DE102014214008A1

DE102014214008A1 - Mehrganggetriebe

Info

Publication number: DE102014214008A1
Application number: DE102014214008.0A
Authority: DE
Inventors: Robert Scott Lippert; Jeremy Lynn Hargis
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2013-07-23
Filing date: 2014-07-18
Publication date: 2015-01-29
Anticipated expiration: 2034-07-19
Also published as: DE102014214008B4; US9175747B2; US20160053870A1; CN104343904A; US9777802B2; US20150031492A1; CN104343904B

Abstract

Getriebe mit mindestens drei Verzahnungsanordnungen mit ähnlichen ersten und zweiten Verzahnungsanordnungen, die eine Anzahl von Getrieben mit elf Vorwärts- und zwei Rückwärts-Übersetzungsverhältnissen, mit zehn Vorwärts- und drei Rückwärts-Übersetzungsverhältnissen und mit fünf Vorwärts- und einem Rückwärts-Übersetzungsverhältnis durch selektives Einrücken von drei Schaltelementen in verschiedenen Kombinationen erzeugen. Einige Ausführungsformen umfassen vier einfache Planetenradsätze und sechs Schaltelemente, von denen zwei oder drei Bremsen sind. Eine andere Ausführungsform umfasst einen Doppelritzel-Planetenradsatz und sechs Schaltelemente, von denen drei Bremsen sind. Andere Ausführungsformen umfassen drei einfache Planetenradsätze und fünf Schaltelemente, von denen eines oder zwei Bremsen sind.

Description

Diese Offenbarung bezieht sich auf das Gebiet von Automatikgetrieben für Kraftfahrzeuge. Insbesondere betrifft die Offenbarung eine Anordnung von Zahnrädern, Kupplungen und der Verbindungen zwischen ihnen in einer Kraftübertragung.
Viele Fahrzeuge werden über einen breiten Bereich von Fahrzeuggeschwindigkeiten verwendet, einschließlich sowohl einer Vorwärts- als auch Rückwärtsbewegung. Einige Typen von Kraftmaschinen können jedoch nur innerhalb eines schmalen Bereichs von Drehzahlen effizient arbeiten. Folglich werden häufig Getriebe, die bei einer Vielfalt von Übersetzungsverhältnissen effizient Leistung übertragen können, verwendet. Wenn sich das Fahrzeug auf einer niedrigen Geschwindigkeit befindet, wird das Getriebe gewöhnlich mit einem hohen Übersetzungsverhältnis betrieben, so dass es das Kraftmaschinendrehmoment für eine verbesserte Beschleunigung vervielfacht. Bei einer hohen Fahrzeuggeschwindigkeit ermöglicht das Betreiben des Getriebes mit einem niedrigen Übersetzungsverhältnis eine Kraftmaschinendrehzahl, die mit einem ruhigen, kraftstoffeffizienten Fahren verbunden ist. Typischerweise weist ein Getriebe ein Gehäuse, das an der Fahrzeugstruktur montiert ist, eine Eingangswelle, die durch eine Kraftmaschinen-Kurbelwelle angetrieben wird, und eine Ausgangswelle, die die Fahrzeugräder antreibt, häufig über eine Differentialanordnung, die ermöglicht, dass sich das linke und das rechte Rad mit geringfügig unterschiedlichen Drehzahlen drehen, wenn das Fahrzeug abbiegt, auf.
Einige Fahrzeuge sind mit einem Verteilergetriebe ausgestattet, das die Leistung zu sowohl den Vorderrädern als auch Hinterrädern lenkt. Einige Verteilergetriebe schaffen mehrere Verteilergetriebeverhältnisse zwischen der Getriebe-Ausgangswelle und dem Differential, so dass ein Fahrer einen hohen Bereich und einen niedrigen Bereich auswählen kann. Der hohe Bereich kann für den Transport auf der Straße ausgewählt werden, während der niedrige Bereich verwendet werden kann, um höhere Übersetzungsverhältnisse für die Geländeverwendung zu schaffen. Wenn ein Verteilergetriebe mit zwei Gängen vorhanden ist, ist das Gesamtverhältnis das Produkt des Getriebeverhältnisses und des Verteilergetriebeverhältnisses. In einigen Situationen, wie z. B. Übergehen von Straßen- auf Gelände- oder von Gelände- auf Straßenbedingungen, ist es erwünscht, zwischen dem hohen und dem niedrigen Bereich zu schalten, während sich das Fahrzeug bewegt, vorzugsweise ohne Unterbrechen des Leistungsflusses zu den Fahrzeugrädern. In einem Fahrzeug mit Quervorderradantrieb, schließen gewöhnlich Raumbegrenzungen die Verwendung eines Verteilergetriebes mit zwei Gängen aus.
Ein Aspekt dieser Offenbarung ist auf ein Getriebe mit einer ersten Verzahnungsanordnung, die dazu konfiguriert ist, eine lineare Drehzahlbeziehung zwischen einer Ausgangswelle, einer ersten Welle und einer zweiten Welle zu erteilen, gerichtet. Dieses Getriebe weist auch eine zweite Verzahnungsanordnung auf, die dazu konfiguriert ist, eine lineare Drehzahlbeziehung zwischen einer Eingangswelle, einer dritten Welle und einer vierten Welle zu erteilen. Das Getriebe weist eine erste Kupplung, die dazu konfiguriert ist, selektiv die Eingangswelle mit der ersten Welle zu koppeln, eine zweite Kupplung, die dazu konfiguriert ist, selektiv die erste Welle mit der dritten Welle zu koppeln, und eine dritte Kupplung, die dazu konfiguriert ist, selektiv die zweite Welle mit der dritten Welle zu koppeln, auf. Das Getriebe weist auch eine erste Bremse auf, die dazu konfiguriert ist, selektiv die erste Welle gegen eine Drehung zu halten.
In diesem Aspekt der Offenbarung können die erste und die zweite Verzahnungsanordnung Planetenradsätze sein. Der erste Planetenradsatz kann ein erstes Planetenrad aufweisen, das mit der ersten Welle verbunden ist, und der zweite Planetenradsatz kann ein zweites Planetenrad aufweisen, das mit der dritten Welle verbunden ist. Das Getriebe kann auch eine dritte Verzahnungsanordnung umfassen, die dazu konfiguriert ist, eine lineare Drehzahlbeziehung zwischen der zweiten Welle, der vierten Welle und einer fünften Welle zu erteilen. Die dritte Verzahnungsanordnung kann auch ein Planetenradsatz sein. Der dritte Planetenradsatz kann ein drittes Planetenrad, das mit der vierten Welle verbunden ist, aufweisen. Dieses Getriebe kann eine zweite Bremse umfassen, um selektiv die fünfte Welle gegen eine Drehung zu halten.
Das Getriebe kann auch eine vierte Verzahnungsanordnung umfassen. Die vierte Verzahnungsanordnung kann auch ein Planetenradsatz sein. Die vierte Verzahnungsanordnung kann dazu konfiguriert sein, eine lineare Drehzahlbeziehung zwischen der zweiten Welle, der vierten Welle und einer sechsten Welle zu erteilen. Der vierte Planetenradsatz kann ein viertes Planetenrad aufweisen, das mit der vierten Welle verbunden ist, und eine dritte Bremse kann verwendet werden, um selektiv die sechste Welle gegen eine Drehung zu halten.
Alternativ kann die vierte Verzahnungsanordnung dazu konfiguriert sein, eine lineare Drehzahlbeziehung zwischen der vierten Welle, der fünften Welle und einer sechsten Welle zu erteilen. In dieser Ausführungsform kann eine dritte Bremse dazu konfiguriert sein, selektiv die sechste Welle gegen eine Drehung zu halten.
Die vierte Verzahnungsanordnung kann auch dazu konfiguriert sein, ein Zahnrad mit der dritten Verzahnungsanordnung gemeinsam zu nutzen. Das gemeinsam genutzte Zahnrad kann ein drittes Hohlrad sein. In dieser Ausführungsform kann die vierte Verzahnungsanordnung auch ein Doppelritzel-Planetenradsatz sein. Die dritte und die vierte Verzahnungsanordnung können auch ein Planetenrad gemeinsam nutzen.
Alternativ kann wiederum die vierte Verzahnungsanordnung dazu konfiguriert sein, eine lineare Drehzahlbeziehung zwischen der zweiten Welle, der sechsten Welle und einer Verankerung zu erteilen. Das Getriebegehäuse kann als Verankerung verwendet werden und ein Element der Verzahnungsanordnung kann mit dem Gehäuse verbunden sein, so dass die Drehung des Elements verhindert wird. In dieser Ausführungsform kann eine vierte Kupplung dazu konfiguriert sein, selektiv die vierte Welle mit der sechsten Welle zu koppeln.
In einer nochmals weiteren Alternative kann die vierte Verzahnungsanordnung dazu konfiguriert sein, eine lineare Drehzahlbeziehung zwischen der vierten Welle, der sechsten Welle und einer Verankerung zu erteilen. Hier kann wieder das Getriebegehäuse als Verankerung verwendet werden und ein Element der Verzahnungsanordnung kann mit dem Gehäuse verbunden sein, so dass es sich nicht drehen kann. In dieser Ausführungsform kann eine vierte Kupplung dazu konfiguriert sein, selektiv die zweite Welle mit der sechsten Welle zu koppeln.
Ein weiterer Aspekt dieser Offenbarung ist auf ein Getriebe mit einem ersten Planetenradsatz gerichtet, der eine Ausgangswelle, eine erste Welle und eine zweite Welle verbindet. Dieses Getriebe weist einen zweiten Planetenradsatz auf, der eine Eingangswelle, eine dritte Welle und eine vierte Welle verbindet. Dieses Getriebe weist auch einen dritten Planetenradsatz auf, der die zweite Welle und/oder die vierte Welle verbindet. Dieses Getriebe weist eine erste Kupplung, die die Eingangswelle mit der ersten Welle koppelt, eine zweite Kupplung, die die erste Welle mit der dritten Welle koppelt, und eine dritte Kupplung, die die zweite Welle mit der dritten Welle koppelt, auf. Dieses Getriebe weist auch eine erste Bremse an der ersten Welle auf.
In diesem Aspekt der Offenbarung kann der erste Planetenradsatz des Getriebes ein erstes Planetenrad, das mit der ersten Welle verbunden ist, ein erstes Sonnenrad, das mit der zweiten Welle verbunden ist, und ein erstes Hohlrad, das mit der Ausgangswelle verbunden ist, aufweisen. Der zweite Planetenradsatz des Getriebes kann ein zweites Planetenrad, das mit der dritten Welle verbunden ist, ein zweites Hohlrad, das mit der vierten Welle verbunden ist, und ein zweites Sonnenrad, das mit der Eingangswelle verbunden ist, aufweisen. Der dritte Planetenradsatz des Getriebes kann ein drittes Hohlrad, das mit der zweiten Welle verbunden ist, ein drittes Planetenrad, das mit der vierten Welle verbunden ist, und ein drittes Sonnenrad, das mit der fünften Welle verbunden ist, aufweisen.
Dieses Getriebe kann auch einen vierten Planetenradsatz, der die zweite Welle, die vierte Welle und eine sechste Welle verbindet, mit einer dritten Bremse an der sechsten Welle aufweisen. Der vierte Planetenradsatz kann ein viertes Planetenrad, das mit der vierten Welle verbunden ist, ein viertes Hohlrad, das mit der zweiten Welle verbunden ist, und ein viertes Sonnenrad, das mit der sechsten Welle verbunden ist, aufweisen.
Ein weiterer Aspekt dieser Offenbarung ist auf ein Getriebe mit einer Ausgangswelle, die einem ersten Endzahnrad eines ersten Planetenradsatzes zugeordnet ist, einer Eingangswelle, die einem zweiten Endzahnrad eines zweiten Planetenradsatzes zugeordnet ist, und einem dritten und einem vierten Planetenradsatz, die durch zwei Wellen wechselseitig zugeordnet sind, gerichtet, wobei mindestens eine der zwei Wellen dem ersten und/oder dem zweiten Planetenradsatz zugeordnet ist.
In diesem Aspekt der Offenbarung können der dritte und der vierte Planetenradsatz eine lineare Drehzahlbeziehung zwischen vier Wellen erteilen, von denen zwei dazwischen wechselseitig zugeordnet sein können. Eine der vier Wellen kann einem fünften Endzahnrad des ersten Planetenradsatzes entgegengesetzt zum ersten Endzahnrad zugeordnet sein. Eine andere der vier Wellen kann einem sechsten Endzahnrad des zweiten Planetenradsatzes entgegengesetzt zum zweiten Endzahnrad zugeordnet sein.
Außerdem können die zwei wechselseitig zugeordneten Wellen eine erste Welle und eine zweite Welle sein. Die erste Welle kann einem dritten Endzahnrad und einem vierten Endzahnrad des dritten bzw. vierten Planetenradsatzes zugeordnet sein. Die zweite Welle kann einem ersten inneren Zahnrad und einem zweiten inneren Zahnrad des dritten bzw. vierten Planetenradsatzes zugeordnet sein. Die erste Welle kann einem fünften Endzahnrad des ersten Planetenradsatzes entgegengesetzt zum ersten Endzahnrad zugeordnet sein und die zweite Welle kann einem sechsten Endzahnrad des zweiten Planetenradsatzes entgegengesetzt zum zweiten Endzahnrad zugeordnet sein.
1a ist ein schematisches Diagramm eines ersten Getriebes.
1b ist eine Schaltelementtabelle für das Getriebe in 1a.
1c ist eine Betaverhältnistabelle für das Getriebe in 1a.
2a ist ein schematisches Diagramm eines zweiten Getriebes.
2b ist eine Schaltelementtabelle für das Getriebe in 2a.
2c ist eine Betaverhältnistabelle für das Getriebe in 2a.
3a ist ein schematisches Diagramm eines dritten Getriebes.
3b ist eine Schaltelementtabelle für das Getriebe in 3a.
3c ist eine Betaverhältnistabelle für das Getriebe in 3a.
4a ist ein schematisches Diagramm eines vierten Getriebes.
4b ist eine Schaltelementtabelle für das Getriebe in 4a.
4c ist eine Betaverhältnistabelle für das Getriebe in 4a.
5a ist ein schematisches Diagramm eines fünften Getriebes.
5b ist eine Schaltelementtabelle für das Getriebe in 5a.
5c ist eine Betaverhältnistabelle für das Getriebe in 5a.
6a ist ein schematisches Diagramm eines sechsten Getriebes.
6b ist eine Schaltelementtabelle für das Getriebe in 6a.
6c ist eine Betaverhältnistabelle für das Getriebe in 6a.
7a ist ein schematisches Diagramm eines siebten Getriebes.
7b ist eine Schaltelementtabelle für das Getriebe in 7a.
7c ist eine Betaverhältnistabelle für das Getriebe in 7a.
8a ist ein schematisches Diagramm eines achten Getriebes.
8b ist eine Schaltelementtabelle für das Getriebe in 8a.
8c ist eine Betaverhältnistabelle für das Getriebe in 8a.
9a ist ein schematisches Diagramm eines neunten Getriebes.
9b ist eine Schaltelementtabelle für das Getriebe in 9a.
9c ist eine Betaverhältnistabelle für das Getriebe in 9a.
Die dargestellten Ausführungsformen werden mit Bezug auf die Zeichnungen offenbart. Selbstverständlich sollen jedoch die offenbarten Ausführungsformen nur Beispiele sein, die in verschiedenen und alternativen Formen verkörpert sein können. Die Figuren sind nicht notwendigerweise maßstäblich und einige Merkmale können übertrieben oder minimiert sein, um Details von speziellen Komponenten zu zeigen. Die offenbarten spezifischen Struktur- und Funktionsdetails sollen nicht als Begrenzung interpretiert werden, sondern als repräsentative Basis zum Lehren eines Fachmanns auf dem Gebiet, wie die offenbarten Konzepte auszuführen sind.
1a zeigt ein schematisches Diagramm eines ersten Getriebes 100. Das schematische Diagramm eines Getriebes kann als Stabdiagramm bezeichnet werden und die Linien im Stabdiagramm können Verzahnungsanordnungen darstellen, die aus Zahnradelementen, Wellen, die den Zahnradelementen zugeordnet sind, und der Verbindung der Wellen mit anderen Wellen, Zahnradelementen oder dem Getriebegehäuse bestehen. Eine Welle kann irgendein physikalisches Objekt sein, das verwendet wird, um die Bewegung (oder Nicht-Bewegung) eines zugeordneten Zahnradelements zu einem anderen Ort zu übertragen oder ein zugeordnetes Zahnradelement in Reaktion darauf, dass die Welle diese Bewegung (oder Nicht-Bewegung) von einem anderen Ort empfängt, zu bewegen (oder zu halten). Der Begriff zugeordnet, wie hier verwendet, bedeutet, dass die Welle durch das Zahnradelement gedreht wird, dem sie zugeordnet ist, und umgekehrt.
Eine Verzahnungsanordnung ist eine Sammlung von verzahnenden Zahnradelementen, die dazu konfiguriert sind, festgelegte Drehzahlbeziehungen zwischen den Zahnradelementen zu erteilen. Die Drehzahlbeziehungen zwischen den Zahnradelementen können durch die Anzahl von Zähnen der jeweiligen Zahnradelemente bestimmt sein. Eine lineare Drehzahlbeziehung existiert zwischen einer geordneten Liste von Zahnradelementen, wenn i) das erste und das letzte Zahnradelement in der Gruppe so eingeschränkt sind, dass sie die äußersten Drehzahlen aufweisen, ii) die Drehzahlen der restlichen Zahnradelemente jeweils so eingeschränkt sind, so dass sie ein gewichteter Mittelwert des ersten und des letzten Zahnradelements sind, und iii) wenn die Drehzahlen der Zahnradelemente sich unterscheiden, sie so eingeschränkt sind, dass sie in der aufgelisteten Reihenfolge entweder zunehmen oder abnehmen. Die Drehzahl eines Zahnradelements ist positiv, wenn sich das Zahnradelement in einer Richtung dreht, und negativ, wenn sich das Zahnradelement in der entgegengesetzten Richtung dreht. Ein Getriebe mit diskretem Verhältnis weist eine Verzahnungsanordnung auf, die selektiv eine Vielfalt von Übersetzungsverhältnissen zwischen einer Eingangswelle und einer Ausgangswelle erteilt. Wellen, die den Zahnradelementen einer Verzahnungsanordnung zugeordnet sind, können als durch die Verzahnungsanordnung verbunden bezeichnet werden.
Eine Gruppe von Zahnradelementen ist fest miteinander gekoppelt, wenn sie so eingeschränkt sind, dass sie sich unter allen Betriebsbedingungen als Einheit drehen. Die mehreren Zahnradelemente wären derselben Welle zugeordnet oder eine Welle würde als einer Anzahl von Zahnradelementen zugeordnet betrachtet werden. Zahnradelemente können durch Keilverbindungen, Schweißen, Presspassung, maschinelle Bearbeitung von einem gemeinsamen Festkörper oder andere Mittel fest gekoppelt sein. Geringfügige Variationen der Drehverlagerung zwischen fest gekoppelten Zahnradelementen können auftreten, wie z. B. eine Verlagerung aufgrund von Spiel oder Wellennachgiebigkeit. Ein einzelnes Zahnradelement, das fest mit dem Getriebegehäuse gekoppelt ist, ist derart eingeschränkt, dass es keine Drehung erfährt und als Verankerung bezeichnet werden kann.
Ein Zahnradelement oder eine Welle kann selektiv mit einem anderen Zahnradelement, einer anderen Welle oder mit dem Getriebegehäuse durch ein Schaltelement gekoppelt sein, wenn das Schaltelement sie zur Drehung (oder Nicht-Drehung im Fall der Kopplung mit dem Gehäuse) als Einheit einschränkt, sobald es vollständig eingerückt ist. Im Fall der selektiven Kopplung von zwei Zahnradelementen können sie sich mit unterschiedlichen Gängen frei drehen, wenn das Schaltelement nicht vollständig eingerückt ist. Die zwei Zahnradelemente würden ungeachtet der Schaltelementeinschränkung als zwei verschiedenen Wellen zugeordnet betrachtet werden. Ein Schaltelement, das selektiv zwei oder mehr Zahnradelemente oder Wellen miteinander koppelt, kann als Kupplung bezeichnet werden. Ein Schaltelement, das ein Zahnradelement oder eine Welle gegen eine Drehung durch selektives Verbinden desselben/derselben mit dem Gehäuse hält, kann als Bremse bezeichnet werden. Schaltelemente können aktiv gesteuerte Vorrichtungen wie z. B. hydraulisch oder elektrisch betätigte Kupplungen oder Bremsen sein oder können passive Vorrichtungen wie z. B. Freilaufkupplungen oder -bremsen sein. Zwei Zahnradelemente können einfach als gekoppelt bezeichnet werden, wenn sie entweder fest gekoppelt sind oder selektiv gekoppelt werden.
Hinsichtlich des ersten Getriebes 100 ist eine erste Verzahnungsanordnung 112 gezeigt, die dazu konfiguriert ist, eine lineare Drehzahlbeziehung zwischen einer Ausgangswelle 114, einer ersten Welle 116 und einer zweiten Welle 118 zu erteilen. Eine zweite Verzahnungsanordnung 120 ist gezeigt, die dazu konfiguriert ist, eine lineare Drehzahlbeziehung zwischen einer Eingangswelle 122, einer dritten Welle 124 und einer vierten Welle 126 zu erteilen. Die Eingangswelle 122 kann mit einer Kraftmaschinen-Kurbelwelle oder einem Drehmomentwandler (nicht dargestellt) verbunden sein. Die Ausgangswelle 114 kann mit einem Verteilergetriebe oder einer Differentialanordnung (nicht dargestellt) verbunden sein und kann verwendet werden, um die Fahrzeugräder anzutreiben.
Eine Verzahnungsanordnung kann ein Planetenradsatz mit mindestens einem Planetenrad, das zwischen einem Sonnenrad und einem Hohlrad angeordnet ist, sein. Das Planetenrad kann einer Welle zugeordnet sein, die als Planetenträger bezeichnet wird. Planetenradsätze können einfach oder Doppelritzel sein. Ein einfacher Planetenradsatz ist ein Typ von Verzahnungsanordnung, die eine feste lineare Drehzahlbeziehung zwischen einem Sonnenrad, einem Planetenträger und einem Hohlrad erteilt. In einem einfachen Planetenradsatz ist der Planetenträger mindestens einem Planetenrad zugeordnet, das zwischen und in Kontakt mit sowohl dem Sonnenrad als auch dem Hohlrad angeordnet ist. Ein Doppelritzel-Planetenradsatz kann auch eine lineare Drehzahlbeziehung zwischen einem Sonnenrad, einem Hohlrad und einem Planetenträger erteilen. In einen Doppelritzel-Planetenradsatz ist jedoch der Planetenträger mindestens einem Paar von Planetenrädern zugeordnet, die zwischen dem Sonnenrad und dem Hohlrad angeordnet sind, wobei ein erstes des Paars von Planetenrädern mit dem Sonnenrad in Kontakt steht, während es nicht mit dem Hohlrad in Kontakt steht, das zweite des Paars von Planetenrädern mit dem Hohlrad in Kontakt steht, während es nicht mit dem Sonnenrad in Kontakt steht, und das Paar von Planetenrädern miteinander in Kontakt steht.
Die erste Verzahnungsanordnung 112 kann ein erster Planetenradsatz 112 sein, obwohl andere Verzahnungskonfigurationen verwendet werden können. 1a stellt die erste Verzahnungsanordnung 112 als einfachen Planetenradsatz dar, der verwendet wird, um die Ausgangswelle 114, die erste Welle 116 und die zweite Welle 118 zu verbinden. Der erste Planetenradsatz 112 kann ein erstes Planetenrad 128 aufweisen, das der ersten Welle 116 zugeordnet ist. Der erste Planetenradsatz 112 kann auch ein erstes Sonnenrad 130, das der zweiten Welle 118 zugeordnet ist, und ein erstes Hohlrad 132, das der Ausgangswelle 114 zugeordnet ist, aufweisen.
Die zweite Verzahnungsanordnung 120 kann ein zweiter Planetenradsatz 120 sein, obwohl andere Verzahnungskonfigurationen ebenso verwendet werden können. 1a stellt die zweite Verzahnungsanordnung 120 als einfachen Planetenradsatz dar, der verwendet wird, um die Eingangswelle 122, die dritte Welle 124 und die vierte Welle 126 zu verbinden. Der zweite Planetenradsatz 120 kann ein zweites Planetenrad 134, das der dritten Welle 124 zugeordnet ist, aufweisen. Der zweite Planetenradsatz 120 kann auch ein zweites Sonnenrad 136, das der Eingangswelle 122 zugeordnet ist, und ein zweites Hohlrad 138, das der vierten Welle 126 zugeordnet ist, aufweisen.
Das erste Getriebe 100 kann eine erste Kupplung 140, die dazu konfiguriert ist, selektiv die Eingangswelle 122 mit der ersten Welle 116 zu koppeln, eine zweite Kupplung 142, die dazu konfiguriert ist, selektiv die erste Welle 116 mit der dritten Welle 124 zu koppeln, und eine dritte Kupplung 144, die dazu konfiguriert ist, selektiv die zweite Welle 118 mit der dritten Welle 124 zu koppeln, aufweisen. Das erste Getriebe 100 kann auch eine erste Bremse 146, die dazu konfiguriert ist, selektiv die erste Welle 116 gegen eine Drehung zu halten, aufweisen.
Das erste Getriebe 100 kann auch eine dritte Verzahnungsanordnung 150, die dazu konfiguriert ist, eine lineare Drehzahlbeziehung zwischen der zweiten Welle 118, der vierten Welle 126 und einer fünften Welle 152 zu erteilen, sowie eine vierte Verzahnungsanordnung 154, die dazu konfiguriert ist, eine lineare Drehzahlbeziehung zwischen der zweiten Welle 118, der vierten Welle 126 und einer sechsten Welle 156 zu erteilen, aufweisen. Mindestens ein Zahnradelement von sowohl der dritten als auch der vierten Verzahnungsanordnung 150, 154 ist sowohl der zweiten Welle 118 als auch der vierten Welle 126 zugeordnet.
Die dritte Verzahnungsanordnung 150 kann ein dritter Planetenradsatz 150 sein, obwohl andere Verzahnungskonfigurationen verwendet werden können. Der dritte Planetenradsatz 150 kann die zweite Welle 118 und/oder die vierte Welle 126 verbinden. 1a stellt die dritte Verzahnungsanordnung 150 als einfachen Planetenradsatz dar, der verwendet wird, um die zweite Welle 118, die vierte Welle 126 und die fünfte Welle 152 zu verbinden. Der dritte Planetenradsatz 150 kann ein drittes Planetenrad 158 aufweisen, das der vierten Welle 126 zugeordnet ist. Der dritte Planetenradsatz 150 kann auch ein drittes Sonnenrad 160, das der fünften Welle 152 zugeordnet ist, und ein drittes Hohlrad 162, das der zweiten Welle 118 zugeordnet ist, aufweisen.
Die vierte Verzahnungsanordnung 154 kann ein vierter Planetenradsatz 154 sein, obwohl andere Verzahnungsanordnungen verwendet werden können. Der vierte Planetenradsatz 154 kann auch die zweite Welle 118 und/oder die vierte Welle 126 verbinden. 1a stellt die vierte Verzahnungsanordnung 154 als einfachen Planetenradsatz dar, der verwendet wird, um die zweite Welle 118, die vierte Welle 126 und die sechste Welle 156 zu verbinden. Der vierte Planetenradsatz 154 kann ein viertes Planetenrad 164 aufweisen, das der vierten Welle 126 zugeordnet ist. Der vierte Planetenradsatz 154 kann auch ein viertes Sonnenrad 166, das der sechsten Welle 156 zugeordnet ist, und ein viertes Hohlrad 168, das der zweiten Welle 118 zugeordnet ist, aufweisen. Das vierte Planetenrad 164 ist als vom dritten Planetenrad 158 separates Zahnradelement gezeigt, es kann jedoch ein gemeinsam genutztes Zahnradelement verwendet werden. Ebenso ist das vierte Hohlrad 168 als vom dritten Hohlrad 162 separates Zahnradelement gezeigt, es kann jedoch ein gemeinsam genutztes Zahnradelement verwendet werden.
Das erste Getriebe 100 kann eine zweite Bremse 170 aufweisen, die dazu konfiguriert ist, selektiv die fünfte Welle 152 gegen eine Drehung zu halten. Das erste Getriebe 100 kann auch eine dritte Bremse 172 aufweisen, die dazu konfiguriert ist, die sechste Welle 156 selektiv gegen eine Drehung zu halten.
Die linearen Drehzahlbeziehungen der geordneten Zahnradelemente in einem Planetenradsatz können durch Wechseln von einem einfachen Planetenradsatz zu einem Doppelritzel-Planetenradsatz gesteuert werden. In einem einfachen Planetenradsatz kann die lineare Drehzahlbeziehung von einem Sonnenrad über ein Planetenrad zu einem Hohlrad oder umgekehrt sein, und folglich kann die lineare Drehzahlbeziehung der zugehörigen Wellen folgen. Wenn beispielsweise die Welle, die dem Sonnenrad zugeordnet ist, ohne Drehung gehalten (gebremst) wird, dann kann die Welle, die dem Hohlrad zugeordnet ist, eine größere Drehzahl aufweisen als die Welle, die dem Planetenrad zugeordnet ist. Diese Ordnung kann durch Umstellen auf einen Doppelritzel-Planetenradsatz geändert werden. Die lineare Drehzahlbeziehung eines Doppelritzel-Planetenradsatzes kann vom Sonnenrad über das Hohlrad zum Planetenrad sein und folglich kann die lineare Drehzahlbeziehung der zugehörigen Wellen auch folgen. Wenn beispielsweise die Welle, die dem Sonnenrad zugeordnet ist, ohne Drehung gehalten (gebremst) wird, dann kann die Welle, die den Planetenrädern zugeordnet ist, eine größere Drehzahl aufweisen als die Welle, die dem Hohlrad zugeordnet ist.
Mit anderen Worten, die lineare Drehzahlbeziehung einer Verzahnungsanordnung kann durch Wechseln von einem einfachen Planetenradsatz zu einem Doppelritzel-Planetenradsatz umgekehrt werden. Diese Austauschbarkeit sorgt dafür, dass die Zahnradelemente mit äußerster Drehzahl als Endzahnräder bezeichnet werden können, während das Zahnradelement, das eine Drehzahl innerhalb der Zahnradelemente mit äußerster Drehzahl erfährt, als innere Zahnräder bezeichnet werden kann. Gemäß dem vorstehend dargelegten Beispiel des einfachen Planetenradsatzes könnten das Sonnenrad und das Hohlrad als Endzahnräder bezeichnet werden, während der Planet als inneres Zahnrad bezeichnet werden könnte, wohingegen im obigen Doppelritzel-Verzahnungsanordnungs-Beispiel das Sonnenrad und das Planetenrad als Endzahnräder bezeichnet werden könnten, während das Hohlrad als inneres Zahnrad bezeichnet werden könnte.
Gemäß dieser Terminologie zeigt 1a auch die Ausgangswelle 114 einem ersten Endzahnrad 176 (ersten Hohlrad 132) des ersten Planetenradsatzes 112 zugeordnet, und die Eingangswelle 122 ist einem zweiten Endzahnrad 178 (dem zweiten Sonnenrad 136) des zweiten Planetenradsatzes 120 zugeordnet gezeigt. Der dritte Planetenradsatz 150 und der vierte Planetenradsatz 154 sind durch zwei Wellen wechselseitig zugeordnet gezeigt; die zweite Welle 118 und die vierte Welle 126.
Mindestens eine der zwei Wellen ist einem Zahnradelement in dem ersten und/oder dem zweiten Planetenradsatz 112, 120 zugeordnet. Die zweite Welle 118 ist eine der zwei Wellen und ist einem Zahnradelement im ersten Planetenradsatz 112 zugeordnet und die vierte Welle 126 ist auch eine der zwei Wellen und ist einem Zahnradelement im zweiten Planetenradsatz 120 zugeordnet.
Der dritte und der vierte Planetenradsatz 150, 154 mit zwei wechselseitig zugeordneten Wellen können eine lineare Drehzahlbeziehung zwischen vier Wellen erteilen: der zweiten Welle 118, der vierten Welle 126, der fünften Welle 152 und der sechsten Welle 156 oder der zweiten Welle 118, der vierten Welle 126, der sechsten Welle 156 und der fünften Welle 152 (wobei die letzten zwei austauschbar sind). Die zweite Welle 118 ist dem dritten Hohlrad 162 und dem vierten Zahnrad 168 wechselseitig zugeordnet und die vierte Welle 126 ist dem dritten Planetenrad 158 und dem vierten Planetenrad 164 wechselseitig zugeordnet.
In dem Fall von zwei Verzahnungsanordnungen mit zwei wechselseitig zugeordneten Wellen können die Wellen als Alphawelle 180 und als Betawelle 182 bezeichnet werden. 1a zeigt die Alphawelle 180 (zweite Welle 118), die einem dritten Endzahnrad 184 (dem dritten Hohlrad 162) und einem vierten Endzahnrad 186 (den vierten Hohlrad 168) des dritten bzw. des vierten Planetenradsatzes 150, 154 zugeordnet ist. Die Alphawelle 180 kann auch einem fünften Endzahnrad 188 (ersten Sonnenrad 130) des ersten Planetenradsatzes 112 zugeordnet sein. Das fünfte Endzahnrad 188 weist eine entgegengesetzte äußerste Drehzahl zum ersten Endzahnrad 176 auf.
Die Betawelle 182 (vierte Welle 126) ist einem ersten inneren Zahnrad 190 (dritten Planetenrad 158) und einem zweiten inneren Zahnrad 192 (vierten Planetenrad 164) des dritten bzw. des vierten Planetenradsatzes 150, 154 zugeordnet gezeigt. Die Betawelle 182 kann auch einem sechsten Endzahnrad 194 (zweiten Hohlrad 138) des zweiten Planetenradsatzes 120 in der jeweiligen Drehzahlbeziehung entgegengesetzt zum zweiten Endzahnrad 178 zugeordnet sein. Im ersten Getriebe 100 ist die Eingangswelle 122 dem zweiten Endzahnrad 178 zugeordnet und die Ausgangswelle 114 ist dem ersten Endzahnrad 176 zugeordnet.
1b stellt eine Schaltelement-Einrücktabelle für das erste Getriebe 100 dar. Die Spalten stellen die jeweiligen Schaltelemente dar und die Zeilen stellen Getriebe-Übersetzungsverhältnisse dar. Ein X in einer Zelle gibt an, dass das Schaltelement dieser Spalte eingerückt ist, um dieses Übersetzungsverhältnis herzustellen. Ein Automatikgetriebe kann "Gänge schalten" von einem Gang zum anderen durch selektives Einrücken und/oder Ausrücken von Schaltelementen. Im ersten Getriebe 100 können die Schaltelemente in veränderlichen Dreierkombinationen eingerückt werden, um elf Vorwärts-Übersetzungsverhältnisse und zwei Rückwärts-Übersetzungsverhältnisse zwischen der Eingangswelle 122 und der Ausgangswelle 114 herzustellen. Der Übergang oder das "Schalten" zwischen den Gängen kann einer Eines-Aus/Eines-Ein-Ausrück/Einrück-Strategie oder mehreren Schaltelementen, die ausrücken, mit gleichzeitigen oder zeitlich beabstandeten mehreren Schaltelement-Einrückvorgängen folgen. Obwohl das erste Getriebe 100 mit 11 verfügbaren Vorwärtsgängen und zwei Rückwärtsgängen gezeigt ist, kann das erste Getriebe 100 eine Steuerstrategie aufweisen, die nur einen Teil der verfügbaren Gänge verwendet, wenn es in einem Fahrzeug verwendet wird.
Das erste Getriebe 100 kann durch Einrücken der zweiten Kupplung 142, der ersten Bremse 146 und der dritten Bremse 172 mit einem ersten Gang starten. Das erste Getriebe 100 kann durch Ausrücken der dritten Bremse 172 und Einrücken der zweiten Bremse 170 vom ersten Gang auf einen zweiten Gang schalten. Ein anschließender dritter Gang kann durch Ausrücken der ersten Bremse 146 und Einrücken der dritten Bremse 172 erreicht werden. Ein anschließender vierter Gang kann durch Ausrücken der dritten Bremse 172 und Einrücken der dritten Kupplung 144 erreicht werden. Ein anschließender fünfter Gang kann durch Ausrücken der zweiten Bremse 170 und Einrücken der dritten Bremse 172 erreicht werden. Ein anschließender sechster Gang kann durch Ausrücken der dritten Kupplung 144 und der dritten Bremse 172 und Einrücken der ersten Kupplung 140 und der zweiten Bremse 170 erreicht werden. Ein anschließender siebter Gang kann durch Ausrücken der zweiten Bremse 170 und Einrücken der dritten Bremse 172 erreicht werden. Ein anschließender achter Gang kann durch Ausrücken der dritten Bremse 172 und Einrücken der dritten Kupplung 144 erreicht werden. Ein anschließender neunter Gang kann durch Ausrücken der zweiten Kupplung 142 und Einrücken der dritten Bremse 172 erreicht werden. Ein anschließender zehnter Gang kann durch Ausrücken der dritten Bremse 172 und Einrücken der zweiten Bremse 170 erreicht werden. Ein anschließender elfter Gang kann durch Ausrücken der dritten Kupplung 144 und Einrücken der dritten Bremse 172 erreicht werden.
Wenn eine Strategie mit Einrücken von drei Schaltelementen pro Gang verwendet wird, stehen, wie vorstehend erwähnt, elf Vorwärtsgänge zur Verfügung, es müssen jedoch nicht alle Gänge an einem Fahrzeug verwendet werden. Ein Erläuterungsbeispiel der Gangstrategie, die nicht jeden verfügbaren Gang verwendet, ist eine Gangstrategie, bei der der vorstehend erwähnte verfügbare sechste Gang übersprungen wird. Um dies zu bewerkstelligen, kann das erste Getriebe 100 vom fünften Gang auf den siebten Gang übergehen, wobei die dritte Kupplung 144 ausgerückt werden würde und die erste Kupplung 140 eingerückt werden würde. Das Überspringen des sechsten Gangs kann eine nahtlosere Eines-Aus/Eines-Ein-Schaltelement-Ausrück/Einrück-Strategie ermöglichen.
Das erste Getriebe 100 kann auch zwei Rückwärtsgänge bereitstellen. Ein erster Rückwärtsgang kann durch Einrücken der dritten Kupplung 144, der ersten Bremse 146 und der zweiten Bremse 170 erreicht werden. Ein zweiter Rückwärtsgang kann durch Einrücken der dritten Kupplung 144, der ersten Bremse 146 und der dritten Bremse 172 erreicht werden. Das Schalten zwischen einem ersten Rückwärtsgang und einem zweiten Rückwärtsgang könnte durch Ausrücken der zweiten Bremse 170 und Einrücken der dritten Bremse 172 erreicht werden.
1c ist eine Tabelle von Betaverhältnissen, die beim ersten Getriebe 100 verwendet werden können. Ein Betaverhältnis ist ein Verhältnis zwischen einem Flankendurchmesser eines Hohlrades und einem Flankendurchmesser eines entsprechenden Sonnenrades in einem Planetenradsatz. Damit ein Planetenradsatz korrekt funktioniert, sollten die Zähne an jedem Zahnradelement eine entsprechende Teilung aufweisen, so dass sie miteinander verzahnen. Zahnradelemente mit verzahnbaren Zähnen sorgen auch dafür, dass die Betaverhältnisse durch Dividieren der Anzahl von Zähnen eines Hohlrades durch die Anzahl von Zähnen eines entsprechenden Sonnenrades bestimmt werden. Der erste Planetenradsatz 112 kann ein Betaverhältnis, beta 1, von 1,916 aufweisen. Der zweite Planetenradsatz 120 kann ein Betaverhältnis, beta 2, von 3,560 aufweisen. Der dritte Planetenradsatz 150 kann ein Betaverhältnis, beta 3, von 1,830 aufweisen. Der vierte Planetenradsatz 154 kann ein Betaverhältnis, beta 4, von 3,700 aufweisen.
Wenn die Verzahnungsanordnungen die Betaverhältnisse, wie in 1c angegeben, aufweisen, weisen die Übersetzungsverhältnisse die Werte auf, die in der Verhältnisspalte in 1b angegeben sind. Wenn beispielsweise die Betaverhältnisse von 1c für das erste Getriebe 100 gelten, ist das Übersetzungsverhältnis für das erste Vorwärts-Übersetzungsverhältnis 5,370. Während das Getriebe im ersten Vorwärtsgang arbeitet, kann das Getriebe auf den zweiten Vorwärtsgang mit einem zweiten Vorwärts-Übersetzungsverhältnis von 4,411 schalten. Die Übersetzungsverhältnisse können durch Ändern der Betaverhältnisse modifiziert und abgestimmt werden, was durch Erhöhen oder Verringern der Anzahl von Zähnen an entsprechenden Sonnenrädern oder Hohlrädern durchgeführt werden kann.
Die ganz rechte Spalte in 1b zeigt auch die Schritte zwischen den Übersetzungsverhältnissen, was das vorherige Übersetzungsverhältnis, dividiert durch das aktuelle Übersetzungsverhältnis, ist. Der Schritt zwischen dem ersten Vorwärts-Übersetzungsverhältnis und dem zweiten Vorwärts-Übersetzungsverhältnis ist 1,217 (= 5,370/4,411). Kleinere Drehzahlschritte können für nahtlosere Gangübergänge erwünscht sein. Kleinere Drehzahlschritte können auch ermöglichen, dass die Kraftmaschinendrehzahl genauer gesteuert wird. Kleinere Drehzahlschritte erfordern jedoch, dass mehr Gangübergänge stattfinden, wenn das Fahrzeug die Gesamtgeschwindigkeit erhöht. Größere Gangschaltvorgänge können verwendet werden, um zu ermöglichen, dass weniger Gangübergänge stattfinden. Wie vorstehend erwähnt, wenn eine Strategie mit dem Einrücken von drei Schaltelementen pro Gang verwendet wird, stehen elf Vorwärtsgänge zur Verfügung, bei der Verwendung können jedoch nicht alle Gänge verwendet werden, wenn das Getriebe in einem Fahrzeug verwendet wird. Ein weiteres Erläuterungsbeispiel dessen kann darin bestehen, den zweiten Gang in 1b zu überspringen und vom ersten Gang in den dritten Gang zu schalten, wobei die erste Bremse 146 ausgerückt werden würde und die zweite Bremse 170 eingerückt werden würde. Das Überspringen des zweiten Gangs kann einen größeren Drehzahlschritt von 1,792 (= 5,370/2,996) ermöglichen, und folglich kann ein Gangübergang weniger verwendet werden. Das Überspringen von Gängen kann während verschiedener Fahrzeugbeschleunigungen durchgeführt werden, von dem ein Beispiel während einer schnellen Beschleunigung wäre, bei der eine höhere Drehzahl der Kraftmaschine vor dem Getriebegangübergang erwünscht ist, und dann könnte ein höherer Getriebegang eingelegt werden, wenn der Gangübergang stattfindet.
2a zeigt ein schematisches Diagramm eines zweiten Getriebes 200. Ungeachtet des zweiten Getriebes 200 ist eine erste Verzahnungsanordnung 212 gezeigt, die eine Ausgangswelle 214, eine erste Welle 216 und eine zweite Welle 218 verbindet. Ähnlich zum ersten Getriebe 100 kann die erste Verzahnungsanordnung 212 ein erster einfacher Planetenradsatz 212 sein, der dazu konfiguriert ist, eine lineare Drehzahlbeziehung zwischen der Ausgangswelle 214, der ersten Welle 216 und der zweiten Welle 218 zu erteilen. Eine zweite Verzahnungsanordnung 220 ist gezeigt, die eine Eingangswelle 222, eine dritte Welle 224 und eine vierte Welle 226 verbindet. Ähnlich zum ersten Getriebe 100 kann die zweite Verzahnungsanordnung 220 ein zweiter einfacher Planetenradsatz 220 sein, der dazu konfiguriert ist, eine lineare Drehzahlbeziehung zwischen der Eingangswelle 222, der dritten Welle 224 und der vierten Welle 226 zu erteilen.
Der erste einfache Planetenradsatz 212 kann ein erstes Planetenrad 228 aufweisen, das der ersten Welle 216 zugeordnet ist. Der erste einfache Planetenradsatz 212 kann auch ein erstes Sonnenrad 230, das der zweiten Welle 218 zugeordnet ist, und ein erstes Hohlrad 232, das der Ausgangswelle 214 zugeordnet ist, aufweisen. Der zweite einfache Planetenradsatz 220 kann ein zweites Planetenrad 234, das der dritten Welle 224 zugeordnet ist, aufweisen. Der zweite einfache Planetenradsatz 220 kann auch ein zweites Sonnenrad 236, das der Eingangswelle 222 zugeordnet ist, und ein zweites Hohlrad 238, das der vierten Welle 226 zugeordnet ist, aufweisen.
Ähnlich zum ersten Getriebe 100 kann das zweite Getriebe 200 auch eine erste Kupplung 240, die dazu konfiguriert ist, selektiv die Eingangswelle 222 mit der ersten Welle 216 zu koppeln, eine zweite Kupplung 242, die dazu konfiguriert ist, selektiv die erste Welle 216 mit der dritten Welle 224 zu koppeln, und eine dritte Kupplung 244, die dazu konfiguriert ist, selektiv die zweite Welle 218 mit der dritten Welle 224 zu koppeln, aufweisen. Ebenso kann das zweite Getriebe 200 eine erste Bremse 246 aufweisen, die dazu konfiguriert ist, selektiv die erste Welle 216 gegen eine Drehung zu halten.
Das zweite Getriebe 200 kann eine fünfte Verzahnungsanordnung 250 aufweisen, die die zweite Welle 218, die vierte Welle 226 und eine fünfte Welle 252 verbindet. Die fünfte Verzahnungsanordnung 250 kann ein fünfter einfacher Planetenradsatz 250 sein, der dazu konfiguriert ist, eine lineare Drehzahlbeziehung zwischen der zweiten Welle 218, der vierten Welle 226 und der fünften Welle 252 zu erteilen. Eine sechste Verzahnungsanordnung 254 kann die vierte Welle 226, die fünfte Welle 252 und eine sechste Welle 256 verbinden. Die sechste Verzahnungsanordnung 254 kann ein sechster einfacher Planetenradsatz 254 sein, der dazu konfiguriert ist, eine lineare Drehzahlbeziehung zwischen der vierten Welle 226, der fünften Welle 252 und einer sechsten Welle 256 zu erteilen. Mindestens ein Zahnradelement von sowohl der fünften als auch der sechsten Verzahnungsanordnung 250, 254 ist sowohl der vierten Welle 226 als auch der fünften Welle 252 zugeordnet.
Der fünfte einfache Planetenradsatz 250 kann die zweite Welle 218 und/oder die vierte Welle 226 verbinden. Der fünfte einfache Planetenradsatz 250 kann ein fünftes Planetenrad 258 aufweisen, das der vierten Welle 226 zugeordnet ist. Der fünfte einfache Planetenradsatz 250 kann auch ein fünftes Sonnenrad 260, das der fünften Welle 252 zugeordnet ist, und ein fünftes Hohlrad 262, das der zweiten Welle 218 zugeordnet ist, aufweisen. Der sechste einfache Planetenradsatz 254 kann auch die zweite Welle 218 und/oder die vierte Welle 226 verbinden. Der sechste einfache Planetenradsatz 254 kann ein sechstes Planetenrad 264 aufweisen, das der sechsten Welle 256 zugeordnet ist. Der sechste einfache Planetenradsatz 254 kann auch ein sechstes Sonnenrad 266, das der fünften Welle 252 zugeordnet ist, und ein sechstes Hohlrad 268, das der vierten Welle 226 zugeordnet ist, aufweisen. Das fünfte Sonnenrad 260 und das sechste Sonnenrad 266 sind als separate Zahnradelemente gezeigt, ein gemeinsam genutztes Zahnradelement könnte jedoch verwendet werden.
Das zweite Getriebe 200 kann eine zweite Bremse 270 aufweisen, die dazu konfiguriert ist, selektiv die fünfte Welle 252 gegen eine Drehung zu halten. Das zweite Getriebe 200 kann auch eine dritte Bremse 272 aufweisen, die dazu konfiguriert ist, selektiv die sechste Welle 256 gegen eine Drehung zu halten.
Der fünfte und der sechste einfache Planetenradsatz 250, 254 mit zwei wechselseitig zugeordneten Wellen kann eine lineare Drehzahlbeziehung zwischen vier Wellen erteilen; der zweiten Welle 218, der vierten Welle 226, der sechsten Welle 256 und der fünften Welle 252. Die vierte Welle 226 ist dem fünften Planetenrad 258 und dem sechsten Hohlrad 268 wechselseitig zugeordnet und die fünfte Welle 252 ist dem fünften Sonnenrad 260 und dem sechsten Sonnenrad 266 wechselseitig zugeordnet.
2a zeigt auch die Ausgangswelle 214 einem ersten Endzahnrad 276 des ersten einfachen Planetenradsatzes 212 zugeordnet, und die Eingangswelle 222 ist einem zweiten Endzahnrad 278 des zweiten einfachen Planetenradsatzes 220 zugeordnet gezeigt. Der fünfte einfache Planetenradsatz 250 und der sechste einfache Planetenradsatz 254 sind durch zwei Wellen wechselseitig zugeordnet gezeigt; eine Alphawelle 280 und eine Betawelle 282. Mindestens eine der wechselseitig zugeordneten Wellen ist einem Zahnradelement in dem ersten und/oder dem zweiten einfachen Planetenradsatz 212, 220 zugeordnet; die Betawelle 282 ist einem Zahnradelement im zweiten Planetenradsatz 220 zugeordnet.
Die Alphawelle 280 kann einem dritten Endzahnrad 284 und einem vierten Endzahnrad 286 des fünften bzw. des sechsten einfachen Planetenradsatzes 250, 254 zugeordnet sein. Die Betawelle 282 kann einem ersten inneren Zahnrad 290 und einem fünften Endzahnrad 292 des fünften bzw. des sechsten einfachen Planetenradsatzes 250, 254 zugeordnet sein. Die Betawelle 282 kann auch einem sechsten Endzahnrad 294 des zweiten einfachen Planetenradsatzes 220 in der jeweiligen Drehzahlbeziehung entgegengesetzt zum zweiten Endzahnrad 278 zugeordnet sein.
2b stellt eine Schaltelement-Einrücktabelle für das zweite Getriebe 200 dar. Im zweiten Getriebe 200 können die Schaltelemente in veränderlichen Dreierkombinationen eingerückt werden, um zehn Vorwärts-Übersetzungsverhältnisse und drei Rückwärts-Übersetzungsverhältnisse zwischen der Eingangswelle 222 und der Ausgangswelle 214 herzustellen.
Das zweite Getriebe 200 kann durch Einrücken der zweiten Kupplung 242, der ersten Bremse 246 und der zweiten Bremse 270 mit einem ersten Gang starten. Das zweite Getriebe 200 kann durch Ausrücken der ersten Bremse 246 und der zweiten Bremse 270 und Einrücken der dritten Kupplung 244 und der dritten Bremse 272 vom ersten Gang in einen zweiten Gang schalten. Ein anschließender dritter Gang kann durch Ausrücken der dritten Kupplung 244 und Einrücken der zweiten Bremse 270 erreicht werden. Ein anschließender vierter Gang kann durch Ausrücken der dritten Bremse 272 und Einrücken der dritten Kupplung 244 erreicht werden. Ein anschließender fünfter Gang kann durch Ausrücken der dritten Kupplung 244 und der zweiten Bremse 270 und Einrücken der ersten Bremse 246 und der dritten Bremse 272 erreicht werden. Ein anschließender sechster Gang kann durch Ausrücken der ersten Bremse 246 und der dritten Bremse 272 und Einrücken der ersten Kupplung 240 und der zweiten Bremse 270 erreicht werden. Ein anschließender siebter Gang kann durch Ausrücken der zweiten Bremse 270 und Einrücken der dritten Kupplung 244 erreicht werden. Ein anschließender achter Gang kann durch Ausrücken der zweiten Kupplung 242 und Einrücken der zweiten Bremse 270 erreicht werden. Ein anschließender neunter Gang kann durch Ausrücken der zweiten Bremse 270 und Einrücken der dritten Bremse 272 erreicht werden. Ein anschließender zehnter Gang kann durch Ausrücken der dritten Kupplung 244 und Einrücken der zweiten Bremse 270 erreicht werden.
Das zweite Getriebe 200 kann auch drei Rückwärtsgänge vorsehen. Ein erster Rückwärtsgang kann durch Einrücken der dritten Kupplung 244, der ersten Bremse 246 und der dritten Bremse 272 erreicht werden. Ein zweiter Rückwärtsgang kann durch Einrücken der dritten Kupplung 244, der ersten Bremse 246 und der zweiten Bremse 270 erreicht werden. Ein dritter Rückwärtsgang kann durch Einrücken der ersten Kupplung 240, der zweiten Kupplung 242 und der dritten Bremse 272 erreicht werden.
2c ist eine Tabelle von Betaverhältnissen, die beim zweiten Getriebe 200 verwendet werden können. Der erste einfache Planetenradsatz 212 kann ein Betaverhältnis, beta 1, von 1,916 aufweisen. Der zweite einfache Planetenradsatz 220 kann ein Betaverhältnis, beta 2, von 3,560 aufweisen. Der fünfte einfache Planetenradsatz 250 kann ein Betaverhältnis, beta 5, von 1,830 aufweisen. Der sechste einfache Planetenradsatz 254 kann ein Betaverhältnis, beta 6, von 3,700 aufweisen.
Wenn die Verzahnungsanordnungen Betaverhältnisse, wie in 2c angegeben, aufweisen, weisen die Übersetzungsverhältnisse die Werte auf, die in der Verhältnisspalte in 2b angegeben sind. Die ganz rechte Spalte in 2b zeigt auch die Schritte zwischen den Übersetzungsverhältnissen. Wenn beispielsweise die Betaverhältnisse von 2c für das zweite Getriebe 200 gelten, ist das Übersetzungsverhältnis für das erste Vorwärts-Übersetzungsverhältnis 4,411, das Getriebe kann in den zweiten Vorwärtsgang mit einem zweiten Vorwärts-Übersetzungsverhältnis von 3,562 schalten und der resultierende Schritt zwischen dem ersten Vorwärts-Übersetzungsverhältnis und dem zweiten Vorwärts-Übersetzungsverhältnis ist 1,238.
3a zeigt ein schematisches Diagramm eines dritten Getriebes 300. Hinsichtlich des dritten Getriebes 300 ist eine erste Verzahnungsanordnung 312 gezeigt, die eine Ausgangswelle 314, eine erste Welle 316 und eine zweite Welle 318 verbindet. Ähnlich zum ersten Getriebe 100 kann die erste Verzahnungsanordnung 312 ein erster einfacher Planetenradsatz 312 sein, der dazu konfiguriert ist, eine lineare Drehzahlbeziehung zwischen der Ausgangswelle 314, der ersten Welle 316 und der zweiten Welle 318 zu erteilen. Eine zweite Verzahnungsanordnung 320 ist gezeigt, die eine Eingangswelle 322, eine dritte Welle 324 und eine vierte Welle 326 verbindet. Ähnlich zum ersten Getriebe 100 kann die zweite Verzahnungsanordnung 320 ein zweiter einfacher Planetenradsatz 320 sein, der dazu konfiguriert ist, eine lineare Drehzahlbeziehung zwischen der Eingangswelle 322, der dritten Welle 324 und der vierten Welle 326 zu erteilen.
Der erste einfache Planetenradsatz 312 kann ein erstes Planetenrad 328 aufweisen, das der ersten Welle 316 zugeordnet ist. Der erste einfache Planetenradsatz 312 kann auch ein erstes Sonnenrad 330, das der zweiten Welle 318 zugeordnet ist, und ein erstes Hohlrad 332, das der Ausgangswelle 314 zugeordnet ist, aufweisen. Der zweite einfache Planetenradsatz 320 kann ein zweites Planetenrad 334, das der dritten Welle 324 zugeordnet ist, aufweisen. Der zweite einfache Planetenradsatz 320 kann auch ein zweites Sonnenrad 336, das der Eingangswelle 322 zugeordnet ist, und ein zweites Hohlrad 338, das der vierten Welle 326 zugeordnet ist, aufweisen.
Ähnlich zum ersten Getriebe 100 kann das dritte Getriebe 300 auch eine erste Kupplung 340, die dazu konfiguriert ist, selektiv die Eingangswelle 322 mit der ersten Welle 316 zu koppeln, eine zweite Kupplung 342, die dazu konfiguriert ist, selektiv die erste Welle 316 mit der dritten Welle 324 zu koppeln, und eine dritte Kupplung 344, die dazu konfiguriert ist, selektiv die zweite Welle 318 mit der dritten Welle 324 zu koppeln, aufweisen. Ebenso kann das dritte Getriebe 300 eine erste Bremse 346, die dazu konfiguriert ist, selektiv die erste Welle 316 gegen eine Drehung zu halten, aufweisen.
Das dritte Getriebe 300 kann eine siebte Verzahnungsanordnung 350 aufweisen, die die zweite Welle 318, die vierte Welle 326 und eine fünfte Welle 352 verbindet. Die siebte Verzahnungsanordnung 350 kann ein siebter einfacher Planetenradsatz 350 sein, der dazu konfiguriert ist, eine lineare Drehzahlbeziehung zwischen der zweiten Welle 318, der vierten Welle 326 und der fünften Welle 352 zu erteilen. Eine achte Verzahnungsanordnung 354 kann die vierte Welle 326, die fünfte Welle 352 und eine sechste Welle 356 verbinden. Die achte Verzahnungsanordnung 354 kann ein sechster einfacher Planetenradsatz 354 sein, der dazu konfiguriert ist, eine lineare Drehzahlbeziehung zwischen der vierten Welle 326, der fünften Welle 352 und einer sechsten Welle 356 zu erteilen. Mindestens ein Zahnradelement von sowohl der siebten als auch der achten Verzahnungsanordnung 350, 354 ist sowohl der vierten Welle 326 als auch der fünften Welle 352 zugeordnet.
Der siebte einfache Planetenradsatz 350 kann die zweite Welle 318 und/oder die vierte Welle 326 verbinden. Der siebte einfache Planetenradsatz 350 kann ein siebtes Planetenrad 358 aufweisen, das der vierten Welle 326 zugeordnet ist. Der siebte einfache Planetenradsatz 350 kann auch ein siebtes Sonnenrad 360, das der sechsten Welle 356 zugeordnet ist, und ein siebtes Hohlrad 362, das der fünften Welle 352 zugeordnet ist, aufweisen. Der achte einfache Planetenradsatz 354 kann auch die zweite Welle 318 und/oder die vierte Welle 326 verbinden. Der achte einfache Planetenradsatz 354 kann ein achtes Planetenrad 364, das der fünften Welle 352 zugeordnet ist, aufweisen. Der achte einfache Planetenradsatz 354 kann auch ein achtes Sonnenrad 366, das der sechsten Welle 356 zugeordnet ist, und ein achtes Hohlrad 368, das der vierten Welle 326 zugeordnet ist, aufweisen.
Das dritte Getriebe 300 kann eine zweite Bremse 370 aufweisen, die dazu konfiguriert ist, selektiv die fünfte Welle 352 gegen eine Drehung zu halten. Das dritte Getriebe 300 kann auch eine dritte Bremse 372 aufweisen, die dazu konfiguriert ist, selektiv die sechste Welle 356 gegen eine Drehung zu halten.
3a zeigt auch die Ausgangswelle 314 einem ersten Endzahnrad 376 des ersten einfachen Planetenradsatzes 312 zugeordnet, und die Eingangswelle 322 ist einem zweiten Endzahnrad 378 des zweiten einfachen Planetenradsatzes 320 zugeordnet gezeigt. Der siebte einfache Planetenradsatz 350 und der achte einfache Planetenradsatz 354 sind durch zwei Wellen wechselseitig zugeordnet gezeigt; eine Alphawelle 380 und eine Betawelle 382. Mindestens eine der wechselseitig zugeordneten Wellen ist einem Zahnradelement in dem ersten und/oder dem zweiten einfachen Planetenradsatz 212, 220 zugeordnet; die Betawelle 382 ist einem Zahnradelement im zweiten Planetenradsatz 220 zugeordnet.
Die Alphawelle 380 kann einem dritten Endzahnrad 384 und einem ersten inneren Zahnrad 386 des siebten bzw. des achten einfachen Planetenradsatzes 350, 354 zugeordnet sein. Die Betawelle 382 kann einem zweiten inneren Zahnrad 390 und einem vierten Endzahnrad 392 des siebten bzw. des achten einfachen Planetenradsatzes 350, 354 zugeordnet sein. Die Betawelle 382 kann auch einem fünften Endzahnrad 394 des zweiten einfachen Planetenradsatzes 320 in der jeweiligen Drehzahlbeziehung entgegengesetzt zum zweiten Endzahnrad 378 zugeordnet sein.
3b stellt eine Schaltelement-Einrücktabelle für das dritte Getriebe 300 dar. Im dritten Getriebe 300 können die Schaltelemente in veränderlichen Dreierkombinationen eingerückt werden, um zehn Vorwärts-Übersetzungsverhältnisse und drei Rückwärts-Übersetzungsverhältnisse zwischen der Eingangswelle 322 und der Ausgangswelle 314 herzustellen.
Das dritte Getriebe 300 kann durch Einrücken der zweiten Kupplung 342, der dritten Kupplung 344 und der zweiten Bremse 370 mit einem ersten Gang starten. Das dritte Getriebe 300 kann durch Ausrücken der dritten Kupplung 344 und der zweiten Bremse 370 und Einrücken der ersten Kupplung 340 und der dritten Bremse 372 vom ersten Gang in einen zweiten Gang schalten. Ein anschließender dritter Gang kann durch Ausrücken der ersten Kupplung 340 und Einrücken der dritten Kupplung 344 erreicht werden. Ein anschließender vierter Gang kann durch Ausrücken der dritten Kupplung 344 und Einrücken der zweiten Bremse 370 erreicht werden. Ein anschließender fünfter Gang kann durch Ausrücken der zweiten Bremse 370 und Einrücken der ersten Bremse 346 erreicht werden. Ein anschließender sechster Gang kann durch Ausrücken der dritten Bremse 372 und Einrücken der zweiten Bremse 370 erreicht werden. Ein anschließender siebter Gang kann durch Ausrücken der zweiten Bremse 370 und Einrücken der dritten Kupplung 344 erreicht werden. Ein anschließender achter Gang kann durch Ausrücken der zweiten Kupplung 342 und Einrücken der dritten Bremse 372 erreicht werden. Ein anschließender neunter Gang kann durch Ausrücken der dritten Bremse 372 und Einrücken der dritten Kupplung 344 erreicht werden. Ein anschließender zehnter Gang kann durch Ausrücken der dritten Kupplung 344 und Einrücken der dritten Bremse 372 erreicht werden.
Das dritte Getriebe 300 kann auch drei Rückwärtsgängen vorsehen. Ein erster Rückwärtsgang kann durch Einrücken der dritten Kupplung 344, der ersten Bremse 346 und der zweiten Bremse 370 erreicht werden. Ein zweiter Rückwärtsgang kann durch Einrücken der dritten Kupplung 344, der ersten Bremse 346 und der dritten Bremse 372 erreicht werden. Ein dritter Rückwärtsgang kann durch Einrücken der ersten Kupplung 340, der zweiten Kupplung 342 und der zweiten Bremse 370 erreicht werden.
2c ist eine Tabelle von Betaverhältnissen, die beim dritten Getriebe 300 verwendet werden können. Der erste einfache Planetenradsatz 312 kann ein Betaverhältnis, beta 1, von 1,916 aufweisen. Der zweite einfache Planetenradsatz 320 kann ein Betaverhältnis, beta 2, von 3,560 aufweisen. Der siebte einfache Planetenradsatz 350 kann ein Betaverhältnis, beta 7 von 3,700 aufweisen. Der achte einfache Planetenradsatz 354 kann ein Betaverhältnis, beta 8, von 1,830 aufweisen.
Wenn die Verzahnungsanordnungen Betaverhältnisse aufweisen, wie in 3c angegeben, weisen die Übersetzungsverhältnisse die Werte auf, die in der Verhältnisspalte von 3b angegeben sind. Die ganz rechte Spalte in 3b zeigt auch die Schritte zwischen den Übersetzungsverhältnissen. Wenn beispielsweise die Betaverhältnisse von 3c für das dritte Getriebe 300 gelten, ist das Übersetzungsverhältnis für das erste Vorwärts-Übersetzungsverhältnis 3,803, das Getriebe kann in den zweiten Vorwärtsgang mit einem zweiten Vorwärts-Übersetzungsverhältnis von 3,148 schalten und der resultierende Schritt zwischen dem ersten Vorwärts-Übersetzungsverhältnis und dem zweiten Vorwärts-Übersetzungsverhältnis ist 1,208.
4a zeigt ein schematisches Diagramm eines vierten Getriebes 400. Hinsichtlich des vierten Getriebes 400 ist eine erste Verzahnungsanordnung 412 gezeigt, die eine Ausgangswelle 414, eine erste Welle 416 und eine zweite Welle 418 verbindet. Ähnlich zum ersten Getriebe 100 kann die erste Verzahnungsanordnung 412 ein erster einfacher Planetenradsatz 412 sein, der dazu konfiguriert ist, eine lineare Drehzahlbeziehung zwischen der Ausgangswelle 414, der ersten Welle 416 und der zweiten Welle 418 zu erteilen. Eine zweite Verzahnungsanordnung 420 ist gezeigt, die eine Eingangswelle 422, eine dritte Welle 424 und eine vierte Welle 426 verbindet. Ähnlich zum ersten Getriebe 100 kann die zweite Verzahnungsanordnung 420 ein zweiter einfacher Planetenradsatz 420 sein, der dazu konfiguriert ist, eine lineare Drehzahlbeziehung zwischen der Eingangswelle 422, der dritten Welle 424 und der vierten Welle 426 zu erteilen.
Der erste einfache Planetenradsatz 412 kann ein erstes Planetenrad 428 aufweisen, das der ersten Welle 416 zugeordnet ist. Der erste einfache Planetenradsatz 412 kann auch ein erstes Sonnenrad 430, das der zweiten Welle 418 zugeordnet ist, und ein erstes Hohlrad 432, das der Ausgangswelle 414 zugeordnet ist, aufweisen. Der zweite einfache Planetenradsatz 420 kann ein zweites Planetenrad 434 aufweisen, das der dritten Welle 424 zugeordnet ist. Der zweite einfache Planetenradsatz 420 kann auch ein zweites Sonnenrad 436, das der Eingangswelle 422 zugeordnet ist, und ein zweites Hohlrad 438, das der vierten Welle 426 zugeordnet ist, aufweisen.
Ähnlich zum ersten Getriebe 100 kann das vierte Getriebe 400 auch eine erste Kupplung 440, die dazu konfiguriert ist, selektiv die Eingangswelle 422 mit der ersten Welle 416 zu koppeln, eine zweite Kupplung 442, die dazu konfiguriert ist, selektiv die erste Welle 416 mit der dritten Welle 424 zu koppeln, und eine dritte Kupplung 444, die dazu konfiguriert ist, selektiv die zweite Welle 418 mit der dritten Welle 424 zu koppeln, aufweisen. Ebenso kann das vierte Getriebe 200 eine erste Bremse 446 aufweisen, die dazu konfiguriert ist, selektiv die erste Welle 416 gegen eine Drehung zu halten.
Das vierte Getriebe 400 kann eine neunte Verzahnungsanordnung 450 aufweisen, die die zweite Welle 418, die vierte Welle 426 und eine fünfte Welle 452 verbindet. Die neunte Verzahnungsanordnung 450 kann ein neunter Doppelritzel-Planetenradsatz 250 sein, der dazu konfiguriert ist, eine lineare Drehzahlbeziehung zwischen der zweiten Welle 418, der fünften Welle 426 und der fünften Welle 452 zu erteilen. Eine zehnte Verzahnungsanordnung 454 kann die vierte Welle 426, die fünfte Welle 452 und eine sechste Welle 456 verbinden. Die zehnte Verzahnungsanordnung 454 kann ein zehnter einfacher Planetenradsatz 454 sein, der dazu konfiguriert ist, eine lineare Drehzahlbeziehung zwischen der vierten Welle 426, der fünften Welle 452 und der sechsten Welle 456 zu erteilen. Mindestens ein Zahnradelement von sowohl der neunten als auch der zehnten Verzahnungsanordnung 450, 454 ist sowohl der vierten Welle 426 als auch der fünften Welle 452 zugeordnet.
Der neunte Doppelritzel-Planetenradsatz 450 kann die zweite Welle 418 und/oder die vierte Welle 426 verbinden. Der neunte Doppelritzel-Planetenradsatz 450 kann ein erstes neuntes Planetenrad 458 und ein zweites neuntes Planetenrad 459 aufweisen, die der fünften Welle 452 zugeordnet sind. Der neunte Doppelritzel-Planetenradsatz 450 kann auch ein neuntes Sonnenrad 460, das der zweiten Welle 418 zugeordnet ist, und ein neuntes Hohlrad 462, das der vierten Welle 426 zugeordnet ist, aufweisen. Der zehnte einfache Planetenradsatz 454 kann auch die zweite Welle 418 und/oder die vierte Welle 426 verbinden. Der zehnte einfache Planetenradsatz 454 kann ein zehntes Planetenrad 464, das der fünften Welle 452 zugeordnet ist, aufweisen. Das erste neunte Planetenrad 458 und das zehnte Planetenrad 464 können ein gemeinsam genutztes Zahnradelement zwischen der neunten Verzahnungsanordnung 450 und der zehnten Verzahnungsanordnung 454 sein, wie gezeigt. Der zehnte einfache Planetenradsatz 454 kann auch ein zehntes Sonnenrad 466, das der sechsten Welle 456 zugeordnet ist, und ein zehntes Hohlrad 468, das der vierten Welle 426 zugeordnet ist, aufweisen. Das neunte Hohlrad 462 und das zehnte Hohlrad 468 können auch ein gemeinsam genutztes Zahnradelement sein, wie gezeigt.
Das vierte Getriebe 400 kann eine zweite Bremse 470 aufweisen, die dazu konfiguriert ist, selektiv die fünfte Welle 452 gegen eine Drehung zu halten. Das vierte Getriebe 400 kann auch eine dritte Bremse 472 aufweisen, die dazu konfiguriert ist, selektiv die sechste Welle 456 gegen eine Drehung zu halten.
Die fünfte und die sechste Verzahnungsanordnung 450, 454 mit zwei wechselseitig zugeordneten Wellen können eine lineare Drehzahlbeziehung zwischen vier Wellen erteilen; der zweiten Welle 418, der vierten Welle 426, der fünften Welle 452 und der sechsten Welle 456. Die vierte Welle 426 ist dem neunten Hohlrad 462 und dem zehnten Hohlrad 468 wechselseitig zugeordnet und die fünfte Welle 452 ist dem ersten neunten Planetenrad 458 und dem zehnten Planetenrad 464 wechselseitig zugeordnet.
4a zeigt auch die Ausgangswelle 414 einem ersten Endzahnrad 476 des ersten einfachen Planetenradsatzes 412 zugeordnet, und die Eingangswelle 422 ist einem zweiten Endzahnrad 478 des zweiten einfachen Planetenradsatzes 420 zugeordnet gezeigt. Der neunte Doppelritzel-Planetenradsatz 450 und der zehnte einfache Planetenradsatz 454 sind durch zwei Wellen wechselseitig zugeordnet gezeigt; eine Alphawelle 480 und eine Betawelle 482. Mindestens eine der wechselseitig zugeordneten Wellen ist einem Zahnradelement in dem ersten und/oder dem zweiten einfachen Planetenradsatz 412, 420 zugeordnet; die Betawelle 482 ist einem Zahnradelement im zweiten Planetenradsatz 420 zugeordnet.
Die Alphawelle 480 kann einem dritten Endzahnrad 484 und einem ersten inneren Zahnrad 486 des neunten Doppelritzel- bzw. des zehnten einfachen Planetenradsatzes 450, 454 zugeordnet sein. Die Betawelle 482 kann einem zweiten inneren Zahnrad 490 und einem vierten Endzahnrad 492 des neunten Doppelritzel- bzw. zehnten einfachen Planetenradsatzes 450, 454 zugeordnet sein. Die Betawelle 482 kann auch einem fünften Endzahnrad 494 des zweiten einfachen Planetenradsatzes 420 in der jeweiligen Drehzahlbeziehung entgegengesetzt zum zweiten Endzahnrad 478 zugeordnet sein.
4b stellt eine Schaltelement-Einrücktabelle für das vierte Getriebe 400 dar. Im vierten Getriebe 400 können die Schaltelemente in veränderlichen Dreierkombinationen eingerückt werden, um zehn Vorwärts-Übersetzungsverhältnisse und drei Rückwärts-Übersetzungsverhältnisse zwischen der Eingangswelle 422 und der Ausgangswelle 414 herzustellen.
Das vierte Getriebe 400 kann durch Einrücken der zweiten Kupplung 442, der dritten Kupplung 444 und der zweiten Bremse 470 mit einem ersten Gang starten. Das vierte Getriebe 400 kann durch Ausrücken der dritten Kupplung 444 und der zweiten Bremse 470 und Einrücken der ersten Bremse 446 und der dritten Bremse 472 vom ersten Gang in einen zweiten Gang schalten. Ein anschließender dritter Gang kann durch Ausrücken der ersten Bremse 446 und Einrücken der zweiten Bremse 470 erreicht werden. Ein anschließender vierter Gang kann durch Ausrücken der zweiten Bremse 470 und Einrücken der dritten Kupplung 444 erreicht werden. Ein anschließender fünfter Gang kann durch Ausrücken der dritten Kupplung 444 und Einrücken der ersten Kupplung 440 erreicht werden. Ein anschließender sechster Gang kann durch Ausrücken der ersten Kupplung 440 und der dritten Bremse 472 und Einrücken der ersten Bremse 446 und der zweiten Bremse 470 erreicht werden. Ein anschließender siebter Gang kann durch Ausrücken der ersten Bremse 446 und der zweiten Bremse 470 und Einrücken der ersten Kupplung 440 und der dritten Kupplung 444 erreicht werden. Ein anschließender achter Gang kann durch Ausrücken der zweiten Kupplung 442 und Einrücken der dritten Bremse 470 erreicht werden. Ein anschließender neunter Gang kann durch Ausrücken der dritten Bremse 472 und Einrücken der zweiten Bremse 470 erreicht werden. Ein anschließender zehnter Gang kann durch Ausrücken der dritten Kupplung 444 und Einrücken der dritten Bremse 472 erreicht werden.
Das vierte Getriebe 400 kann auch drei Rückwärtsgänge vorsehen. Ein erster Rückwärtsgang kann durch Einrücken der dritten Kupplung 444, der ersten Bremse 446 und der zweiten Bremse 470 erreicht werden. Ein zweiter Rückwärtsgang kann durch Einrücken der dritten Kupplung 444, der ersten Bremse 446 und der dritten Bremse 472 erreicht werden. Ein dritter Rückwärtsgang kann durch Einrücken der ersten Kupplung 440, der zweiten Kupplung 442 und der zweiten Bremse 472 erreicht werden.
4c ist eine Tabelle von Betaverhältnissen, die beim vierten Getriebe 400 verwendet werden können. Der erste einfache Planetenradsatz 412 kann ein Betaverhältnis, beta 1, von 1,916 aufweisen. Der zweite einfache Planetenradsatz 420 kann ein Betaverhältnis, beta 2, von 3,560 aufweisen. Der neunte Doppelritzel-Planetenradsatz 450 kann ein Betaverhältnis, beta 9, von 3,700 aufweisen. Der zehnte einfache Planetenradsatz 454 kann ein Betaverhältnis, beta 10, von 1,830 aufweisen.
Wenn die Verzahnungsanordnungen Betaverhältnisse aufweisen, wie in 4c angegeben, weisen die Übersetzungsverhältnisse die Werte auf, die in der Verhältnisspalte in 4b angegeben sind. Die ganz rechte Spalte in 4b zeigt auch die Schritte zwischen den Übersetzungsverhältnissen. Wenn beispielsweise die Betaverhältnisse von 4c für das vierte Getriebe 400 gelten, ist das Übersetzungsverhältnis für das erste Vorwärts-Übersetzungsverhältnis 3,598, das Getriebe kann in den zweiten Vorwärtsgang mit einem zweiten Vorwärts-Übersetzungsverhältnis von 3,491 schalten und der resultierende Schritt zwischen dem ersten Vorwärts-Übersetzungsverhältnis und dem zweiten Vorwärts-Übersetzungsverhältnis ist 1,031.
5a und 6a zeigen ein schematisches Diagramm eines fünften Getriebes 500 bzw. eines sechsten Getriebes 600. Hinsichtlich sowohl des fünften Getriebes 500 als auch des sechsten Getriebes 600 sind erste Verzahnungsanordnungen 512, 612 gezeigt, die jeweilige Ausgangswellen 514, 614, erste Wellen 516, 616 und zweite Wellen 518, 618 verbinden. Ähnlich zum ersten Getriebe 100 können die ersten Verzahnungsanordnungen 512 erste einfache Planetenradsätze 512 sein, die dazu konfiguriert sind, lineare Drehzahlbeziehungen zwischen ihren jeweiligen Ausgangswellen 514, 614, ersten Wellen 516, 616 und zweiten Wellen 518, 618 zu erteilen. Die zweiten Verzahnungsanordnungen 520, 620 sind jeweilige Eingangswellen 522, 622, dritte Wellen 524, 624 und vierte Wellen 526, 626 verbindend gezeigt. Ähnlich zum ersten Getriebe 100 können auch die zweiten Verzahnungsanordnungen 520, 620 zweite einfache Planetenradsätze 520, 620 sein, die dazu konfiguriert sind, eine lineare Drehzahlbeziehung zwischen ihren jeweiligen Eingangswellen 522, 622, den dritten Wellen 524, 624 und den vierten Wellen 526, 626 zu erteilen.
Die ersten einfachen Planetenradsätze 512, 612 können jeweilige erste Planetenräder 528, 628 aufweisen, die den ersten Wellen 516, 616 zugeordnet sind. Die ersten einfachen Planetenradsätze 512, 612 können auch jeweilige erste Sonnenräder 530, 630, die den zweiten Wellen 518, 618 zugeordnet sind, und erste Hohlräder 532, 632, die den Ausgangswellen 514, 614 zugeordnet sind, aufweisen. Die zweiten einfachen Planetenradätze 520, 620 können jeweilige zweite Planetenräder 534, 634 aufweisen, die den dritten Wellen 524, 624 zugeordnet sind. Die zweiten einfachen Planetenradsätze 520, 620 können auch jeweilige zweite Sonnenräder 536, 636, die den Eingangswellen 522, 622 zugeordnet sind, und zweite Hohlräder 538, 638, die den vierten Wellen 526, 626 zugeordnet sind, aufweisen.
Ähnlich zum ersten Getriebe 100 können das fünfte Getriebe 500 und das sechste Getriebe 600 auch jeweils eine erste Kupplung 540, 640, die dazu konfiguriert ist, selektiv die Eingangswelle 522, 622 mit der ersten Welle 516, 616 zu koppeln, eine zweite Kupplung 542, 642, die dazu konfiguriert ist, selektiv die erste Welle 516, 616 mit der dritten Welle 524, 624 zu koppeln, und eine dritte Kupplung 544, 644, die dazu konfiguriert ist, selektiv die zweite Welle 518, 618 mit der dritten Welle 524, 624 zu koppeln, aufweisen. Ebenso können das fünfte Getriebe 500 und das sechste Getriebe 600 jeweils eine erste Bremse 546, 646 aufweisen, die dazu konfiguriert ist, selektiv die erste Welle 516, 616 gegen eine Drehung zu halten.
Das fünfte Getriebe 500 kann eine elfte Verzahnungsanordnung 550 aufweisen, die die zweite Welle 518, die vierte Welle 526 und eine fünfte Welle 552 verbindet. Das sechste Getriebe 600 kann eine dreizehnte Verzahnungsanordnung 650 aufweisen, die auch die zweite Welle 618, die vierte Welle 626 und eine fünfte Welle 652 verbindet. Die elfte und dreizehnte Verzahnungsanordnung 550, 650 können elfte und dreizehnte einfache Planetenradsätze 550, 650 sein, die jeweils dazu konfiguriert sind, eine lineare Drehzahlbeziehung zwischen ihren jeweiligen zweiten Wellen 518, 618, vierten Wellen 526, 626 und fünften Wellen 552, 652 zu erteilen. Das fünfte Getriebe 500 kann eine zwölfte Verzahnungsanordnung 554 aufweisen, die die zweite Welle 518, eine sechste Welle 556 und eine Verankerung 557 verbindet. Das sechste Getriebe 600 kann jedoch eine vierzehnte Verzahnungsanordnung 654 aufweisen, die die vierte Welle 626, eine sechste Welle 656 und eine Verankerung 657 verbindet. Die zwölfte Verzahnungsanordnung 554 kann ein zwölfter einfacher Planetenradsatz 554 sein, der dazu konfiguriert ist, eine lineare Drehzahlbeziehung zwischen der zweiten Welle 518, der sechsten Welle 556 und der Verankerung 557 zu erteilen, wohingegen die vierzehnte Verzahnungsanordnung 654 ein vierzehnter einfacher Planetenradsatz 654 sein kann, der dazu konfiguriert ist, eine lineare Drehzahlbeziehung zwischen der sechsten Welle 656, der vierten Welle 626 und der Verankerung 657 zu erteilen.
Der elfte und der zwölfte einfache Planetenradsatz 550, 554 können jeweils die zweite Welle 518 und/oder die vierte Welle 526 mit anderen Wellen verbinden. Der dreizehnte und der vierzehnte einfache Planetenradsatz 650, 654 können auch jeweils die zweite Welle 618 und/oder die vierte Welle 626 mit anderen Wellen verbinden. Der elfte und der dreizehnte einfache Planetenradsatz 550, 650 können jeweils ein jeweiliges elftes und dreizehntes Planetenrad 558, 658, die der vierten Welle 526, 626 zugeordnet sind, und ein elftes und ein dreizehntes Sonnenrad 560, 660, die der fünften Welle 552, 652 zugeordnet sind, und ein elftes und ein dreizehntes Hohlrad 562, 662, die der zweiten Welle 518, 618 zugeordnet sind, aufweisen.
Der zwölfte und der vierzehnte einfache Planetenradsatz 554, 654 können auch die zweite Welle 518, 618 und/oder die vierte Welle 526, 626 mit anderen Wellen verbinden. Der zwölfte einfache Planetenradsatz 554 kann ein zwölftes Planetenrad 564 aufweisen, das der sechsten Welle 556 zugeordnet ist, wohingegen der vierzehnte einfache Planetenradsatz 654 ein vierzehntes Planetenrad 664 aufweisen kann, das der vierten Welle 626 zugeordnet ist. Dagegen kann der zwölfte einfache Planetenradsatz 554 ein zwölftes Hohlrad 568, das der zweiten Welle 518 zugeordnet ist, aufweisen, wohingegen der vierzehnte einfache Planetenradsatz ein vierzehntes Hohlrad 668 aufweisen kann, das der sechsten Welle 656 zugeordnet ist. Sowohl am zwölften als auch am vierzehnten einfachen Planetenradsatz 554, 654 können ihre jeweiligen zwölften und vierzehnten Sonnenräder 566, 666 am Gehäuse des Getriebes verankert sein, so dass sich die Sonnenräder nicht drehen können.
Das fünfte Getriebe 500 und das sechste Getriebe 600 können beide eine zweite Bremse 570, 670 aufweisen, die dazu konfiguriert ist, selektiv die fünften Wellen 552, 652 gegen eine Drehung zu halten. Das fünfte Getriebe 500 kann eine vierte Kupplung 574 aufweisen, die dazu konfiguriert ist, selektiv die sechste Welle 556 mit der vierten Welle 526 zu koppeln. Das sechste Getriebe 600 kann eine fünfte Kupplung 674 aufweisen, die dazu konfiguriert ist, selektiv die sechste Welle 656 mit der zweiten Welle 618 zu koppeln.
5b und 6b stellen eine Schaltelement-Einrücktabelle für das fünfte und das sechste Getriebe 500, 600 dar. Sowohl im fünften als auch im sechsten Getriebe 500, 600 können wie im ersten Getriebe 100 die Schaltelemente in veränderlichen Dreierkombinationen eingerückt werden, um elf Vorwärts-Übersetzungsverhältnisse und zwei Rückwärts-Übersetzungsverhältnisse zwischen den jeweiligen Eingangswellen 522, 622 und Ausgangswellen 514, 614 herzustellen. Die Schaltelement-Einrücktabelle für das fünfte Getriebe 500 in 5b folgt demselben Schaltelement-Einrücken/Ausrücken für jedes Schaltelement wie des ersten Getriebes 100 in 1b, außer dass die vierte Kupplung 574 demselben Einrück/Ausrück-Muster wie die dritte Bremse 172 folgt. Ebenso folgt die Schaltelement-Einrücktabelle für das sechste Getriebe 600 in 6b demselben Schaltelement-Einrücken/Ausrücken für jedes Schaltelement wie des ersten Getriebes 100 in 1b, außer dass die fünfte Kupplung 674 demselben Einrück/Ausrück-Muster wie die dritte Bremse 172 folgt.
5c und 6c sind Tabellen von Betaverhältnissen, die beim fünften und beim sechsten Getriebe 500, 600 verwendet werden können, die als Beispiel gleich wie die Betaverhältnisse des ersten Getriebes 100 gezeigt sind. Wenn dieselben Betaverhältnisse vom ersten Getriebe 100 beim fünften Getriebe 500 und beim sechsten Getriebe 600 verwendet werden, ergeben sich dieselben Übersetzungsverhältnisse und Schritte für jeden Gang.
7a, 8a und 9a zeigen schematische Diagramme eines siebten, achten und neunten Getriebes 700, 800, 900. Diese drei Getriebe weisen nur drei Verzahnungsanordnungen auf, die in der Art zu vielen der vorherigen sechs Getrieben ähnlich sind. Hinsichtlich des siebten, achten und neunten Getriebes 700, 800, 900 ist eine erste Verzahnungsanordnung 712, 812, 912 gezeigt, die jeweilige Ausgangswellen 714, 814, 914, erste Wellen 716, 816, 916 und zweite Wellen 718, 818, 918 verbindet. Ähnlich zum ersten Getriebe 100 können die ersten Verzahnungsanordnungen 712, 812, 912 jeweils ein erster einfacher Planetenradsatz 712, 812, 912 sein, die dazu konfiguriert sind, eine lineare Drehzahlbeziehung zwischen ihren jeweiligen Ausgangswellen 714, 814, 914, ersten Wellen 716, 816, 916 und zweiten Wellen 718, 818, 918 zu erteilen. Zweite Verzahnungsanordnungen 720, 820, 920 sind gezeigt, die jeweilige Eingangswellen 722, 822, 922, dritte Wellen 724, 824, 924 und vierte Wellen 726, 826, 926 verbinden. Ähnlich zum ersten Getriebe 100 können die zweiten Verzahnungsanordnungen 720, 820, 920 zweite einfache Planetenradsätze 720, 820, 920 sein, die dazu konfiguriert sind, eine lineare Drehzahlbeziehung zwischen ihren jeweiligen Eingangswellen 722, 822, 922, dritten Wellen 724, 824, 924 und vierten Wellen 726, 826, 926 zu erteilen.
Die ersten einfachen Planetenradsätze 712, 812, 912 können jeweilige erste Planetenräder 728, 828, 928, die den ersten Wellen 716, 816, 916 zugeordnet sind, erste Sonnenräder 730, 830, 930, die den zweiten Wellen 718, 818, 918 zugeordnet sind, und erste Hohlräder 732, 832, 932, die den Ausgangswellen 714, 814, 914 zugeordnet sind, aufweisen. Die zweiten einfachen Planetenradsätze 720, 820, 920 können jeweilige zweite Planetenräder 734, 834, 934, die den dritten Wellen 724, 824, 924 zugeordnet sind, zweite Sonnenräder 736, 836, 936, die den Eingangswellen 722, 822, 922 zugeordnet sind, und zweite Hohlräder 738, 838, 938, die den vierten Wellen 726, 826, 926 zugeordnet sind, aufweisen.
Ähnlich zum ersten Getriebe 100 können das siebte, achte und neunte Getriebe 700, 800, 900 auch jeweils eine erste Kupplung 740, 840, 940, die dazu konfiguriert ist, selektiv die Eingangswellen 722, 822, 922 mit den ersten Wellen 716, 816, 916 zu koppeln, eine zweite Kupplung 742, 842, 942, die dazu konfiguriert ist, selektiv die ersten Wellen 716, 816, 916 mit den dritten Wellen 724, 824, 924 zu koppeln, und eine dritte Kupplung 744, 844, 944, die dazu konfiguriert ist, selektiv die zweiten Wellen 718, 818, 918 mit den dritten Wellen 724, 824, 924 zu koppeln, aufweisen. Ebenso können das siebte, achte und neunte Getriebe 700, 800, 900 jeweils eine erste Bremse 746, 846, 946 aufweisen, die dazu konfiguriert ist, selektiv die ersten Wellen 716, 816, 916 gegen eine Drehung zu halten.
Das siebte Getriebe 700 kann eine fünfzehnte Verzahnungsanordnung 750 aufweisen, die die zweite Welle 718, die vierte Welle 726 und eine fünfte Welle 752 verbindet. Das achte Getriebe 800 kann eine sechzehnte Verzahnungsanordnung 850 aufweisen, die die zweite Welle 818, eine fünfte Welle 752 und eine Verankerung 857 verbindet. Das neunte Getriebe 900 kann eine siebzehnte Verzahnungsanordnung 950 aufweisen, die die vierte Welle 926 und eine fünfte Welle 952 und eine Verankerung 957 verbindet.
Die fünfzehnte Verzahnungsanordnung 750 kann ein fünfzehnter einfacher Planetenradsatz 750 sein, der dazu konfiguriert ist, eine lineare Drehzahlbeziehung zwischen der zweiten Welle 718, der vierten Welle 726 und der fünften Welle 752 zu erteilen. Die sechzehnte Verzahnungsanordnung 850 kann ein sechzehnter einfacher Planetenradsatz 850 sein, der dazu konfiguriert ist, eine lineare Drehzahlbeziehung zwischen der zweiten Welle 818, der fünften Welle 852 und der Verankerung 857 zu erteilen. Die siebzehnte Verzahnungsanordnung 950 kann ein siebzehnter einfacher Planetenradsatz 950 sein, der dazu konfiguriert ist, eine lineare Drehzahlbeziehung zwischen der fünften Welle 952, der vierten Welle 926 und der Verankerung 957 zu erteilen.
Das siebte Getriebe 700 kann ein siebzehntes Planetenrad 758, das der vierten Welle 726 zugeordnet ist, ein siebzehntes Sonnenrad 760, das der fünften Welle 752 zugeordnet ist, und ein siebzehntes Hohlrad 762, das der zweiten Welle 718 zugeordnet ist, aufweisen. Das achte Getriebe 800 kann ein achtzehntes Planetenrad 858, das der fünften Welle 852 zugeordnet ist, ein achtzehntes Sonnenrad 860, das der Verankerung 857 zugeordnet ist, und ein achtzehntes Hohlrad 862, das der zweiten Welle 818 zugeordnet ist, aufweisen. Das neunte Getriebe 900 kann ein neunzehntes Planetenrad 958, das der vierten Welle 926 zugeordnet ist, ein neunzehntes Sonnenrad 960, das der Verankerung 957 zugeordnet ist, und ein neunzehntes Hohlrad 962, das der fünften Welle 952 zugeordnet ist, aufweisen.
Das siebte Getriebe 700 kann eine zweite Bremse 770 aufweisen, die dazu konfiguriert ist, selektiv die fünfte Welle 752 gegen eine Drehung zu halten. Das achte Getriebe 800 kann eine sechste Kupplung 874 aufweisen, die selektiv die vierte Welle 826 mit der fünften Welle 852 koppeln kann. Das neunte Getriebe 900 kann eine siebte Kupplung 974 aufweisen, die selektiv die zweite Welle 918 mit der fünften Welle 952 koppeln kann.
7b, 8b und 9b stellen Schaltelement-Einrücktabellen für das siebte, das achte und das neunte Getriebe 700, 800, 900 dar. In diesen Ausführungsformen sind das siebte, das achte und das neunte Getriebe 700, 800, 900 gezeigt, wobei die Schaltelemente in veränderlichen Dreierkombinationen eingerückt werden, um fünf Vorwärts-Übersetzungsverhältnisse und ein Rückwärts-Übersetzungsverhältnis zwischen den Eingangswellen 722, 822, 922 und den Ausgangswellen 714, 814, 914 herzustellen.
Die Schaltelement-Einrücktabelle für das siebte Getriebe 700 in 7b folgt demselben Schaltelement-Einrücken/Ausrücken für jedes Schaltelement wie des ersten Getriebes 100 in 1b, außer dass die dritte Bremse 172 sich nicht in der Tabelle befindet, und jeder Gang von 1b, der die dritte Bremse in Eingriff umfasste, entfernt wurde. Die Schaltelement-Einrücktabelle für das achte und das neunte Getriebe 800, 900 in 8b und 9b folgt demselben Schaltelement-Einrücken/Ausrücken für jedes Schaltelement wie des siebten Getriebes 700 in 7b, außer dass die sechste und die siebte Kupplung 874, 974 demselben Einrück/Ausrück-Muster wie die zweite Bremse 770 folgen.
7c, 8c und 9c sind Diagramme von Betaverhältnissen, die beim siebten, achten und neunten Getriebe 700, 800, 900 verwendet werden können, die als Beispiel als gleich wie die Betaverhältnisse des ersten Getriebes 100 für alle Gänge gezeigt sind, die kein Einrücken der dritten Bremse 172 umfassen.
Obwohl vorstehend beispielhafte Ausführungsformen beschrieben sind, ist nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen Formen der offenbarten Vorrichtung und des offenbarten Verfahrens beschreiben. Vielmehr sind die in der Patentbeschreibung verwendeten Worte Worte zur Beschreibung als zur Begrenzung und selbstverständlich können verschiedene Änderungen vorgenommen werden, ohne vom Gedanken und Schutzbereich der Offenbarung, wie beansprucht, abzuweichen. Die Merkmale von verschiedenen Implementierungsausführungsformen können kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der offenbarten Konzepte zu bilden.

Claims

Getriebe, das Folgendes umfasst: eine erste Verzahnungsanordnung, die dazu konfiguriert ist, eine lineare Drehzahlbeziehung zwischen einer Ausgangswelle, einer ersten Welle und einer zweiten Welle zu erteilen; eine zweite Verzahnungsanordnung, die dazu konfiguriert ist, eine lineare Drehzahlbeziehung zwischen einer Eingangswelle, einer dritten Welle und einer vierten Welle zu erteilen; eine erste Kupplung, die dazu konfiguriert ist, selektiv die Eingangswelle mit der ersten Welle zu koppeln; eine zweite Kupplung, die dazu konfiguriert ist, selektiv die erste Welle mit der dritten Welle zu koppeln; eine dritte Kupplung, die dazu konfiguriert ist, selektiv die zweite Welle mit der dritten Welle zu koppeln; und eine erste Bremse, die dazu konfiguriert ist, selektiv die erste Welle gegen eine Drehung zu halten.
Getriebe nach Anspruch 1, wobei die erste Verzahnungsanordnung ein einfacher Planetenradsatz mit einem ersten Planetenrad ist, das der ersten Welle zugeordnet ist, und die zweite Verzahnungsanordnung ein einfacher Planetenradsatz mit einem zweiten Planetenrad ist, das der dritten Welle zugeordnet ist.
Getriebe nach Anspruch 1, das ferner eine dritte Verzahnungsanordnung umfasst, die dazu konfiguriert ist, eine lineare Drehzahlbeziehung zwischen der zweiten Welle, der vierten Welle und einer fünften Welle zu erteilen.
Getriebe nach Anspruch 3, wobei die dritte Verzahnungsanordnung ein einfacher Planetenradsatz mit einem dritten Planetenrad ist, das der vierten Welle zugeordnet ist.
Getriebe nach Anspruch 3, das ferner eine zweite Bremse umfasst, die dazu konfiguriert ist, selektiv die fünfte Welle gegen eine Drehung zu halten.
Getriebe nach Anspruch 3, das ferner eine vierte Verzahnungsanordnung umfasst, die dazu konfiguriert ist, eine lineare Drehzahlbeziehung zwischen der zweiten Welle, der vierten Welle und einer sechsten Welle zu erteilen.
Getriebe nach Anspruch 6, wobei die vierte Verzahnungsanordnung ein einfacher Planetenradsatz mit einem vierten Planetenrad ist, das der vierten Welle zugeordnet ist.
Getriebe nach Anspruch 6, das ferner eine dritte Bremse umfasst, die dazu konfiguriert ist, selektiv die sechste Welle gegen eine Drehung zu halten.
Getriebe nach Anspruch 3, das ferner eine vierte Verzahnungsanordnung umfasst, die dazu konfiguriert ist, eine lineare Drehzahlbeziehung zwischen der vierten Welle, der fünften Welle und einer sechsten Welle zu erteilen.
Getriebe nach Anspruch 9, wobei die vierte Verzahnungsanordnung ein Planetenradsatz mit einem vierten Planetenrad ist, das der sechsten Welle zugeordnet ist.
Getriebe nach Anspruch 9, das ferner eine dritte Bremse umfasst, die dazu konfiguriert ist, selektiv die sechste Welle gegen eine Drehung zu halten.