DE102013211676B4

DE102013211676B4 - Zehnganggetriebe

Info

Publication number: DE102013211676B4
Application number: DE102013211676.4A
Authority: DE
Inventors: Edward W. Mellet; James M. Hart
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2012-06-22
Filing date: 2013-06-20
Publication date: 2022-05-05
Anticipated expiration: 2033-06-21
Also published as: US20130345014A1; US9039564B2; CN103573938A; DE102013211676A1; CN103573938B

Abstract

Getriebe (10; 10'; 10''), umfassend:ein Getriebegehäuse (50);ein Eingangselement (12);ein Ausgangselement (22);einen ersten, zweiten, dritten und vierten Planetenradsatz (14, 16, 18, 20), die jeweils ein Sonnenrad (14A, 16A, 18C, 20C), ein Trägerelement (14B, 16B, 18B, 20B) und ein Hohlrad (14C, 16C, 18A, 20A) aufweisen; wobei das Eingangselement (12) ständig zur gemeinsamen Rotation mit dem Planetenträger (16B) des zweiten Planetenradsatzes (16) verbunden ist und das Ausgangselement (22) ständig zur gemeinsamen Rotation mit dem Trägerelement (20B) des vierten Planetenradsatzes (20) verbunden ist; undsechs Drehmomentübertragungsmechanismen (24, 26, 28; 28'; 28", 30, 32, 34), die selektiv einrückbar sind, um zehn Vorwärtsdrehzahlverhältnisse und ein Rückwärtsdrehzahlverhältnis zwischen dem Eingangselement (12) und dem Ausgangselement (22) herzustellen,wobei ein erster (24) der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar ist, um das Trägerelement (16B) des zweiten Planetenradsatzes (16) und das Eingangselement (12) mit dem Sonnenrad (20C) des vierten Planetenradsatzes (20) zu verbinden,wobei ein zweiter (26) der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar ist, um das Hohlrad (16C) des zweiten Planetenradsatzes (16) und das Sonnenrad (18C) des dritten Planetenradsatzes (18) mit dem Sonnenrad (20C) des vierten Planetenradsatzes (20) zu verbinden,wobei ein dritter (28) der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar ist, um das Sonnenrad (18A) des dritten Planetenradsatzes (18) mit dem Trägerelement (18B) des dritten Planetenradsatzes (18), dem Trägerelement (14B) des ersten Planetenradsatzes (14) und dem Hohlrad (20A) des vierten Planetenradsatzes (20) zu verbinden, oder ein dritter (28') der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar ist, um das Hohlrad (18A) des dritten Planetenradsatzes (18) mit dem Hohlrad (16C) des zweiten Planetenradsatzes (16) und dem Sonnenrad (18C) des dritten Planetenradsatzes (18) zu verbinden, oder ein dritter (28") der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar ist, um das Hohlrad (16C) des zweiten Planetenradsatzes (16) und das Sonnenrad (18C) des dritten Planetenradsatzes (18) mit dem Trägerelement (18B) Element des dritten Planetenradsatzes (18), dem Trägerelement (14B) des ersten Planetenradsatzes (14) und dem Hohlrad (20A) des vierten Planetenradsatzes (20) zu verbinden,wobei ein vierter (30) der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar ist, um das Hohlrad (18A) des dritten Planetenradsatzes (18) mit dem Sonnenrad (20C) des vierten Planetenradsatzes (20) zu verbinden,wobei ein fünfter (32) der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar ist, um das Hohlrad (14C) des ersten Planetenradsatzes (14) mit dem Getriebegehäuse (50) zu verbinden, undwobei ein sechster (34) der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar ist, um das Sonnenrad (14A) des ersten Planetenradsatzes (14) und das Sonnenrad (16A) des zweiten Planetenradsatzes (16) mit dem Getriebegehäuse (50) zu verbinden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Getriebe mit zehn Gängen, vier Planetenradsätzen und sechs Drehmomentübertragungsmechanismen.
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.
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.
Die DE 10 2009 005 648 A1 offenbart ein Getriebe, umfassend ein Getriebegehäuse, ein Eingangselement, ein Ausgangselement, einen ersten, zweiten, dritten und vierten Planetenradsatz, die jeweils ein Sonnenrad, ein Trägerelement, und ein Hohlrad aufweisen, wobei das Eingangselement ständig zur gemeinsamen Rotation mit dem Planetenträger des, in Zählweise der vorliegenden Erfindung, zweiten Planetenradsatzes verbunden ist und das Ausgangselement ständig zur gemeinsamen Rotation mit dem Trägerelement des, in Zählweise der vorliegenden Erfindung, vierten Planetenradsatzes verbunden ist; und sechs Drehmomentübertragungsmechanismen, die selektiv einrückbar sind, um zehn Vorwärtsdrehzahlverhältnisse und ein Rückwärtsdrehzahlverhältnis zwischen dem Eingangselement und dem Ausgangselement herzustellen. Die geschalteten und ständigen Verbindungen zwischen den Elementen der Planetenradsätze, dem Getriebegehäuse, dem Eingangselement und dem Ausgangselement unterscheiden sich von denen der vorliegenden Erfindung. So ist erster der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar, um das Trägerelement des, in Zählweise der vorliegenden Erfindung, zweiten Planetenradsatzes und das Eingangselement mit dem Sonnenrad des, in Zählweise der vorliegenden Erfindung, vierten Planetenradsatzes zu verbinden aber zusätzlich auch mit dem Hohlrad des, in Zählweise der vorliegenden Erfindung, dritten Planetenradsatzes zu verbinden. Das Ausgangselement weist auch eine zusätzliche schaltbare Verbindung auf.
DE 10 2007 055 808 A1 offenbart ein Getriebe, umfassend ein Getriebegehäuse, ein Eingangselement, ein Ausgangselement, einen ersten, zweiten, dritten und vierten Planetenradsatz, die jeweils ein Sonnenrad, ein Trägerelement, und ein Hohlrad aufweisen, wobei das Eingangselement ständig zur gemeinsamen Rotation mit dem Planetenträger des, in Zählweise der vorliegenden Erfindung, zweiten Planetenradsatzes verbunden ist und das Ausgangselement ständig zur gemeinsamen Rotation mit dem Trägerelement des, in Zählweise der vorliegenden Erfindung, vierten Planetenradsatzes verbunden ist; und sechs Drehmomentübertragungsmechanismen, die selektiv einrückbar sind, um zehn Vorwärtsdrehzahlverhältnisse und ein Rückwärtsdrehzahlverhältnis zwischen dem Eingangselement und dem Ausgangselement herzustellen. Die geschalteten und ständigen Verbindungen zwischen den Elementen der Planetenradsätze, dem Getriebegehäuse, dem Eingangselement und dem Ausgangselement unterscheiden sich von denen der vorliegenden Erfindung. So ist erster der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar, um das Trägerelement des, in Zählweise der vorliegenden Erfindung, zweiten Planetenradsatzes und das Eingangselement mit zwei Elementen von zwei Planetenradsätzen zu verbinden. Das Ausgangselement weist eine ständige und je nach Ausführungsform eine oder zwei geschaltete Verbindungen auf.
Aus der nachveröffentlichten DE 11 2012 005 519 T5 ist ein Getriebe bekannt, umfassend ein Getriebegehäuse, ein Eingangselement, ein Ausgangselement, einen ersten, zweiten, dritten und vierten Planetenradsatz, die jeweils ein Sonnenrad, ein Trägerelement, und ein Hohlrad aufweisen, wobei das Eingangselement ständig zur gemeinsamen Rotation mit dem Planetenträger des, in Zählweise der vorliegenden Erfindung, zweiten Planetenradsatzes verbunden ist. Das Ausgangselement ständig zur gemeinsamen Rotation mit dem Hohlrad des, in Zählweise der vorliegenden Erfindung, vierten Planetenradsatzes verbunden. Sechs Drehmomentübertragungsmechanismen sind selektiv einrückbar, um zehn Vorwärtsdrehzahlverhältnisse und ein Rückwärtsdrehzahlverhältnis zwischen dem Eingangselement und dem Ausgangselement herzustellen.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein alternatives Getriebe zur Verfügung zu stellen, das zehn Vorwärtsdrehzahlverhältnisse bietet.
Diese Aufgabe wird durch ein Getriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der Zeichnungen beschrieben:

1 ist ein Hebeldiagramm 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 eines Getriebes gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
4 ist eine schematische Darstellung einer Abwandlung des Getriebes von 1 gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
5 ist ein Hebeldiagramm eines Getriebes gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
6 ist eine schematische Darstellung einer Abwandlung des Getriebes von 1 gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung; und
7 ist eine Schalttabelle, die ein Beispiel eines Einrückungszustandes von verschiedenen Drehmoment übertragenden Elementen, um zehn Vorwärtsdrehzahl- oder -übersetzungsverhältnisse und ein Rückwärtsdrehzahl- oder -übersetzungsverhältnis der in den 1-6 veranschaulichten Getriebe zu erzeugen, darstellt.

Zu Beginn ist festzustellen, dass die Zehngang-Automatikgetriebe der vorliegenden Erfindung eine Anordnung von permanenten mechanischen Verbindungen zwischen den Bauelementen der vier Planetenradsätze aufweisen. So wie es hierin verwendet wird, bezieht sich Kopplung oder Verbindung auf eine direkte, ständige und permanente Kopplung oder Verbindung, zum Beispiel durch ein starres Element oder eine starre Welle, zwischen Bauelementen. Eine selektive Kopplung oder Verbindung andererseits bezieht sich auf eine selektive Kopplung durch eine Kupplung oder Bremse, wobei die Kupplung oder Bremse eingerückt und ausgerückt werden kann, so dass, wenn sie eingerückt ist, die selektiv gekoppelten oder verbundenen Bauteile gemeinsam rotieren, jedoch wenn sie ausgerückt ist, die selektiv gekoppelten oder verbundenen Bauteile frei sind, um unabhängig zu rotieren.
In 1 ist ein erfindungsgemäßes Zehnganggetriebe 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. In manchen Fällen können zwei Hebel zu einem einzigen Hebel, der mehr als drei Knoten (in der Regel vier Knoten) aufweist, kombiniert sein. Wenn zum Beispiel zwei Knoten an zwei unterschiedlichen Hebeln durch eine feste Verbindung verbunden sind, können sie als ein einziger Knoten an einem einzigen Hebel dargestellt werden. Die relative Länge zwischen den Knoten jedes Hebels kann dazu verwendet werden, jeweils das Hohlrad/Sonnenrad-Verhältnis 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.
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 zweite 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 zweite Knoten 14B des ersten Planetenradsatzes 14 ist mit dem zweiten Knoten 18B des dritten Planetenradsatzes 18 und mit dem ersten Knoten 20A des vierten Planetenradsatzes 20 gekoppelt. Der dritte Knoten 16C des zweiten Planetenradsatzes 16 ist mit dem dritten Knoten 18C des dritten Planetenradsatzes 18 gekoppelt.
Eine erste Kupplung 24 verbindet den zweiten Knoten 16B des zweiten Planetenradsatzes 16 selektiv mit dem dritten Knoten 20C des vierten Planetenradsatzes 20. 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 dritten Knoten 20C des vierten Planetenradsatzes 20. Eine dritte Kupplung 28 verbindet den zweiten Knoten 14B des ersten Planetenradsatzes 14, den zweiten Knoten 18B des dritten Planetenradsatzes 18 und den ersten Knoten 20A des vierten Planetenradsatzes 20 selektiv mit dem ersten Knoten 18A des dritten Planetenradsatzes 18. Eine vierte Kupplung 30 verbindet den ersten Knoten 18A des dritten Planetenradsatzes 18 selektiv mit dem dritten Knoten 20C des vierten Planetenradsatzes 20.
Eine erste Bremse 32 verbindet den dritten Knoten 14C des ersten Planetenradsatzes 14 selektiv mit einem Getriebegehäuse 50. Eine zweite Bremse 34 verbindet den ersten Knoten 14A des ersten Planetenradsatzes 14 und den ersten Knoten 16A des zweiten Planetenradsatzes 16 selektiv mit dem Getriebegehäuse 50.
2 stellt ein Zehnganggetriebe 10 gemäß einer Form der vorliegenden Erfindung schematisch 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 Trägerelemente, erscheinen.
Der erste Planetenradsatz 14 umfasst ein Sonnenrad 14A, ein Hohlrad 14C und ein Trägerelement 14B, das einen Satz Planetenräder 14D (von denen nur eines gezeigt ist) drehbar lagert. Das Sonnenrad 14A ist zur gemeinsamen Rotation mit einer ersten Welle oder einem ersten Verbindungselement 42 verbunden. Das Hohlrad 14C ist zur gemeinsamen Rotation mit einer zweiten Welle oder einem zweiten Verbindungselement 44 verbunden. Das Trägerelement 14B ist zur gemeinsamen Rotation mit einer dritten Welle oder einem dritten Verbindungselement 46 verbunden. Der Satz Planetenräder 14D ist derart konfiguriert, dass ein jedes mit sowohl dem Sonnenrad 14A als auch dem Hohlrad 14C kämmt.
Der zweite Planetenradsatz 16 umfasst ein Sonnenrad 16A, ein Hohlrad 16C und ein Trägerelement 16B, das einen Satz Planetenräder 16D (von denen jeweils nur eines gezeigt ist) drehbar lagert. Das Sonnenrad 16A ist zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Welle oder dem ersten Verbindungselement 42 verbunden. Das Hohlrad 16C ist zur gemeinsamen Rotation mit einer vierten Welle oder einem vierten Verbindungselement 48 und einer fünften Welle oder einem fünften Verbindungselement 52 verbunden. Das Trägerelement 16B ist zur gemeinsamen Rotation mit der Eingangswelle oder dem Eingangselement 12 verbunden. Die Planetenräder 16D sind jeweils konfiguriert, um mit sowohl dem Hohlrad 16C als auch dem Sonnenrad 16A zu kämmen.
Der dritte Planetenradsatz 18 umfasst ein Sonnenrad 18C, ein Hohlrad 18A und ein Trägerelement 18B, das einen Satz Planetenräder 18D (von denen nur eines gezeigt ist) drehbar lagert. Das Sonnenrad 18C ist zur gemeinsamen Rotation mit der fünften Welle oder dem fünften Verbindungselement 52 verbunden. Das Hohlrad 18A ist zur gemeinsamen Rotation mit einer sechsten Welle oder einem sechsten Verbindungselement 54 verbunden. Das Trägerelement 18B ist zur gemeinsamen Rotation mit der dritten Welle oder dem dritten Verbindungselement 46 verbunden. Die Planetenräder 18D sind jeweils konfiguriert, um mit sowohl dem Sonnenrad 18C als auch dem Hohlrad 18A zu kämmen.
Der vierte Planetenradsatz 20 umfasst ein Sonnenrad 20C, ein Hohlrad 20A und ein Trägerelement 20B, das einen Satz Planetenräder 20D (von denen nur eines gezeigt ist) drehbar lagert. Das Sonnenrad 20C ist zur gemeinsamen Rotation mit der siebten Welle oder dem siebten Verbindungselement 56 verbunden. Das Hohlrad 20A ist zur gemeinsamen Rotation mit der dritten Welle oder dem dritten Verbindungselement 46 verbunden. Das Trägerelement 20B ist zur gemeinsamen Rotation mit der Ausgangswelle oder dem Ausgangselement 22 verbunden. Die Planetenräder 20D sind jeweils konfiguriert, um mit sowohl dem Sonnenrad 20C als auch dem Hohlrad 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 oder verbindbar. 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 und vierte Kupplung 24, 26, 28, 30 und die erste und zweite Bremse 32 und 34 umfassen, sorgen für eine selektive Verbindung der Wellen oder Verbindungselemente 42, 44, 46, 48, 52, 54 und 56 mit den Planetenradsätzen 14, 16, 18, 20 und dem Gehäuse 50.
Die erste Kupplung 24 selektiv einrückbar, um die Eingangswelle oder das Eingangselement 12 mit der siebten Welle oder dem siebten Verbindungselement 56 zu verbinden. Die zweite Kupplung 26 ist selektiv einrückbar, um die vierte Welle oder das vierte Verbindungselement 48 mit der siebten Welle oder dem siebten Verbindungselement 56 zu verbinden. Die dritte Kupplung 28 ist selektiv einrückbar, um die dritte Welle oder das dritte Verbindungselement 46 mit der sechsten Welle oder dem sechsten Verbindungselement 54 zu verbinden. Die vierte Kupplung 30 ist selektiv einrückbar, um die sechste Welle oder das sechste Verbindungselement 54 mit der siebten Welle oder dem siebten Verbindungselement 56 zu verbinden.
Die erste Bremse 32 ist selektiv einrückbar, um die zweite Welle oder das zweite Verbindungselement 44 mit dem Getriebegehäuse 50 zu verbinden und somit eine Rotation des Elements 44 relativ zu dem Getriebegehäuse 50 einzuschränken. Die zweite Bremse 34 ist selektiv einrückbar, um die erste Welle oder das erste Verbindungselement 42 mit 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.
Zusätzlich zieht die vorliegende Erfindung unterschiedliche Verbindungen für die dritte Kupplung 28 in Betracht, wie es in den 3, 4, 5 und 6 veranschaulicht ist. In 3 verbindet die dritte Kupplung 28' eines Getriebes 10' den dritten Knoten 16C des zweiten Planetenradsatzes 16 und den dritten Knoten 18C des dritten Planetenradsatzes 18 selektiv mit dem ersten Knoten 18A des dritten Planetenradsatzes 18. In 4 verbindet die dritte Kupplung 28' des Getriebes 10' das Hohlrad 16C des zweiten Planetenradsatzes 16 und das Sonnenrad 18C des dritten Planetenradsatzes 18 selektiv mit dem Hohlrad 18A des dritten Planetenradsatzes 18. In 5 verbindet die dritte Kupplung 28" eines Getriebes 10" den dritten Knoten 16C des zweiten Planetenradsatzes 16 und den dritten Knoten 18C des dritten Planetenradsatzes 18 selektiv mit dem zweiten Knoten 18B des dritten Planetenradsatzes 18, dem zweiten Knoten 14B des ersten Planetenradsatzes 14 und dem ersten Knoten 20A des vierten Planetenradsatzes 20. In 6 verbindet die dritte Kupplung 28" des Getriebes 10" das Hohlrad 16C des zweiten Planetenradsatzes 16 und das Sonnenrad 18C des dritten Planetenradsatzes 18 selektiv mit dem Trägerelement 18B des dritten Planetenradsatzes 18, dem Trägerelement 14B des ersten Planetenradsatzes 14 und dem Hohlrad 20A des vierten Planetenradsatzes 20.
Nun wird unter Bezugnahme auf 1, 2 und 7 die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Zehnganggetriebe 10 beschrieben. Es ist festzustellen, dass das Getriebe 10 in der Lage ist, Drehmoment von der Eingangswelle oder dem Eingangselement 12 auf die Ausgangswelle oder das Ausgangselement 22 in zehn Vorwärtsdrehzahl- oder -drehmomentverhältnissen und einem Rückwärtsdrehzahl- oder -drehmomentverhältnis zu übertragen. Jedes Vorwärts- und Rückwärtsdrehzahl- oder -drehmomentverhältnis wird durch Einrückung von dreien der Drehmomentübertragungsmechanismen (d.h. erste Kupplung 24, zweite Kupplung 26, dritte Kupplung 28, vierte Kupplung 30, erste Bremse 32 und zweite Bremse 34) erzielt, wie es nachstehend erläutert wird.
7 ist eine Schalttabelle, die die verschiedenen Kombinationen von Drehmomentübertragungsmechanismen darstellt, die aktiviert oder eingerückt werden, um die verschiedenen Gangzustände zu erreichen. Ein „X“ in dem Kasten bedeutet, dass die besondere Kupplung oder Bremse eingerückt ist, um den gewünschten Gangzustand zu erreichen. Tatsächliche numerische Übersetzungsverhältnisse der verschiedenen Gangzustände sind ebenfalls dargestellt, obwohl festzustellen ist, dass diese Zahlenwerte nur beispielhaft sind und dass sie über beträchtliche Bereiche eingestellt werden können, um sich verschiedenen Anwendungen und Betriebskriterien des Getriebes 10 anzupassen. Natürlich sind andere Übersetzungsverhältnisse abhängig von dem gewählten Zahnraddurchmesser, der gewählten Zahnradzähnezahl und der gewählten Zahnradkonfiguration erreichbar.
Um zum Beispiel einen Rückwärtsgang herzustellen, werden die vierte Kupplung 30, die erste Bremse 32 und die zweite Bremse 34 eingerückt oder aktiviert. Die vierte Kupplung 30 verbindet die sechste Welle oder das sechste Verbindungselement 54 mit der siebten Welle oder dem siebten Verbindungselement 56. Die erste Bremse 32 verbindet die zweite Welle oder das zweite Verbindungselement 44 mit dem Getriebegehäuse 50, um eine Rotation des Elements 44 relativ zu dem Getriebegehäuse 50 einzuschränken, was eine Rotation des Hohlrads 14C relativ zu dem Getriebegehäuse 50 einschränkt. Die zweite Bremse 34 verbindet die erste Welle oder das erste Verbindungselement 42 mit 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 zum Beispiel mehrere Vorwärtsgänge durch unterschiedliche Kombinationen einer Kupplungs- und Bremseneinrückung erreicht, wie es in 7 gezeigt ist. Darüber hinaus zieht die vorliegende Erfindung zusätzliche oder alternative Kombinationen einer Kupplungs- und Bremseneinrückung in Betracht, um das vierte, siebte und zehnte Übersetzungsverhältnis zu erreichen, wie es in 7 gezeigt ist.
Es ist festzustellen, dass die vorstehende Erläuterung der Arbeitsweise und Gangzustände der erfindungsgemäßen Zehnganggetriebe 10 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 sind der Betrieb und die Herstellung von verschiedenen Übersetzungsverhältnissen der Getriebe 10' und 10" zum Beispiel durch die Einrückung der Drehmomentübertragungsmechanismen (d.h. erste Kupplung 24, zweite Kupplung 26, dritte Kupplung 28' oder 28", vierte Kupplung 30, erste Bremse 32 und zweite Bremse 34) vorgesehen, wie es in 7 gezeigt ist.

Claims

Getriebe (10; 10'; 10''), umfassend: ein Getriebegehäuse (50); ein Eingangselement (12); ein Ausgangselement (22); einen ersten, zweiten, dritten und vierten Planetenradsatz (14, 16, 18, 20), die jeweils ein Sonnenrad (14A, 16A, 18C, 20C), ein Trägerelement (14B, 16B, 18B, 20B) und ein Hohlrad (14C, 16C, 18A, 20A) aufweisen; wobei das Eingangselement (12) ständig zur gemeinsamen Rotation mit dem Planetenträger (16B) des zweiten Planetenradsatzes (16) verbunden ist und das Ausgangselement (22) ständig zur gemeinsamen Rotation mit dem Trägerelement (20B) des vierten Planetenradsatzes (20) verbunden ist; und sechs Drehmomentübertragungsmechanismen (24, 26, 28; 28'; 28", 30, 32, 34), die selektiv einrückbar sind, um zehn Vorwärtsdrehzahlverhältnisse und ein Rückwärtsdrehzahlverhältnis zwischen dem Eingangselement (12) und dem Ausgangselement (22) herzustellen, wobei ein erster (24) der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar ist, um das Trägerelement (16B) des zweiten Planetenradsatzes (16) und das Eingangselement (12) mit dem Sonnenrad (20C) des vierten Planetenradsatzes (20) zu verbinden, wobei ein zweiter (26) der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar ist, um das Hohlrad (16C) des zweiten Planetenradsatzes (16) und das Sonnenrad (18C) des dritten Planetenradsatzes (18) mit dem Sonnenrad (20C) des vierten Planetenradsatzes (20) zu verbinden, wobei ein dritter (28) der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar ist, um das Sonnenrad (18A) des dritten Planetenradsatzes (18) mit dem Trägerelement (18B) des dritten Planetenradsatzes (18), dem Trägerelement (14B) des ersten Planetenradsatzes (14) und dem Hohlrad (20A) des vierten Planetenradsatzes (20) zu verbinden, oder ein dritter (28') der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar ist, um das Hohlrad (18A) des dritten Planetenradsatzes (18) mit dem Hohlrad (16C) des zweiten Planetenradsatzes (16) und dem Sonnenrad (18C) des dritten Planetenradsatzes (18) zu verbinden, oder ein dritter (28") der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar ist, um das Hohlrad (16C) des zweiten Planetenradsatzes (16) und das Sonnenrad (18C) des dritten Planetenradsatzes (18) mit dem Trägerelement (18B) Element des dritten Planetenradsatzes (18), dem Trägerelement (14B) des ersten Planetenradsatzes (14) und dem Hohlrad (20A) des vierten Planetenradsatzes (20) zu verbinden, wobei ein vierter (30) der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar ist, um das Hohlrad (18A) des dritten Planetenradsatzes (18) mit dem Sonnenrad (20C) des vierten Planetenradsatzes (20) zu verbinden, wobei ein fünfter (32) der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar ist, um das Hohlrad (14C) des ersten Planetenradsatzes (14) mit dem Getriebegehäuse (50) zu verbinden, und wobei ein sechster (34) der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar ist, um das Sonnenrad (14A) des ersten Planetenradsatzes (14) und das Sonnenrad (16A) des zweiten Planetenradsatzes (16) mit dem Getriebegehäuse (50) zu verbinden.