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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
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Diese Anmeldung beansprucht den Nutzen der vorläufigen U.S.-Anmeldung Nr. 61/609,610, die am 12. 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, zumindest 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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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Getriebe vorgesehen, das einen ersten, zweiten, dritten und vierten Planetenradsatz aufweist, die jeweils ein Sonnenrad, ein Trägerelement und ein Hohlrad aufweisen.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Eingangselement des Getriebes ständig zur gemeinsamen Rotation mit dem Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes verbunden.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Ausgangselement des Getriebes ständig zur gemeinsamen Rotation mit dem Trägerelement des ersten Planetenradsatzes und dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes verbunden.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Trägerelement des dritten Planetenradsatzes ausgelegt, um einen ersten und einen zweiten Satz Ritzel zu lagern. Der erste Satz Ritzel kämmt mit sowohl dem Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes als auch dem zweiten Satz Ritzel, und der zweite Satz Ritzel kämmt mit sowohl dem Hohlrad des dritten Planetenradsatzes als auch dem ersten Satz Ritzel.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Trägerelement des vierten Planetenradsatzes ausgelegt, um einen ersten und einen zweiten Satz Ritzel zu lagern. Der erste Satz Ritzel kämmt mit sowohl dem Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes als auch dem zweiten Satz Ritzel, und der zweite Satz Ritzel kämmt mit sowohl dem Hohlrad des vierten Planetenradsatzes als auch dem ersten Satz Ritzel.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung verbindet ein erstes Verbindungselement das Trägerelement des ersten Planetenradsatzes ständig mit dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung verbindet ein zweites Verbindungselement das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes ständig mit dem Hohlrad des dritten Planetenradsatzes.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung verbindet ein drittes Verbindungselement das Trägerelement des zweiten Planetenradsatzes ständig mit dem Trägerelement des dritten Planetenradsatzes und dem Hohlrad des vierten Planetenradsatzes.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung verbindet ein viertes Verbindungselement das Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes ständig mit dem Trägerelement des vierten Planetenradsatzes.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein erster Drehmomentübertragungsmechanismus selektiv einrückbar, um das Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes mit dem Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes und dem Eingangselement zu verbinden.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein zweiter Drehmomentübertragungsmechanismus selektiv einrückbar, um das Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes und das Eingangselement mit dem Hohlrad des vierten Planetenradsatzes zu verbinden.
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Gemäß einem anderen Aspekt 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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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein vierter Drehmomentübertragungsmechanismus selektiv einrückbar, um das Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes mit dem feststehenden Element zu verbinden.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein fünfter Drehmomentübertragungsmechanismus selektiv einrückbar, um das Trägerelement des dritten Planetenradsatzes mit dem feststehenden Element zu verbinden.
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Gemäß einem anderen Aspekt 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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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ein siebter Drehmomentübertragungsmechanismus selektiv einrückbar, um das erste Element des vierten Planetenradsatzes mit dem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes und dem zweiten Element des vierten Planetenradsatzes zu verbinden.
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Gemäß einem anderen Aspekt 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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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 Achtganggetriebes gemäß der vorliegenden Erfindung;
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3 ist eine schematische Darstellung einer alternativen Ausführungsform eines Achtganggetriebes 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 2 und 3 veranschaulichten Getriebe darstellt;
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5 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Zehnganggetriebes gemäß der vorliegenden Erfindung;
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6 ist eine schematische Darstellung einer nochmals anderen 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 der in den 5 und 6 veranschaulichten Zehnganggetriebe 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. Eine zweite Komponente oder ein zweites Element eines ersten Planetenradsatzes ist permanent mit einer dritten Komponente oder einem dritten Element des zweiten Planetenradsatzes gekoppelt. Eine dritte Komponente oder ein drittes Element des ersten Planetenradsatzes ist permanent mit einer zweiten Komponente oder einem zweiten Element des dritten Planetenradsatzes gekoppelt. Eine zweite Komponente oder ein zweites Element des zweiten Planetenradsatzes ist permanent mit einer dritten Komponente oder einem dritten Element des dritten Planetenradsatzes und mit einer dritten Komponente oder einem dritten Element des vierten Planetenradsatzes gekoppelt. Eine erste Komponente oder ein erstes Element des zweiten 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 ersten Knoten 18A des dritten Planetenradsatzes 18 gekoppelt. Das Ausgangselement 22 ist mit dem zweiten Knoten 14B des ersten Planetenradsatzes 14 und dem dritten Knoten 16C des zweiten Planetenradsatzes 16 gekoppelt. Der zweite Knoten 14B des ersten Planetenradsatzes 14 ist mit dem dritten Knoten 16C des zweiten Planetenradsatzes 16 gekoppelt. Der dritte Knoten 14C des ersten Planetenradsatzes 14 ist mit dem zweiten Knoten 18B des dritten Planetenradsatzes 18 gekoppelt. Der zweite Knoten 16B des zweiten Planetenradsatzes 16 ist mit dem dritten Knoten 18C des dritten Planetenradsatzes 18 und mit dem dritten Knoten 20C des vierten Planetenradsatzes 20 gekoppelt. Der erste Knoten 16A des zweiten Planetenradsatzes 16 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 ersten Knoten 18A des dritten Planetenradsatzes 18 selektiv mit dem ersten Knoten 16A des zweiten Planetenradsatzes 16 und dem zweiten Knoten 20B des vierten Planetenradsatzes 20. Eine zweite Kupplung 28 verbindet das Eingangselement oder die Eingangswelle 12 und den ersten Knoten 18A des dritten Planetenradsatzes 18 selektiv mit dem zweiten Knoten 16B des zweite Planetenradsatzes 16, dem dritten Knoten 18C des dritten Planetenradsatzes 18 und dem dritten Knoten 20C des vierten Planetenradsatzes 20. Eine dritte Kupplung 30 verbindet den ersten Knoten 16A des zweiten Planetenradsatzes 16 und den zweiten Knoten 20A des vierten Planetenradsatzes 20 selektiv mit dem ersten Knoten 20A des vierten Planetenradsatzes 20. Eine erste Bremse 32 verbindet den ersten Knoten 20A des vierten Planetenradsatzes 20 selektiv mit einem feststehenden Element oder Getriebegehäuse 50. Eine zweite Bremse 34 verbindet den ersten Knoten 16A des zweiten Planetenradsatzes 16 und den zweiten Knoten 20B des vierten Planetenradsatzes 20 selektiv mit dem feststehenden Element oder Getriebegehäuse 50. Eine dritte Bremse 36 verbindet den dritten Knoten 18C des dritten Planetenradsatzes 18, den zweiten Knoten 16B des zweiten Planetenradsatzes 16 und den dritten Knoten 20C des vierten Planetenradsatzes 20 selektiv mit dem feststehenden Element oder Getriebegehäuse 50. Eine vierte Bremse 38 verbindet den ersten Knoten 14A des ersten Planetenradsatzes 14 selektiv mit einem 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. Jedoch ist in der vorliegenden Ausführungsform Kupplung 30 entfernt worden und ist nicht notwendig, um die gewünschten Übersetzungsverhältnisse zu erreichen. In anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist Kupplung 30 vorgesehen, um zusätzliche Übersetzungsverhältnisse herzustellen, wie es nachstehend beschrieben wird.
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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 16A, ein Hohlradelement 16C und ein Planetenradträgerelement 16B, das einen Satz Planetenräder 16D (von denen nur eines gezeigt ist) drehbar lagert. Das Sonnenradelement 16A ist zur gemeinsamen Rotation mit einer vierten Welle oder einem vierten Verbindungselement 48 und einer fünften Welle oder einem fünften Verbindungselement 52 verbunden. Das Hohlradelement 16C ist zur gemeinsamen Rotation mit der dritten Welle oder dem dritten Verbindungselement 46 verbunden. Das Planetenträgerelement 16B ist zur gemeinsamen Rotation mit der sechsten Welle oder dem sechsten Verbindungselement 54 und der siebten Welle oder dem siebten Verbindungselement 56 verbunden. Die Planetenräder 16D sind derart konfiguriert, dass ein jedes mit sowohl dem Sonnenradelement 16A als auch dem Hohlradelement 16C kämmt.
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Der Planetenradsatz 18 umfasst ein Sonnenradelement 18A, ein Hohlradelement 18B und ein Planetenradträgerelement 18C, das einen ersten Satz Planetenräder 18D (von denen nur eines gezeigt ist) und einen zweiten Satz Planetenräder 18E (von denen nur eines gezeigt ist) drehbar lagert. Das Sonnenradelement 18A ist zur gemeinsamen Rotation mit einer Eingangswelle oder einem Eingangselement 12 verbunden. Das Hohlradelement 18B ist zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten Welle oder dem zweiten Verbindungselement 44 verbunden. Das Planetenträgerelement 18C ist zur gemeinsamen Rotation mit der siebten Welle oder dem siebten Verbindungselement 56 und mit einer achten Welle oder einem achten Verbindungselement 58 verbunden. Der erste Satz Planetenräder 18D ist derart konfiguriert, dass ein jedes mit sowohl dem Sonnenradelement 18A als auch dem zweiten Satz Planetenräder 18E kämmt. Der zweite Satz Planetenräder 18E ist derart konfiguriert, dass ein jedes mit sowohl dem Hohlradelement 18B als auch dem ersten Satz Planetenräder 18D kämmt.
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Der Planetenradsatz 20 umfasst ein Sonnenradelement 20A, ein Hohlradelement 20C und ein Planetenradträgerelement 20B, das einen Satz Planetenräder 20D (von denen nur eines gezeigt ist) drehbar lagert. Das Sonnenradelement 20A ist zur gemeinsamen Rotation mit einer neunten Welle oder einem neunten Verbindungselement 60 verbunden. Das Hohlradelement 20C ist zur gemeinsamen Rotation mit einer sechsten Welle oder einem sechsten Verbindungselement 54 verbunden. Das Planetenträgerelement 20B ist zur gemeinsamen Rotation mit der fünften Welle oder dem fünften Verbindungselement 52 verbunden. Die Planetenräder 20D sind derart konfiguriert, dass ein jedes mit sowohl dem Sonnenradelement 20A als auch dem Hohlradelement 20C kämmt.
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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 32, 34, 36 und 38 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 achten Welle oder dem achten Verbindungselement 58 zu verbinden. Die erste Bremse 32 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 zweite Bremse 34 ist selektiv einrückbar, um die vierte Welle oder das vierte Verbindungselement 48 mit dem feststehenden Element oder dem Getriebegehäuse 50 zu verbinden und somit eine Rotation des Elements 48 relativ zu dem Getriebegehäuse 50 einzuschränken. Die dritte Bremse 36 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 vierte Bremse 38 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 20A', ein Hohlrad 20B' und ein Trägerelement 20C' aufweist, das zwei Sätze Planetenritzelräder 20D' und 20E' lagert. Die Ritzelräder 20D' kämmen mit sowohl dem Sonnenrad 20' 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 und 54 beseitigt und es sind neu umkonfigurierte Verbindungselemente 52' und 54' vorgesehen. Verbindungselement 52' verbindet Sonnenradelement 16A zur gemeinsamen Rotation mit Hohlradelement 20B'. Verbindungselement 54' verbindet Trägerelement 16B zur gemeinsamen Rotation mit Trägerelement 20C'.
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Nun wird unter Bezugnahme auf 2, 3 und 4 die Arbeitsweise der Mehrganggetriebe 10' und 100 beschrieben. In den Ausführungsformen der Getriebe 10' und 100 ist die dritte Kupplung 30 entfernt und ist nicht notwendig, um die gewünschten Übersetzungsverhältnisse zu erreichen. 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 32, zweite Bremse 34, dritte Bremse 36 und vierte Bremse 38) 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” stellt dar, dass die besondere Drehmomentübertragungseinrichtung (d. h. eine Bremse oder Kupplung) ein oder aktiv ist, aber kein Drehmoment transportiert. Tatsächliche numerische Übersetzungsverhältnisse der verschiedenen Gangzustände sind ebenfalls dargestellt, obwohl festzustellen ist, dass diese Zahlenwerte nur beispielhaft sind, und dass sie über beträchtliche Bereiche eingestellt werden können, um sich verschiedenen Anwendungen und Betriebskriterien 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' und 100 einen Rückwärtsgang her, indem die erste Kupplung 26 und die dritte Bremse 36 eingerückt oder aktiviert werden. Die erste Kupplung 26 verbindet die Eingangswelle oder das Eingangselement 12 mit dem Sonnenradelement 16A. Die dritte Bremse 36 verbindet das Trägerelement 18C mit dem feststehenden Element oder dem Getriebegehäuse 50, um eine Rotation des Elements 18 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 unter Bezugnahme auf 5 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 30 die gleichen physikalischen Komponenten und Verbindungen (d. h. Planetenradsätze, Kupplungen, Bremsen und Verbindungen) auf, wie es mit Bezug auf das Getriebe 10' gezeigt und beschrieben wurde. Die dritte Kupplung 30 ist selektiv einrückbar, um das Verbindungselement oder die Verbindungswelle 52 mit dem Verbindungselement oder der Verbindungswelle 60 zu verbinden. Genauer ist die dritte Kupplung 30 selektiv einrückbar, um das Trägerelement 20B und das Sonnenrad 16A mit dem Sonnenrad 20A zu verbinden, wie es in 5 gezeigt ist.
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Nun unter Bezugnahme auf 6 ist eine abermals andere Ausführungsform eines Mehrganggetriebes gemäß der vorliegenden Erfindung in schematischer Form veranschaulicht und mit Bezugszeichen 300 bezeichnet. Das Getriebe 300 weist mit Ausnahme des Zusatzes einer dritten Kupplung 30 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 30 ist selektiv einrückbar, um das Verbindungselement oder die Verbindungswelle 52' mit dem Verbindungselement oder der Verbindungswelle 60 zu verbinden. Genauer ist die dritte Kupplung 30 in der vorliegenden Ausführungsform selektiv einrückbar, um das Hohlrad 20B' und das Sonnenrad 16A mit dem Sonnenrad 20A' zu verbinden, wie es in 6 gezeigt ist.
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Nun wird unter Bezugnahme auf 5, 6 und 7 die Arbeitsweise der Zehnganggetriebe 200 und 300 beschrieben. Ein jedes von den zehn Vorwärtsübersetzungs- oder -drehmomentverhältnissen und dem einen Rückwärtsübersetzungs- oder -drehmomentverhältnis wird durch Einrückung von einem oder mehreren Drehmomentübertragungsmechanismen erzielt (d. h. erste Kupplung 26, zweite Kupplung 28, dritte Kupplung 30, erste Bremse 32, zweite Bremse 34, dritte Bremse 36 und vierte Bremse 38), wie es in der Drehmomentübertragungselement- oder Kupplungstabelle von 7 gezeigt ist. Genauer stellt die dritte Kupplung 30 ein unterschiedliches Übersetzungsverhältnis für den 4. Gang verglichen mit den zuvor beschriebenen Getriebeausführungsformen bereit. Um den 4. Gang zu erreichen, rücken die Getriebe 200 und 300 die dritte Kupplung 30 und die vierte Bremse 38 selektiv ein. Wie es oben beschrieben ist, verbindet die dritte Kupplung 30 das Verbindungselement oder die Verbindungswelle 52' mit dem Verbindungselement oder der Verbindungswelle 60. Die vierte Bremse 38 verbindet die erste Welle oder das erste Verbindungselement 42 mit dem feststehenden Element oder dem Getriebegehäuse 50, um eine Rotation des Elements 42 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, 200 und 300 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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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- SAE Paper 810102 ”The Lever Analogy: A New Tool in Transmission Analysis” [0035]
