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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen U.S.-Anmeldung Nr. 61/842,630, die am 3. Juli 2013 eingereicht wurde. Die Offenbarung der obigen Anmeldung ist hierin durch Bezugnahme mit aufgenommen.
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GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung betrifft Automatikgetriebe und genauer ein stufenloses Getriebe, das einen Kettenabtrieb aufweist.
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HINTERGRUND
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Die Aussagen in diesem Abschnitt liefern lediglich Hintergrundinformationen, die mit der vorliegenden Offenbarung in Beziehung stehen, und brauchen keinen Stand der Technik zu bilden.
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Ein stufenloses Getriebe (”CVT”) umfasst in der Regel ein Riemen- und Scheibensystem, das eine Drehleistungsquelle, wie etwa eine Kraftmaschine oder einen Elektromotor, funktional mit einer Doppelgang-Endantriebseinheit zu koppelt. Das Riemen- und Scheibensystem umfasst im Allgemeinen ein erstes und zweites Paar Scheibenkegel, die einen Drehmoment übertragenden Riemen oder eine Drehmoment übertragende Kette aufweisen, die sich zwischen den Kegelpaaren erstreckt. Jedes Scheibenkegelpaar umfasst ein axial feststehendes Scheibenelement und ein axial bewegbares Scheibenelement. Jedes bewegbare Scheibenelement ist axial mit Bezug auf das feststehende Scheibenelement durch ein hydraulisches System einstellbar. Das hydraulische System liefert primäre und sekundäre Hydraulikdrücke an die jeweiligen bewegbaren Scheibenelemente, um den Laufradius des ersten und zweiten Scheibenkegelpaares einzustellen, was wiederum das Ausgang/Eingang-Übersetzungsverhältnis des stufenlosen Getriebes steuert. Eine Bewegung der Kegel variiert das Verhältnis von einer Eingangsdrehzahl zu einer Ausgangsdrehzahl stufenlos oder kontinuierlich. Mit dem stufenlosen Getriebe können kleine, aber effektive Übersetzungsverhältnisänderungen erzielt werden. Dies steht im Gegensatz zu einer Einheit mit Festgangübersetzungsverhältnis, bei der jegliche Übersetzungsverhältnisänderungen Stufenwerte sind.
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Die axiale Länge und Masse des CVT beeinflussen seine Leistungsdichte und seinen Wirkungsgrad beträchtlich. Dementsprechend besteht ein konstanter Bedarf für verbesserte CVT-Konstruktionen, die die axiale Länge und Masse minimieren, während ausreichende Leistungsvermögenscharakteristiken bereitgestellt werden.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Es ist ein Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug vorgesehen. Der Antriebsstrang umfasst ein stufenloses Getriebe, das eine stufenlos verstellbare Einheit aufweist, die mit einer Planetenradsatzanordnung verbunden ist. Die Planetenradsatzanordnung umfasst im Allgemeinen zwei Planetenradsätze, zwei Bremsen und eine Kupplung und stellt mehrere Modi einer Übersetzungsverhältnisauswahl zwischen der stufenlos verstellbaren Einheit und einem Getriebeausgangselement zur Verfügung. Das Getriebeausgangselement ist mit einem kettengetriebenen Endantrieb verbunden, der nur drei Drehachsen aufweist.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug ein Getriebeeingangselement, ein Getriebeausgangselement, eine stufenlos verstellbare Einheit, die ein erstes Scheibenpaar, das zur gemeinsamen Rotation mit dem Getriebeeingangselement verbunden ist, ein zweites Scheibenpaar und ein endloses Element, das um das erste Scheibenpaar und das zweite Scheibenpaar geschlungen ist, aufweist, einen ersten Planetenradsatz, der eine Mehrzahl von Elementen aufweist, und einen zweiten Planetenradsatz, der eine Mehrzahl von Elementen aufweist, wobei der zweite Planetenradsatz zur gemeinsamen Rotation mit dem ersten Planetenradsatz, der stufenlos verstellbaren Einheit und dem Getriebeausgangselement verbunden ist. Eine Kupplung verbindet den ersten Planetenradsatz selektiv zur gemeinsamen Rotation mit dem zweiten Planetenradsatz. Eine erste Bremse verbindet den ersten Planetenradsatz selektiv mit einem feststehenden Element. Eine zweite Bremse verbindet den zweiten Planetenradsatz selektiv mit dem feststehenden Element. Ein Kettenantrieb ist zur gemeinsamen Rotation mit dem Getriebeausgangselement verbunden. Ein Transferelement ist zur gemeinsamen Rotation mit dem Kettenantrieb verbunden. Ein Endantriebs-Planetenradsatz ist zur gemeinsamen Rotation mit dem Transferelement verbunden. Der Antriebsstrang umfasst nur drei Drehachsen von dem Getriebeausgangselement zu dem Endantriebs-Planetenradsatz.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst der erste Planetenradsatz ein erstes Element, ein zweites Element und ein drittes Element, und der zweite Planetenradsatz umfasst ein erstes Element, ein zweites Element und ein drittes Element, wobei das erste Element des ersten Planetenradsatzes zur gemeinsamen Rotation mit dem zweiten Element des zweiten Planetenradsatzes verbunden ist, und das zweite Element des ersten Planetenradsatzes zur gemeinsamen Rotation mit dem dritten Element des zweiten Planetenradsatzes verbunden ist.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das erste Element des zweiten Planetenradsatzes zur gemeinsamen Rotation mit dem zweiten Scheibenpaar verbunden, und das zweite Element des ersten Planetenradsatzes und das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes sind zur gemeinsamen Rotation mit dem Getriebeausgangselement verbunden.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung verbindet die Kupplung das erste Element des ersten Planetenradsatzes und das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes selektiv zur gemeinsamen Rotation mit dem zweiten Element des ersten Planetenradsatzes und dem dritten Element des zweiten Planetenradsatzes.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung verbindet die erste Bremse das erste Element des ersten Planetenradsatzes und das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes selektiv mit dem feststehenden Element.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung verbindet die zweite Bremse das dritte Element des ersten Planetenradsatzes selektiv mit dem feststehenden Element.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung sind das erste Element des ersten Planetenradsatzes und das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes einstückig als ein einziges rotierendes Element gebildet.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung sind das zweite Element des ersten Planetenradsatzes und das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes einstückig als ein einziges rotierendes Element gebildet.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das erste Element des ersten Planetenradsatzes ein Hohlrad, das zweite Element des ersten Planetenradsatzes ist ein Planetenträgerelement, das dritte Element des ersten Planetenradsatzes ist ein Sonnenrad, das erste Element des zweiten Planetenradsatzes ist ein Sonnenrad, das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes ist ein Hohlrad, und das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes ist ein Planetenträgerelement.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung lagern das zweite Element des ersten Planetenradsatzes und das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes beide eine Mehrzahl von gestuften Ritzeln und eine Mehrzahl von Ritzeln, wobei ein jedes der Mehrzahl von gestuften Ritzeln einen ersten Abschnitt in Kämmung mit dem dritten Element des ersten Planetenradsatzes und einen zweiten Abschnitt in Kämmung mit den einstückig gebildeten erstes Element des ersten Planetenradsatzes und zweites Element des zweiten Planetenradsatzes und in Kämmung mit der Mehrzahl von Ritzeln aufweist, und wobei die Mehrzahl von Ritzeln in Kämmung mit dem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes ist.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst der Endantriebs-Planetenradsatz ein erstes Element, ein zweites Element und ein drittes Element, wobei das erste Element zur gemeinsamen Rotation mit dem Transferelement verbunden ist, das zweite Element mit Straßenrädern des Kraftfahrzeugs verbunden ist, und das dritte Element mit dem feststehenden Element verbunden ist.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das erste Element des Endantriebs-Planetenradsatzes ein Sonnenrad, das zweite Element des Endantriebs-Planetenradsatzes ist ein Planetenträgerelement, und das dritte Element des Endantriebs-Planetenradsatzes ist ein Hohlrad.
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Weitere Anwendbarkeitsbereiche werden aus der hierin angegebenen Beschreibung deutlich werden. Es ist zu verstehen, dass die Beschreibung und die besonderen Beispiele lediglich zu Veranschaulichungszwecken vorgesehen sind und den Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken sollen.
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ZEICHNUNGEN
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Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen nur zu Veranschaulichungszwecken und sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung in keiner Weise einschränken.
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1 ist ein schematisches Diagramm eines Antriebsstrangs gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
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2A ist ein schematisches Hebeldiagramm eines beispielhaften Getriebes gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
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2B ist ein schematisches Hebeldiagramm eines anderen beispielhaften Getriebes gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
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2C ist ein schematisches Hebeldiagramm eines anderen beispielhaften Getriebes gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
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2D ist ein schematisches Hebeldiagramm eines anderen beispielhaften Getriebes gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
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2E ist ein schematisches Hebeldiagramm eines anderen beispielhaften Getriebes gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
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2F ist ein schematisches Hebeldiagramm eines anderen beispielhaften Getriebes gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
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3A ist eine Diagrammdarstellung einer Ausführungsform eines Getriebes gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
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3B ist eine Diagrammdarstellung einer anderen Ausführungsform eines Getriebes gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
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3C ist eine Diagrammdarstellung einer anderen Ausführungsform eines Getriebes gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
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3D ist eine Diagrammdarstellung einer anderen Ausführungsform eines Getriebes gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
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3E ist eine Diagrammdarstellung einer anderen Ausführungsform eines Getriebes gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
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3F ist eine Diagrammdarstellung einer anderen Ausführungsform eines Getriebes gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
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4A ist eine Diagrammdarstellung einer anderen Ausführungsform eines Getriebes gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
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4B ist eine Diagrammdarstellung einer anderen Ausführungsform eines Getriebes gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
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4C ist eine Diagrammdarstellung einer anderen Ausführungsform eines Getriebes gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
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4D ist eine Diagrammdarstellung einer anderen Ausführungsform eines Getriebes gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
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4E ist eine Diagrammdarstellung einer anderen Ausführungsform eines Getriebes gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
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4F ist eine Diagrammdarstellung einer anderen Ausführungsform eines Getriebes gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
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5A ist eine Diagrammdarstellung einer anderen Ausführungsform eines Getriebes gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
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5B ist eine Diagrammdarstellung einer anderen Ausführungsform eines Getriebes gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
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5C ist eine Diagrammdarstellung einer anderen Ausführungsform eines Getriebes gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
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5D ist eine Diagrammdarstellung einer anderen Ausführungsform eines Getriebes gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
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5E ist eine Diagrammdarstellung einer anderen Ausführungsform eines Getriebes gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
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5F ist eine Diagrammdarstellung einer anderen Ausführungsform eines Getriebes gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
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6A ist ein schematisches Hebeldiagramm eines beispielhaften Getriebes gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
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6B ist ein schematisches Hebeldiagramm eines anderen beispielhaften Getriebes gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
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6C ist ein schematisches Hebeldiagramm eines anderen beispielhaften Getriebes gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
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6D ist ein schematisches Hebeldiagramm eines anderen beispielhaften Getriebes gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
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6E ist ein schematisches Hebeldiagramm eines anderen beispielhaften Getriebes gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
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6F ist ein schematisches Hebeldiagramm eines anderen beispielhaften Getriebes gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
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7A ist eine Diagrammdarstellung einer Ausführungsform eines Getriebes gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
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7B ist eine Diagrammdarstellung einer anderen Ausführungsform eines Getriebes gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
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7C ist eine Diagrammdarstellung einer anderen Ausführungsform eines Getriebes gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
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7D ist eine Diagrammdarstellung einer anderen Ausführungsform eines Getriebes gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
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7E ist eine Diagrammdarstellung einer anderen Ausführungsform eines Getriebes gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
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7F ist eine Diagrammdarstellung einer anderen Ausführungsform eines Getriebes gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
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8A ist ein schematisches Hebeldiagramm eines beispielhaften Getriebes gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
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8B ist ein schematisches Hebeldiagramm eines anderen beispielhaften Getriebes gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
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8C ist ein schematisches Hebeldiagramm eines anderen beispielhaften Getriebes gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
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8D ist ein schematisches Hebeldiagramm eines anderen beispielhaften Getriebes gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
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8E ist ein schematisches Hebeldiagramm eines anderen beispielhaften Getriebes gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
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8F ist ein schematisches Hebeldiagramm eines anderen beispielhaften Getriebes gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
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9A ist eine Diagrammdarstellung einer Ausführungsform eines Getriebes gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
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9B ist eine Diagrammdarstellung einer anderen Ausführungsform eines Getriebes gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
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9C ist eine Diagrammdarstellung einer anderen Ausführungsform eines Getriebes gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
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9D ist eine Diagrammdarstellung einer anderen Ausführungsform eines Getriebes gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
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9E ist eine Diagrammdarstellung einer anderen Ausführungsform eines Getriebes gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung; und
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9F ist eine Diagrammdarstellung einer anderen Ausführungsform eines Getriebes gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und soll die vorliegende Offenbarung, Anwendung oder Nutzungen nicht begrenzen.
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Unter Bezugnahme auf 1 ist ein Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug allgemein mit Bezugszeichen 10 angegeben. Der Antriebsstrang 10 umfasst im Allgemeinen eine Kraftmaschine 12, die mit einem Getriebe 14 verbunden ist. Die Kraftmaschine 12 kann eine herkömmliche Benzin-, Diesel- oder Flex-Fuel-Brennkraftmaschine, eine Hybrid-Kraftmaschine oder ein Elektromotor oder irgendein anderer Typ von Antriebsaggregat sein, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Die Kraftmaschine 12 führt dem Getriebe 14 durch zum Beispiel eine Flexplate (nicht gezeigt) oder eine andere Verbindungsvorrichtung oder eine Startvorrichtung 15, wie etwa eine hydrodynamische Vorrichtung oder eine Anfahrkupplung, ein Antriebsdrehmoment zu.
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Das Getriebe 14 ist ein stufenloses Getriebe (CVT) mit einem Antrieb über Scheiben oder Halbscheiben mit variablem Durchmesser. Das Getriebe 14 umfasst ein in der Regel gegossenes Metallgehäuse 16, das die verschiedenen Komponenten des Getriebes 14 umschließt und schützt. Das Gehäuse 16 umfasst eine Vielfalt von Öffnungen, Durchgängen, Schultern und Flanschen, die diese Komponenten positionieren und abstützen. Allgemein ausgedrückt umfasst das Getriebe 14 eine Getriebeeingangswelle 20 und eine Getriebeausgangswelle 22. Zwischen die Getriebeeingangswelle 20 und die Getriebeausgangswelle 22 sind eine Scheibenbaugruppe 24 und ein Getriebekasten 26 eingekoppelt, die zusammenwirken, um Vorwärts- und Rückwärtsdrehzahl- oder Vorwärts- und Rückwärtsübersetzungsverhältnisse zwischen der Getriebeeingangswelle 20 und der Getriebeausgangswelle 22 zur Verfügung zu stellen. Die Getriebeeingangswelle 20 ist funktional mit der Kraftmaschine 12 durch die Startvorrichtung 15 verbunden und nimmt Eingangsdrehmoment oder Leistung von der Kraftmaschine 12 auf. Die Getriebeausgangswelle 22 ist bevorzugt mit einer kettengetriebenen Endantriebseinheit 28 verbunden. Die Getriebeausgangswelle 22 liefert Antriebsdrehmoment an die Endantriebseinheit 28.
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Die Getriebeeingangswelle 20 ist mit der Scheibenbaugruppe 24 verbunden. Die Scheibenbaugruppe 24 umfasst ein erstes Scheiben- oder Halbscheibenpaar 30 und ein zweites Scheiben- oder Halbscheibenpaar 32. Die erste Scheibe 30 umfasst eine erste kegelstumpfförmige Halbscheibe oder ein erstes kegelstumpfförmiges Element 30A und eine zweite kegelstumpfförmige Halbscheibe oder ein zweites kegelstumpfförmiges Element 30B in axialer Ausrichtung mit der ersten kegelstumpfförmigen Halbscheibe 30A. Die zweite Halbscheibe 30B ist direkt zur Rotation mit dem Getriebeeingangselement 20 verbunden und kann einstückig mit dem Getriebeeingangselement 20 gebildet sein. Die erste Halbscheibe 30A ist axial relativ zu der zweiten Halbscheibe 30B durch ein hydraulisches Steuerungssystem (nicht gezeigt) oder anderes Betätigungssystem bewegbar. Es ist festzustellen, dass die Halbscheiben 30A und 30B axial vertauscht werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Die zweite Scheibe 32 umfasst eine erste kegelstumpfförmige Halbscheibe oder ein erstes kegelstumpfförmiges Element 32A und eine zweite kegelstumpfförmige Halbscheibe oder ein zweites kegelstumpfförmiges Element 32B in axialer Ausrichtung mit der ersten kegelstumpfförmigen Halbscheibe 32A. Die zweite Halbscheibe 32B ist direkt zur Rotation mit einer Transferwelle oder einem Transferelement 34 verbunden oder kann einstückig mit der Transferwelle 34 gebildet sein.
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Die erste Halbscheibe 32A ist axial relativ zu der zweiten Halbscheibe 32B durch ein hydraulisches Steuerungssystem (nicht gezeigt) oder anderes Betätigungssystem bewegbar. Es ist festzustellen, dass die Halbscheiben 32A und 32B axial vertauscht werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Ein Drehmoment übertragender Riemen oder eine Drehmoment übertragende Kette 36, die einen V-förmigen Querschnitt aufweist, ist zwischen dem ersten Scheibenpaar 30 und dem zweiten Scheibenpaar 32 montiert. Antriebsdrehmoment, das von der Getriebeeingangswelle 20 übermittelt wird, wird über Reibung zwischen den Halbscheiben 30A und 30B und dem Riemen 36 übertragen. Das Übersetzungsverhältnis von der Eingangsscheibe 30 zu der Ausgangsscheibe 32 wird eingestellt, indem der Abstand zwischen den Halbscheiben 30A und 30B und zwischen den Halbscheiben 32A und 32B verändert wird. Um zum Beispiel das Übersetzungsverhältnis zwischen den Scheiben 30 und 32 zu verändern, kann der axiale Abstand zwischen den Halbscheiben 30A und 30B verringert werden, indem die Halbscheibe 30A in Richtung der Halbscheibe 32B bewegt wird, während gleichzeitig der axiale Abstand zwischen Halbscheibe 32A und 32B vergrößert wird, indem Halbscheibe 32A von Halbscheibe 32B weg bewegt wird. Aufgrund des V-förmigen Querschnitts des Riemens 36 läuft der Riemen 36 auf der ersten Scheibe 30 höher und auf der zweiten Scheibe 32 niedriger. Daher ändern sich die effektiven Durchmesser der Scheiben 30 und 32, was wiederum das Gesamtübersetzungsverhältnis zwischen der ersten Scheibe 30 und der zweiten Scheibe 32 ändert. Da der radiale Abstand zwischen den Scheiben 30 und 32 und die Länge des Riemens 36 konstant sind, muss die Bewegung der Halbscheiben 30A und 32A gleichzeitig auftreten, um den richtigen Betrag an Spannung an dem Riemen 36 aufrechtzuerhalten und somit sicherzustellen, dass Drehmoment von den Scheiben 30, 32 auf den Riemen 36 übertragen wird.
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Die Scheibenbaugruppe 24 überträgt Drehmoment auf den Getriebekasten 26 über die Transferwelle 34. Der Getriebekasten 26 umfasst eines von mehreren Planetenradsatzgetrieben oder Planetenradsatzanordnungen, wie es nachstehend ausführlicher beschrieben wird. Der Getriebekasten 26 gibt Drehmoment von der Scheibenbaugruppe 26 an die Getriebeausgangswelle 22 aus.
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Die Getriebeausgangswelle 22 ist verbunden mit oder umfasst ein erstes Stirnrad oder Antriebskettenrad 38. Eine Transferkette 40 steht mit dem Antriebskettenrad 38 in Eingriff oder kämmt anderweitig mit diesem und steht mit einem zweiten Stirnrad oder angetriebenen Kettenrad 42 in Eingriff oder kämmt anderweitig mit diesem. Das angetriebene Kettenrad 42 ist mit einem Endantriebs-Planetenradsatz 44 entweder direkt oder über eine Welle oder ein Element 46 verbunden.
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Der Endantriebs-Planetenradsatz 44, sowie die verschiedenen nachstehend beschriebenen Anordnungen des Getriebekastens 26 sind 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 miteinander 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.
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Mechanische Kopplungen oder Verbindungen zwischen den Knoten der verschiedenen Planetenradsätze sind durch dünne, horizontale Linien veranschaulicht, und Drehmomentübertragungseinrichtungen, wie etwa 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 Benford und Leising zu finden, die hierin durch Bezugnahme vollständig mit aufgenommen ist.
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Zum Beispiel umfasst der Endantriebs-Planetenradsatz 44 einen ersten Knoten 44A, einen zweiten Knoten 44B und einen dritten Knoten 44C. Der erste Knoten 44A ist mit dem angetriebenen Kettenrad 42 gekoppelt. Der dritte Knoten 44C ist mit einem festen oder feststehenden Element, wie etwa dem Getriebegehäuse 14, verbunden. Der zweite Knoten 44B ist ein Endantriebselement, das zwischen einem Differenzial, Antriebsachsen und Fahrzeugstraßenrädern eingekoppelt sein kann. In einer bevorzugten Ausführungsform, entspricht der erste Knoten 44A einem Sonnenrad, der zweite Knoten 44B entspricht einem Planetenträgerelement und der dritte Knoten 44C entspricht einem Hohlrad. Somit umfasst der Antriebsstrang 10 nur drei Ausgangsachsen für Antriebsdrehmoment: Getriebeausgangswelle 22, Welle 46 und das Endantriebselement oder der Planetenträger 44B. Indem die herkömmliche Vier-Achsen-Anordnung beseitigt wird und nur drei Achsen vorgesehen sind, besitzt der Antriebsstrang 10 eine größere Bauraumflexibilität, da die Beseitigung der vierten Achse mehr Flexibilität und Raum zulässt, um die Welle 46 zu verpacken.
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Nun 2A–F zugewandt, sind verschiedene Ausgestaltungen des Getriebekastens 26 in einem Hebeldiagrammformat gezeigt. Die in den 2A–F veranschaulichte Getriebekästen umfasst spezifische Typen von Getrieben, die als Ravigneaux, Powergliede und RC-RC-Hebel (engl. RC-RC Levers) bekannt sind, wie es nachstehend beschrieben wird. Der Getriebekasten oder die Planetenradanordnung 26 umfasst einen ersten Planetenradsatz 50 und einen zweiten Planetenradsatz 52. Der erste Planetenradsatz 50 weist drei Knoten auf: einen ersten Knoten 50A, einen zweiten Knoten 50B und einen dritten Knoten 50C. Der zweite Planetenradsatz 52 weist drei Knoten auf: einen ersten Knoten 52A, einen zweiten Knoten 52B und einen dritten Knoten 52C.
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Das Transferelement 34 ist ständig mit dem ersten Knoten 52A des zweiten Planetenradsatzes 52 gekoppelt. Das Getriebeausgangselement 22 ist mit dem dritten Knoten 52C des zweiten Planetenradsatzes 52 gekoppelt. Der erste Knoten 50A des ersten Planetenradsatzes 50 ist mit dem zweiten Knoten 52B des zweiten Planetenradsatzes 52 gekoppelt. Der zweite Knoten 50B des ersten Planetenradsatzes 50 ist mit dem dritten Knoten 52C des zweiten Planetenradsatzes 52 gekoppelt.
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Eine erste Bremse 54 verbindet den zweiten Knoten 52B des zweiten Planetenradsatzes 52 und den ersten Knoten 50A des ersten Planetenradsatzes 50 selektiv mit eine feststehenden Bauteil oder Getriebegehäuse 14. Eine zweite Bremse 56 verbindet den dritten Knoten 50C des ersten Planetenradsatzes 50 selektiv mit dem feststehenden Bauteil oder dem Getriebegehäuse 14. Eine erste Kupplung 58 verbindet den ersten Knoten 50A des ersten Planetenradsatzes 50 und den zweiten Knoten 52B des zweiten Planetenradsatzes 52 selektiv mit dem dritten Knoten 50C des ersten Planetenradsatzes 50.
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Unter Bezugnahme auf 2B ist eine alternative Getriebekastenanordnung 26B gezeigt. Der Getriebekasten 26B ist ähnlich dem in 2A gezeigten und daher sind ähnliche Komponenten durch ähnliche Bezugszeichen angegeben. Jedoch ist in 2B die erste Kupplung 58 verlegt und verbindet den ersten Knoten 50A des ersten Planetenradsatzes 50 und den zweiten Knoten 52B des zweiten Planetenradsatzes 52 selektiv mit dem zweiten Knoten 50B des ersten Planetenradsatzes 50 und dem dritten Knoten 52C des zweiten Planetenradsatzes 52.
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Unter Bezugnahme auf 2C ist eine alternative Getriebekastenanordnung 26C gezeigt. Der Getriebekasten 26C ist ähnlich dem in 2A gezeigten und daher sind ähnliche Komponenten durch ähnliche Bezugszeichen angegeben. Jedoch ist in 2C die erste Kupplung 58 verlegt und verbindet den zweiten Knoten 50B des ersten Planetenradsatzes 50 und den dritten Knoten 52C des zweiten Planetenradsatzes 52 selektiv mit dem dritten Knoten 50C des ersten Planetenradsatzes 50.
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Unter Bezugnahme auf 2D ist eine alternative Getriebekastenanordnung 26D gezeigt. Der Getriebekasten 26D ist ähnlich dem in 2A gezeigten und daher sind ähnliche Komponenten durch ähnliche Bezugszeichen angegeben. Jedoch ist in 2D die erste Kupplung 58 verlegt und verbindet den ersten Knoten 50A des ersten Planetenradsatzes 50 und den zweiten Knoten 52B des zweiten Planetenradsatzes 52 selektiv mit dem ersten Knoten 52A des zweiten Planetenradsatzes 52.
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Unter Bezugnahme auf 2E ist eine alternative Getriebekastenanordnung 26E gezeigt. Der Getriebekasten 26E ist ähnlich dem in 2A gezeigten und daher sind ähnliche Komponenten durch ähnliche Bezugszeichen angegeben. Jedoch ist in 2E die erste Kupplung 58 verlegt und verbindet den zweiten Knoten 50B des ersten Planetenradsatzes 50 und den dritten Knoten 52C des zweiten Planetenradsatzes 52 selektiv mit dem ersten Knoten 52A des zweiten Planetenradsatzes 52.
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Unter Bezugnahme auf 2F ist eine alternative Getriebekastenanordnung 26F gezeigt. Der Getriebekasten 26F ist ähnlich dem in 2A gezeigten und daher sind ähnliche Komponenten durch ähnliche Bezugszeichen angegeben. Jedoch ist in 2F die erste Kupplung 58 verlegt und verbindet den ersten Knoten 52A des zweiten Planetenradsatzes 52 selektiv mit dem dritten Knoten 50C des ersten Planetenradsatzes 50.
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Nun den 3A–F zugewandt, stellen Prinzipdiagramme schematische Auslegungen von Ausführungsformen des Getriebekastens 26, 26B–F gemäß der vorliegenden Erfindung dar. In den 3A–F wird die Nummerierung aus dem Hebeldiagramm von 2A–F übernommen. Die Kupplungen und Kopplungseinrichtungen sind entsprechend dargestellt, wohingegen die Knoten der Planetenradsätze nun als Komponenten von Planetenradsätzen, wie Sonnenräder, Hohlräder, Planetenräder und Planetenradträger, erscheinen.
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Zum Beispiel umfassen die Zahnradsätze 50 und 52 ein gemeinsames Planetenträgerelement 50B/52C, ein Hohlradelement 50A, ein Sonnenradelement 50C und ein Sonnenradelement 52A. Es ist festzustellen, dass das Hohlradelement 52B optional ist. Das gemeinsame Planetenträgerelement 50B/52C lagert einen Satz Planetenräder 50D (von denen nur eines gezeigt ist) und 52D (von denen nur eines gezeigt ist) drehbar. Die Planetenräder 50D sind jeweils ausgestaltet, um mit dem Hohlradelement 50A zu kämmen, während die Planetenräder 52D lange Ritzel sind, die jeweils mit sowohl den Planetenrädern 50D als auch dem Sonnenradelement 52A kämmen. Das Sonnenradelement 50C ist zur gemeinsamen Rotation mit einer ersten Welle oder einem ersten Verbindungselement 60 verbunden. Das Sonnenradelement 52A ist zur gemeinsamen Rotation mit dem ersten Transferelement 34 verbunden. Das Planetenträgerelement 50B/52C ist zur gemeinsamen Rotation mit der Getriebeausgangswelle 22 verbunden. Das Hohlradelement 50A ist zur gemeinsamen Rotation mit einer zweiten Welle oder einem zweiten Verbindungselement 62 verbunden.
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Die Drehmomentübertragungsmechanismen oder Bremsen 54, 56 und die Kupplung 58 sorgen für eine selektive Verbindung der Wellen oder Verbindungselemente, der Elemente der Planetenradsätze und des Gehäuses. Die Drehmomentübertragungsmechanismen sind Mechanismen vom Reib-, Klauen- oder Synchroneinrichtungstyp oder dergl. Zum Beispiel ist die erste Bremse 54 selektiv einrückbar, um die zweite Welle oder das zweite Verbindungselement 62 mit dem Getriebegehäuse 14 zu verbinden und somit eine Relativdrehung des Elements 62 und daher des Hohlradelements 50A einzuschränken. Die zweite Bremse 56 ist selektiv einrückbar, um die erste Welle oder das erste Verbindungselement 60 mit dem Getriebegehäuse 14 zu verbinden und somit eine Relativdrehung des Elements 60 und daher des Sonnenradelements 50C einzuschränken. In 3A ist die Kupplung 58 selektiv einrückbar, um das Hohlradelement 50A mit dem Sonnenradelement 50C zu verbinden. Gleichermaßen veranschaulichen die 3B–3F Prinzipdiagramme der entsprechenden Getriebekastenanordnungen 26B–26F, die die Lage der Kupplung 58 ändern, wie es oben beschrieben ist.
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Nun den 4A–F zugewandt, stellen Prinzipdiagramme schematische Auslegungen von Ausführungsformen vom Ravigneauxtyp des Getriebekastens 26, 26B–F gemäß der vorliegenden Erfindung dar. In den 4A–F wird die Nummerierung aus dem Hebeldiagramm von 2A–F übernommen. Die Kupplungen und Kopplungseinrichtungen sind entsprechend dargestellt, wohingegen die Knoten der Planetenradsätze nun als Komponenten von Planetenradsätzen, wie Sonnenräder, Hohlräder, Planetenräder und Planetenradträger, erscheinen.
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Zum Beispiel ist der Planetenradsatz 50 als ein einfacher Planetenradsatz ausgestaltet, während Planetenradsatz 52 ein zusammengesetzter Planetenradsatz ist. Die Zahnradsätze 50 und 52 umfassen ein gemeinsames Planetenträgerelement 50B/52C, ein gemeinsames Hohlradelement 50A/52B, ein erstes Sonnenradelement 50C und ein zweites Sonnenradelement 52A. Das gemeinsame Planetenträgerelement 50B/52C lagert einen Satz Planetenräder oder gestufte Ritzel 50D (von denen nur eines gezeigt ist) und Planetenräder oder nicht gestufte Ritzel 52D (von denen nur eines gezeigt ist) drehbar. Die Planetenräder 50D sind jeweils ausgestaltet, um mit sowohl dem Sonnenradelement 50C als auch dem Hohlradelement 50A/52B zu kämmen. Die Planetenräder 50D sind gestufte Ritzel, die einen ersten gestuften Abschnitt 51 und einen zweiten gestuften Abschnitt 53 aufweisen. Die Planetenräder 52D kämmen jeweils mit sowohl den gestuften Abschnitten 53 der Planetenräder 50D als auch dem Sonnenradelement 52A. Das Sonnenradelement 50C ist zur gemeinsamen Rotation mit einer ersten Welle oder einem ersten Verbindungselement 60 verbunden. Das Sonnenradelement 52A ist zur gemeinsamen Rotation mit dem ersten Transferelement 34 verbunden. Das Planetenträgerelement 50B/52C ist zur gemeinsamen Rotation mit der Getriebeausgangswelle 22 verbunden. Das Hohlradelement 50A/52B ist zur gemeinsamen Rotation mit einer zweiten Welle oder einem zweiten Verbindungselement 62 verbunden.
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Die erste Bremse 54 ist selektiv einrückbar, um die zweite Welle oder das zweite Verbindungselement 62 mit dem Getriebegehäuse 14 zu verbinden und somit eine Relativdrehung des Elements 62 und daher des Hohlradelements 50A/52B einzuschränken. Die zweite Bremse 56 ist selektiv einrückbar, um die erste Welle oder das erste Verbindungselement 60 mit dem Getriebegehäuse 14 zu verbinden und somit eine Relativdrehung des Elements 60 und daher des Sonnenradelements 50C einzuschränken. In 4A ist die Kupplung 58 selektiv einrückbar, um das Hohlradelement 50A/52B mit dem Sonnenradelement 50C zu verbinden. Gleichermaßen veranschaulichen die 4B–4F Prinzipdiagramme der entsprechenden Getriebekastenanordnungen 26B–26F, die die Lage der Kupplung 58 ändern, wie es oben beschrieben ist.
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Nun den 5A–F zugewandt, stellen Prinzipdiagramme schematische Auslegungen von Ausführungsformen des Getriebekastens 26, 26B–F gemäß der vorliegenden Erfindung dar. In den 5A–F wird die Nummerierung aus dem Hebeldiagramm von 2A–F übernommen. Die Kupplungen und Kopplungseinrichtungen sind entsprechend dargestellt, wohingegen die Knoten der Planetenradsätze nun als Komponenten von Planetenradsätzen, wie Sonnenräder, Hohlräder, Planetenräder und Planetenradträger, erscheinen.
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Zum Beispiel umfasst der Planetenradsatz 50 ein Sonnenradelement 50C, ein Hohlradelement 50A und ein Planetenträgerelement 50B, das einen Satz Planetenräder 50D (von denen nur eines gezeigt ist) drehbar lagert. Die Planetenräder 50D sind jeweils konfiguriert, um mit sowohl dem Sonnenradelement 50C als auch dem Hohlradelement 50A zu kämmen. Das Sonnenradelement 50C ist zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Welle oder dem ersten Verbindungselement 60 verbunden. Das Hohlradelement 50A ist zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten Welle oder dem zweiten Verbindungselement 62 verbunden. Das Planetenträgerelement 50B ist zur gemeinsamen Rotation mit der Getriebeausgangswelle 22 verbunden.
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Der Planetenradsatz 52 umfasst ein Sonnenradelement 52A, ein Hohlradelement 52C und ein Planetenträgerelement 52B, das einen Satz Planetenräder 52D (von denen nur eines gezeigt ist) drehbar lagert. Die Planetenräder 52D sind jeweils ausgestaltet, um mit sowohl dem Sonnenradelement 52A als auch dem Hohlradelement 52C zu kämmen. Das Sonnenradelement 52A ist zur gemeinsamen Rotation mit dem Transferelement 34 verbunden. Das Hohlradelement 52C ist zur gemeinsamen Rotation mit dem Getriebeausgangselement 22 verbunden. Das Planetenträgerelement 52B ist zur gemeinsamen Rotation mit dem zweiten Verbindungselement 62 verbunden.
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Die erste Bremse 54 ist selektiv einrückbar, um die zweite Welle oder das zweite Verbindungselement 62 mit dem Getriebegehäuse 14 zu verbinden und somit eine Relativdrehung des Elements 62 und daher des Hohlradelements 50A und des Trägerelements 52B einzuschränken. Die zweite Bremse 56 ist selektiv einrückbar, um die erste Welle oder das erste Verbindungselement 60 mit dem Getriebegehäuse 14 zu verbinden und somit eine Relativdrehung des Elements 60 und daher des Sonnenradelements 50C einzuschränken. In 5A ist die Kupplung 58 selektiv einrückbar, um das Hohlradelement 50A und das Trägerelement 52B mit dem Sonnenradelement 50C zu verbinden. Gleichermaßen veranschaulichen die 5B–4F Prinzipdiagramme der entsprechenden Getriebekastenanordnungen 26B–26F, die die Lage der Kupplung 58 ändern, wie es oben beschrieben ist.
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Nun 6A–F zugewandt, ist ein anderer Satz von Ausgestaltungen des Getriebekastens 26 in einem Hebeldiagrammformat gezeigt. Die in den 6A–F veranschaulichten Getriebekästen umfasst spezifische Typen von Getrieben, die als gestapelte Planetenradsätze bekannt sind, wie es nachstehend beschrieben wird. Zum Beispiel umfasst der Getriebekasten 26G einen ersten Planetenradsatz 70 und einen zweiten Planetenradsatz 72. Der erste Planetenradsatz 70 weist drei Knoten auf: einen ersten Knoten 70A, einen zweiten Knoten 70B und einen dritten Knoten 70C. Der zweite Planetenradsatz 72 weist drei Knoten auf: einen ersten Knoten 72A, einen zweiten Knoten 72B und einen dritten Knoten 72C.
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Das Transferelement 34 ist ständig mit dem dritten Knoten 70C des ersten Planetenradsatzes 70 oder mit dem dritten Knoten 72C des zweiten Planetenradsatzes 72 gekoppelt. Das Getriebeausgangselement 22 ist mit dem ersten Knoten 72A des zweiten Planetenradsatzes 72 gekoppelt. Der zweite Knoten 70B des ersten Planetenradsatzes 70 ist mit dem zweiten Knoten 72B des zweiten Planetenradsatzes 72 gekoppelt. Der dritte Knoten 70C des ersten Planetenradsatzes 70 ist mit dem dritten Knoten 72C des zweiten Planetenradsatzes 72 gekoppelt.
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Eine erste Bremse 74 verbindet den zweiten Knoten 70B des ersten Planetenradsatzes 70 und den zweiten Knoten 72B des zweiten Planetenradsatzes 72 selektiv mit einem feststehenden Element oder Getriebegehäuse 14. Eine zweite Bremse 76 verbindet den ersten Knoten 70A des ersten Planetenradsatzes 70 selektiv mit dem feststehenden Element oder Getriebegehäuse 14. Eine erste Kupplung 78 verbindet den dritten Knoten 70C des ersten Planetenradsatzes 70 und den dritten Knoten 72C des zweiten Planetenradsatzes 72 selektiv mit dem ersten Knoten 72A des zweiten Planetenradsatzes 72 und dem Getriebeausgangselement 22.
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Unter Bezugnahme auf 6B ist eine alternative Getriebekastenanordnung 26H gezeigt. Der Getriebekasten 26H ist ähnlich dem in 6A gezeigten und daher sind ähnliche Komponenten durch ähnliche Bezugszeichen angegeben. Jedoch ist in 6B die erste Kupplung 78 verlegt und verbindet den zweiten Knoten 70B des ersten Planetenradsatzes 70 und den zweiten Knoten 72B des zweiten Planetenradsatzes 72 selektiv mit dem ersten Knoten 72A des zweiten Planetenradsatzes 72 und dem Getriebeausgangselement 22
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Unter Bezugnahme auf 6C ist eine alternative Getriebekastenanordnung 26I gezeigt. Der Getriebekasten 26I ist ähnlich dem in 6A gezeigten und daher sind ähnliche Komponenten durch ähnliche Bezugszeichen angegeben. Jedoch ist in 6C die erste Kupplung 78 verlegt und [verbindet] den zweiten Knoten 70B des ersten Planetenradsatzes 70 und den zweiten Knoten 72B des zweiten Planetenradsatzes 72 selektiv mit dem dritten Knoten 70C des ersten Planetenradsatzes 70 und dem dritten Knoten 72C des zweiten Planetenradsatzes 72.
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Unter Bezugnahme auf 6D ist eine alternative Getriebekastenanordnung 26J gezeigt. Der Getriebekasten 26J ist ähnlich dem in 6A gezeigten und daher sind ähnliche Komponenten durch ähnliche Bezugszeichen angegeben. Jedoch ist in 6D die erste Kupplung 78 verlegt und verbindet den zweiten Knoten 70B des ersten Planetenradsatzes 70 und den zweiten Knoten 72B des zweiten Planetenradsatzes 72 selektiv mit dem ersten Knoten 70A des ersten Planetenradsatzes 70.
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Unter Bezugnahme auf 6E ist eine alternative Getriebekastenanordnung 26K gezeigt. Der Getriebekasten 26K ist ähnlich dem in 6A gezeigten und daher sind ähnliche Komponenten durch ähnliche Bezugszeichen angegeben. Jedoch ist in 6E die erste Kupplung 78 verlegt und verbindet den ersten Knoten 70A des ersten Planetenradsatzes 70 selektiv mit dem ersten Knoten 72A des zweiten Planetenradsatzes 72.
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Unter Bezugnahme auf 6F ist eine alternative Getriebekastenanordnung 26L gezeigt. Der Getriebekasten 26L ist ähnlich dem in 6A gezeigten und daher sind ähnliche Komponenten durch ähnliche Bezugszeichen angegeben. Jedoch ist in 6F die erste Kupplung 78 verlegt und verbindet den ersten Knoten 70A des ersten Planetenradsatzes 70 selektiv mit dem dritten Knoten 70C des ersten Planetenradsatzes und dem dritten Knoten 72C des zweiten Planetenradsatzes 72.
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Nun den 7A–F zugewandt, stellen Prinzipdiagramme schematische Auslegungen von Ausführungsformen des Getriebekastens 26G–L gemäß der vorliegenden Erfindung dar. In den 7A–F wird die Nummerierung aus dem Hebeldiagramm von 6A–F übernommen. Die Kupplungen und Kopplungseinrichtungen sind entsprechend dargestellt, wohingegen die Knoten der Planetenradsätze nun als Komponenten von Planetenradsätzen, wie Sonnenräder, Hohlräder, Planetenräder und Planetenradträger, erscheinen.
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Zum Beispiel sind der Planetenradsatz 70 und der Planetenradsatz 72 als ein gestapelter Planetenradsatz ausgestaltet, wobei der erste Planetenradsatz 70 radial innen von dem zweiten Planetenradsatz 72 eingebettet ist. Der Planetenradsatz 70 umfasst ein Sonnenradelement 70A, ein Hohlradelement 70C und ein Planetenträgerelement 70B, das einen Satz Planetenräder 70D (von denen nur eines gezeigt ist) drehbar lagert. Die Planetenräder 70D sind jeweils ausgestaltet, um mit sowohl dem Sonnenradelement 70A als auch dem Hohlradelement 70C zu kämmen. Das Sonnenradelement 70A ist zur gemeinsamen Rotation mit einer ersten Welle oder einem ersten Verbindungselement 80 verbunden. Das Hohlradelement 70C ist zur gemeinsamen Rotation mit dem Transferelement 34 verbunden. Das Planetenträgerelement 70B ist zur gemeinsamen Rotation mit einer zweiten Welle oder einem zweiten Verbindungselement 82 verbunden.
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Der Planetenradsatz 72 umfasst ein Sonnenradelement 72C, ein Hohlradelement 72A und ein Planetenträgerelement 72B, das einen Satz Planetenräder 72D (von denen nur eines gezeigt ist) drehbar lagert. Die Planetenräder 72D sind jeweils ausgestaltet, um mit sowohl dem Sonnenradelement 72C als auch dem Hohlradelement 72A zu kämmen. Das Sonnenradelement 72C ist zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Welle oder dem ersten Verbindungselement 34 verbunden. Das Hohlradelement 72A ist zur gemeinsamen Rotation mit dem Getriebeausgangselement 22 verbunden. Das Planetenträgerelement 72B ist zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten Welle oder dem zweiten Verbindungselement 82 verbunden. Es ist festzustellen, dass das Hohlradelement 70C des ersten Planetenradsatzes 70 und das Sonnenradelement 72C des zweiten Planetenradsatzes 72 aus einem einzigen einheitlichen Element, das innere und äußere Zahnradzähne aufweist, oder aus separaten Zahnrädern, die miteinander zur Rotation verbunden sind, gebildet sein können.
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Die Drehmomentübertragungsmechanismen oder Bremsen 74, 76 und Kupplung 78 sorgen für eine selektive Verbindung der Wellen oder Verbindungselemente, der Elemente der Planetenradsätze und des Gehäuses. Die Drehmomentübertragungsmechanismen sind Mechanismen vom Reib-, Klauen- oder Synchroneinrichtungstyp oder dergl. Zum Beispiel ist die erste Bremse 74 selektiv einrückbar, um die zweite Welle oder das zweite Verbindungselement 82 mit dem Getriebegehäuse 14 zu verbinden und somit eine Relativdrehung des Elements 82 und daher des Trägerelements 70B des ersten Planetenradsatzes 70 und des Trägerelements 72B des zweiten Planetenradsatzes 72 einzuschränken. Die zweite Bremse 76 ist selektiv einrückbar, um die erste Welle oder das erste Verbindungselement 80 mit dem Getriebegehäuse 14 zu verbinden und somit eine Relativdrehung des Elements 80 und daher des Sonnenradelements 70A einzuschränken. in 7A ist die Kupplung 78 selektiv einrückbar, um das Hohlradelement 72A und die Getriebeausgangswelle 22 mit der Transferwelle 34 und dem Hohlradelement 70C und dem Sonnenradelement 72C zu verbinden. Gleichermaßen veranschaulichen die 7B–3F Prinzipdiagramme der entsprechenden Getriebekastenanordnungen 26H–26L, die die Lage der Kupplung 78 ändern, wie es oben beschrieben ist.
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Nun 8A–F zugewandt, ist ein anderer Satz von Ausgestaltungen des Getriebekastens 26 in einem Hebeldiagrammformat gezeigt. Die in den 8A–F veranschaulichten Getriebekästen umfassen spezifische Typen von Getrieben, die als Simpson-Planetenradsätze bekannt sind, wie es nachstehend beschrieben wird. Zum Beispiel umfasst der Getriebekasten 26M einen ersten Planetenradsatz 90 und einen zweiten Planetenradsatz 92. Der erste Planetenradsatz 90 weist drei Knoten auf: einen ersten Knoten 90A, einen zweiten Knoten 90B und einen dritten Knoten 90C. Der zweite Planetenradsatz 92 weist drei Knoten auf: einen ersten Knoten 92A, einen zweiten Knoten 92B und einen dritten Knoten 92C.
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Das Transferelement 34 ist ständig mit dem dritten Knoten 90C des ersten Planetenradsatzes 90 gekoppelt. Das Getriebeausgangselement 22 ist mit dem zweiten Knoten 92B des zweiten Planetenradsatzes 92 gekoppelt. Der erste Knoten 90A des ersten Planetenradsatzes 90 ist mit dem ersten Knoten 92A des zweiten Planetenradsatzes 92 gekoppelt. Der zweite Knoten 90B des ersten Planetenradsatzes 90 ist mit dem dritten Knoten 92C des zweiten Planetenradsatzes 92 gekoppelt.
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Eine erste Bremse 94 verbindet den zweiten Knoten 90B des ersten Planetenradsatzes 90 und den dritten Knoten 92C des zweiten Planetenradsatzes 92 selektiv mit einem feststehenden Element oder Getriebegehäuse 14. Eine zweite Bremse 96 verbindet den ersten Knoten 90A des ersten Planetenradsatzes 90 und den ersten Knoten 92A des zweiten Planetenradsatzes selektiv mit dem feststehenden Element oder Getriebegehäuse 14. Eine erste Kupplung 98 verbindet den ersten Knoten 90A des ersten Planetenradsatzes 90 und den ersten Knoten 92A des zweiten Planetenradsatzes 92 selektiv mit dem zweiten Knoten 90B des ersten Planetenradsatzes 90 und dem dritten Knoten 92C des zweiten Planetenradsatzes 92.
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Unter Bezugnahme auf 8B ist eine alternative Getriebekastenanordnung 26N gezeigt. Der Getriebekasten 26N ist ähnlich dem in 8A gezeigten und daher sind ähnliche Komponenten durch ähnliche Bezugszeichen angegeben. Jedoch ist in 8B die erste Kupplung 98 verlegt und verbindet den ersten Knoten 90A des ersten Planetenradsatzes 90 und den ersten Knoten 92A des zweiten Planetenradsatzes 92 selektiv mit dem zweiten Knoten 92B des zweiten Planetenradsatzes 92.
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Unter Bezugnahme auf 8C ist eine alternative Getriebekastenanordnung 26O gezeigt. Der Getriebekasten 26O ist ähnlich dem in 8A gezeigten und daher sind ähnliche Komponenten durch ähnliche Bezugszeichen angegeben. Jedoch ist in 8C die erste Kupplung 98 verlegt und verbindet den zweiten Knoten 90B des ersten Planetenradsatzes 90 und den dritten Knoten 92C des zweiten Planetenradsatzes 92 selektiv mit dem zweiten Knoten 92B des zweiten Planetenradsatzes 92.
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Unter Bezugnahme auf 8D ist eine alternative Getriebekastenanordnung 26P gezeigt. Der Getriebekasten 26P ist ähnlich dem in 8A gezeigten und daher sind ähnliche Komponenten durch ähnliche Bezugszeichen angegeben. Jedoch ist in 8D die erste Kupplung 98 verlegt und verbindet den zweiten Knoten 90B des ersten Planetenradsatzes 90 und den dritten Knoten 92C des zweiten Planetenradsatzes 92 selektiv mit dem dritten Knoten 90C des ersten Planetenradsatzes 90.
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Unter Bezugnahme auf 8E ist eine alternative Getriebekastenanordnung 26Q gezeigt. Der Getriebekasten 26Q ist ähnlich dem in 8A gezeigten und daher sind ähnliche Komponenten durch ähnliche Bezugszeichen angegeben. Jedoch ist in 8C die erste Kupplung 98 verlegt und verbindet den ersten Knoten 90A des ersten Planetenradsatzes 90 und den ersten Knoten 92A des zweiten Planetenradsatzes 92 selektiv mit dem dritten Knoten 90C des ersten Planetenradsatzes 90.
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Unter Bezugnahme auf 8F ist eine alternative Getriebekastenanordnung 26R gezeigt. Der Getriebekasten 26R ist ähnlich dem in 8A gezeigten und daher sind ähnliche Komponenten durch ähnliche Bezugszeichen angegeben. Jedoch ist in 8F die erste Kupplung 98 verlegt und verbindet den dritten Knoten 90C des ersten Planetenradsatzes 90 selektiv mit dem zweiten Knoten 92B des zweiten Planetenradsatzes 92.
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Nun den 9A–F zugewandt, stellen Prinzipdiagramme schematische Auslegungen von Ausführungsformen des Getriebekastens 26M–R gemäß der vorliegenden Erfindung dar. In den 9A–F wird die Nummerierung aus dem Hebeldiagramm von 8A–F übernommen. Die Kupplungen und Kopplungseinrichtungen sind entsprechend dargestellt, wohingegen die Knoten der Planetenradsätze nun als Komponenten von Planetenradsätzen, wie Sonnenräder, Hohlräder, Planetenräder und Planetenradträger, erscheinen.
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Zum Beispiel umfasst der Planetenradsatz 90 ein Sonnenradelement 90A, ein Hohlradelement 90C und ein Planetenträgerelement 90B, das einen Satz Planetenräder 90D (von denen nur eines gezeigt ist) drehbar lagert. Die Planetenräder 90D sind jeweils ausgestaltet, um mit sowohl dem Sonnenradelement 90A als auch dem Hohlradelement 90C zu kämmen. Das Sonnenradelement 90A ist zur gemeinsamen Rotation mit einer ersten Welle oder einem ersten Verbindungselement 100 verbunden. Das Hohlradelement 90C ist zur gemeinsamen Rotation mit dem Transferelement 34 verbunden. Das Planetenträgerelement 90B ist zur gemeinsamen Rotation mit einer zweiten Welle oder einem zweiten Verbindungselement 102 verbunden.
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Der Planetenradsatz 92 umfasst ein Sonnenradelement 92A, ein Hohlradelement 92C und ein Planetenträgerelement 92B, das einen Satz Planetenräder 92D (von denen nur eines gezeigt ist) drehbar lagert. Die Planetenräder 92D sind jeweils ausgestaltet, um mit sowohl dem Sonnenradelement 92A als auch dem Hohlradelement 92C zu kämmen. Das Sonnenradelement 92A ist zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Welle oder dem ersten Verbindungselement 100 verbunden. Das Hohlradelement 92C ist zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten Welle oder dem zweiten Verbindungselement 102 verbunden. Das Planetenträgerelement 92B ist zur gemeinsamen Rotation mit der Getriebeausgangswelle 22 verbunden.
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Die Drehmomentübertragungsmechanismen oder Bremsen 94, 96 und Kupplung 98 sorgen für eine selektive Verbindung der Wellen oder Verbindungselemente, der Elemente der Planetenradsätze und des Gehäuses. Die Drehmomentübertragungsmechanismen sind Mechanismen vom Reib-, Klauen- oder Synchroneinrichtungstyp oder dergl. Zum Beispiel ist die erste Bremse 94 selektiv einrückbar, um die zweite Welle oder das zweite Verbindungselement 102 mit dem Getriebegehäuse 14 zu verbinden und somit eine Relativdrehung des Elements 102 und daher des Trägerelements 90B des ersten Planetenradsatzes 90 und des Hohlradelements 92C des zweiten Planetenradsatzes 92 einzuschränken. Die zweite Bremse 96 ist selektiv einrückbar, um die erste Welle oder das erste Verbindungselement 100 mit dem Getriebegehäuse 14 zu verbinden und somit eine Relativdrehung des Elements 100 und daher des Sonnenradelements 90A und des Sonnenradelements 92A einzuschränken. In 9A ist die Kupplung 98 selektiv einrückbar, um das Hohlradelement 92C und das Trägerelement 90B mit dem Sonnenradelement 90A und dem Sonnenradelement 92A zu verbinden. Gleichermaßen veranschaulichen die 9B–3F Prinzipdiagramme der entsprechenden Getriebekastenanordnungen 26M–26R, die die Lage der Kupplung 98 ändern, wie es oben beschrieben ist.
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Es ist festzustellen, dass wo Elemente von Planetenradsätze oder Kupplungen und Bremsen zur gemeinsamen Rotation verbunden sind, sie direkt zur gemeinsamen Rotation ohne dazwischen tretende Drehmomentübertragungseinrichtungen oder Planetenradsatzelemente verbunden sind. Es ist jedoch festzustellen, dass einzelne Verbindungselemente aus einem oder mehreren Elementen gebildet sein können oder einstückig mit Elementen der Planetenradsätze gebildet sein können, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Die Beschreibung der Erfindung ist lediglich beispielhafter Natur, und Abwandlungen, die nicht vom Kern der Erfindung abweichen, sollen im Umfang der Erfindung liegen. Derartige Abwandlungen sind nicht als ein Abweichen vom Gedanken und Umfang der Erfindung anzusehen.
