DE102014202396B4

DE102014202396B4 - Mehrstufiges getriebe

Info

Publication number: DE102014202396B4
Application number: DE102014202396.3A
Authority: DE
Inventors: Robert Scott Lippert
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2013-02-15
Filing date: 2014-02-11
Publication date: 2024-05-08
Anticipated expiration: 2034-02-12
Also published as: US9217493B2; DE102014202396A1; US9915321B2; CN103994189B; US20140235398A1; CN103994189A; US20160069430A1

Abstract

Getriebe, das Folgendes umfasst:eine Eingangswelle (10) und eine Ausgangswelle (12);vier einfache Planetenradsätze (20, 30, 40, 50), wobei der erste, der zweite, der dritte und der vierte Planetenradsatz (40, 50, 20, 30) jeweils aufweist:einen Planetenträger (42, 52, 22, 32), der sich um eine Mittelachse dreht und einen Satz von Planetenrädern (44, 54, 24, 34) stützt, derart, dass sich die Planetenräder (44, 54, 24, 34) bezüglich des Planetenträgers (42, 52, 22, 32) drehen,äußere Zahnradzähne an den Planetenrädern (44, 54, 24, 34), die mit äußeren Zahnradzähnen an einem Sonnenrad (46, 56, 26, 36) und mit inneren Zahnradzähnen an einem Hohlrad (48, 58, 28, 38) kämmen,mindestens ein Planetenrad der Planetenräder (44, 54, 24, 34), das zur Drehung auf dem Planetenträger (42, 52, 22, 32) gestützt wird, im ständigen Kämmeingriff mit dem Sonnenrad (46, 56, 26, 36) und im ständigen Kämmeingriff mit dem Hohlrad (48, 58, 28, 38) steht,wobei das Sonnenrad (46, 56, 26, 36) und das Hohlrad (48, 58, 28, 38) zur Drehung um die gleiche Achse wie der Planetenträger (42, 52, 22, 32) gestützt werden, wobeieine erste Bremse (62) dazu konfiguriert ist, das zweite Sonnenrad (56) gezielt gegen Drehung zu halten, undeine zweite Bremse (66) dazu konfiguriert ist, das dritte Hohlrad (28) gezielt gegen Drehung zu halten; undeine dritte Bremse (68) dazu konfiguriert ist, das vierte Hohlrad (38) gezielt gegen Drehung zu halten, undeine erste Kupplung (60) dazu konfiguriert ist, die Ausgangswelle (12) gezielt mit dem ersten Hohlrad (48) zu koppeln, undeine dritte Kupplung (64) dazu konfiguriert ist, die Eingangswelle (10) gezielt mit dem dritten Hohlrad (28) zu koppeln, undeine zweite Kupplung (70) dazu konfiguriert ist, die Eingangswelle (10) gezielt mit dem vierten Sonnenrad (36) zu koppeln, und/oder eine vierte Kupplung (72) dazu konfiguriert ist, das vierte Sonnenrad (36) und das erste Hohlrad (48) miteinander zu koppeln,wobei das dritte Sonnenrad (26) mit dem vierten Hohlrad (38) fest gekoppelt ist,wobei der dritte Planetenträger (22) und der vierte Planetenträger (32) mit dem ersten Sonnenrad (46) und dem zweiten Hohlrad (58) fest gekoppelt sind,wobei der erste Planetenträger (42) mit der Eingangswelle (10) fest gekoppelt ist,wobei die Ausgangswelle (12) mit dem zweiten Planetenträger (52) fest gekoppelt ist.

Description

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf das Gebiet der Automatikgetriebe für Kraftfahrzeuge. Insbesondere betrifft die Offenbarung eine Anordnung von Zahnrädern, Kupplungen und die Verbindungen zwischen ihnen in einem Leistungsgetriebe.
Ein Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise, insbesondere ein Automatikgetriebe für ein Kraftfahrzeug, ist aus der DE 10 2008 041 193 A1 bekannt. Ein mehrstufiges Getriebe ist auch aus der DE 10 2013 215 658 A1 bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine effiziente Alternative für bekannte Getriebe bereitzustellen
Erfindungsgemäß sind Getriebe gemäß der unabhängigen Ansprüche 1 und 2 bereitgestellt-
Bei einer ersten Ausführungsform enthält ein Getriebe eine erste Zahnradanordnung, welche einen ersten und einen zweiten einfachen Planetenradsatz, eine erste Bremse und eine erste Kupplung umfasst. Die erste Zahnradanordnung ist dazu konfiguriert, eine Gangübersetzung zwischen einer dritten Welle und einer Eingangswelle auf verschiedene Werte zu beschränken, die einen negativen Wert, null, zwei Werte zwischen null und eins sowie eins einschließen. Das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes ist mit der dritten Welle fest gekoppelt, während der Träger des ersten Planetenradsatzes mit der Eingangswelle fest gekoppelt ist. Das Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes ist mit der dritten Welle fest gekoppelt, während der Träger des zweiten Planetenradsatzes mit der Ausgangswelle fest gekoppelt ist. Die erste Kupplung koppelt das Hohlrad des ersten Zahnradsatzes gezielt mit der Ausgangswelle. Die erste Bremse hält das Sonnenrad des zweiten Zahnradsatzes gezielt gegen Drehung. Die erste Zahnradanordnung ist eine Zahnradanordnung, die ein lineares Drehzahlverhältnis zwischen einer ersten, zweiten, vierten und der dritten Welle, einer zweiten und dritten Kupplung, die die erste bzw. zweite Welle gezielt mit der Eingangswelle koppeln, sowie einer zweiten und dritten Bremse, die die zweite bzw. vierte Welle gezielt gegen Drehung halten, fest vorgibt. Die erste Zahnradanordnung kann alternativ dazu eine Zahnradanordnung sein, die ein lineares Drehzahlverhältnis zwischen der ersten, zweiten, dritten und vierten Welle, der zweiten und dritten Kupplung, die die erste bzw. vierte Welle gezielt mit der Eingangswelle koppeln, sowie der zweiten und dritten Bremse, die die erste bzw. zweite Welle gezielt gegen Drehung halten, fest vorgibt.
Bei einer zweiten Ausführungsform enthält ein Getriebe eine erste, zweite und dritte Zahnradanordnung, zwei Kupplungen sowie drei Bremsen. Die erste Zahnradanordnung gibt ein lineares Drehzahlverhältnis zwischen der ersten, zweiten, dritten und vierten Welle fest vor. Die zweite Zahnradanordnung gibt ein lineares Drehzahlverhältnis zwischen der dritten Welle, einer Eingangswelle und einer fünften Welle fest vor. Die dritte Zahnradanordnung gibt ein lineares Drehzahlverhältnis zwischen der dritten Welle, einer Ausgangswelle und einer sechsten Welle fest vor. Die erste, zweite und dritte Bremse halten die sechste, zweite bzw. vierte Welle gezielt gegen Drehung. Eine erste Kupplung koppelt die fünfte Welle gezielt mit der Ausgangswelle. Eine dritte Kupplung koppelt die zweite Welle gezielt mit der Eingangswelle. Die zweite und vierte Kupplung können die Eingangswelle bzw. die fünfte Welle gezielt mit der ersten Welle koppeln.
Bei einer dritten Ausführungsform enthält ein Getriebe eine erste, zweite und dritte Zahnradanordnung, zwei Kupplungen sowie drei Bremsen. Die erste Zahnradanordnung gibt ein lineares Drehzahlverhältnis zwischen der ersten, zweiten, dritten und vierten Welle fest vor. Die zweite Zahnradanordnung gibt ein lineares Drehzahlverhältnis zwischen der dritten Welle, einer Eingangswelle und einer fünften Welle fest vor. Die dritte Zahnradanordnung gibt ein lineares Drehzahlverhältnis zwischen der dritten Welle, einer Ausgangswelle und einer sechsten Welle fest vor. Die erste, zweite und dritte Bremse halten die sechste, erste bzw. zweite Welle gezielt gegen Drehung. Eine erste Kupplung koppelt die fünfte Welle gezielt mit der Ausgangswelle. Eine zweite Kupplung koppelt die erste Welle gezielt mit der Eingangswelle. Die dritte und vierte Kupplung können die Eingangswelle bzw. die fünfte Welle gezielt mit der vierten Welle koppeln.
Bei einer vierten Ausführungsform enthält ein Getriebe eine erste, zweite und dritte Zahnradanordnung, zwei Kupplungen sowie drei Bremsen. Die erste Zahnradanordnung gibt ein lineares Drehzahlverhältnis zwischen der zweiten, dritten und vierten Welle fest vor. Die zweite Zahnradanordnung gibt ein lineares Drehzahlverhältnis zwischen der dritten Welle, einer Eingangswelle und einer fünften Welle fest vor. Die dritte Zahnradanordnung gibt ein lineares Drehzahlverhältnis zwischen der dritten Welle, einer Ausgangswelle und einer sechsten Welle fest vor. Die erste, zweite und dritte Bremse halten die sechste, zweite bzw. vierte Welle gezielt gegen Drehung. Eine erste Kupplung koppelt die fünfte Welle gezielt mit der Ausgangswelle. Eine dritte Kupplung koppelt die zweite Welle gezielt mit der Eingangswelle. Eine vierte Zahnradanordnung kann ein lineares Drehzahlverhältnis zwischen der Eingangswelle, der dritten Welle und der vierten Welle gezielt vorgeben. Alternativ dazu kann eine vierte Zahnradanordnung ein lineares Drehzahlverhältnis zwischen der fünften Welle, der dritten Welle und der vierten Welle gezielt vorgeben.
Bei einer fünften Ausführungsform enthält ein Getriebe eine erste, zweite und dritte Zahnradanordnung, zwei Kupplungen sowie zwei Bremsen. Die erste Zahnradanordnung beschränkt eine erste Welle und eine dritte Welle gezielt so, dass sie sich in entgegengesetzte Richtungen drehen. Die zweite Zahnradanordnung gibt ein lineares Drehzahlverhältnis zwischen der dritten Welle, einer Eingangswelle und einer fünften Welle fest vor. Die dritte Zahnradanordnung gibt ein lineares Drehzahlverhältnis zwischen der dritten Welle, einer Ausgangswelle und einer sechsten Welle fest vor. Die erste und zweite Bremse halten die sechste bzw. erste Welle gezielt gegen Drehung. Eine erste Kupplung koppelt die fünfte Welle gezielt mit der Ausgangswelle. Eine zweite Kupplung koppelt die erste Welle gezielt mit der Eingangswelle. Eine vierte Zahnradanordnung kann ein lineares Drehzahlverhältnis zwischen der Eingangswelle, der dritten Welle und der ersten Welle gezielt vorgeben. Alternativ dazu kann eine vierte Zahnradanordnung ein lineares Drehzahlverhältnis zwischen der fünften Welle, der dritten Welle und der ersten Welle gezielt vorgeben.

1 ist ein Schemadiagramm einer ersten Getriebezahnradanordnung.
2 ist ein Schemadiagramm einer zweiten Getriebezahnradanordnung.
3 ist ein Schemadiagramm einer dritten Getriebezahnradanordnung.
4 ist ein Hebeldiagramm, das der dritten Getriebezahnradanordnung entspricht.
5 ist ein Schemadiagramm einer vierten Getriebezahnradanordnung.
6 ist ein Schemadiagramm einer fünften Getriebezahnradanordnung.
7 ist ein Schemadiagramm einer sechsten Getriebezahnradanordnung.
8 ist ein Hebeldiagramm, das der sechsten Getriebezahnradanordnung entspricht.

Eine Zahnradanordnung ist eine Zusammenstellung von rotierenden Elementen und Schaltelementen, die dazu konfiguriert ist, spezielle Drehzahlverhältnisse zwischen den rotierenden Elementen vorzugeben. Einige Drehzahlverhältnisse, so genannte feste Drehzahlverhältnisse, werden unabhängig vom Zustand irgendwelcher Schaltelemente vorgegeben. Andere Drehzahlverhältnisse, so genannte gezielte Drehzahlverhältnisse, werden nur vorgegeben, wenn bestimmte Schaltelemente vollständig eingerückt sind. Es besteht ein lineares Drehzahlverhältnis zwischen einer geordneten Liste von rotierenden Elementen, wenn i) das erste und letzte rotierende Element in der Gruppe so beschränkt sind, dass sie die extremsten Drehzahlen aufweisen, ii) die Drehzahlen der übrigen rotierenden Elemente jeweils so beschränkt sind, dass sie ein gewichtetes Mittel des ersten und letzten Elements sind, und iii) wenn sich die Drehzahlen der rotierenden Elemente unterscheiden, sind sie so beschränkt, dass sie in der aufgeführten Reihenfolge sind, entweder aufsteigend oder abfallend. Ein Stufenwechselgetriebe weist eine Zahnradanordnung auf, die verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen einer Eingangswelle und einer Ausgangswelle gezielt vorgibt.
Rotierende Elemente einer Gruppe sind fest miteinander gekoppelt, wenn sie so beschränkt sind, dass sie sich unter allen Betriebsbedingungen als eine Einheit drehen. Rotierende Elemente können durch Keilverzahnungsverbindungen, Schweißen, Presspassung, Herausarbeiten aus gemeinsamem Vollmaterial oder anderweitig fest gekoppelt sein. Es können geringfügige Abweichungen bei der Drehverschiebung zwischen fest gekoppelten Elementen auftreten, wie Verschiebung durch Spiel oder Wellennachgiebigkeit. Ein rotierendes Element oder mehrere rotierende Elemente, die alle fest miteinander gekoppelt sind, kann/können als Welle bezeichnet werden. Im Gegensatz dazu sind zwei rotierende Elemente durch ein Schaltelement gezielt gekoppelt, wenn das Schaltelement sie auf Drehung als eine Einheit beschränkt, wann immer das Schaltelement vollständig eingerückt ist, und sie sich zumindest unter einigen anderen Betriebsbedingungen mit verschiedenen Drehzahlen frei drehen können. Ein Schaltelement, das ein rotierendes Element durch gezieltes Verbinden des Elements mit dem Gehäuse gegen Drehung hält, wird als Bremse bezeichnet. Ein Schaltelement, das zwei oder mehr rotierende Elemente gezielt miteinander koppelt, wird als Kupplung bezeichnet. Schaltelemente können aktiv gesteuerte Vorrichtungen, wie hydraulisch oder elektrisch betätigte Kupplungen oder Bremsen, oder passive Vorrichtungen, wie Freilaufkupplungen oder Bremsen, sein.
Ein beispielhaftes Getriebe wird in 1 schematisch dargestellt. Das Getriebe verwendet vier einfache Planetenradsätze 20, 30, 40 und 50. Ein Planetenträger 22 dreht sich um eine Mittelachse und stützt einen Satz von Planetenrädern 24, derart, dass sich die Planetenräder bezüglich des Planetenträgers drehen. Äußere Zahnradzähne an den Planetenrädern kämmen mit äußeren Zahnradzähnen am Sonnenrad 26 und mit inneren Zahnradzähnen an einem Hohlrad 28. Das Sonnenrad und das Hohlrad werden zur Drehung um die gleiche Achse wie der Träger gestützt. Die Zahnradsätze 30, 40 und 50 sind ähnlich aufgebaut.
Ein einfacher Planetenradsatz ist eine Art von Zahnradanordnung, die ein festes lineares Drehzahlverhältnis zwischen dem Sonnenrad, dem Planetenträger und dem Hohlrad vorgibt. Andere bekannte Arten von Zahnradanordnungen geben auch ein festes lineares Drehzahlverhältnis zwischen drei rotierenden Elementen vor. Ein Doppelritzel-Planetenradsatz gibt beispielsweise ein festes lineares Drehzahlverhältnis zwischen dem Sonnenrad, dem Hohlrad und dem Planetenträger vor.
Ein empfohlenes Zahnradzähneverhältnis für jeden Planetenradsatz ist in Tabelle 1 aufgeführt. TABELLE 1

Hohlrad 28 / 1,50

Sonnenrad 26

Hohlrad 38 / Sonnenrad 36 2,00

Hohlrad 48 / Sonnenrad 46 1,50

Hohlrad 58 / Sonnenrad 56 1,50
In dem Getriebe von 1 ist das Sonnenrad 26 mit dem Hohlrad 38 fest gekoppelt, die Träger 22 und 32 sind mit dem Sonnenrad 46 und dem Hohlrad 58 fest gekoppelt, der Träger 42 ist mit der Eingangswelle 10 fest gekoppelt und die Ausgangswelle 12 ist mit dem Träger 52 fest gekoppelt. Das Hohlrad 28 wird durch die Bremse 66 gezielt gegen Drehung gehalten und durch die Kupplung 64 gezielt mit der Eingangswelle 10 gekoppelt. Das Sonnenrad 26 und das Hohlrad 38 werden durch die Bremse 68 gezielt gegen Drehung gehalten. Die Eingangswelle 10 und der Träger 42 werden durch die Kupplung 70 gezielt mit dem Sonnenrad 36 gekoppelt. Das Sonnenrad 56 wird durch die Bremse 62 gezielt gegen Drehung gehalten. Schließlich werden die Ausgangswelle 12 und der Träger 52 durch die Kupplung 60 gezielt mit dem Hohlrad 48 gekoppelt. Die Kombination aus dem Zahnradsatz 30 und der Kupplung 70 gibt gezielt ein lineares Drehzahlverhältnis zwischen dem Hohlrad 38, dem Träger 32 und der Eingangswelle 10 vor.

Wie in Tabelle 2 gezeigt, erzeugt das Einrücken der Schaltelemente in Dreierkombinationen neun Vorwärtsgangübersetzungen und eine Rückwärtsgangübersetzung zwischen der Eingangswelle 10 und der Ausgangswelle 12. Ein X zeigt an, dass das Schaltelement erforderlich ist, um die Gangübersetzung herzustellen. Ein (X) zeigt an, dass die Kupplung betätigt werden kann, dies aber nicht erforderlich ist. Im 4. Gang stellen die Kupplung 60 und die Bremse 62 den Kraftflussweg zwischen der Eingangswelle 10 und der Ausgangswelle 12 her. Es können auch beliebige der übrigen Schaltelemente betätigt werden. Ein Betätigen der Kupplung 64 stellt sicher, dass alle einstufigen und zweistufigen Schaltungen vom 4. Gang durch Einrücken lediglich eines Schaltelements und Ausrücken lediglich eines Schaltelements erzielt werden können. Wenn die Zahnradsätze die in Tabelle 1 gezeigten Zähnezahlen haben, haben die Gangübersetzungen die in Tabelle 2 gezeigten Werte. TABELLE 2

	60	62	64	66	68	70	Übersetzung	Stufe
Rückwärts		X		X		X	-3,33	67%
1.		X			X	X	5,00
2.		X	X		X		2,78	1,80
3.		X	X			X	1,67	1,67
4.	X	X	(X)				1,27	1,32
5.	X		X			X	1,00	1,27
6.	X		X		X		0,79	1,27
7.	X				X	X	0,69	1,14
8.	X			X	X		0,60	1,15
9.	X			X		X	0,50	1,20

Die Zahnradsätze 20 und 30, die Kupplungen 64 und 70 sowie die Bremsen 66 und 68 bilden eine Zahnradanordnung, die verschiedene Gangübersetzungen zwischen der Eingangswelle 10 und den Trägern 22 und 32 erzeugt. Insbesondere drehen sich die Träger 22 und 32, wenn die Kupplung 70 und die Bremse 66 eingerückt sind, in einer Richtung, die der der Eingangswelle 10 entgegengesetzt ist. Wenn beide Bremsen 66 und 68 eingerückt sind, werden die Träger 22 und 32 gegen Drehung gehalten. Das Einrücken der Bremse 68 in Kombination mit der Kupplung 70 oder der Kupplung 64 führt zu zwei Kriechgangübersetzungen. Schließlich drehen sich die Träger 22 und 32, wenn beide Kupplungen 64 und 70 eingerückt sind, im Einklang mit der Eingangswelle 10.
Das Getriebe der 2 ist gleich dem Getriebe von 1, mit dem Unterschied, dass die Kupplung 70 entfernt wurde und das Sonnenrad 36 durch die Kupplung 72 gezielt mit dem Hohlrad 48 gekoppelt wird. Eine empfohlene Anzahl von Zahnradzähnen für jeden Planetenradsatz ist in Tabelle 3 aufgeführt. TABELLE 3

Hohlrad 28 / Sonnenrad 26 2,00

Hohlrad 38 / Sonnenrad 36 2,50

Hohlrad 48 / Sonnenrad 46 1,50

Hohlrad 58 / Sonnenrad 56 1,50

Wie in Tabelle 4 gezeigt, erzeugt das Einrücken der Kupplungen und Bremsen in Dreierkombinationen neun Vorwärtsgangübersetzungen und eine Rückwärtsgangübersetzung zwischen der Eingangswelle 10 und der Ausgangswelle 12. Wenn die Zahnradsätze die in Tabelle 3 gezeigten Zähnezahlen haben, haben die Gangübersetzungen die in Tabelle 4 gezeigten Werte. TABELLE 4

	60	62	64	66	68	72	Übersetzung	Stufe
Rückwärts		X		X		X	-3,33	67%
1.		X			X	X	4,17
2.		X	X		X		2,50	1,67
3.		X	X			X	1,67	1,50
4.	X	X	(X)				1,27	1,32
5.	X		X			X	1,00	1,27
6.	X		X		X		0,82	1,22
7.	X				X	X	0,71	1,15
8.	X			X	X		0,60	1,19
9.	X			X		X	0,50	1,20

Das Getriebe von 3 ist gleich den Getrieben von 1 und 2, mit dem Unterschied, dass beide Kupplungen 70 und 72 vorliegen. Eine empfohlene Anzahl von Zahnradzähnen für jeden Planetenradsatz ist in Tabelle 5 aufgeführt. TABELLE 5

Hohlrad 28 / Sonnenrad 26 2,20

Hohlrad 38 / Sonnenrad 36 1,80

Hohlrad 48 / Sonnenrad 46 1,50

Hohlrad 58 / Sonnenrad 56 1,50

Wie in Tabelle 6 gezeigt, erzeugt das Einrücken der Kupplungen und Bremsen in Dreierkombinationen neun Vorwärtsgangübersetzungen und eine Rückwärtsgangübersetzung zwischen der Eingangswelle 10 und der Ausgangswelle 12. Wenn die Zahnradsätze die in Tabelle 5 gezeigten Zähnezahlen haben, haben die Gangübersetzungen die in Tabelle 6 gezeigten Werte. TABELLE 6

	60	62	64	66	68	70	72	Übersetzung	Stufe
R1		X		X		X		-4,93	106%
R2		X		X			X	-2,29	2,15
1.		X			X	X		4,67
2.		X			X		X	3,47	1,35
3.		X	X		X			2,42	1,43
4.		X	X			X		1,67	1,46
5.	X	X	X					1,27	1,32
6.	X		X			X		1,00	1,27
7.	X		X		X			0,83	1,21
8.	X				X		X	0,74	1,11
9.	X				X	X		0,70	1,06
10.	X			X	X			0,60	1,17
11.	X			X		X		0,53	1,14
12.	X			X			X	0,47	1,14

4 zeigt ein Hebeldiagramm, das den Zahnradanordnungen von 1-3 entspricht. Die Hebel 74, 76 und 78 stellen Zahnradanordnungen dar, die feste lineare Drehzahlverhältnisse vorgeben. Der Hebel 74 entspricht den Zahnradsätzen 20 und 30 und stellt das lineare Drehzahlverhältnis zwischen vier Wellen dar, das durch diese beiden Zahnradsätze vorgegeben wird. Die erste Welle entspricht dem Sonnenrad 36. Die zweite Welle entspricht dem Hohlrad 28. Die dritte Welle entspricht der Kombination aus dem Träger 22, dem Träger 32, dem Sonnenrad 46 und dem Hohlrad 58. Die vierte Welle entspricht der Kombination aus dem Sonnenrad 26 und dem Hohlrad 38. Es gibt viele Zahnradanordnungen, die dieses Drehzahlverhältnis vorgeben. Beispielsweise gibt jegliches Paar von Planetenradsätzen, bei denen zwei rotierende Elemente des ersten Zahnradsatzes jeweils mit zwei rotierenden Elementen des zweiten Zahnradsatzes fest gekoppelt sind, ein lineares Drehzahlverhältnis zwischen vier Wellen vor. Der Hebel 76 entspricht dem Zahnradsatz 40. Die fünfte Welle entspricht dem Hohlrad 48. Der Hebel 78 entspricht dem Zahnradsatz 50. Die sechste Welle entspricht dem Sonnenrad 56.
Ein weiteres beispielhaftes Getriebe wird in 5 schematisch dargestellt. Das Getriebe verwendet vier einfache Planetenradsätze 80, 90, 40 und 50. Ein empfohlenes Zahnradzähneverhältnis für jeden Planetenradsatz ist in Tabelle 7 aufgeführt. TABELLE 7

Hohlrad 88 / Sonnenrad 86 1,90

Hohlrad 98 / Sonnenrad 96 2,00

Hohlrad 48 / Sonnenrad 46 1,50

Hohlrad 58 / Sonnenrad 56 1,50
In dem Getriebe von 5 ist das Sonnenrad 86 mit dem Sonnenrad 96 fest gekoppelt, das Hohlrad 88 und der Träger 92 sind mit dem Sonnenrad 46 und dem Hohlrad 58 fest gekoppelt, der Träger 42 ist mit der Eingangswelle 10 fest gekoppelt und die Ausgangswelle 12 ist mit dem Träger 52 fest gekoppelt. Die Sonnenräder 86 und 96 werden durch die Bremse 102 gezielt gegen Drehung gehalten und durch die Kupplung 100 gezielt mit der Eingangswelle 10 gekoppelt. Der Träger 82 wird durch die Bremse 104 gezielt gegen Drehung gehalten. Die Eingangswelle 10 und der Träger 42 werden durch die Kupplung 106 gezielt mit dem Hohlrad 98 gekoppelt. Das Sonnenrad 56 wird durch die Bremse 62 gezielt gegen Drehung gehalten. Schließlich werden die Ausgangswelle 12 und der Träger 52 durch die Kupplung 60 gezielt mit dem Hohlrad 48 gekoppelt. Die Kombination aus dem Zahnradsatz 80 und der Bremse 104 gibt gezielt ein derartiges Drehzahlverhältnis, dass sich das Sonnenrad 86 und das Hohlrad 88 in entgegengesetzten Richtungen drehen, wann immer die Bremse 104 eingerückt ist, vor. Die Kombination aus dem Zahnradsatz 90 und der Kupplung 106 gibt gezielt ein lineares Drehzahlverhältnis zwischen der Eingangswelle 10, dem Träger 92 und dem Sonnenrad 96 vor.

Wie in Tabelle 8 gezeigt, erzeugt das Einrücken der Schaltelemente in Dreierkombinationen neun Vorwärtsgangübersetzungen und eine Rückwärtsgangübersetzung zwischen der Eingangswelle 10 und der Ausgangswelle 12. Ein X zeigt an, dass das Schaltelement erforderlich ist, um die Gangübersetzung herzustellen. Ein (X) zeigt an, dass die Kupplung betätigt werden kann, dies aber nicht erforderlich ist. Im 4. Gang stellen die Kupplung 60 und die Bremse 62 den Kraftflussweg zwischen der Eingangswelle 10 und der Ausgangswelle 12 her. Es können auch beliebige der übrigen Schaltelemente betätigt werden. Ein Betätigen der Kupplung 106 stellt sicher, dass alle einstufigen und zweistufigen Schaltungen vom 4. Gang durch Einrücken lediglich eines Schaltelements und Ausrücken lediglich eines Schaltelements erzielt werden können. Wenn die Zahnradsätze die in Tabelle 7 gezeigten Zähnezahlen haben, haben die Gangübersetzungen die in Tabelle 8 gezeigten Werte. TABELLE 8

	60	62	100	102	104	106	Übersetzung	Stufe
Rückwärts		X	X		X		-3,17	78%
1.		X			X	X	4,08
2.		X		X		X	2,50	1,63
3.		X	X			X	1,67	1,50
4.	X	X				(X)	1,27	1,32
5.	X		X			X	1,00	1,27
6.	X			X		X	0,82	1,22
7.	X				X	X	0,72	1,14
8.	X			X	X		0,60	1,20
9.	X		X		X		0,50	1,21

Die Zahnradsätze 80 und 90, die Kupplungen 100 und 106 sowie die Bremsen 100 und 102 bilden eine Zahnradanordnung, die verschiedene Gangübersetzungen zwischen der Eingangswelle 10 und der Kombination aus dem Hohlrad 88 und dem Träger 92 erzeugt. Insbesondere drehen sich das Hohlrad 88 und der Träger 92, wenn die Kupplung 100 und die Bremse 104 eingerückt sind, in einer Richtung, die der der Eingangswelle 10 entgegengesetzt ist. Wenn beide Bremsen 102 und 104 eingerückt sind, werden das Hohlrad 88 und der Träger 92 gegen Drehung gehalten. Das Einrücken der Kupplung 106 in Kombination mit der Bremse 102 oder der Bremse 104 führt zu zwei Kriechgangübersetzungen. Schließlich drehen sich das Hohlrad 88 und der Träger 92, wenn beide Kupplungen 100 und 106 eingerückt sind, im Einklang mit der Eingangswelle 10.
Das Getriebe der 6 ist gleich dem Getriebe von 5, mit dem Unterschied, dass die Kupplung 106 entfernt wurde und das Hohlrad 98 durch die Kupplung 108 gezielt mit dem Hohlrad 48 gekoppelt wird. Eine empfohlene Anzahl von Zahnradzähnen für jeden Planetenradsatz ist in Tabelle 9 aufgeführt. TABELLE 9

Hohlrad 88 / Sonnenrad 86 2,30

Hohlrad 98 / Sonnenrad 96 1,50

Hohlrad 48 / Sonnenrad 46 1,50

Hohlrad 58 / Sonnenrad 56 1,50

Wie in Tabelle 10 gezeigt, erzeugt das Einrücken der Kupplungen und Bremsen in Dreierkombinationen neun Vorwärtsgangübersetzungen und eine Rückwärtsgangübersetzung zwischen der Eingangswelle 10 und der Ausgangswelle 12. Wenn die Zahnradsätze die in Tabelle 9 gezeigten Zähnezahlen haben, haben die Gangübersetzungen die in Tabelle 10 gezeigten Werte. TABELLE 10

	60	62	100	102	104	108	Übersetzung	Stufe
Rückwärts		X	X		X		-3,83	99%
1.		X			X	X	3,87
2.		X		X		X	2,33	1,66
3.		X	X			X	1,67	1,40
4.	X	X				(X)	1,27	1,32
5.	X		X			X	1,00	1,27
6.	X			X		X	0,84	1,19
7.	X				X	X	0,73	1,16
8.	X			X	X		0,60	1,21
9.	X		X		X		0,51	1,17

Das Getriebe von 7 ist gleich den Getrieben von 5 und 6, mit dem Unterschied, dass beide Kupplungen 106 und 108 vorliegen. Eine empfohlene Anzahl von Zahnradzähnen für jeden Planetenradsatz ist in Tabelle 11 aufgeführt. TABELLE 11

Hohlrad 88 / Sonnenrad 86 2,30

Hohlrad 98 / Sonnenrad 96 1,50

Hohlrad 48 / Sonnenrad 46 1,50

Hohlrad 58 / Sonnenrad 56 1,50

Wie in Tabelle 12 gezeigt, erzeugt das Einrücken der Kupplungen und Bremsen in Dreierkombinationen dreizehn Vorwärtsgangübersetzungen und eine Rückwärtsgangübersetzung zwischen der Eingangswelle 10 und der Ausgangswelle 12. Wenn die Zahnradsätze die in Tabelle 11 gezeigten Zähnezahlen haben, haben die Gangübersetzungen die in Tabelle 12 gezeigten Werte. TABELLE 12

	60	62	100	102	104	106	108	Übersetzung	Stufe
Rückwärts		X	X		X			-4,17	75%
1.		X			X	X		5,56
2.		X			X		X	4,00	1,39
3.		X		X		X		2,78	1,44
4.		X		X			X	2,33	1,19
5.		X	X				X	1,67	1,40
6.	X	X					(X)	1,27	1,32
7.	X		X				X	1,00	1,27
8.	X			X			X	0,84	1,19
9.	X			X		X		0,79	1,06
10.	X				X		X	0,72	1,10
11.	X				X	X		0,68	1,06
12.	X			X	X			0,60	1,14
13.	X		X		X			0,52	1,16

8 zeigt ein Hebeldiagramm, das den Zahnradanordnungen von 5-7 entspricht. Die Hebel 110, 76 und 78 stellen Zahnradanordnungen dar, die feste lineare Drehzahlverhältnisse vorgeben. Der Hebel 110 entspricht den Zahnradsätzen 80 und 90 und stellt das lineare Drehzahlverhältnis zwischen vier Wellen dar, das durch diese beiden Zahnradsätze vorgegeben wird. Die erste Welle entspricht der Kombination aus dem Sonnenrad 86 und dem Sonnenrad 96. Die zweite Welle entspricht dem Träger 82. Die dritte Welle entspricht der Kombination aus dem Hohlrad 88, dem Träger 92, dem Sonnenrad 46 und dem Hohlrad 58. Die vierte Welle entspricht dem Hohlrad 98. Wie oben beschrieben wurde, können viele bekannte Zahnradanordnungen dieses Drehzahlverhältnis vorgeben. Der Hebel 76 entspricht dem Zahnradsatz 40. Die fünfte Welle entspricht dem Hohlrad 48. Der Hebel 78 entspricht dem Zahnradsatz 50. Die sechste Welle entspricht dem Sonnenrad 56.

Claims

Getriebe, das Folgendes umfasst: eine Eingangswelle (10) und eine Ausgangswelle (12); vier einfache Planetenradsätze (20, 30, 40, 50), wobei der erste, der zweite, der dritte und der vierte Planetenradsatz (40, 50, 20, 30) jeweils aufweist: einen Planetenträger (42, 52, 22, 32), der sich um eine Mittelachse dreht und einen Satz von Planetenrädern (44, 54, 24, 34) stützt, derart, dass sich die Planetenräder (44, 54, 24, 34) bezüglich des Planetenträgers (42, 52, 22, 32) drehen, äußere Zahnradzähne an den Planetenrädern (44, 54, 24, 34), die mit äußeren Zahnradzähnen an einem Sonnenrad (46, 56, 26, 36) und mit inneren Zahnradzähnen an einem Hohlrad (48, 58, 28, 38) kämmen, mindestens ein Planetenrad der Planetenräder (44, 54, 24, 34), das zur Drehung auf dem Planetenträger (42, 52, 22, 32) gestützt wird, im ständigen Kämmeingriff mit dem Sonnenrad (46, 56, 26, 36) und im ständigen Kämmeingriff mit dem Hohlrad (48, 58, 28, 38) steht, wobei das Sonnenrad (46, 56, 26, 36) und das Hohlrad (48, 58, 28, 38) zur Drehung um die gleiche Achse wie der Planetenträger (42, 52, 22, 32) gestützt werden, wobei eine erste Bremse (62) dazu konfiguriert ist, das zweite Sonnenrad (56) gezielt gegen Drehung zu halten, und eine zweite Bremse (66) dazu konfiguriert ist, das dritte Hohlrad (28) gezielt gegen Drehung zu halten; und eine dritte Bremse (68) dazu konfiguriert ist, das vierte Hohlrad (38) gezielt gegen Drehung zu halten, und eine erste Kupplung (60) dazu konfiguriert ist, die Ausgangswelle (12) gezielt mit dem ersten Hohlrad (48) zu koppeln, und eine dritte Kupplung (64) dazu konfiguriert ist, die Eingangswelle (10) gezielt mit dem dritten Hohlrad (28) zu koppeln, und eine zweite Kupplung (70) dazu konfiguriert ist, die Eingangswelle (10) gezielt mit dem vierten Sonnenrad (36) zu koppeln, und/oder eine vierte Kupplung (72) dazu konfiguriert ist, das vierte Sonnenrad (36) und das erste Hohlrad (48) miteinander zu koppeln, wobei das dritte Sonnenrad (26) mit dem vierten Hohlrad (38) fest gekoppelt ist, wobei der dritte Planetenträger (22) und der vierte Planetenträger (32) mit dem ersten Sonnenrad (46) und dem zweiten Hohlrad (58) fest gekoppelt sind, wobei der erste Planetenträger (42) mit der Eingangswelle (10) fest gekoppelt ist, wobei die Ausgangswelle (12) mit dem zweiten Planetenträger (52) fest gekoppelt ist.
Getriebe, das Folgendes umfasst: eine Eingangswelle (10) und eine Ausgangswelle (12); vier einfache Planetenradsätze (80, 90, 40, 50), wobei der erste, der zweite, der dritte und der vierte Planetenradsatz (40, 50, 80, 90) jeweils aufweist: einen Planetenträger (42, 52, 82, 92), der sich um eine Mittelachse dreht und einen Satz von Planetenrädern (44, 54, 84, 94) stützt, derart, dass sich die Planetenräder (44, 54, 84, 94) bezüglich des Planetenträgers (42, 52, 82, 92) drehen, äußere Zahnradzähne an den Planetenrädern (44, 54, 84, 94), die mit äußeren Zahnradzähnen an einem Sonnenrad (46, 56, 86, 96) und mit inneren Zahnradzähnen an einem Hohlrad (48, 58, 88, 98) kämmen, mindestens ein Planetenrad der Planetenräder (44, 54, 84, 94), das zur Drehung auf dem Planetenträger (42, 52, 82, 92) gestützt wird, im ständigen Kämmeingriff mit dem Sonnenrad (46, 56, 86, 96) und im ständigen Kämmeingriff mit dem Hohlrad (48, 58, 88, 98) steht, wobei das Sonnenrad (46, 56, 86, 96) und das Hohlrad (48, 58, 88, 98) zur Drehung um die gleiche Achse wie der Planetenträger (44, 54, 84, 94) gestützt werden, wobei eine erste Bremse (62) dazu konfiguriert ist, das zweite Sonnenrad (56) gezielt gegen Drehung zu halten, und eine zweite Bremse (102) dazu konfiguriert ist, das dritte Sonnenrad (86) gezielt gegen Drehung zu halten, und eine dritte Bremse (104) dazu konfiguriert ist, den dritten Planetenträger (82) gezielt gegen Drehung zu halten; und eine erste Kupplung (60) dazu konfiguriert ist, die Ausgangswelle (12) gezielt mit dem ersten Hohlrad (48) zu koppeln, und eine dritte Kupplung (100) dazu konfiguriert ist, die Eingangswelle (10) gezielt mit dem dritten Sonnenrad (86) zu koppeln, und eine zweite Kupplung (106) dazu konfiguriert ist, die Eingangswelle (10) gezielt mit dem vierten Hohlrad (98) zu koppeln, und/oder eine vierte Kupplung (108) dazu konfiguriert ist, das vierte Hohlrad (98) und das erste Hohlrad (48) miteinander zu koppeln, wobei das erste Sonnenrad (46), der vierte Planetenträger (92), das dritte Hohlrad (88) und das zweite Hohlrad (58) fest miteinander gekoppelt sind, wobei das dritte Sonnenrad (86) mit dem vierten Sonnenrad (96) fest gekoppelt ist, wobei die Ausgangswelle (12) mit dem zweiten Planetenträger (52) fest gekoppelt ist, wobei die Eingangswelle (10) mit dem ersten Planetenträger (42) fest gekoppelt ist.