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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Diese Anmeldung beansprucht den Nutzen der vorläufigen U.S.-Anmeldung Nr. 61/606,791, die am 5. März 2012 eingereicht wurde. Der Offenbarungsgehalt der obigen Anmeldung ist hierin durch Bezugnahme mit aufgenommen.
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GEBIET
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Die Erfindung betrifft allgemein ein Mehrganggetriebe, das eine Mehrzahl von Planetenradsätzen und eine Mehrzahl von Drehmomentübertragungseinrichtungen aufweist, und genauer ein Getriebe, das eine Mehrzahl von Gängen, vier Planetenradsätze und eine Mehrzahl von Drehmomentübertragungseinrichtungen aufweist.
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HINTERGRUND
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Die Aussagen in diesem Abschnitt bieten 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, 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 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, eine Mehrzahl von Kopplungselementen und eine Mehrzahl von Drehmomentübertragungseinrichtungen aufweist. Jeder der Planetenradsätze umfasst ein erstes, zweites und drittes Element. Die Drehmomentübertragungseinrichtungen sind zum Beispiel Kupplungen und Bremsen.
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In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weisen der erste, zweite, dritte und vierte Planetenradsatz jeweils ein Sonnenrad, ein Trägerelement und ein Hohlrad auf, wobei das Eingangselement ständig zur gemeinsamen Rotation mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes verbunden ist, und wobei das Ausgangselement ständig zur gemeinsamen Rotation mit dem Trägerelement des ersten Planetenradsatzes und dem Hohlrad des dritten Planetenradsatzes verbunden ist.
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In einer nochmals anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verbindet ein erstes Verbindungselement das Trägerelement des ersten Planetenradsatzes ständig mit dem Hohlrad des dritten Planetenradsatzes.
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In noch einer nochmals anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verbindet ein zweites Verbindungselement das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes ständig mit dem Trägerelement des zweiten Planetenradsatzes.
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In einer nochmals anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verbindet ein drittes Verbindungselement das Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes ständig mit dem Trägerelement des dritten Planetenradsatzes und dem Hohlrad des vierten Planetenradsatzes.
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In einer nochmals anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verbindet ein viertes Verbindungselement das Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes ständig mit dem Trägerelement des vierten Planetenradsatzes.
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In einer nochmals anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein erster Drehmomentübertragungsmechanismus selektiv einrückbar, um das Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes und das Eingangselement mit dem Hohlrad des vierten Planetenradsatzes zu verbinden.
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In einer nochmals anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein zweiter Drehmomentübertragungsmechanismus selektiv einrückbar, um das Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes und das Eingangselement mit dem Trägerelement des vierten Planetenradsatzes zu verbinden.
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In einer nochmals anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein dritter Drehmomentübertragungsmechanismus selektiv einrückbar, um das Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes mit dem feststehenden Element zu verbinden.
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In einer abermals anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein vierter Drehmomentübertragungsmechanismus selektiv einrückbar, um das Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes mit dem feststehenden Element zu verbinden.
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In einer abermals anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein fünfter Drehmomentübertragungsmechanismus selektiv einrückbar, um das Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes mit dem feststehenden Element zu verbinden.
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In einer abermals anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein sechster Drehmomentübertragungsmechanismus selektiv einrückbar, um das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes mit dem feststehenden Element zu verbinden.
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In einer abermals anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv in Kombinationen von zumindest zweien einrückbar, um eine Mehrzahl von Vorwärtsgängen und zumindest einen Rückwärtsgang zwischen dem Eingangselement und dem Ausgangselement herzustellen.
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In einer abermals anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besitzt ein Getriebe ein erstes Verbindungselement, das das Trägerelement des ersten Planetenradsatzes ständig mit dem Hohlrad des dritten Planetenradsatzes verbindet, ein zweites Verbindungselement, das das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes ständig mit dem Trägerelement des zweiten Planetenradsatzes verbindet, ein drittes Verbindungselement, das das Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes ständig mit dem Trägerelement des dritten Planetenradsatzes und dem Trägerelement des vierten Planetenradsatzes verbindet, und ein viertes Verbindungselement, das das Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes ständig mit dem Hohlrad des vierten Planetenradsatzes verbindet.
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In einer abermals anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein erster Drehmomentübertragungsmechanismus selektiv einrückbar, um das Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes und das Eingangselement mit dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes, dem Trägerelement des dritten Planetenradsatzes und dem Trägerelement des vierten Planetenradsatzes zu verbinden, ein zweiter Drehmomentübertragungsmechanismus ist selektiv einrückbar, um das Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes und das Eingangselement mit dem Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes und dem Hohlrad des vierten Planetenradsatzes zu verbinden, ein dritter Drehmomentübertragungsmechanismus ist selektiv einrückbar, um das Trägerelement des ersten Planetenradsatzes, das Hohlrad des dritten Planetenradsatzes und das Ausgangselement mit dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes, dem Trägerelement des dritten Planetenradsatzes und dem Trägerelement des vierten Planetenradsatzes zu verbinden, ein vierter Drehmomentübertragungsmechanismus ist selektiv einrückbar, um das Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes mit dem feststehenden Element zu verbinden, ein fünfter Drehmomentübertragungsmechanismus ist selektiv einrückbar, um das Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes und das Hohlrad des vierten Planetenradsatzes mit dem feststehenden Element zu verbinden, ein sechster Drehmomentübertragungsmechanismus ist selektiv einrückbar, um das Trägerelement des dritten Planetenradsatzes und das Trägerelement des vierten Planetenradsatzes mit dem feststehenden Element zu verbinden, ein siebter Drehmomentübertragungsmechanismus ist selektiv einrückbar, um das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes mit dem feststehenden Element zu verbinden.
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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 die gleiche Komponente, das gleiche Element oder das gleiche 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 Mehrganggetriebes gemäß der vorliegenden Erfindung;
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2 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Acht- oder Neunganggetriebes gemäß der vorliegenden Erfindung;
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3 ist eine schematische Darstellung einer alternativen Ausführungsform eines Acht- oder Neunganggetriebes gemäß der vorliegenden Erfindung;
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4 ist eine Wahrheitstabelle, die den Einrückungszustand der verschiedenen Drehmomentübertragungselemente in jedem der verfügbaren acht Vorwärts- und Rückwärtsgänge oder -übersetzungsverhältnisse der in den 1, 2 und 3 veranschaulichten Getriebe darstellt;
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5 ist eine Wahrheitstabelle, die den Einrückungszustand der verschiedenen Drehmomentübertragungselemente in jedem der verfügbaren neun Vorwärts- und Rückwärtsgänge oder -übersetzungsverhältnisse der in den 1, 2 und 3 veranschaulichten Getriebe darstellt;
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6 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Zehnganggetriebes gemäß der vorliegenden Erfindung; und
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7 ist eine Wahrheitstabelle, die den Einrückungszustand der verschiedenen Drehmomentübertragungselemente in jedem der verfügbaren zehn Vorwärts- und Rückwärtsgänge oder -übersetzungsverhältnisse des in 6 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 die Ausführungsformen der Mehrgang-Automatikgetriebe der vorliegenden Erfindung eine Anordnung von permanenten mechanischen Verbindungen zwischen den Elementen der vier Planetenradsätze aufweisen. Zum Beispiel ist eine zweite Komponente oder ein zweites Element eines ersten Planetenradsatzes permanent mit einer ersten Komponente oder einem ersten Element des dritten Planetenradsatzes gekoppelt. Eine dritte Komponente oder ein drittes Element des ersten Planetenradsatzes ist permanent mit einer zweiten Komponente oder einem zweiten Element des zweiten Planetenradsatzes gekoppelt. Eine erste Komponente oder ein erstes Element des zweiten Planetenradsatzes ist permanent mit einer zweiten Komponente oder einem zweiten Element des dritten Planetenradsatzes und einer ersten Komponente oder einem ersten Element des vierten Planetenradsatzes gekoppelt. Eine dritte Komponente oder ein drittes Element des dritten Planetenradsatzes ist permanent mit einer zweiten Komponente oder einem zweiten Element des vierten Planetenradsatzes gekoppelt.
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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. 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 verändern, 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. Eine weitergehende Erläuterung des Formats, Zwecks und der Verwendung von Hebeldiagrammen ist in
SAE Paper 810102 "The Lever Analogy: A New Tool in Transmission Analysis" von Benford und Leising zu finden, die hiermit durch Bezugnahme vollständig mit aufgenommen ist.
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Das Getriebe 10 umfasst eine Eingangswelle oder ein Eingangselement 12, einen ersten Planetenradsatz 14, einen zweiten Planetenradsatz 16, einen dritten Planetenradsatz 18 und 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 zweite Knoten 20B und einen dritten Knoten 20C.
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Das Eingangselement 12 ist ständig mit dem dritten Knoten 16C des zweiten Planetenradsatzes 16 gekoppelt. Das Ausgangselement 22 ist mit dem zweiten Knoten 14B des ersten Planetenradsatzes 14 und dem ersten Knoten 18A des dritten Planetenradsatzes 18 gekoppelt. Der zweite Knoten 14B des ersten Planetenradsatzes 14 ist mit dem ersten Knoten 18A des dritten Planetenradsatzes 18 gekoppelt. Der dritte Knoten 14C des ersten Planetenradsatzes 14 ist mit dem zweiten Knoten 16B des zweiten Planetenradsatzes 16 gekoppelt. Der erste Knoten 16A des zweiten Planetenradsatzes 16 ist mit dem zweiten Knoten 18B des dritten Planetenradsatzes 18 und mit dem ersten Knoten 20A des vierten Planetenradsatzes 20 gekoppelt. Der dritte Knoten 18C des dritten Planetenradsatzes 18 ist mit dem zweiten Knoten 20B des vierten Planetenradsatzes 20 gekoppelt.
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Eine erste Kupplung 26 verbindet das Eingangselement oder die Eingangswelle 12 und den dritten Knoten 16C des zweiten Planetenradsatzes 16 selektiv mit dem ersten Knoten 20A des vierten Planetenradsatzes 20, dem zweiten Knoten 18B des dritten Planetenradsatzes 18 und dem ersten Knoten 16A des zweiten Planetenradsatzes 16. Eine zweite Kupplung 28 verbindet das Eingangselement oder die Eingangswelle 12 und den dritten Knoten 16C des zweiten Planetenradsatzes 16 selektiv mit dem zweiten Knoten 20B des vierten Planetenradsatzes 20 und dem dritten Knoten 18C des dritten Planetenradsatzes 18. Eine erste Bremse 30 verbindet den dritten Knoten 20C des vierten Planetenradsatzes 20 selektiv mit einem feststehenden Element oder Getriebegehäuse 50. Eine zweite Bremse 32 verbindet den dritten Knoten 18C des dritten Planetenradsatzes 18 und den zweiten Knoten 20B des vierten Planetenradsatzes 20 selektiv mit dem feststehenden Element oder Getriebegehäuse 50. Eine dritte Bremse 34 verbindet den ersten Knoten 16A des zweiten Planetenradsatzes 16, den zweiten Knoten 18B des dritten Planetenradsatzes 18 und den ersten Knoten 20A des vierten Planetenradsatzes 20 selektiv mit dem feststehenden Element oder Getriebegehäuse 50. Eine vierte Bremse 36 verbindet den ersten Knoten 14A des ersten Planetenradsatzes 14 selektiv mit dem feststehenden Element oder Getriebegehäuse 50.
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Nun unter Bezugnahme auf 2 stellt ein Prinzipdiagramm ein schematisches Layout einer Ausführungsform des Mehrganggetriebes 10 gemäß der vorliegenden Erfindung dar. In 2 wird die Nummerierung aus dem Hebeldiagramm von 1 übernommen. Die Kupplungen und Kopplungseinrichtungen sind entsprechend dargestellt, wohingegen die Knoten der Planetenradsätze nun als Komponenten 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. 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 und der Ausgangswelle oder dem Ausgangselement 22 verbunden. Die Planetenräder 14D sind jeweils konfiguriert, um mit sowohl dem Sonnenradelement 14A als auch dem Hohlradelement 14C zu kämmen.
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Der Planetenradsatz 16 umfasst ein Sonnenradelement 16C, ein Hohlradelement 16A und ein Planetenradträgerelement 16B, das einen Satz Planetenräder 16D (von denen nur eines gezeigt ist) drehbar lagert. Das Sonnenradelement 16C ist zur gemeinsamen Rotation mit der Eingangswelle oder dem Eingangselement 12 verbunden. Das Hohlradelement 16A ist zur gemeinsamen Rotation mit einer vierten Welle oder einem vierten Verbindungselement 48 verbunden. Das Planetenträgerelement 16B ist zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten Welle oder dem zweiten Verbindungselement 44 verbunden. Die Planetenräder 16D sind jeweils konfiguriert, um mit sowohl dem Sonnenradelement 16C als auch dem Hohlradelement 16A zu kämmen.
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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. Das Sonnenradelement 18C ist zur gemeinsamen Rotation mit einer fünften Welle oder einem fünften Verbindungselement 52 und einer sechsten Welle oder einem sechsten Verbindungselement 54 verbunden. Das Hohlradelement 18A ist zur gemeinsamen Rotation mit der dritten Welle oder dem dritten Verbindungselement 46 und mit der Ausgangswelle oder dem Ausgangselement 22 verbunden. Das Planetenträgerelement 18B ist zur gemeinsamen Rotation mit der vierten Welle oder dem vierten Verbindungselement 48 und 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.
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Der 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 achten Welle oder einem achten Verbindungselement 58 verbunden. Das Hohlradelement 20A ist zur gemeinsamen Rotation mit einer neunten Welle oder einem neunten Verbindungselement 60 und mit der siebten Welle oder dem siebten Verbindungselement 56 verbunden. Das Planetenträgerelement 20B ist zur gemeinsamen Rotation mit der fünften Welle oder dem fünften Verbindungselement 52 und mit einer zehnten Welle oder einem zehnten Verbindungselement 62 verbunden. Die Planetenräder 20D sind jeweils konfiguriert, um mit sowohl dem Sonnenradelement 20C als auch dem Hohlradelement 20A zu kämmen.
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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 Kupplungen 26, 28 und Bremsen 30, 32, 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 Eingangswelle oder das Eingangselement 12 mit der vierten Welle oder dem vierten Verbindungselement 48 zu verbinden. Die zweite Kupplung 28 ist selektiv einrückbar, um die Eingangswelle oder das Eingangselement 12 mit der sechsten Welle oder dem sechsten Verbindungselement 54 zu verbinden. Die erste Bremse 30 ist selektiv einrückbar, um die achte Welle oder das achte Verbindungselement 58 mit dem feststehenden Element oder dem Getriebegehäuse 50 zu verbinden und somit eine Rotation des Elements 58 relativ zu dem Getriebegehäuse 50 einzuschränken. Die zweite Bremse 32 ist selektiv einrückbar, um die zehnte Welle oder das zehnte Verbindungselement 62 mit dem feststehenden Element oder dem Getriebegehäuse 50 zu verbinden und somit eine Rotation des Elements 62 relativ zu dem Getriebegehäuse 50 einzuschränken. Die dritte Bremse 34 ist selektiv einrückbar, um die neunte Welle oder das neunte Verbindungselement 60 mit dem feststehenden Element oder dem Getriebegehäuse 50 zu verbinden und somit eine Rotation des Elements 60 relativ zu dem Getriebegehäuse 50 einzuschränken. Die vierte Bremse 36 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 des Elements 42 relativ zu dem Getriebegehäuse 50 einzuschränken.
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Nun unter Bezugnahme auf 3 ist eine alternative Ausführungsform eines Mehrganggetriebes in schematischer Form veranschaulicht und mit Bezugszeichen 100 bezeichnet. Das Getriebe 100 weist die gleiche Zahl von Planetenradsätzen und Drehmomentübertragungsmechanismen auf, wie es oben mit Bezug auf das Getriebe 10 beschrieben wurde. Jedoch sieht das Getriebe 100 die gleichen drei Planetenradsätze 14, 16 und 18 wie mit Bezug auf das Getriebe 10 beschrieben vor, aber im Gegensatz zu Getriebe 10 ist ein unterschiedlicher vierter Planetenradsatz 20' vorgesehen, der den Planetenradsatz 20 von Getriebe 10 ersetzt. Planetenradsatz 20' ist ein zusammengesetzter Planetenradsatz, der ein Sonnenrad 20C', ein Hohlrad 20B' und ein Trägerelement 20A' aufweist, das zwei Sätze Planetenritzelräder 20D' und 20E' lagert. Die Ritzelräder 20 kämmen mit sowohl dem Sonnenrad 20C' als auch dem zweiten Satz Ritzelräder 20E'. Die Ritzelräder 20E' kämmen mit sowohl dem Hohlrad 20B' als auch dem ersten Satz Ritzelräder 20D'. Zusätzlich zu dem Ersatz des Planetenradsatzes 20 durch den zusammengesetzten Planetenradsatz 20' sind die Verbindungselemente 52, 54, 56, 60 und 62 beseitigt und es sind neu umkonfigurierte Verbindungselemente 54' und 56' eingeführt. Verbindungselement 54' verbindet Sonnenradelement 18C zur gemeinsamen Rotation mit Hohlradelement 20B'. Dementsprechend verbindet die zweite Kupplung 28 Verbindungselement 54' selektiv mit dem Eingangselement 12. Darüber hinaus verbindet die zweite Bremse 32 Verbindungselement 54' selektiv mit dem Getriebegehäuse 50. Verbindungselement 56' verbindet Trägerelement 18B zur gemeinsamen Rotation mit Trägerelement 20A'. Dementsprechend verbindet die dritte Bremse 34 Verbindungselement 56' selektiv mit dem Getriebegehäuse 50.
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Nun wird unter Bezugnahme auf 2, 3 und 4 die Arbeitsweise der Mehrganggetriebe 10 und 100 beschrieben. Es ist festzustellen, dass die Getriebe 10 und 100 in der Lage sind, Drehmoment von der Eingangswelle oder dem Eingangselement 12 auf die Ausgangswelle oder das Ausgangselement 22 in acht 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 26, zweite Kupplung 28, erste Bremse 30, zweite Bremse 32, dritte Bremse 34 und vierte Bremse 36) erzielt, wie es nachstehend erläutert wird. 4 ist eine Wahrheitstabelle, die die verschiedenen Kombinationen von Drehmomentübertragungsmechanismen darstellt, die aktiviert oder eingerückt werden, um die acht Vorwärtsgangzustände und den einen Rückwärtsgangzustand zu erreichen. Ein ”X” in dem Kasten bedeutet, dass die besondere Kupplung oder Bremse eingerückt ist, um den gewünschten Gangzustand zu erreichen. Ein ”O” dar, dass die besondere Drehmomentübertragungseinrichtung (d. h. eine Bremse oder Kupplung) ein oder aktiv ist, aber kein Drehmoment transportiert. Tatsächliche numerische Übersetzungsverhältnisse der verschiedenen Gangzustände sind ebenfalls dargestellt, obwohl festzustellen ist, dass diese Zahlenwerte nur beispielhaft sind, und dass sie über beträchtliche Bereiche eingestellt werden können, um sich verschiedenen Anwendungen und Betriebskriterien der Getriebe 10 und 100 anzupassen. Natürlich sind andere Übersetzungsverhältnisse abhängig von dem gewählten Zahnraddurchmesser, der gewählten Zahnradzähnezahl und der gewählten Zahnradkonfiguration erreichbar.
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Zum Beispiel stellt das Getriebe 10 einen Rückwärtsgang her, indem die zweite Kupplung 28 und die dritte Bremse 34 eingerückt oder aktiviert werden. Die zweite Kupplung 28 verbindet die Eingangswelle oder das Eingangselement 12 mit Sonnenradelement 18C und Trägerelement 20B. Die dritte Bremse 34 verbindet das Trägerelement 18B und Hohlrad 20A mit dem feststehenden Element oder dem Getriebegehäuse 50, um eine Rotation der Elemente 18B und 20A relativ zu dem Getriebegehäuse 50 einzuschränken. Gleichermaßen werden die acht Vorwärtsgänge durch unterschiedliche Kombinationen einer Kupplungs- und Bremseneinrückung erreicht, wie es in 4 gezeigt ist.
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Alternativ stellt das Getriebe 100 einen Rückwärtsgang her, indem die zweite Kupplung 28 und die dritte Bremse 34 eingerückt oder aktiviert werden. Die zweite Kupplung 28 verbindet die Eingangswelle oder das Eingangselement 12 mit dem Sonnenradelement 18C und dem Hohlradelement 20B'. Die dritte Bremse 34 verbindet das Trägerelement 18B und das Trägerelement 20A' mit dem feststehenden Element oder dem Getriebegehäuse 50, um eine Rotation der Trägerelemente 18B und 20A' relativ zu dem Getriebegehäuse 50 einzuschränken. Gleichermaßen werden die acht Vorwärtsgänge durch unterschiedliche Kombinationen einer Kupplungs- und Bremseneinrückung erreicht, wie es in 4 gezeigt ist.
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Nun wird unter Bezugnahme auf 2, 3 und 5 die Arbeitsweise eines Neunganggetriebes beschrieben. Das Neunganggetriebe weist die gleichen physikalischen Komponenten und Verbindungen (d. h. Planetenradsätze, Kupplungen, Bremsen und Verbindungen) auf, wie es mit Bezug auf die Getriebe 10 und 100 gezeigt und beschrieben wurde. Jedoch werden die neun Vorwärtsgänge und der eine Rückwärtsgang durch die Einrückung der Kupplungen 26 und 28 und Bremsen 30, 32, 34 und 36 erreicht, wie es in der Drehmomentübertragungs- oder Kupplungstabelle von 5 gezeigt ist.
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Genauer wird der neunte Gang durch Einrückung der zweiten Kupplung 28 und der ersten Bremse 30 erreicht. Mit Bezug auf das Getriebe 10 verbindet die zweite Kupplung 28 die Eingangswelle oder das Eingangselement 12 mit dem Sonnenradelement 18C und dem Trägerelement 20B, und die erste Bremse 30 verbindet das Sonnenrad 20C mit dem feststehenden Element oder dem Getriebegehäuse 50, um eine Rotation des Sonnenrads 20C relativ zu dem Getriebegehäuse 50 einzuschränken. Mit Bezug auf das Getriebe 100 verbindet die zweite Kupplung 28 die Eingangswelle oder das Eingangselement 12 mit dem Sonnenradelement 18C und dem Hohlradelement 20B', und die erste Bremse 30 verbindet das Sonnenrad 20C' mit dem feststehenden Element oder dem Getriebegehäuse 50, um eine Rotation des Sonnenrads 20C' relativ zu dem Getriebegehäuse 50 einzuschränken. Gleichermaßen werden die anderen acht Vorwärtsgänge und der Rückwärtsgang durch unterschiedliche Kombinationen einer Kupplungs- und Bremseneinrückung erreicht, wie es in 5 gezeigt ist.
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Nun unter Bezugnahme auf 6 ist eine nochmals andere Ausführungsform eines Mehrganggetriebes gemäß der vorliegenden Erfindung in schematischer Form veranschaulicht und mit Bezugszeichen 200 bezeichnet. Das Getriebe 200 weist mit Ausnahme des Zusatzes einer dritten Kupplung 29 die gleichen physikalischen Komponenten und Verbindungen (d. h. Planetenradsätze, Kupplungen, Bremsen und Verbindungen) auf, wie es mit Bezug auf das Getriebe 100 gezeigt und beschrieben wurde. Die dritte Kupplung 29 ist selektiv einrückbar, um das Verbindungselement oder die Verbindungswelle 56' mit dem Verbindungselement oder der Verbindungswelle 46 zu verbinden. Genauer ist die dritte Kupplung 29 selektiv einrückbar, um das Trägerelement 20A', das Trägerelement 18B und das Hohlrad 16A mit dem Hohlrad 18A, dem Trägerelement 14B und der Ausgangswelle 22 zu verbinden, wie es in 6 gezeigt ist.
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Nun wird unter Bezugnahme auf 6 und 7 die Arbeitsweise des Zehnganggetriebes 200 beschrieben. Ein jedes von den zehn Vorwärtsdrehzahl- oder -drehmomentverhältnissen und dem einen Rückwärtsdrehzahl- oder -drehmomentverhältnis wird durch Einrückung von einem oder mehreren Drehmomentübertragungsmechanismen erzielt (d. h. erste Kupplung 26, zweite Kupplung 28, dritte Kupplung 29, erste Bremse 30, zweite Bremse 32, dritte Bremse 34 und vierte Bremse 36), wie es in der Drehmomentübertragungselement- oder Kupplungstabelle von 7 gezeigt ist. Genauer stellt die dritte Kupplung 29 ein unterschiedliches Übersetzungsverhältnis für den 4. Gang verglichen mit den zuvor beschriebenen Getriebeausführungsformen bereit. Um den 4. Gang zu erreichen, rückt das Getriebe 200 die dritte Kupplung 29 und die vierte Bremse 36 selektiv ein. Wie es oben beschrieben wurde, verbindet die dritte Kupplung 29 das Trägerelement 20A', das Trägerelement 18B und das Hohlrad 16A mit dem Hohlrad 18A, dem Trägerelement 14B und der Ausgangswelle 22. Die vierte Bremse 36 verbindet die erste Welle oder das erste Verbindungselement 42 und das Sonnenrad 14A mit dem feststehenden Element oder dem Getriebegehäuse 50, um eine Rotation des Elements 42 und des Sonnenrads 14A relativ zu dem Getriebegehäuse 50 einzuschränken. Gleichermaßen werden die anderen neun Vorwärtsgänge und der Rückwärtsgang durch unterschiedliche Kombinationen einer Kupplungs- und Bremseneinrückung erreicht, wie es in 7 gezeigt ist.
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Es ist festzustellen, dass die vorstehende Erläuterung der Arbeitsweise und Gangzustände der Mehrganggetriebe 10, 100 und 200 zuallererst von der Annahme ausgeht, dass alle in einem gegebenen Gangzustand nicht speziell genannten Kupplungen inaktiv oder ausgerückt sind, und zweitens während Gangschaltvorgängen, d. h. Wechseln des Gangzustands, zwischen zumindest benachbarten Gangzuständen, eine in beiden Gangzuständen eingerückte oder aktivierte Kupplung eingerückt oder aktiviert bleiben wird.
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Die Beschreibung der Erfindung ist lediglich beispielhafter Natur, und Abwandlungen, die nicht vom Kern der Erfindung abweichen, sollen im Umfang der Erfindung liegen. Derartige Abwandlungen sind nicht als eine Abweichung vom Gedanken und Umfang der Erfindung anzusehen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- SAE Paper 810102 ”The Lever Analogy: A New Tool in Transmission Analysis” von Benford und Leising [0032]
