DE102013222416B4

DE102013222416B4 - Dreifachkupplungs-Mehrganggetriebe

Info

Publication number: DE102013222416B4
Application number: DE102013222416.8A
Authority: DE
Inventors: Andrew W. Phillips
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2012-11-08
Filing date: 2013-11-05
Publication date: 2019-03-21
Anticipated expiration: 2033-11-06
Also published as: US20140128212A1; KR20140059728A; US9022891B2; DE102013222416A1; CN103807378A

Abstract

Getriebe (10, 100), umfassend:
ein Eingangselement (12);
ein Ausgangselement (14);
einen Planetenradsatz (28), der ein erstes, zweites und drittes Element (30, 34, 32) aufweist;
eine Kupplungsbaugruppe (70), die einen ersten, einen zweiten und einen dritten Drehmomentübertragungsmechanismus (72, 74, 76) aufweist, die jeweils selektiv einrückbar sind, um das Eingangselement (12) mit einem jeweiligen unterschiedlichen der Elemente (32, 34, 30) des Planetenradsatzes (28) zu verbinden;
eine erste Zwischenwelle (18), die zur gemeinsamen Rotation mit dem ersten Element (30) des Planetenradsatzes (28) verbunden ist;
eine zweite Zwischenwelle (20), die zur gemeinsamen Rotation mit dem zweiten Element des Planetenradsatzes (34) verbunden ist, wobei die zweite Zwischenwelle (20) konzentrisch mit der ersten Zwischenwelle (18) ist;
eine erste Gegenwelle (24), die radial von den Zwischenwellen (18, 20) versetzt ist;
eine zweite Gegenwelle (26), die radial von den Zwischenwellen (18, 20) versetzt ist;
ein erstes Gegenwellen-Übertragungszahnrad (66), das zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Gegenwelle (24) verbunden ist und mit dem Ausgangselement (14) in Verbindung steht, um Drehmoment von der ersten Gegenwelle (24) auf das Ausgangselement (14) zu übertragen;
ein zweites Gegenwellen-Übertragungszahnrad (68), das zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten Gegenwelle (26) verbunden ist und mit dem Ausgangselement (14) in Verbindung steht, um Drehmoment von der zweiten Gegenwelle (26) auf das Ausgangselement (14) zu übertragen;
zumindest drei koplanare kämmende Zahnradsätze (40, 50, 60; 40, 50, 60'), wobei eines (42) der Zahnräder (42, 44, 46, 52, 54, 56, 62, 64; 42, 44, 46, 52, 54, 56, 62', 64') der zumindest drei koplanaren kämmenden Zahnradsätze (40, 50, 60; 40, 50, 60') zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten Zwischenwelle (20) befestigt ist, und
zwei (52, 62; 52, 62') der Zahnräder (42, 44, 46, 52, 54, 56, 62, 64; 42, 44, 46, 52, 54, 56, 62', 64') der zumindest drei koplanaren kämmenden Zahnradsätze (40, 50, 60; 40, 50, 60') zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Zwischenwelle (18) befestigt sind; und
eine Vielzahl von Synchroneinrichtungen (90, 92, 94, 96, 98; 90, 92, 94, 96, 98'), wobei die Synchroneinrichtungen (90, 92, 94, 96, 98; 90, 92, 94, 96, 98') selektiv einrückbar sind, um zumindest eines der Zahnräder (44, 46, 54, 56, 64; 44, 46, 54, 56, 64') der zumindest drei koplanaren kämmenden Zahnradsätze (40, 50, 60; 40, 50, 60') mit zumindest einer von der ersten und zweiten Vorgelegewelle (18, 20) zur gemeinsamen Rotation damit zu verbinden, wodurch Drehmoment von dem Planetenradsatz (28) auf zumindest eines von dem ersten und zweiten Vorgelegewellen-Übertragungszahnrad (66, 68) durch zumindest eine der Zwischenwellen (18, 20) und zumindest einen der Sätze koplanarer kämmender Zahnradsätze (40, 50, 60; 40, 50, 60') übertragen wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
zwei (40, 50) der zumindest drei koplanaren kämmenden Zahnradsätze (40, 50, 60; 40, 50, 60') jeweils ein erstes Zahnrad (42, 52) in Kämmung mit einem zweiten (44, 54) und dritten Zahnrad (46, 56) umfassen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Mehrganggetriebe, das eine dreifache Eingangskupplung aufweist, die selektiv mit einem Planetenradsatz und einer Gegenwellen-Zahnradanordnung verbindbar ist.
Ein typisches Mehrgang-Doppelkupplungsgetriebe verwendet eine Kombination aus zwei Reibkupplungen und mehreren Klauenkupplungen / Synchroneinrichtungen, um Schaltungen mit „anstehender Leistung“ oder dynamische Schaltungen zu erreichen, indem zwischen einer Reibkupplung und der anderen abgewechselt wird, wobei die Synchroneinrichtungen für das herankommende Übersetzungsverhältnis „vorgewählt“ werden, bevor die dynamische Schaltung tatsächlich vorgenommen wird. Ein Schalten mit „anstehender Leistung“ bedeutet, dass der Drehmomentfluss von der Kraftmaschine nicht unterbrochen werden muss, bevor die Schaltung vorgenommen wird. Dieses Konzept verwendet in der Regel Gegenwellen-Zahnräder mit einem unterschiedlichen, dedizierten Zahnradpaar oder -satz, um jedes Vorwärtsdrehzahlverhältnis zu erreichen (mit der Ausnahme in der Lage zu sein, ein direktes Antriebsverhältnis in einer Hinterradantriebsanwendung zu erreichen). Dementsprechend beträgt die bei dieser typischen Konstruktion erforderliche Gesamtzahl von Zahnrädern das Zweifache der Zahl von Vorwärtsgängen plus drei für Rückwärts. Dies benötigt eine große Zahl von erforderlichen Zahnradpaaren, insbesondere in Getrieben, die eine relativ große Zahl von Vorwärtsdrehzahlverhältnissen aufweisen. Somit besteht ein Bedarf für ein kompakteres effizientes Getriebe, das Zahnradpaare benutzt.
Aus der US 2003 / 0 148 847 A1 sind Kombinationen aus einem Planetenradsatz und einem Vorgelegewellengetriebe bekannt, wobei es sich jedoch bei dem Vorgelegewellengetriebe jeweils um eines mit einer einzigen Vorgelegewelle handelt, das koplanare Zahnradsätze mit jeweils zwei kämmenden Zahnrädern aufweist.
Die DE 10 2006 058 831 A1 offenbart Getriebe gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein kompaktes und effizientes Getriebe zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird durch Getriebe mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Der Planetenradsatz kann ein Kegelradsatz, ein Einfachritzel- oder ein Doppelritzel- (zusammengesetzter) Planetenradsatz sein.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung kann ein Rückwärtsdrehmomentverhältnis erreicht werden, indem eine Bremse benutzt wird, die das Hohlrad des Planetenradsatzes selektiv mit einem feststehenden Element verbindet, um ein Rückwärtsdrehmomentverhältnis zu erhalten, wodurch die Notwendigkeit für einen dedizierten Satz kämmender Zahnräder beseitigt wird.
Somit verringert die vorliegende Erfindung die Zahl von Vorgelegewellen-Zahnrädern, die für eine gegebene Zahl unterschiedlicher Gangzustände erforderlich sind, indem manche oder alle physikalischen Zahnräder in mehr als einem Gangzustand „wiederverwendet“ werden.
Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der Zeichnungen beschrieben:

1 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Achtganggetriebes gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine Wahrheitstabelle, die die eingerückten Drehmomentübertragungsmechanismen und Synchroneinrichtungen für gewählte Drehmomentverhältnisse auflistet, die durch das Achtganggetriebe von 1 erreicht werden;
3 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Neunganggetriebes gemäß der vorliegenden Erfindung; und
4 ist eine Wahrheitstabelle, die den Einrückungszustand der Drehmomentübertragungsmechanismen und Synchroneinrichtungen für gewählte Drehmomentverhältnisse auflistet, die durch das Neunganggetriebe von 3 erreicht werden.

In den Zeichnungen, in denen sich ähnliche Bezugszeichen auf ähnliche Bauteile beziehen, ist in 1 ein Mehrganggetriebe 10 gezeigt. Das Getriebe 10 umfasst ein Eingangselement 12 und ein Ausgangselement 14. In der vorliegenden Ausführungsform sind das Eingangselement 12 und das Ausgangselement 14 Wellen und werden als solche bezeichnet. Fachleute werden feststellen, dass die Eingangs- und Ausgangselemente 12, 14 andere Komponenten als Wellen sein können. Die Eingangswelle 12 ist ständig mit einer Kraftmaschine (nicht gezeigt) oder mit einem Turbinenrad eines Drehmomentwandlers (nicht gezeigt) verbunden. Die Ausgangswelle 14 ist ständig mit der Achsantriebseinheit (nicht gezeigt) verbunden.
Das Getriebe 10 umfasst eine Gegenwellen-Zahnradanordnung 16, die Zwischenwellen, eine Gegenwelle, koplanare kämmende Zahnradsätze und selektiv einrückbare Synchroneinrichtungen umfasst, wie es hierin beschrieben wird. Zum Beispiel umfasst die Gegenwellen-Zahnradanordnung 16 eine erste Zwischenwelle 18 und eine zweite Zwischenwelle 20. Die erste und zweite Zwischenwelle 18, 20 sind Hohlwellen, die konzentrisch mit der Eingangswelle 12 sind. Die Gegenwellen-Zahnradanordnung 16 umfasst ferner eine erste Gegenwelle 24 und eine zweite Gegenwelle 26. Gegenwelle 24 ist sowohl beabstandet von als auch parallel zu der Eingangswelle 12 und den Zwischenwellen 18 und 20. Gegenwelle 26 ist sowohl beabstandet von als auch parallel zu der Eingangswelle 12 und den Zwischenwellen 18 und 20.
Ein Planetenradsatz 28, der ein zusammengesetzter Planetenradsatz ist, ist zwischen die Eingangswelle 12 und die Ausgangswelle 14 geschaltet. Der Planetenradsatz 28 umfasst Sonnenradelement 30, das zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Zwischenwelle 18 verbunden ist, ein Hohlradelement 32 und ein Trägerelement 34, das einen ersten Satz Ritzelräder 36 und einen zweiten Satz Ritzelräder 38 drehbar lagert. Der erste Satz Ritzelräder 36 kämmt mit sowohl dem Sonnenradelement 30 als auch dem zweiten Satz Ritzelräder 38. Der zweite Satz Ritzelräder 38 kämmt mit sowohl dem Hohlradelement 32 als auch dem ersten Satz Ritzelräder 36.
Die Gegenwellen-Zahnradanordnung 16 umfasst auch koplanare kämmende Zahnradsätze 40, 50 und 60. Zahnradsatz 40 umfasst Zahnräder 42, 44 und 46. Zahnrad 42 ist zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten Zwischenwelle 20 verbunden und kämmt mit Zahnrädern 44 und 46. Zahnrad 44 ist um die erste Gegenwelle 24 drehbar und selektiv mit dieser verbindbar. Zahnrad 46 ist um die zweite Gegenwelle 26 drehbar und selektiv mit dieser verbindbar.
Zahnradsatz 50 umfasst koplanare kämmende Zahnräder 52, 54 und 56. Zahnrad 52 ist zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Zwischenwelle 18 verbunden und kämmt mit Zahnrädern 54 und 56. Zahnrad 54 ist um die erste Gegenwelle 24 drehbar und selektiv mit dieser verbindbar. Zahnrad 56 ist um die zweite Gegenwelle 26 drehbar und selektiv mit dieser verbindbar.
Zahnradsatz 60 umfasst koplanare kämmende Zahnräder 62 und 64. Zahnrad 62 ist zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Zwischenwelle 18 verbunden und kämmt mit Zahnrad 64. Zahnrad 64 ist um die zweite Gegenwelle 26 drehbar und selektiv mit dieser verbindbar.
Ferner ist ein erstes Gegenwellen-Übertragungszahnrad 66 drehfest und zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Gegenwelle 24 verbunden. Ein zweites Gegenwellen-Übertragungszahnrad 68 ist drehfest und zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten Gegenwelle 26 verbunden. Das erste Gegenwellen-Übertragungszahnrad 66 und das zweite Gegenwellen-Übertragungszahnrad 68 sind jeweils ausgestaltet, um mit einem Ausgangsübertragungszahnrad 69 zu kämmen. Das Ausgangsübertragungszahnrad 69 ist koplanar mit dem ersten und zweiten Gegenwellen-Übertragungszahnrad 66, 68. Jedoch kämmen das erste Gegenwellen-Übertragungszahnrad 66 und das zweite Gegenwellen-Übertragungszahnrad 68 nicht miteinander. Das Ausgangsübertragungszahnrad 69 ist an der Ausgangswelle 14 angebracht und treibt diese drehbar an. Dementsprechend wird Drehmoment, das auf Gegenwelle 24 übertragen wird, auf Übertragungszahnrad 66 und weiter auf Ausgangswelle 14 über Ausgangsübertragungszahnrad 69 übertragen, und Drehmoment, das auf Gegenwelle 26 übertragen wird, wird auf Übertragungszahnrad 68 und weiter auf Ausgangswelle 14 über Ausgangsübertragungszahnrad 69 übertragen.
Das Getriebe 10 umfasst eine dreifache Eingangskupplung oder Baugruppe 70, die drei Drehmomentübertragungsmechanismen oder -einrichtungen aufweist, die eine erste Eingangskupplung 72, eine zweite Eingangskupplung 74 und eine dritte Eingangskupplung 76 umfassen. Die dreifache Eingangskupplung oder Baugruppe 70 weist ein Kupplungsgehäuse 78 auf, das fest mit der Eingangswelle oder dem Eingangselement 12 verbunden ist. Dementsprechend ist die erste Eingangskupplung 72 selektiv einrückbar, um die Eingangswelle 12 mit dem Hohlradelement 32 zu verbinden. Die zweite Eingangskupplung 74 ist selektiv einrückbar, um die Eingangswelle 12 mit dem Trägerelement 34 und der zweiten Zwischenwelle 20 zu verbinden. Die dritte Eingangskupplung 76 ist selektiv einrückbar, um die Eingangswelle 12 mit dem Sonnenradelement 30 und der ersten Zwischenwelle 18 zu verbinden.
Zusätzlich sieht das Getriebe 10 ein Bremsenelement 80 vor. Bremsenelement 80 ist selektiv einrückbar, um das Hohlradelement 32 mit einem feststehenden Element, wie etwa dem Getriebegehäuse 82, zu verbinden und somit eine Rotation des Hohlradelements 32 einzuschränken.
Das Getriebe 10 umfasst ferner eine Vielzahl von selektiv einrückbaren Synchroneinrichtungen 90, 92, 94, 96 und 98. Synchroneinrichtung 90 ist selektiv einrückbar, um Zahnrad 44 mit der ersten Gegenwelle 24 zur gemeinsamen Rotation damit zu verbinden. Synchroneinrichtung 92 ist selektiv einrückbar, um Zahnrad 46 mit der zweiten Gegenwelle 26 zur gemeinsamen Rotation damit zu verbinden. Synchroneinrichtung 94 ist selektiv einrückbar, um Zahnrad 54 mit der ersten Gegenwelle 24 zur gemeinsamen Rotation damit zu verbinden. Synchroneinrichtung 96 ist selektiv einrückbar, um Zahnrad 56 mit der zweiten Gegenwelle 26 zur gemeinsamen Rotation damit zu verbinden. Synchroneinrichtung 98 ist selektiv einrückbar, um Zahnrad 64 mit der zweiten Gegenwelle 26 zur gemeinsamen Rotation damit zu verbinden.
Das Getriebe 10 ist in der Lage, Drehmoment von der Eingangswelle 12 auf die Ausgangswelle 14 in zumindest acht Vorwärtsdrehmomentverhältnissen und einem Rückwärtsdrehmomentverhältnis zu übertragen, wie es in der Wahrheitstabelle von 2 angegeben ist. Ein jedes der Vorwärtsdrehmomentverhältnisse und das Rückwärtsdrehmomentverhältnis wird durch Einrückung von einem / einer von dem ersten, zweiten und dritten Drehmomentübertragungsmechanismus oder den Eingangskupplungen 72, 74, 76, der Bremse 80 und einer oder mehreren der Synchroneinrichtungen 90, 92, 94, 96 und 98 erzielt. Fachleute werden leicht verstehen, dass jedem Drehmomentverhältnis ein unterschiedliches Drehzahlverhältnis zugeordnet ist. Somit können durch das Getriebe 10 acht Vorwärtsgänge erzielt werden.
Um das Rückwärtsdrehmomentverhältnis (Gangzustand RW 1) herzustellen, werden die Eingangskupplungen, die Bremse und Synchroneinrichtungen wie in der Tabelle von 2 aufgeführt gewählt. Genauer werden Eingangskupplung 74, Bremse 80 und Synchroneinrichtung 94 eingerückt. Die Eingangskupplung 74 verbindet das Trägerelement 34 mit der Eingangswelle 12. Synchroneinrichtung 94 verbindet Zahnrad 54 zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Gegenwelle 24. Bremse 80 verbindet Hohlrad 32 mit Getriebegehäuse 82 zum Bremsen und Verhindern der Rotation des Hohlrads 32. Somit wird Drehmoment von der Eingangswelle 12 durch das Sonnenradelement 30 auf die erste Zwischenwelle 18 auf Zahnrad 52 übertragen. Drehmoment wird von Zahnrad 52 auf die erste Gegenwelle 24 durch Synchroneinrichtung 94 übertragen. Drehmoment wird dann von der ersten Gegenwelle 24 auf das erste Gegenwellen-Übertragungszahnrad 66 übertragen. Das erste Gegenwellen-Übertragungszahnrad 66 überträgt das Drehmoment auf die Ausgangswelle 14 über das Ausgangsübertragungszahnrad 69.
Ein erstes Vorwärtsdrehmomentverhältnis (Gangzustand 1. in der Wahrheitstabelle von 2) wird erreicht, indem die Eingangskupplung 76 und Synchroneinrichtung 94 eingerückt werden. Die Eingangskupplung 76 verbindet das Sonnenradelement 30 mit der Eingangswelle 12. Synchroneinrichtung 94 verbindet Zahnrad 54 zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Gegenwelle 24. Somit wird Drehmoment von dem Sonnenradelement 30 auf die erste Zwischenwelle 18 auf Zahnrad 52 übertragen. Drehmoment wird von Zahnrad 52 auf die erste Gegenwelle 24 durch Synchroneinrichtung 94 übertragen. Drehmoment wird dann von der ersten Gegenwelle 24 auf das erste Gegenwellen-Übertragungszahnrad 66 übertragen. Das erste Gegenwellen-Übertragungszahnrad 66 überträgt das Drehmoment auf die Ausgangswelle 14 über das Ausgangsübertragungszahnrad 69.
Ein nachfolgendes Vorwärtsdrehmomentverhältnis, als Gangzustand 2. in 2 angegeben, wird durch Einrückung der Eingangskupplung 74 und Synchroneinrichtung 90 hergestellt. Die Eingangskupplung 74 verbindet das Trägerelement 34 mit der Eingangswelle 12. Synchroneinrichtung 90 verbindet Zahnrad 44 zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Gegenwelle 24. Drehmoment wird von der Eingangswelle 12 auf das Trägerelement 34 über die eingerückte Eingangskupplung 74 übertragen. Drehmoment fließt dann von dem Trägerelement 34 zu der zweiten Zwischenwelle 20. Drehmoment wird von der zweiten Zwischenwelle 20 auf Zahnrad 42 übertragen. Drehmoment wird von Zahnrad 42 auf Zahnrad 44 und von Synchroneinrichtung 90 auf die erste Gegenwelle 24 übertragen. Drehmoment wird dann von der ersten Gegenwelle 24 auf das erste Gegenwellen-Übertragungszahnrad 66 übertragen. Das erste Gegenwellen-Übertragungszahnrad 66 überträgt das Drehmoment auf die Ausgangswelle 14 über das Ausgangsübertragungszahnrad 69.
Das nachfolgende Drehmomentverhältnis, als Gangzustand 3. in der Wahrheitstabelle von 2 angegeben, wird durch die Einrückung der Eingangskupplung 72 und Synchroneinrichtungen 90 und 96 hergestellt. Die Eingangskupplung 72 verbindet das Hohlrad 32 mit der Eingangswelle 12. Synchroneinrichtung 96 verbindet Zahnrad 56 zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten Gegenwelle 26. Drehmoment wird von der Eingangswelle 12 auf das Hohlrad 32 über die eingerückte Eingangskupplung 72 übertragen. Drehmoment fließt dann von dem Hohlrad 32 zu Trägerelement 34. Drehmoment wird von Trägerelement auf Sonnenrad 30 und auf die zweite Zwischenwelle 20 übertragen. Drehmoment wird von Sonnenrad 30 auf Zahnrad 52 über die erste Zwischenwelle 18 und Zahnrad 42 von der zweiten Zwischenwelle 20 übertragen. Die erste Zwischenwelle 18 überträgt das Drehmoment auf Zahnrad 52. Zahnrad 42 überträgt das Drehmoment auf Zahnrad 44, und Zahnrad 52 überträgt das Drehmoment auf Zahnrad 54. Zahnrad 44 überträgt das Drehmoment auf die erste Gegenwelle 24 über Synchroneinrichtung 90, und Zahnrad 54 überträgt das Drehmoment auf die zweite Gegenwelle 26 über Synchroneinrichtung 96. Drehmoment wird dann von der ersten Gegenwelle 24 auf das erste Gegenwellen-Übertragungszahnrad 66 von der ersten Gegenwelle 24 auf das erste Gegenwellen-Übertragungszahnrad 66 und von der zweiten Gegenwelle 26 auf das zweite Gegenwellen-Übertragungszahnrad 68 übertragen. Das erste und zweite Gegenwellen-Übertragungszahnrad 66, 68 übertragen das Drehmoment auf die Ausgangswelle 69 über das Ausgangsübertragungszahnrad.
Das nächste nachfolgende Vorwärtsdrehmomentverhältnis, als Gangzustand 4. in der Wahrheitstabelle von 2 angegeben, wird durch die Einrückung der Eingangskupplung 76 und Synchroneinrichtung 96 hergestellt. Die Eingangskupplung 76 verbindet das Sonnenrad 30 mit der Eingangswelle 12. Synchroneinrichtung 96 verbindet Zahnrad 56 zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten Gegenwelle 26. Drehmoment wird von der Eingangswelle 12 auf das Sonnenrad 30 über die eingerückte Eingangskupplung 76 übertragen. Drehmoment fließt dann von dem Sonnenrad 30 zu Zahnrad 52 über die erste Zwischenwelle 18. Zahnrad 52 überträgt das Drehmoment auf Zahnrad 54. Zahnrad 54 überträgt das Drehmoment auf die zweite Gegenwelle 26 über Synchroneinrichtung 96. Drehmoment wird dann von der zweiten Gegenwelle 26 auf das zweite Gegenwellen-Übertragungszahnrad 68 übertragen. Das zweite Gegenwellen-Übertragungszahnrad 68 überträgt das Drehmoment auf die Ausgangswelle 14 über das Ausgangsübertragungszahnrad 69.
Ein nachfolgendes Vorwärtsdrehmomentverhältnis, als Gangzustand 5. in 2 angegeben, wird mit der Einrückung der Eingangskupplung 72 und der Synchroneinrichtungen 92 und 96 hergestellt. Die Eingangskupplung 72 verbindet das Hohlrad 32 mit der Eingangswelle 12. Synchroneinrichtung 92 verbindet Zahnrad 46 zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten Gegenwelle 26. Synchroneinrichtung 96 verbindet Zahnrad 56 zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten Gegenwelle 26. Drehmoment wird von der Eingangswelle 12 auf das Hohlrad 32 über die eingerückte Eingangskupplung 72 übertragen. Drehmoment fließt dann von dem Hohlrad 32 zu Trägerelement 34. Drehmoment wird von Trägerelement 34 auf Zahnrad 42 über die zweite Zwischenwelle 20 und auf Sonnenrad 30 übertragen. Sonnenrad 30 überträgt das Drehmoment auf Zahnrad 52 über die erste Zwischenwelle 18. Zahnrad 42 überträgt das Drehmoment auf Zahnrad 46, und Zahnrad 52 überträgt das Drehmoment auf Zahnrad 56. Zahnrad 46 überträgt das Drehmoment auf die zweite Gegenwelle 26 über Synchroneinrichtung 92, und Zahnrad 56 überträgt das Drehmoment auf die zweite Gegenwelle 26 über Synchroneinrichtung 96. Drehmoment wird dann von der zweiten Gegenwelle 26 auf die Ausgangswelle 14 übertragen. Drehmoment wird dann von der zweiten Gegenwelle 26 auf das zweite Gegenwellen-Übertragungszahnrad 68 übertragen. Das zweite Gegenwellen-Übertragungszahnrad 68 überträgt das Drehmoment auf die Ausgangswelle 14 über das Ausgangsübertragungszahnrad 69.
Ein nachfolgendes Vorwärtsdrehmomentverhältnis, als Gangzustand 6. in der Wahrheitstabelle von 2 angegeben, wird mit der Einrückung der Eingangskupplung 74 und Synchroneinrichtung 92 hergestellt. Die Eingangskupplung 74 verbindet das Trägerelement 34 mit der Eingangswelle 12. Synchroneinrichtung 92 verbindet Zahnrad 46 zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten Gegenwelle 26. Drehmoment wird von der Eingangswelle 12 auf das Trägerelement 34 über die eingerückte Eingangskupplung 74 übertragen. Drehmoment fließt dann von dem Trägerelement zu Zahnrad 42 über die zweite Zwischenwelle 20. Zahnrad 42 überträgt das Drehmoment auf Zahnrad 46. Zahnrad 46 überträgt das Drehmoment auf die zweite Gegenwelle 26 über Synchroneinrichtung 92. Drehmoment wird dann von der zweiten Gegenwelle 26 auf das zweite Gegenwellen-Übertragungszahnrad 68 übertragen. Das zweite Gegenwellen-Übertragungszahnrad 68 überträgt das Drehmoment auf die Ausgangswelle 14 über das Ausgangsübertragungszahnrad 69.
Ein nachfolgendes Vorwärtsdrehmomentverhältnis, als Gangzustand 7. in 2 angegeben, wird mit der Einrückung der Eingangskupplung 72 und der Synchroneinrichtungen 92 und 98 hergestellt. Die Eingangskupplung 72 verbindet das Hohlrad 32 mit der Eingangswelle 12. Synchroneinrichtung 92 verbindet Zahnrad 46 zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten Gegenwelle 26. Synchroneinrichtung 98 verbindet Zahnrad 64 zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten Gegenwelle 26. Drehmoment wird von der Eingangswelle 12 auf das Hohlrad 32 über die eingerückte Eingangskupplung 72 übertragen. Drehmoment fließt dann von dem Hohlrad 32 zu Trägerelement 34. Drehmoment wird von Trägerelement 34 auf Zahnrad 42 über die zweite Zwischenwelle 20 und auf Sonnenrad 30 übertragen. Sonnenrad 30 überträgt das Drehmoment auf Zahnrad 62 über die erste Zwischenwelle 18. Zahnrad 42 überträgt das Drehmoment auf Zahnrad 46, und Zahnrad 62 überträgt das Drehmoment auf Zahnrad 64. Zahnrad 46 überträgt das Drehmoment auf die zweite Gegenwelle 26 über Synchroneinrichtung 92, und Zahnrad 64 überträgt das Drehmoment auf die zweite Gegenwelle 26 über Synchroneinrichtung 98. Drehmoment wird dann von der zweiten Gegenwelle 26 auf das zweite Gegenwellen-Übertragungszahnrad 68 übertragen. Das zweite Gegenwellen-Übertragungszahnrad 68 überträgt das Drehmoment auf die Ausgangswelle 14 über das Ausgangsübertragungszahnrad 69.
Das nächste nachfolgende Vorwärtsdrehmomentverhältnis, als Gangzustand 8. in der Wahrheitstabelle von 2 angegeben, wird mit der Einrückung der Eingangskupplung 76 und Synchroneinrichtung 98 hergestellt. Die Eingangskupplung 76 verbindet das Sonnenrad 30 mit der Eingangswelle 12. Synchroneinrichtung 98 verbindet Zahnrad 64 zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten Gegenwelle 26. Drehmoment wird von der Eingangswelle 12 auf das Sonnenrad 30 über die eingerückte Eingangskupplung 76 übertragen. Drehmoment fließt dann von dem Sonnenrad 30 zu Zahnrad 62 über die erste Zwischenwelle 18. Zahnrad 62 überträgt das Drehmoment auf Zahnrad 64. Zahnrad 64 überträgt das Drehmoment auf die zweite Gegenwelle 26 über Synchroneinrichtung 96. Drehmoment wird dann von der zweiten Gegenwelle 26 auf das zweite Gegenwellen-Übertragungszahnrad 68 übertragen. Das zweite Gegenwellen-Übertragungszahnrad 68 überträgt das Drehmoment auf die Ausgangswelle 14 über das Ausgangsübertragungszahnrad 69.
Die vorliegende Erfindung zieht in Betracht, dass Herunterschaltungen der umgekehrten Abfolge der entsprechenden Hochschaltung (wie oben beschrieben) folgen und mehrere Schaltungen mit anstehender Leistung und Überspringen möglich sind.
Nun unter Bezugnahme auf 3 ist ein Neunganggetriebe 100 gemäß den Prinzipien der Erfindung gezeigt. Das Getriebe 100 weist die gleichen Komponenten auf, wie sie zuvor mit Bezug auf das Getriebe 10 beschrieben wurden und wie sie in 3 mit ähnlichen Bezugszeichen angegeben sind. Jedoch weist das Getriebe 100 eine unterschiedliche Anordnung für den koplanaren Zahnradsatz 60 auf, der hierin als koplanarer Zahnradsatz 60' bezeichnet wird. Der koplanare Zahnradsatz 60' ist nun am weitesten entfernt von der Eingangskupplung 70 gelegen. Genauer umfasst der Zahnradsatz 60' koplanare kämmende Zahnräder 62' und 64'. Zahnrad 62' ist zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Zwischenwelle 18 verbunden und kämmt mit Zahnrad 64. Zahnrad 64 ist um die erste Gegenwelle 24 drehbar und selektiv mit dieser anstatt mit der zweiten Gegenwelle 26 verbindbar, wie es oben mit Bezug auf Getriebe 10 beschrieben wurde. Synchroneinrichtung 98' bringt Zahnrad 64' selektiv mit der ersten Gegenwelle 24 zur gemeinsamen Rotation damit in Eingriff, anstatt Zahnrad 64 selektiv mit der zweiten Gegenwelle 26 zu verbinden, wie es oben mit Bezug auf Getriebe 10 beschrieben wurde. Das Getriebe 100 ist in der Lage, Drehmoment von der Eingangswelle 12 auf die Ausgangswelle 14 in zumindest neun Vorwärtsdrehmomentverhältnissen und einem Rückwärtsdrehmomentverhältnis zu übertragen, wie es in der Wahrheitstabelle von 4 angegeben ist. Ein jedes der Vorwärtsdrehmomentverhältnisse und das Rückwärtsdrehmomentverhältnis wird durch Einrückung von einem von dem ersten, zweiten und dritten Drehmomentübertragungsmechanismus oder den Eingangskupplungen 72, 74, 76, der Bremse 80 und einer oder mehreren der Synchroneinrichtungen 90, 92, 94, 96 und 98 erzielt, wie es durch ein „X“ in den Spalten der Wahrheitstabelle von 4 angegeben ist. Fachleute werden leicht verstehen, dass jedem Drehmomentverhältnis ein unterschiedliches Drehzahlverhältnis zugeordnet ist. Somit können durch das Getriebe 100 neun Vorwärtsgänge erzielt werden.

Claims

Getriebe (10, 100), umfassend: ein Eingangselement (12); ein Ausgangselement (14); einen Planetenradsatz (28), der ein erstes, zweites und drittes Element (30, 34, 32) aufweist; eine Kupplungsbaugruppe (70), die einen ersten, einen zweiten und einen dritten Drehmomentübertragungsmechanismus (72, 74, 76) aufweist, die jeweils selektiv einrückbar sind, um das Eingangselement (12) mit einem jeweiligen unterschiedlichen der Elemente (32, 34, 30) des Planetenradsatzes (28) zu verbinden; eine erste Zwischenwelle (18), die zur gemeinsamen Rotation mit dem ersten Element (30) des Planetenradsatzes (28) verbunden ist; eine zweite Zwischenwelle (20), die zur gemeinsamen Rotation mit dem zweiten Element des Planetenradsatzes (34) verbunden ist, wobei die zweite Zwischenwelle (20) konzentrisch mit der ersten Zwischenwelle (18) ist; eine erste Gegenwelle (24), die radial von den Zwischenwellen (18, 20) versetzt ist; eine zweite Gegenwelle (26), die radial von den Zwischenwellen (18, 20) versetzt ist; ein erstes Gegenwellen-Übertragungszahnrad (66), das zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Gegenwelle (24) verbunden ist und mit dem Ausgangselement (14) in Verbindung steht, um Drehmoment von der ersten Gegenwelle (24) auf das Ausgangselement (14) zu übertragen; ein zweites Gegenwellen-Übertragungszahnrad (68), das zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten Gegenwelle (26) verbunden ist und mit dem Ausgangselement (14) in Verbindung steht, um Drehmoment von der zweiten Gegenwelle (26) auf das Ausgangselement (14) zu übertragen; zumindest drei koplanare kämmende Zahnradsätze (40, 50, 60; 40, 50, 60'), wobei eines (42) der Zahnräder (42, 44, 46, 52, 54, 56, 62, 64; 42, 44, 46, 52, 54, 56, 62', 64') der zumindest drei koplanaren kämmenden Zahnradsätze (40, 50, 60; 40, 50, 60') zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten Zwischenwelle (20) befestigt ist, und zwei (52, 62; 52, 62') der Zahnräder (42, 44, 46, 52, 54, 56, 62, 64; 42, 44, 46, 52, 54, 56, 62', 64') der zumindest drei koplanaren kämmenden Zahnradsätze (40, 50, 60; 40, 50, 60') zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Zwischenwelle (18) befestigt sind; und eine Vielzahl von Synchroneinrichtungen (90, 92, 94, 96, 98; 90, 92, 94, 96, 98'), wobei die Synchroneinrichtungen (90, 92, 94, 96, 98; 90, 92, 94, 96, 98') selektiv einrückbar sind, um zumindest eines der Zahnräder (44, 46, 54, 56, 64; 44, 46, 54, 56, 64') der zumindest drei koplanaren kämmenden Zahnradsätze (40, 50, 60; 40, 50, 60') mit zumindest einer von der ersten und zweiten Vorgelegewelle (18, 20) zur gemeinsamen Rotation damit zu verbinden, wodurch Drehmoment von dem Planetenradsatz (28) auf zumindest eines von dem ersten und zweiten Vorgelegewellen-Übertragungszahnrad (66, 68) durch zumindest eine der Zwischenwellen (18, 20) und zumindest einen der Sätze koplanarer kämmender Zahnradsätze (40, 50, 60; 40, 50, 60') übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass zwei (40, 50) der zumindest drei koplanaren kämmenden Zahnradsätze (40, 50, 60; 40, 50, 60') jeweils ein erstes Zahnrad (42, 52) in Kämmung mit einem zweiten (44, 54) und dritten Zahnrad (46, 56) umfassen.
Getriebe (10; 100) nach Anspruch 1, wobei das erste Element (30) des Planetenradsatzes (28) ein Sonnenrad ist, das zweite Element (34) des Planetenradsatzes (28) ein Planetenträger ist und das dritte Element (32) des Planetenradsatzes (28) ein Hohlrad ist.
Getriebe (10; 100) nach Anspruch 2, wobei das Planetenträgerelement (34) einen ersten und zweiten Satz Planetenräder (36, 38) drehbar lagert, und wobei der erste Satz Planetenräder (36) mit dem Sonnenrad (30) und dem zweiten Satz Planetenräder (38) kämmt, und der zweite Satz Planetenräder (38) mit dem Hohlrad (32) und dem ersten Satz Planetenräder (36) kämmt.
Getriebe (10; 100) nach Anspruch 2, wobei die erste Zwischenwelle (18) zur gemeinsamen Rotation mit dem Sonnenrad (30) des Planetenradsatzes (28) verbunden ist.
Getriebe (10; 100) nach Anspruch 2, wobei die zweite Zwischenwelle (20) zur gemeinsamen Rotation mit dem Planetenträgerelement (34) des Planetenradsatzes (28) verbunden ist.
Getriebe (10; 100) nach Anspruch 2, wobei der erste Drehmomentübertragungsmechanismus (72) selektiv einrückbar ist, um das Eingangselement (12) mit dem Hohlrad (32) des Planetenradsatzes (28) zu verbinden, der zweite Drehmomentübertragungsmechanismus (74) selektiv einrückbar ist, um das Eingangselement (12) mit dem Planetenträger (34) des Planetenradsatzes (12) zu verbinden, und der dritte Drehmomentübertragungsmechanismus (76) selektiv einrückbar ist, um das Eingangselement (12) mit dem Sonnenrad (30) des Planetenradsatzes (28) zu verbinden.
Getriebe (10; 100) nach Anspruch 1, wobei einer (64; 64') der zumindest drei koplanaren kämmenden Zahnradsätze (40, 50, 60; 40, 50, 60') ein erstes Zahnrad (62; 62') in Kämmung mit einem zweiten Zahnrad (64; 64') umfasst.
Getriebe (10; 100) nach Anspruch 7, wobei das erste Zahnrad (42, 52, 62; 42, 52, 62') von jedem der zumindest drei koplanaren kämmenden Zahnradsätze (40, 50, 60; 40, 50, 60') fest mit der ersten Zwischenwelle (18) verbunden ist.
Getriebe (10) nach Anspruch 7, wobei die zweiten Zahnräder (44, 54) von zweien (40, 50) der zumindest drei koplanaren kämmenden Zahnradsätze (40, 50, 60) selektiv mit der ersten Gegenwelle (24) in Eingriff gebracht werden können, und das zweite Zahnrad (64) des verbleibenden (60) der zumindest drei koplanaren kämmenden Zahnradsätze (40, 50, 60) selektiv mit der zweiten Gegenwelle (26) in Eingriff gebracht werden kann, wobei die Vielzahl von Synchroneinrichtungen (90, 92, 94, 96, 98) bevorzugt ferner eine erste Synchroneinrichtung (90) zum selektiven Verbinden eines zweiten Zahnrades (44) eines ersten (40) der zumindest drei koplanaren kämmenden Zahnradsätze (40, 50, 60) mit der ersten Gegenwelle (24) umfasst, wobei die Vielzahl von Synchroneinrichtungen (90, 92, 94, 96, 98) ferner eine zweite Synchroneinrichtung (92) zum selektiven Verbinden eines dritten Zahnrades (46) des ersten (40) der zumindest drei koplanaren kämmenden Zahnradsätze (40, 50, 60) mit der zweiten Gegenwelle (26) umfasst, wobei die Vielzahl von Synchroneinrichtungen (90, 92, 94, 96, 98) ferner eine dritte Synchroneinrichtung (94) zum selektiven Verbinden eines zweiten Zahnrades (54) eines zweiten (50) der zumindest drei koplanaren kämmenden Zahnradsätze (40, 50, 60) mit der ersten Gegenwelle (24) umfasst, wobei die Vielzahl von Synchroneinrichtungen (90, 92, 94, 96, 98) ferner eine vierte Synchroneinrichtung (96) zum selektiven Verbinden eines dritten Zahnrades (56) eines zweiten (50) der zumindest drei koplanaren kämmenden Zahnradsätze (40, 50, 60) mit der zweiten Gegenwelle (26) umfasst, wobei die Vielzahl von Synchroneinrichtungen (90, 92, 94, 96, 98) ferner eine fünfte Synchroneinrichtung (98) zum selektiven Verbinden eines zweiten Zahnrades (64) eines dritten (60) der zumindest drei koplanaren kämmenden Zahnradsätze (40, 50, 60) mit der zweiten Gegenwelle (26) umfasst, und wobei das Ausgangselement (14) ferner ein Ausgangsübertragungszahnrad (69) in Kämmung mit einem jeden des ersten und zweiten Gegenwellen-Übertragungszahnrades (66, 68) umfasst.