DE102015202111A1 - Mehrstufiges getriebe - Google Patents

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Abstract

Eine Gruppe von Getriebezahnradanordnungen erzeugt zehn Vorwärtsgangübersetzungen und eine Rückwärtsgangübersetzung durch gezieltes Einrücken von Schaltelementen in verschiedenen Kombinationen. Es sind vier einfache Planetenradsätze vorgesehen, die jeweils ein Sonnenrad, einen Planetenträger und ein Hohlrad aufweisen. Ein Träger ist mit dem Eingang gekoppelt. Mindestens ein Planetenradsatz stellt ein Kriechgang-Drehzahlverhältnis zwischen einer Welle, die von den Trägern dieses Zahnradsatzes ausgeht, und dem Ausgang bereit. Mindestens zwei Bremsen und vier Kupplungen sorgen für gezieltes Koppeln anderer Wellen im Getriebe miteinander.

Description

  • Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein Automatikgetriebe für Kraftfahrzeuge. Insbesondere betrifft die vorliegende Offenbarung eine Anordnung von Zahnrädern, Kupplungen und die Verbindungen zwischen ihnen in einem Leistungsgetriebe.
  • Viele Fahrzeuge werden über einen weiten Bereich von Fahrzeuggeschwindigkeiten hinweg, sowohl beim Vorwärts- als auch beim Rückwärtsfahren, verwendet. Einige Kraftmaschinenarten können jedoch nur innerhalb eines eng gefassten Geschwindigkeitsbereichs effizient betrieben werden. Deshalb werden häufig Getriebe eingesetzt, die Kraft bei verschiedenen Übersetzungsverhältnissen effizient übertragen können. Wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs niedrig ist, wird das Getriebe üblicherweise mit einem hohen Übersetzungsverhältnis betrieben, sodass es das Drehmoment der Kraftmaschine zur verbesserten Beschleunigung verstärkt. Bei hoher Fahrzeuggeschwindigkeit ermöglicht ein Betrieb des Getriebes mit einem niedrigen Übersetzungsverhältnis eine Kraftmaschinendrehzahl, die mit ruhigem, kraftstoffeffizientem Fahren einhergeht. In der Regel weist ein Getriebe ein Gehäuse, das an der Fahrzeugstruktur befestigt ist, einen durch eine Kraftmaschinenkurbelwelle, oftmals über eine Anfahrvorrichtung, wie zum Beispiel einen Drehmomentwandler, angetriebenen Eingang und einen die Fahrzeugräder, oftmals mittels einer Differenzialanordnung, die es ermöglicht, dass sich das linke und das rechte Rad beim Wenden des Fahrzeugs mit geringfügig unterschiedlichen Drehzahlen drehen, antreibenden Ausgang auf. Bei Fahrzeugen mit Vorderradantrieb mit quer angebrachten Motoren ist die Kraftmaschinenkurbelwellenachse in der Regel von der geometrischen Achse der Achse versetzt.
  • Eine gebräuchliche Art von Automatikgetriebe verwendet eine Zusammenstellung von Kupplungen und Bremsen. Verschiedene Untergruppen der Kupplungen und Bremsen werden zur Herstellung der verschiedenen Übersetzungsverhältnisse eingerückt. Eine gebräuchliche Kupplungsart verwendet ein Kupplungspaket mit Trennplatten, die durch eine Keilverbindung mit einem Gehäuse verbunden und von durch eine Keilverbindung mit einer rotierenden Schale verbundenen Reibplatten durchsetzt sind. Wenn die Trennplatten und die Reibplatten zusammengedrückt werden, kann Drehmoment zwischen dem Gehäuse und der Schale übertragen werden. In der Regel wird eine Trennplatte, die so genannte Reaktionsplatte, an einem Ende des Kupplungspakets axial am Gehäuse gehalten. Ein Kolben legt am gegenüberliegenden Ende des Kupplungspakets eine Axialkraft an eine Trennplatte, die so genannte Druckplatte, an, wodurch das Kupplungspaket komprimiert wird. Die Kolbenkraft wird durch Zufuhr von Druckfluid zu einer Kammer zwischen dem Gehäuse und dem Kolben erzeugt. Bei einer Bremse kann das Gehäuse in das Getriebegehäuse integriert sein. Bei einer Kupplung dreht sich das Gehäuse. Während das Druckfluid von dem stationären Getriebegehäuse zu dem rotierenden Gehäuse strömt, muss es möglicherweise eine oder mehrere Grenzflächen zwischen Komponenten überqueren, die sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten drehen. An jeder Grenzfläche leiten Dichtungen die Strömung von einer Öffnung in einer Komponente in eine Öffnung in der damit zusammenwirkenden Komponente.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst ein Getriebe einen Eingang, einen Ausgang, drei Zahnradanordnungen, drei Kupplungen und zwei Bremsen. Die erste Zahnradanordnung ist dazu ausgelegt, ein lineares Drehzahlverhältnis zwischen einer ersten Welle, dem Eingang und einer zweiten Welle fest herzustellen. Die zweite Zahnradanordnung ist dazu ausgelegt, ein lineares Drehzahlverhältnis zwischen der zweiten Welle, einer dritten Welle, einer vierten Welle und einer fünften Welle fest herzustellen. Die dritte Zahnradanordnung ist dazu ausgelegt, ein Kriechgang-Drehzahlverhältnis zwischen der vierten Welle und dem Ausgang herzustellen. Die drei Kupplungen sind jeweils dazu ausgelegt, gezielt eine der ersten bis fünften Welle entweder mit einer anderen der ersten bis fünfte Welle, dem Eingang oder dem Ausgang gezielt zu koppeln. Die zwei Bremsen sind jeweils dazu ausgelegt, eine der ersten bis fünften Welle gezielt gegen Drehung zu halten.
  • In einer anderen Ausführungsform umfasst ein Getriebe einen Eingang, einen Ausgang, eine erste bis vierte Zahnradanordnung, eine erste Bremse und eine erste bis dritte Kupplung. Die erste Zahnradanordnung ist dazu ausgelegt, ein lineares Drehzahlverhältnis zwischen einer ersten Welle, dem Eingang und einer zweiten Welle fest herzustellen. Die zweite Zahnradanordnung ist dazu ausgelegt, ein lineares Drehzahlverhältnis zwischen der zweiten Welle, einer dritten Welle und einer vierten Welle fest herzustellen. Die dritte Zahnradanordnung ist dazu ausgelegt, ein Kriechgang-Drehzahlverhältnis zwischen der zweiten Welle und der vierten Welle gezielt herzustellen. Die vierte Zahnradanordnung ist dazu ausgelegt, ein Kriechgang-Drehzahlverhältnis zwischen der vierten Welle und dem Ausgang gezielt herzustellen. Die erste Bremse ist dazu ausgelegt, die erste Welle gezielt gegen Drehung zu halten. Die erste Kupplung ist dazu ausgelegt, die erste Welle gezielt mit der dritten Welle zu koppeln. Die zweite Kupplung ist dazu ausgelegt, den Eingang gezielt mit der dritten Welle zu koppeln. Die dritte Kupplung ist dazu ausgelegt, die zweite Welle gezielt mit dem Ausgang zu koppeln.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform umfasst ein Getriebe einen Eingang, einen Ausgang, eine erste bis dritte Zahnradanordnung, eine erste und eine zweite Bremse und eine erste bis dritte Kupplung. Die erste Zahnradanordnung ist dazu ausgelegt, ein lineares Drehzahlverhältnis zwischen einer ersten Welle, dem Eingang und einer zweiten Welle fest herzustellen. Die zweite Zahnradanordnung ist dazu ausgelegt, ein lineares Drehzahlverhältnis zwischen der zweiten Welle, einer dritten Welle, einer vierten Welle und einer fünften Welle fest herzustellen. Die dritte Zahnradanordnung ist dazu ausgelegt, ein Kriechgang-Drehzahlverhältnis zwischen der vierten Welle und dem Ausgang gezielt herzustellen. Die erste Bremse ist dazu ausgelegt, die erste Welle gezielt gegen Drehung zu halten. Die zweite Bremse ist dazu ausgelegt, die fünfte Welle gezielt gegen Drehung zu halten. Die erste Kupplung ist dazu ausgelegt, die erste Welle gezielt mit der dritten Welle zu koppeln. Die zweite Kupplung ist dazu ausgelegt, die fünfte Welle gezielt gegen Drehung zu halten. Die dritte Kupplung ist dazu ausgelegt, die zweite Welle gezielt mit dem Ausgang zu koppeln.
  • In jeder beliebigen Ausführungsform kann jede Zahnradanordnung ein oder mehrere ein Sonnenrad, einen Planetenträger und ein Hohlrad umfassende Planetenradsätze enthalten. Die Wellen koppeln einen Teil eines Planetenradsatzes fest mit einem anderen Teil eines anderen Planetenradsatzes. Die Kupplungen können, wenn sie aktiviert sind, Wellen miteinander in Eingriff bringen.
  • 1 ist eine schematische Darstellung einer ersten Getriebe-zahnradanordnung.
  • 2 ist eine schematische Darstellung einer zweiten Getriebe-zahnradanordnung.
  • 3 ist eine schematische Darstellung einer dritten Getriebe-zahnradanordnung.
  • Es werden hier Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstäblich; einige Merkmale können übertrieben oder minimiert sein, um Details besonderer Komponenten zu zeigen. Die speziellen strukturellen und funktionalen Details, die hierin offenbart werden, sollen deshalb nicht als einschränkend interpretiert werden, sondern lediglich als eine repräsentative Basis, um einen Fachmann zu lehren, wie die vorliegende Erfindung auf verschiedene Weise einzusetzen ist. Für durchschnittliche Fachleute liegt auf der Hand, dass verschiedene Merkmale, die unter Bezugnahme auf eine beliebige der Figuren dargestellt und beschrieben werden, mit Merkmalen kombiniert werden können, die in einer oder mehreren anderen Figuren dargestellt sind, um Ausführungsformen zu schaffen, die nicht explizit dargestellt oder beschrieben werden. Die Kombinationen dargestellter Merkmale ergeben repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen. Es können jedoch verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die den Lehren der vorliegenden Offenbarung entsprechen, für bestimmte Anwendungen oder Implementierungen erwünscht sein.
  • 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 rotierenden Elements sind, und iii) wenn sich die Drehzahlen der rotierenden Elemente unterscheiden, sie so beschränkt sind, dass sie in der aufgeführten Reihenfolge sind, entweder aufsteigend oder abfallend. Die Drehzahl eines Elements ist positiv, wenn sich das Element in einer Richtung dreht, und negativ, wenn sich das Element in der entgegengesetzten Richtung dreht. Ein proportionales Drehzahlverhältnis zwischen zwei Elementen besteht, wenn das Verhältnis zwischen den Drehzahlen der Elemente einen vorbestimmten Wert hat. Ein proportionales Drehzahlverhältnis zwischen einem ersten Element und einem zweiten Element ist ein Schnellgang-Verhältnis, wenn sich das zweite Element immer schneller als und in die gleiche Richtung wie das erste Element dreht. Ebenso ist ein proportionales Drehzahlverhältnis zwischen einem ersten Element und einem zweiten Element ein Kriechgang-Verhältnis, wenn sich das zweite Element immer langsamer als und in die gleiche Richtung wie das erste Element dreht.
  • 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 werden 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. Zwei rotierende Elemente sind gekoppelt, wenn sie entweder fest gekoppelt sind oder gezielt gekoppelt werden.
  • Ein Element ist ein Getriebeeingang, wenn es dazu ausgeführt ist, fest entweder mit einer Antriebsquelle oder dem Ausgang einer Anfahrvorrichtung gekoppelt zu sein. Eine Antriebsquelle kann zum Beispiel ein Verbrennungsmotor oder ein Elektromotor sein. Eine Anfahrvorrichtung kann zum Beispiel ein Drehmomentwandler oder eine Anfahrkupplung sein. Der Eingang kann über einen zum Absorbieren von Torsionsschwingungen ausgeführten Dämpfer mit der Antriebsquelle oder Anfahrvorrichtung gekoppelt sein. Ein Element ist ein Getriebeausgang, wenn es zum Übertragen von Kraft auf Komponenten außerhalb des Getriebes, wie zum Beispiel Fahrzeugräder, ausgeführt ist. Es kann zwischen dem Ausgangselement und der angetriebenen Komponente ein festes Übersetzungsverhältnis bestehen, das nicht 1:1 ist.
  • Ein beispielhaftes Getriebe ist in 1 schematisch dargestellt. Bei diesem Getriebe wird der Eingang 10 durch den Motor, vorzugsweise über eine Anfahrvorrichtung wie einen Drehmomentwandler oder eine Anfahrkupplung, angetrieben. Der Ausgang 12 überträgt Drehmoment aus dem Getriebe zu beispielsweise einem Differenzial.
  • Das Getriebe von 1 verwendet vier einfache Planetenradsätze 20, 30, 40 und 50. Ein einfacher Planetenradsatz ist eine Art von fester Zahnradanordnung. 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 an einem Sonnenrad 26 und mit inneren Zahnradzähnen an einem Hohlrad 28. Das Sonnenrad und das Hohlrad sind so gestützt, dass sie sich um die gleiche Achse wie der Träger drehen. Die Zahnradsätze 30 und 40 sind ähnlich strukturiert, jeweils mit jeweiligen Planetenträgern 32, 42, Planetenrädern 34, 44, Sonnenrädern 36, 46 und Hohlrädern 38, 48. In jedem einfachen Planetenradsatz besteht ein festes lineares Drehzahlverhältnis zwischen dem Sonnenrad, dem Planetenträger und dem Hohlrad.
  • Ein einfacher Planetenradsatz gibt ein festes Drehzahlverhältnis vor. Die Drehzahl des Trägers ist derart beschränkt, dass sie zwischen der Drehzahl des Sonnenrads und der Drehzahl des Hohlrads liegt. Insbesondere ist die Drehzahl des Trägers ein gewichtetes Mittel der Drehzahl des Sonnenrads und der Drehzahl des Hohlrads, wobei die Gewichtungsfaktoren durch die Anzahl der Zähne an jedem Zahnrad bestimmt werden. Ähnliche Drehzahlverhältnisse werden von anderen bekannten Arten von festen Zahnradanordnungen vorgegeben, die in anderen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung implementiert werden können. Ein Doppelritzel-Planetenradsatz beschränkt beispielsweise die Drehzahl des Hohlrads auf ein gewichtetes Mittel zwischen der Drehzahl des Sonnenrads und der Drehzahl des Trägers.
  • Ein empfohlenes Zahnradzähneverhältnis für jeden Planetenradsatz ist in Tabelle 1 unten aufgeführt. TABELLE 1
    Hohlrad 28 / Sonnenrad 26 2,208
    Hohlrad 38 / Sonnenrad 36 3,442
    Hohlrad 48 / Sonnenrad 46 3,065
    Hohlrad 58 / Sonnenrad 56 1,475
  • Wie in 1 dargestellt, ist der Eingang 10 fest mit dem Planetenträger 22 gekoppelt. Das Hohlrad 28 ist fest mit den Sonnenrädern 36 und 46 gekoppelt. Das Hohlrad 38 ist fest mit dem Planetenträger 42 und dem Hohlrad 58 gekoppelt. Der Planetenträger 42 ist fest mit dem Ausgang 12 gekoppelt.
  • Es werden mehrere Schaltelemente, wie zum Beispiel Kupplungen und Bremsen, im ganzen Getriebe verwendet, um verschiedene Elemente des Planetenradsatzes gezielt zu koppeln und/oder die verschiedenen Elemente gezielt gegen Drehung zu halten. Das Sonnenrad 26 ist zum Beispiel dazu ausgelegt, durch die Kupplung 70 gezielt mit dem Planetenträger 32 gekoppelt zu werden. Das Sonnenrad 56 wird durch die Bremse 72 gezielt gegen Drehung gehalten, weil die Bremse 72 mit dem Getriebegehäuse 14 verbunden ist. Ähnlich wird das Sonnenrad 26 durch die Bremse 74 gezielt gegen Drehung gehalten und das Hohlrad 48 wird durch die Bremse 76 gezielt gegen Drehung gehalten. Der Planetenträger 22 wird durch die Kupplung 78 gezielt mit dem Planetenträger 32 gekoppelt. Das Hohlrad 28 sowie die Sonnenräder 36 und 46 werden durch die Kupplung 80 gezielt mit dem Ausgang 12 und dem Planetenträger 52 gekoppelt. Wenn zwei Kupplungen aktiviert und eingerückt werden, können mehrere Wellen miteinander gekoppelt werden. Beispielsweise wird in einer Ausführungsform eine Welle, die den Planetenträger 32 und das Sonnenrad 26 verbindet, durch die Aktivierung und das Einrücken der Kupplung 70 und der Bremse 74 gegen Drehung gehalten, weil die Bremse 74 mit dem Getriebegehäuse 14 verbunden ist. In einer anderen Ausführungsform werden der Planetenträger 32 und das Sonnenrad 26 miteinander verbunden, aber nicht gegen Drehung gehalten, wenn die Kupplung 70 eingerückt ist und die Kupplung 74 nicht eingerückt ist.
  • Wie in Tabelle 2 unten gezeigt, erzeugt das Einrücken der Schaltelemente in Dreierkombinationen zehn Vorwärtsgangübersetzungen und eine Rückwärtsgangübersetzung zwischen dem Eingang 10 und dem Ausgang 12. Ein "X" zeigt an, dass das Schaltelement erforderlich ist, um die Gangübersetzung herzustellen. Wenn die Zahnradsätze die in Tabelle 1 gezeigten Zähnezahlen haben, haben die Gangübersetzungen die in Tabelle 2 gezeigten Werte. TABELLE 2
    70 72 74 76 78 80 Übersetzung Sprung
    Rückw X X X –4,162 87,2 %
    Niedrig X X X 5,645 0,124
    1. X X X 4,772
    2. X X X 2,889 1,652
    3. X X X 1,989 1,452
    4. X X X 1,738 1,144
    5. X X X 1,571 1,106
    6. X X X 1,173 1,640
    7. X X X 1,000 1,173
    8. X X X 0,825 1,212
    9. X X X 0,698 1,183
  • Obgleich in Tabelle 2 zusammen mit der oben angeführten Beschreibung ein 10-Gang-Getriebe beispielhaft dargestellt wird, versteht sich, dass zum Beispiel durch Entfernen der Kupplung 72 und Ersetzen derselben durch eine feste Verbindung mit einem Verankerungspunkt ein 7-Gang-Getriebe erreicht werden kann. Es werden andere solche Änderungen am 10-Gang-Getriebe in Betracht gezogen, und die 10-Gang-Konfiguration ist lediglich beispielhaft.
  • 2 stellt ein beispielhaftes Getriebe ähnlich dem von 1 dar. In 2 ist die Bremse 76 durch die Kupplung 76' ersetzt worden. Statt das Hohlrad 48 gezielt gegen Drehung zu halten (wie dies in 1 der Fall ist), koppelt die Kupplung 76' das Sonnenrad 46 gezielt mit der Welle, die das Sonnenrad 36 und das Hohlrad 28 verbindet. Das Hohlrad 48 wird nun durch eine Verbindung zum Getriebegehäuse 14 fest gegen Drehung gehalten. Die zwei Sonnenräder 36 und 46 sind nicht mehr durch eine Welle fest verbunden, sondern stattdessen durch die Kupplung 76' gezielt gekoppelt. Eine derartige Anordnung kann aus Packaging-Gründen vorteilhaft sein oder um beispielsweise die Anzahl der Bremsen im Getriebe zu verringern.
  • 3 stellt ein anderes beispielhaftes Getriebe entsprechend der vorliegenden Offenbarung dar. Die Verbindungen zwischen den Planetenradsätzen 30 und 40 haben sich im Vergleich zu den Wellenverbindungen in 1 und 2 geändert. Insbesondere ist der Planetenträger 32 fest mit dem Hohlrad 48 gekoppelt, sodass die Aktivierung und das Einrücken der Kupplung 70 den Planetenträger 32 und das Hohlrad 48 mit dem Sonnenrad 26 koppelt. Zusätzlich wird das Sonnenrad 46 durch die Bremse 76 gezielt gegen Drehung gehalten. Außerdem ist in 3 die Bremse 72 durch die Kupplung 72' ersetzt worden. Statt das Sonnenrad 56 gezielt gegen Drehung zu halten (wie dies in 1 und 2 der Fall ist), koppelt die Kupplung 72' den Planetenträger 52 gezielt mit dem Ausgang 12.
  • Ein empfohlenes Zahnradzähneverhältnis für jeden der Planetenradsätze in 2 und 3 ist wieder oben in Tabelle 1 aufgeführt. Ebenso kann die in Tabelle 2 dargestellte Gangschalttabelle auf die Getriebezahnradanordnungen der 2 und 3 angewandt werden.
  • Es versteht sich, dass das Ersetzen der Bremse 76 durch die Kupplung 76' in dem Getriebe von 2 ebenfalls in dem Getriebe von 3 statt oder in Kombination mit dem Ersetzen der Bremse 72 mit der Kupplung 72' vorgenommen werden kann. Ebenso kann das Ersetzen der Bremse 72 durch die Kupplung 72' in dem Getriebe von 3 ebenfalls in dem Getriebe von 2 statt oder in Kombination mit dem Ersetzen der Bremse 76 mit der Kupplung 76' vorgenommen werden.
  • Obgleich oben beispielhafte Ausführungsformen beschrieben werden, ist nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen Formen beschreiben, die von den Ansprüchen mit umfasst werden. Die in der Beschreibung verwendeten Worte dienen der Beschreibung und nicht der Einschränkung, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen durchgeführt werden können, ohne von dem Gedanken und Schutzbereich der Offenbarung abzuweichen. Wie zuvor beschrieben, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden, die möglicherweise nicht explizit beschrieben oder dargestellt sind. Verschiedene Ausführungsformen könnten zwar als Vorteile bietend oder bevorzugt gegenüber anderen Ausführungsformen oder dem Stand der Technik entsprechenden Implementierungen hinsichtlich einer oder mehrerer gewünschter Eigenschaften beschrieben worden sein, jedoch können, wie für durchschnittliche Fachleute offensichtlich ist, zwischen einem oder mehreren Merkmalen oder einer oder mehreren Eigenschaften Kompromisse geschlossen werden, um gewünschte Gesamtsystemmerkmale zu erreichen, die von der besonderen Anwendung und Implementierung abhängig sind. Diese Merkmale können Kosten, Festigkeit, Langlebigkeit, Lebenszykluskosten, Marktfähigkeit, Erscheinungsbild, Packaging, Größe, Wartungsfreundlichkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, Leichtigkeit der Montage usw. umfassen, sind aber nicht darauf beschränkt. Ausführungsformen, die bezüglich einer oder mehrerer Eigenschaften als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder dem Stand der Technik entsprechende Implementierungen beschrieben werden, liegen somit nicht außerhalb des Schutzumfangs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.

Claims (10)

  1. Getriebe, das Folgendes umfasst: einen Eingang; einen Ausgang; eine erste Zahnradanordnung, die dazu ausgelegt ist, ein lineares Drehzahlverhältnis zwischen einer ersten Welle, dem Eingang und einer zweiten Welle fest herzustellen; eine zweite Zahnradanordnung, die dazu ausgelegt ist, ein lineares Drehzahlverhältnis zwischen der zweiten Welle, einer dritten Welle, einer vierten Welle und einer fünften Welle fest herzustellen; eine dritte Zahnradanordnung, die dazu ausgelegt ist, ein Kriechgang-Drehzahlverhältnis zwischen der vierten Welle und dem Ausgang gezielt herzustellen; drei Kupplungen, die jeweils dazu ausgelegt sind, eine der ersten bis fünften Welle entweder (i) mit einer anderen der ersten bis fünfte Welle, (ii) dem Eingang oder (iii) dem Ausgang gezielt zu koppeln; und zwei Bremsen, die jeweils dazu ausgelegt sind, eine der ersten bis fünften Welle gezielt gegen Drehung zu halten.
  2. Getriebe nach Anspruch 1, das weiterhin eine dritte Bremse umfasst, die dazu ausgelegt ist, die fünfte Welle gezielt gegen Drehung zu halten.
  3. Getriebe nach Anspruch 1, wobei die erste Zahnradanordnung Folgendes umfasst: ein fest mit der ersten Welle gekoppeltes erstes Sonnenrad, einen fest mit dem Eingang gekoppelten ersten Träger und ein fest mit der zweiten Welle gekoppeltes erstes Hohlrad.
  4. Getriebe nach Anspruch 3, wobei eine der Bremsen dazu ausgelegt ist, die erste Welle gezielt gegen Drehung zu halten.
  5. Getriebe nach Anspruch 1, wobei die zweite Zahnradanordnung Folgendes umfasst: ein fest mit der zweiten Welle gekoppeltes zweites und drittes Sonnenrad, einen fest mit der dritten Welle gekoppelten zweiten Träger, ein zweites Hohlrad und einen dritten Träger, die fest mit der vierten Welle gekoppelt sind, und ein drittes Hohlrad.
  6. Getriebe nach Anspruch 1, wobei die zweite Zahnradanordnung Folgendes umfasst: ein fest mit der zweiten Welle gekoppeltes zweites Sonnenrad; einen zweiten Träger und ein drittes Hohlrad, die fest mit der dritten Welle gekoppelt sind, ein zweites Hohlrad und einen dritten Träger, die fest mit der vierten Welle gekoppelt sind, und ein fest mit der fünften Welle gekoppeltes drittes Sonnenrad.
  7. Getriebe nach Anspruch 6, das weiterhin eine dritte Bremse umfasst, die dazu ausgelegt ist, die fünfte Welle gezielt gegen Drehung zu halten.
  8. Getriebe nach Anspruch 6, wobei eine der Kupplungen dazu ausgelegt ist, die zweite Welle gezielt mit dem Ausgang zu koppeln.
  9. Getriebe nach Anspruch 1, wobei eine der Kupplungen dazu ausgelegt ist, die erste Welle gezielt mit der dritten Welle zu koppeln.
  10. Getriebe nach Anspruch 1, wobei eine der Kupplungen dazu ausgelegt ist, den Eingang gezielt mit der dritten Welle zu koppeln.
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101664601B1 (ko) * 2014-11-26 2016-10-12 현대자동차주식회사 차량용 다단 변속기
KR101664057B1 (ko) * 2014-12-11 2016-10-10 현대자동차 주식회사 차량용 자동변속기의 유성기어트레인
KR101755474B1 (ko) * 2015-09-14 2017-07-10 현대자동차 주식회사 차량용 자동변속기의 유성기어트레인
KR101786695B1 (ko) * 2015-12-02 2017-11-15 현대자동차 주식회사 차량용 자동변속기의 유성기어트레인
KR101807048B1 (ko) * 2016-02-19 2017-12-08 현대자동차 주식회사 차량용 자동변속기의 유성기어트레인
US10364867B2 (en) 2016-09-28 2019-07-30 Allison Transmission, Inc. Multi-speed planetary transmission
US10323722B2 (en) 2016-09-28 2019-06-18 Allison Transmission, Inc. Multi-speed planetary transmission
US10072736B2 (en) * 2016-09-28 2018-09-11 Allison Transmission, Inc. Multi-speed planetary transmission
US10302173B2 (en) 2016-09-28 2019-05-28 Allison Transmission, Inc. Multi-speed planetary transmission
US10316940B2 (en) 2016-09-28 2019-06-11 Allison Transmission, Inc. Multi-speed planetary transmission
US10473190B2 (en) 2016-09-28 2019-11-12 Allison Transmission, Inc. Multi-speed planetary transmission
US10253850B2 (en) 2016-09-28 2019-04-09 Allison Transmission, Inc. Multi-speed planetary transmission

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2912884A (en) * 1957-01-09 1959-11-17 Gen Motors Corp Transmission
US6652409B2 (en) 2002-02-22 2003-11-25 General Motors Corporation Family of multi-speed planetary transmission mechanisms having four clutches and two brakes
US6672987B1 (en) 2002-06-18 2004-01-06 General Motors Corporation Multi-speed transmissions with a stationary planetary member
US6723019B2 (en) 2002-09-13 2004-04-20 General Motors Corporation Seven speed transmission mechanisms with three interconnected planetary gear sets
US6712731B1 (en) 2002-09-13 2004-03-30 General Motors Corporation Transmission mechanisms with three planetary gear sets
US8052567B2 (en) * 2008-12-04 2011-11-08 GM Global Technology Operations LLC Multi-speed transmissions
US8052566B2 (en) * 2009-02-16 2011-11-08 GM Global Technology Operations LLC Multi-speed transmissions
DE102009028671A1 (de) * 2009-08-20 2011-02-24 Zf Friedrichshafen Ag Mehrstufengetriebe
DE102009028672A1 (de) * 2009-08-20 2011-02-24 Zf Friedrichshafen Ag Mehrstufengetriebe
DE102009028716B4 (de) * 2009-08-20 2022-02-17 Zf Friedrichshafen Ag Mehrstufengetriebe
DE102009028705B4 (de) * 2009-08-20 2021-07-01 Zf Friedrichshafen Ag Mehrstufengetriebe
DE102009028714A1 (de) * 2009-08-20 2011-02-24 Zf Friedrichshafen Ag Mehrstufengetriebe
DE102010063498B4 (de) * 2010-12-20 2023-05-11 Zf Friedrichshafen Ag Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise
CN202203359U (zh) * 2011-05-12 2012-04-25 贵州凯星液力传动机械有限公司 一种多档位行星式液力变速器传动机构
US9145953B2 (en) * 2012-05-25 2015-09-29 Ford Global Technologies, Llc Multi-speed transmission

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