das einen Satz Planetenräder 20D (von denen nur eines gezeigt ist) drehbar lagert. Das gemeinsame Element 18C, 20A ist zur gemeinsamen Rotation mit der siebten Welle oder dem siebten Verbindungselement 56 verbunden. Das Hohlradelement 20C ist zur gemeinsamen Rotation mit einer neunten Welle oder einem neunten Verbindungselement 60 verbunden. Der Planetenträger 20B ist zur gemeinsamen Rotation mit der vierten Welle oder dem vierten Verbindungselement 48 und mit der achten Welle oder dem achten Verbindungselement 58 verbunden. Die Planetenräder 20D sind jeweils konfiguriert, um mit sowohl dem gemeinsamen Element 18C, 20A als auch dem Hohlradelement 20C zu kämmen.
  • Die Eingangswelle oder das Eingangselement 12 ist ständig mit einer Maschine (nicht gezeigt) oder mit einem Turbinenrad eines Drehmomentwandlers (nicht gezeigt) verbunden. Die Ausgangswelle oder das Ausgangselement 22 ist ständig mit der Achsantriebseinheit oder dem Verteilergetriebe (nicht gezeigt) verbunden.
  • Die Drehmomentübertragungsmechanismen oder Kupplungen 26, 28, 30 und die erste Bremse 32, die zweite Bremse 34 und die dritte Bremse 36 sorgen für eine selektive Verbindung der Wellen oder Verbindungselemente, der Elemente der Planetenradsätze und des Gehäuses. Zum Beispiel ist die erste Kupplung 26 selektiv einrückbar, um die Eingangswelle oder das Eingangselement 12 mit der siebten Welle oder dem siebten Verbindungselement 56 zu verbinden. Die zweite Kupplung 28 ist selektiv einrückbar, um die Eingangswelle oder das Eingangselement 12 mit der fünften Welle oder dem fünften Verbindungselement 52 zu verbinden. Die dritte Kupplung 30 ist selektiv einrückbar, um die Eingangswelle oder das Eingangselement 12 mit der zweiten Welle oder dem zweiten Verbindungselement 44 zu verbinden. Die erste Bremse 32 ist selektiv einrückbar, um die sechste Welle oder das sechste Verbindungselement 54 mit dem feststehenden Element oder dem Getriebegehäuse 50 zu verbinden und somit eine Rotation des Elements 54 relativ zu dem Getriebegehäuse 50 einzuschränken. Die zweite Bremse 34 ist selektiv einrückbar, um die neunte Welle oder das neunte Verbindungselement 60 mit dem feststehenden Element oder dem Getriebegehäuse 50 zu verbinden und somit eine Rotation des Elements 60 relativ zu dem Getriebegehäuse 50 einzuschränken. Die dritte Bremse 36 ist selektiv einrückbar, um die dritte Welle oder das dritte Verbindungselement 46 mit dem feststehenden Element oder dem Getriebegehäuse 50 zu verbinden und somit eine Rotation des Elements 46 relativ zu dem Getriebegehäuse 50 einzuschränken.
  • Nun wird unter Bezugnahme auf 2 und 3 die Arbeitsweise der Ausführungsform des Achtganggetriebes 10 beschrieben. Es ist festzustellen, dass das Getriebe 10 in der Lage ist, Drehmoment von der Eingangswelle oder dem Eingangselement 12 auf die Ausgangswelle oder das Ausgangselement 22 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 26, zweite Kupplung 28, dritte Kupplung 30, erste Bremse 32, zweite Bremse 34 und dritte Bremse 36) 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. Ein ”X” in dem Kasten bedeutet, dass die besondere Kupplung oder Bremse eingerückt ist, um den gewünschten Gangzustand zu erreichen. Ein ”O” stellt dar, dass die besondere Drehmomentübertragungseinrichtung (d. h. eine Bremse oder Kupplung) ein oder aktiv ist, aber kein Drehmoment transportiert. 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 einen Rückwärtsgang herzustellen, werden die erste Kupplung 26, die zweite Bremse 34 und die dritte Bremse 36 eingerückt oder aktiviert. Die erste Kupplung 26 verbindet die Eingangswelle oder das Eingangselement 12 mit der siebten Welle oder dem siebten Verbindungselement 56. Die zweite Bremse 34 verbindet die neunte Welle oder das neunte Verbindungselement 60 mit dem feststehenden Element oder dem Getriebegehäuse 50, um eine Rotation des Elements 60 relativ zu dem Getriebegehäuse 50 einzuschränken. Die dritte Bremse 36 verbindet die dritte Welle oder das dritte Verbindungselement 46 mit dem feststehenden Element oder dem Getriebegehäuse 50, um eine Rotation des Elements 46 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 inaktiv oder ausgerückt sind, und zweitens während Gangschaltvorgängen, d. h. Wechseln des Gangzustands, zwischen zumindest benachbarten Gangzuständen, eine in beiden Gangzuständen eingerückte oder aktivierte Kupplung eingerückt oder aktiviert bleiben wird.
  • In einer anderen Ausführungsform des Getriebes 10 sind das Hohlrad von Planetenradsatz 18 und das Sonnenrad von Planetenradsatz 20 separate Bauteile oder Zahnräder, nämlich Hohlrad 18C und Sonnenrad 20A, die durch ein starres Element, wie etwa eine Nabe oder Welle oder dergleichen, verbunden sind. Darüber hinaus sind die Trägerelemente 18B und 20B separate Trägerelemente, die durch ein starres Element, wie etwa eine Nabe oder Welle oder dergleichen, zusammengefügt sind. Dementsprechend lagern Trägerelemente 18B und 20B jeweils unabhängig mehrere Planetenräder 18D bzw. 20D. In der vorliegenden Ausführungsform sind Planetenradsätze 18 und 20 nicht gestapelt oder ineinander geschachtelt. Somit liefern vier unterschiedliche Planetenradsätze 14, 16, 18 und 20 die acht Vorwärtsgänge und den einen Rückwärtsgang.
  • Die Beschreibung der Erfindung ist lediglich beispielhafter Natur, und Abwandlungen, die nicht vom Kern der Erfindung abweichen, sollen im Umfang der Erfindung liegen. Derartige Abwandlungen sind nicht als eine Abweichung vom Gedanken und Umfang 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 Benford und Leising [0026]

Claims (10)

  1. Getriebe, umfassend: ein Eingangselement; ein Ausgangselement; einen ersten Planetenradsatz, der ein erstes, ein zweites und ein drittes Element aufweist; einen zweiten Planetenradsatz, der ein erstes, ein zweites und ein drittes Element aufweist; einen dritten Planetenradsatz, der ein erstes, ein zweites und ein drittes Element aufweist; einen vierten Planetenradsatz, der ein erstes, zweites und drittes Element aufweist; ein erstes Verbindungselement, das das erste Element des ersten Planetenradsatzes ständig mit dem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes verbindet; ein zweites Verbindungselement, das das dritte Element des ersten Planetenradsatzes ständig mit dem zweiten Element des zweiten Planetenradsatzes verbindet; ein drittes Verbindungselement, das das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes ständig mit dem zweiten Element des vierten Planetenradsatzes verbindet; ein viertes Verbindungselement, das das zweite Element des dritten Planetenradsatzes ständig mit dem zweiten Element des vierten Planetenradsatzes verbindet; und zumindest sechs Drehmomentübertragungsmechanismen, die jeweils selektiv einrückbar sind, um zumindest eines von dem ersten, zweiten und dritten Element des ersten, zweiten, dritten und vierten Planetenradsatzes mit einem anderen von dem ersten, zweiten und dritten Element des ersten, zweiten, dritten und vierten Planetenradsatzes und einem feststehenden Element zu verbinden, und wobei die zumindest sechs Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv in Kombinationen von zumindest dreien einrückbar sind, um zumindest acht Vorwärtsgänge und zumindest einen Rückwärtsgang zwischen dem Eingangselement und dem Ausgangselement herzustellen.
  2. Getriebe nach Anspruch 1, wobei ein erster der zumindest sechs Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar ist, um das dritte Element des dritten Planetenradsatzes und das erste Element des vierten Planetenradsatzes mit dem Eingangselement zu verbinden.
  3. Getriebe nach Anspruch 2, wobei ein zweiter der zumindest sechs Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar ist, um das dritte Element des ersten Planetenradsatzes und das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes mit dem Eingangselement zu verbinden.
  4. Getriebe nach Anspruch 3, wobei ein dritter der zumindest sechs Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar ist, um die ersten Elemente des ersten und zweiten Planetenradsatzes mit dem Eingangselement zu verbinden.
  5. Getriebe nach Anspruch 4, wobei ein vierter der zumindest sechs Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar ist, um das erste Element des dritten Planetenradsatzes mit einem feststehenden Element zu verbinden.
  6. Getriebe nach Anspruch 5, wobei ein fünfter der zumindest sechs Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar ist, um das dritte Element des vierten Planetenradsatzes mit dem feststehenden Element zu verbinden.
  7. Getriebe nach Anspruch 6, wobei ein sechster der zumindest sechs Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar ist, um das dritte Element des ersten Planetenradsatzes und das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes mit dem feststehenden Element zu verbinden.
  8. Getriebe nach Anspruch 1, wobei die ersten Elemente des ersten, zweiten, dritten und vierten Planetenradsatzes Sonnenräder sind, die zweiten Elemente des ersten, zweiten, dritten und vierten Planetenradsatzes Trägerelemente sind, und die dritten Elemente des ersten, zweiten, dritten und vierten Planetenradsatzes Hohlräder sind.
  9. Getriebe nach Anspruch 8, wobei das Hohlrad des dritten Planetenradsatzes und das Sonnenrad des vierten Planetenradsatzelements als ein einteiliges Zahnradelement gebildet ist, das eine Außenfläche und eine Innenfläche aufweist, wobei die Außenfläche mehrere Zahnradzähne aufweist und die Innenfläche mehrere Zahnradzähne aufweist.
  10. Getriebe nach Anspruch 9, wobei das einteilige Zahnradelement mit mehreren ersten Planetenrädern, die durch das Trägerelement des dritten Planetenradsatzes drehbar gelagert sind, und mehreren zweiten Planetenrädern, die durch das Trägerelement des vierten Planetenradsatzes drehbar gelagert sind, kämmt.
DE102011016245.3A 2010-04-15 2011-04-06 Achtganggetriebe mit vier Planetenradsätzen Expired - Fee Related DE102011016245B4 (de)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US32459710P 2010-04-15 2010-04-15
US61/324,597 2010-04-15
US13/049,940 US8343005B2 (en) 2010-04-15 2011-03-17 Multi-speed transmission having four planetary gear sets
US13/049,940 2011-03-17

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102011016245A1 true DE102011016245A1 (de) 2011-10-27
DE102011016245B4 DE102011016245B4 (de) 2020-01-02

Family

ID=44777708

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102011016245.3A Expired - Fee Related DE102011016245B4 (de) 2010-04-15 2011-04-06 Achtganggetriebe mit vier Planetenradsätzen

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN102221071B (de)
DE (1) DE102011016245B4 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011111425B4 (de) 2010-09-13 2020-06-18 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) Achtganggetriebe

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8277355B2 (en) * 2010-07-07 2012-10-02 GM Global Technology Operations LLC Multi-speed transmission having stacked planetary gear sets
US8715130B2 (en) * 2012-05-21 2014-05-06 Gm Global Technology Operations Multi-speed transmission
DE102015103625B4 (de) * 2014-03-20 2022-09-29 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Gesetzen des Staates Delaware) Zehnganggetriebe
DE102015103687A1 (de) * 2014-03-21 2015-09-24 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) Mehrganggetriebe

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0162818B1 (ko) * 1996-08-30 1998-12-01 박병재 차량용 4속 자동 변속기의 기어 트레인
DE102005010210A1 (de) * 2005-03-05 2006-09-14 Zf Friedrichshafen Ag Mehrstufengetriebe
US7686730B2 (en) * 2006-11-09 2010-03-30 Ford Global Technologies, Llc Multiple speed automatic transmission
US7862468B2 (en) * 2007-03-30 2011-01-04 Gm Global Technology Operations, Inc. 8-speed transmission
DE102008000429A1 (de) 2008-02-28 2009-09-03 Zf Friedrichshafen Ag Mehrstufengetriebe

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SAE Paper 810102 "The Lever Analogy: A New Tool in Transmission Analysis" von Benford und Leising

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011111425B4 (de) 2010-09-13 2020-06-18 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) Achtganggetriebe

Also Published As

Publication number Publication date
CN102221071A (zh) 2011-10-19
CN102221071B (zh) 2014-05-14
DE102011016245B4 (de) 2020-01-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102012214439A1 (de) Mehrganggetriebe mit vier planetenradsätzen
DE102011106551A1 (de) Mehrganggetriebe mit gestapelten Planetenradsätzen
DE102012217755A1 (de) Mehrganggetriebe
DE102011111776A1 (de) Mehrganggetriebe mit gestapelten planetenradsätzen
DE102012213890A1 (de) Mehrganggetriebe
DE102011121985A1 (de) Mehrganggetriebe
DE102013201602A1 (de) Mehrganggetriebe
DE102014113628A1 (de) Mehrganggetriebe
DE102012000058A1 (de) Mehrganggetriebe
DE102013221946A1 (de) Mehrganggetriebe
DE102011115231A1 (de) Getriebe mit zumindest zehn Gängen
DE102010008017A1 (de) Mehrganggetriebe
DE102015102829A1 (de) Mehrganggetriebe
DE102013222093A1 (de) Mehrganggetriebe
DE102013200663A1 (de) Mehrganggetriebe
DE102013204906A1 (de) Mehrganggetriebe
DE102011122613A1 (de) Mehrganggetriebe mit gestapelten Planetenradsätzen
DE102014102511A1 (de) Mehrganggetriebe
DE102014118192A1 (de) Mehrganggetriebe
DE102014103115A1 (de) Mehrganggetriebe
DE102010032862A1 (de) Mehrganggetriebe mit drei Planetenradsätzen
DE102013203607A1 (de) Mehrgang-Planetenradsatzgetriebe
DE102011016245A1 (de) Mehrganggetriebe mit vier Planetenradsätzen
DE102009005648A1 (de) Zehnganggetriebe
DE102016102702A1 (de) Mehrganggetriebe mit Reduktionsplanetenradsatz

Legal Events

Date Code Title Description
R082 Change of representative

Representative=s name: MANITZ, FINSTERWALD & PARTNER GBR, 80336 MUENCHEN,

Representative=s name: MANITZ, FINSTERWALD & PARTNER GBR, DE

Representative=s name: MANITZ FINSTERWALD PATENTANWAELTE PARTMBB, DE

R012 Request for examination validly filed

Effective date: 20110406

R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee