DE102013113569A1

DE102013113569A1 - Mehrganggetriebe

Info

Publication number: DE102013113569A1
Application number: DE201310113569
Authority: DE
Inventors: Edward W. Mellet; James M. Hart; Daryl A. Wilton
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2012-12-07
Filing date: 2013-12-05
Publication date: 2014-06-12
Anticipated expiration: 2033-12-06
Also published as: DE102013113569B4

Abstract

Es ist ein Getriebe vorgesehen, das ein Eingangselement, ein Ausgangselement, zumindest vier Planetenradsätze, eine Mehrzahl von Kopplungselementen und eine Mehrzahl von Drehmomentübertragungseinrichtungen aufweist. Jeder der Planetenradsätze umfasst ein erstes, zweites und drittes Element. Die Drehmomentübertragungseinrichtungen umfassen Kupplungen und eine Bremse, die in Kombinationen von vieren betätigbar sind, um eine Mehrzahl von Vorwärtsübersetzungsverhältnissen und zumindest ein Rückwärtsübersetzungsverhältnis herzustellen.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 61/734,729, die am 7. Dezember 2012 eingereicht wurde. Die Offenbarung der obigen Anmeldung ist hierin durch Bezugnahme mit aufgenommen.
GEBIET
Die Erfindung betrifft allgemein ein Mehrganggetriebe, und genauer ein Getriebe, das eine Mehrzahl von Gängen, vier Planetenradsätze und eine Mehrzahl von Drehmomentübertragungseinrichtungen aufweist.
HINTERGRUND
Die Aussagen in diesem Abschnitt liefern lediglich Hintergrundinformation 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 eine Mehrzahl von Übersetzungsverhältnissen zu erreichen. Die Anzahl und physikalische Anordnung der Planetenradsätze im Allgemeinen werden durch den Bauraum, die Kosten und die gewünschten Drehzahlverhältnisse 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 Getriebe vorgesehen, das ein Eingangselement, ein Ausgangselement, zumindest vier Planetenradsätze, eine Mehrzahl von Kopplungselementen und eine Mehrzahl von Drehmomentübertragungseinrichtungen aufweist. Jeder der Planetenradsätze umfasst ein erstes, zweites und drittes Element. Die Drehmomentübertragungseinrichtungen können zum Beispiel Kupplungen und eine Bremse sein.
Die Kupplungen und Bremse können von irgendeinem Typ sein, der eine Reibkupplung, ein Reibband, eine Einwegkupplung, eine wählbare Einwegkupplung, eine Klauenkupplung, eine Synchroneinrichtung und ähnliche Einrichtungen umfasst, sind jedoch nicht darauf beschränkt. Darüber hinaus kann jeder Knoten eine einzige Einrichtung oder ein Kombination aus diesen Einrichtungen verwenden, z. B. kann die Bremse als eine Kombination aus einer Klauenkupplung und einer Einwegkupplung oder als eine Einwegkupplungs- und Reibkupplungskombination ausgestaltet sein. Ähnlich sind verschiedene andere Kombinationen möglich.
In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Getriebe: einen ersten, zweiten, dritten und vierten Planetenradsatz, die jeweils ein Sonnenrad, ein Trägerelement und ein Hohlrad aufweisen, und das Eingangselement ist ständig zur gemeinsamen Rotation mit dem Trägerelement des zweiten Planetenradsatzes verbunden, und das Ausgangselement ist ständig zur gemeinsamen Rotation mit dem Trägerelement des vierten Planetenradsatzes verbunden.
In einer nochmals anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Getriebe ein erstes Verbindungselement, das ein erstes Element des ersten Planetenradsatzes ständig mit einem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes verbundet.
In einer nochmals anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Getriebe ein zweites Verbindungselement, das ein drittes Element des zweiten Planetenradsatzes ständig mit einem dritten Element des dritten Planetenradsatzes verbindet.
In einer nochmals anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Getriebe ein drittes Verbindungselement, das ein erstes Element des dritten Planetenradsatzes ständig mit einem dritten Element des vierten Planetenradsatzes verbindet.
In einer nochmals anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Getriebe ein Massefestlegungselement zum ständigen Verbinden der ersten Elemente des ersten und zweiten Planetenradsatzes mit einem feststehenden Element.
In einer abermals anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Getriebe einen ersten Drehmomentübertragungsmechanismus, der selektiv einrückbar ist, um das zweite Element des dritten Planetenradsatzes mit einem gemeinsamen Konstruktionselement zu verbinden.
In einer abermals anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Getriebe einen zweiten Drehmomentübertragungsmechanismus, der selektiv einrückbar ist, um das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes und das dritte Element des dritten Planetenradsatzes mit dem gemeinsamen Konstruktionselement zu verbinden.
In einer abermals anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Getriebe einen dritten Drehmomentübertragungsmechanismus, der selektiv einrückbar ist, um das erste Element des vierten Planetenradsatzes mit dem gemeinsamen Konstruktionselement zu verbinden.
In einer abermals anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Getriebe einen vierten Drehmomentübertragungsmechanismus, der selektiv einrückbar ist, um das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes und das Eingangselement mit dem dritten Element des vierten Planetenradsatzes und dem ersten Element des dritten Planetenradsatzes zu verbinden.
In einer abermals anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Getriebe einen fünften Drehmomentübertragungsmechanismus, der selektiv einrückbar ist, um das zweite Element des ersten Planetenradsatzes mit dem ersten Element des vierten Planetenradsatzes zu verbinden.
In einer abermals anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Getriebe einen sechsten Drehmomentübertragungsmechanismus, der selektiv einrückbar ist, um das erste Element des ersten Planetenradsatzes und das erste Element des zweiten Planetenradsatzes mit dem feststehenden Element zu verbinden.
In einer nochmals anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv in Kombinationen von zumindest vieren einrückbar, um eine Mehrzahl von Vorwärtsdrehzahlverhältnissen und zumindest ein Rückwärtsdrehzahlverhältnis zwischen dem Eingangselement und dem Ausgangselement herzustellen.
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 die/das gleiche Komponente, Bauteil oder Merkmal verweisen.
ZEICHNUNGEN
Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen nur Veranschaulichungszwecken und sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung in keiner Weise einschränken.
1 ist ein Hebeldiagramm einer Ausführungsform eines Getriebes gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine schematische Darstellung einer Abwandlung des Getriebes von 1 gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
3 ist ein Hebeldiagramm einer Ausführungsform eines Getriebes gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
4 ist eine schematische Darstellung einer Abwandlung des Getriebes von 3 gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung; und
5 ist eine Wahrheitstabelle, die ein Beispiel eines Einrückungszustandes von verschiedenen Drehmoment übertragenden Bauteilen, um mehrere Vorwärtsdrehzahl- oder -übersetzungsverhältnisse und zumindest ein Rückwärtsdrehzahl- oder -übersetzungsverhältnis der in den 1–4 veranschaulichten Getriebe zu erzeugen, darstellt.
6 ist ein Hebeldiagramm einer Ausführungsform eines Getriebes gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
7 ist eine schematische Darstellung einer Abwandlung des Getriebes von 6 gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
8 ist ein Hebeldiagramm einer Ausführungsform eines Getriebes gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
9 ist eine schematische Darstellung einer Abwandlung des Getriebes von 8 gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
10 ist ein Hebeldiagramm einer Ausführungsform eines Getriebes gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
11 ist eine schematische Darstellung einer Abwandlung des Getriebes von 10 gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
12 ist ein Hebeldiagramm einer Ausführungsform eines Getriebes gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
13 ist eine schematische Darstellung einer Abwandlung des Getriebes von 12 gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
14 ist ein Hebeldiagramm einer Ausführungsform eines Getriebes gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
15 ist eine schematische Darstellung einer Abwandlung des Getriebes von 14 gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
16 ist ein Hebeldiagramm einer Ausführungsform eines Getriebes gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
17 ist eine schematische Darstellung einer Abwandlung des Getriebes von 16 gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
18 ist ein Hebeldiagramm einer Ausführungsform eines Getriebes gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
19 ist eine schematische Darstellung einer Abwandlung des Getriebes von 18 gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
20 ist ein Hebeldiagramm einer Ausführungsform eines Getriebes gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
21 ist eine schematische Darstellung einer Abwandlung des Getriebes von 20 gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
22 ist ein Hebeldiagramm einer Ausführungsform eines Getriebes gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
23 ist eine schematische Darstellung einer Abwandlung des Getriebes von 22 gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
24 ist ein Hebeldiagramm einer Ausführungsform eines Getriebes gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
25 ist eine schematische Darstellung einer Abwandlung des Getriebes von 24 gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
26 ist ein Hebeldiagramm einer Ausführungsform eines Getriebes gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
27 ist eine schematische Darstellung einer Abwandlung des Getriebes von 26 gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
28 ist ein Hebeldiagramm einer Ausführungsform eines Getriebes gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
29 ist eine schematische Darstellung einer Abwandlung des Getriebes von 28 gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
30 ist eine Wahrheitstabelle, die ein Beispiel eines Einrückungszustandes von verschiedenen Drehmoment übertragenden Bauteilen, um mehrere Vorwärtsdrehzahl- oder -übersetzungsverhältnisse und zumindest ein Rückwärtsdrehzahl- oder -übersetzungsverhältnis der in den 28–29 veranschaulichten Getriebe zu erzeugen, darstellt;
31 ist eine Wahrheitstabelle, die ein Beispiel eines Einrückungszustandes von verschiedenen Drehmoment übertragenden Bauteilen, um mehrere Vorwärtsdrehzahl- oder -übersetzungsverhältnisse und zumindest ein Rückwärtsdrehzahl- oder -übersetzungsverhältnis der in den 6–27 veranschaulichten Getriebe zu erzeugen, darstellt.
32 ist ein Hebeldiagramm einer Ausführungsform eines Getriebes gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
33 ist eine schematische Darstellung einer Abwandlung des Getriebes von 32 gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
34 ist ein Hebeldiagramm einer Ausführungsform eines Getriebes gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
35 ist eine schematische Darstellung einer Abwandlung des Getriebes von 34 gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
36 ist ein Hebeldiagramm einer Ausführungsform eines Getriebes gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
37 ist eine schematische Darstellung einer Abwandlung des Getriebes von 36 gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
38 ist ein Hebeldiagramm einer Ausführungsform eines Getriebes gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
39 ist eine schematische Darstellung einer Abwandlung des Getriebes von 38 gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
40 ist eine Wahrheitstabelle, die ein Beispiel eines Einrückungszustandes von verschiedenen Drehmoment übertragenden Bauteilen, um mehrere Vorwärtsdrehzahl- oder -übersetzungsverhältnisse und zumindest ein Rückwärtsdrehzahl- oder -übersetzungsverhältnis der in den 32–39 veranschaulichten Getriebe zu erzeugen, darstellt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und soll die vorliegende Offenbarung, Anwendung oder Nutzungen nicht beschränken.
Nun unter Bezugnahme auf 1 ist eine Ausführungsform eines Mehrganggetriebes 10 in einem Hebeldiagrammformat veranschaulicht. Ein Hebeldiagramm ist eine schematische Darstellung der Komponenten einer mechanischen Einrichtung, wie eines Automatikgetriebes. Jeder einzelne Hebel stellt einen Planetenradsatz dar, wobei die drei grundlegenden mechanischen Komponenten des Planetengetriebes jeweils durch einen Knoten dargestellt sind. Deshalb 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 verändern, um geeignete Verhältnisse und eine geeignete Verhältnisprogression zu erreichen. Mechanische Kopplungen oder Verbindungen zwischen den Knoten der verschiedenen Planetenradsätze sind durch dünne, horizontale Linien veranschaulicht, und Drehmomentübertragungseinrichtungen, wie Kupplungen und Bremsen, sind als ineinander greifende Finger dargestellt. 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 hierin 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 weist der erste Planetenradsatz 14 drei Knoten auf: einen ersten Knoten 14A, einen zweiten Knoten 14B und einen dritten Knoten 14C. Der zweite Planetenradsatz 16 weist drei Knoten auf: einen ersten Knoten 16A, einen zweiten Knoten 16B und einen dritten Knoten 16C. Der dritte Planetenradsatz 18 weist drei Knoten auf: einen ersten Knoten 18A, einen zweiten Knoten 18B und einen dritten Knoten 18C. Der vierte Planetenradsatz 20 weist drei Knoten auf: einen ersten Knoten 20A, einen zweiten Knoten 20B und einen dritten Knoten 20C.
Das Eingangselement 12 ist ständig mit dem zweiten Knoten 16B des zweiten Planetenradsatzes 16 gekoppelt. Das Ausgangselement 22 ist ständig mit dem zweiten Knoten 20B des vierten Planetenradsatzes 20 gekoppelt.
Der erste Knoten 14A des ersten Planetenradsatzes 14 ist mit dem ersten Knoten 16A des zweiten Planetenradsatzes 16 gekoppelt. Der dritte Knoten 14C des ersten Planetenradsatzes 14 ist mit Masse oder mit einem Getriebegehäuse 50 gekoppelt. Der dritte Knoten 16C des zweiten Planetenradsatzes 16 ist mit dem dritten Knoten 18C des dritten Planetenradsatzes 18 gekoppelt. Der erste Knoten 18A des dritten Planetenradsatzes 18 ist mit dem dritten Knoten 20C des vierten Planetenradsatzes 20 gekoppelt.
Eine erste Kupplung 24 verbindet den zweiten Knoten 18B des dritten Planetenradsatzes 18 selektiv mit einem gemeinsamen Konstruktionselement oder einer gemeinsamen Nabe J. Eine zweite Kupplung 26 verbindet den dritten Knoten 16C des zweiten Planetenradsatzes 16 und den dritten Knoten 18C des dritten Planetenradsatzes 18 selektiv mit dem gemeinsamen Konstruktionselement oder der gemeinsamen Nabe J. Eine dritte Kupplung 28 verbindet den ersten Knoten 20A des vierten Planetenradsatzes 20 selektiv mit dem gemeinsamen Konstruktionselement oder der gemeinsamen Nabe J. Eine vierte Kupplung 30 verbindet den zweiten Knoten 16B des zweiten Planetenradsatzes 16 und das Eingangselement 12 selektiv mit dem dritten Knoten 20C des vierten Planetenradsatzes 20 und dem ersten Knoten 18A des dritten Planetenradsatzes 18. Eine fünfte Kupplung 32 verbindet den zweiten Knoten 14B des ersten Planetenradsatzes 14 selektiv mit dem ersten Knoten 20A des vierten Planetenradsatzes 20. Eine Bremse 34 verbindet den ersten Knoten 14A des ersten Planetenradsatzes 14 selektiv mit dem feststehenden Element oder Getriebegehäuse 50.
Nun unter Bezugnahme auf 2 stellt ein Prinzipdiagramm ein schematisches Layout einer Ausführungsform des Mehrganggetriebes 10 gemäß einer Form 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 Komponenten von Planetenradsätzen, wie Sonnenräder, Hohlräder, Planetenräder und Planetenradträger, erscheinen.
Zum Beispiel umfasst der erste 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 mit dem Getriebegehäuse 50 durch eine dritte Welle oder ein drittes Verbindungselement 46 verbunden. Das Planetenträgerelement 14B ist zur gemeinsamen Rotation mit einer vierten Welle oder einem vierten Verbindungselement 48 verbunden. Der Satz Planetenräder 14D ist derart konfiguriert, dass ein jedes mit sowohl dem Sonnenradelement 14A als auch dem Hohlradelement 14C kämmt.
Der zweite Planetenradsatz 16 umfasst ein Sonnenradelement 16A, ein Hohlradelement 16C und ein Planetenradträgerelement 16B, das einen Satz Planetenräder 16D (von denen jeweils nur eines gezeigt ist) drehbar lagert. Das Sonnenradelement 16A ist zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten Welle oder dem zweiten Verbindungselement 44 verbunden. Das Hohlradelement 16C ist zur gemeinsamen Rotation mit einer fünften Welle oder einem fünften Verbindungselement 52 verbunden. Das Planetenträgerelement 16B ist zur gemeinsamen Rotation mit der Eingangswelle oder dem Eingangselement 12 verbunden. Die Planetenräder 16D sind jeweils konfiguriert, um mit sowohl dem Hohlradelement 16C als auch dem Sonnenradelement 16A zu kämmen.
Der dritte 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. Das Sonnenradelement 18C ist zur gemeinsamen Rotation mit der fünften Welle oder dem fünften Verbindungselement 52 verbunden. Das Hohlradelement 18A ist zur gemeinsamen Rotation mit einer sechsten Welle oder einem sechsten Verbindungselement 54 verbunden. Das Planetenträgerelement 18B ist zur gemeinsamen Rotation mit einer siebten Welle oder einem siebten Verbindungselement 56 verbunden. Die Planetenräder 18D sind jeweils konfiguriert, um mit sowohl dem Sonnenradelement 18C als auch dem Hohlradelement 18A zu kämmen.
Der vierte Planetenradsatz 20 umfasst ein Sonnenradelement 20C, ein Hohlradelement 20A und ein Planetenradträgerelement 20B, das einen Satz Planetenräder 20D (von denen nur eines gezeigt ist) drehbar lagert. Das Sonnenradelement 20C ist zur gemeinsamen Rotation mit einer sechsten Welle oder einem sechsten Verbindungselement 54 verbunden. Das Hohlradelement 20A ist zur gemeinsamen Rotation mit einer achten Welle oder einem achten Verbindungselement 58 verbunden. Das Planetenradträgerelement 20B ist zur gemeinsamen Rotation mit der Ausgangswelle oder dem Ausgangselement 22 verbunden. Die Planetenräder 20D sind jeweils konfiguriert, um mit sowohl dem Sonnenradelement 20C als auch dem Hohlradelement 20A zu kämmen.
Die Eingangswelle oder das Eingangselement 12 ist ständig mit einer Antriebsquelle, wie etwa einer Kraftmaschine (nicht gezeigt) oder einem Turbinenrad eines Drehmomentwandlers (nicht gezeigt), verbunden. Die Ausgangswelle oder das Ausgangselement 22 ist ständig mit einem anderen Ausgang, wie etwa der Achsantriebseinheit oder dem Verteilergetriebe (nicht gezeigt), verbunden.
Die Drehmomentübertragungsmechanismen, die die erste, zweite, dritte, vierte, fünfte und sechste Kupplung 24, 26, 28, 30 und 32 und die Bremse 34 umfassen, sorgen für eine selektive Verbindung der Wellen oder Verbindungselemente 42, 44, 46, 48, 52, 54, 56 und 58 mit den Elementen der Planetenradsätze 14, 16, 18, 20 und dem Gehäuse 50.
Zum Beispiel ist die erste Kupplung 24 selektiv einrückbar, um das gemeinsame Konstruktionselement oder die gemeinsame Nabe J mit der siebten Welle oder dem siebten Verbindungselement 56 zu verbinden. Die zweite Kupplung 26 ist selektiv einrückbar, um das gemeinsame Konstruktionselement oder die gemeinsame Nabe J mit der fünften Welle oder dem fünften Verbindungselement 52 zu verbinden. Die dritte Kupplung 28 ist selektiv einrückbar, um das gemeinsame Konstruktionselement oder die gemeinsame Nabe J mit der achten Welle oder dem achten Verbindungselement 58 zu verbinden. Die vierte Kupplung 30 ist selektiv einrückbar, um die Eingangswelle oder das Eingangselement 12 mit der sechsten Welle oder dem sechsten Verbindungselement 54 zu verbinden. Die fünfte Kupplung 32 ist selektiv einrückbar, um die vierte Welle oder das vierte Verbindungselement 48 mit der achten Welle oder dem achten Verbindungselement 58 zu verbinden. Die Bremse 34 ist selektiv einrückbar, um die erste Welle oder das erste Verbindungselement 42 mit dem feststehenden Bauteil oder dem Getriebegehäuse 50 zu verbinden und somit eine Rotation des Elements 42 relativ zu dem Getriebegehäuse 50 einzuschränken. Die Komponenten der Planetenradsätze wiederum, die mit jedem der Verbindungselemente verbunden sind, sind ebenfalls entsprechend verbunden oder eingeschränkt.
Nun unter Bezugnahme auf 3 ist eine andere Ausführungsform eines Mehrganggetriebes 10' in einem Hebeldiagrammformat veranschaulicht. Das Getriebe 10' hat die gleichen Komponenten und Konstruktionsbauteile wie Getriebe 10, wie es durch ähnliche Bezugszeichen angegeben ist. Jedoch weist das Getriebe 10' einen unterschiedlichen Satz Verbindungen für die erste Kupplung 24, die zweite Kupplung 26 und die dritte Kupplung 28 auf. Genauer ist die erste Kupplung 24 nun selektiv einrückbar, um das gemeinsame Konstruktionselement oder die gemeinsame Nabe J mit dem zweiten Element 18B des zweiten Planetenradsatzes 18 und dem ersten Element 20A des vierten Planetenradsatzes 20 zu verbinden. Die zweite Kupplung 26 ist nun selektiv einrückbar, um das gemeinsame Konstruktionselement oder die gemeinsame Nabe J mit dem dritten Element 20C des vierten Planetenradsatzes 20 zu verbinden. Die dritte Kupplung 28 ist nun selektiv einrückbar, um das gemeinsame Konstruktionselement oder die gemeinsame Nabe J mit dem ersten Element 18A des dritten Planetenradsatzes 18 zu verbinden.
Nun unter Bezugnahme auf 4 stellt ein Prinzipdiagramm ein schematisches Layout einer anderen Ausführungsform des Mehrganggetriebes 10' gemäß einer Form der vorliegenden Erfindung dar. Gemäß dem Getriebe 10' von 3 sind die Verbindungen der ersten Kupplung 24, der zweiten Kupplung 26 und der dritten Kupplung 28 weiter veranschaulicht. Die erste Kupplung 24 ist nun selektiv einrückbar, um das gemeinsame Konstruktionselement oder die gemeinsame Nabe J mit dem Trägerelement 18B des zweiten Planetenradsatzes 18 und dem Hohlrad 20A des vierten Planetenradsatzes 20 zu verbinden. Die zweite Kupplung 26 ist nun selektiv einrückbar, um das gemeinsame Konstruktionselement oder die gemeinsame Nabe J mit dem Sonnenrad 20C des vierten Planetenradsatzes 20 zu verbinden. Die dritte Kupplung 28 ist nun selektiv einrückbar, um das gemeinsame Konstruktionselement oder die gemeinsame Nabe J mit dem Hohlrad 18A des dritten Planetenradsatzes 18 zu verbinden.
Nun wird unter Bezugnahme auf 1–4 und 5 die Arbeitsweise der Mehrganggetriebe 10 und 10' beschrieben. Es ist festzustellen, dass die Getriebe 10 und 10' in der Lage sind, Drehmoment von der Eingangswelle oder dem Eingangselement 12 auf die Ausgangswelle oder das Ausgangselement 22 in mehreren Vorwärtsdrehzahl- oder -drehmomentverhältnissen und zumindest einem Rückwärtsdrehzahl- oder -drehmomentverhältnis zu übertragen. Jedes Vorwärts- und Rückwärtsdrehzahl- oder -drehmomentverhältnis wird durch Einrückung von einem oder mehreren der Drehmomentübertragungsmechanismen (d. h. erste Kupplung 24, zweite Kupplung 26, dritte Kupplung 28, vierte Kupplung 30, fünfte Kupplung 32 und Bremse 34) erzielt, wie es nachstehend erläutert wird.
5 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 in Eingriff steht, um den gewünschten Gangzustand 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 und 10' anzupassen. Natürlich sind andere Übersetzungsverhältnisse abhängig von dem gewählten Zahnraddurchmesser, der gewählten Zahnradzähnezahl und der gewählten Zahnradkonfiguration erreichbar.
Zum Beispiel wird ein Rückwärtsgang hergestellt, indem die erste Kupplung 24, die dritte Kupplung 28, die fünfte Kupplung 32 und die Bremse 34 eingerückt oder aktiviert werden. Die erste Kupplung 24 verbindet das gemeinsame Konstruktionselement oder die gemeinsame Nabe J mit der siebten Welle oder dem siebten Verbindungselement 56. Die dritte Kupplung 28 verbindet das gemeinsame Konstruktionselement oder die gemeinsame Nabe J mit der achten Welle oder dem achten Verbindungselement 58. Die fünfte Kupplung 32 verbindet die vierte Welle oder das vierte Verbindungselement 48 mit der achten Welle oder dem achten Verbindungselement 58. Die Bremse 34 verbindet die erste Welle oder das erste Verbindungselement 42 mit dem feststehenden Bauteil oder dem Getriebegehäuse 50, um eine Rotation des Elements 42 relativ zu dem Getriebegehäuse 50 einzuschränken, was eine Rotation der Sonnenräder 14A und 16A relativ zu dem Getriebegehäuse 50 einschränkt. Gleichermaßen werden beispielsweise die zehn Vorwärtsübersetzungsverhältnisse durch unterschiedliche Kombinationen einer Kupplungs- und Bremseneinrückung erreicht, wie es in 5 gezeigt ist. Darüber hinaus zeigt 5 vier unterschiedliche Kupplungs- und Bremseneinrückungskombinationen, die von der vorliegenden Erfindung in Betracht gezogen werden, um den ersten Gang zu erreichen.
Nun unter Bezugnahme auf 6 ist ein Getriebe 100 in Hebeldiagrammform gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Das Getriebe 100 umfasst eine Eingangswelle oder ein Eingangselement 112, einen ersten Planetenradsatz 114, einen zweiten Planetenradsatz 116, einen dritten Planetenradsatz 118, einen vierten Planetenradsatz 120 und eine Ausgangswelle oder ein Ausgangselement 122. Der erste Planetenradsatz 114 weist drei Knoten auf: einen ersten Knoten 114A, einen zweiten Knoten 114B und einen dritten Knoten 114C. Der zweite Planetenradsatz 116 weist drei Knoten auf: einen ersten Knoten 116A, einen zweiten Knoten 116B und einen dritten Knoten 116C. Der dritte Planetenradsatz 118 weist drei Knoten auf: einen ersten Knoten 118A, einen zweiten Knoten 118B und einen dritten Knoten 118C. Der vierte Planetenradsatz 120 weist drei Knoten auf: einen ersten Knoten 120A, einen zweiten Knoten 120B und einen dritten Knoten 120C.
Das Eingangselement 112 ist ständig mit dem zweiten Knoten 116B des zweiten Planetenradsatzes 116 gekoppelt. Das Ausgangselement 122 ist ständig mit dem zweiten Knoten 120B des vierten Planetenradsatzes 120 gekoppelt.
Der erste Knoten 114A des ersten Planetenradsatzes 114 ist mit dem ersten Knoten 116A des zweiten Planetenradsatzes 116 gekoppelt. Der dritte Knoten 114C des ersten Planetenradsatzes 114 ist mit Masse oder mit einem Getriebegehäuse 150 gekoppelt. Der dritte Knoten 116C des zweiten Planetenradsatzes 116 ist mit dem dritten Knoten 118C des dritten Planetenradsatzes 118 gekoppelt. Der zweite Knoten 118B des dritten Planetenradsatzes 118 ist mit dem zweiten Knoten 120B des vierten Planetenradsatzes 120 gekoppelt.
Eine erste Kupplung 124 verbindet den ersten Knoten 118A des dritten Planetenradsatzes 118 selektiv mit dem dritten Knoten 120C des vierten Planetenradsatzes 120. Eine zweite Kupplung 126 verbindet den dritten Knoten 116C des zweiten Planetenradsatzes 116 und den dritten Knoten 118C des dritten Planetenradsatzes 118 selektiv mit dem dritten Knoten 120C des vierten Planetenradsatzes 120. Eine dritte Kupplung 128 verbindet den ersten Knoten 120A des vierten Planetenradsatzes 120 selektiv mit dem dritten Knoten 116C des zweiten Planetenradsatzes 116 und mit dem dritten Knoten 118C des dritten Planetenradsatzes 118. Eine vierte Kupplung 130 verbindet den zweiten Knoten 116B des zweiten Planetenradsatzes 116 und das Eingangselement 112 selektiv mit dem dritten Knoten 120C des vierten Planetenradsatzes 120. Eine fünfte Kupplung 132 verbindet den zweiten Knoten 114B des ersten Planetenradsatzes 114 selektiv mit dem ersten Knoten 120A des vierten Planetenradsatzes 120. Eine Bremse 134 verbindet den ersten Knoten 114A des ersten Planetenradsatzes 114 und den ersten Knoten 116A des zweiten Planetenradsatzes 116 selektiv mit dem feststehenden Element oder Getriebegehäuse 150.
Nun unter Bezugnahme auf 7 stellt ein Prinzipdiagramm ein schematisches Layout einer Ausführungsform des Mehrganggetriebes 100 gemäß einer Form der vorliegenden Erfindung dar. In 7 wird die Nummerierung aus dem Hebeldiagramm von 6 übernommen. Die Kupplungen und Kopplungen sind entsprechend dargestellt, wohingegen die Knoten der Planetenradsätze nun als Komponenten von Planetenradsätzen, wie Sonnenräder, Hohlräder, Planetenräder und Planetenradträger, erscheinen.
Zum Beispiel umfasst der erste Planetenradsatz 114 ein Sonnenradelement 114A, ein Hohlradelement 114C und ein Planetenradträgerelement 114B, das einen Satz Planetenräder 114D (von denen nur eines gezeigt ist) drehbar lagert. Das Sonnenradelement 114A ist zur gemeinsamen Rotation mit einer ersten Welle oder einem ersten Verbindungselement 142 und mit einer zweiten Welle oder einem zweiten Verbindungselement 144 verbunden. Das Hohlradelement 114C ist mit dem Getriebegehäuse 150 durch eine dritte Welle oder ein drittes Verbindungselement 146 verbunden. Das Planetenträgerelement 114B ist zur gemeinsamen Rotation mit einer vierten Welle oder einem vierten Verbindungselement 148 verbunden. Der Satz Planetenräder 114D ist derart konfiguriert, dass ein jedes mit sowohl dem Sonnenradelement 114A als auch dem Hohlradelement 114C kämmt.
Der zweite Planetenradsatz 116 umfasst ein Sonnenradelement 116A, ein Hohlradelement 116C und ein Planetenradträgerelement 116B, das einen Satz Planetenräder 116D (von denen jeweils nur eines gezeigt ist) drehbar lagert. Das Sonnenradelement 116A ist zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten Welle oder dem zweiten Verbindungselement 144 verbunden. Das Hohlradelement 116C ist zur gemeinsamen Rotation mit einer fünften Welle oder einem fünften Verbindungselement 152 verbunden. Das Planetenträgerelement 116B ist zur gemeinsamen Rotation mit der Eingangswelle oder dem Eingangselement 112 verbunden. Die Planetenräder 116D sind jeweils konfiguriert, um mit sowohl dem Hohlradelement 116C als auch dem Sonnenradelement 116A zu kämmen.
Der dritte Planetenradsatz 118 umfasst ein Sonnenradelement 118C, ein Hohlradelement 118A und ein Planetenradträgerelement 118B, das einen Satz Planetenräder 118D (von denen nur eines gezeigt ist) drehbar lagert. Das Sonnenradelement 118C ist zur gemeinsamen Rotation mit der fünften Welle oder dem fünften Verbindungselement 152 und mit einer sechsten Welle oder einem sechsten Verbindungselement 154 verbunden. Das Hohlradelement 118A ist zur gemeinsamen Rotation mit einer siebten Welle oder einem siebten Verbindungselement 156 verbunden. Das Planetenträgerelement 118B ist zur gemeinsamen Rotation mit einer achten Welle oder einem achten Verbindungselement 158 verbunden. Die Planetenräder 118D sind jeweils konfiguriert, um mit sowohl dem Sonnenradelement 118C als auch dem Hohlradelement 118A zu kämmen.
Der vierte Planetenradsatz 120 umfasst ein Sonnenradelement 120C, ein Hohlradelement 120A und ein Planetenradträgerelement 120B, das einen Satz Planetenräder 120D (von denen nur eines gezeigt ist) drehbar lagert. Das Sonnenradelement 120C ist zur gemeinsamen Rotation mit einer neunten Welle oder einem neunten Verbindungselement 160 verbunden. Das Hohlradelement 120A ist zur gemeinsamen Rotation mit einer zehnten Welle oder einem zehnten Verbindungselement 162 verbunden. Das Planetenradträgerelement 120B ist zur gemeinsamen Rotation mit der achten Welle oder dem achten Verbindungselement 158 und der Ausgangswelle oder dem Ausgangselement 122 verbunden. Die Planetenräder 120D sind jeweils konfiguriert, um mit sowohl dem Sonnenradelement 120C als auch dem Hohlradelement 120A zu kämmen.
Die Eingangswelle oder das Eingangselement 112 ist ständig mit einer Antriebsquelle, wie etwa einer Kraftmaschine (nicht gezeigt) oder einem Turbinenrad eines Drehmomentwandlers (nicht gezeigt), verbunden. Die Ausgangswelle oder das Ausgangselement 122 ist ständig mit einem anderen Ausgang, wie etwa der Achsantriebseinheit oder dem Verteilergetriebe (nicht gezeigt), verbunden.
Die Drehmomentübertragungsmechanismen, die die erste, zweite, dritte, vierte, fünfte und sechste Kupplung 124, 126, 128, 130 und 132 und die Bremse 134 umfassen, sorgen für eine selektive Verbindung der Wellen oder Verbindungselemente 142, 144, 146, 148, 152, 154, 156, 158, 160 und 162 mit den Elementen der Planetenradsätze 114, 116, 118, 120 und dem Gehäuse 150.
Zum Beispiel ist die erste Kupplung 124 selektiv einrückbar, um die siebte Welle oder das siebte Verbindungselement 156 mit der neunten Welle oder dem neunten Verbindungselement 160 zu verbinden. Die zweite Kupplung 126 ist selektiv einrückbar, um die sechste Welle oder das sechste Verbindungselement 154 mit der neunten Welle oder dem neunten Verbindungselement 160 zu verbinden. Die dritte Kupplung 128 ist selektiv einrückbar, um die fünfte Welle oder das fünfte Verbindungselement 152 mit der zehnten Welle oder dem zehnten Verbindungselement 162 zu verbinden. Die vierte Kupplung 130 ist selektiv einrückbar, um die Eingangswelle oder das Eingangselement 112 mit der neunten Welle oder dem neunten Verbindungselement 160 zu verbinden. Die fünfte Kupplung 132 ist selektiv einrückbar, um die vierte Welle oder das vierte Verbindungselement 148 mit der zehnten Welle oder dem zehnten Verbindungselement 162 zu verbinden. Die Bremse 134 ist selektiv einrückbar, um die erste Welle oder das erste Verbindungselement 142 mit dem feststehenden Bauteil oder dem Getriebegehäuse 150 zu verbinden und somit eine Rotation des Elements 142 relativ zu dem Getriebegehäuse 150 einzuschränken. Die Komponenten der Planetenradsätze wiederum, die mit jedem der Verbindungselemente verbunden sind, sind ebenfalls entsprechend verbunden oder eingeschränkt.
Nun unter Bezugnahme auf 8 ist eine andere Ausführungsform eines Mehrganggetriebes 200 in einem Hebeldiagrammformat veranschaulicht. Das Getriebe 200 hat die gleichen Komponenten und Konstruktionsbauteile wie Getriebe 100, wie es durch ähnliche Bezugszeichen angegeben ist. Jedoch weist das Getriebe 200 einen unterschiedlichen Satz Verbindungen für die dritte Kupplung 128 und die fünfte Kupplung 132 auf. Genauer ist die dritte Kupplung 128 nun selektiv einrückbar, um das Ausgangselement oder die Ausgangswelle 122 und das zweite Element 120B des vierten Planetenradsatzes 120 mit dem ersten Element 118A des zweiten Planetenradsatzes 118 zu verbinden. Die fünfte Kupplung 132 ist nun selektiv einrückbar, um das zweite Element 114B des ersten Planetenradsatzes 114 mit dem zweiten Element 118B des dritten Planetenradsatzes 118 und mit dem ersten Element 120A des vierten Planetenradsatzes 120 zu verbinden. Darüber hinaus ist die Verbindungswelle oder das Verbindungselement, die bzw. das das zweite Element 118B des dritten Planetenradsatzes 118 und das zweite Element 120B des vierten Planetenradsatzes 120 ständig verbindet, nicht vorhanden. Jedoch ist eine neue Verbindung hergestellt, die das zweite Element 118B des dritten Planetenradsatzes 118 fest mit dem ersten Element 120A des vierten Planetenradsatzes 120 verbindet.
Nun unter Bezugnahme auf 9 stellt ein Prinzipdiagramm ein schematisches Layout einer Ausführungsform des Mehrganggetriebes 200 gemäß einer Form der vorliegenden Erfindung dar. Gemäß dem Getriebe 200 von 8 sind die Verbindungen der dritten Kupplung 128 und der fünften Kupplung 132 weiter veranschaulicht. Die dritte Kupplung 128 ist nun selektiv einrückbar, um das Hohlrad 118A des zweiten Planetenradsatzes 118 mit dem Trägerelement 120B des vierten Planetenradsatzes 120 zu verbinden. Die fünfte Kupplung 132 ist nun selektiv einrückbar, um das Trägerelement 114B des ersten Planetenradsatzes 114 mit dem Trägerelement 118B des zweiten Planetenradsatzes 118 und dem Hohlrad 120A des vierten Planetenradsatzes 120 zu verbinden. Darüber hinaus ist nun das Trägerelement 118B des zweiten Planetenradsatzes 118 ständig mit dem Hohlrad 120A des vierten Planetenradsatzes 120 verbunden.
Nun unter Bezugnahme auf 10 ist eine andere Ausführungsform eines Mehrganggetriebes 300 in einem Hebeldiagrammformat veranschaulicht. Das Getriebe 300 hat die gleichen Komponenten und Konstruktionsbauteile wie Getriebe 100, wie es durch ähnliche Bezugszeichen angegeben ist. Jedoch weist das Getriebe 300 einen unterschiedlichen Satz Verbindungen für die dritte Kupplung 128 auf. Genauer ist die dritte Kupplung 128 nun selektiv einrückbar, um das erste Element 118A des dritten Planetenradsatzes 118 mit dem dritten Element 116C des zweiten Planetenradsatzes 116 und dem dritten Element 118C des dritten Planetenradsatzes 118 zu verbinden. Darüber hinaus ist die Verbindungswelle oder das Verbindungselement, die bzw. das das zweite Element 118B des dritten Planetenradsatzes 118 ständig mit dem zweiten Element 120B des vierten Planetenradsatzes 120 verbindet, nicht vorhanden. Jedoch ist eine neue Verbindung hergestellt, die das zweite Element 118B des dritten Planetenradsatzes 118 fest mit dem ersten Element 120A des vierten Planetenradsatzes 120 verbindet.
Nun unter Bezugnahme auf 11 stellt ein Prinzipdiagramm ein schematisches Layout einer Ausführungsform des Mehrganggetriebes 300 gemäß einer Form der vorliegenden Erfindung dar. Gemäß dem Getriebe 300 von 10 sind die Verbindungen der dritten Kupplung 128 weiter veranschaulicht. Die dritte Kupplung 128 ist nun selektiv einrückbar, um das Hohlrad 118A des dritten Planetenradsatzes 118 mit dem Hohlrad 116C des zweiten Planetenradsatzes 116 und dem Sonnenrad 118C des dritten Planetenradsatzes 118 zu verbinden. Darüber hinaus ist nun das Trägerelement 118B des zweiten Planetenradsatzes 118 ständig mit dem Hohlrad 120A des vierten Planetenradsatzes 120 verbunden.
Nun unter Bezugnahme auf 12 ist eine andere Ausführungsform eines Mehrganggetriebes 400 in einem Hebeldiagrammformat veranschaulicht. Das Getriebe 400 hat die gleichen Komponenten und Konstruktionsbauteile wie Getriebe 100, wie es durch ähnliche Bezugszeichen angegeben ist. Jedoch weist das Getriebe 400 einen unterschiedlichen Satz Verbindungen für die dritte Kupplung 128 auf. Genauer ist die dritte Kupplung 128 nun selektiv einrückbar, um das erste Element 118A des dritten Planetenradsatzes 118 mit dem zweiten Element 118B des dritten Planetenradsatzes 118 und dem ersten Element 120A des vierten Planetenradsatzes 120 zu verbinden. Darüber hinaus ist die Verbindungswelle oder das Verbindungselement, die bzw. das das zweite Element 118B des dritten Planetenradsatzes 118 und das zweite Element 120B des vierten Planetenradsatzes 120 ständig verbindet, nicht vorhanden. Jedoch ist eine neue Verbindung hergestellt, die das zweite Element 118B des dritten Planetenradsatzes 118 fest mit dem ersten Element 120A des vierten Planetenradsatzes 120 verbindet.
Nun unter Bezugnahme auf 13 stellt ein Prinzipdiagramm ein schematisches Layout einer Ausführungsform des Mehrganggetriebes 400 gemäß einer Form der vorliegenden Erfindung dar. Gemäß dem Getriebe 400 von 12 sind die Verbindungen der dritten Kupplung 128 weiter veranschaulicht. Die dritte Kupplung 128 ist nun selektiv einrückbar, um das Hohlrad 118A des dritten Planetenradsatzes 118 mit dem Hohlrad 120A des vierten Planetenradsatzes 120 zu verbinden. Darüber hinaus ist das Trägerelement 118B des dritten Planetenradsatzes 118 nun ständig mit dem Hohlrad 120A des vierten Planetenradsatzes 120 verbunden.
Nun unter Bezugnahme auf 14 ist eine andere Ausführungsform eines Mehrganggetriebes 500 in einem Hebeldiagrammformat veranschaulicht. Das Getriebe 500 hat die gleichen Komponenten und Konstruktionsbauteile wie Getriebe 100, wie es durch ähnliche Bezugszeichen angegeben ist. Jedoch weist das Getriebe 500 einen unterschiedlichen Satz Verbindungen für die dritte Kupplung 128 auf: Genauer ist die dritte Kupplung 128 nun selektiv einrückbar, um das dritte Element 116C des zweiten Planetenradsatzes 116 und das dritte Element 118C des dritten Planetenradsatzes 118 mit dem zweiten Element 118B des dritten Planetenradsatzes 118 und dem ersten Element 120A des vierten Planetenradsatzes 120 zu verbinden. Darüber hinaus ist die Verbindungswelle oder das Verbindungselement, die bzw. das das zweite Element 118B des dritten Planetenradsatzes 118 und das zweite Element 120B des vierten Planetenradsatzes 120 ständig verbindet, nicht vorhanden. Jedoch ist eine neue Verbindung hergestellt, die das zweite Element 118B des dritten Planetenradsatzes 118 fest mit dem ersten Element 120A des vierten Planetenradsatzes 120 verbindet.
Nun unter Bezugnahme auf 15 stellt ein Prinzipdiagramm ein schematisches Layout einer Ausführungsform des Mehrganggetriebes 500 gemäß einer Form der vorliegenden Erfindung dar. Gemäß dem Getriebe 500 von 14 sind die Verbindungen der dritten Kupplung 128 weiter veranschaulicht. Die dritte Kupplung 128 ist nun selektiv einrückbar, um das Hohlrad 116C des zweiten Planetenradsatzes 116 und das Sonnenrad 118C des dritten Planetenradsatzes 118 mit dem Trägerelement 118B des dritten Planetenradsatzes 118 und dem Hohlrad 120A des vierten Planetenradsatzes 120 zu verbinden. Darüber hinaus ist das Trägerelement 118B des dritten Planetenradsatzes 118 nun ständig mit dem Hohlrad 120A des vierten Planetenradsatzes 120 verbunden.
Nun unter Bezugnahme auf 16 ist eine andere Ausführungsform eines Mehrganggetriebes 600 in einem Hebeldiagrammformat veranschaulicht. Das Getriebe 600 hat die gleichen Komponenten und Konstruktionsbauteile wie Getriebe 100, wie es durch ähnliche Bezugszeichen angegeben ist. Jedoch weist das Getriebe 600 einen unterschiedlichen Satz Verbindungen für die erste Kupplung 124 und die zweite Kupplung 126 auf. Genauer ist die erste Kupplung 124 nun selektiv einrückbar, um das erste Element 118A des dritten Planetenradsatzes 118 und das dritte Element 120C des vierten Planetenradsatzes 120 mit dem zweiten Element 118B des dritten Planetenradsatzes 118 zu verbinden. Die zweite Kupplung 126 ist nun selektiv einrückbar, um das zweite Element 118B des dritten Planetenradsatzes 118 mit dem zweiten Element 120B des vierten Planetenradsatzes 120 zu verbinden. Darüber hinaus ist die Verbindungswelle oder das Verbindungselement, die bzw. das das zweite Element 118B des dritten Planetenradsatzes 118 und das zweite Element 120B des vierten Planetenradsatzes 120 ständig verbindet, nicht vorhanden. Jedoch ist eine neue Verbindung hergestellt, die das erste Element 118A des dritten Planetenradsatzes 118 fest mit dem dritten Element 120C des vierten Planetenradsatzes 120 verbindet.
Nun unter Bezugnahme auf 17 stellt ein Prinzipdiagramm ein schematisches Layout einer Ausführungsform des Mehrganggetriebes 600 gemäß einer Form der vorliegenden Erfindung dar. Gemäß dem Getriebe 600 von 16 sind die Verbindungen der ersten Kupplung 124 und der zweiten Kupplung 126 weiter veranschaulicht. Die erste Kupplung 124 ist nun selektiv einrückbar, um das Hohlrad 118A des dritten Planetenradsatzes 118 und das Sonnenrad 120C des vierten Planetenradsatzes 120 mit dem Trägerelement 118B des dritten Planetenradsatzes 118 zu verbinden. Die zweite Kupplung 126 ist nun selektiv einrückbar, um das Trägerelement 118B des dritten Planetenradsatzes 118 mit dem Trägerelement 120B des vierten Planetenradsatzes 120 zu verbinden. Darüber hinaus ist das Hohlrad 118A des dritten Planetenradsatzes 118 nun ständig mit dem Sonnenrad 120C des vierten Planetenradsatzes 120 verbunden.
Nun unter Bezugnahme auf 18 ist eine andere Ausführungsform eines Mehrganggetriebes 700 in einem Hebeldiagrammformat veranschaulicht. Das Getriebe 700 hat die gleichen Komponenten und Konstruktionsbauteile wie Getriebe 100, wie es durch ähnliche Bezugszeichen angegeben ist. Jedoch weist das Getriebe 700 einen unterschiedlichen Satz Verbindungen für die erste Kupplung 124 und die zweite Kupplung 126 auf. Genauer ist die erste Kupplung 124 nun selektiv einrückbar, um das dritte Element 118C des dritten Planetenradsatzes 118 und das dritte Element 116C des zweiten Planetenradsatzes 116 mit dem ersten Element 118A des dritten Planetenradsatzes 118 und dem dritten Element 120C des vierten Planetenradsatzes 120 zu verbinden. Die zweite Kupplung 126 ist nun selektiv einrückbar, um das zweite Element 118B des dritten Planetenradsatzes 118 mit dem zweiten Element 120B des vierten Planetenradsatzes 120 zu verbinden. Darüber hinaus ist die Verbindungswelle oder das Verbindungselement, die bzw. das das zweite Element 118B des dritten Planetenradsatzes 118 und das zweite Element 120B des vierten Planetenradsatzes 120 ständig verbindet, nicht vorhanden. Jedoch ist eine neue Verbindung hergestellt, die das erste Element 118A des dritten Planetenradsatzes 118 fest mit dem dritten Element 120C des vierten Planetenradsatzes 120 verbindet.
Nun unter Bezugnahme auf 19 stellt ein Prinzipdiagramm ein schematisches Layout der Ausführungsform des Mehrganggetriebes 700 gemäß einer Form der vorliegenden Erfindung dar. Gemäß dem Getriebe 700 von 18 sind die Verbindungen der ersten Kupplung 124 und der zweiten Kupplung 126 weiter veranschaulicht. Die erste Kupplung 124 ist nun selektiv einrückbar, um das Sonnenrad 118C des dritten Planetenradsatzes 118 und das Hohlrad 116C des zweiten Planetenradsatzes 116 mit dem Hohlrad 118A des dritten Planetenradsatzes 118 und dem Sonnenrad 120C des vierten Planetenradsatzes 120 zu verbinden. Die zweite Kupplung 126 ist nun selektiv einrückbar, um das Trägerelement 118B des dritten Planetenradsatzes 118 mit dem Trägerelement 120B des vierten Planetenradsatzes 120 zu verbinden. Darüber hinaus ist das Hohlrad 118A des dritten Planetenradsatzes 118 nun ständig mit dem Sonnenrad 120C des vierten Planetenradsatzes 120 verbunden.
Nun unter Bezugnahme auf 20 ist eine andere Ausführungsform eines Mehrganggetriebes 800 in einem Hebeldiagrammformat veranschaulicht. Das Getriebe 800 hat die gleichen Komponenten und Konstruktionsbauteile wie Getriebe 100, wie es durch ähnliche Bezugszeichen angegeben ist. Jedoch weist das Getriebe 800 einen unterschiedlichen Satz Verbindungen für die erste Kupplung 124 und die zweite Kupplung 126 auf. Genauer ist die erste Kupplung 124 nun selektiv einrückbar, um das zweite Element 118B des dritten Planetenradsatzes 118 mit dem zweiten Element 120B des vierten Planetenradsatzes 120 zu verbinden. Die zweite Kupplung 126 ist nun selektiv einrückbar, um das zweite Element 118B des dritten Planetenradsatzes 118 mit dem dritten Element 116C des zweiten Planetenradsatzes 116 und dem dritten Element 118C des dritten Planetenradsatzes 118 zu verbinden. Darüber hinaus ist die Verbindungswelle oder das Verbindungselement, die bzw. das das zweite Element 118B des dritten Planetenradsatzes 118 und das zweite Element 120B des vierten Planetenradsatzes 120 ständig verbindet, nicht vorhanden. Jedoch ist eine neue Verbindung hergestellt, die das erste Element 118A des dritten Planetenradsatzes 118 fest mit dem dritten Element 120C des vierten Planetenradsatzes 120 verbindet.
Nun unter Bezugnahme auf 21 stellt ein Prinzipdiagramm ein schematisches Layout einer Ausführungsform des Mehrganggetriebes 800 gemäß einer Form der vorliegenden Erfindung dar. Gemäß dem Getriebe 800 von 20 sind die Verbindungen der ersten Kupplung 124 und der zweiten Kupplung 126 weiter veranschaulicht. Die erste Kupplung 124 ist nun selektiv einrückbar, um das Trägerelement 118B des dritten Planetenradsatzes 118 mit dem Trägerelement 120B des vierten Planetenradsatzes 120 zu verbinden. Die zweite Kupplung 126 ist nun selektiv einrückbar, um das Trägerelement 118B des dritten Planetenradsatzes 118 mit dem Sonnenrad 118C des dritten Planetenradsatzes 118 zu verbinden. Darüber hinaus ist das Hohlrad 118A des dritten Planetenradsatzes 118 nun ständig mit dem Sonnenrad 120C des vierten Planetenradsatzes 120 verbunden.
Nun unter Bezugnahme auf 22 ist eine andere Ausführungsform eines Mehrganggetriebes 900 in einem Hebeldiagrammformat veranschaulicht. Das Getriebe 900 hat die gleichen Komponenten und Konstruktionsbauteile wie Getriebe 100, wie es durch ähnliche Bezugszeichen angegeben ist. Jedoch weist das Getriebe 900 einen unterschiedlichen Satz Verbindungen für die erste Kupplung 124, die zweite Kupplung 126 und die dritte Kupplung 128 auf. Genauer ist die erste Kupplung 124 nun selektiv einrückbar, um das zweite Element 118B des dritten Planetenradsatzes 118 mit dem ersten Element 120A des vierten Planetenradsatzes 120 zu verbinden. Die zweite Kupplung 126 ist nun selektiv einrückbar, um das dritte Element 116C des dritten Planetenradsatzes 116 und das dritte Element 118C des dritten Planetenradsatzes 118 mit dem ersten Element 120A des vierten Planetenradsatzes 120 zu verbinden. Die dritte Kupplung 128 ist nun selektiv einrückbar, um das zweite Element 118B des dritten Planetenradsatzes 118 mit dem ersten Element 118A des dritten Planetenradsatzes 118 und dem dritten Element 120C des vierten Planetenradsatzes 120 zu verbinden. Darüber hinaus ist die Verbindungswelle oder das Verbindungselement, die bzw. das das zweite Element 118B des dritten Planetenradsatzes 118 ständig mit dem zweiten Element 120B des vierten Planetenradsatzes 120 verbindet, nicht vorhanden. Jedoch ist eine neue Verbindung hergestellt, die das erste Element 118A des dritten Planetenradsatzes 118 fest mit dem dritten Element 120C des vierten Planetenradsatzes 120 verbindet.
Nun unter Bezugnahme auf 23 stellt ein Prinzipdiagramm ein schematisches Layout einer Ausführungsform des Mehrganggetriebes 900 gemäß einer Form der vorliegenden Erfindung dar. Gemäß dem Getriebe 900 von 22 sind die Verbindungen der ersten Kupplung 124, der zweiten Kupplung 126 und der dritten Kupplung 128 weiter veranschaulicht. Die erste Kupplung 124 ist nun selektiv einrückbar, um das Trägerelement 118B des dritten Planetenradsatzes 118 mit dem Hohlrad 120A des vierten Planetenradsatzes 120 zu verbinden. Die zweite Kupplung 126 ist nun selektiv einrückbar, um das Hohlrad 116C des zweiten Planetenradsatzes 116 und das Sonnenrad 118C des dritten Planetenradsatzes 118 mit dem Hohlrad 120A des vierten Planetenradsatzes 120 zu verbinden. Die dritte Kupplung 128 ist nun selektiv einrückbar, um das Trägerelement 118B des dritten Planetenradsatzes 118 mit dem Hohlrad 118A des dritten Planetenradsatzes 118 und dem Sonnenrad 120C des vierten Planetenradsatzes 120 zu verbinden. Darüber hinaus ist das Hohlrad 118A des dritten Planetenradsatzes 118 nun ständig mit dem Sonnenrad 120C des vierten Planetenradsatzes 120 verbunden.
Nun unter Bezugnahme auf 24 ist eine andere Ausführungsform eines Mehrganggetriebes 910 in einem Hebeldiagrammformat veranschaulicht. Das Getriebe 910 hat die gleichen Komponenten und Konstruktionsbauteile wie Getriebe 100, wie es durch ähnliche Bezugszeichen angegeben ist. Jedoch weist das Getriebe 910 einen unterschiedlichen Satz Verbindungen für die erste Kupplung 124 und die zweite Kupplung 126 und die dritte Kupplung 128 auf. Genauer ist die erste Kupplung 124 nun selektiv einrückbar, um das zweite Element 118B des dritten Planetenradsatzes 118 mit dem ersten Element 120A des vierten Planetenradsatzes 120 zu verbinden. Die zweite Kupplung 126 ist nun selektiv einrückbar, um das dritte Element 116C des zweiten Planetenradsatzes 116 und das dritte Element 118C des dritten Planetenradsatzes 118 mit dem ersten Element 120A des vierten Planetenradsatzes 120 zu verbinden. Die dritte Kupplung 128 ist nun selektiv einrückbar, um das dritte Element 116C des zweiten Planetenradsatzes 116 und das dritte Element 118C des dritten Planetenradsatzes 118 mit dem ersten Element 118A des dritten Planetenradsatzes 118 und dem dritten Element 120C des vierten Planetenradsatzes 120 zu verbinden. Darüber hinaus ist die Verbindungswelle oder das Verbindungselement, die bzw. das das zweite Element 118B des dritten Planetenradsatzes 118 ständig mit dem zweiten Element 120B des vierten Planetenradsatzes 120 verbindet, nicht vorhanden. Jedoch ist eine neue Verbindung hergestellt, die das erste Element 118A des dritten Planetenradsatzes 118 fest mit dem dritten Element 120C des vierten Planetenradsatzes 120 verbindet.
Nun unter Bezugnahme auf 25 stellt ein Prinzipdiagramm ein schematisches Layout einer Ausführungsform des Mehrganggetriebes 910 gemäß einer Form der vorliegenden Erfindung dar. Gemäß dem Getriebe 910 von 24 sind die Verbindungen der ersten Kupplung 124, der zweiten Kupplung 126 und der dritten Kupplung 128 weiter veranschaulicht. Die erste Kupplung 124 ist nun selektiv einrückbar, um das Trägerelement 118B des dritten Planetenradsatzes 118 mit dem Hohlrad 120A des vierten Planetenradsatzes 120 zu verbinden. Die zweite Kupplung 126 ist nun selektiv einrückbar, um das Hohlrad 116C des zweiten Planetenradsatzes 116 und das Sonnenrad 118C des dritten Planetenradsatzes 118 mit dem Hohlrad 120A des vierten Planetenradsatzes 120 zu verbinden. Die dritte Kupplung 128 ist nun selektiv einrückbar, um das Hohlrad 116C des zweiten Planetenradsatzes 116 und das Sonnenrad 118C des dritten Planetenradsatzes 118 mit dem Hohlrad 118A des dritten Planetenradsatzes 118 und dem Sonnenrad 120C des vierten Planetenradsatzes 120 zu verbinden. Darüber hinaus ist das Hohlrad 118A des dritten Planetenradsatzes 118 nun ständig mit dem Sonnenrad 120C des vierten Planetenradsatzes 120 verbunden.
Nun unter Bezugnahme auf 26 ist eine andere Ausführungsform eines Mehrganggetriebes 920 in einem Hebeldiagrammformat veranschaulicht. Das Getriebe 920 hat die gleichen Komponenten und Konstruktionsbauteile wie Getriebe 100, wie es durch ähnliche Bezugszeichen angegeben ist. Jedoch weist das Getriebe 920 einen unterschiedlichen Satz Verbindungen für die erste Kupplung 124 und die zweite Kupplung 126 und die dritte Kupplung 128 auf. Genauer ist die erste Kupplung 124 nun selektiv einrückbar, um das zweite Element 118B des dritten Planetenradsatzes 118 mit dem ersten Element 120A des vierten Planetenradsatzes 120 zu verbinden. Die zweite Kupplung 126 ist nun selektiv einrückbar, um das dritte Element 116C des zweiten Planetenradsatzes 116 und das dritte Element 118C des dritten Planetenradsatzes 118 mit dem ersten Element 120A des vierten Planetenradsatzes 120 zu verbinden. Die dritte Kupplung 128 ist nun selektiv einrückbar, um das dritte Element 116C des zweiten Planetenradsatzes 116 und das dritte Element 118C des dritten Planetenradsatzes 118 mit dem zweiten Element 118B des dritten Planetenradsatzes 118 zu verbinden. Darüber hinaus ist die Verbindungswelle oder das Verbindungselement, die bzw. das das zweite Element 118B des dritten Planetenradsatzes 118 ständig mit dem zweiten Element 120B des vierten Planetenradsatzes 120 verbindet, nicht vorhanden. Jedoch ist eine neue Verbindung hergestellt, die das erste Element 118A des dritten Planetenradsatzes 118 fest mit dem dritten Element 120C des vierten Planetenradsatzes 120 verbindet.
Nun unter Bezugnahme auf 27 stellt ein Prinzipdiagramm ein schematisches Layout einer Ausführungsform des Mehrganggetriebes 920 gemäß einer Form der vorliegenden Erfindung dar. Gemäß dem Getriebe 920 von 26 sind die Verbindungen der ersten Kupplung 124, der zweiten Kupplung 126 und der dritten Kupplung 128 weiter veranschaulicht. Die erste Kupplung 124 ist nun selektiv einrückbar, um das Trägerelement 118B des dritten Planetenradsatzes 118 mit dem Hohlrad 120A des vierten Planetenradsatzes 120 zu verbinden. Die zweite Kupplung 126 ist nun selektiv einrückbar, um das Hohlrad 116C des zweiten Planetenradsatzes 116 und das Sonnenrad 118C des dritten Planetenradsatzes 118 mit dem Hohlrad 120A des vierten Planetenradsatzes 120 zu verbinden. Die dritte Kupplung 128 ist nun selektiv einrückbar, um das Hohlrad 116C des zweiten Planetenradsatzes 116 und das Sonnenrad 118C des dritten Planetenradsatzes 118 mit dem Trägerelementrad 118B des dritten Planetenradsatzes 118 zu verbinden. Darüber hinaus ist das Hohlrad 118A des dritten Planetenradsatzes 118 nun ständig mit dem Sonnenrad 120C des vierten Planetenradsatzes 120 verbunden.
Nun unter Bezugnahme auf 28 ist eine andere Ausführungsform eines Mehrganggetriebes 930 in einem Hebeldiagrammformat veranschaulicht. Das Getriebe 930 hat die gleichen Komponenten und Konstruktionsbauteile wie Getriebe 100, wie es durch ähnliche Bezugszeichen angegeben ist. Jedoch umfasst das Getriebe 930 nicht die dritte Kupplung 128. Daher weist das Getriebe 930 vier Kupplungen und eine Bremse (erste Kupplung 124, zweite Kupplung 126, vierte Kupplung 130, fünfte Kupplung 132 und Bremse 134) auf.
Nun unter Bezugnahme auf 29 stellt ein Prinzipdiagramm ein schematisches Layout der Ausführungsform des Mehrganggetriebes 930 gemäß einer Form der vorliegenden Erfindung dar. Gemäß dem Getriebe 930 von 28 sind die Verbindungen der ersten Kupplung 124, der zweiten Kupplung 126, der vierten Kupplung 130, der fünften Kupplung 132 und der Bremse 134 weiter veranschaulicht. Wie in 29 gezeigt ist, umfasst das Getriebe 930 nicht die dritte Kupplung 128.
Nun unter Bezugnahme auf 6–30 und 31 wird die Arbeitsweise der Mehrganggetriebe 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 910, 920 und 930 beschrieben. Es ist festzustellen, dass die Getriebe 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 910, 920 und 930 in der Lage sind, Drehmoment von der Eingangswelle oder dem Eingangselement 112 auf die Ausgangswelle oder das Ausgangselement 122 in mehreren Vorwärtsdrehzahl-Drehmoment-Verhältnissen und zumindest einem Rückwärtsdrehzahl- oder -drehmomentverhältnis zu übertragen. Jedes Vorwärts- und Rückwärtsdrehzahl- oder -drehmomentverhältnis wird durch Einrückung von einem oder mehreren der Drehmomentübertragungsmechanismen (d. h. erste Kupplung 124, zweite Kupplung 126, dritte Kupplung 128, vierte Kupplung 130, fünfte Kupplung 132 und Bremse 134) erzielt, wie es nachstehend erläutert wird.
30 und 31 sind Wahrheitstabellen, die die verschiedenen Kombinationen von Drehmomentübertragungsmechanismen darstellen, 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. 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 anzupassen. Natürlich sind andere Übersetzungsverhältnisse abhängig von dem gewählten Zahnraddurchmesser, der gewählten Zahnradzähnezahl und der gewählten Zahnradkonfiguration erreichbar.
Nun unter Bezugnahme auf 30 veranschaulicht 30 die Einrückungskombination der Drehmomentübertragungsmechanismen, um verschiedene Gangzustände des in den 28 und 29 gezeigten Getriebes 930 zu erreichen. Zum Beispiel wird ein Rückwärtsgang hergestellt, indem die erste Kupplung 124, die fünfte Kupplung 132 und die Bremse 134 eingerückt oder aktiviert werden. Die erste Kupplung 124 verbindet das Hohlrad 118A des dritten Planetenradsatzes 118 mit dem Sonnenrad 120C des vierten Planetenradsatzes 120. Die fünfte Kupplung 132 verbindet das Trägerelement 114B des ersten Planetenradsatzes 114 mit dem Hohlrad 120A des vierten Planetenradsatzes 120. Die Bremse 134 verbindet das Sonnenrad 114A des ersten Planetenradsatzes 114 mit dem feststehenden Bauteil oder dem Getriebegehäuse 150, um eine Rotation des Sonnenrads 114A relativ zu dem Getriebegehäuse 150 einzuschränken, was auch eine Rotation des Sonnenrads 116A relativ zu dem Getriebegehäuse 150 einschränkt. Gleichermaßen werden beispielsweise die Vorwärtsübersetzungsverhältnisse durch unterschiedliche Kombinationen einer Kupplungs- und Bremseneinrückung erreicht, wie es in 30 gezeigt ist.
Nun unter Bezugnahme auf 31 veranschaulicht 31 eine Einrückungskombination der Drehmomentübertragungsmechanismen, um die verschiedenen Gangzustände der in den 6 bis 27 gezeigten Getriebe 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 910 und 920 zu erreichen. Zum Beispiel mit Bezug auf das Getriebe 100 wird der Rückwärtsgang hergestellt, indem die erste Kupplung 124, die fünfte Kupplung 132 und die Bremse 134 eingerückt oder aktiviert werden. Die erste Kupplung 124 verbindet das Hohlrad 118A des dritten Planetenradsatzes 118 mit dem Sonnenrad 120C des vierten Planetenradsatzes 120. Die fünfte Kupplung 132 verbindet das Trägerelement 114B des ersten Planetenradsatzes 114 mit dem Hohlrad 120A des vierten Planetenradsatzes 120. Die Bremse 134 verbindet das Sonnenrad 114A des ersten Planetenradsatzes 114 mit dem feststehenden Bauteil oder dem Getriebegehäuse 150, um eine Rotation des Sonnenrads 114A relativ zu dem Getriebegehäuse 150 einzuschränken, was auch eine Rotation des Sonnenrads 116A relativ zu dem Getriebegehäuse 150 einschränkt. Gleichermaßen werden beispielsweise die Vorwärtsübersetzungsverhältnisse durch unterschiedliche Kombinationen einer Kupplungs- und Bremseneinrückung erreicht, wie es in 31 gezeigt ist. Darüber hinaus zeigt 31 drei unterschiedliche Kupplungs- und Bremseneinrückungskombinationen, die von der vorliegenden Erfindung in Betracht gezogen werden, um einen vierten Gang zu erreichen, drei unterschiedliche Kupplungs- und Bremseneinrückungskombinationen, um einen siebten Gang zu erreichen, und drei unterschiedliche Kupplungs- und Bremseneinrückungskombinationen, um einen zehnten Gang zu erreichen.
Nun unter Bezugnahme auf 32 ist eine andere Ausführungsform eines Mehrganggetriebes 950 in einem Hebeldiagrammformat veranschaulicht. Das Getriebe 950 hat die gleichen Komponenten und Konstruktionsbauteile wie Getriebe 100, wie es durch ähnliche Bezugszeichen angegeben ist. Jedoch weist das Getriebe 950 einen unterschiedlichen Satz Verbindungen für die zweite Kupplung 126 und die dritte Kupplung 128 auf. Genauer ist die zweite Kupplung 126 nun selektiv einrückbar, um das zweite Element 118B des dritten Planetenradsatzes 118 mit dem ersten Element 120A des vierten Planetenradsatzes 120 zu verbinden. Die dritte Kupplung 128 ist nun selektiv einrückbar, um das dritte Element 116C des zweiten Planetenradsatzes 116 und das dritte Element 118C des dritten Planetenradsatzes 118 mit dem zweiten Element 118B des dritten Planetenradsatzes 118 zu verbinden. Darüber hinaus ist die Verbindungswelle oder das Verbindungselement, die bzw. das das zweite Element 118B des dritten Planetenradsatzes 118 ständig mit dem zweiten Element 120B des vierten Planetenradsatzes 120 verbindet, nicht vorhanden.
Nun unter Bezugnahme auf 33 stellt ein Prinzipdiagramm ein schematisches Layout einer Ausführungsform des Mehrganggetriebes 950 gemäß einer Form der vorliegenden Erfindung dar. Gemäß dem Getriebe 950 von 32 sind die Verbindungen der zweiten Kupplung 126 und der dritten Kupplung 128 weiter veranschaulicht. Die zweite Kupplung 126 ist nun selektiv einrückbar, um das Trägerelement 118B des dritten Planetenradsatzes 118 mit dem Hohlrad 120A des vierten Planetenradsatzes 120 zu verbinden. Die dritte Kupplung 128 ist nun selektiv einrückbar, um das Hohlrad 116C des zweiten Planetenradsatzes 116 und das Sonnenrad 118C des dritten Planetenradsatzes 118 mit dem Trägerelementrad 118B des dritten Planetenradsatzes 118 zu verbinden.
Nun unter Bezugnahme auf 34 ist eine andere Ausführungsform eines Mehrganggetriebes 960 in einem Hebeldiagrammformat veranschaulicht. Das Getriebe 960 hat die gleichen Komponenten und Konstruktionsbauteile wie Getriebe 100, wie es durch ähnliche Bezugszeichen angegeben ist. Jedoch weist das Getriebe 960 einen unterschiedlichen Satz Verbindungen für die zweite Kupplung 126 und die dritte Kupplung 128 auf. Genauer ist die zweite Kupplung 126 nun selektiv einrückbar, um das zweite Element 118B des dritten Planetenradsatzes 118 mit dem ersten Element 120A des vierten Planetenradsatzes 120 zu verbinden. Die dritte Kupplung 128 ist nun selektiv einrückbar, um das dritte Element 116C des zweiten Planetenradsatzes 116 und das dritte Element 118C des dritten Planetenradsatzes 118 mit dem ersten Element 118A des dritten Planetenradsatzes 118 zu verbinden. Darüber hinaus ist die Verbindungswelle oder das Verbindungselement, die bzw. das das zweite Element 118B des dritten Planetenradsatzes 118 ständig mit dem zweiten Element 120B des vierten Planetenradsatzes 120 verbindet, nicht vorhanden.
Nun unter Bezugnahme auf 35 stellt ein Prinzipdiagramm ein schematisches Layout einer Ausführungsform des Mehrganggetriebes 960 gemäß einer Form der vorliegenden Erfindung dar. Gemäß dem Getriebe 960 von 34 sind die Verbindungen der zweiten Kupplung 126 und der dritten Kupplung 128 weiter veranschaulicht. Die zweite Kupplung 126 ist nun selektiv einrückbar, um das Trägerelement 118B des dritten Planetenradsatzes 118 mit dem Hohlrad 120A des vierten Planetenradsatzes 120 zu verbinden. Die dritte Kupplung 128 ist nun selektiv einrückbar, um das Hohlrad 116C des zweiten Planetenradsatzes 116 und das Sonnenrad 118C des dritten Planetenradsatzes 118 mit dem Hohlrad 118A des dritten Planetenradsatzes 118 zu verbinden.
Nun unter Bezugnahme auf 36 ist eine andere Ausführungsform eines Mehrganggetriebes 970 in einem Hebeldiagrammformat veranschaulicht. Das Getriebe 970 hat die gleichen Komponenten und Konstruktionsbauteile wie Getriebe 100, wie es durch ähnliche Bezugszeichen angegeben ist. Jedoch weist das Getriebe 970 einen unterschiedlichen Satz Verbindungen für die zweite Kupplung 126 und die dritte Kupplung 128 auf. Genauer ist die zweite Kupplung 126 nun selektiv einrückbar, um das zweite Element 118B des dritten Planetenradsatzes 118 mit dem ersten Element 120A des vierten Planetenradsatzes 120 zu verbinden. Die dritte Kupplung 128 ist nun selektiv einrückbar, um das zweite Element 118B des dritten Planetenradsatzes 118 mit dem ersten Element 118A des dritten Planetenradsatzes 118 zu verbinden. Darüber hinaus ist die Verbindungswelle oder das Verbindungselement, die bzw. das das zweite Element 118B des dritten Planetenradsatzes 118 ständig mit dem zweiten Element 120B des vierten Planetenradsatzes 120 verbindet, nicht vorhanden.
Nun unter Bezugnahme auf 37 stellt ein Prinzipdiagramm ein schematisches Layout einer Ausführungsform des Mehrganggetriebes 970 gemäß einer Form der vorliegenden Erfindung dar. Gemäß dem Getriebe 970 von 36 sind die Verbindungen der zweiten Kupplung 126 und der dritten Kupplung 128 weiter veranschaulicht. Die zweite Kupplung 126 ist nun selektiv einrückbar, um das Trägerelement 118B des dritten Planetenradsatzes 118 mit dem Hohlrad 120A des vierten Planetenradsatzes 120 zu verbinden. Die dritte Kupplung 128 ist nun selektiv einrückbar, um das Trägerelement 118B des dritten Planetenradsatzes 118 mit dem Hohlrad 118A des dritten Planetenradsatzes 118 zu verbinden.
Nun unter Bezugnahme auf 38 ist eine andere Ausführungsform eines Mehrganggetriebes 980 in einem Hebeldiagrammformat veranschaulicht. Das Getriebe 980 hat die gleichen Komponenten und Konstruktionsbauteile wie Getriebe 100, wie es durch ähnliche Bezugszeichen angegeben ist. Jedoch weist das Getriebe 980 einen unterschiedlichen Satz Verbindungen für die erste Kupplung 124, die zweite Kupplung 126 und die dritte Kupplung 128 auf. Genauer ist die erste Kupplung 124 nun selektiv einrückbar, um das dritte Element 116C des zweiten Planetenradsatzes 116 mit dem dritten Element 118C des dritten Planetenradsatzes 118 zu verbinden. Die zweite Kupplung 126 ist nun selektiv einrückbar, um das zweite Element 118B des dritten Planetenradsatzes 118 mit dem ersten Element 120A des vierten Planetenradsatzes 120 zu verbinden. Die dritte Kupplung 128 ist nun selektiv einrückbar, um das dritte Element 116C des zweiten Planetenradsatzes 116 mit dem zweiten Element 118B des dritten Planetenradsatzes 118 zu verbinden. Darüber hinaus ist die Verbindungswelle oder das Verbindungselement, die bzw. das das zweite Element 118B des dritten Planetenradsatzes 118 ständig mit dem zweiten Element 120B des vierten Planetenradsatzes 120 verbindet, nicht vorhanden. Jedoch ist eine neue Verbindung hergestellt, die das erste Element 118A des dritten Planetenradsatzes 118 fest mit dem dritten Element 120C des vierten Planetenradsatzes 120 verbindet.
Nun unter Bezugnahme auf 39 stellt ein Prinzipdiagramm ein schematisches Layout der Ausführungsform des Mehrganggetriebes 980 gemäß einer Form der vorliegenden Erfindung dar. Gemäß dem Getriebe 980 von 37 sind die Verbindungen der ersten Kupplung 124, der zweiten Kupplung 126 und der dritten Kupplung 128 weiter veranschaulicht. Die erste Kupplung 124 ist nun selektiv einrückbar, um das Hohlrad 116C des zweiten Planetenradsatzes 116 mit dem Sonnenrad 118C des dritten Planetenradsatzes 118 zu verbinden. Die zweite Kupplung 126 ist nun selektiv einrückbar, um das Trägerelement 118B des dritten Planetenradsatzes 118 mit dem Hohlrad 120A des vierten Planetenradsatzes 120 zu verbinden. Die dritte Kupplung 128 ist nun selektiv einrückbar, um das Hohlrad 116C des zweiten Planetenradsatzes 116 mit dem Trägerelement 118B des dritten Planetenradsatzes 118 zu verbinden. Darüber hinaus ist das Hohlrad 118A des dritten Planetenradsatzes 118 nun ständig mit dem Sonnenrad 120C des vierten Planetenradsatzes 120 verbunden.
Nun unter Bezugnahme auf 40 veranschaulicht 40 die Einrückungskombination der Drehmomentübertragungsmechanismen, um verschiedene Gangzustände der in den 32 bis 39 gezeigten Getriebe 950, 960, 970 und 980 zu erreichen. Zum Beispiel mit Bezug auf das Getriebe 950 wird der Rückwärtsgang hergestellt, indem die zweite Kupplung 126, die dritte Kupplung 128, die fünfte Kupplung 132 und die Bremse 134 eingerückt oder aktiviert werden. Die zweite Kupplung 126 verbindet das Trägerelement 118B des dritten Planetenradsatzes 118 mit dem Hohlrad 120A des vierten Planetenradsatzes 120. Die dritte Kupplung 128 verbindet das Trägerelement 118B des dritten Planetenradsatzes 118 mit dem Sonnenrad 118C des dritten Planetenradsatzes 118 und dem Hohlrad 116C des zweiten Planetenradsatzes 116. Die fünfte Kupplung 132 verbindet das Trägerelement 114B des ersten Planetenradsatzes 114 mit dem Hohlrad 120A des vierten Planetenradsatzes 120. Die Bremse 134 verbindet das Sonnenrad 114A des ersten Planetenradsatzes 114 mit dem feststehenden Bauteil oder dem Getriebegehäuse 150, um eine Rotation des Sonnenrads 114A relativ zu dem Getriebegehäuse 150 einzuschränken, was auch eine Rotation des Sonnenrads 116A relativ zu dem Getriebegehäuse 150 einschränkt. Gleichermaßen werden beispielsweise die Vorwärtsübersetzungsverhältnisse durch unterschiedliche Kombinationen einer Kupplungs- und Bremseneinrückung erreicht, wie es in 40 gezeigt ist. Darüber hinaus zeigt 40 vier unterschiedliche Kupplungs- und Bremseneinrückungskombinationen, die von der vorliegenden Erfindung in Betracht gezogen werden, um den ersten Gang zu erreichen.
Es ist festzustellen, dass die vorstehende Erläuterung der Arbeitsweise und Gangzustände der Mehrgangausführungsform der hierin beschriebenen Getriebe zuallererst von der Annahme ausgeht, dass alle in einem gegebenen Gangzustand nicht speziell genannten Kupplungen inaktiv oder ausgerückt sind, und dass 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. Ferner werden der Betrieb und die Herstellung der verschiedenen Übersetzungsverhältnisse der Getriebe zum Beispiel durch die Einrückung der Drehmoment übertragenden Bauteile vorgesehen, wie es in 5, 30, 31 und 40 gezeigt ist.
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 von dem 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 [0063]

Claims

Getriebe, umfassend: ein Eingangselement; ein Ausgangselement; einen ersten, zweiten, dritten und vierten Planetenradsatz, die jeweils ein erstes, zweites und drittes Element aufweisen; drei Verbindungselemente, die ein Element des ersten, zweiten, dritten und vierten Planetenradsatzes ständig mit einem anderen Element des ersten, zweiten, dritten und vierten Planetenradsatzes verbinden; ein Massefestlegungselement zum ständigen Verbinden von zumindest einem der Elemente der Planetenradsätze mit einem feststehenden Element; und sechs Drehmomentübertragungsmechanismen, wobei fünf der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen jeweils selektiv einrückbar sind, um zumindest eines der ersten, zweiten und dritten Elemente mit zumindest einem anderen der ersten, zweiten und dritten Elemente und einem gemeinsamen Konstruktionselement zu verbinden, und wobei einer der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar ist [engl.: ”are each”], um zumindest eines der ersten, zweiten und dritten Elemente mit dem feststehenden Element zu verbinden, und wobei die sechs Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv in Kombinationen von zumindest vieren einrückbar sind, um eine Mehrzahl von Vorwärtsdrehzahlverhältnissen und zumindest ein Rückwärtsdrehzahlverhältnis zwischen dem Eingangselement und dem Ausgangselement herzustellen.
Getriebe nach Anspruch 1, wobei die drei Verbindungselemente ferner ein erstes Verbindungselement, das ein erstes Element des ersten Planetenradsatzes ständig mit einem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes verbindet, ein zweites Verbindungselement, das ein drittes Element des zweiten Planetenradsatzes ständig mit einem dritten Element des dritten Planetenradsatzes verbindet, und ein drittes Verbindungselement umfassen, das ein erstes Element des dritten Planetenradsatzes ständig mit einem dritten Element des vierten Planetenradsatzes verbindet, wobei das Massefestlegungselement das dritte Element des ersten Planetenradsatzes mit dem feststehenden Element verbindet.
Getriebe nach Anspruch 1, wobei ein erster der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar ist, um das zweite Element des dritten Planetenradsatzes mit dem gemeinsamen Konstruktionselement zu verbinden.
Getriebe nach Anspruch 3 wobei ein zweiter der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar ist, um das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes und das dritte Element des dritten Planetenradsatzes mit dem gemeinsamen Konstruktionselement zu verbinden.
Getriebe nach Anspruch 4, wobei ein dritter der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar ist, um das erste Element des vierten Planetenradsatzes mit dem gemeinsamen Konstruktionselement zu verbinden.
Getriebe nach Anspruch 5, wobei ein vierter der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar ist, um das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes und das Eingangselement mit dem dritten Element des vierten Planetenradsatzes und dem ersten Element des dritten Planetenradsatzes zu verbinden.
Getriebe nach Anspruch 6, wobei ein fünfter der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar ist, um das zweite Element des ersten Planetenradsatzes mit dem ersten Element des vierten Planetenradsatzes zu verbinden.
Getriebe nach Anspruch 7, wobei ein sechster der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar ist, um das erste Element des ersten Planetenradsatzes und das erste Element des zweiten Planetenradsatzes mit dem feststehenden Element zu verbinden.
Getriebe nach Anspruch 1, wobei das Eingangselement ständig zur gemeinsamen Rotation mit dem zweiten Element des zweiten Planetenradsatzes verbunden ist und das Ausgangselement ständig zur gemeinsamen Rotation mit dem zweiten Element des vierten Planetenradsatzes verbunden ist.
Getriebe nach Anspruch 1, wobei das erste Element des ersten Planetenradsatzes, das erste Element des zweiten Planetenradsatzes, das dritte Element des dritten Planetenradsatzes und das dritte Element des vierten Planetenradsatzes Sonnenräder sind, die zweiten Elemente des ersten, zweiten, dritten und vierten Planetenradsatzes Trägerelemente sind, und das dritte Element des ersten Planetenradsatzes, das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes, das erste Element des dritten Planetenradsatzes und das erste Element des vierten Planetenradsatzes Hohlräder sind.