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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der am 26. September 2014 eingereichten
koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2014-0129195 , deren gesamter Inhalt für alle Zwecke durch diese Bezugnahme hierin einbezogen ist.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein mehrstufiges Automatikgetriebe für ein Fahrzeug, und insbesondere ein mehrstufiges Automatikgetriebe für ein Fahrzeug, welches einen Getriebezug aufweist, der geeignet ist, ein Getriebe mit zehn Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang durch dieselben Komponenten wie diejenigen in einem Getriebe mit neun Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang zu realisieren.
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Beschreibung bezogener Technik
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In letzter Zeit hat die Verschärfung der Umweltbestimmungen oder die Erhöhung des Ölpreises weiter die Verbesserung der Kraftstoffeffizienz gefordert. Daher wurde viel Augenmerk auf die Entwicklung der Technologie zur Verbesserung der Leistung auf dem Gebiet des Antriebsstranges gelegt.
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In Reaktion auf das Augenmerk wurde eine Antriebsstrangtechnologie entwickelt. Die Antriebsstrangtechnologie umfasst eine Motorverkleinerungstechnologie und eine Mehrstufentechnologie für ein Automatikgetriebe. Die Motorverkleinerungstechnologie hat einen Vorteil dadurch, dass sie das Gewicht eines Fahrzeuges reduzieren und die Kraftstoffeffizienz verbessern kann, und die Mehrstufentechnologie hat einen Vorteil dadurch, dass sie die Betriebsfähigkeit und die Wettbewerbsfähigkeit in der Kraftstoffeffizienz sicherstellen kann. Speziell kann die Mehrstufentechnologie ein ausgezeichnetes Getriebeübersetzungsverhältnis hinsichtlich des Leistungsvermögens und der Kraftstoffeffizienz mittels einer größeren Anzahl von Schaltgängen als bei einem Automatikgetriebe mit vier (oder fünf) Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang gestalten.
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Beispiele des mehrstufigen Automatikgetriebes umfassen ein Automatikgetriebe mit acht Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang, das mit einer Kombination von drei Planetengetriebesätzen und sechs Reibelementen realisiert wird, und ein Automatikgetriebe mit neun Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang, das mit einer Kombination von vier Planetengetriebesätzen, vier Reibelementen und zwei Klauenkupplungen realisiert wird.
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Bei einem Automatikgetriebe werden jedoch die Schaltgänge mit einem Getriebezug realisiert, bei welchem Planetengetriebesätze verwendet werden. Daher wird, da die Anzahl von Schaltgängen erhöht wird, auch die Anzahl von Teilen erhöht, die das Automatikgetriebe bilden. Daher ist es bei der Mehrstufentechnologie des Automatikgetriebes wichtig, die Betriebsfähigkeit und die Wettbewerbsfähigkeit in der Kraftstoffeffizienz durch eine Getriebezugstruktur sicherzustellen, welche die Anzahl von inneren Teilen nicht erhöht. Die Erhöhung der Anzahl von inneren Teilen kann die Montageffizienz, den Preis, das Gewicht und die Leistungsübertragungseffizienz des Fahrzeuges verschlechtern.
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Daher muss eine optimale Struktur eines Getriebezuges verwendet werden, welche geeignet ist, die maximale Effizienz mittels einer geringen Anzahl von Teilen sicherzustellen, um ein Automatikgetriebe mit zehn Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang zur Erhöhung des Effektes der Verbesserung der Kraftstoffeffizienz durch eine größere Anzahl von Schaltgängen als bei einem Automatikgetriebe mit acht Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang oder einem Automatikgetriebe mit neun Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang zu entwickeln.
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Die in diesem Abschnitt zum Hintergrund der Erfindung offenbarten Informationen dienen lediglich der Verbesserung des Verständnisses des allgemeinen Hintergrundes der Erfindung und sollten nicht als ein Zugeständnis oder irgendeine Form der Andeutung angesehen werden, dass diese Informationen den Stand der Technik bilden, der einem technisch versierten Fachmann bereits bekannt ist.
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KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung ist auf ein mehrstufiges Automatikgetriebe für ein Fahrzeug gerichtet, welches geeignet ist, zehn Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang durch einen Getriebezug unter Verwendung von vier Planetengetriebesätzen, drei Kupplungen und drei Bremsen zu realisieren, so dass das Fahrzeug sanft betrieben wird, da ein Betriebspunkt in einem niedrigen Drehzahlbereich verwendet wird, und ist insbesondere auf ein mehrstufiges Automatikgetriebe für ein Fahrzeug gerichtet, welches einen Getriebezug aufweist, der mit denselben Komponenten wie denjenigen eines Getriebezuges realisiert wird, der in einem Automatikgetriebe mit neun Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang enthalten ist, wodurch die Kraftstoffeffizienz bei dem Automatikgetriebe mit neun Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang weiter verbessert wird.
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Andere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung können durch die folgende Beschreibung verstanden werden und sind mit Bezug auf die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ersichtlich. Ebenso ist es für jene in der Technik, zu welcher die vorliegenden Erfindung gehört, Erfahrenen offensichtlich, dass die Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung durch die wie beanspruchten Mittel und deren Kombinationen realisiert werden können.
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Gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Erfindung kann ein mehrstufiges Automatikgetriebe für ein Fahrzeug aufweisen: einen ersten, zweiten, dritten und vierten Planetengetriebesatz, die jeweils ein erstes, zweites und drittes Drehelement aufweisen; Reibelemente, die eine erste, zweite und dritte Kupplung und eine erste, zweite und dritte Bremse aufweisen; eine Antriebswelle, an welche Drehleistung eingegeben wird; und eine Abtriebswelle, von welcher die Drehleistung abgegeben wird, wobei das erste Drehelement des ersten Planetengetriebesatzes in einem Zustand, in dem das erste Drehelement des ersten Planetengetriebesatzes an der ersten Bremse fixiert ist, mit der Antriebswelle über die erste Kupplung wahlweise verbunden ist und mit dem ersten Drehelement des zweiten Planetengetriebesatzes permanent verbunden ist, das zweite Drehelement des ersten Planetengetriebesatzes in einem Zustand, in dem das zweite Drehelement des ersten Planetengetriebesatzes an der zweiten Bremse fixiert ist, über die dritte Kupplung mit dem zweiten Drehelement des zweiten Planetengetriebesatzes variabel verbunden ist, und das dritte Drehelement des ersten Planetengetriebesatzes mit dem zweiten Drehelement des vierten Planetengetriebesatzes permanent verbunden ist, das erste Drehelement des zweiten Planetengetriebesatzes mit dem ersten Drehelement des ersten Planetengetriebesatzes permanent verbunden ist, das zweite Drehelement des zweiten Planetengetriebesatzes über die zweite Kupplung mit dem dritten Drehelement des dritten Planetengetriebesatzes variabel verbunden ist, und das dritte Drehelement des zweiten Planetengetriebesatzes mit der Antriebswelle permanent verbunden ist, das erste Drehelement des dritten Planetengetriebesatzes mit dem ersten Drehelement des vierten Planetengetriebesatzes permanent verbunden ist und an der dritten Bremse fixiert ist, das zweite Drehelement des dritten Planetengetriebesatzes mit dem dritten Drehelement des vierten Planetengetriebesatzes permanent verbunden ist und mit der Abtriebswelle permanent verbunden ist, und das dritte Drehelement des dritten Planetengetriebesatzes über die zweite Kupplung mit dem zweiten Drehelement des zweiten Planetengetriebesatzes variabel verbunden ist, und das erste Drehelement des vierten Planetengetriebesatzes mit dem ersten Drehelement des dritten Planetengetriebesatzes permanent verbunden ist und an der dritten Bremse fixiert ist, das zweite Drehelement des vierten Planetengetriebesatzes mit dem dritten Drehelement des ersten Planetengetriebesatzes permanent verbunden ist, und das dritte Drehelement des vierten Planetengetriebesatzes mit dem zweiten Drehelement des dritten Planetengetriebesatzes permanent verbunden ist.
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Gemäß verschiedenen anderen Aspekten der vorliegenden Erfindung kann ein mehrstufiges Automatikgetriebe für ein Fahrzeug aufweisen: einen ersten Planetengetriebesatz, der ein erstes, zweites und drittes Drehelement aufweist und eine erste Kupplung und eine erste und zweite Bremse hat, die an einer Vorderseite davon angeordnet sind; einen zweiten Planetengetriebesatz, der ein erstes, zweites und drittes Drehelement aufweist und eine zweite und dritte Kupplung hat, die an einer Vorderseite davon angeordnet sind; einen dritten Planetengetriebesatz, der ein erstes, zweites und drittes Drehelement aufweist; einen vierten Planetengetriebesatz, der ein erstes, zweites und drittes Drehelement aufweist und eine dritte Bremse hat, die an einer Rückseite davon angeordnet ist; eine Antriebswelle, die mit dem ersten Drehelement des ersten Planetengetriebesatzes über die erste Kupplung wahlweise verbunden ist und mit dem zweiten Drehelement des zweiten Planetengetriebesatzes direkt verbunden ist; und eine Abtriebswelle, die mit dem zweiten Drehelement des dritten Planetengetriebesatzes und dem dritten Drehelement des vierten Planetengetriebesatzes verbunden ist.
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Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung haben andere Eigenschaften und Vorteile, welche aus den beiliegenden Zeichnungen, die hierin einbezogen sind, und der folgenden ausführlichen Beschreibung, welche zusammen dazu dienen, bestimmte Grundsätze der vorliegenden Erfindung zu erläutern, ersichtlich sind oder darin ausführlicher dargelegt sind.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt eine Struktur eines Getriebezuges eines beispielhaften mehrstufigen Automatikgetriebes für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung.
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2 ist eine Tabelle, die betriebene Elemente von Reibelementen zeigt, die bei einem Getriebezug für jeden Schaltgang in einem beispielhaften mehrstufigen Automatikgetriebe für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
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3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21 und 22 zeigen Gangschaltmuster für einen ersten bis zehnten Vorwärtsgang eines Getriebezuges eines beispielhaften mehrstufigen Automatikgetriebes für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung.
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23 und 24 zeigen ein Gangschaltmuster für einen Rückwärtsgang eines Getriebezuges eines beispielhaften mehrstufigen Automatikgetriebes für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung.
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25 zeigt eine Modifikation eines Getriebezuges eines beispielhaften mehrstufigen Automatikgetriebes für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung.
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BESCHREIBUNG VON SPEZIELLEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nun wird auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung(en) ausführlich Bezug genommen, von denen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und nachfolgend beschrieben sind. Obwohl die Erfindung(en) in Verbindung mit beispielhaften Ausführungsformen beschrieben ist, versteht es sich, dass die vorliegende Beschreibung nicht dazu bestimmt ist, die Erfindung(en) auf diese beispielhaften Ausführungsformen zu beschränken. Im Gegenteil ist die Erfindung(en) dazu bestimmt, nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen abzudecken, sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Äquivalente und andere Ausführungsformen, welche im Sinn und Bereich der Erfindung, wie durch die angehängten Ansprüche definiert ist, enthalten sein können.
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1 zeigt die Struktur eines Getriebezuges eines mehrstufigen Automatikgetriebes für ein Fahrzeug gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Wie in 1 gezeigt, kann der Getriebezug einen Antrieb über eine Antriebswelle AN aufnehmen, die als ein Antriebselement dient, und einen Abtrieb über eine Abtriebswelle AB übertragen, die als ein Abtriebselement dient. Die Antriebswelle AN kann eine Turbinenwelle eines Drehmomentwandlers aufweisen, über welche Drehleistung von einer Motorkurbelwelle eingegeben wird, während sie über den Drehmomentwandler in ein Drehmoment umgewandelt wird. Die Abtriebswelle AB kann mit einem Differentialgetriebe oder einem allgemein bekannten Ausgleichsgetriebe, welches Räder antreibt, verbunden sein.
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Für diese Struktur kann der Getriebezug vier Planetengetriebesätze 10, 20, 30 und 40, die auf derselben axialen Linie angeordnet sind, einen Kupplungssatz 50, der eine erste bis dritte Kupplung C1 bis C3 aufweist, und einen Bremsensatz 60 aufweisen, der eine erste bis dritte Bremse B1 bis B3 aufweist, und zehn Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang durch wahlweise Betriebe der vier Planetengetriebe und der sechs Reibelemente realisieren. Insbesondere können die vier Planetengetriebesätze 10, 20, 30 und 40 in eine erste komplexe Planetengetriebevorrichtung mit dem ersten und zweiten Planetengetriebesatz 10 und 20 und eine zweite komplexe Planetengetriebevorrichtung mit dem dritten und vierten Planetengetriebesatz 30 und 40 eingeteilt sein. Die erste und zweite komplexe Planetengetriebevorrichtung können über einen oder mehrere permanente Verbindungspfade verbunden sein.
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Speziell kann in einigen Ausführungsformen ein erstes Drehelement von einem ersten bis dritten Drehelement des ersten Planetengetriebesatzes 10 über die erste Kupplung C1 mit der Antriebswelle AN wahlweise verbunden, über die erste Bremse B1 fixiert und mit dem ersten Drehelement des zweiten Planetengetriebesatzes 20 permanent verbunden sein. Das zweite Drehelement von dem ersten bis dritten Drehelement des ersten Planetengetriebesatzes 10 kann an der zweiten Bremse B2 fixiert und über die dritte Kupplung C3 mit dem zweiten Drehelement des zweiten Planetengetriebesatzes 20 variabel oder wahlweise verbunden sein. Das dritte Drehelement von dem ersten bis dritten Drehelement des ersten Planetengetriebesatzes 10 kann mit einem zweiten Drehelement des vierten Planetengetriebesatzes 40 permanent verbunden sein. Das zweite Drehelement von dem ersten bis dritten Drehelement des zweiten Planetengetriebesatzes 20 kann über die zweite Kupplung C2 mit einem dritten Drehelement des dritten Planetengetriebesatzes 30 wahlweise verbunden sein. Das dritte Drehelement von dem ersten bis dritten Drehelement des zweiten Planetengetriebesatzes 20 kann mit der Antriebswelle AN permanent verbunden sein. Das erste Drehelement von dem ersten bis dritten Drehelement des dritten Planetengetriebesatzes 30 kann mit dem ersten Drehelement des vierten Planetengetriebesatzes 40 permanent verbunden und an der dritten Bremse B3 fixiert sein. Das zweite Drehelement von dem ersten bis dritten Drehelement des dritten Planetengetriebesatzes 30 kann mit dem dritten Drehelement des vierten Planetengetriebesatzes 40 permanent verbunden und mit der Abtriebswelle permanent verbunden sein.
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Daher kann jeder von dem ersten bis vierten Planetengetriebesatz 10, 20, 30 und 40 drei Drehelemente, das heißt das erste bis dritte Drehelement aufweisen.
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Zum Beispiel ist unter dem ersten bis dritten Drehelement des ersten Planetengetriebesatzes 10 das erste Drehelement ein erstes Sonnenrad S1, das zweite Drehelement ist ein erster Träger CR1, und das dritte Drehelement ist ein erstes Hohlrad R1. Unter dem ersten bis dritten Drehelement des zweiten Planetengetriebesatzes 20 ist das erste Drehelement ein zweites Sonnenrad S2, das zweite Drehelement ist ein zweiter Träger CR2, und das dritte Drehelement ist ein zweites Hohlrad R2. Unter dem ersten bis dritten Drehelement des dritten Planetengetriebesatzes 30 ist das erste Drehelement ein drittes Sonnenrad S3, das zweite Drehelement ist ein dritter Träger CR3, und das dritte Drehelement ist ein drittes Hohlrad R3. Unter dem ersten bis dritten Drehelement des vierten Planetengetriebesatzes 40 ist das erste Drehelement ein viertes Sonnenrad S4, das zweite Drehelement ist ein vierter Träger CR4, und das dritte Drehelement ist ein viertes Hohlrad R4.
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Dann kann das erste Sonnenrad S1 über die erste Kupplung C1 mit der Antriebswelle AN wahlweise verbunden, an der ersten Bremse B1 fixiert und mit dem zweiten Sonnenrad S2 permanent verbunden sein. Der erste Träger CR1 kann an der zweiten Bremse B2 fixiert und über die dritte Kupplung C3 mit dem zweiten Träger CR2 variabel oder wahlweise verbunden sein. Das erste Hohlrad R1 kann mit dem vierten Träger CR4 permanent verbunden sein. Daher kann der permanente Verbindungspfad zwischen der ersten komplexen Planetengetriebevorrichtung mit dem ersten und zweiten Planetengetriebesatz 10 und 20 und der zweiten komplexen Planetengetriebevorrichtung mit dem dritten und vierten Planetengetriebesatz 30 und 40 durch das erste Hohlrad R1 und den vierten Träger CR4 gebildet sein.
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Das zweite Sonnenrad S2 kann mit dem ersten Sonnenrad S1 permanent verbunden sein. Der zweite Träger CR2 kann über die zweite Kupplung C2 mit dem dritten Hohlrad R3 variabel oder wahlweise verbunden sein. Das zweite Hohlrad R2 kann mit der Antriebswelle AN permanent verbunden sein.
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Das dritte Sonnenrad S3 kann mit dem vierten Sonnenrad S4 permanent verbunden und an der dritten Bremse B3 fixiert sein. Der dritte Träger CR3 kann mit dem vierten Hohlrad R4 permanent verbunden und mit der Abtriebswelle AB permanent verbunden sein. Das dritte Hohlrad R3 kann über die zweite Kupplung C2 mit dem zweiten Träger CR2 variabel oder wahlweise verbunden sein. Daher kann der dritte Träger CR3 / das vierte Hohlrad R4 als ein Abtriebselement des Getriebezuges dienen.
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Das vierte Sonnenrad S4 kann mit dem dritten Sonnenrad S3 permanent verbunden und an der dritten Bremse B3 fixiert sein. Der vierte Träger CR4 kann mit dem ersten Hohlrad R1 permanent verbunden sein. Das vierte Hohlrad R4 kann mit dem dritten Träger CR3 permanent verbunden sein. Daher kann das vierte Hohlrad R4 / der dritte Träger CR3 als ein Abtriebselement des Getriebezuges dienen.
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Darüber hinaus können die erste bis dritte Kupplung C1 bis C3 und die erste bis dritte Bremse B1 bis B3, die sechs Reibelemente bilden, durch hydraulische Mehrscheiben-Reibkupplungseinheiten realisiert werden, welche durch ein typisches hydraulisches Verfahren reibungsgekuppelt werden. Insbesondere können die erste Kupplung C1 und die erste und zweite Bremse B1 und B2 an der Vorderseite des ersten Planetengetriebesatzes 10 angeordnet sein, die zweite und dritte Kupplung C2 und C3 können zwischen der Rückseite des ersten Planetengetriebesatzes 10 und der Vorderseite des zweiten Planetengetriebesatzes 20 angeordnet sein, und die dritte Bremse B3 kann an der Rückseite des vierten Planetengetriebesatzes 40 angeordnet sein. Wenn eine solche Anordnung verwendet wird, kann ein Pfad für Hydraulikdruck, der den Reibelementen zugeführt wird, leicht gebildet werden, und das Gewicht kann gleichmäßig verteilt werden, um den Gewichtsausgleich des gesamten Automatikgetriebes zu verbessern.
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Speziell kann in einigen Ausführungsformen die erste Bremse B1 das erste Sonnenrad S1 fixieren, die zweite Bremse B2 kann den ersten Träger CR1 fixieren, und die dritte Bremse B3 kann das vierte Sonnenrad S4 fixieren, welches mit dem dritten Sonnenrad S3 permanent verbunden ist. Die erste Kupplung C1 kann die Antriebswelle AN mit dem ersten Sonnenrad S1 variabel oder wahlweise verbinden, die zweite Kupplung C2 kann den zweiten Träger CR2 mit dem dritten Hohlrad R3 variabel oder wahlweise verbinden, und die dritte Kupplung C3 kann den ersten Träger CR1 mit dem zweiten Träger CR2 variabel oder wahlweise verbinden.
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2 zeigt betriebene Elemente der Reibelemente, die bei dem Getriebezug für jeden Schaltgang in dem mehrstufigen Automatikgetriebe gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Wie in 2 gezeigt, kann der Getriebezug aufeinanderfolgende Schaltgänge mittels drei Reibelementen in jedem Schaltgang durchführen, während ein Schaltgang freigegeben wird und ein anderer Schaltgang erhalten wird. Speziell können in dem ersten Vorwärtsgang die erste und zweite Kupplung C1 und C2 und die zweite Bremse B2 zum Gangschalten betrieben werden. In dem zweiten Vorwärtsgang können die zweite Kupplung C2 und die erste und zweite Bremse B1 und B2 zum Gangschalten betrieben werden. In dem dritten Vorwärtsgang können die zweite Kupplung C2 und die zweite und dritte Bremse B2 und B3 zum Gangschalten betrieben werden. In dem vierten Vorwärtsgang können die zweite Kupplung C2 und die erste und dritte Bremse B1 und B3 zum Gangschalten betrieben werden. In dem fünften Vorwärtsgang können die erste und zweite Kupplung C1 und C2 und die dritte Bremse B3 zum Gangschalten betrieben werden. In dem sechsten Vorwärtsgang können die erste bis dritte Kupplung C1 bis C3 zum Gangschalten betrieben werden. In dem siebten Vorwärtsgang können die zweite und dritte Kupplung C2 und C3 und die dritte Bremse B3 zum Gangschalten betrieben werden. In dem achten Vorwärtsgang können die erste und dritte Kupplung C1 und C3 und die dritte Bremse B3 zum Gangschalten betrieben werden. In dem neunten Vorwärtsgang können die dritte Kupplung C3 und die erste und dritte Bremse B1 und B3 zum Gangschalten betrieben werden. In dem zehnten Vorwärtsgang können die dritte Kupplung C3 und die zweite und dritte Bremse B2 und B3 zum Gangschalten betrieben werden. In dem Rückwärtsgang können die erste Kupplung C1 und die zweite und dritte Bremse B2 und B3 zum Gangschalten betrieben werden.
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Als solches kann, da drei betriebene Elemente zum Realisieren jedes Schaltganges gekuppelt werden, die Anzahl von Reibelementen, welche nicht betrieben werden, verringert werden, um einen Reibungsschleppverlust zu reduzieren. Daher kann die Leistungsübertragungseffizienz des Automatikgetriebes verbessert werden, um schließlich zur Verbesserung der Kraftstoffeffizienz des Fahrzeuges beizutragen.
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Es versteht sich, dass die in 2 gezeigten Zahlen und die anderen Figuren beispielhaft und nicht beschränkend sind.
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3 bis 24 zeigen Gangschaltmuster für den ersten bis zehnten Vorwärtsgang und den Rückwärtsgang des Getriebezuges gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. In jedem der gezeigten Gangschaltmuster stellt eine horizontale gestrichelte Linie einen Verbindungszustand dar, eine horizontale mittlere Linie stellt eine Drehzahl von „0“ dar, und eine horizontale obere und untere Linie stellen eine Drehzahl von „1,0“ dar, welche derselben Drehzahl wie die der Antriebswelle AN entspricht. Darüber hinaus sind vertikale Linien aufeinanderfolgend derart gesetzt, dass sie von der linken Seite das erste Hohlrad R1, den ersten Träger CR1, das erste Sonnenrad S1, das zweite Sonnenrad S2, den zweiten Träger CR2, das zweite Hohlrad R2, das dritte/vierte Sonnenrad S34, den vierten Träger CR4, den dritten Träger/das vierte Hohlrad CR3/R4 und das dritte Hohlrad R3 bezeichnen oder darstellen, und ein Abstand zwischen den jeweiligen Elementen kann entsprechend den Übersetzungsverhältnissen des ersten bis vierten Planetengetriebesatzes 10, 20, 30 und 40 bestimmt sein. Die Übersetzungsverhältnisse stellen das Verhältnis der Zähnezahl eines Sonnenrades zu der Zähnezahl eines Hohlrades dar. Darüber hinaus kann ein Antrieb an den ersten und zweiten Planetengetriebesatz 10 und 20, welche die erste komplexe Planetengetriebevorrichtung bilden, übertragen werden, und ein Abtrieb kann über den dritten Träger/das vierte Hohlrad CR3/R4 des dritten und vierten Planetengetriebesatzes 30 und 40, welche die zweite komplexe Planetengetriebevorrichtung bilden, übertragen werden. In einem solchen Gangschaltmuster können die Positionsbestimmungen der jeweiligen Drehelemente von jenen in der Technik Erfahrenen leicht nachvollzogen werden. Daher werden die detaillierten Beschreibungen davon hierin weggelassen.
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In dem ersten Vorwärtsgang von 3 und 4 können die Betriebe der ersten und zweiten Kupplung C1 und C2 und der zweiten Bremse B2 gesteuert werden. Dann kann der Betrieb der ersten Kupplung C1 die Antriebswelle AN mit dem ersten Sonnenrad S1 verbinden, der Betrieb der zweiten Kupplung C2 kann den zweiten Träger CR2 mit dem dritten Hohlrad R3 verbinden, und der Betrieb der zweiten Bremse B2 kann den ersten Träger CR1 fixieren. Daher kann der Antrieb der Antriebswelle AN an das erste Sonnenrad S1 und das zweite Hohlrad R2 des ersten und zweiten Planetengetriebesatzes 10 und 20 übertragen werden. Dann können, da eine Ganglinie durch einen komplementären Betrieb zwischen den Drehelementen gebildet wird, der dritte Träger/das vierte Hohlrad CR3/R4 des dritten und vierten Planetengetriebesatzes 30 und 40 einen ersten Vorwärtsgang erzeugen, der über V1 der horizontalen oberen Linie abgegeben wird. Der erste Gangabtrieb des dritten Trägers/des vierten Hohlrades CR3/R4 kann über die Abtriebswelle AB an das Differentialgetriebe übertragen werden, und das Gangschalten in den ersten Vorwärtsgang kann vollendet werden.
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In dem zweiten Vorwärtsgang von 5 und 6 können in dem Zustand des ersten Vorwärtsganges die Freigabe der ersten Kupplung C1 und der Betrieb der ersten Bremse B1 durchgeführt werden, um die Betriebe der zweiten Kupplung C2 und der ersten und zweiten Bremse B1 und B2 zu steuern. Dann kann die Freigabe der ersten Kupplung C1 die Antriebswelle AN von dem ersten Sonnenrad S1 trennen, und der Betrieb der ersten Bremse B1 kann das erste Hohlrad R1 fixieren. Daher können, da eine Ganglinie durch einen komplementären Betrieb zwischen den Drehelementen gebildet wird, der dritte Träger/das vierte Hohlrad CR3/R4 des dritten und vierten Planetengetriebesatzes 30 und 40 einen zweiten Vorwärtsgang erzeugen, der über V2 der horizontalen oberen Linie abgegeben wird. Der zweite Gangabtrieb des dritten Trägers/des vierten Hohlrades CR3/R4 kann über die Abtriebswelle AB an das Differentialgetriebe übertragen werden, und das Gangschalten in den zweiten Vorwärtsgang kann vollendet werden.
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In dem dritten Vorwärtsgang von 7 und 8 können in dem Zustand des zweiten Vorwärtsganges die Freigabe der ersten Bremse B1 und der Betrieb der dritten Bremse B3 durchgeführt werden, um die Betriebe der zweiten Kupplung C2 und der zweiten und dritten Bremse B2 und B3 zu steuern. Dann kann die Freigabe der ersten Bremse B1 das erste Hohlrad R1 freigeben, und der Betrieb der dritten Bremse B3 kann das dritte und vierte Sonnenrad S3 und S4 fixieren. Daher können, da eine Ganglinie durch einen komplementären Betrieb zwischen den Drehelementen gebildet wird, der dritte Träger/das vierte Hohlrad CR3/R4 des dritten und vierten Planetengetriebesatzes 30 und 40 einen dritten Vorwärtsgang erzeugen, der über V3 der horizontalen oberen Linie abgegeben wird. Der dritte Gangabtrieb des dritten Trägers/des vierten Hohlrades CR3/R4 kann über die Abtriebswelle AB an das Differentialgetriebe übertragen werden, und das Gangschalten in den dritten Vorwärtsgang kann vollendet werden.
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In dem vierten Vorwärtsgang von 9 und 10 können in dem Zustand des dritten Vorwärtsganges die Freigabe der zweiten Bremse B2 und der Betrieb der ersten Bremse B1 durchgeführt werden, um die Betriebe der zweiten Kupplung C2 und der ersten und dritten Bremse B1 und B3 zu steuern. Dann kann die Freigabe der zweiten Bremse B2 den ersten Träger CR1 freigeben, und der Betrieb der ersten Bremse B1 kann das erste Sonnenrad S1 fixieren. Daher können, da eine Ganglinie durch einen komplementären Betrieb zwischen den Drehelementen gebildet wird, der dritte Träger/das vierte Hohlrad CR3/R4 des dritten und vierten Planetengetriebesatzes 30 und 40 einen vierten Vorwärtsgang erzeugen, der über V4 der horizontalen oberen Linie abgegeben wird. Der vierte Gangabtrieb des dritten Trägers/des vierten Hohlrades CR3/R4 kann über die Abtriebswelle AB an das Differentialgetriebe übertragen werden, und das Gangschalten in den vierten Vorwärtsgang kann vollendet werden.
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In dem fünften Vorwärtsgang von 11 und 12 können in dem Zustand des vierten Vorwärtsganges die Freigabe der ersten Bremse B1 und der Betrieb der ersten Kupplung C1 durchgeführt werden, um die Betriebe der ersten und zweiten Kupplung C1 und C2 und der dritten Bremse B3 zu steuern. Dann kann die Freigabe der ersten Bremse B1 das erste Hohlrad R1 freigeben, und der Betrieb der ersten Kupplung C1 kann die Antriebswelle AN mit dem ersten Sonnenrad S1 verbinden. Daher können, da eine Ganglinie durch einen komplementären Betrieb zwischen den Drehelementen gebildet wird, der dritte Träger/das vierte Hohlrad CR3/R4 des dritten und vierten Planetengetriebesatzes 30 und 40 einen fünften Vorwärtsgang erzeugen, der über V5 der horizontalen oberen Linie abgegeben wird. Der fünfte Gangabtrieb des dritten Trägers/des vierten Hohlrades CR3/R4 kann über die Abtriebswelle AB an das Differentialgetriebe übertragen werden, und das Gangschalten in den fünften Vorwärtsgang kann vollendet werden.
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In dem sechsten Vorwärtsgang von 13 und 14 können in dem Zustand des fünften Vorwärtsganges die Freigabe der dritten Bremse B3 und der Betrieb der dritten Kupplung C3 durchgeführt werden, um die Betriebe der ersten bis dritten Kupplung C1 bis C3 zu steuern. Dann kann die Freigabe der dritten Bremse B3 das dritte und vierte Sonnenrad S3 und S4 freigeben, und der Betrieb der dritten Kupplung C3 kann den ersten Träger CR1 mit dem dritten Hohlrad R3 verbinden. Daher können, da eine Ganglinie durch einen komplementären Betrieb zwischen den Drehelementen gebildet wird, der dritte Träger/das vierte Hohlrad CR3/R4 des dritten und vierten Planetengetriebesatzes 30 und 40 einen sechsten Vorwärtsgang erzeugen, der über V6 der horizontalen oberen Linie abgegeben wird. Der sechste Gangabtrieb des dritten Trägers/des vierten Hohlrades CR3/R4 kann über die Abtriebswelle AB an das Differentialgetriebe übertragen werden, und das Gangschalten in den sechsten Vorwärtsgang kann vollendet werden.
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In dem siebten Vorwärtsgang von 15 und 16 können in dem Zustand des sechsten Vorwärtsganges die Freigabe der ersten Kupplung C1 und der Betrieb der dritten Bremse B3 durchgeführt werden, um die Betriebe der zweiten und dritten Kupplung C2 und C3 und der dritten Bremse B3 zu steuern. Dann kann die Freigabe der ersten Kupplung C1 die Antriebswelle AN von dem ersten Sonnenrad S1 trennen, und der Betrieb der dritten Bremse B3 kann das dritte und vierte Sonnenrad S3 und S4 fixieren. Daher können, da eine Ganglinie durch einen komplementären Betrieb zwischen den Drehelementen gebildet wird, der dritte Träger/das vierte Hohlrad CR3/R4 des dritten und vierten Planetengetriebesatzes 30 und 40 einen siebten Vorwärtsgang erzeugen, der über V7 der horizontalen oberen Linie abgegeben wird. Der siebte Gangabtrieb des dritten Trägers/des vierten Hohlrades CR3/R4 kann über die Abtriebswelle AB an das Differentialgetriebe übertragen werden, und das Gangschalten in den siebten Vorwärtsgang kann vollendet werden.
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In dem achten Vorwärtsgang von 17 und 18 können in dem Zustand des siebten Vorwärtsganges die Freigabe der zweiten Kupplung C2 und der Betrieb der ersten Kupplung C1 durchgeführt werden, um die Betriebe der ersten und dritten Kupplung C1 und C3 und der dritten Bremse B3 zu steuern. Dann kann die Freigabe der zweiten Kupplung C2 den zweiten Träger CR2 von dem dritten Hohlrad R3 trennen, und der Betrieb der ersten Kupplung C1 kann die Antriebswelle AN mit dem ersten Sonnenrad S1 verbinden. Daher können, da eine Ganglinie durch einen komplementären Betrieb zwischen den Drehelementen gebildet wird, der dritte Träger/das vierte Hohlrad CR3/R4 des dritten und vierten Planetengetriebesatzes 30 und 40 einen achten Vorwärtsgang erzeugen, der über V8 der horizontalen oberen Linie abgegeben wird. Der achte Gangabtrieb des dritten Trägers/des vierten Hohlrades CR3/R4 kann über die Abtriebswelle AB an das Differentialgetriebe übertragen werden, und das Gangschalten in den achten Vorwärtsgang kann vollendet werden.
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In dem neunten Vorwärtsgang von 19 und 20 können in dem Zustand des achten Vorwärtsganges die Freigabe der ersten Kupplung C1 und der Betrieb der ersten Bremse B1 durchgeführt werden, um die Betriebe der dritten Kupplung C3 und der ersten und dritten Bremse B1 und B3 zu steuern. Dann kann die Freigabe der ersten Kupplung C1 die Antriebswelle AN von dem ersten Sonnenrad S1 trennen, und der Betrieb der ersten Bremse B1 kann das erste Sonnenrad S1 fixieren. Daher können, da eine Ganglinie durch einen komplementären Betrieb zwischen den Drehelementen gebildet wird, der dritte Träger/das vierte Hohlrad CR3/R4 des dritten und vierten Planetengetriebesatzes 30 und 40 einen neunten Vorwärtsgang erzeugen, der über V9 der horizontalen oberen Linie abgegeben wird. Der neunte Gangabtrieb des dritten Trägers/des vierten Hohlrades CR3/R4 kann über die Abtriebswelle AB an das Differentialgetriebe übertragen werden, und das Gangschalten in den neunten Vorwärtsgang kann vollendet werden.
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In dem zehnten Vorwärtsgang von 21 und 22 können in dem Zustand des neunten Vorwärtsganges die Freigabe der ersten Bremse B1 und der Betrieb der zweiten Bremse B2 durchgeführt werden, um die Betriebe der dritten Kupplung C3 und der zweiten und dritten Bremse B2 und B3 zu steuern. Dann kann die Freigabe der ersten Bremse B1 das erste Hohlrad R1 freigeben, und der Betrieb der zweiten Bremse B2 kann den ersten Träger CR1 fixieren. Daher können, da eine Ganglinie durch einen komplementären Betrieb zwischen den Drehelementen gebildet wird, der dritte Träger/das vierte Hohlrad CR3/R4 des dritten und vierten Planetengetriebesatzes 30 und 40 einen zehnten Vorwärtsgang erzeugen, der über V10 der horizontalen oberen Linie abgegeben wird. Der zehnte Gangabtrieb des dritten Trägers/des vierten Hohlrades CR3/R4 kann über die Abtriebswelle AB an das Differentialgetriebe übertragen werden, und das Gangschalten in den zehnten Vorwärtsgang kann vollendet werden.
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In dem Rückwärtsgang von 23 und 24 können die Betriebe der ersten Kupplung C1 und der zweiten und dritten Bremse B2 und B3 gesteuert werden. Dann kann der Betrieb der ersten Kupplung C1 die Antriebswelle AN mit dem ersten Sonnenrad S1 verbinden, und der Betrieb der dritten Bremse B3 kann das dritte und vierte Sonnenrad S3 und S4 fixieren. Daher kann der Antrieb der Antriebswelle AN an das erste Sonnenrad S1 und das zweite Hohlrad R2 des ersten und zweiten Planetengetriebesatzes 10 und 20 übertragen werden. Dann können, da eine Ganglinie durch einen komplementären Betrieb zwischen den Drehelementen gebildet wird, der dritte Träger/das vierte Hohlrad CR3/R4 des dritten und vierten Planetengetriebesatzes 30 und 40 einen Rückwärtsgang erzeugen, der über R1 der horizontalen oberen Linie abgegeben wird. Der Rückwärtsgangabtrieb des dritten Trägers/des vierten Hohlrades CR3/R4 kann über die Abtriebswelle AB an das Differentialgetriebe übertragen werden, und das Gangschalten in den Rückwärtsgang kann vollendet werden.
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25 zeigt eine Modifikation des Getriebezuges gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Wie in 25 gezeigt, kann der Getriebezug vier Planetengetriebesätze 10, 20, 30 und 40, die auf derselben axialen Linie angeordnet sind, und sechs Reibelemente aufweisen, die eine erste bis dritte Kupplung C1 bis C3 und eine erste bis dritte Bremse B1 bis B3 umfassen. Das heißt, der Getriebezug kann dieselben Komponenten wie jene des mit Bezug auf die 1 bis 24 beschriebenen Getriebezuges aufweisen. Jedoch unterscheidet sich der Getriebezug aus 25 von dem mit Bezug auf die 1 bis 24 beschriebenen Getriebezug dadurch, dass Verbindungen der Antriebswelle AN zu den Drehelementen geändert sind und die erste bis dritte Kupplung C1 bis C3 als ein modifizierter Kupplungssatz 50-1 realisiert sind, der eine von dem mit Bezug auf die 1 bis 24 beschriebenen Kupplungssatz 50 abweichende Anordnung hat.
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Spezielle kann die Antriebswelle AN mit dem zweiten Träger CR2 verbunden sein, der als das zweite Drehelement des zweiten Planetengetriebesatzes 20 dient, die zweite Kupplung C2 kann mit dem zweiten Hohlrad R2 verbunden sein, das als das dritte Drehelement des zweiten Planetengetriebesatzes 20 dient, und die dritte Kupplung C3 kann mit dem ersten Träger CR1 verbunden sein, der als das zweite Drehelement des ersten Planetengetriebesatzes 10 dient und mit der zweiten Kupplung C2 verbunden ist. Daher kann während des Gangschaltens in den ersten bis zehnten Vorwärtsgang und den Rückwärtsgang der mit Bezug auf die 3 bis 24 beschriebene Antrieb der Antriebswelle AN mit dem zweiten Träger CR2 anstelle des zweiten Hohlrades R2 des zweiten Planetengetriebesatzes 20 verbunden sein.
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Wie oben beschrieben, kann das mehrstufige Automatikgetriebe für ein Fahrzeug gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung den Getriebezug aufweisen, welcher die vier Planetengetriebesätze 10, 20, 30 und 40 und die sechs Reibelemente aufweist, welche die erste bis dritte Kupplung C1 bis C3 und die erste bis dritte Bremse B1 bis B3 umfassen. Die zehn Vorwärtsgänge und der eine Rückwärtsgang können in verschiedenen Weisen durch verschiedene Anordnungen der ersten bis dritten Kupplung C1 bis C3 in Bezug auf die Drehelemente realisiert werden.
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Bei dem mehrstufigen Automatikgetriebe gemäß den beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann der Getriebezug, der zum Realisieren von zehn Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang geeignet ist, dieselben Komponenten wie jene des Getriebezuges aufweisen, der in dem Automatikgetriebe mit neun Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang enthalten ist. Daher kann die Struktur des Getriebezuges optimiert werden.
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Darüber hinaus kann das mehrstufige Automatikgetriebe die Kraftstoffeffizienz basierend auf den zehn Vorwärtsgängen durch die optimierte Getriebezugstruktur verbessern und zu dem sanften Betrieb des Fahrzeuges beitragen, da ein Betriebspunkt in einem niedrigen Drehzahlbereich verwendet wird. Ferner ist es entsprechend der Tendenz, bei welcher zunehmend Automatikgetriebe mit sieben oder mehr Gängen montiert werden, möglich, den Markt von mehrstufigen Automatikgetrieben rasch zu bewältigen.
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Zur Einfachheit der Erläuterung und genauen Definition in den beigefügten Ansprüchen werden die Begriffe „vorn“ oder „hinten“ usw. verwendet, um Merkmale der beispielhaften Ausführungsformen in Bezug auf die Positionen derartiger Merkmale, wie in den Figuren gezeigt ist, zu beschreiben.
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Die vorhergehenden Beschreibungen der speziellen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurden zu Zwecken der Erläuterung und Beschreibung dargelegt. Sie sind nicht dazu bestimmt, vollständig zu sein oder die Erfindung auf genau die offenbarten Formen zu beschränken, und offensichtlich sind viele Modifikationen und Variationen im Lichte der obigen Lehren möglich. Die beispielhaften Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Grundsätze der Erfindung und ihre praktische Anwendung zu erläutern, um es dadurch anderen technisch versierten Fachleuten zu ermöglichen, sowohl verschiedene beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung als auch verschiedene Alternativen und Modifikationen davon herzustellen und anzuwenden. Es ist beabsichtigt, dass der Bereich der Erfindung durch die hierzu beigefügten Ansprüche und ihre Äquivalente definiert wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- KR 10-2014-0129195 [0001]
