DE4014604C2 - - Google Patents
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- F16H3/62—Gearings having three or more central gears
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein mehrstufiges Planetenradgetriebe gemäß dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Wie allgemein bekannt ist, wird ein Getriebezug in einem
Planetenradgetriebe zum Einsatz in einem Kraftfahrzeug durch
Kombinieren einer Mehrzahl von Planetensätzen gebildet,
von denen jeder in der Hauptsache drei Komponenten aufweist,
nämlich ein Sonnenrad, ein Hohlrad und einen Planetenradträger,
der ein Planetenrad trägt, das mit dem Sonnen-
und dem Hohlrad kämmt. Der Planetensatz hält irgendeine
der drei Komponenten stationär, wobei die restlichen
beiden Komponenten als eine Antriebs- sowie eine Abtriebskomponente
dienen, um einen Schnellgang, Verzögerungsvorgang
sowie einen Rückwärtsfahrbetrieb zu erzielen. Auch werden
irgendwelche zwei der drei Komponenten untereinander verbunden,
um den gesamten Planetensatz als eine einzige Einheit
zu drehen. Deshalb werden die vorbestimmten Komponenten
aus einer Mehrzahl von Planetensätzen konstant oder
selektiv untereinander durch Kupplungseinrichtungen verbunden,
während übrige vorbestimmte Komponenten der Planetensätze
stationär gehalten werden, so daß die Drehzahl einer
Antriebswelle in mehreren Stufen geändert wird, um an eine
Abtriebswelle übertragen zu werden. Je größer die Anzahl der
Planetensätze ist, die in dem Planetenradgetriebe zur Anwendung
kommen, um so größer ist die Anzahl der Gänge, die geschaltet
werden können, so daß das Planetenradgetriebe in
seiner Antriebsleistung für das Fahrzeug sowie in seinem
Beschleunigungsvermögen bei einem Anfahren des Fahrzeugs
insgesamt verbessert oder gesteigert wird. Mit einem Anstieg
der Anzahl der Planetensätze wird jedoch die Anzahl
der nötigen Einrückvorrichtungen, wie einer Kupplung und
einer Bremse, vergrößert, wodurch das Planetenradgetriebe
große Abmessungen erhält und in seinem Gewicht erhöht wird.
Da das Planetenradgetriebe im allgemeinen in einem Motorraum
zusammen mit einem Motor untergebracht wird, besteht für das
Planetenradgetriebe die Forderung, daß dessen Größe und Masse
oder Gewicht jeweils so klein und gering wie möglich
gemacht werden, so daß das Getriebe die
für das Fahrzeug notwendigen Eigenschaften erfüllt.
Folglich wird das Planetenradgetriebe für einen Einsatz in einem
Personenkraftwagen beispielsweise derart ausgestaltet,
daß drei oder vier Vorwärtsgänge
einschließlich eines Schnellgangs sowie ein Rückwärtsgang
unter Verwendung von zwei oder drei Planetensätzen zu schalten
ist.
Unter den herkömmlichen Planetenradgetrieben wird dasjenige,
das vier Vorwärtsgänge einschließlich
des Schnellgangs unter Verwendung von drei Planetenradsätzen
schalten kann, allgemein derart ausgebildet, daß ein
Planetensatz für den sog. Schnellgang (Overdrive) einem
Getriebezug zugefügt wird, der aus zwei Planetensätzen
besteht, um drei Vorwärts- und einen Rückwärtsgang schalten
zu können, wobei dieses Planetenradgetriebe die von den zwei
Planetensätzen übertragene Drehung und die von dem
Overdrive-Planetensatz in den Schnellgang versetzte Drehung
abgibt. Dieses Planetenradgetriebe vermindert somit die
Drehzahl eines Motors bei einem Fahren mit hoher Geschwindigkeit,
um das Geräuschdämpfungsvermögen zu verbessern.
Es trägt jedoch nicht besonders zu einer Verbesserung
in der Antriebsleistung des Fahrzeugs bei, weil die Breite der
Übersetzungsstufen oder
das Verhältnis der Übersetzungsstufe des ersten Gangs
zu der des höchsten Ganges nicht wesentlich erweitert
wird.
In jüngerer Zeit wird das drei Planetensätze verwendende
Planetenradgetriebe derart ausgebildet, daß alle drei Planetensätze
beim Schalten der Gänge beteiligt sind,
sogar in den Gängen der niedrigen und mittleren Geschwindigkeitsbereiche.
Es wird folglich angestrebt, daß die mehreren
Gänge, z. B. fünf Vorwärts- und ein Rückwärtsgang,
geschaltet werden, um die Breite
der Übersetzungsstufen zu erweitern.
Da das Planetenradgetriebe, in welchem der erste Gang durch
gemeinsames Tätigwerden von allen drei Planetensätzen geschaltet
wird, einen größeren Übersetzungsstufenwert
bietet, wird die Breite des Übersetzungsverhältnisses
erweitert, um die Antriebsleistung des Fahrzeugs und nebenbei
das Beschleunigungsvermögen bei einem Anfahren zu verbessern.
Jedoch tritt im zweiten, dritten, fünften Gang oder Rückwärtsgang
der Fall auf, daß irgendeiner der Planetensätze nicht
an der Drehmomentübertragung für ein Schalten des entsprechenden
Ganges teilnimmt, in welchem der Planetensatz lediglich
einem Leerlauf unterworfen ist. Da die relative oder
absolute Drehzahl von irgendeiner Komponente im Planetensatz
erhöht werden kann, kann auch die relative Drehzahl
des vom Planetenradträger gehaltenen Planetenrades zum Planetenradträger
vergrößert werden. Das wird aus den einander entgegengesetzten
Forderungen zur Erhöhung der Anzahl der Gänge, die zu
schalten möglich ist, und zur Verminderung des Gewichts sowie
der Größe des Planetenradgetriebes hervorgerufen, wobei
die Einrückvorrichtungen, wie eine Kupplung oder eine Bremse,
gewöhnlich nicht zwischen den Komponenten selbst, die voneinander
bei einem Schalten des Ganges nicht getrennt zu werden
brauchen, und einem festen Teil, wie einem Gehäuse, vorgesehen
werden. Da bei dem herkömmlichen Planetenradgetriebe
die Komponenten in einem vorbestimmten Gang zu einem Leerlaufen
mit hoher Geschwindigkeit gebracht werden, verschlechtert
das herkömmliche Planetenradgetriebe die Standzeit und Haltbarkeit
von Lagern, und es ruft einen Leistungsverlust sowie
einen Anstieg in der Öltemperatur, der durch ein unnötiges
Umwälzen oder Umrühren von Schmieröl bewirkt wird, hervor.
Aus der DE 35 11 180 A1 ist ein gattungsgemäßes, mehrstufiges
Planetenradgetriebe bekannt, das eine Vielzahl von
Einrückvorrichtungen hat, so daß eine Antriebswelle und eine
Abtriebswelle auf unterschiedlichen Drehkraftübertragungswegen
verbindbar sind. Beim Fahren mit einem konstanten
Übersetzungsverhältnis sind die jeweils für das
Übersetzungsverhältnis notwendigen Einrückvorrichtungen
dauerhaft eingerückt. Nur zum Schalten wird zumindest eine der
Einrückvorrichtungen gelöst oder/und eingerückt. Das
Planetenradgetriebe gemäß der DE 35 11 180 A1 hat jedoch den
Nachteil der unnötigen Drehung von Planetensätzen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes
Planetenradgetriebe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1
derart weiterzubilden, daß die unnötige Drehung von
Planetensätzen unterdrückt ist und ein harmonischer
Schaltvorgang durchführbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im
kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen
definiert.
Bei dem Planetenradgetriebe gemäß der Erfindung werden somit
mehrere Gänge geschaltet, indem in geeigneter Weise die Art
der Verbindung der Komponenten selbst in der Mehrzahl der
Planetensätze geändert wird oder in geeigneter Weise die
Komponenten, die stationär zu halten sind, oder die Komponenten,
die mit der Antriebswelle zu verbinden sind, geändert
werden. Damit werden zwei Komponenten des Planetensatzes,
der nicht zur Teilnahme in der Drehmomentübertragung im vorbestimmten
Gang vorgesehen ist, oder zwei jeweilige Komponenten
der Planetensätze, die nicht an der Drehmomentübertragung
beteiligt sein sollen, untereinander verbunden, um
die gesamten Planetensätze zu vereinigen, so daß die Relativdrehung
zwischen drei Komponenten in den jeweiligen Planetensätzen
nicht erzeugt wird, um dadurch die unnötige Drehung
zu unterdrücken.
Im folgenden soll auf die Vorteile, die durch den Erfindungsgegenstand
zu erlangen sind, eingegangen werden. Da das Planetenradgetriebe
gemäß der vorliegenden Erfindung mit der Kupplung
zur Vereinigung des gesamten Planetensatzes
zur Drehung ohne Last versehen ist, wird jedes der
jeweiligen Bauteile in dem entsprechenden Planetensatz
an einem Drehen mit hoher Geschwindigkeit gehindert, während
die relative Drehzahl des Planetenrades zum Planetenradträger herabgesetzt
wird, so daß durch das erfindungsgemäße Planetenradgetriebe
die Standzeit der diese Bauteile tragenden Lager gesteigert
wird. Ferner wird der Unterschied in der Drehzahl
zwischen den Zuständen vor und nach einem Gangwechsel
verkleinert, um die Stöße bei einem Gangwechsel zu dämpfen.
Auch wird bei dem erfindungsgemäßen Planetenradgetriebe die
Lebensdauer der Lager zwischen dem Planetensatz und den
diesen umgebenden Bauteilen erhöht und darüber hinaus das
Durch- oder Umrühren des Schmieröls herabgesetzt, so daß
ein Anstieg in der Öltemperatur und im Ölniveau unterbunden
werden.
Die Erfindung
wird aus der folgenden,
auf die Zeichnung Bezug nehmenden Beschreibung
von bevorzugten Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes
deutlich. Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform
eines Planetenradgetriebes gemäß der Erfindung;
Fig. 2 ein Beispiel einer Kupplungs- und Bremseneinsatztabelle
für die erste Ausführungsform;
Fig. 3 ein weiteres Beispiel einer in der Praxis bevorzugten
Kupplungs- und Bremseneinsatztabelle für die erste
Ausführungsform;
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform
gemäß der Erfindung;
Fig. 5 ein Beispiel einer in der Praxis bevorzugten Kupplungs-
und Bremseneinsatztabelle für die zweite
Ausführungsform;
Fig. 6 eine schematische Darstellung eines Planetenradgetriebes
in einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
Fig. 7A und 7B jeweils Beispiele von in der Praxis bevorzugten
Kupplungs- und Bremseneinsatztabellen für die
dritte Ausführungsform;
Fig. 8 eine schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform
gemäß dem Prinzip der vorliegenden
Erfindung;
Fig. 9A, 9B und 9C jeweils Beispiele von in der Praxis bevorzugten
Kupplungs- und Bremseneinsatztabellen für
die vierte Ausführungsform;
Fig. 10 bis 14 schematische Darstellungen von Planetenradgetrieben
in einer fünften bis neunten Ausführungsform
gemäß der Erfindung;
Fig. 15 ein Beispiel einer Kupplungs- und Bremseneinsatztabelle
für die neunte Ausführungsform;
Fig. 16, 17A, 17B und 17C, Fig. 18A, 18B und Fig. 19A, 19B sowie
19C jeweils weitere Beispiele von in der Praxis bevorzugten
Kupplungs- und Bremseneinsatztabellen für
die neunte Ausführungsform;
Fig. 20 bis 22 schematische Darstellungen einer zehnten bis
zwölften Ausführungsform eines Planetenradgetriebes
gemäß der Erfindung;
Fig. 23 ein Beispiel einer Kupplungs- und Bremseneinsatztabelle
für die zwölfte Ausführungsform.
Bei dem in Fig. 1 gezeigten Planetenradgetriebe kommen drei
Planetensätze 1, 2 und 3 mit jeweils einem einzigen
Planetenrad zur Anwendung, wobei die Planetenräder
1P, 2P und 3P jeweils mit den Sonnenrädern 1S, 2S sowie 3S
und den Hohlrädern 1R, 2R und 3R kämmen und an Planetenradträgern 1C,
2C sowie 3C gehalten sind. Damit werden fünf Vorwärtsgänge
und ein Rückwärtsgang einstellbar.
Diese drei Planetensätze 1, 2 und 3 sind in der angegebenen
Reihenfolge von der Seite einer Antriebswelle 4 her
angeordnet, wobei der Planetenradträger 1C des ersten Planetensatzes
1 ständig mit dem Hohlrad 3R des dritten Planetensatzes
3 und das Hohlrad 2R des zweiten Planetensatzes 2 ständig
mit dem Planetenradträger 3C des dritten Planetensatzes 3 verbunden
sind. Ferner ist eine erste Kupplung K1
zwischen dem Hohlrad 1R des ersten
Planetensatzes 1 sowie der Antriebswelle 4 vorgesehen,
um wahlweise das Hohlrad 1R mit der Antriebswelle 4 zu verbinden.
Eine zweite Kupplung K2 befindet sich zwischen dem
Sonnenrad 1S des ersten Planetensatzes 1 und dem Planetenradträger
2C des zweiten Planetensatzes 2. Des weiteren ist eine
dritte Kupplung K3 zwischen dem Sonnenrad 1S des ersten Planetensatzes
1 und der Antriebswelle 4 angeordnet. Zwischen
dem Sonnenrad 1S des ersten Planetensatzes 1 und dem Sonnenrad
2S des zweiten Planetensatzes 2 befindet sich eine
vierte Kupplung K4, um die Sonnenräder 1S und 2S wahlweise
zu verbinden. Eine fünfte Kupplung K5 liegt zwischen dem Planetenradträger
2C des zweiten Planetensatzes 2 und dem Sonnenrad 3S
des dritten Planetensatzes 3, um selektiv den Planetenradträger 2C
sowie das Sonnenrad 3S zu verbinden.
Der zweite und dritte Planetensatz 2 und 3 können als eine
einzige Einheit drehen. Zu diesem Zweck ist als vereinigende
Kupplung eine sechste Kupplung K6 zwischen dem
Sonnenrad 2S und dem Planetenradträger 2C des zweiten Planetensatzes
2 sowie eine siebente Kupplung K7 zwischen dem Sonnenrad 3S
und dem Planetenradträger 3C des dritten Planetensatzes 3 vorhanden.
Eine erste Bremse B1 ist zwischen dem Sonnenrad 3S des dritten
Planetensatzes 3 aus den jeweiligen Komponenten der
drei Planetensätze 1-3 und einem Getriebegehäuse (im
folgenden lediglich als Gehäuse bezeichnet) 6 angeordnet,
um selektiv die Drehung des Sonnenrades 3S zu blockieren.
Eine zweite Bremse B2 liegt zwischen dem Planetenradträger 2C des zweiten
Planetensatzes 2 und dem Gehäuse 6, um die Drehung des
Planetenradträgers 2C nach Wahl zu sperren. Eine dritte Bremse B3 befindet
sich zwischen dem Sonnenrad 2S des zweiten Planetensatzes
2 und dem Gehäuse 6, um selektiv die Drehung des Sonnenrades
2S zu sperren. Eine vierte Bremse B4 ist zwischen
dem Sonnenrad 1S des ersten Planetensatzes 1 und dem Gehäuse
6 angeordnet, um selektiv die Drehung des Sonnenrades
1 zu unterbinden.
Eine Abtriebswelle 5 zur Übertragung der Drehung einer Kardanwelle
oder eines Gegenrades, die nicht dargestellt sind,
ist mit dem Hohlrad 2R des zweiten Planetensatzes 2 und
dem Planetenradträger 3C des dritten Planetensatzes 3, die untereinander
gekoppelt sind, verbunden.
Für die Verbindungsausbildung der jeweils oben angeführten
Bauteile kommen eine Hohlwelle, eine Massivwelle, eine
geeignete Kupplungsscheibe oder eine ähnliche Verbindungskonstruktion,
wie sie in einem gewöhnlichen Planetenradgetriebe
verwendet werden, zum Einsatz. Für die jeweiligen Kupplungen
und Bremsen werden zusätzlich zu Lamellenkupplungen
mit einer Mehrzahl von Scheiben und Platten eine Kombination
einer Freilaufkupplung und einer Mehrscheibenkupplung
zur Anwendung gebracht. Für die Bremsen kann
eine Bandbremse mit einem gewissen Grad einer Einweg- oder
Freilaufcharakteristik zur Anwendung kommen, die eine Drehmoment-
Übertragungsleistung hat, welche sich mit der Drehrichtung
verändert. Im einzelnen wird als Bandbremse eine
solche verwendet, wie sie in den JP-OS 63-1 76 270
und JP-OS 63-2 21 670 (der Anmelderin) offenbart ist.
Bei dem oben beschriebenen Planetenradgetriebe können fünf Vorwärtsgänge
und ein Rückwärtsgang geschaltet werden. Wenn
die Übersetzungsverhältnisse (Verhältnis der Anzahl der
Zähne des Sonnenrades zu derjenigen des Hohlrades) der jeweiligen
Planetensätze 1, 2 und 3 als ρ₁, ρ₂ und ρ₃ bestimmt
werden, dann sind die Übersetzungsverhältnisse der jeweiligen
Gänge die folgenden:
1. Gang
1+ρ₃+ρ₁(1+ρ₂+ρ₂·ρ₃)/ρ₂
1+ρ₃+ρ₁(1+ρ₂+ρ₂·ρ₃)/ρ₂
2. Gang
(1+ρ₁) (1+ρ₃)
(1+ρ₁) (1+ρ₃)
3. Gang
(1+ρ₃)
(1+ρ₃)
4. Gang
1
1
5. Gang
1/(1+ρ₂)
1/(1+ρ₂)
Rückwärtsgang
-1/ρ₂
-1/ρ₂
Die jeweiligen, oben angegebenen Gänge werden erreicht, indem
die entsprechenden Kupplungen und Bremsen, wie in der Kupplungs-
und Bremseneinsatztabelle von Fig. 2 gezeigt ist, eingerückt
oder gelöst werden. Die Fig. 2 zeigt ferner mehrere
Beispiele von zur Verfügung stehenden Einrückschemata. In
den Kupplungs- und Bremseneinsatztabellen der Fig. 2 und der
folgenden Figuren bezeichnet das Zeichen ○ den eingerückten
Zustand und ein Freiraum den gelösten Zustand. In den Tabellen
der Fig. 2 und 15 bezeichnet lediglich das Zeichen *,
daß die passende Kupplung oder Bremse
hinzugefügt werden kann, welche
durch das Zeichen ○* als einzurückend bezeichnet ist,
oder der eingerückte sowie gelöste Zustand kann untereinander
zwischen der passenden Kupplung oder Bremse, die
durch das Zeichen ○* angegeben ist, ausgetauscht werden.
Wie sich aus den die oben angegebenen Übersetzungsverhältnisse
darstellenden Formeln ergibt, ist der erste Gang unter
den jeweiligen Gängen so ausgebildet, daß alle drei Planetensätze
1, 2 und 3 an der Drehmomentübertragung beteiligt
sind, während der zweite Gang so ausgelegt ist, daß der
zweite Planetensatz 2 an der Drehmomentübertragung nicht
beteiligt ist. Wenn in diesem Fall die sechste Kupplung K6
eingerückt ist, werden das Sonnenrad 2S und der Planetenradträger 2C
untereinander verbunden, so daß der gesamte zweite Planetensatz
2 als eine Einheit dreht, um eine unnötige Relativdrehung
im zweiten Planetensatz 2 zwischen diesen Komponenten
zu verhindern, und selbstverständlich wird das Planetenrad
2P nicht mit Bezug zum Planetenradträger 2C gedreht.
Da im dritten Gang die auf den dritten Planetensatz 3
durch den ersten Planetensatz 1 übertragene Drehung durch
den dritten Planetensatz 3 zur Übertragung auf die Abtriebswelle
5 herabgesetzt wird, ist der zweite Planetensatz
2 nicht speziell an der Drehmomentübertragung beteiligt,
so daß der zweite Planetensatz durch die sechste Kupplung
K6 verblockt wird, um diesen Planetensatz 2 an einer unnötigen Drehung
zu hindern.
Da der vierte Gang so eingestellt ist, daß einer der zweiten
und dritten Planetensätze 2 und 3, die mit der Abtriebswelle
5 verbunden sind, als eine Einheit dreht und der andere
an der Drehmomentübertragung nicht teilnimmt oder daß der
gesamte Getriebezug als eine Einheit dreht, wird die sechste
Kupplung K6 eingerückt, um den gesamten zweiten Planetensatz
zu vereinigen, oder wird die siebte Kupplung K7 eingerückt,
um den gesamten dritten Planetensatz 3 zu vereinigen,
so daß die unnötige Relativbewegung zwischen den jeweiligen
Komponenten der Planetensätze 2 und 3 verhindert wird.
Ferner unterliegt im fünften Gang und im Rückwärtsgang die
Drehung der Antriebswelle 4, die durch den ersten Planetensatz
1 übertragen wird, einem Gangwechsel oder einer Übersetzungsänderung
im zweiten Planetensatz 2, die der Abtriebswelle
5 zu übertragen ist, und der dritte Planetensatz
3 wird sich an der Drehmomentübertragung in diesen Gängen
nicht beteiligen. Insofern wird im fünften Gang und im Rückwärtsgang
die siebte Kupplung K7 eingerückt, um den gesamten
dritten Planetensatz 3 zusammenzuschließen, so daß
die unnötige Relativdrehung zwischen den jeweiligen Komponenten
im dritten Planetensatz 3 verhindert wird.
Wie sich aus der oben beschriebenen Ausführungsform ergibt,
werden die sechste und siebte Kupplung K6 und K7 im vorbestimmten
Gang eingerückt, welcher durch Kuppeln vorbestimmter
Einrückvorrichtungen außer der sechsten sowie siebten
Kupplung geschaltet wird, und dann können
diese Einrückvorrichtungen in einen Zustand gelangen,
daß irgendein Getriebesatz an der Drehmomentübertragung nicht teilnimmt.
Unter solchen Anwendungsformen werden zwei Komponenten
des zweiten und dritten Planetensatzes 2 und 3, die
an der Drehmomentübertragung nicht beteiligt sind, miteinander
verbunden, um die gesamten Planetensätze 2 und 3 zu
vereinigen, so daß die jeweiligen Kupplungen K6 und K7 eine
Größenverminderung und eine Verminderung in der zu übertragenden
Drehmomentleistung zulassen.
Da bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform die vierte
Bremse B4 unmittelbar das Sonnenrad 1S des ersten Planetensatzes
1 bremst, braucht die zweite Kupplung K2 nicht als
eine Bremse für das erste Sonnenrad 1S zu dienen, was der
zweiten Kupplung K2 eine Kapazitätsverminderung ermöglicht.
Ferner läßt das Planetenradgetriebe der Ausführungsform von
Fig. 1 das Schalten der jeweiligen Gänge gemäß den verschiedenen
Einrückschemata, die in Fig. 2 gezeigt sind, zu, wobei
das Planetenradgetriebe nicht tatsächlich in alle diese Einrückschemata
geschaltet werden muß, sondern in geeignete Schaltschemata
versetzt werden kann, wenn es notwendig ist. Das
heißt, daß die Schaltschemata, die auf die stationären Zustände
kurz vor dem Beginn eines Gangwechsels, kurz nach
Beendigung eines Gangwechsels oder nach dem Einstellen des
vorbestimmten Ganges anwendbar sind, selektiv festgesetzt
werden können, und ferner die geeigneten Einrückschemata
nach Wahl entsprechend den Anforderungen während des Gangwechsels
(einschließlich einer Drehmomentphase und einer Beharrungsphase)
eingestellt werden können.
Die Bedingungen oder Kriterien zur Auswahl des Einrückschemas,
das während des Haltens des Ganges oder während des Gangwechsels
zu schalten ist, werden auf der Grundlage dessen
bestimmt, daß das gewählte Einrückschema vorteilhaft ist für
eine Verminderung des Lastdrehmoments mit Bezug auf die jeweiligen
Zahnräder, Träger oder Einrückvorrichtungen oder
auf einen Wechsel des Drehmomentanteils (Wechsel des Lastdrehmoments
der Räder od. dgl.), so daß die Drehzahl
der jeweiligen Räder oder Einrückvorrichtungen (absolute
Drehzahl und relative Drehzahl) vermindert wird,
und daß die Regelbarkeit im Gangwechsel, wie eine Verminderung
von simultanen Umschalt-Einrückvorrichtungen in der
Zahl, die Verminderung von Gangwechsel-Einrückvorrichtungen
in der Zahl und die Verminderung einer Umlaufänderung im
Gangwechsel, verbessert wird. Auch wird das Einrückschema gewählt,
indem bestimmte Anforderungen, wie die Übersetzungsverhältnisse
der jeweiligen Planetensätze 1, 2 und 3,
hinzugefügt werden.
Die Fig. 3 zeigt spezielle Beispiele zur Wahl von Einrückschemata.
In der Fig. 3 und folgenden Figuren bedeuten die
Symbole a, b, . . ., daß die Einrückschemata in der oben erwähnten
Reihenfolge bei einem Hochschalten verändert werden,
während die Einrückschemata in der entgegengesetzten Reihenfolge
bei einem Herunterschalten verändert werden, und das Zeichen
# gibt an, daß dann, wenn die zugehörige Kupplung oder
Bremse mit der Freilaufkupplung ausgestattet ist, die Freilaufkupplung
betätigt wird, um den Gangwechsel durchzuführen.
Wird der Gangwechsel gemäß einem solchen Schema ausgeführt,
so wird die unnötige Drehung in den Planetensätzen 1, 2
und 3 unterbunden, während die Anzahl der Einrückvorrichtungen,
die kontrollierbar im Gangwechsel umzuschalten sind,
vermindert wird, um die Regelung im Gangwechsel zu erleichtern
und daneben noch in vorteilhafter Weise eine Verminderung
von Stößen im Gangwechsel herbeizuführen.
Im folgenden wird anhand der Fig. 4 eine zweite Ausführungsform
gemäß der Erfindung erläutert, die zu der Ausführungsform
von Fig. 1 mit der Ausnahme ähnlich ist, daß die siebte
Kupplung K7 nicht vorhanden ist. Diese siebte Kupplung K7
wird zur Vereinigung oder Blockierung des gesamten dritten
Planetensatzes 3 verwendet und ist nicht speziell im Schalten
des Ganges beteiligt, so daß die fünf Vorwärtsgänge und
ein Rückwärtsgang in gleicher Weise wie im Fall des Planetenradgetriebes
der Ausführungsform von Fig. 1 geschaltet werden
können, auch wenn die siebte Kupplung K7 fehlt. Somit hat
die zweite Ausführungsform eine Vielzahl von Einrückschemata
in den jeweiligen Gängen, und die Kupplungs- sowie Bremseneinsatztabelle
ist der Tabelle von Fig. 2 mit der Ausnahme
gleichartig, daß die Spalte für die siebte Kupplung K7
fehlt.
Gemäß der in Fig. 4 gezeigten zweiten Ausführungsform wird
im zweiten und dritten Gang der gesamte Planetensatz 2
durch die sechste Kupplung K6 zusammengeschlossen, um im zweiten
Planetensatz 2 die unnötige Drehung zwischen dessen
Komponenten zu verhindern. Da ferner die vierte Bremse B4
unmittelbar das Sonnenrad 1S des ersten Planetensatzes
1 stationär hält, braucht die zweite Kupplung K2 nicht als
eine Bremse für das Sonnenrad 1S des ersten Planetensatzes
1 zu dienen, so daß die zweite Kupplung K2 in ihrer Größe
vermindert werden kann.
Die Fig. 5 zeigt die Kupplungs- und Bremseneinsatztabelle,
die Einrückschemata enthält, welche bei der Durchführung des
Gangwechsels im Planetenradgetriebe der zweiten Ausführungsform
von Fig. 4 zu bevorzugen sind. In der Fig. 5 geben die
Symbole a, b und c im zweiten und vierten Gang die Reihenfolge
der im Gangwechsel zu schaltenden Einrückvorrichtungen
an.
Die Fig. 6 zeigt schematisch eine dritte Ausführungsform gemäß
der Erfindung, die der Ausführungsform von Fig. 1 mit
der Ausnahme ähnlich ist, daß die sechste Kupplung K6 weggelassen
wurde. Die sechste Kupplung K6 schließt den gesamten
zweiten Planetensatz 2 zusammen, um eine Drehung unter
dessen jeweiligen Komponenten zu verhindern, und sie ist
nicht in besonderer Weise im Schalten eines Ganges beteiligt,
so daß, selbst wenn die sechste Kupplung K6 fehlt, die fünf
Vorwärtsgänge und der eine Rückwärtsgang in gleichartiger
Weise zu dem Fall des Planetenradgetriebes in der Ausführungsform
von Fig. 1 geschaltet werden können. Somit hat diese
dritte Ausführungsform eine Mehrzahl von Einrückschemata in
den jeweiligen Gängen, und die Kupplungs- sowie Bremseneinsatztabelle
der dritten Ausführungsform ist der Tabelle von
Fig. 2 mit Ausnahme der Spalte für die sechste Kupplung K6
ähnlich.
Gemäß der dritten Ausführungsform von Fig. 6 wird im fünften
Gang und im Rückwärtsgang der gesamte dritte Planetensatz
3 durch die siebte Kupplung K7 zusammengeschlossen, um die
unnötige Drehung der Bauteile des dritten Planetensatzes
3 zu verhindern. Da ferner die vierte Bremse B4 unmittelbar
das Sonnenrad 1S des ersten Planetensatzes 1 stationär
hält, braucht die zweite Kupplung K2 nicht als eine Bremse
für das Sonnenrad 1S des ersten Planetensatzes 1 zu dienen,
so daß für die zweite Kupplung K2 eine Größenverminderung
möglicht ist.
Die Fig. 7A zeigt die Kupplungs- und Bremseneinsatztabelle,
die Einrückschemata enthält, welche für das Durchführen des
Gangwechsels im Planetenradgetriebe der dritten Ausführungsform
von Fig. 6 zu bevorzugen sind. Die Fig. 7B zeigt eine
weitere Kupplungs- und Bremseneinsatztabelle anstelle der
Tabelle von Fig. 7A, wobei die Tabelle von 7B der Tabelle
von Fig. 7A mit der Ausnahme ähnlich ist, daß die Einrückschemata
im zweiten und dritten Gang durch andere Einrückschemata
ersetzt sind.
Auch wenn der Gangwechsel entsprechend einem der Schemata
von Fig. 7A oder 7B durchgeführt wird, so erfolgt diese Durchführung
mit einer ausgezeichneten Regelbarkeit.
Die Fig. 8 zeigt eine vierte Ausführungsform, die der dritten
Ausführungsform von Fig. 6 mit der Ausnahme ähnlich ist,
daß die vierte Bremse B4 fehlt. Während die vierte Bremse
B4 das Sonnenrad 1S des ersten Planetensatzes 1 stationär
hält, ist die zweite Bremse B2 mit dem Sonnenrad 1S durch
die zweite Kupplung K2 sowie den Planetenradträger 2C des zweiten Planetensatzes
2 verbunden und die dritte Bremse B3 ebenfalls
mit dem Sonnenrad 1S durch die vierte Kupplung K4 verbunden,
so daß das Sonnenrad 1S des ersten Planetensatzes 1 durch
eine dieser Kupplungen K2 oder K4 stationär gehalten wird.
Somit läßt das Planetenradgetriebe gemäß der vierten Ausführungsform
von Fig. 8 zu, fünf Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang
gemäß der Kupplungs- und Bremseneinsatztabelle,
die die Einrückschemata einschließt, zu schalten, und zwar
ähnlich zur Tabelle von Fig. 2 mit der Ausnahme der Spalte
für die vierte Bremse B4.
Bei der vierten Ausführungsform von Fig. 8 wird der gesamte
dritte Planetensatz 3, der an der Drehmomentübertragung
nicht teilnimmt, durch die siebte Kupplung K7 im fünften
Gang sowie im Rückwärtsgang zusammengeschlossen, um die unnötige
Drehung im dritten Planetensatz 3 zu verhindern.
Die Fig. 9A, 9B und 9C zeigen die Kupplungs- und Bremseneinsatztabellen
für das Planetenradgetriebe der vierten, in
Fig. 8 gezeigten Ausführungsform. Wenn der Gangwechsel gemäß
den Tabellen von Fig. 9A-9C durchgeführt wird, ist es möglich,
einen Gangwechsel zu bewerkstelligen, der die Zahl
der Einrückvorrichtungen, die kontrollierbar umzuschalten
sind, vermindert und eine ausgezeichnete Regelbarkeit
sowie eine vorteilhafte Verminderung von Stößen im Gangwechsel
erzielt. Die Tabelle von Fig. 9B ist zu derjenigen
von Fig. 9A ähnlich mit der Ausnahme, daß die Spalte c des
vierten Ganges geändert ist. Auch ist die Tabelle von Fig. 9C
derjenigen von Fig. 9A ähnlich mit der Ausnahme, daß die
Zeilen b und c geändert sind.
Die Fig. 10 zeigt eine fünfte Ausführungsform, die derjenigen
von Fig. 1 ähnlich ist mit der Ausnahme, daß der erste
Planetensatz 1 nicht mit nur einem Planetenrad
ausgebildet ist, sondern zwei Planetenräder enthält. Insofern
ist das Planetenradgetriebe von Fig. 10 demjenigen von Fig. 1
gleichartig mit der Ausnahme, daß der Planetenradträger 1C des ersten
Planetensatzes 1 mit der Antriebswelle 4 durch die erste
Kupplung K1 und das Hohlrad 1R mit dem Hohlrad 3R des dritten
Planetensatzes 3 verbunden ist. Die fünfte Ausführungsform
von Fig. 10 ist zu derjenigen von Fig. 1 lediglich im
Übersetzungsverhältnis des ersten und zweiten Ganges unterschiedlich,
wobei der erste Planetensatz 1 die Drehung der Antriebswelle
4, die auf die resultierende Drehung für andere
Elemente zu übertragen ist, ändert. Die Übersetzungsverhältnisse
im ersten und zweiten Gang sind folgende:
1. Gang
2. Gang
(1+ρ₃)/(1-ρ₁)
(1+ρ₃)/(1-ρ₁)
Ferner ermöglicht es das Planetenradgetriebe von Fig. 10, die
fünf Vorwärtsgänge und den einen Rückwärtsgang zu schalten,
indem die jeweiligen Einrückvorrichtungen gemäß der Kupplungs-
und Bremseneinsatztabelle von Fig. 2 eingerückt oder gelöst
werden.
Somit kann durch das Planetenradgetriebe der fünften Ausführungsform
von Fig. 10 in zum Planetenradgetriebe von Fig. 1 gleichartiger
Weise die Beteiligung des zweiten Planetensatzes
2 an der Drehmomentübertragung im zweiten bis vierten Gang
verhindert werden. Wenn die sechste Kupplung K6 eingerückt
wird, so dreht in diesem Fall der gesamte zweite Planetensatz
2 als eine Einheit oder ein Block, um die unnötige Drehung
im zweiten Planetensatz 2 zu verhindern. Da ferner
im fünften Gang und im Rückwärtsgang die Drehung der Antriebswelle
4, die auf den zweiten Planetensatz 2 durch
den ersten Planetensatz 1 übertragen wird, einem Gangwechsel
oder einer Übersetzungsänderung im zweiten Planetensatz
2, der bzw. die auf die Abtriebswelle 5 zu übertragen
ist, ausgesetzt ist, wird der dritte Planetensatz 3 nicht
an der Drehmomentübertragung beteiligt. Somit dreht, wenn
die siebte Kupplung K7 in diesen Gängen eingerückt ist,
der gesamte dritte Planetensatz 3 als eine Einheit, um
eine unnötige Drehung im dritten Planetensatz 3 zu verhindern.
Auch läßt die zweite Kupplung K2 eine Größenverminderung
zu, was zum Fall der Ausführungsform von Fig. 1 gleichartig
ist.
Die Kupplungs- und Bremseneinsatztabelle, die die in der Praxis
zu bevorzugenden Einrückschemata für das Planetenradgetriebe
von Fig. 10 einschließt, ist der Tabelle von Fig. 3 ähnlich.
Im folgenden werden Verbesserungen an der in Fig. 10 gezeigten
Ausführungsform erläutert. Die Fig. 11 stellt eine sechste
Ausführungsform dar, die derjenigen von Fig. 10 mit der Ausnahme
gleichartig ist, daß die siebte Kupplung K7 weggelassen
wurde. Bei der siebten Ausführungsform von Fig. 12
besteht der Unterschied zu der Ausführungsform von Fig. 10
darin, daß die sechste Kupplung K6 fehlt. Bei der in Fig. 13
gezeigten achten Ausführungsform liegt der Unterschied
zu derjenigen von Fig. 10 darin, daß die sechste Kupplung
K6 sowie die vierte Bremse B4 nicht vorhanden sind. Die Beziehung
zwischen den Ausführungsformen von Fig. 11-13 und
der Ausführungsform von Fig. 10 ist der Beziehung zwischen
den Ausführungsformen von Fig. 4, 6 sowie 8 und der Ausführungsform
von Fig. 1 gleichartig. Somit wird bei den Ausführungsformen
von Fig. 11-13 der gesamte Planetensatz,
der an der Drehmomentübertragung nicht beteiligt ist, durch
die sechste oder siebte Kupplung K6 oder K7 vereinigt oder
verblockt, um eine unnötige Drehung des zugehörigen Planetensatzes
zu verhindern.
Die in der Praxis zu bevorzugenden Kupplungs- und Bremseneinsatztabellen
der Ausführungsformen nach den Fig. 11, 12
und 13 sind jeweils der Tabelle von Fig. 5, den Tabellen von
Fig. 7A sowie 7B und den Tabellen von Fig. 9A-9C ähnlich.
Die Fig. 14 zeigt eine neunte Ausführungsform, die derjenigen
von Fig. 1 mit der Ausnahme gleichartig ist, daß die Verbindung
zwischen den jeweiligen Komponenten im dritten Planetensatz
3 geändert ist, d. h. das Hohlrad 3R des dritten
Planetensatzes 3 ist ständig mit dem Hohlrad 2R des zweiten
Planetensatzes 2 verbunden und diese Hohlräder 2R sowie
3R sind mit dem Planetenradträger 1C des ersten Planetensatzes 1 verbunden.
Die Abtriebswelle 5 ist lediglich mit dem Planetenträger 3C
des dritten Planetensatzes 3 in Verbindung.
Somit ermöglicht das Planetenradgetriebe der neunten Ausführungsform
von Fig. 14 das Schalten von fünf Vorwärtsgängen
und einem Rückwärtsgang, während es zur Ausführungsform von
Fig. 1 in der Übertragung der Drehung vom zweiten Planetensatz
2 zum dritten Planetensatz 3 unterschiedlich ist,
so daß das Übersetzungsverhältnis der neunten, in Fig. 14 dargestellten
Ausführungsform sich von den Übersetzungsstufen,
die in Übereinstimmung mit der Ausführungsform von Fig. 1
im ersten sowie fünften Gang und im Rückwärtsgang erlangt
werden, unterscheidet. Die Übersetzungsverhältnisse der jeweiligen
Gänge in Übereinstimmung mit der neunten Ausführungsform
sind folgende:
1. Gang
1+ρ₃+ρ₁(1+ρ₂)(1+ρ₃)/ρ₂
1+ρ₃+ρ₁(1+ρ₂)(1+ρ₃)/ρ₂
2. Gang
(1+ρ₁)(1+ρ₃)
(1+ρ₁)(1+ρ₃)
3. Gang
(1+ρ₃)
(1+ρ₃)
4. Gang
1
1
5. Gang
1/(1+ρ₃)/(1+ρ₂+ρ₃)
1/(1+ρ₃)/(1+ρ₂+ρ₃)
Rückwärtsgang
-1(1+ρ₃)/ρ₂
-1(1+ρ₃)/ρ₂
Somit können diese Gänge geschaltet werden, indem die jeweiligen
Einrückvorrichtungen entsprechend irgendeinem Schema
eines jeden Ganges, das in der Kupplungs- und Bremseneinsatztabelle
von Fig. 15 gezeigt ist, eingerückt oder gelöst werden.
Da in diesem Fall der zweite Planetensatz 2 so ausgebildet
ist, daß er nicht an der Drehmomentübertragung im
zweiten und dritten Gang teilhat, wird der zweite Planetensatz
2 durch Einrücken der sechsten Kupplung K6 in diesem
Zustand blockiert, um dadurch eine unnötige Drehung unter
den Bauteilen des zweiten Planetensatzes 2 zu verhindern.
Die Fig. 16, 17A-17C, 18A sowie 18B und 19A-19C zeigen
die Kombination von praktisch zu bevorzugenden Einrückschemata
aus den in Fig. 15 dargestellten Schemata. Ferner werden
die Bedingungen oder Kriterien für eine Wahl der Einrückschemakombination
bestimmt, wie oben erwähnt wurde. Von den
Kupplungs- und Bremseinsatztabellen, die in Fig. 16-19
gezeigt sind, ist diejenige der Fig. 17B der Tabelle von
Fig. 17A mit der Ausnahme gleichartig, daß sie in den Zeilen
c-f des zweiten Ganges, des dritten Ganges, des vierten
und fünften Ganges gewisse Unterschiede aufweisen, und ist die
Tabelle von Fig. 17C mit Ausnahme der Einrückschemata in den
Zeilen b sowie c des vierten und des fünften Ganges der Tabelle
von Fig. 17b gleichartig. Auch ist die Tabelle von
Fig. 18B derjenigen von Fig. 18A mit Ausnahme der Einrückschemata
in den Zeilen des zweiten und dritten Ganges gleichartig.
Darüber hinaus ist die Tabelle von Fig. 19B derjenigen
von Fig. 19A mit Ausnahme der Einrückschemata in den Zeilen
des zweiten sowie dritten Ganges gleichartig, und die Tabelle
von Fig. 19C ist derjenigen von Fig. 19A mit Ausnahme der
Einrückschemata in den Zeilen des dritten bis fünften Ganges
gleichartig.
Bei dem Gangwechsel auf der Grundlage von irgendeiner der
oben angegebenen Kupplungs- und Bremseneinsatztabellen wird,
während wenigstens zwei Einrückvorrichtungen gleichzeitig
unter der Bedingung, daß der Gang gehalten wird, umgeschaltet
werden, irgendeine der Einrückvorrichtungen bei einem Ändern
des Ganges umgeschaltet, so daß es möglich ist, den Gangwechsel
mit einer ausgezeichneten Kontrollierbarkeit und einer
effektiven Dämpfung von Stößen bei diesem Vorgang durchzuführen.
Die Fig. 20 zeigt schematisch eine zehnte Ausführungsform
gemäß der Erfindung, welche derjenigen von Fig. 14 mit der
Ausnahme gleichartig ist, daß für den ersten Planetensatz 1
ein solcher mit zwei Planetenrädern vorgesehen ist, wobei
der Planetenradträger des ersten Planetensatzes 1 mit der Antriebswelle
durch die erste Kupplung K1 und das Hohlrad 1R mit den
Hohlrädern 2R sowie 3R des zweiten sowie dritten Planetensatzes
2 bzw. 3 verbunden ist.
Die in Fig. 21 gezeigte elfte Ausführungsform ist derjenigen
von Fig. 14 mit der Ausnahme gleichartig, daß der dritte Plantensatz
3 durch einen solchen mit zwei Planetenrädern
ersetzt ist, wobei der Planetenradträger 3C des dritten
Planetensatzes 3 mit dem Hohlrad 2R des zweiten Planetensatzes
2, der Planetenradträger 1C des ersten Planetensatzes 1 mit
dem Planetenradträger 3C sowie dem Hohlrad 2R und die Abtriebswelle 5
mit dem Hohlrad 3R des dritten Planetensatzes 3 verbunden
ist.
Die Planetenradgetriebe nach den Ausführungsformen der
Fig. 20 und 21 ermöglichen es, fünf Vorwärtsgänge und einen
Rückwärtsgang zu schalten, indem die jeweiligen Einrückvorrichtungen
gleichartig zum Fall des Planetenradgetriebes von
Fig. 14 eingerückt oder freigegeben werden. Somit wird der
gesamte zweite Planetensatz 2 durch Einrücken der sechsten
Kupplung K6 im zweiten und dritten Gang blockiert, um dadurch
eine unnötige Drehung unter den jeweiligen Komponenten des
zweiten Planetensatzes 2 zu verhindern.
Die jeweiligen Einrückschemata zur Anwendung bei dem praktisch
zu bevorzugenden Gangwechsel sind in den Kupplungs-
und Bremseneinsatztabellen der Fig. 16-19 gleichartig zum
Fall des Planetenradgetriebes der Ausführungsform von Fig. 14
dargestellt.
Wenngleich die jeweiligen Ausführungsformen, die oben beschrieben
wurden, so ausgebildet sind, daß zwei Komponenten
des zweiten oder dritten Planetensatzes 2 oder 3 jeweils
durch die sechste oder siebte Kupplung K6 oder K7 zusammengeschaltet
werden, um den jeweiligen Planetensatz 2 oder
3 zusammenzuschließen oder zu blockieren, so ist die Erfindung
keineswegs auf diese Ausführungsformen begrenzt. Wenn
eine Mehrzahl von Planetensätzen vorgesehen wird, die dazu
ausgebildet sind, nicht an der Drehmomentübertragung teilzunehmen,
so können die jeweiligen Komponenten in diesen Planetensätzen
zusammengeschlossen werden, um die gesamten Planetensätze
zu vereinigen, wie bei der zwölften Ausführungsform
von Fig. 22 gezeigt ist.
Das Planetenradgetriebe der zwölften Ausführungsform von Fig. 22
ist derjenigen von Fig. 1 mit der Ausnahme gleichartig,
daß die vierte Bremse B4 und die sechste sowie siebte Kupplung
K6 und K7 fehlen, während anstelle dieser Kupplungen
eine achte Kupplung K8 vorgesehen ist, um
selektiv den Planetenradträger 1C des ersten Planetensatzes 1 mit
dem Hohlrad 3R des dritten Planetensatzes 3 zu verbinden,
eine neunte Kupplung K9 vorgesehen ist, um selektiv den Planetenradträger
1C des ersten Planetensatzes 1 mit dem Planetenradträger 2C des
zweiten Planetensatzes 2 zu verbinden, und eine zehnte Kupplung
K10 vorhanden ist, um wahlweise die Antriebwelle 4 mit
dem Hohlrad 3R des dritten Planetensatzes 3 zu verbinden.
Auch bei der zwölften Ausführungsform können fünf Vorwärtsgänge
und ein Rückwärtsgang geschaltet werden, wobei die Fig. 23
die Kupplungs- und Bremseneinsatztabelle hierfür zeigt.
Da im dritten Gang der jeweiligen Gänge des Planetenradgetriebes
von Fig. 22 die zweite, vierte, neunte und zehnte Kupplung
K2, K4, K9 und K10 mit der ersten Bremse B1 eingerückt
sind, dreht das Hohlrad 3R des dritten Planetensatzes 3
vorwärts mit derselben Geschwindigkeit wie die Antriebswelle
4 unter der Bedingung, daß das Sonnenrad 3S stationär gehalten
wird, so daß der Planetenradträger 3C und die mit diesem Planetenradträger 3C verbundene
Abtriebswelle 5 langsamer als die Antriebswelle 4
vorwärts gedreht werden. Das bedeutet, daß der dritte Planetensatz
3 den Verzögerungsvorgang ausführt, während der
erste und zweite Planetensatz 1 und 2 an der Drehmomentübertragung
nicht beteiligt sind.
Da das Sonnenrad 1S des ersten Planetensatzes 1 mit dem
Sonnenrad 2S und dem Planetenradträgers 2C des zweiten Planetensatzes
2 über die zweite sowie vierte Kupplung K2 und K4 verbunden
ist und gleichzeitig der Träger 1C des ersten Planetensatzes
1 mit dem Planetenradträger 2C des zweiten Planetensatzes
2 durch die neunte Kupplung K9 verbunden ist, werden der gesamte
erste und zweite Planetensatz 1 und 2 vereinigt,
um das Hohlrad 2R des zweiten Planetensatzes 2 zusammen
mit dem Planetenradträger 3C des dritten Planetensatzes 3 in diesem
Zustand zu drehen. Deshalb drehen der gesamte erste und zweite
Planetensatz 1 und 2 vorwärts mit derselben Geschwindigkeit
wie die Abtriebswelle 5, die langsamer dreht als die
Antriebswelle 4. Das bedeutet, daß der erste und zweite Planetensatz
1 und 2 frei von einer Relativdrehung unter ihren
jeweiligen Komponenten sind. Ferner wird die Drehung des
ersten und zweiten Planetensatzes 1 und 2 im Vergleich
mit dem Fall der oben erwähnten jeweiligen Ausführungsform
vermindert.
Wenngleich die jeweiligen Ausführungsformen unter Bezugnahme
auf das Planetenradgetriebe beschrieben wurden, das imstande
ist, fünf Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang unter Verwendung
von drei Planetensätzen zu schalten, so ist die Erfindung
nicht auf diese Ausführungsformen begrenzt. Vielmehr
erfüllt das Planetenradgetriebe, das zum Schalten einer Mehrzahl
von Gängen unter Verwendung einer Mehrzahl von Planetensätzen
fähig ist, die Aufgabe der Erfindung. Ferner ist der
Gang, bei welchem einer der Planetensätze in den
unbelasteten Zustand fällt, nicht auf den zweiten,
dritten und fünften Gang sowie den Rückwärtsgang, wie es in
den jeweiligen Ausführungsformen gezeigt ist, beschränkt.
Irgendein Planetensatz, der in den unbelasteten Zustand
in irgendeinem Gang gelangt, erfüllt den Erfindungsgedanken.
Darüber hinaus kann die Kupplung, die
die Gesamtheit von irgendeinem Planetensatz gemäß der
Erfindung vereinigen oder blockieren kann, nicht nur zwischen
den jeweiligen Komponenten, wie es bei den einzelnen Ausführungsformen
beschrieben wurde, sondern auch zwischen zwei
anderen Komponenten vorgesehen sein.
Claims (22)
1. Mehrstufiges Planetenradgetriebe mit
einer Antriebswelle (4),
einer Antriebswelle (5),
einem Getriebezug mit mehreren Planetensätzen zum Schalten einer Vielzahl von Übersetzungsverhältnissen zwischen der Antriebswelle (4) und der Abtriebswelle (5) auf unterschiedlichen Drehkraftübertragungswegen, wobei die Planetensätze jeweils ein Sonnenrad (S), ein Hohlrad (R) und einen Planetenradträger (C) aufweisen, und mit
Einrückvorrichtungen (K, B), die zum Wechseln der Übersetzungsverhältnisse betätigt werden, um zumindest zwei Komponenten von mindestens einem der Planetensätze zu verbinden oder zu lösen,
dadurch gekennzeichnet, daß während mindestens eines konstanten Übersetzungsverhältnisses zumindest eine der Einrückvorrichtungen (K, B) betätigt wird, ohne daß ein Gangwechsel erfolgt.
einer Antriebswelle (4),
einer Antriebswelle (5),
einem Getriebezug mit mehreren Planetensätzen zum Schalten einer Vielzahl von Übersetzungsverhältnissen zwischen der Antriebswelle (4) und der Abtriebswelle (5) auf unterschiedlichen Drehkraftübertragungswegen, wobei die Planetensätze jeweils ein Sonnenrad (S), ein Hohlrad (R) und einen Planetenradträger (C) aufweisen, und mit
Einrückvorrichtungen (K, B), die zum Wechseln der Übersetzungsverhältnisse betätigt werden, um zumindest zwei Komponenten von mindestens einem der Planetensätze zu verbinden oder zu lösen,
dadurch gekennzeichnet, daß während mindestens eines konstanten Übersetzungsverhältnisses zumindest eine der Einrückvorrichtungen (K, B) betätigt wird, ohne daß ein Gangwechsel erfolgt.
2. Planetengetriebe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Betätigen der Einrückvorrichtungen (K, B) während
eines konstanten Übersetzungsverhältnisses so erfolgt,
daß zum Schalten in den nächstgelegenen Gang eine
möglichst geringe Anzahl der Einrückvorrichtungen (K,
B) betätigt wird.
3. Planetenradgetriebe nach einem der Ansprüche 1
oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Getriebezug einen
ersten Planetensatz (1) der Einzelplanetenbauart mit einem
ersten Sonnenrad (1S), einem ersten Hohlrad (1R) und einem
ersten Planetenradträger (1C), der ein mit dem ersten
Sonnenrad (1S) sowie dem ersten Hohlrad (1R) kämmendes
Planetenrad (1P) hält, einen zweiten Planetensatz (2) der
Einzelplanetenbauart mit einem zweiten, konstant oder
selektiv mit dem ersten Sonnenrad (1S) verbundenen
Sonnenrad (2S), einem zweiten, konzentrisch zum zweiten
Sonnenrad (2S) angeordneten Hohlrad (2R) sowie einem
zweiten, ein mit dem zweiten Sonnenrad (2S) sowie dem
zweiten Hohlrad (2R) kämmendes Planetenrad (2P) haltenden
Planetenradträger (2C) und einen dritten Planetensatz (3)
mit einem konstant oder selektiv mit dem zweiten
Planetenradträger (2C) verbundenen dritten Sonnenrad (3S),
einem dritten, konstant, oder selektiv mit dem ersten
Planetenradträger (1C) verbundenen Hohlrad (3R) sowie einem
dritten, ein mit dem dritten Sonnenrad (3S) sowie dem
dritten Hohlrad (3R) kämmendes und konstant oder selektiv
mit dem zweiten Hohlrad (2R) verbundenes Planetenrad (3P)
tragenden Planetenradträger (3C) enthält und daß die
Einrückvorrichtungen (K, B) aus wenigstens einer Kupplung
(K6), die das zweite Sonnenrad (2S) mit dem zweiten
Planetenradträger (2C) verbindet, und einer anderen
Kupplung (K7) besteht, die das dritte Sonnenrad (3S) mit
dem dritten Planetenradträger (3C) verbindet.
4. Planetenradgetriebe nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die vereinigende Kupplung (K6) eine
Mehrscheibenkupplung ist, die das zweite Sonnenrad (2S) und
den zweiten Planetenradträger (2C) untereinander verbindet.
5. Planetenradgetriebe nach Anspruch 3 oder 4
dadurch gekennzeichnet, daß die vereinigende Kupplung (K7)
eine Mehrscheibenkupplung ist, die das dritte Sonnenrad
(3S) und den dritten Planetenradträger (3C) untereinander
verbindet.
6. Planetenradgetriebe nach einem der Ansprüche 3
bis 5, gekennzeichnet durch eine erste Kupplung (K1), die
das erste Hohlrad (1R) und die Antriebswelle (4) verbindet,
eine zweite Kupplung (K2), die das erste Sonnenrad (1S) und
den zweiten Planetenradträger (2C) verbindet, eine dritte
Kupplung (K3), die das erste Sonnenrad (1S) und die
Antriebswelle (4) verbindet, eine vierte Kupplung (K4), die
das erste Sonnenrad (1S) und das zweite Sonnenrad (2S)
verbindet, eine fünfte Kupplung (K5), die den zweiten
Planetenradträger (2C) und das dritte Sonnenrad (3S)
verbindet, eine erste Bremse (B1), die selektiv die Drehung
des dritten Sonnenrades (3S) sperrt, eine zweite Bremse
(B2), die selektiv die Drehung des zweiten
Planetenradträgers (2S) sperrt und eine dritte Bremse (B3),
die selektiv die Drehung des zweiten Sonnenrades (2S)
sperrt, wobei die Abtriebswelle (5) mit dem dritten
Planetenradträger (3C) verbunden ist.
7. Planetenradgetriebe nach Anspruch 6,
gekennzeichnet dadurch eine vierte Bremse (B4), die
selektiv die Drehung des ersten Sonnenrades (1S) sperrt.
8. Planetenradgetriebe nach einem der Ansprüche 3
bis 5, gekennzeichnet durch eine erste Kupplung (K1), die
das erste Hohlrad (1R) und die Antriebswelle (4) verbindet,
eine zweite Kupplung (K2), die das erste Sonnenrad (1S) und
den zweiten Planetenradträger (2C) verbindet, eine dritte
Kupplung (K3), die das erste Sonnenrad (1S) und die
Antriebswelle (4) verbindet, eine vierte Kupplung (K4), die
das erste Sonnenrad (1S) und das zweite Sonnenrad (2S)
verbindet, eine zweite Bremse (B2), die selektiv die
Drehung des zweiten Planetenradträgers (2C) sperrt, und
eine dritte Bremse (B3), die selektiv die Drehung des
zweiten Sonnenrades (2S) sperrt, wobei die Abtriebswelle
(5) mit dem dritten Planetenradträger (3C) verbunden ist.
9. Planetenradgetriebe nach einem der Ansprüche 1
oder 2, gekennzeichnet durch einen vierten Planetensatz der
Doppelplanetenbauart mit einem vierten Sonnenrad, einem
vierten Hohlrad und einem vierten Planetenradträger, der
zwei Planetenräder hält, die miteinander kämmen und von
denen das eine mit dem vierten Sonnenrad und das andere mit
dem vierten Hohlrad kämmt, einen zweiten Planetensatz (2)
der Einzelplanetenbauart mit einem zweiten Sonnenrad (2S),
das konstant oder selektiv mit dem vierten Sonnenrad
verbunden ist, einem zweiten Hohlrad (2R), das konzentrisch
zum zweiten Sonnenrad angeordnet ist, und einem zweiten
Planetenradträger (2C), der ein mit dem zweiten Sonnenrad
(2S) sowie dem zweiten Hohlrad (2R) kämmendes Planetenrad
(2P) hält, und einen dritten Planetenradsatz (3) der
Einzelplanetenbauart mit einem dritten Sonnenrad (3S), das
konstant oder selektiv mit dem zweiten Planetenradträger
(2C) verbunden ist, einem dritten Hohlrad (3R), das
konstant oder selektiv mit dem ersten Hohlrad (1R)
verbunden ist, und einem dritten Planetenradträger (3C), der
ein mit dem dritten Sonnenrad (3S) sowie dem dritten
Hohlrad (3R) kämmendes und konstant oder selektiv mit dem
zweiten Hohlrad (2R) verbundenes Planetenrad (3P) hält,
wobei die Einrückvorrichtungen (K, B) aus wenigstens einer
Kupplung (K6), die das zweite Sonnenrad (2S) mit dem
zweiten Planetenradträger (2C) verbindet und einer anderen
Kupplung (K7) besteht, die das dritte Sonnenrad (3S) mit
dem dritten Planetenradträger (3C) verbindet.
10. Planetenradgetriebe nach Anspruch 9,
gekennzeichnet durch eine sechste Kupplung (K6), die den
vierten Planetenradträger und die Antriebswelle (4)
verbindet, eine siebte Kupplung (K7), die das vierte
Sonnenrad und den zweiten Planetenradträger (2C) verbindet,
eine achte Kupplung (K8), die das vierte Sonnenrad und die
Antriebswelle (4) verbindet, eine neunte Kupplung (K9), die
das vierte Sonnenrad und das zweite Sonnenrad (2S)
verbindet, eine zweite Bremse (B2), die selektiv die
Drehung des zweiten Planetenradträgers (2C) sperrt, und
eine dritte Bremse (B3), die selektiv die Drehung des
zweiten Sonnenrades (2S) sperrt, wobei die Abtriebswelle
(5) mit dem dritten Planetenradträger (3C) verbunden ist.
11. Planetenradgetriebe nach Anspruch 10,
gekennzeichnet durch eine fünfte Kupplung (K5), die den
zweiten Planetenradträger (2C) sowie das dritte Sonnenrad
(3S) verbindet, und eine erste Bremse (B1), die selektiv
die Drehung des dritten Sonnenrades (3S) sperrt, wobei eine
Kupplung für die Verbindung des dritten Sonnenrades (3S)
und des dritten Planetenradträgers (3C) untereinander
ausgebildet ist.
12. Planetenradgetriebe nach Anspruch 11, gekennzeichnet
durch eine fünfte Bremse, die selektiv die
Drehung des vierten Sonnenrades sperrt.
13. Planetenradgetriebe nach Anspruch 10,
gekennzeichnet durch eine fünfte Kupplung (K5), die den
zweiten Planetenradträger (2C) und das dritte Sonnenrad
(3S) verbindet, eine erste Bremse (B1), die selektiv die
Drehung des dritten Sonnenrades (3S) sperrt, und eine
fünfte Bremse, die selektiv die Drehung des vierten
Sonnenrades sperrt, wobei die Einrückvorrichtungen (K, B)
eine Kupplung (K6), die das zweite Sonnenrad (2) und den
zweiten Planetenradträger (2C) untereinander verbindet
sowie eine Kupplung (K7) umfaßt, die das dritte Sonnenrad
(3S) und den dritten Planetenradträger (3C) untereinander
verbindet.
14. Planetenradgetriebe nach Anspruch 10,
gekennzeichnet durch eine fünfte Kupplung (K5), die den
zweiten Planetenradträger (2C) und das dritte Sonnenrad
(3S) verbindet, eine erste Bremse (B1), die selektiv die
Drehung des dritten Sonnenrades (3S) sperrt und eine fünfte
Bremse, die selektiv die Drehung des vierten Sonnenrades
sperrt, wobei die Einrückvorrichtungen (K, B) eine das
zweite Sonnenrad (2S) und den zweiten Planetenradträger
(2C) untereinander verbindende Kupplung (K6) umfaßt.
15. Planetenradgetriebe nach einem der Ansprüche 1
oder 2, gekennzeichnet durch einen ersten Planetensatz (1)
der Einzelplanetenbauart mit einem ersten Sonnenrad (1S),
einem ersten Hohlrad (1R) und einem ersten
Planetenradträger (1C), der ein mit dem ersten Sonnenrad
(1S) sowie dem ersten Hohlrad (1R) kämmendes Planetenrad
(1P) hält, einen zweiten Planetensatz (2) mit einem
zweiten, konstant oder selektiv mit dem ersten Sonnenrad
(1S) verbundenen Sonnenrad (2S), einem zweiten,
konzentrisch zum zweiten Sonnenrad (2S) angeordneten
Hohlrad (2R) sowie einem zweiten, ein mit dem zweiten
Sonnenrad (2S) und dem zweiten Hohlrad (2R) kämmendes
Planetenrad (2P) haltenden Planetenradträger (2C) und einen
dritten Planetensatz (3) mit einem konstant oder selektiv
mit dem zweiten Planetenradträger (2C) verbundenen dritten
Sonnenrad (3S), einem dritten, konstant oder selektiv mit
dem ersten Planetenradträger (1C) sowie dem zweiten Hohlrad
(2R) verbundenen Hohlrad (3R) und einem dritten
Planetenradträger (3C), der ein mit dem dritten Sonnenrad
(3S) sowie dem dritten Hohlrad (3R) kämmendes Planetenrad
(3P) hält, und das die Einrückvorrichtungen (K, B) eine das
zweite Sonnenrad (2S) sowie den zweiten Planetenradträger
(2C) untereinander verbindende Kupplung (K6) enthält.
16. Planetenradgetriebe nach Anspruch 15,
gekennzeichnet durch eine erste Kupplung (K1), die das
erste Hohlrad (1R) und die Antriebswelle (4) verbindet,
eine zweite Kupplung (K2), die das erste Sonnenrad (1S) und
den zweiten Planetenradträger (2C) verbindet, eine dritte
Kupplung (K3), die das erste Sonnenrad (1S) und die
Antriebswelle (4) verbindet, eine vierte Kupplung (K4), die
das erste Sonnenrad (1S) und die Antriebswelle (4)
verbindet, eine vierte Kupplung (K4), die das erste
Sonnenrad (1S) und das zweite Sonnenrad (2S) verbindet,
eine fünfte Kupplung (K5), die den zweiten
Planetenradträger (2C) und das dritte Sonnenrad (S3)
verbindet, eine erste Bremse (B1), die selektiv die Drehung
des dritten Sonnenrades (3S) sperrt, eine zweite Bremse
(B2), die selektiv die Drehung des zweiten
Planetenradträgers (2C) sperrt, eine dritte Bremse (B3),
die selektiv die Drehung des zweiten Sonnenrades (2S)
sperrt und eine vierte Bremse (B4), die selektiv die
Drehung des ersten Sonnenrades (1S) sperrt, wobei die
Abtriebswelle (5) mit dem dritten Planetenradträger (3C)
verbunden ist.
17. Planetenradgetriebe nach einem der Ansprüche 1
oder 2, gekennzeichnet durch einen vierten Planetensatz der
Doppelplanetenbauart mit einem vierten Sonnenrad, einem
vierten Hohlrad und einem vierten Planetenradträger, der
zwei Planetenräder hält, die miteinander kämmen und von
denen das eine mit dem vierten Sonnenrad und das andere mit
dem vierten Hohlrad kämmt, einen zweiten Planetensatz (2)
der Einzelplanetenbauart mit einem zweiten, konstant oder
selektiv mit dem vierten Sonnenrad verbundenen Sonnenrad
(2S), einem zweiten konzentrisch zum zweiten Sonnenrad (2S)
angeordneten Hohlrad (2R) sowie einem zweiten, ein mit dem
zweiten Sonnenrad (2S) und dem zweiten Hohlrad (2R)
kämmendes Planetenrad (2P) haltenden Planetenradträger (2C)
und einen dritten Planetensatz (3P) der
Einzelplanetenbauart mit einem konstant oder selektiv mit
dem zweiten Planetenradträger (2C) verbundenen dritten
Sonnenrad (3S), einem konstant oder selektiv mit dem
vierten Hohlrad sowie dem zweiten Hohlrad (2R) verbundenen
dritten Hohlrad (3R) und einem dritten, ein mit dem dritten
Sonnenrad (3S) sowie dem dritten Hohlrad (3R) kämmendes
Planetenrad (3P) haltenden Planetenradträger (3C), wobei
die Einrückvorrichtungen (K, B) eine das zweite Sonnenrad
(2S) und den zweiten Planetenradträger (2C) untereinander
verbindende Kupplung enthält.
18. Planetenradgetriebe nach Anspruch 17,
gekennzeichnet durch eine sechste Kupplung (K6), die den
vierten Planetenradträger und die Antriebswelle (4)
verbindet, eine siebte Kupplung (K7), die das vierte
Sonnenrad und den zweiten Planetenradträger (2C) verbindet,
eine achte Kupplung (K8), die das vierte Sonnenrad und die
Antriebswelle (4) verbindet, eine neunte Kupplung (K9), die
das vierte Sonnenrad und das zweite Sonnenrad (2S)
verbindet, eine fünfte Kupplung (K5), die den zweiten
Planetenradträger (2C) und das dritte Sonnenrad (3S)
verbindet, eine erste Bremse (B1), die selektiv die Drehung
des dritten Sonnenrades (3S) sperrt, eine zweite Bremse
(B2), die selektiv die Drehung des zweiten
Planetenradträgers (2S) sperrt, eine dritte Bremse (B3),
die selektiv die Drehung des zweiten Sonnenrades (2S)
sperrt und eine fünfte Bremse, die selektiv die Drehung des
vierten Sonnenrades sperrt, wobei die Abtriebswelle (5) mit
dem dritten Planetenradträger (3C) verbunden ist.
19. Planetenradgetriebe nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch einen ersten Planetensatz (1) der
Einzelplanetenbauart mit einem ersten Sonnenrad (1S), einem
ersten Hohlrad (1R) und einem ersten Planetenradträger (1C),
der ein mit dem ersten Sonnenrad (1S) und dem ersten
Hohlrad (1R) kämmendes Planetenrad (1P) hält, einen zweiten
Planetensatz (2) der Einzelplanetenbauart mit einem
zweiten, konstant oder selektiv mit dem ersten Sonnenrad
(1S) verbundenen Sonnenrad (2S), einem zweiten,
konzentrisch zum zweiten Sonnenrad (2S) angeordneten
Hohlrad (2R) und einem zweiten Planetenradträger (2C), der
ein mit dem zweiten Sonnenrad (2S) sowie dem zweiten
Hohlrad (2R) kämmendes Planetenrad (2P) hält und einen
fünften Planetensatz der Doppelplanetenbauart mit einem
fünften, konstant oder selektiv mit dem zweiten
Planetenradträger (2C) verbundenen Sonnenrad, einem fünften
Planetenradträger, der konstant oder selektiv mit dem
ersten Planetenradträger (1C) sowie dem zweiten Hohlrad
(2R) verbunden ist und zwei Planetenräder hält, die
miteinander kämmen und von denen das eine mit dem fünften
Sonnenrad und das andere mit dem fünften Hohlrad kämmt,
wobei die Einrückvorrichtungen (K, B) zur Verbindung des
zweiten Sonnenrades (2S) und des zweiten Planetenradträgers
(2C) untereinander ausgebildet sind.
20. Planetenradgetriebe nach Anspruch 19,
gekennzeichnet durch eine erste Kupplung (K1), die das
erste Hohlrad (1R) und die Antriebswelle (4) verbindet,
eine zweite Kupplung (K2), die das erste Sonnenrad (1S) und
den zweiten Planetenradträger (2C) verbindet, eine dritte
Kupplung (K3), die das erste Sonnenrad (1S) und die
Antriebswelle (4) verbindet, eine vierte Kupplung (K4), die
das erste Sonnenrad (1S) und das zweite Sonnenrad (2S)
verbindet, eine fünfte Kupplung (K5), die den zweiten
Planetenradträger (2C) und das fünfte Sonnenrad verbindet,
eine erste Bremse (B1), die selektiv die Drehung des
fünften Sonnenrades sperrt, eine zweite Bremse (B2), die
selektiv die Drehung des zweiten Planetenradträgers (2C)
sperrt, eine dritte Bremse (B3), die selektiv die Drehung
des zweiten Sonnenrades (2S) sperrt und eine vierte Bremse
(B4), die selektiv die Drehung des ersten Sonnenrades (1S)
sperrt, wobei die Abtriebswelle (5) mit dem fünften Hohlrad
verbunden ist.
21. Planetenradgetriebe nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Getriebezug erste bis dritte
Planetensätze (1, 2, 3) umfaßt, von denen jeder mit einem
Sonnenrad (S), einem Hohlrad (R) und einem
Planetenradträger (C) ausgestattet ist, daß eine zweite
Kupplung (K2) zur Verbindung des Sonnenrades (1S) des
ersten Planetensatzes (1) und des Planetenradträgers (2C)
des zweiten Planetensatzes (2) vorgesehen ist, daß eine
vierte Kupplung (K4) zur Verbindung des Sonnenrades (1S)
des ersten Planetensatzes (1) sowie des Sonnenrades (2S)
des zweiten Planetensatzes (2) vorgesehen ist und daß die
Einrückeinrichtungen (K, B) eine Kupplung (K9) umfassen, die
den Planetenradträger (1C) des ersten Planetensatzes (1)
und den Planetenradträger (2C) des zweiten Planetensatzes
(2) untereinander verbindet.
22. Planetenradgetriebe nach Anspruch 21,
gekennzeichnet durch eine erste Kupplung (K1), die das
Hohlrad (1R) des ersten Planetensatzes (1) und die
Antriebswelle (4) verbindet, eine dritte Kupplung (K3), die
das Sonnenrad (1S) des ersten Planetensatzes (1) und die
Antriebswelle (4) verbindet, eine fünfte Kupplung (K5), die
den Planetenradträger (2C) des zweiten Planetensatzes (2)
und das Sonnenrad (3S) des dritten Planetensatzes (3)
verbindet, eine zehnte Kupplung (K8), die den
Planetenradträger (1C) des ersten Planetensatzes (1) und
das Hohlrad (3R) des dritten Planetensatzes (3) verbindet,
eine elfte Kupplung (K10), die das Hohlrad (3R) des dritten
Planetensatzes (3) und die Antriebswelle (4) verbindet,
eine erste Bremse (B1), die selektiv die Drehung des
Sonnenrades (3S) des dritten Planetensatzes (3) sperrt,
eine zweite Bremse (B2), die selektiv die Drehung des
Planetenradträgers (2C) des zweiten Planetensatzes (2)
sperrt und eine dritte Bremse (B3), die selektiv die
Drehung des Sonnenrades (2S) des zweiten Planetensatzes (2)
sperrt, wobei das Hohlrad (2R) des zweiten Planetensatzes
(2) konstant mit dem Planetenradträger (3C) des dritten
Planetensatzes (3) verbunden ist und die Abtriebswelle (5)
an den Planetenradträger (3C) des dritten Planetensatzes
(3) angeschlossen ist.
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