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GEBIET
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Die Erfindung betrifft im Allgemeinen eine Kupplung eines Mehrganggetriebes, und genauer eine Kupplungsbaugruppe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie aus der
DE 35 21 731 A1 oder aus der
DE 10 2004 038 279 A1 bekannt. Dem Grunde nach im Wesentlichen ähnliche Kupplungsbaugruppen werden in den Druckschriften
DE 195 00 540 A1 und
DE 699 27 386 T2 beschrieben.
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HINTERGRUND
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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.
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Um Öl zu den rotierenden Kupplungen in einem Getriebe zu transportieren, wird herkömmlich Öl in die rotierenden Kupplungen über ein rotierendes zentrales Element des Getriebes eingespeist. Fliehkräfte bewirken, dass Öl von der Mitte des Getriebes nach außen zu den rotierenden Kupplungen strömt. Um das Öl, das von der Mitte des Getriebes strömt, auszugleichen, wird auch eine Ausgleichsölversorgung von einer entgegengesetzten Seite der Kupplung, die auch von der Mittelachse des Getriebes ausgeht, zu den Kupplungen gelenkt. Rotierende Kupplungen haben Ausgleichsdämme und Wellendichtungen zum Öltransport dorthin verwendet. Drehzahländerungen beeinflussen die Ölversorgung, weil sie von rotierenden Bauteilen kommt, die mit unterschiedlichen Drehzahlen rotieren. Für bestimmte Kupplungen kann jedoch eine genauere und stetigere Ölströmung erwünscht sein.
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Dementsprechend gibt es einen Bedarf für ein verbessertes, kostengünstiges und kompaktes Mehrganggetriebe, und insbesondere ein Getriebe, dass Öl auf eine gesteuerte Weise an eine rotierende Kupplung liefert.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Die vorliegende Offenbarung stellt eine Kupplungsbaugruppe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 für ein Automatikgetriebe zur Verfügung.
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ZEICHNUNGEN
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Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen nur zu Veranschaulichungszwecken.
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1 ist ein Hebeldiagramm einer Ausführungsform eines Getriebes gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
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2 ist eine schematische Darstellung einer Abwandlung des Getriebes von 1 gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
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3 ist eine Wahrheitstabelle, die ein Beispiel eines Einrückungszustandes von verschiedenen Drehmomentübertragungselementen in Vorwärts- und Rückwärtsgängen oder -übersetzungsverhältnissen des in den 1–2 veranschaulichten Getriebes darstellt;
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4 ist ein Hebeldiagramm einer anderen Ausführungsform eines Getriebes gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
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5 ist eine schematische Darstellung einer Abwandlung des Getriebes von 4 gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
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6 ist eine Wahrheitstabelle, die ein Beispiel eines Einrückungszustandes von verschiedenen Drehmomentübertragungselementen in Vorwärts- und Rückwärtsgängen oder -übersetzungsverhältnissen des in den 4–5 veranschaulichten Getriebes darstellt;
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7A ist eine Seitenansicht im Querschnitt einer nicht-beanspruchten Kupplungsbaugruppe gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung; und
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7B ist eine Seitenansicht im Querschnitt eines Abschnitts einer Kupplungsbaugruppe gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur.
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In manchen Formen der vorliegenden Offenbarung ist ein Elf- oder Zwölfganggetriebe in einem relativ kleinen Bauraum vorgesehen, indem elf oder zwölf Vorwärtsgänge mit vier Planetenradsätzen, vier Bremsen und drei Kupplungen erreicht werden. In anderen Abwandlungen können jedoch zusätzliche Bremsen, Kupplungen, Planetenradsätze oder andere Komponenten hinzugefügt sein.
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Zu Beginn ist festzustellen, dass die Ausführungsformen der Elf- oder Zwölfgang-Automatikgetriebe der vorliegenden Erfindung eine Anordnung von permanenten mechanischen Verbindungen zwischen den Bauteilen 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 Bauteilen. 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.
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In einer Ausführungsform ist eine erste Komponente oder ein erstes Bauteil eines ersten Planetenradsatzes permanent mit einer zweiten Komponente oder einem zweiten Bauteil eines zweiten Planetenradsatzes gekoppelt. Eine zweite Komponente oder ein zweites Bauteil des ersten Planetenradsatzes ist permanent mit einer dritten Komponente oder einem dritten Bauteil eines dritten Planetenradsatzes gekoppelt. Eine dritte Komponente oder ein drittes Bauteil des ersten Planetenradsatzes ist permanent mit einer dritten Komponente oder einem dritten Bauteil eines vierten Planetenradsatzes gekoppelt. Eine dritte Komponente oder ein drittes Bauteil des zweiten Planetenradsatzes ist permanent mit einer zweiten Komponente oder einem zweiten Bauteil des dritten Planetenradsatzes gekoppelt. Eine erste Komponente oder ein erstes Bauteil des zweiten Planetenradsatzes ist permanent mit einer zweiten Komponente oder einem zweiten Bauteil des vierten Planetenradsatzes gekoppelt.
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Nun unter Bezugnahme auf 1 ist eine Ausführungsform eines Zwölfganggetriebes 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. Eine weitergehende Erläuterung des Formats, Zwecks und der Verwendung von Hebeldiagrammen ist in der Druckschrift SAE Paper 810102 ”The Lever Analogy: A New Tool in Transmission Analysis” von Genford und Leising zu finden, die hierin 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, 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 16A des zweiten Planetenradsatzes 16 und dem zweiten Knoten 20B des vierten Planetenradsatzes 20 gekoppelt. Das Ausgangselement 22 ist ständig mit dem dritten Knoten 18C des dritten Planetenradsatzes 18 und dem zweiten Knoten 14B des ersten Planetenradsatzes 14 gekoppelt.
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Der erste Knoten 14A des ersten Planetenradsatzes 14 ist mit dem zweiten Knoten 16B des zweiten Planetenradsatzes 16 gekoppelt. Der zweite Knoten 14B des ersten Planetenradsatzes 14 ist mit dem dritten Knoten 18C des dritten Planetenradsatzes 18 gekoppelt. Der dritte Knoten 14C des ersten Planetenradsatzes 14 ist mit dem dritten Knoten 20C des vierten Planetenradsatzes 20 gekoppelt.
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Der erste Knoten 16A des zweiten Planetenradsatzes 16 ist mit dem zweiten Knoten 20B des vierten Planetenradsatzes 20 gekoppelt. Der dritte Knoten 16C des zweiten Planetenradsatzes 16 ist mit dem zweiten Knoten 18B des dritten Planetenradsatzes 18 gekoppelt.
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Eine erste Kupplung 26 verbindet das Eingangselement oder die Eingangswelle 12, den ersten Knoten 16A des zweiten Planetenradsatzes 16 und den zweiten Knoten 20B des vierten Planetenradsatzes 20 selektiv mit dem ersten Knoten 18A des dritten Planetenradsatzes 18. Eine zweite Kupplung 28 verbindet das Eingangselement oder die Eingangswelle 12, den ersten Knoten 16A des zweiten Planetenradsatzes 16 und den zweiten Knoten 20B des vierten Planetenradsatzes 20 selektiv mit dem zweiten Knoten 18B des dritten Planetenradsatzes 18 und dem dritten Knoten 16C des zweiten Planetenradsatzes 16. Eine dritte Kupplung 30 verbindet das Ausgangselement oder die Ausgangswelle 22, den dritten Knoten 18C des dritten Planetenradsatzes 18 und den zweiten Knoten 14B des ersten Planetenradsatzes 14 selektiv mit dem dritten Knoten 16C des zweiten Planetenradsatzes 16 und dem zweiten Knoten 18B des dritten Planetenradsatzes 18.
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Eine erste Bremse 32 verbindet den ersten Knoten 18A des dritten Planetenradsatzes 18 selektiv mit einem feststehenden Element oder Getriebegehäuse 50. Eine zweite Bremse 34 verbindet den dritten Knoten 16C des zweiten Planetenradsatzes 16 und den zweiten Knoten 18B des dritten Planetenradsatzes 18 selektiv mit dem feststehenden Element oder Getriebegehäuse 50. Eine dritte Bremse 36 verbindet den dritten Knoten 14C des ersten Planetenradsatzes 14 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 20A des vierten Planetenradsatzes 20 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 Zwölfganggetriebes 10 gemäß einer Form der vorliegenden Erfindung dar. In 2 wird die Nummerierung aus dem Hebeldiagramm von 1 übernommen. Die Kupplungen und Kopplungen sind entsprechend dargestellt, wohingegen die Knoten der Planetenradsätze nun als Komponenten von Planetenradsätzen, wie Sonnenräder, Hohlräder, Planetenräder und Planetenradträger, erscheinen.
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Zum Beispiel umfasst der erste Planetenradsatz 14 ein erstes Sonnenradelement 14C, ein erstes Hohlradelement 14A und ein erstes Planetenradträgerelement 14B, das einen ersten Satz Planetenräder 14D (von denen nur eines gezeigt ist) drehbar lagert. Der erste Planetenradsatz 14 ist in dieser Abwandlung ein einfacher Planetenradsatz, jedoch könnte in anderen Abwandlungen der vorliegenden Erfindung der erste Planetenradsatz 14 ein zusammengesetzter Planetenradsatz sein. Das erste Sonnenradelement 14C ist zur gemeinsamen Rotation mit einer ersten Welle oder einem ersten Verbindungselement 42 verbunden. Das erste Hohlradelement 14A ist zur gemeinsamen Rotation mit einer zweiten Welle oder einem zweiten Verbindungselement 44 verbunden. Das erste Planetenträgerelement 14B ist zur gemeinsamen Rotation mit der Ausgangswelle oder dem Ausgangselement 22 verbunden. Die ersten Planetenräder 14D sind jeweils konfiguriert, um mit sowohl dem ersten Sonnenradelement 14C als auch dem ersten Hohlradelement 14A zu kämmen.
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Der zweite Planetenradsatz 16 umfasst ein zweites Sonnenradelement 16A, ein zweites Hohlradelement 16C und ein zweites Planetenradträgerelement 16B, das einen zweiten Satz Planetenräder 16D (von denen jeweils nur eines gezeigt ist) drehbar lagert. Der zweite Planetenradsatz 16 ist in dieser Abwandlung ein einfacher Planetenradsatz, aber in anderen Abwandlungen der vorliegenden Erfindung könnte der zweite Planetenradsatz 16 ein zusammengesetzter Planetenradsatz sein, der mehr als einen Satz Planetenräder aufweist, die von dem Trägerelement 16B gelagert sind. Das zweite Sonnenradelement 16A ist zur gemeinsamen Rotation mit der Eingangswelle oder dem Eingangselement 12 verbunden. Das zweite Planetenträgerelement 16B ist zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten Welle oder dem zweiten Verbindungselement 44 verbunden. Das zweite Hohlradelement 16C ist zur gemeinsamen Rotation mit einer dritten Welle oder einem dritten Verbindungselement 46 verbunden. Der zweite Satz Planetenräder 16D ist ausgestaltet, um mit sowohl dem zweiten Hohlradelement 16C als auch dem zweiten Sonnenradelement 16A zu kämmen.
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Der dritte Planetenradsatz 18 umfasst ein drittes Sonnenradelement 18A, ein drittes Hohlradelement 18C und ein drittes Planetenradträgerelement 18B, das einen dritten Satz Planetenräder 18D (von denen nur eines gezeigt ist) drehbar lagert. Mit anderen Worten ist in dieser Abwandlung der dritte Planetenradsatz 18 ein einfacher Planetenradsatz, jedoch könnte der dritte Planetenradsatz 18 in anderen Abwandlungen der vorliegenden Erfindung ein zusammengesetzter Planetenradsatz sein. Das dritte Sonnenradelement 18A ist zur gemeinsamen Rotation mit einer vierten Welle oder einem vierten Verbindungselement 48 verbunden. Das dritte Planetenträgerelement 18B ist zur gemeinsamen Rotation mit der dritten Welle oder dem dritten Verbindungselement 46 und einer fünften Welle oder einem fünften Verbindungselement 52 verbunden. Das dritte Hohlradelement 18C ist zur gemeinsamen Rotation mit der Ausgangswelle oder dem Ausgangselement 22 verbunden. Zusätzlich ist das dritte Hohlradelement 18C zur gemeinsamen Rotation mit einer sechsten Welle oder einem sechsten Verbindungselement 54 verbunden. Die dritten Planetenräder 18D sind jeweils konfiguriert, um mit sowohl dem dritten Sonnenradelement 18A als auch dem dritten Hohlradelement 18C zu kämmen.
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Der vierte Planetenradsatz 20 umfasst ein viertes Sonnenradelement 20C, ein viertes Hohlradelement 20A und ein viertes Planetenradträgerelement 20B, das einen vierten Satz Planetenräder 20D (von denen nur eines gezeigt ist) drehbar lagert. Mit anderen Worten ist in dieser Abwandlung der vierte Planetenradsatz 20 ein einfacher Planetenradsatz, jedoch könnte der vierte Planetenradsatz 20 in anderen Abwandlungen der vorliegenden Erfindung ein zusammengesetzter Planetenradsatz sein. Das vierte Sonnenradelement 20C ist zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Welle oder dem ersten Verbindungselement 42 verbunden. Das vierte Hohlradelement 20A ist zur gemeinsamen Rotation mit einer siebten Welle oder einem siebten Verbindungselement 56 verbunden. Das vierte Planetenradträgerelement 20B ist zur gemeinsamen Rotation mit der Eingangswelle oder dem Eingangselement 12 verbunden. Die vierten Planetenräder 20D sind jeweils konfiguriert, um mit sowohl dem vierten Sonnenradelement 20C als auch dem vierten Hohlradelement 20A zu kämmen.
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Die Eingangswelle oder das Eingangselement 12 ist ständig mit einer Antriebsquelle, wie etwa einer Kraftmaschine (nicht gezeigt) oder einem Turbinenrad eines Drehmomentwandlers (nicht gezeigt), verbunden. Die Ausgangswelle oder das Ausgangselement 22 ist ständig mit einem anderen Ausgang, wie etwa der Achsantriebseinheit oder dem Verteilergetriebe (nicht gezeigt), verbunden.
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Die Drehmomentübertragungsmechanismen, die die erste, zweite und dritte Kupplung 26, 28, 30 und die erste, zweite, dritte und vierte Bremse 32, 34, 36, 38 umfassen, sorgen für eine selektive Verbindung der Wellen oder Verbindungselemente 42, 44, 46, 48, 52, 54, 56 der Planetenradsätze 14A–C, 16A–C, 18A–C, 20A–C und des Gehäuses 50.
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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 dritten Welle oder dem dritten Verbindungselement 46 zu verbinden. Die dritte Kupplung 30 ist selektiv einrückbar, um die fünfte Welle oder das fünfte Verbindungselement 52 mit der sechsten Welle oder dem sechsten Verbindungselement 54 zu verbinden.
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Die erste Bremse 32 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 zweite Bremse 34 ist selektiv einrückbar, um die fünfte Welle oder das fünfte Verbindungselement 52 mit dem feststehenden Element oder dem Getriebegehäuse 50 zu verbinden und somit eine Rotation des Elements 52 relativ zu dem Getriebegehäuse 50 einzuschränken. Die dritte 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. Die vierte Bremse 38 ist selektiv einrückbar, um die siebte Welle oder das siebte Verbindungselement 56 mit dem feststehenden Element oder dem Getriebegehäuse 50 zu verbinden und somit eine Rotation des Elements 56 relativ zu dem Getriebegehäuse 50 einzuschränken. Die Zahnradbauteile wiederum, die mit jedem der Verbindungselemente verbunden sind, sind ebenfalls entsprechend verbunden oder eingeschränkt.
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Nun wird unter Bezugnahme auf 2 und 3 die Arbeitsweise der Ausführungsform des Getriebes 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 elf, zwölf oder mehr Vorwärtsdrehzahl- oder -drehmomentverhältnissen und zumindest einem Rückwärtsdrehzahl- oder -drehmomentverhältnis zu überfragen. Jedes Vorwärts- und Rückwärtsdrehzahl- oder -drehmomentverhältnis wird durch Einrückung von einem oder mehreren der Drehmomentübertragungsmechanismen (d. h. erste Kupplung 26, zweite Kupplung 28, dritte Kupplung 30, erste Bremse 32, zweite Bremse 34, dritte Bremse 36 und vierte Bremse 38) erzielt, wie es nachstehend erläutert wird.
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3 ist eine Wahrheitstabelle, die die verschiedenen Kombinationen von Drehmomentübertragungsmechanismen darstellt, die aktiviert oder eingerückt werden, um die verschiedenen Gangzustände zu erreichen. Ein ”X” in dem Kasten bedeutet, dass die besondere Kupplung oder Bremse eingerückt ist, um den gewünschten Gangzustand zu erreichen. Ein ”O” in dem Kasten bedeutet, dass eine besondere Kupplung oder Bremse eingerückt ist, aber kein Drehmoment transportiert (in 3 sind keine ”O”s vorhanden). 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.
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Um zum Beispiel einen Rückwärtsgang herzustellen, werden die erste Kupplung 26 und die zweite Bremse 34 eingerückt oder aktiviert. Die erste Kupplung 26 verbindet die Eingangswelle oder das Eingangselement 12 mit der vierten Welle oder dem vierten Verbindungselement 48. Die zweite Bremse 34 verbindet die fünfte Welle oder das fünfte Verbindungselement 52 mit dem feststehenden Bauteil oder dem Getriebegehäuse 50, um eine Rotation des Elements 52 relativ zu dem Getriebegehäuse 50 einzuschränken, was eine Rotation des dritten Planetenträgerelements 18B und des zweiten Hohlradelements 16C relativ zu dem Getriebegehäuse 50 einschränkt. Gleichermaßen werden beispielsweise zwölf Vorwärtsgänge durch unterschiedliche Kombinationen einer Kupplungs- und Bremseneinrückung erreicht, wie es in 3 gezeigt ist.
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Nun unter Bezugnahme auf 4 ist eine andere Ausführungsform eines Zwölfganggetriebes 110 in einem Hebeldiagrammformat veranschaulicht. Das Getriebe 110 umfasst eine Eingangswelle oder ein Eingangselement 112, einen ersten Planetenradsatz 114, einen zweiten Planetenradsatz 116, einen dritten Planetenradsatz 118, einen vierten Planetenradsatz 120 und eine Ausgangswelle oder ein Ausgangselement 122. Wie das Hebeldiagramm von 1 weist in dem Hebeldiagramm von 4 jeder der Planetenradsätze 114, 116, 118, 120 einen ersten, zweiten und dritten Knoten 114A–C, 116A–C, 118A–C, 120A–C auf.
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Das Eingangselement 112 ist ständig mit dem ersten Knoten 116A des zweiten Planetenradsatzes 116 und dem zweiten Knoten 120B des vierten Planetenradsatzes 120 gekoppelt. Das Ausgangselement 122 ist ständig mit dem dritten Knoten 118C des dritten Planetenradsatzes 118 und dem zweiten Knoten 114B des ersten Planetenradsatzes 114 gekoppelt. Der erste Knoten 114A des ersten Planetenradsatzes 114 ist mit dem zweiten Knoten 116B des zweiten Planetenradsatzes 116 gekoppelt. Der zweite Knoten 114B des ersten Planetenradsatzes 114 ist mit dem dritten Knoten 118C des dritten Planetenradsatzes 118 gekoppelt. Der dritte Knoten 114C des ersten Planetenradsatzes 114 ist mit dem dritten Knoten 120C des vierten Planetenradsatzes 120 gekoppelt.
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Der erste Knoten 116A des zweiten Planetenradsatzes 116 ist mit dem zweiten Knoten 120B des vierten Planetenradsatzes 120 gekoppelt. Der dritte Knoten 116C des zweiten Planetenradsatzes 116 ist mit dem zweiten Knoten 118B des dritten Planetenradsatzes 118 gekoppelt.
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Eine erste Kupplung 126 verbindet das Eingangselement oder die Eingangswelle 112, den ersten Knoten 116A des zweiten Planetenradsatzes 116 und den zweiten Knoten 120B des vierten Planetenradsatzes 120 selektiv mit dem ersten Knoten 118A des dritten Planetenradsatzes 118. Eine zweite Kupplung 128 verbindet das Eingangselement oder die Eingangswelle 112, den ersten Knoten 116A des zweiten Planetenradsatzes 116 und den zweiten Knoten 120B des vierten Planetenradsatzes 120 selektiv mit dem zweiten Knoten 118B des dritten Planetenradsatzes 118 und dem dritten Knoten 116C des zweiten Planetenradsatzes 116. Eine dritte Kupplung 130 verbindet den ersten Knoten 118A des dritten Planetenradsatzes 118 selektiv mit dem zweiten Knoten 118B des dritten Planetenradsatzes 118 und dem dritten Knoten 116C des zweiten Planetenradsatzes 116.
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Eine erste Bremse 132 verbindet den ersten Knoten 118A des dritten Planetenradsatzes 118 selektiv mit einem feststehenden Element oder Getriebegehäuse 150. Eine zweite Bremse 134 verbindet den dritten Knoten 116C des zweiten Planetenradsatzes 116 und den zweiten Knoten 118B des dritten Planetenradsatzes 118 selektiv mit dem feststehenden Element oder Getriebegehäuse 150. Eine dritte Bremse 136 verbindet den dritten Knoten 114C des ersten Planetenradsatzes 114 und den dritten Knoten 120C des vierten Planetenradsatzes 120 selektiv mit dem feststehenden Element oder Getriebegehäuse 150. Eine vierte Bremse 138 verbindet den ersten Knoten 120A des vierten Planetenradsatzes 120 selektiv mit dem feststehenden Element oder Getriebegehäuse 150.
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Nun unter Bezugnahme auf 5 stellt ein Prinzipdiagramm ein schematisches Layout einer Ausführungsform des Zwölfganggetriebes 110 von 4 gemäß einer Form der vorliegenden Erfindung dar. Es ist zu verstehen, dass alternativ andere unterschiedliche Prinzipdiagramme in Verbindung mit dem Hebeldiagramm von 4 verwendet werden könnten. In 5 wird die Nummerierung aus dem Hebeldiagramm von 4 übernommen. Die Kupplungen und Kopplungen sind entsprechend dargestellt, wohingegen die Knoten der Planetenradsätze nun als Komponenten von Planetenradsätzen, wie Sonnenräder, Hohlräder, Planetenräder und Planetenradträger, erscheinen.
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Zum Beispiel umfasst das Prinzipdiagramm in 5 ähnlich wie das Prinzipdiagramm in 2 einen ersten, zweiten, dritten und vierten Planetenradsatz 114, 116, 118, 120, wobei jeder ein Sonnenradelement 114C, 116A, 118A, 120C, ein Planetenträgerelement 114B, 116B, 118B, 120B mit Planetenrädern 114D, 116D, 118D, 120D und ein Hohlradelement 114A, 116C, 118C, 120A umfasst. Die Planetenräder 114D, 116D, 118D, 120D kämmen jeweils mit sowohl einem Sonnenradelement 114C, 116A, 118A, 120C als auch einem Hohlradelement 114A, 116C, 118C, 120A. Jeder der Planetenradsätze 114, 116, 118, 120 ist in dieser Abwandlung ein einfacher Planetenradsatz, jedoch könnten einer oder mehrere der Planetenradsätze 114, 116, 118, 120 in anderen Abwandlungen der vorliegenden Erfindung zusammengesetzte Planetenradsätze sein. Die Eingangswelle oder das Eingangselement 112 ist ständig mit einer Antriebsquelle verbunden, und die Ausgangswelle oder das Ausgangselement 122 ist ständig mit einem anderen Ausgang verbunden.
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Das erste Sonnenradelement 114C ist zur gemeinsamen Rotation mit einer ersten Welle oder einem ersten Verbindungselement 142 verbunden. Das erste Hohlradelement 114A ist zur gemeinsamen Rotation mit einer zweiten Welle oder einem zweiten Verbindungselement 144 verbunden. Das erste Planetenträgerelement 114B ist zur gemeinsamen Rotation mit der Ausgangswelle oder dem Ausgangselement 122 verbunden.
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Das zweite Sonnenradelement 116A ist zur gemeinsamen Rotation mit der Eingangswelle oder dem Eingangselement 112 verbunden. Das zweite Planetenträgerelement 116B ist zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten Welle oder dem zweiten Verbindungselement 144 verbunden. Das zweite Hohlradelement 116C ist zur gemeinsamen Rotation mit einer dritten Welle oder einem dritten Verbindungselement 146 verbunden.
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Das dritte Sonnenradelement 118A ist zur gemeinsamen Rotation mit einer vierten Welle oder einem vierten Verbindungselement 148 verbunden. Das dritte Hohlradelement 118C ist zur gemeinsamen Rotation mit der Ausgangswelle oder dem Ausgangselement 122 verbunden. Das dritte Planetenträgerelement 118B ist zur gemeinsamen Rotation mit der dritten Welle oder dem dritten Verbindungselement 146 und einer fünften Welle oder einem fünften Verbindungselement 152 verbunden.
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Das vierte Sonnenradelement 120C ist zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Welle oder dem ersten Verbindungselement 142 verbunden. Das vierte Hohlradelement 120A ist zur gemeinsamen Rotation mit einer sechsten Welle oder einem sechsten Verbindungselement 156 verbunden. Das vierte Planetenradträgerelement 120B ist zur gemeinsamen Rotation mit der Eingangswelle oder dem Eingangselement 112 verbunden.
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Die Drehmomentübertragungsmechanismen, die die erste, zweite und dritte Kupplung 126, 128, 130 und die erste, zweite, dritte und vierte Bremse 132, 134, 136, 138 umfassen, sorgen für eine selektive Verbindung der Wellen oder Verbindungselemente, der Elemente der Planetenradsätze und des Gehäuses. Zum Beispiel ist die erste Kupplung 126 selektiv einrückbar, um die Eingangswelle oder das Eingangselement 112 mit der vierten Welle oder dem vierten Verbindungselement 148 zu verbinden. Die zweite Kupplung 128 ist selektiv einrückbar, um die Eingangswelle oder das Eingangselement 112 mit der dritten Welle oder dem dritten Verbindungselement 146 zu verbinden. Die dritte Kupplung 130 ist selektiv einrückbar, um die fünfte Welle oder das fünfte Verbindungselement 152 mit der vierten Welle oder dem vierten Verbindungselement 148 zu verbinden.
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Die erste Bremse 132 ist selektiv einrückbar, um die vierte Welle oder das vierte Verbindungselement 148 mit dem feststehenden Element oder dem Getriebegehäuse 150 zu verbinden. Die zweite Bremse 134 ist selektiv einrückbar, um die fünfte Welle oder das fünfte Verbindungselement 152 mit dem feststehenden Element oder dem Getriebegehäuse 150 zu verbinden. Die dritte Bremse 136 ist selektiv einrückbar, um die erste Welle oder das erste Verbindungselement 142 mit dem feststehenden Element oder dem Getriebegehäuse 150 zu verbinden. Die vierte Bremse 138 ist selektiv einrückbar, um die sechste Welle oder das sechste Verbindungselement 156 mit dem feststehenden Element oder dem Getriebegehäuse 150 zu verbinden.
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Nun wird unter Bezugnahme auf die 5–6 die Arbeitsweise der veranschaulichten Ausführungsform des Getriebes 110 beschrieben. Das Getriebe 110 ist in der Lage, Drehmoment von der Eingangswelle oder dem Eingangselement 112 auf die Ausgangswelle oder das Ausgangselement 122 in elf, zwölf oder mehr 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 126, zweite Kupplung 128, dritte Kupplung 130, erste Bremse 132, zweite Bremse 134, dritte Bremse 136 und vierte Bremse 138) erzielt, wie es nachstehend erläutert wird.
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Wie 3 ist 6 eine Wahrheitstabelle, die die verschiedenen Kombinationen von Drehmomentübertragungsmechanismen darstellt, die aktiviert oder eingerückt werden, um die verschiedenen Gangzustände zu erreichen, außer dass 6 dem Getriebe 110 von 4–5 statt dem Getriebe 10 von 1–2 entspricht. 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 110 anzupassen. Natürlich sind andere Übersetzungsverhältnisse abhängig von dem gewählten Zahnraddurchmesser, der gewählten Zahnradzähnezahl und der gewählten Zahnradkonfiguration erreichbar.
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Um zum Beispiel einen Rückwärtsgang herzustellen, werden die erste Kupplung 126 und die zweite Bremse 134 eingerückt oder aktiviert. Die erste Kupplung 126 verbindet die Eingangswelle oder das Eingangselement 112 mit der vierten Welle oder dem vierten Verbindungselement 148. Die zweite Bremse 134 verbindet die fünfte Welle oder das fünfte Verbindungselement 152 mit dem feststehenden Element oder dem Getriebegehäuse 150, um eine Rotation des Elements 152 relativ zu dem Getriebegehäuse 150 einzuschränken, was auch eine Rotation des dritten Planetenträgerelements 18B und des zweiten Hohlradelements 16C relativ zu dem Getriebegehäuse 150 einschränkt. Gleichermaßen werden zwölf Vorwärtsgänge durch unterschiedliche Kombinationen einer Kupplungs- und Bremseneinrückung erreicht, wie es in 6 gezeigt ist.
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Es ist festzustellen, dass die vorstehende Erläuterung der Arbeitsweise und Gangzustände der Getriebe 10, 110 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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Nun wird unter Bezugnahme auf 7A die dritte Kupplungsbaugruppe 30, 130 gemäß einer nicht-beanspruchten Ausführungsform detaillierter beschrieben. 7A zeigt die dritte Kupplungsbaugruppe 30, 130 in einem Abschnitt von einem der Getriebe 10, 10', 110, 110', wobei die Planetenradsätze 12, 112, 14, 114, 16, 116, 18, 118 in einem zentralen Abschnitt 58 des Getriebes 10, 10', 110, 110' gelegen sind (aber die Planetenradsätze sind in 7A nicht gezeigt). Die dritte Kupplungsbaugruppe 30, 130 ist in dem Kraftfluss der
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1, 2, 4 und 5 angeordnet, wie es oben erläutert wurde, aber die dritte Kupplungsbaugruppe 30, 130 kann alternativ als eine von der ersten und zweiten Kupplung 26, 126, 28, 128 oder als eine Kupplung in einem anderen Getriebe verwendet werden, ohne über den Gedanken und Umfang der vorliegenden Offenbarung hinauszugehen.
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Die dritte Kupplungsbaugruppe 30, 130 (nachstehend Kupplungsbaugruppe 30, 130) ist betreibbar, um zwei Elemente selektiv miteinander zu verbinden. In 7A ist die Kupplungsbaugruppe 30, 130 ausgestaltet, um ein erstes Element 60 selektiv mit einem zweiten Element 62 zu verbinden. In der dritten Kupplung 30 der 1–2 verbindet die Kupplungsbaugruppe 30 das zweite Element 18B des dritten Planetenradsatzes 18 und das dritte Element 16C des zweiten Planetenradsatzes 16 (die mit einem von dem ersten und zweiten Element 60, 62 gekoppelt sind) selektiv mit dem dritten Element 18C des dritten Planetenradsatzes 18, dem zweiten Element 14B des ersten Planetenradsatzes 14 und dem Ausgangselement (die mit dem anderen von dem ersten und zweiten Element 60, 62 gekoppelt sind). In der dritten Kupplung 130 der 4–5 koppelt die Kupplungsbaugruppe 130 das zweite Element 118B des dritten Planetenradsatzes 118 und das dritte Element 116C des zweiten Planetenradsatzes 116 (die mit einem von dem ersten und zweiten Element 60, 62 gekoppelt sind) selektiv mit dem ersten Element 118A des dritten Planetenradsatzes 118A (das mit dem anderen von dem ersten und zweiten Element 60, 62 gekoppelt ist).
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Die Kupplungsbaugruppe 30, 130 umfasst eine Mehrzahl oder eine Gruppe von ineinandergreifenden Kupplungsplatten 64, die selektiv einrückbar ist, um das erste Element 60 mit dem zweiten Element 62 zu verbinden. Die Mehrzahl von ineinandergreifenden Kupplungsplatten 64 umfasst eine oder mehrere erste Kupplungsplatten 66, die an dem ersten Element 60 angebracht sind; in diesem Fall gibt es zwei erste Kupplungsplatten 66, die mit dem ersten Element 60 kerbverzahnt sind. Die Mehrzahl von ineinandergreifenden Kupplungsplatten 64 umfasst auch eine oder mehrere zweite Kupplungsplatten 68, die an dem zweiten Element 62 angebracht sind; in diesem Fall sind drei zweite Kupplungsplatten 68 mit dem zweiten Element 62 kerbverzahnt.
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Die Kupplungsplatten 66, 68 können beispielsweise ringförmig geformte Reibplatten, wobei Reibmaterial auf einer oder beiden Seiten einer Kernplatte angeordnet ist, und/oder ringförmig gestaltete Trennplatten sein. Die erste und zweite Kupplungsplatte 66, 68 sind abwechselnd miteinander zwischen dem ersten und zweiten Element 60, 62 angeordnet. Zum Beispiel greifen die ersten Kupplungsplatten 66 und die zweiten Kupplungsplatten 68 ineinander, so dass jede erste Kupplungsplatte 66 benachbart zu einer zweiten Kupplungsplatte 68 angeordnet ist.
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Wenn die Kupplungsbaugruppe 30, 130 eingerückt ist, ist ein rotierender Kolben 70 betreibbar, um die Mehrzahl von ineinandergreifenden Kupplungsplatten 64 zusammenzudrücken und somit die ersten und zweiten Elemente 60, 62 miteinander zu koppeln. Mit anderen Worten, um die Kupplungsbaugruppe 30, 130 einzurücken, drückt der Einrückkolben 70 die ersten und zweiten Kupplungsplatten 66, 68 gegeneinander, und in manchen Abwandlungen können die ersten und zweiten Kupplungsplatten 66, 68 gegen eine Reaktionsfläche, wie eine Trägerplatte (nicht dargestellt) gedrückt werden. Wenn die Kupplungsbaugruppe 30, 130 vollständig eingerückt ist, rotieren die ersten und zweiten Kupplungsplatten 66, 68 miteinander und daher rotieren das erste und zweite Element 60, 62 miteinander.
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In der Ausführungsform von 7A umgibt ein rotierbares Kolbengehäuse 72 einen Abschnitt des rotierbaren Einrückkolbens 70 und ist um diesen herum angeordnet. Der Einrückkolben 70 und das Kolbengehäuse 72 rotieren gemeinsam zusammen mit dem ersten Element 60. Das Kolbengehäuse 72 ist an dem ersten Element 60 beispielsweise durch Kerbverzahnungen bzw. Keile angebracht. Mit anderen Worten ist der Einrückkolben 70 zur gemeinsamen Rotation mit dem Kolbengehäuse 72 und dem ersten Element 60 verbunden. Der Einrückkolben 70 ist ausgestaltet, um während wenigstens einer Ausgangsübersetzungsdrehzahl des Getriebes 10, 10', 110, 110' zu rotieren. Wenn zum Beispiel der Kolben 70 mit dem Ausgangselement 22, 122 gekoppelt wäre, dann würde der Kolben 70 jedes Mal dann rotieren, wenn das Ausgangselement 22, 122 rotiert, was in allen Vorwärts- und Rückwärtsgängen, aber nicht in der Neutralstellung auftritt. Wenn der Kolben 70 mit einem der anderen Verbindungselemente 42, 44, 46, 48, 52, 56, 142, 144, 146, 148, 152, 156, das nicht mit dem Ausgangselement 22, 122 verbunden ist, gekoppelt wäre, würde der Kolben 70 jedes Mal dann rotieren, wenn diese Verbindungselement rotiert, was in einem oder mehreren, aber nicht in allen Getriebeübersetzungsverhältnissen der Fall wäre.
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Der Einrückkolben 70 weist einen im Allgemeinen zylindrischen Gehäuseabschnitt 71 auf, der in dem Kolbengehäuse 72 gelegen ist. Die Gehäusedichtungen 74 umgeben den Gehäuseabschnitt 71 des Einrückkolbens 70. Eine zylindrische oder anders geformte Stange 73 ist an dem Gehäuseabschnitt 71 des Einrückkolbens 70 angebracht oder einstückig mit diesem ausgebildet. Die Stange 73 berührt und komprimiert physisch die Mehrzahl von Kupplungsplatten 64, wenn die Kupplungsbaugruppe 30, 130 eingerückt ist und der Einrückkolben 70 zu und in Kontakt mit der Mehrzahl von Kupplungsplatten 64 hin gleitet. Wenn der Einrückkolben 70 eingerückt ist, gleiten der Gehäuseabschnitt 71 und Gehäusedichtungen 74 in dem Kolbengehäuse 72. Ein Abschnitt des Kolbengehäuses 72 weist eine im Allgemeinen ringförmige Gestalt auf, wobei der Ring extrudiert ist, um einen hohlen Zylinder mit einem Hohlraum 77 zu bilden, in welchem der Gehäuseabschnitt 71 des Einrückkolbens 70 angeordnet ist. Ein anderer Abschnitt des Kolbengehäuses 72 ist ein Basisteil 79, das mit dem ersten Element 60, beispielsweise durch eine Kerbverzahnung, verbunden ist.
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Zumindest eine Gehäusedichtung 74 umgibt den Einrückkolben 70 und ist zwischen dem Einrückkolben 70 und dem Kolbengehäuse 72 angeordnet. Die Gehäusedichtung 74 steht in dieser Ausführungsform sowohl mit dem Einrückkolben 70 als auch mit dem Kolbengehäuse 72 in Kontakt. Die Gehäusedichtung 74 hilft beim Lenken von Fluid zu den gewünschten Teilen der Kupplungsbaugruppe 30, 130.
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Ein feststehendes Fluidversorgungselement 76, das mit einem feststehenden Element, wie dem Getriebegehäuse, verbunden ist, ist vorgesehen, um der Kupplungsbaugruppe 30, 130 Fluid zuzuführen. Das feststehende Fluidversorgungselement 76 weist Abschnitte auf, die einen Kanal 78 in dem feststehenden Fluidversorgungselement 76 bilden und ein Auslassende 80 des Kanals 78 definieren. Das feststehende Fluidversorgungselement 76 ist ausgestaltet, um dem Einrückkolben 70 durch das Auslassende 80 des Kanals 78 Fluid zuzuführen. Das Fluid kann Hydraulik-, Schmier- und/oder Kühlfluid, wie Automatikgetriebefluid, sein.
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Zumindest eine Elementdichtung 82 ist zwischen dem feststehenden Fluidversorgungselement 76 und dem Einrückkolben 70 angeordnet. In dieser Ausführungsform steht ein Paar Elementdichtungen 82 mit dem feststehenden Fluidversorgungselement 76 und dem Kolbengehäuse 72 in Kontakt. Dementsprechend wirken die Elementdichtungen 82 mit dem feststehenden Fluidversorgungselement 76, dem Kolbengehäuse 72, dem Einrückkolben 70 und den Gehäusedichtungen 74 zusammen, um Fluid zu den gewünschten Stellen innerhalb der Kupplungsbaugruppe 30, 130 zu lenken. Zum Beispiel kann das Fluid durch das Kolbengehäuse 72 zu der Mehrzahl von ineinandergreifenden Kupplungsplatten 64 strömen, wobei die Elementdichtungen 82 ausgestaltet sind, um das Fluid von anderen umgebenden Teilen des Getriebes zu isolieren. Die Elementdichtungen 82 weisen eine rotierende Grenzfläche mit dem feststehenden Fluidversorgungselement 76 auf, weil die Elementdichtungen 82 mit dem Kolbengehäuse 72 rotieren, aber das feststehende Fluidversorgungselement 76 feststehend bleibt.
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Die Abschnitte, die das Auslassende 80 des Fluidversorgungskanals 78 und auch das Auslassende 80 bilden, sind radial außen von einer Außenseite 84 des Einrückkolbens 70 angeordnet. Ein Abschnitt von dem Auslassende 80 ist in dieser Ausführungsform ebenfalls radial außen von dem Kolbengehäuse 72 angeordnet. Folglich kann die Fluidversorgung nicht von dem Durchmesser des Einrückkolbens 70 oder von einer zentralen Welle 12, 112 des Getriebes 10, 10', 110, 110' ausgehen; stattdessen wird das Fluid durch das feststehende Fluidversorgungselement 76 zu dem Einrückkolben 70 von außerhalb des Durchmessers des Einrückkolbens 70 gelenkt.
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In der dargestellten Ausführungsform beginnt der Kanal 78, der durch das feststehende Fluidversorgungselement 76 gebildet ist, mit einem Einlassende, gefolgt von einer geraden Strecke, einem Bogen von etwa fünfundvierzig Grad, einer weiteren geraden Strecke, und dann dem Auslassende 80. Es sollte jedoch verstanden werden, dass jede andere gewünschte Fluidkanalstrecke verwendet werden könnte, wie zum Beispiel ein gekrümmter Kanal oder ein gerader Kanal ohne Biegungen.
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Der Einrückkolben 70 ist in einem ersten Abstand f von dem zentralen Eingangselement 12, 112 des Getriebes 10, 10', 110, 110' angeordnet. Die Abschnitte, die das Auslassende 80 bilden, und das Auslassende 80 selbst des Kanals 78 des feststehenden Fluidversorgungselements 76 sind in einem zweiten Abstand d von dem zentralen Getriebeeingangselement 12, 112 angeordnet. Der zweite Abstand d ist größer als der erste Abstand f. Mit anderen Worten ist das Auslassende 80 des Kanals 78 näher an einer Außenseitenwand des Getriebes als der Einrückkolben 70 gelegen. Der Einrückkolben 70 ist näher an dem zentralen Getriebeeingang 12, 112 als der Auslass 80 des feststehenden Fluidversorgungselements 76 gelegen.
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Nun unter Bezugnahme auf 7B ist eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer Kupplungsbaugruppe dargestellt und allgemein mit 30', 130' bezeichnet. Die Kupplungsbaugruppe 30', 130' von 7B kann auch als die dritte Kupplung 30, 130 in den hierin veranschaulichten Getrieben 10, 10', 110, 110' oder in jedem anderen Getriebe verwendet werden. Wenn sie zum Beispiel als die dritte Kupplung 30 der 1–2 verwendet wird, koppelt die Kupplungsbaugruppe 30', 130' das zweite Element 18B des dritten Planetenradsatzes 18 und das dritte Element 16C des zweiten Planetenradsatzes 16 (die mit einem von dem ersten und zweiten Element 60, 62 gekoppelt sind) selektiv mit dem dritten Element 18C des dritten Planetenradsatzes 18, dem zweiten Element 14B des ersten Planetenradsatzes 14 und dem Ausgangselement (die mit dem anderen von dem ersten und zweiten Element 60, 62 gekoppelt sind). Wenn sie als die dritte Kupplung 130 der 4–5 verwendet wird, koppelt die Kupplungsbaugruppe 30', 130' das zweite Element 118B des dritten Planetenradsatzes 118 und das dritte Element 116C des zweiten Planetenradsatzes 116 (die mit einem von dem ersten und zweiten Element 60, 62 gekoppelt sind) selektiv mit dem ersten Element 118A des dritten Planetenradsatzes 118A (das mit dem anderen von dem ersten und zweiten Element 60, 62 gekoppelt ist).
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Die Kupplungsbaugruppe 30', 130' von 7B ist die gleiche wie die Kupplungsbaugruppe 30, 130 von 7A, außer dass in der Kupplungsbaugruppe 30', 130' von 7B das Kolbengehäuse 72 weggelassen ist. Dementsprechend sind in 7B nur Abschnitte der Kupplungsbaugruppe 30', 130' dargestellt, und jegliche nicht dargestellten Abschnitte sind die gleichen wie jene in 7A. Zum Beispiel ist die Kupplungsbaugruppe 30', 130' betreibbar, um ein erstes Element 60' selektiv mit einem zweiten Element (in 7B nicht gezeigt; siehe 7A) über eine Mehrzahl von ineinandergreifenden Kupplungsplatten (in 7B nicht gezeigt; siehe 7A) zu verbinden.
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In der Ausführungsform von 7B umgibt kein Kolbengehäuse den rotierbaren Einrückkolben 70'. Der Einrückkolben 70' rotiert zusammen mit dem ersten Element 60, aber der Einrückkolben 70' kann axial entlang des ersten Elements 60' über einen Gleitkerbverzahnung 86 gleiten. Dementsprechend rotieren der Einrückkolben 70' und das erste Element 60' zusammen, aber der Einrückkolben 70' kann sich axial und linear in Bezug auf das erste Element 60' bewegen, wenn der Einrückkolben 70' aktiviert wird, um die Mehrzahl von ineinandergreifenden Kupplungsplatten einzurücken. Der Einrückkolben 70' ist ausgestaltet, um während zumindest einer Ausgangsübersetzungsdrehzahl des Getriebes zu rotieren.
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Es ist ein feststehendes Fluidversorgungselement 76' vorgesehen, das das gleiche wie das feststehende Fluidversorgungselement 76 in 7A ist. Somit ist das feststehende Fluidversorgungselement 76' mit einem feststehenden Element, wie etwa dem Getriebegehäuse, verbunden und führt der Kupplungsbaugruppe 30', 130' Fluid zu. Das feststehende Fluidversorgungselement 76' weist Abschnitte auf, die einen Kanal 78' in dem feststehenden Fluidversorgungselement 76' bilden und ein Auslassende 80' des Kanals 78' definieren. Das feststehende Fluidversorgungselement 76' ist ausgestaltet, um dem Einrückkolben 70' durch das Auslassende 80' des Kanals 78' Fluid zuzuführen. Das Fluid kann Hydraulik-, Schmier- und/oder Kühlfluid, wie Automatikgetriebefluid, sein.
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Zumindest eine Elementdichtung 82' ist zwischen dem feststehenden Fluidversorgungselement 76' und dem Einrückkolben 70' angeordnet. In dieser Ausführungsform steht ein Paar Elementdichtungen 82' mit dem feststehenden Fluidversorgungselement 76' und dem Einrückkolben 70' in Kontakt. Die Elementdichtungen 82' wirken mit dem feststehenden Fluidversorgungselement 76' und dem Einrückkolben 70' zusammen. Beispielsweise können die Elementdichtungen 82' verwendet werden, um Fluid von dem Auslass 80' zu der Mehrzahl von Kupplungsplatten 64' zu lenken, oder es können die Elementdichtungen 82 verwendet werden, um Fluid in dem Hohlraum, der zwischen dem Einrückkolben 70', den Elementdichtungen 82' und dem feststehenden Gehäuse 76' geschaffen ist, zu isolieren. Zum Beispiel können in einer Abwandlung die Elementdichtungen 82' verwendet werden, um Fluid an dem Kolben 70' vorbei zu der Mehrzahl von ineinandergreifenden Kupplungsplatten zu lenken und das Fluid von anderen umgebenden Teilen des Getriebes zu isolieren. Die Elementdichtungen 82' haben einen rotierende Grenzfläche mit dem feststehenden Fluidversorgungselement 76', da die Elementdichtungen 82' mit dem Einrückkolben 70' rotieren, aber das feststehende Fluidversorgungselement 76' feststehend ist.
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Die Abschnitte, die das Auslassende 80' und auch das Auslassende 80' des Fluidversorgungskanals 78 bilden, sind im Wesentlichen radial außen von einer Außenseite 84' des Einrückkolbens 70' angeordnet. Die Fluidversorgung geht nicht von innerhalb des Einrückkolbens 70' oder gar dem zentralen Eingangselement 12, 112 aus, sondern das Fluid wird durch das feststehende Fluidversorgungselement 76' zu dem Einrückkolben 70' von außerhalb des Durchmessers des Einrückkolbens 70' gelenkt.
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Wie der Einrückkolben 70 von 7A ist der in 7B gezeigte Einrückkolben 70' näher an dem zentralen Getriebeeingangswellenelement 12, 112 als der Auslass 80' des Kanals 78' angeordnet, wie es in 7A gezeigt und beschrieben ist. Die Darstellung und Beschreibung der Abstände d und f von 7A ist auf 7B übertragen und hierin durch Bezugnahme mit aufgenommen, wobei zu verstehen ist, dass die Abstände gleichermaßen gelten, wenn 7B angesprochen wird.
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Die Verwendung von einer der hierin beschriebenen Kupplungsbaugruppen 30, 130, 30', 130' lässt zu, dass auf die Kupplungsbaugruppen 30, 130, 30', 130' ungeachtet der Drehzahl des Knotens, mit dem die Kupplungsbaugruppe verbunden ist, ständig Fluid aufgebracht werden kann. Mit anderen Worten, das feststehende Fluidversorgungselement 76, 76' kann der Kupplungsbaugruppe 30, 130, 30, 130' mit einer konstanten Rate oder mit einer Rate, die unbeeinflusst von der Drehzahl des Knotens, mit welchem die Kupplungsbaugruppe 30, 130, 30', 130' arbeitet, ist, Fluid zuführen. Zum Beispiel kann der Kupplungseinrückdruck variieren, aber der Kupplungsspeisedruck kann konstant bleiben, auch wenn der Kupplungseinrückdruck variiert, da er durch das feststehende Fluidversorgungselement 76, 76' statt durch den Einrückkolben 70, 70' oder eine andere Kupplungsdruck-Speiseleitung zugeführt wird. Da das Fluid nicht durch eine Mittelachse der Kupplungsbaugruppe 30, 130, 30', 130' oder auch die Mitte des Getriebes zugeführt wird, ist kein Ausgleichsfluid, das durch einen Ausgleichsdamm zugeführt wird, erforderlich.
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Die Geschwindigkeit des Einrückkolbens 70, 70' kann auch über Schaltungen hinweg konstant bleiben, wenn er mit dem Ausgangsknoten verbunden ist. Zum Beispiel in den 1–2 kann die dritte Kupplung 30, die den Einrückkolben 70, 70' umfasst, an dem Ausgangselement 22, 122 angebracht sein, so dass sie Drehzahlen über Schaltungen hinweg nicht ändert.
