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GEBIET
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Die Erfindung betrifft allgemein ein Mehrganggetriebe, das mehrere Planetenradsätze und mehrere Drehmomentübertragungseinrichtungen aufweist, und genauer ein Getriebe, das neun oder mehr Gänge, vier Planetenradsätze und sechs Drehmomentübertragungseinrichtungen aufweist.
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HINTERGRUND
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Die Aussagen in diesen Abschnitt liefern lediglich Hintergrundinformationen, die mit der vorliegenden Offenbarung in Beziehung stehen, und brauchen keinen Stand der Technik zu bilden.
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Ein typisches Mehrganggetriebe benutzt eine Kombination aus Reibkupplungen oder Bremsen, Planetenradanordnungen und festen Verbindungen, um mehrere Übersetzungsverhältnisse zu erreichen. Die Anzahl und physikalische Anordnung der Planetenradsätze im Allgemeinen werden durch den Bauraum, die Kosten und die gewünschten Drehzahlverhältnisse oder Gänge vorgeschrieben.
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Obgleich gegenwärtige Getriebe ihren vorgesehenen Zweck erfüllen, ist der Bedarf 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.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Es ist ein Getriebe vorgesehen, das ein Eingangselement, ein Ausgangselement, vier Planetenradsätze, mehrere Kopplungselemente und mehrere Drehmomentübertragungseinrichtungen aufweist. Jeder der Planetenradsätze umfasst ein erstes, zweites und drittes Element. Die Drehmomentübertragungseinrichtungen sind zum Beispiel Kupplungen und Bremsen.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Getriebe vorgesehen, das ein Eingangselement aufweist, das ständig mit dem Trägerelement des zweiten Planetenradsatzes verbunden ist, und ein Ausgangselement, das ständig mit dem Trägerelement des dritten Planetenradsatzes und mit dem Trägerelement des vierten Planetenradsatzes verbunden ist.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Getriebe vorgesehen, das ein erstes Verbindungselement zum ständigen Verbinden des Sonnenradelements des ersten Planetenradsatzes mit dem Sonnenradelement des zweiten Planetenradsatzes aufweist.
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Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Getriebe vorgesehen, das ein zweites Verbindungselement zum ständigen Verbinden des Trägerelements des ersten Planetenradsatzes mit dem Hohlradelement des vierten Planetenradsatzes aufweist.
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Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Getriebe vorgesehen, das ein drittes Verbindungselement zum ständigen Verbinden des Hohlradelements des zweiten Planetenradsatzes mit dem Sonnenradelement des dritten Planetenradsatzes aufweist.
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Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Getriebe vorgesehen, das ein viertes Verbindungselement zum ständigen Verbinden des Trägerelements des dritten Planetenradsatzes mit dem Trägerelement des vierten Planetenradsatzes aufweist.
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Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Getriebe vorgesehen, das eine erste Drehmomentübertragungseinrichtung zum selektiven Einrücken des Trägerelements des ersten Planetenradsatzes und des Hohlradelements des vierten Planetenradsatzes mit dem Hohlradelement des zweiten Planetenradsatzes und dem Sonnenradelement des dritten Planetenradsatzes aufweist.
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Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Getriebe vorgesehen, das eine erste Drehmomentübertragungseinrichtung zum selektiven Einrücken des Sonnenradelements des ersten Planetenradsatzes und des Sonnenradelements des zweiten Planetenradsatzes mit dem Trägerelement des vierten Planetenradsatzes, dem Trägerelement des dritten Planetenradsatzes und dem Ausgangselement aufweist.
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Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Getriebe vorgesehen, das eine erste Drehmomentübertragungseinrichtung zum selektiven Einrücken des Hohlradelements des ersten Planetenradsatzes mit dem Trägerelement des vierten Planetenradsatzes, dem Trägerelement des dritten Planetenradsatzes und dem Ausgangselement aufweist;
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Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Getriebe vorgesehen, das eine erste Drehmomentübertragungseinrichtung zum selektiven Einrücken des Trägerelements des ersten Planetenradsatzes und des Hohlradelements des vierten Planetenradsatzes mit dem Trägerelement des zweiten Planetenradsatzes und dem Eingangselement aufweist.
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Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Getriebe vorgesehen, das eine zweite Drehmomentübertragungseinrichtung zum selektiven des Trägerelements des zweiten Planetenradsatzes und des Eingangselements mit dem Sonnenradelement des vierten Planetenradsatzes aufweist.
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Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Getriebe vorgesehen, das eine dritte Drehmomentübertragungseinrichtung zum selektiven Einrücken des Hohlradelements des zweiten Planetenradsatzes und des Sonnenradelements des dritten Planetenradsatzes mit dem Sonnenradelement des vierten Planetenradsatzes aufweist.
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Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Getriebe vorgesehen, das eine vierte Drehmomentübertragungseinrichtung zum selektiven Einrücken des Hohlradelements des dritten Planetenradsatzes mit dem Sonnenradelement des vierten Planetenradsatzes aufweist.
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Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Getriebe vorgesehen, das eine fünfte Drehmomentübertragungseinrichtung zum selektiven Einrücken des Sonnenradelements des ersten Planetenradsatzes und des Sonnenradelements des zweiten Planetenradsatzes mit dem feststehenden Element aufweist.
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Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Getriebe vorgesehen, das eine sechste Drehmomentübertragungseinrichtung zum selektiven Einrücken des Hohlradelements des ersten Planetenradsatzes mit dem feststehenden Element aufweist.
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Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die Drehmomentübertragungseinrichtungen jeweils selektiv in Kombinationen von zumindest dreien einrückbar, um zumindest neun Vorwärtsgänge und zumindest einen Rückwärtsgang zwischen dem Eingangselement und dem Ausgangselement herzustellen.
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Weitere Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch Bezugnahme auf die folgende Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen deutlich werden, in denen gleiche Bezugszeichen auf das gleiche Bauteil, Element oder Merkmal verweisen.
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ZEICHNUNGEN
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Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen nur zu Veranschaulichungszwecken und sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung in keiner Weise einschränken.
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1 ist ein Hebeldiagramm einer Ausführungsform eines Neunganggetriebes gemäß der vorliegenden Erfindung;
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2 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Neunganggetriebes gemäß der vorliegenden Erfindung;
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3 ist eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform eines Zehnganggetriebes gemäß der vorliegenden Erfindung;
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4 ist eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform eines Zehnganggetriebes gemäß der vorliegenden Erfindung;
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5 ist eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform eines Zehnganggetriebes gemäß der vorliegenden Erfindung;
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6 ist eine Wahrheitstabelle, die den Einrückungszustand der verschiedenen Drehmomentübertragungselemente in jedem der verfügbaren Vorwärts- und Rückwärtsgänge oder -übersetzungsverhältnisse des in 2 veranschaulichten Neunganggetriebes darstellt;
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7 ist eine Wahrheitstabelle, die den Einrückungszustand der verschiedenen Drehmomentübertragungselemente in jedem der verfügbaren Vorwärts- und Rückwärtsgänge oder -übersetzungsverhältnisse des in 3 veranschaulichten Zehnganggetriebes darstellt;
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8 ist eine Wahrheitstabelle, die den Einrückungszustand der verschiedenen Drehmomentübertragungselemente in jedem der verfügbaren Vorwärts- und Rückwärtsgänge oder -übersetzungsverhältnisse des in 4 veranschaulichten Zehnganggetriebes darstellt; und
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9 ist eine Wahrheitstabelle, die den Einrückungszustand der verschiedenen Drehmomentübertragungselemente in jedem der verfügbaren Vorwärts- und Rückwärtsgänge oder -übersetzungsverhältnisse des in 5 veranschaulichten Zehnganggetriebes darstellt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und soll die vorliegende Offenbarung, Anwendung oder Nutzungen nicht beschränken.
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Zu Beginn ist festzustellen, dass in dem besonderen gegebenen Beispiel die Neun- oder Zehngang-Automatikgetriebe der vorliegenden Erfindung eine Anordnung von permanenten mechanischen Verbindungen zwischen den Elementen der vier Planetenradsätze aufweisen. Ein erstes Bauteil oder Element eines ersten Planetenradsatzes ist permanent mit einem ersten Bauteil oder Element eines zweiten Planetenradsatzes gekoppelt. Ein zweites Bauteil oder Element des ersten Planetenradsatzes ist permanent mit dem dritten Bauteil oder Element eines vierten Planetenradsatzes gekoppelt. Ein drittes Bauteil oder Element eines zweiten Planetenradsatzes ist permanent mit einem dritten Bauteil oder Element eines dritten Planetenradsatzes gekoppelt. Schließlich ist ein zweites Bauteil oder Element des dritten Planetenradsatzes permanent mit einem zweiten Bauteil oder Element eines vierten Planetenradsatzes gekoppelt.
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Nun unter Bezugnahme auf
1 ist eine Ausführungsform eines Neun- oder Zehnganggetriebes
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, jeweils das Hohlrad/Sonnenrad-Verhältnis jedes entsprechenden Zahnradsatzes darzustellen. Diese Hebelverhältnisse werden wiederum dazu verwendet, die Übersetzungsverhältnisse des Getriebes zu variieren, um geeignete Verhältnisse und eine geeignete Verhältnisprogression zu erreichen. Mechanische Kopplungseinrichtungen oder Verbindungen zwischen den Knoten der verschiedenen Planetenradsätze sind durch dünne, horizontale Linien veranschaulicht, und Drehmomentübertragungseinrichtungen, wie Kupplungen und Bremsen, sind als ineinander greifende Finger dargestellt. Wenn die Einrichtung eine Bremse ist, ist ein Satz der Finger festgelegt. Eine weitergehende Erläuterung des Formats, Zwecks und der Verwendung von Hebeldiagrammen ist in der
SAE-Druckschrift 810102 "The Lever Analogy: A New Tool in Transmission Analysis" von Benford und Leising zu finden, die hiermit durch Bezugnahme vollständig mit aufgenommen ist.
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Das Getriebe 10 umfasst eine Eingangswelle oder ein Eingangselement 12, einen ersten Planetenradsatz 14 mit drei Knoten: einem ersten Knoten 14A, einem zweiten Knoten 14B und einem dritten Knoten 14C, einen zweiten Planetenradsatz 16 mit drei Knoten: einem ersten Knoten 16A, einem zweiten Knoten 16B und einem dritten Knoten 16C, einen dritten Planetenradsatz 18 mit drei Knoten: einem ersten Knoten 18A, einem zweiten Knoten 18B und einem dritten Knoten 18C, einen vierten Planetenradsatz 20 mit drei Knoten: einem ersten Knoten 20A, einem zweiten Knoten 20B und einem dritten Knoten 20C, und eine Ausgangswelle oder ein Ausgangselement 22.
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Das Eingangselement 12 ist mit dem zweiten Knoten 16B des zweiten Planetenradsatzes 16 gekoppelt. Der erste Knoten 14A des ersten Planetenradsatzes 14 ist mit einem ersten Knoten 16A des zweiten Planetenradsatzes 16 gekoppelt. Der zweite Knoten 14B des ersten Planetenradsatzes 14 ist mit dem dritten Knoten 20C des vierten Planetenradsatzes 20 gekoppelt. Der dritte Knoten 16C des zweiten Planetenradsatzes 16 ist mit dem dritten Knoten 18C des dritten Planetenradsatzes 18 gekoppelt. Der zweite Knoten 18B des dritten Planetenradsatzes 18 ist mit dem zweiten Knoten 20B des vierten Planetenradsatzes 20 gekoppelt.
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Eine erste Kupplung 26 verbindet den zweiten Knoten 148 des ersten Planetenradsatzes 14 und den dritten Knoten 20C des vierten Planetenradsatzes 20 selektiv mit dem dritten Knoten 16C des zweiten Planetenradsatzes 16 und dem dritten Knoten 18C des dritten Planetenradsatzes 18. Eine zweite Kupplung 28 verbindet den zweiten Knoten 168 des zweiten Planetenradsatzes 16 und die Eingangswelle oder das Eingangselement 12 selektiv mit dem ersten Knoten 20A des vierten Planetenradsatzes 20. Eine dritte Kupplung 30 verbindet den dritten Knoten 16C des zweiten Planetenradsatzes 16 und den dritten Knoten 18C des dritten Planetenradsatzes 18 selektiv mit dem ersten Knoten 20A des vierten Planetenradsatzes 20. Eine vierte Kupplung 32 verbindet den ersten Knoten 18A des dritten Planetenradsatzes 18 selektiv mit dem ersten Knoten 20A des vierten Planetenradsatzes 20. Eine erste Bremse 34 verbindet den ersten Knoten 14A des ersten Planetenradsatzes 14 und den ersten Knoten 16A des zweiten Planetenradsatzes 16 selektiv mit dem feststehenden Element oder einem Getriebegehäuse 50. Eine zweite Bremse 36 verbindet den dritten Knoten 14C des ersten Planetenradsatzes 14 selektiv mit dem feststehenden Element oder einem Getriebegehäuse 50.
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In alternativen Ausführungsformen des Getriebes 10 verbindet die erste Kupplung 26 unterschiedliche Bauteile der Planetenradsätze 14, 16, 18 und 20 miteinander. Zum Beispiel verbindet in einer alternativen Ausführungsform die erste Kupplung 26 den ersten Knoten 14A des ersten Planetenradsatzes 14 und den ersten Knoten 16A des zweiten Planetenradsatzes 16 selektiv mit dem zweiten Knoten 18B des dritten Planetenradsatzes 18, dem zweiten Knoten 20B des vierten Planetenradsatzes 20 und der Ausgangswelle oder dem Ausgangselement 22. Gemäß einer nochmals anderen alternativen Ausführungsform verbindet die erste Kupplung 26 den dritten Knoten 14C des ersten Planetenradsatzes 14 selektiv mit dem zweiten Knoten 18B des dritten Planetenradsatzes 18, dem zweiten Knoten 20B des vierten Planetenradsatzes 20 und der Ausgangswelle oder dem Ausgangselement 22. In einer abermals anderen alternativen Ausführungsform verbindet die erste Kupplung 26 den zweiten Knoten 14B des ersten Planetenradsatzes 14 und den dritten Knoten 20C des vierten Planetenradsatzes 20 selektiv mit dem zweiten Knoten 16B des zweiten Planetenradsatzes 16 und der Eingangswelle oder dem Eingangselement 12.
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Nun unter Bezugnahme auf 2 stellt ein Prinzipdiagramm ein schematisches Layout der Ausführungsform des Neunganggetriebes 10 gemäß der vorliegenden Erfindung dar. In 2 wird die Nummerierung aus dem Hebeldiagramm von 1 übernommen. Die Kupplungen, Bremsen und Kopplungseinrichtungen sind entsprechend dargestellt, wohingegen die Knoten der Planetenradsätze nun als Bauteile von Planetenradsätzen, wie Sonnenräder, Hohlräder, Planetenräder und Planetenradträger, erscheinen.
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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.
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Der Satz Planetenräder 14D ist konfiguriert, um jeweils mit sowohl dem Sonnenradelement 14A als auch einem Hohlradelement 14C zu kämmen. Das Sonnenradelement 14A ist zur gemeinsamen Rotation mit einer ersten Welle oder einem ersten Verbindungselement 42 verbunden. Das Hohlradelement 14C ist zur gemeinsamen Rotation mit einer zweiten Welle oder einem zweiten Verbindungselement 44 verbunden. Das Planetenträgerelement 14B ist zur gemeinsamen Rotation mit einer dritten Welle oder einem dritten Verbindungselement 46 verbunden.
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Der Planetenradsatz 16 umfasst ein Sonnenradelement 16A, ein Hohlradelement 16C und ein Planetenradträgerelement 16B, das einen Satz Planetenräder 16D (von denen nur eines gezeigt ist) drehbar lagert. Die Planetenräder 16D sind jeweils konfiguriert, um mit sowohl dem Sonnenradelement 16A als auch dem Hohlradelement 16C zu kämmen. 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 einer vierten Welle oder einem vierten Verbindungselement 48 verbunden. Das Planetenträgerelement 16B ist zur gemeinsamen Rotation mit der Eingangswelle oder dem Eingangselement 12 verbunden.
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Der Planetenradsatz 18 umfasst ein Sonnenradelement 18C, ein Hohlradelement 18A und ein Planetenradträgerelement 18B, das einen Satz Planetenräder 18D (von denen nur eines gezeigt ist) drehbar lagert. Der Satz Planetenräder 18D ist konfiguriert, um jeweils mit sowohl dem Sonnenrad 18C als auch dem Hohlrad 18A zu kämmen. Das Sonnenradelement 18C ist zur gemeinsamen Rotation mit der vierten Welle oder dem vierten Verbindungselement 48 verbunden. Das Hohlradelement 18A ist zur gemeinsamen Rotation mit einer fünften Welle oder einem fünften Verbindungselement 52 verbunden. Das Planetenträgerelement 18B ist zur gemeinsamen Rotation mit einer sechsten Welle oder einem sechsten Verbindungselement 54 verbunden.
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Der Planetenradsatz 20 umfasst ein Sonnenradelement 20A, ein Hohlradelement 20C und ein Planetenradträgerelement 20B, das einen Satz Planetenräder 20D (von denen nur eines gezeigt ist) drehbar lagert. Der Satz Planetenräder 20D ist konfiguriert, um jeweils mit sowohl dem Sonnenradelement 20A als auch dem Hohlradelement 20C zu kämmen. Das Sonnenradelement 20A ist zur gemeinsamen Rotation mit einer siebten Welle oder einem siebten Verbindungselement 56 verbunden. Das Hohlradelement 20C ist zur gemeinsamen Rotation mit der dritten Welle oder dem dritten Verbindungselement 46 verbunden. Das Planetenträgerelement 20B ist zur gemeinsamen Rotation mit der sechsten Welle oder dem sechsten Verbindungselement 54 und mit der Ausgangswelle oder dem Ausgangselement 22 verbunden.
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Die Eingangswelle oder das Eingangselement 12 ist ständig mit einer Kraftmaschine (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.
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Die Drehmomentübertragungsmechanismen oder die Kupplungen 26, 28, 30, 32 und die Bremsen 34 und 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 dritte Welle oder das dritte Verbindungselement 46 mit der vierten Welle oder dem vierten Verbindungselement 48 zu verbinden. Die zweite Kupplung 28 ist selektiv einrückbar, um die siebte Welle oder das siebte Verbindungselement 56 mit der Eingangswelle oder dem Eingangselement 12 zu verbinden. Die dritte Kupplung 30 ist selektiv einrückbar, um die vierte Welle oder das vierte Verbindungselement 48 mit der siebten Welle oder dem siebten Verbindungselement 56 zu verbinden. Die vierte Kupplung 32 ist selektiv einrückbar, um die zweite Welle oder das zweite Verbindungselement 52 mit der siebten Welle oder dem siebten Verbindungselement 56 zu verbinden. Die erste Bremse 34 ist selektiv einrückbar, um die erste Welle oder das erste Verbindungselement 42 mit dem feststehenden Element oder dem Getriebegehäuse 50 zu verbinden und somit eine Rotation der ersten Welle oder des ersten Verbindungselements 42 relativ zu dem Getriebegehäuse 50 zu verhindern. Die zweite Bremse 36 ist selektiv einrückbar, um die zweite Welle oder das zweite Verbindungselement 44 mit dem feststehenden Element oder dem Getriebegehäuse 50 zu verbinden und somit eine Rotation der zweiten Welle oder des zweiten Verbindungselements 44 relativ zu dem Getriebegehäuse 50 zu verhindern.
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Unter Bezugnahme auf 3 ist eine alternative Ausführungsform eines Zehnganggetriebes 100 der vorliegenden Erfindung schematisch veranschaulicht. Das Getriebe 100 weist die gleiche Zahl von Planetenradsätzen, Kupplungen, Bremsen und Verbindungselementen im Vergleich mit dem Getriebe 10 auf, wie es durch gleiche Bezugszeichen, die gleiche Komponenten bezeichnen, angegeben ist. Jedoch hat das Getriebe 100 eine andere Lage und Verbindungen für die erste Kupplung 26, nun in 3 als 26' bezeichnet. Genauer verbindet die erste Kupplung 26' In der vorliegenden Ausführungsform die erste Welle oder das erste Verbindungselement 42 und das Sonnenrad 14A mit der sechsten Welle oder dem sechsten Verbindungselement 54, statt die dritte Welle oder das dritte Verbindungselement 46 mit der vierten Welle oder dem vierten Verbindungselement 48 zu verbinden, wie es oben mit Bezug auf das Getriebe 10 beschrieben wurde. Obgleich die Zahl der Verbindungselemente des Getriebes 10 und 100 gleich bleibt, sind dementsprechend die Länge und Ausgestaltung oder Form der Verbindungselemente modifiziert, wie es in 3 gezeigt ist, um die erforderlichen Verbindungen zwischen den Elementen der Planetenradsätze und der Kupplungen und Bremsen herzustellen.
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Unter Bezugnahme auf 4 ist eine alternative Ausführungsform eines Zehnganggetriebes 200 der vorliegenden Erfindung schematisch veranschaulicht. Das Getriebe 200 weist die gleiche Zahl von Planetenradsätzen, Kupplungen, Bremsen und Verbindungselementen im Vergleich mit dem Getriebe 10 auf, wie es durch gleiche Bezugszeichen, die gleiche Komponenten bezeichnen, angegeben ist. Jedoch hat das Getriebe 200 eine andere Lage und Verbindungen für die erste Kupplung 26, nun in 4 als 26'' bezeichnet. Genauer verbindet die erste Kupplung 26'' in der vorliegenden Ausführungsform die zweite Welle oder das zweite Verbindungselement 44 mit der Ausgangswelle oder dem Ausgangselement 22, statt die dritte Welle oder das dritte Verbindungselement 46 mit der vierten Welle oder dem vierten Verbindungselement 48 zu verbinden, wie es oben mit Bezug auf das Getriebe 10 beschrieben wurde. Obgleich die Zahl der Verbindungselemente der Getriebe 10 und 200 gleich bleibt, sind dementsprechend die Länge und Ausgestaltung oder Form der Verbindungselemente modifiziert, wie es in 4 gezeigt ist, um die erforderlichen Verbindungen zwischen den Elementen der Planetenradsätze und der Kupplungen und Bremsen herzustellen.
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Unter Bezugnahme auf 5 ist eine alternative Ausführungsform eines Zehnganggetriebes 300 der vorliegenden Erfindung schematisch veranschaulicht. Das Getriebe 300 weist die gleiche Zahl von Planetenradsätzen, Kupplungen, Bremsen und Verbindungselementen im Vergleich mit dem Getriebe 10 auf, wie es durch gleiche Bezugszeichen, die gleiche Komponenten bezeichnen, angegeben ist. Jedoch hat das Getriebe 300 eine andere Lage und Verbindungen für die erste Kupplung 26, nun in 5 als 26' bezeichnet. Genauer verbindet die erste Kupplung 26'' in der vorliegenden Ausführungsform die dritte Welle oder das dritte Verbindungselement 46 mit der Eingangswelle oder dem Eingangselement 12 und dem Trägerelement 16B, statt die dritte Welle oder das dritte Verbindungselement 46 mit der vierten Welle oder dem vierten Verbindungselement 48 zu verbinden. Obgleich die Zahl der Verbindungselemente des Getriebes 10 und 300 gleich bleibt, sind dementsprechend die Länge und Ausgestaltung oder Form der Verbindungselemente modifiziert, wie es in 5 gezeigt ist, um die erforderlichen Verbindungen zwischen den Elementen der Planetenradsätze und der Kupplungen und Bremsen herzustellen.
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Nun wird unter Bezugnahme auf 6 die Arbeitsweise der Ausführungsform des Neunganggetriebes 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 neun Vorwärtsgängen oder -drehmomentverhältnissen und zumindest einem Rückwärtsgang oder -drehmomentverhältnis mit drei Overdrive-Übersetzungsverhältnissen 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, vierte Kupplung 32, erste Bremse 34 und zweite Bremse 36) erzielt, wie es nachstehend erläutert wird. 6 ist eine Wahrheitstabelle, die die verschiedenen Kombinationen von Drehmomentübertragungselementen darstellt, die aktiviert oder eingerückt werden, um die verschiedenen Gangzustände zu erreichen. Tatsächliche numerische Übersetzungsverhältnisse der verschiedenen Gangzustände sind ebenfalls dargestellt, obwohl festzustellen ist, dass diese Zahlenwerte nur beispielhaft sind, und dass sie über beträchtliche Bereiche eingestellt werden können, um sich verschiedenen Anwendungen und Betriebskriterien der Getriebe 10 anzupassen. Natürlich sind andere Übersetzungsverhältnisse abhängig von dem gewählten Zahnraddurchmesser, der gewählten Zahnradzähnezahl und der gewählten Zahnradkonfiguration erreichbar.
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Um den Rückwärtsgang herzustellen, werden die vierte Kupplung 32, die erste Bremse 34 und die zweite Bremse 36 eingerückt oder aktiviert. Die vierte Kupplung 32 verbindet die zweite Welle oder das zweite Verbindungselement 52 mit der siebten Welle oder dem siebten Verbindungselement 56. Die erste Bremse 34 verbindet die erste Welle oder das erste Verbindungselement 42 mit dem feststehenden Element oder dem Getriebegehäuse 50, um eine Rotation der ersten Welle oder des ersten Verbindungselements 42 relativ zu dem Getriebegehäuse 50 zu verhindern. Die zweite Bremse 36 verbindet die zweite Welle oder das zweite Verbindungselement 44 mit dem feststehenden Element oder dem Getriebegehäuse 50, um eine Rotation der zweiten Welle oder des zweiten Verbindungselements 44 relativ zu dem Getriebegehäuse 50 zu verhindern. Gleichermaßen werden die neun Vorwärtsgänge durch unterschiedliche Kombinationen einer Kupplungs- und Bremseneinrückung erreicht, wie es in 6 gezeigt ist.
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7 ist eine Wahrheitstabelle, die die verschiedenen Kombinationen von Drehmomentübertragungselementen darstellt, die aktiviert oder eingerückt werden, um die verschiedenen Gangzustände des in 3 gezeigten Zehnganggetriebes 100 zu erreichen. Um zum Beispiel einen Rückwärtsgang herzustellen, werden die vierte Kupplung 32, die erste Bremse 34 und die zweite Bremse 36 eingerückt oder aktiviert. Die vierte Kupplung 32 verbindet die fünfte Welle oder das fünfte Verbindungselement 52 mit der siebten Welle oder dem siebten Verbindungselement 56. Die erste Bremse 34 verbindet die erste Welle oder das erste Verbindungselement 42 mit dem feststehenden Element oder dem Getriebegehäuse 50, um eine Rotation der ersten Welle oder des ersten Verbindungselements 42 relativ zu dem Getriebegehäuse 50 zu verhindern. Die zweite Bremse 36 verbindet die zweite Welle oder das zweite Verbindungselement 44 mit dem feststehenden Element oder dem Getriebegehäuse 50, um eine Rotation der zweiten Welle oder des zweiten Verbindungselements 44 relativ zu dem Getriebegehäuse 50 zu verhindern. Gleichermaßen werden die zehn Vorwärtsgänge durch unterschiedliche Kombinationen einer Kupplungs- und Bremseneinrückung erreicht, wie es in 7 gezeigt ist.
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8 ist eine Wahrheitstabelle, die die verschiedenen Kombinationen von Drehmomentübertragungselementen darstellt, die aktiviert oder eingerückt werden, um die verschiedenen Gangzustände des in 4 gezeigten Zehnganggetriebes 200 zu erreichen. Um den Rückwärtsgang herzustellen, werden die vierte Kupplung 32, die erste Bremse 34 und die zweite Bremse 36 eingerückt oder aktiviert. Die vierte Kupplung 32 verbindet die fünfte Welle oder das fünfte Verbindungselement 52 mit der siebten Welle oder dem siebten Verbindungselement 56. Die erste Bremse 34 verbindet die erste Welle oder das erste Verbindungselement 42 mit dem feststehenden Element oder dem Getriebegehäuse 50, um eine Rotation der ersten Welle oder des ersten Verbindungselements 42 relativ zu dem Getriebegehäuse 50 zu verhindern. Die zweite Bremse 36 verbindet die zweite Welle oder das zweite Verbindungselement 44 mit dem feststehenden Element oder dem Getriebegehäuse 50, um eine Rotation der zweiten Welle oder des zweiten Verbindungselements 44 relativ zu dem Getriebegehäuse 50 zu verhindern. Gleichermaßen werden die neun Vorwärtsgänge durch unterschiedliche Kombinationen einer Kupplungs- und Bremseneinrückung erreicht, wie es in 8 gezeigt ist.
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9 ist eine Wahrheitstabelle, die die verschiedenen Kombinationen von Drehmomentübertragungselementen darstellt, die aktiviert oder eingerückt werden, um die verschiedenen Gangzustände des in 5 gezeigten Zehnganggetriebes 300 zu erreichen. Um den Rückwärtsgang herzustellen, werden die vierte Kupplung 32, die erste Bremse 34 und die zweite Bremse 36 eingerückt oder aktiviert. Die vierte Kupplung 32 verbindet die fünfte Welle oder das fünfte Verbindungselement 52 mit der siebten Welle oder dem siebten Verbindungselement 56. Die erste Bremse 34 verbindet die erste Welle oder das erste Verbindungselement 42 mit dem feststehenden Element oder dem Getriebegehäuse 50, um eine Rotation der ersten Welle oder des ersten Verbindungselements 42 relativ zu dem Getriebegehäuse 50 zu verhindern. Die zweite Bremse 36 verbindet die zweite Welle oder das zweite Verbindungselement 44 mit dem feststehenden Element oder dem Getriebegehäuse 50, um eine Rotation der zweiten Welle oder des zweiten Verbindungselements 44 relativ zu dem Getriebegehäuse 50 zu verhindern. Gleichermaßen werden die neun Vorwärtsgänge durch unterschiedliche Kombinationen einer Kupplungs- und Bremseneinrückung erreicht, wie es in 9 gezeigt ist.
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Es ist festzustellen, dass die vorstehende Erläuterung der Arbeitsweise und der Gangzustände der Getriebe 10, 100, 200 und 300 zuallererst von der Annahme ausgeht, dass alle in einem gegebenen Gangzustand nicht speziell genannten Kupplungen und Bremsen inaktiv oder ausgerückt sind, und zweitens während Gangschaltvorgängen, d. h. Wechseln des Gangzustands, zwischen zumindest benachbarten Gangzuständen, eine in beiden Gangzuständen eingerückte oder aktivierte Kupplung oder Bremse eingerückt oder aktiviert bleiben wird.
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Die Beschreibung der Erfindung ist lediglich beispielhafter Natur und Abwandlungen, die nicht von dem Gedanken der Erfindung abweichen, sollen im Schutzumfang der Erfindung liegen. Derartige Abwandlungen sind nicht als eine Abweichung vom Gedanken und Umfang der Erfindung anzusehen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- SAE-Druckschrift 810102 ”The Lever Analogy: A New Tool in Transmission Analysis” von Benford [0034]
