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Diese Erfindung betrifft Mehrgang-Lastschaltgetriebe
und insbesondere Mehrgang-Lastschaltgetriebe mit zwei Antriebskupplungen.
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Getriebe mit doppelten Antriebskupplungen sind
dafür entworfen,
zuzulassen, dass Motorleistung über
separate Kraftübertragungswege
abhängig
davon, welche Antriebskupplung in Eingriff steht, verteilt werden
kann. Während
des Eingriffs von einer der Antriebskupplungen und einem Kraftübertragungsweg,
der durch weitere Kupplungen unterstromig in dem Kraftflussweg abgeschlossen
ist, kann der zweite oder herankommende Kraftübertragungsweg vorgewählt werden,
indem weitere Kupplungen in dem herankommenden Kraftübertragungsweg
bewegt oder betätigt
und dann die Antriebskupplungen ausgetauscht werden. Diese Austauschprozedur
findet während
der Vorwärtsgänge statt.
Beispielsweise ist die erste Kupplung in ungeradzahligen Übersetzungsverhältnissen
an, und die zweite Kupplung ist in geradzahligen Übersetzungsverhältnissen
an.
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Lastschaltgetriebe mit doppelten
Antriebskupplungen sind vorwiegend als Vorgelegewellengetriebe entworfen
worden. Vorgelegewellengetriebe werden in der Getriebetechnik üblicherweise
Handschaltgetriebe genannt. Jede dieser Getriebearten umfasst eine
Synchronisiereinrichtungskupplung oder mechanische Kupplung für jedes
von zwei Zahnrad-Übersetzungsverhältnissen
an jeder Vorgelegewelle. Die erste der Antriebskupplungen verbindet
den Kraftübertragungsweg über einen
Hauptzahnradsatz mit einer ersten Vorgelegewelle, und die zweite
Antriebskupplung verbindet den Hauptzahnradsatz mit einer zweiten
Vorgelegewelle. Der Hauptzahnradsatz kann ein gleiches oder unterschiedliches Übersetzungsverhältnis aufweisen.
Die Kraftübertragungswege
verlaufen dann von ihren jeweiligen Vorgelegewelle zurück zu einer
Hauptgetriebewelle, die mit der Abtriebswelle des Getriebes verbunden
ist. In letzter Zeit ist in Betracht gezogen worden, in den Kraftflusswegen
unterstromig von den doppelten Antriebskupplungen Planetenradsätze anzuwenden.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, ein verbessertes Lastschaltgetriebe mit doppelten Antriebskupplungen,
das Planetenradsätze anwendet,
bereitzustellen.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden
Erfindung umfasst das Getriebe einen zusammengesetzten Planetenradsatz
und einen Ravigneaux-Planetenradsatz.
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Gemäß einem anderen Aspekt der
vorliegenden Erfindung besteht der Zahnradsatz vom Ravigneaux-Typ
aus einem einfachen Zahnradsatz und einem zusammengesetzten Zahnradsatz.
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Gemäß noch einem anderen Aspekt
der vorliegenden Erfindung sind mehrere Synchronisiereinrichtungen
zwischen den Antriebskupplungen und den Planetenradsätzen angeordnet.
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Gemäß einem anderen zusätzlichen
Aspekt der vorliegenden Erfindung werden eine Synchronisiereinrichtungskupplung
und ein Bremsmechanismus in Reihe angewandt, um Reaktionselemente
in dem zweiten Planetenradsatz bereitzustellen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der
vorliegenden Erfindung ist ein zweiter Bremsmechanismus enthalten,
um ein anderes Element des zweiten Planetenradsatzes als Reaktionselement
festzulegen.
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Gemäß noch einem weiteren Aspekt
der vorliegenden Erfindung stehen ein Element des ersten Planetenradsatzes
und ein Element des zweiten Planetenradsatzes in kontinuierlicher
Verbindung miteinander und auch mit einer Abtriebswelle des Getriebes.
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Gemäß einem weiteren zusätzlichen
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Summe von fünf mechanischen
oder Synchronisiereinrichtungskupplungen angewandt, von denen vier
Zweiwege-Kuppelarbeitsabläufe
bereitstellen und einer einen Einwege-Kuppelarbeitsablauf anwendet.
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Gemäß einem noch weiteren zusätzlichen Aspekt
der vorliegenden Erfindung werden zwei der mechanischen Kupplungen
als Konfigurationskupplungen betrachtet, die angewandt werden, um
Verbindungen zwischen den Planetenradsätzen bereitzustellen, statt
im Gegensatz dazu, einen Antrieb an die Planetenradsätze anzulegen.
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Gemäß noch einem weiteren Aspekt
der vorliegenden Erfindung stellen zwei der Synchronisiereinrichtungskupplungen
Antriebskraftübertragungswege
von den Antriebskupplungen zu den Planetenradsätzen bereit.
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Gemäß einem anderen Aspekt der
vorliegenden Erfindung bringt eine der mechanischen Antriebskupplungen
selektiv einzeln eine der Antriebskupplungen mit zwei Elementen
des ersten Planetenradsatzes in Verbindung.
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Gemäß noch einem anderen Aspekt
der vorliegenden Erfindung stellt die zweite der Antriebssynchronisiereinrichtungskupplungen
eine Antriebsverbindung zwischen der anderen Antriebskupplung und zwei
Elementen des zweiten Planetenradsatzes bereit.
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Gemäß noch einem anderen zusätzlichen Aspekt
der vorliegenden Erfindung ist der erste oder zusammengesetzte Planetenradsatz
ein Planetenradsatz mit drei Knoten, und der zweite oder Ravigneaux-Zahnradsatz
ist ein Planetenradsatz mit vier Knoten.
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Die Antriebskupplungen und Synchronisiereinrichtungskupplungen
stehen in einer Vielzahl von Kombinationen in Eingriff, um zumindest
sechs Vorwärtsdrehzahlverhältnisse
und ein Rückwärtsdrehzahlverhältnis bereitzustellen.
Die Eingriffkombinationen stellen auch bis zu neun Vorwärtsdrehzahlverhältnisse
und ein Rückwärtsdrehzahlverhältnis bereit.
Dies erlaubt es, dass das Getriebe abhängig von der Nutzung des Getriebes
verschiedene Gesamtübersetzungsverhältnisabdeckungen
bereitstellt. Die selbst im Sechsganggetriebe bereitgestellte Übersetzungsverhältnisabdeckung
erlaubt eine direkte Verbindung zwischen dem Motor und den Antriebskupplungen
ohne das Eingreifen eines hydrodynamischen Antriebs, wie etwa eines
Drehmomentwandlers, wodurch der Gesamtwirkungsgrad des Getriebes
verbessert wird. Fachleuten werden viele elektrohydraulische Steuerungssysteme
bekannt sein, die erhältlich
sind, um Mechanismen, wie etwa Antriebsreibungskupplungen, Reibungsbremsen
und Synchronisiereinrichtungsbetätigungsmechanismen,
zu steuern.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs mit einem Planetengetriebe,
das die vorliegende Erfindung enthält.
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2 ist
eine Hebeldiagrammdarstellung des in 1 gezeigten
Planetengetriebes.
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3 ist
eine Wahrheitstabelle der Kupplungsauswahl für das in 1 gezeigte Planetengetriebe.
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4 ist
eine schematische Darstellung eines Planetengetriebes, das eine
andere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung enthält.
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5 ist
eine Hebeldiagrammdarstellung des in 4 gezeigten
Planetengetriebes.
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6 ist
eine Wahrheitstabelle der Kupplungsauswahl für das in 4 gezeigte Planetengetriebe.
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In den Zeichnungen, in denen in allen
Ansichten gleiche Bezugszeichen die gleichen oder entsprechenden
Teile darstellen, ist in 1 ein
allgemein mit 10 bezeichneter Antriebsstrang zu sehen, der
einen Motor 12; ein Planetengetriebe 14 und einen
herkömmlichen
Achsantriebsmechanismus 16 umfasst. Der Motor 12 ist
eine herkömmliche
Antriebsmaschinen-Energiequelle, wie etwa ein Ottomotor oder ein
Dieselmotor. Der Achsantriebsmechanismus 16 ist ein herkömmlicher
Differentialmechanismus, der zumindest zwei Antriebsräder eines Fahrzeuges
antreibt.
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Das Planetengetriebe 14 umfasst
zwei herkömmliche
Antriebsreibungskupplungen 18 und 20, zwei Planetenradsätze 22 und 24,
fünf Synchronisiereinrichtungskupplungen
oder mechanische Kupplungen 26, 28, 30, 32 und 34 und
zwei Reibungsbremsen 36 und 38. Die Antriebskupplungen 18 und 20 sind
herkömmliche
fluidbetätigte
Reibungseinrichtungen, die in der Technik allgemein bekannt sind.
Bekanntlich können
diese Kupplungen mechanisch, hydraulisch oder elektrisch in Eingriff gebracht
werden, wobei sie vorzugsweise durch die Verwendung eines herkömmlichen
elektrohydraulischen Steuerungssystems, nicht gezeigt, hydraulisch in
Eingriff gebracht werden.
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Die Synchronisiereinrichtungskupplungen 28, 30, 32 und 34 sind
herkömmliche
mechanisch in Eingriff gebrachte Kupplungsmechanismen. All diese sind
Zweiwege-Synchronisiereinrichtungsmechanismen. Die Synchronisiereinrichtungskupplung 26 ist ein
Einwege-Synchronisiereinrichtungskupplungsmechanismus. Jede der
Synchronisiereinrichtungskupplungen 26, 28, 30, 32 und 34 besitzt
eine neutrale Stellung, während
der keine Kraft oder kein Drehmoment über die Synchronisiereinrichtungskupplung übertragen
wird.
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Die Reibungsbremsen 36 und 38 sind
herkömmliche
fluidbetätigte
Bremsen vom Reibungstyp und können
entweder Bremsen vom Scheibentyp oder vom Bandtyp sein. Die Bremsen 36 und 38 können auch
durch herkömmliche
elektrohydraulische Systeme betrieben werden.
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Die Synchronisiereinrichtungskupplungen 26, 28, 30, 32 und 34 können mechanisch,
elektrisch oder hydraulisch betrieben werden. Wenn sie hydraulisch
oder elektrisch betätigt
werden, wird ein herkömmliches
fluidbetätigtes,
elektrohydraulisches System angewandt. Ein mechanisches Steuerungssystem
für die
Synchronisiereinrichtungskupplungen kann auch elektrische oder hydraulische
Stellglieder umfassen, die auf die mechanische Bewegung durch den
Bediener ansprechen.
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Die Synchronisiereinrichtungskupplung 26 weist
eine betätigte
Stellung 26A und eine neutrale Stellung auf. Die Synchronisiereinrichtungskupplung 28 weist
eine betätigte
Stellung 28A eine betätigte Stellung 28B und
eine neutrale Stellung auf. Die Synchronisiereinrichtungskupplung 30 weist
eine betätigte
Stellung 30A, eine betätigte
Stellung 30B und eine neutrale Stellung auf. Die Synchronisiereinrichtungskupplung 32 weist
eine betätigte
Stellung 32A, eine betätigte
Stellung 32B und eine neutrale Stellung auf. Die Synchronisiereinrichtungskupplung 34 weist
eine betätigte
Stellung 34A, eine betätigte
Stellung 34B und eine neutrale Stellung auf. Die Synchronisiereinrichtungskupplung 34 steht
in kontinuierlicher Verbindung mit der Bremse 36, so dass
sowohl in 36A als auch in 36B durch die Synchronisiereinrichtungskupplung 34 ein
Bremsbetrieb bereitgestellt oder durchgeführt werden kann.
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Der Planetenradsatz 22 ist
ein zusammengesetzter Planetenradsatz mit einem Sonnenradelement 40,
einem Hohlradelement 42 und einem Planetenträgeraufbauelement 44.
Das Planetenträgeraufbauelement 44 weist
mehrere kämmende
Planetenradelemente 46 und 48 auf, die drehbar
auf einem Planetenträgerelement 50 montiert
und in kämmender
Beziehung mit dem Sonnenradelement 40 bzw. dem Hohlradelement 42 angeordnet
sind.
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Der Planetenradsatz 24 ist
ein Ravigneaux-Zahnradsatz, der ein erstes Sonnenradelement 52,
ein zweites Sonnenradelement 54, ein Hohlradelement 56 und
ein Planetenträgeraufbauelement 58 umfasst.
Das Planetenträgeraufbauelement 58 umfasst
mehrere lange Planetenradelemente 60 und kurze Planetenradelemente 62,
die kämmend
und drehbar auf einem Planetenträgerelement 64 angeordnet
sind. Das lange Planetenradelement 60 kämmt mit dem Sonnenradelement 52 und
dem Hohlradelement 56.
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Das kurze Planetenradelement 62 kämmt mit
dem Sonnenrad 54 und dem langen Planetenradelement 60.
Bekanntlich ist der Ravigneaux-Zahnradsatz
im Wesentlichen ein zusammengesetzter Zahnradsatz und ein einfacher
Zahnradsatz, die zu einem einzigen Planetenradsatz kombiniert sind.
Das Sonnenradelement 52, das Hohlradelement 56 und das
Planetenrad 60 veranschaulichen einen einfachen Planetenradsatz;
und das Sonnenradelement 54, das Planetenradelement 62,
das Planetenradelement 60 und das Hohlradelement 56 stellen
einen zusammengesetzten Planetenradsatz dar. Der Planetenradsatz 24 ist
derart entworfen, dass das Hohlradelement für sowohl den einfachen als
auch den zusammengesetzten Planetenradsatz die gleiche Anzahl von
Zähnen
aufweist und daher mit einfach dem langen Planetenradelement 60 kämmen kann.
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Das Sonnenradelement 40 und
das Hohlradelement 56 stehen in kontinuierlicher Antriebsverbindung
mit einer Getriebeabtriebswelle 66, die in Antriebsverbindung
mit dem Achsantriebsmechanismus 16 steht. Die Antriebskupplungen 18 und 20 stehen über eine
Leistungs-Antriebswelle 68 in kontinuierlicher Antriebsverbindung
mit dem Motor 12. Die Antriebskupplung 18 steht
mit einer Getriebeantriebswelle 70 in Verbindung, die zudem
mit sowohl der Synchronisiereinrichtungskupplung 26 als
auch der Synchronisiereinrichtungskupplung 30 in Verbindung steht.
Die Antriebskupplung 20 weist eine Getriebeantriebswelle 72 auf,
die in kontinuierlicher Verbindung mit der Synchronisiereinrichtungskupplung 28 steht.
Wenn die Kupplung 18 in Eingriff steht, steht somit die
Getriebeantriebswelle 70 mit dem Motor 12 in Verbindung,
und wenn die Kupp lung 20 außer Eingriff steht, steht die
Antriebswelle 72 mit dem Motor 12 in Verbindung.
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Die Synchronisiereinrichtungskupplung 26 steht
in Stellung 26A in kontinuierlicher Verbindung mit dem
Hohlradelement 42. Die Synchronisiereinrichtungskupplung 28 steht
in Stellung 28A in Verbindung mit dem Planetenträgerelement 50 und
auch Stellung 32B von Synchronisiereinrichtungskupplung 32,
und die Synchronisiereinrichtungskupplung 32 steht in Stellung 32A mit
dem Hohlradelement 42 in Verbindung. Die Synchronisiereinrichtungskupplung 30 steht
in Stellung 30A mit dem Sonnenradelement 52 und
auch mit einer Seite der Synchronisiereinrichtungskupplung 34 in
Verbindung. Die Synchronisiereinrichtungskupplung 32 steht
in Stellung 32A mit dem Trägerelement 64 und
in Stellung 32B mit dem Trägerelement 50 in Verbindung.
Die Synchronisiereinrichtungskupplung 30 steht in Stellung 30B mit
der Synchronisiereinrichtungskupplung 32 und dem Planetenträgerelement 64 in
Antriebsverbindung. Die Synchronisiereinrichtungskupplung 34 steht
in Stellung 34A mit dem Sonnenradelement 54 und
in Stellung 34B mit dem Sonnenradelement 52 in
Verbindung. Wie vorher erwähnt
wurde, weist jede der Synchronisiereinrichtungskupplungen eine neutrale
Stellung auf, und. alle in 1 gezeigten
Kupplungen sind in ihrer neutralen Stellung gezeigt.
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Der Bremsmechanismus 36 wird,
wenn er in Eingriff steht, die Synchronisiereinrichtungskupplung 34 feststehend
halten, und der Bremsmechanismus 38 wird, wenn er in Eingriff
steht, das Planetenträgerelement 64 feststehend
halten.
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Der Planetenradsatz 22 weist
drei Knoten auf, wie es in dem Hebeldiagramm von 2 gezeigt ist. Die Knoten stellen die
entsprechenden Zahnradelemente dar, wobei die Bezugszahlen mit Apostroph versehen sind.
Die drei Knoten der Hebel 22' sind 40', 42' und 50',
die das Sonnenradelement 40, das Hohlradelement 42 bzw.
das Planetenträgerelement 50 darstellen.
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Der Planetenradsatz 24 weist
vier Knoten auf, die in dem Hebeldiagramm von 2 als 54', 56', 52' und 64' dargestellt
sind. Deshalb stellt der Hebel 24' von 2 das Sonnenradelement 54, das Hohlradelement 56,
das Planetenträgerelement 64 und
das Sonnenradelement 52 dar. Die Reibungskupplungen, Synchronisiereinrichtungskupplungen und
Reibungsbremsen sind in dem Hebeldiagramm von 2 mit Apostroph versehen. Mit anderen
Worten ist die Kupplung 18 von 1 in 2 durch 18' dargestellt.
Es sind die A- und B-Stellungen jeder Synchronisiereinrichtungskupplung
gezeigt. Die Synchronisiereinrichtungskupplung 26 weist
natürlich eine
Betriebsstellung 26A auf, die als 26A' gezeigt ist.
Es sind die Stellungen 28A' und 28B' der Synchronisiereinrichtungskupplung 28 gezeigt;
es sind die Stellungen 32A' und 32B' der Synchronisiereinrichtungskupplung 32 gezeigt;
es sind die Stellungen 30A' und 30B' der Synchronisiereinrichtungskupplung 30 gezeigt.
Es sind die Stellungen 34A' und 34B' der Synchronisiereinrichtungskupplung 34 gezeigt. Die
Stellungen 34A' und 34B' der Synchronisiereinrichtungskupplung
haben auch einen Hinweis auf die Reibungsbremse 36'. Die
Bremse 38 ist in 2 als 38' gezeigt.
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Die Wahrheitstabelle von 3 stellt ein Schaubild bereit,
das die betätigte
Stellung der Synchronisiereinrichtungskupplungen, Reibungskupplungen
und Reibungsbremsen zeigt. Zwei der Synchronisiereinrichtungskupplungen 30 und 28 werden als
Antriebseinrichtungen betrachtet, die Synchronisiereinrichtungskupplung 34 wird
als Reaktionselement betrachtet und die Synchronisiereinrichtungskupplungen 32 und 26 werden
als Konfigurationskupplungen betrachtet. Die Antriebskupplun gen 28 und 30 können betrieben
werden, um einen Antriebskraftübertragungsweg
oder Drehmomentübertragungsweg
von dem Motor 12 zu den jeweiligen Zahnradelementen bereitzustellen.
Die Reaktionskupplung 34 kann betrieben werden, um ein
Festlegungselement oder ein Reaktionselement innerhalb des Planetengetriebes
bereitzustellen. Die Konfigurationskupplungen 32 und 26 können betrieben
werden, um Verbindungen zwischen Elementen von einem Planetenradsatz
mit Elementen des anderen Planetenradsatzes bereitzustellen.
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Die Konfigurationskupplung 32 kann
in die Stellung 32A betätigt
werden, um das Hohlradelement 42 mit dem Planetenträger 64 in
Verbindung zu bringen. In der Stellung 32B verbindet die
Kupplung 32 das Planetenträgerelement 50 mit
dem Planetenträgerelement 64.
Die Konfigurationskupplung 26 arbeitet in Zusammenwirkung
mit der Synchronisiereinrichtungskupplung 30, um das Hohlradelement 42 und
das Sonnenradelement 52 in Verbindung zu bringen. Die Antriebssynchronisiereinrichtungskupplung 28 arbeitet,
um die Antriebswelle 72 mit dem Hohlradelement 42 und
mit dem Planetenträgerelement 50 selektiv
in Verbindung zu bringen. Die Antriebssynchronisiereinrichtungskupplung 30 dient
dazu, die Antriebswelle 70 mit dem Sonnenradelement 52 (Stellung 30A)
und mit dem Planetenträgerelement 64 (Stellung 30B)
in Verbindung zu bringen. Diese Verbindungen sind in dem Hebeldiagramm
von 2 leicht zu sehen.
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Die Wahrheitstabelle von 3 beschreibt neun Vorwärtsdrehzahlverhältnisse
und ein Rückwärtsdrehzahlverhältnis. Die
neun Vorwärtsdrehzahlverhältnisse
umfassen ein Kriechübersetzungsverhältnis oder
einen niedrigen ersten Gang. Das Getriebe kann betrieben werden
als Achtganggetriebe mit ersten bis achten Übersetzungsverhältnissen;
als Siebenganggetriebe mit ersten bis siebten Übersetzungsverhältnissen; oder
als Sechsganggetriebe mit ersten bis sechsten Übersetzungsverhältnissen.
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Die in der Wahrheitstabelle von 3 angegebenen Zahlenwerte
werden unter Verwendung der in 3 angegebenen
Hohlrad/Sonnenrad-Zahnübersetzungsverhältnisse
bestimmt. R1/S1 ist das Übersetzungsverhältnis von
Hohlradelement 42 zu Sonnenradelement 40; R2/S2
ist das Übersetzungsverhältnis von
Hohlradelement 56 zu Sonnenradelement 52; und
R3/S3 ist das Übersetzungsverhältnis von
Hohlrad 56 zu Sonnenradelement 54.
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Wie es in der Wahrheitstabelle zu
sehen ist, wird der niedrige erste Gang hergestellt mit dem Eingriff
der Synchronisiereinrichtungskupplung 30 in Stellung 30A;
der Synchronisiereinrichtungskupplung 34 in der Stellung 34A;
der Synchronisiereinrichtungskupplung 32 in der Stellung 32A;
der Synchronisiereinrichtungskupplung 26 in der Stellung 26A; und
der Bremse 36 steht in Eingriff. Kraft wird dann von dem
Motor 12 zur Abtriebswelle 66 durch in Eingriff
bringen der Antriebskupplung 20 übertragen.
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Um das erste Vorwärtsdrehzahlverhältnis herzustellen,
befindet sich die Synchronisiereinrichtungskupplung 30 in
der Stellung 30A; die Synchronisiereinrichtungskupplung 34 befindet
sich in der Stellung 34A; und die Antriebskupplung 18 steht
in Eingriff. Während
des ersten Vorwärtsdrehzahlverhältnisses
kann sich die Synchronisiereinrichtungskupplung 32 in der
Stellung 32A befinden; jedoch würde zu diesem Zeitpunkt kein
Drehmoment durch die Kupplung übertragen
werden. Während
sich das Getriebe in dem ersten Vorwärtsdrehzahlverhältnis befindet,
kann die Synchronisiereinrichtungskupplung 28 in die Stellung 28A in
die vorgewählte
Stellung für das
zweite Vorwärtsdrehzahlverhältnis verschoben werden.
Um den Wechsel zum zweiten Vorwärtsdrehzahlverhältnis abzuschließen, wird
die Antriebskupplung 18 außer Eingriff gebracht, während die
Antriebskupplung 20 in Eingriff gebracht wird. Dieser Eingriffswechsel
wird im Allgemeinen gleichzeitig durchgeführt, weshalb keine Drehmomentunterbrechung
an der Abtriebswelle des Getriebes gespürt wird.
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Während
des zweiten Vorwärtsdrehzahlverhältnisses
stellt die Kupplung 34A eine Reaktion an dem Sonnenradelement 54 bereit,
und die Kupplung 32A wirkt als eine Konfigurationskupplung,
um eine Verbindung zwischen dem Hohlradelement 42 und dem
Planetenradelement 64 bereitzustellen. Während das
Getriebe im zweiten Vorwärtsdrehzahlverhältnis arbeitet,
kann die Synchronisiereinrichtungskupplung 30 in die Stellung 30B betätigt werden, ohne
Drehmoment zu übertragen.
Um den Wechsel vom zweiten zum dritten Vorwärtsdrehzahlverhältnis abzuschließen, wird
die Kupplung 20 außer
Eingriff gebracht, während
die Kupplung 18 gleichzeitig in Eingriff gebracht wird.
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Wenn das Getriebe im dritten Vorwärtsdrehzahlverhältnis arbeitet,
kann die Kupplung 32 aus der Stellung 32A in die
Stellung 32B ohne die Übertragung
von Drehmoment bewegt werden, und daher ist der Synchronisiereinrichtungswechsel
vereinfacht. Es ist offensichtlich, dass ein Herunterschalten vom zweiten Übersetzungsverhältnis zum
ersten Übersetzungsverhältnis durch
einfaches Umkehren der Gangwechselbetätigung vom ersten zum zweiten Gang
bewerkstelligt werden kann.
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Das vierte Vorwärtsdrehzahlverhältnis wird vorgewählt, während im
dritten Übersetzungsverhältnis gearbeitet
wird, indem die Synchronisiereinrichtungskupplung 28 in
die Stellung 28B betätigt
wird. Der Wechsel wird abgeschlossen, indem die Antriebskupplungen 18 und 20 ausgetauscht
werden und die Synchronisiereinrichtungskupplung 34 aus
Stel lung 34A in Stellung 34B bewegt wird. Während des
vierten Vorwärtsdrehzahlverhältnisses
wirkt die Kupplung 32B als eine Konfigurationskupplung
und überträgt Drehmoment.
Auch während
des vierten Vorwärtsdrehzahlverhältnisses
kann die Synchronisiereinrichtungskupplung 30 in die neutrale
Stellung bewegt werden, falls dies gewünscht ist. Jedoch verkompliziert
dies das Schalten vom vierten in den fünften Gang, da es erfordert,
dass die Synchronisiereinrichtungskupplung zurück in die Stellung 32B positioniert
werden muss, bevor das Schalten in den fünften Gang abgeschlossen werden
kann. Um das fünfte Vorwärtsdrehzahlverhältnis vorzuwählen, während im
vierten Vorwärtsdrehzahlverhältnis gearbeitet wird,
wird die Synchronisiereinrichtungskupplung 30 in die Stellung 30B betätigt, und
um den Wechsel vom vierten in den fünften Gang abzuschließen, werden
die Antriebskupplungen 20 und 18 und die Bremse 36 abgeregt.
Die Synchronisiereinrichtungskupplung 32 arbeitet in der
Stellung 32B und ist eine Konfigurationskupplung, um die
gewünschte
Verbindung zwischen dem Planetenradsätzen bereitzustellen.
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Das fünfte Vorwärtsdrehzahlverhältnis ist, wie
es in der Wahrheitstabelle festgehalten ist, ein Übersetzungsverhältnis von
1:1, so dass beide Kupplungen 18 und 20 ohne Schaden
für die
Drehmomentwege innerhalb des Getriebes gleichzeitig in Eingriff
stehen können.
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Um einen Übersetzungsverhältniswechsel von
dem fünften
Gang in den sechsten Gang bereitzustellen, wird die Synchronisiereinrichtungskupplung 34 in
die Stellung 34B vorgewählt,
und die Antriebskupplung 18 wird außer Eingriff gebracht. Um das
siebte Vorwärtsdrehzahlverhältnis aus
dem sechsten Vorwärtsdrehzahlverhältnis heraus
vorzuwählen,
wird die Synchronisiereinrichtungskupplung 30 in die Stellung 30B betätigt. Der
Wechsel vom sechsten in den siebten Gang wird abgeschlossen, indem
die Antriebskupplungen 20 und 18 gewechselt oder
ausgetauscht werden. Während
des siebten Vorwärtsdrehzahlverhältnisses
kann die Synchronisiereinrichtungskupplung 32 in der Stellung 32B bleiben,
da während
des siebten Vorwärtsdrehzahlverhältnisses
kein Drehmoment über
diesen Weg übertragen
wird.
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Das achte Vorwärtsdrehzahlverhältnis wird vorgewählt, indem
die Synchronisiereinrichtungskupplung 28 in die Stellung 28B betätigt wird.
Der Wechsel vom siebten in den achten Gang wird dann abgeschlossen,
indem die Antriebskupplungen 18 und 20 ausgetauscht
werden und gleichzeitig die Bremse 38 in Eingriff gebracht
wird, während
die Bremse 36 außer
Eingriff gebracht wird. Während des
achten Vorwärtsdrehzahlverhältnisses
ist die Kupplung 32 in Stellung 32B eine Konfigurationskupplung
und ist Teil des Drehmomentübertragungsweges.
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Das Rückwärtsdrehzahlverhältnis wird
hergestellt, indem die Synchronisiereinrichtungskupplung 30 in
Stellung 30A positioniert wird; die Synchronisiereinrichtungskupplung 28 in
die Stellung 28A positioniert wird; die Synchronisiereinrichtungskupplung 26 in
Stellung 26A positioniert wird und die Reibungsbremse 38 in
Eingriff gebracht wird. Das Rückwärtsdrehzahlverhältnis wird
dann abgeschlossen, indem die Antriebskupplung 20 in Eingriff
gebracht wird.
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Fachleute werden erkennen, dass das
erste Vorwärtsdrehzahlverhältnis, das
dritte Vorwärtsdrehzahlverhältnis und
das siebte Vorwärtsdrehzahlverhältnis allein
durch den Planetenradsatz 24 bewerkstelligt werden. Das
fünfte
Vorwärtsdrehzahlverhältnis ist
ein Direktantriebs-Übersetzungsverhältnis, und
die übrigen Übersetzungsverhältnisse
werden durch beide Planetenradsätze 22 und 24 bewerkstelligt.
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Der Antriebsstrang 210 ist ähnlich wie
der Antriebsstrang 10 in 1,
indem er den Motor 12, ein Planetengetriebe 214 und
einen Achsantriebsmechanismus 16 umfasst. Das Planetengetriebe 214 weist
zwei Planetenradsätze 22 und 24,
fünf Synchronisiereinrichtungen
oder mechanische Kupplungen 26, 28, 232, 234 und 230 und
zwei Reibungsbremsen 236 und 238 auf.
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Der Planetenradsatz 22 umfasst
ein Sonnenradelement 40, das Hohlradelement 42 und
das Planetenträgeraufbauelement 44.
Das Planetenträgeraufbauelement 44 umfasst
das Paar kämmende Planetenräder 46 und 48,
die drehbar auf dem Planetenträgerelement 50 montiert
und in , kämmender Beziehung
mit dem Sonnenradelement 40 bzw. dem Hohlradelement 42 angeordnet
sind.
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Der Planetenradsatz 24 umfasst
die Sonnenradelemente 52 und 54, das Hohlradelement 56 und das
Planetenträgeraufbauelement 58.
Das Planetenträgeraufbauelement 58 umfasst
das lange Planetenrad 60, das mit dem Sonnenradelement 52 und
dem Hohlradelement 56 kämmt,
und das kurze Planetenradelement 62, das mit dem Sonnenradelement 54 und
dem langen Planetenradelement 60 kämmt. Die Planetenradelemente 60 und 62 sind
drehbar auf dem Planetenträgerelement 64 montiert.
Das Hohlradelement 56 und das Sonnenradelement 40 stehen in
kontinuierlicher Verbindung mit dem Achsantriebsmechanismus 16.
Diese Planetenradsätze
sind identisch mit dem in 1 zu
findenden Planetenradsatz.
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Die Synchronisiereinrichtungskupplung 26 ist
gleich wie die Synchronisiereinrichtungskupplung 26 von 1, so dass die Antriebskupplung 18 selektiv
durch die Synchronisiereinrichtungskupplung 26 (Stellung 26A)
mit dem Hohlradelement 42 und mit der synchronisierten
Kupplung 32 (Stellung 32B) in Verbindung gebracht
werden kann. Die Synchronisiereinrichtungskupplung 28 ist
gleich wie die Synchronisiereinrichtungskupplung 28 von 1 und kann zwischen die
Antriebskupplung 20 und das Hohlradelement 42 in
die Stellung 28A geschaltet werden.
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Die Synchronisiereinrichtungskupplung 230 ist ähnlich wie
die Synchronisiereinrichtungskupplung 30 von 1, jedoch ist die Synchronisiereinrichtungskupplung 230 in
Stellung 230A zwischen die Reibungsbremse 236 und
das Sonnenradelement 52 schaltbar, und ist in Stellung 230B zwischen die
Antriebskupplung 18 und das Planetenträgerelement 64 schaltbar.
Die Synchronisiereinrichtungskupplung 32 stellt die gleichen
Verbindungen bereit, wie sie in 1 geschaffen
werden, so dass in Stellung 32A der Planetenträger 50 mit
dem Planetenträger 64 in
Verbindung steht, und in Stellung 32B das Hohlradelement 42 mit
dem Planetenträgerelement 64 in
Verbindung steht.
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Die Synchronisiereinrichtungskupplung 234 ist ähnlich wie
die Synchronisiereinrichtungskupplung 34 in 1, mit der Ausnahme, dass
in Stellung 234A die Bremse 238 mit dem Planetenträger 64 in Verbindung
steht und in Stellung 234B die Bremse 238 mit
dem Sonnenradelement 54 in Verbindung steht.
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Das Hebeldiagramm von 5 zeigt die Verbindung zwischen
den drei Knoten des Planetenradsatzes 22' und die vier
Knoten des Planetenradsatzes 24 sowie 24'. Die
Verbindung, die durch die Synchronisiereinrichtungskupplungen und
die Bremse abgeschlossen wird, ist in dem Hebeldiagramm von 5 gezeigt. Diese Synchronisiereinrichtungen
und Bremsen sowie die Antriebskupplungen 18 und 20 werden
die verschiedenen Hebelanordnungen bereitstellen, die für das Planetengetriebe 214 repräsentativ
sind.
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Aus der Wahrheitstabelle von 6 wird Fachleuten deutlich
werden, dass die Synchronisiereinrichtungskupplungen 22 und 26 Konfigurationskupplungen
gleich wie bei der in 1 gezeigten Ausführungsform
sind. Die Synchronisiereinrichtungskupplungen 28, 230,
und 234 sind Übersetzungsverhältnis-Steuerkupplungen,
die ähnlich
sind wie die in 1 gezeigten.
Das Bremselement 238 ist betreibbar, um die Festlegung
der Synchronisiereinrichtungskupplung 234 an Fahrzeugmasse
zu steuern, und die Bremse 236 ist betreibbar, um die Festlegung
des Planetenträgers 64 an
Fahrzeugmasse zu steuern. In 1 sind
die Funktionen umgekehrt, da die Bremse 38 betreibbar ist,
um die Festlegung des Trägers 64 an
Fahrzeugmasse zu steuern, und die Bremse 36 ist betreibbar,
um die Festlegung der Synchronisiereinrichtungskupplung 34 an
Fahrzeugmasse zu steuern.
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Fachleute werden aus der Wahrheitstabelle erkennen,
dass die gleichen Elemente an Fahrzeugmasse festgelegt werden, die
gleichen Elemente mit dem Antrieb von dem Motor 12 verbunden
sind, und die gleichen Elemente durch die Konfigurationssynchronisiereinrichtungskupplungen
gesteuert werden. Der Unterschied ist die Reihenfolge des Eingriffs
in den Synchronisiereinrichtungskupplungen 234, 230, und
dass die Bremsen 236, 238 unterschiedlich angeordnet
oder mit unterschiedlichen Elementen in der Darstellung in 4 des Planetengetriebes 214 im
Vergleich mit der Anordnung des in 1 gezeigten
Planetengetriebes 14 verbunden sind. In weiterer Hinsicht
arbeitet diese Ausführungsformen
des Getriebes 214 im Wesentlichen identisch wie die Ausführungsform
des Getriebes 14.
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Zusammengefasst weist ein Planetengetriebe
mit doppelten Antriebskupplungen zumindest zwei Planetenzahnradsätze, zwei
Antriebs kupplungen, fünf
Synchronisiereinrichtungskupplungen und zwei Bremsmechanismen auf.
Die Planetenradsätze weisen
jeweils ein Element auf, das in kontinuierlicher Verbindung mit
einer Getriebeabtriebswelle steht, und zumindest ein Element, das
selektiv mit einer Getriebeantriebswelle über die Antriebskupplungen
und zumindest zwei der Synchronisiereinrichtungskupplungen in Verbindung
gebracht werden kann. Die Synchronisiereinrichtungskupplungen stellen
auch selektive Verbindungen von Elementen von einem der Planetenradsätze mit
Elementen des anderen der Planetenradsätze bereit. Die Antriebskupplungen
werden während
eines Drehzahlverhältniswechsels
gewechselt, und es wird zumindest eine Synchronisiereinrichtungskupplung
betätigt,
um das herankommende Drehzahlverhältnis vorzuwählen. Die
Antriebskupplungen, Synchronisiereinrichtungskupplungen und Bremsmechanismen
stehen in verschiedenen Kombinationen in Eingriff, um zumindest sechs
Vorwärtsdrehzahlverhältnisse
und ein Rückwärtsdrehzahlverhältnis herzustellen.