DE69022342T2

DE69022342T2 - Planetengetriebesystem.

Info

Publication number: DE69022342T2
Application number: DE69022342T
Authority: DE
Inventors: Kunio Otsuka
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1989-10-03
Filing date: 1990-10-04
Publication date: 1996-02-29
Anticipated expiration: 2010-10-05
Also published as: EP0421396A2; EP0421396B1; JPH03121336A; EP0421396A3; AU6370690A; KR910008316A; DE69022342D1; JPH0776581B2; US5059162A

Description

Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Planetengetriebesysteme flir automatische Getriebe, insbesondere eines Typs, der drei Planetenradsätze besitzt.
Die JP-A-62-83541 offenbart ein herkömmliches Planetengetriebesystem zum Erzielen von fünf oder mehr Vorwärtsgängen bzw. Geschwindigkeiten. Dieses Planetengetriebesystem besitzt einen Hauptplanetenzahnradzug, der aus zwei Planetenradsätzen zum Erzielen von vier Vorwärtsgeschwindigkeiten zusammengesetzt ist, und einen zweiten Planetenzahnradzug, der aus einem Planetenradsatz zusammengesetzt ist und der in Reihe mit dem Hauptplanetenzahnradzug verbunden ist.
Die JP-A-63-47542 offenbart ein Planetengetriebesystem für eine Antriebsachse eines F.F.-Fahrzeugs bzw. eines frontgetriebenen Fahrzeugs mit Frontmotor. Dieses Planetengetriebesystem besitzt einen Hauptplaneten zahnradzug koaxial zu einer Eingangs-Antriebswelle und einen zweiten Planetenzahnradzug koaxial zu einer Ausgangs-Abtriebswelle, die parallel zu der Antriebswelle verläuft. Die Antriebs- und die Abtriebswelle sind durch eine Verzahnung miteinander verbunden.
Allerdings erfordert das letztere System zwei Reibungsvorrichtungen fur den sekundären Planetenzahnradzug zusätzlich zu fünf Reibungsvorrich tungen fiir den Hauptplanetenzahnradzug, so daß die Anzahl der erforderlichen Reibungsvorrichtungen relativ groß ist.
weiterhin wird das Zahnradverhältnis, das schließlich durch die Zahnradanordnung erhalten wird, in der der Hauptplanetenzahnradzug in Reihe mit dem sekundären Planetenzahnradzug verbunden ist, durch ein Produkt zwischen dem Zahnradverhältnis des Hauptplanetenzahnradzugs und dem Zahnradverhältnis des zweiten Zahnradzugs bestimmt. Deshalb tendieren die Zahnradverhältnisse des herkömmlichen Zahnradsystems dazu, daß sie zu hoch oder zu niedrig sind, und es ist schwierig, die Zahnradverhältnisse aller Vorwärtsgänge gleich den optimalen werten einzustellen.
Die herkömmlichen Getriebesysteme sind so angeordnet, daß der Haupt- und der Sekundärzahnradzug unabhängig voneinander geschaltet werden. Deshalb erfordern diese Systeme eine komplizierte Steuereinheit zum Steuern der Relbungsvorrichtungen, um den Schaltruck zu reduzieren, insbesondere um den Schaltruck zu reduzieren, wenn beide Planetenzahnradzüge simultan geschaltet werden.
Die JP-A-62-155356 offenbart ein anderes, herkömmliches Planetengetriebe system für F.F.-Fahrzeuge. Dieses herkömmliche Getriebesystem ist aus einem Planetenradsatz und einer Vielzahl von Paaren passender Zahnräder eines Parallelwellentyps aufgebaut. Allerdings erhöhen die Zahnräder vom Parallelwellentyp dieses herkömmlichen Systems die Größe des Getriebes. Einige der Reibungsvorrichtungen mussen eine ausreichend große Drehmomentkapazität haben, um einem Drehmoment einer beträchlichten Größe standzuhalten. Weiterhin sind einige Kupplungen in Reihe zu den Zahnrädern vom Parallelwellentyp angeordnet, so daß die Größe des Systems erhöht wird. Die Steuerbarkeit dieses herkömmlichen Getriebesystems ist relativ schlecht, da einige Kupplungen geschaltet werden, während sie sich drehen.
Ein Planetengetriebesystem, wie es in dem Oberbegriff des Anspruchs 1 angegeben ist, ist in der EP-A-0 371 651 offenbart, die unter Artikel 54(3) EPÜ fällt, wobei dieses Planetengetriebe zwei einfache Planetenradsätze verwendet, um einen ersten Zahnradzug zu bilden, der mit einem dritten Doppelritzel-Planetenradsatz verbunden ist, der zwei Verbindungen zwischen jeweils zwei Sätzen besitzt, was fünf Vorwärtsverhältnisse und ein Rückwärtsverhältnis liefert, während eine Kupplung geschlossen verbleibt. Dieses Getriebe nach dem Stand der Technik weist einen ersten Planetenzahnradzug, der einen ersten und einen zweiten Planetenradsatz besitzt, die zweimal zwischenverbunden sind, wobei der erste Planetengetriebezug mit der Eingangseinrichtung verbunden ist; einen zweiten Planetengetriebezug, der einen dritten Planetenradsatz besitzt, wobei der zweite Planetengetriebezug mit der Ausgangseinrichtung verbunden ist; eine erste Verindungseinrichtung zum Verbinden des ersten Planetenträgers des ersten Planetenradsatzes des ersten Planetengetriebezugs mit dem zweiten Planetengetriebezug und dem Ausgangselement, und eine zweite Verbindungseinrichtung zum Verbinden des ersten Planetengetriebezugs mit dem zweiten Planetengetriebezug auf.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Planetengetriebesystem, wie es in dem Oberbegriff des Anspruchs 1 angegeben ist, derart zu verbessern, daß eine Umschaltsteuerung erleichtert wird und die Größe des Zahnradsystems reduziert wird.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die Merkmale gelöst, wie sie im Anspruch 1 beansprucht sind.
Ein Planetengetriebeantrieb gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der DE-A-2 141 354 bekannt. Der Planetenzahnradantrieb, der in diesem Dokument offenbart ist, ist grundsätzlich so aufgebaut, daß er drei unterschiedliche Vorwärtsgeschwindigkeiten besitzt. Eine vierte Vorwärtsgeschwindigkeit wird durch den zweiten Planetengetriebezug erhalten.
Die GB-A-2 171 766 offenbart ein Planetengetriebesystem, das einen ersten Planetengetriebezug besitzt, der mit einer Eingangswelle des Zahnradsystems verbunden ist. Der erste Planetengetriebezug weist einen ersten und einen zweiten Planetenradsatz auf. Weiterhin ist ein zweiter Planetengetriebezug vorgesehen, der mit der Ausgangswelle des Zahnradsystems verbunden ist und der einen dritten Planetenradsatz umfaßt. Ein erstes und ein zweites Stirnzahnrad verbinden den ersten Planetengetriebezug mit dem zweiten Planetengetriebezug.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Planetengetriebesystem zu schaffen, das mindestens drei Planetenradsätze besitzt, das so aufgebaut ist, um eine erwünschte Anzahl von Zahnradverhältnissen zu liefern und das die Umschaltsteuerung erleichtert und die Größe des Zahnradsystems reduziert.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht (skelettmäßiges Diagramm) eines Planetengetriebesystems gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 2A zeigt eine Tabelle, die die Betriebszustände der Reibungsvorrichtungen des Planetengetriebesystems der ersten Ausführungsform darstellt.
Fig. 2B zeigt eine Tabelle, die Zahnradgrößen darstellt, die in dem Zahnradsystem der ersten Ausführungsform eingesetzt werden.
Fig. 2C zeigt eine Tabelle, die einen Zahnradverhältniswert jede Gangs bzw. jeder Geschwindigkeit darstellt, der durch das Zahnradsystem der ersten Ausführungsform erhalten wird.
Fig. 3 zeigt eine schematische Ansicht eines Planetengetriebesystems gemäß einer zweiten Ausführungform der Erfindung.

Detallierte Beschreibung der Erfindung

Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in den Figuren 1 und 2A-2C dargestellt. Ein Planetengetriebesystem 10 der ersten Ausführungsform ist ein Komponententeil eines automatischen Getriebes eines F.F.-Fahrzeugs.
Das Planetengetriebesystem 10 der ersten Ausführungsform umfaßt eine Eingangseinrichtung zum Aufnehmen einer Eingangsdrehung von einem Drehmomentwandler 11, der mit einem Motor des Fahrzeugs verbunden ist, und eine Ausgangseinrichtung zum Abgeben einer Ausgangsdrehung. Die Eingangseinrichtung weist eine Eingangs- bzw. Antriebswelle 12 auf und die Ausgangseinrichtung weist eine Ausgangs- bzw. Abtriebswelle 14 auf. In dieser Ausführungsform sind die Eingangs- und Ausgangswelle 12 und 14 parallel zueinander angeordnet.
Ein Motordrehmoment des Motors wird über den Drehmomentwandler 11, der an der linken Seite des Planetengetriebesystems aus Sicht der Fig. 1 angeordnet ist, auf die Eingangswelle 12 übertragen. Die Ausgangs- bzw. Abtriebsdrehung des Planetengetriebesystems 10 wird zu der Ausgangswelle 14 über ein Endzahnrad 16 auf ein Differentialzahnrad 18 zugeführt. Das linke Ende der Ausgangswelle 14 ist mit dem Endzahnrad 16 verbunden, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist.
Das Planetengetriebesystem 10 umfaßt weiterhin einen ersten (oder Haupt-) Planetengetriebezug und einen zweiten (oder sekundären) Planetengetriebezug. In dieser Ausführungsform besteht der erste Planetengetriebezug aus einem ersten Planetenradsatz 20 und einem zweiten Planetenradsatz 22 und der zweite Planetengetriebezug besteht aus einem dritten Planetenradsatz 26.
Der erste Planetenradsatz 20 umfaßt ein erstes Sonnenrad 20s, ein erstes Ring- bzw. Tellerrad 20r und einen ersten Planetenträger 20pc. Diese drei Elemente sind drehaktive Elemente des ersten Planetenradsatzes 20. Der erste Planetenradsatz 20 ist ein Planetenradsatz des Einzelritzeltyps (oder eine einfache Planetenanordnung). In dieser Ausführungsform trägt der ersten Planetenträger 20pc drehbar mindestens ein erstes Ritzel 20p, das in direktem Eingriff sowohl mit dem ersten Sonnenrad 20s als auch mit dem ersten Ring- bzw. Tellerrad 20r steht. Der erste Planetenradsatz 20 verläuft koaxial zu der Eingangswelle 12.
Der zweite Planetenradsatz 22 umfaßt ein zweites Sonnenrad 22s, ein zweites Ring- bzw. Tellerrad 22r und einen zweiten Planetenträger 22pc. Diese drei Elemente sind drehaktive Elemente des zweiten Planetenradsatzes 22. Der zweite Planetenradsatz 22 ist auch ein Einzelritzeltyp. In dieser Ausführungsform ist mindestens ein zweites Ritzel 22p drehbar an dem zweiten Planetenträger 22pc gehalten. Das zweite Ritzel 22p steht in direktem, verzahntem Eingriff mit sowohl dem zweiten Sonnenrad 22s als auch dem zweiten Tellerrad 22r. Der zweite Planetenradsatz 22 verläuft auch koaxial zu der Eingangswelle 12. Der zweite Planetenradsatz 22 ist an der linken Seite des ersten Planetenradsatzes 20, aus Sicht der Fig. 1, angeordnet.
Der dritte Planetenradsatz 26 umfaßt ein drittes Sonnenrad 265, ein drittes Ring- bzw. Tellerrad 26r und einen dritten Planetenträger 26pc, die drei aktive Elemente des dritten Planetenradsatzes 26 sind. Der dritte Planetenradsatz 26 ist eine Doppelritzeltyp-Planetenradsatz (eine Dualplanetenanordnung). In dieser Ausführungsform trägt der dritte Planetenträger 26pc drehbar eine oder mehrere Ritzelgruppen, von denen jede ein drittes, inneres Ritzel 26p1 und ein drittes, äußeres Ritzel 26p2 umfaßt. In der Ritzelgruppe jeder der Ritzelgruppen steht das dritte, innere Ritzel 26p1 direkt mit sowohl dem dritten Sonnenrad 265 als auch mit dem dritten, äußeren Ritzel 26p2 in Eingriff, und das dritte, äußere Ritzel 26p2 steht in direktem Eingriff mit sowohl dem dritten inneren Ritzel 26p1 als auch mit dem dritten Ringrad 26r. Deshalb kann eine Drehung von dem dritten Sonnenrad 26s auf das dritte Ringrad 26r derart übertragen werden, daß die Drehrichtung des dritten Ringrads 26r dieselbe ist wie die Drehrichtung des dritten Sonnenrads 26s. Der dritte Planetenradsatz 26 ist an der Ausgangswelle 14 so befestigt, daß der dritte Planetenradsatz 26 koaxial zu der Ausgangswelle 14 verläuft. Der dritte Planetenradsatz 26 ist an einer axialen Position entsprechend der axialen Position des ersten Planetenradsatzes 20 angeordnet.
Das Planetengetriebesystem umfaßt weiterhin eine Reibungsvorrichtungsgruppe, die, in dieser Ausführungsform, sechs Relbungsvorrichtungen umfaßt. Die Reibungsvorrichtungen dieser Ausführungsform sind eine erste, eine zweite und eine dritte Kupplung C1, C2 und C3 und eine erste, eine zweite und eine dritte Bandbremse B1, B2 und B3. Die erste Kupplung C1 ist zwischen der Eingangswelle 12 und dem ersten Sonnenrad 20s angeordnet. Die erste Kupplung C1 kann das erste Sonnenrad 20s mit der Eingangswelle 12 verbinden und das erste Sonnenrad 20s von der Eingangswelle 12 trennen. Die erste Bandbremse B1 ist zwischen einem stationären Gehäuse (Getriebegehäuse) und dem ersten Ringrad 20r angeordnet. Die erste Bandbremse B1 kann das erste Ringrad 20r halten oder gründen.
Das zweite Sonnenrad 22s ist mit der Eingangswelle 12 über eine dritte Kupplung C3 verbunden und weiter mit dem stationären Gehäuse über die dritte Bandbremse B3 verbunden. Die dritte Kupplung C3 kann das zweite Sonnenrad 22s mit der Eingangswelle 12 verbinden und die dritte Bremse B3 kann das zweite Sonnenrad 22s halten. Der zweite Planetenträger 22pc ist mit der Eingangswelle 12 über die zweite Kupplung C2 verbunden. Die zweite Kupplung C2 kann eine Eingangsverbindung zwischen der Eingangswelle 12 und dem zweiten Planetenträger 22pc herstellen. Die zweite Bandbremse B2 ist zwischen dem stationären Gehäuse und dem dritten Planetenträger 26pc so angeordnet, daß die zweite Bremse B2 den dritten Planetenträger 26pc halten kann. Eine Schaltsteuereinheit ist mit den Reibungsvorrichtungen C1-C3 und B1-B3 verbunden. Die Schaltsteuereinheit steuert jede Reibungsvorrichtung, wie dies in Fig. 2A dargestellt ist.
Das Planetengetriebesystem dieser Ausführungsform umfaßt weiterhin eine erste und eine zweite Verbindungseinrichtung, von denen jede ein aktives Element des ersten und zweiten Planetenradsatzes 20 und 22 mit einem aktiven Element des dritten Planetenradsatzes 26 verbindet, und eine dritte und eine vierte Verbindungseinrichtung, von denen jede ein aktives Element des ersten Planetenradsatzes 20 mit einem aktiven Element des zweiten Planetenradsatzes 22 verbindet. In dieser Ausführungsform sind das erste Ringrad 20r und der zweite Planetenträger 22pc miteinander durch die dritte Verbindungseinrichtung verbunden und das zweite Ringrad 22r und der erste Planetenträger 20pc sind miteinander durch die vierte Verbindungseinrichtung verbunden. Das erste Ringrad 20r und der zweite Planetentrager 22pc bilden ein einzelnes Drehtell und sie drehen sich als eine Einheit. Das zweite Ringrad 22r und der erste Planetentrager 20pc bilden ein anderes, einzelnes Drehteil und sie drehen sich als eine Einheit. Demzufolge besteht der ersten Planetengetriebezug aus dem ersten und dem zweiten Planetenradsatz 20 und 22 und er besitzt vier Drehteile, die drehbar relativ zueinander sind. Zwei der vier Drehteile sind Zweielemententelle, von denen jedes aus zwei aktiven Elementen besteht. Die verbleibenden zwei der vier Drehteile sind Einzelelemententeile, von denen jedes nur aus einem aktiven Element besteht. Das erste Zweielemententeil ist aus dem ersten Ringrad 20r und dem zweiten Planetenträger 22pc zusammengesetzt und das zweite Zweielemententeil ist aus dem zweiten Ringrad 22r und dem ersten Planetenträger 20pc zusammengesetzt. Das erste Sonnenrad 20s bildet das erste Einzelelemententeil und das zweite Sonnenrad 22s bildet das zweite Einzelelemententeil.
In dieser Ausführungsform umfaßt jede der ersten und der zweiten Verbindungseinrichtungen eine Verzahnungseinrichtung zum Verbinden, durch eine Verzahnung, eines aktiven Elements koaxial zu der Eingangswelle 12 mit einem aktiven Element koaxial zu der Ausgangswelle 14, die parallel zu der Eingangswelle 12 verläuft. Die erste Verbindungseinrichtung weist ein Paar 24 eines ersten, primären Zahnrads (Seitenzahnrad der ersten Eingangswelle) 24a und ein erstes Gegenzahnrad (Seitenzahnrad der ersten Ausgangswelle) 24b auf. Die zweite Verbindungseinrichtung weist ein Paar 28 eines zweiten, primären Zahnrads (Seitenzahnrad der zweiten Eingangswelle) 28a und ein zweites Gegenzahnrad (Seitenzahnrad der zweiten Ausgangswelle) 28b auf. Das erste und das zweite pirmäre Zahnrad 24a und 28a verlaufen koaxial zu der Eingangswelle 12 und das erste und das zweite Gegenzahnrad 24b und 28b verlaufen koaxial zu der Ausgangswelle 14. Das primäre und das Gegenzahnrad jeder der ersten und zweiten Verbindungseinrichtung sind Zahnräder eines Parallelwellentyps, die eine Drehung zwischen zwei parallelen Wellen übertragen können. In jedem Paar 24 oder 28 steht das primäre Zahnrad mit dem Gegenzahnrad in Eingriff.
Das erste primäre Zahnrad 24a ist mit dem ersten Planetenträger 20pc verbunden. Deshalb drehen sich der erste Planetenträger 20pc, das zweite Ringrad 22r und das erste primäre Rad 24a als eine Einheit. Das erste Gegenzahnrad 24b ist an dem rechten Ende der Ausgangswelle 14 verbunden. Das dritte Sonnenrad 26s und das erste Gegengzahnrad 24b sind mit der Ausgangswelle 14 derart verbunden, daß sich das erste Gegenzahnrad 24b, das dritte Sonnenrad 26s und die Ausgangswelle 14 als eine Einheit drehen. Deshalb verbindet die erste Verbindungseinrichtung den ersten Planetenträger 20pc mit dem dritten Sonnenrad 26s derart, daß eine Rotation dazwischen übertragen werden kann.
In dieser Ausführungsform ist das zweite primäre Zahnrad 28a an dem Außenumfang des ersten Ringrads 20r gebildet und das zweite Gegenzahnrad 28b ist an dem äußeren Umfang des dritten Ringrads 26r gebildet. Deshalb ist das zweite primäre Zahnrad 28a ein integraler Teil des ersten Ringrads 20r und das zweite Gegenzahnrad 2bb ist ein integraler Teil des dritten Ringrads 26r. Jedes des ersten und des dritten Ringrads ist mit einer inneren Zahnradverzahnung und einer äußeren Zahnradverzahnung ausgebildet. Demzufolge verbindet das zweite Paar 28 des primären und des Gegenzahnrads das erste Ringrad 20r und das dritte Ringrad 26r derart, daß eine Drehung dazwischen übertragen werden kann.
Das Planetengetriebesystem besitzt ein erstes und ein zweites Ende, die axial entlang einer axialen Richtung parallel zu der Eingangs- und der Ausgangswelle 12 und 14 beabstandet sind. In Fig. 1 ist das erste Ende das linke Ende und das zweite Ende ist das rechte Ende. Das erste primäre und das Gegenzahnrad 24a und 24b sind an dem zweiten Ende des Planetengetriebesystems angeordnet. Der zweite Planetenradsatz 22 ist axial zwischen dem ersten (linken) Ende des Getriebesystems und dem ersten Planetenradsatz 20 angeordnet. Der erste Planetenradsatz 20 ist axial zwischen dem zweiten Planetenradsatz 22 und dem ersten primären Zahnrad 24a angeordnet. Der erste und der zweite Planetenradsatz 20 und 22 sind zwischen dem ersten Ende des Planetengetriebesystems und dem ersten primären Zahnrad 24a angeordnet. Der erste Planetenradsatz 20 ist axial zwischen der Eingangswelle 12 und dem ersten primären Zahnrad 24a angeordnet.
Das Planetengetriebesystem 10 dieses Ausführungsform kann fünf Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang erzielen. In jedem Gang werden zwei Reibungsvorrichtungen so in Eingriff gebracht, wie dies durch kleine Kreise in der Tabelle, die in der Fig. 2A dargestellt ist, gezeigt ist. In dem ersten Gang sind die Relbungsvorrichtungen in dem eingegriffenen Zustand die erste Kupplung Cl und die erste Bremse Bl. Die erste Kupplung C1 überträgt die Eingangsdrehung der Eingangswelle 12 auf das erste Sonnenrad 20s und die erste Bremse B1 hält das erste Ringrad 20r stationär. In dem ersten Planetenradsatz funktioniert deshalb das erste Ringrad 20r als ein Halteelement, das erste Sonnenrad 20s funktioniert als ein Eingangsantriebselement und der erste Planetenträger 20pc funktioniert als angetriebenes Ausgangselement für die Vorwärtsuntersetzung. Dann überträgt das erste Paar 24 der Parallelwellentyp-Zahnräder die Drehung des ersten Planetenträgers 20pc auf die Ausgangswelle 14.
Das Planetengetriebesystem führt eine Umschaltung von dem ersten Gang zu dem zweiten Gang durch Lösen der ersten Bremse B1 und anstelle hiervon durch Ineingriffbringen der zweiten Bremse B2 durch. Die erste Bremse B1 gibt das Ringrad 20r frei und anstelle davon hält die zweite Bremse B2 den dritten Planetenträger 26pc stationär. Deshalb wird eine Drehung der Ausgangswelle 14 über das dritte Sonnenrad 26s und die dritten Ritzel 26pl und 26p2 auf das dritte Ringrad 26r übertragen und die Drehung des dritten Ringrads 26r wird auf das erste Ringrad 20r über das zweite Paar 28 des primären und des Gegenzahnrads übertragen. In diesem Fall dreht sich das dritte Ringrad 26r in derselben Richtung wie das dritte Sonnenrad 26s, da der dritte Planetenradsatz 26 von dem Doppelritzeltyp ist. Deshalb bewirkt das dritte Ringrad 26r, daß sich das erste Ringrad 20r in der Drehrichtung des ersten Planetenträgers 20pc dreht.
Als Folge dreht sich der erste Planetenträger 20pc schneller als in dem ersten Gang.
Das Planetengetriebesystem 10 liefert den dritten Gang durch Ineingriffbringen der ersten Kupplung C1 und der dritten Bremse 83. Die dritte Bremse B3 hält das zweite Sonnenrad 22s stationär. Deshalb wird eine Drehung des ersten Planetenträgers 20pc über das zweite Ringrad 22r auf den zweiten Planetenträger 22pc übertragen und das erste Rlngrad 20r dreht sich zusammen mit dem zweiten Planetenträger 22pc in derselben Richtung wie der erste Planetenträger 20pc. Das Planetengetriebesystem 10 ist so aufgebaut, daß die Drehgeschwindigkeit des ersten Ringrads 20r höher in dem dritten Gang als in dem zweiten Gang ist. Deshalb führt eine Hochschaltung von dem zweiten Gang zu dem dritten Gang zu einer Erhöhung der Geschwindigkeit des ersten Planetenträger 20pc.
Das Planetengetriebesystem 10 liefert die vierte Vorwärtsgeschwindigkeit durch Ineingriffbringen der ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung C2. Die zweite Kupplung C2 verbindet den zweiten Planetentrager 22pc mit der Eingangswelle 12, so daß die Eingangsdrehung auf das erste Ringrad 20r übertragen wird. Deshalb drehen sich das erste Ringrad 20r und das erste Sonnenrad 20s unter derselben Geschwindigkeit in derselben Richtung. Als Folge dreht sich der erste Planetenträger 20pc unter der Eingangsgeschwindigkeit der ersten Eingangswelle 12.
Der fünfte Vorwärtsgang wird durch Ineingriffbringen der zweiten Kupplung C2 und der dritten Bremse B3 erhalten. Die dritte Bremse B3 hält das zweite Sonnenrad 22s und die zweite Kupplung C2 überträgt die Eingangsdrehung der Eingangswelle 12 auf den zweiten Planetenträger 22pc. Deshalb dreht sich das zweite Ringrad 22r unter einer Geschwindigkeit höher als die Eingangsgeschwindigkeit zusammen mit dem ersten Planetenträger 20pc.
Das Planetengetriebesystem 10 liefert den Rückwärtsgang durch Ineingriffbringen der dritten Kupplung C3 und der ersten Bremse B1. Die erste Bremse B1 hält den zweiten Planetenträger 22pc und die dritte Kupplung C3 überträgt die Eingangsdrehung von der Eingangswelle 12 auf das zweite Sonnenrad 22s. Deshalb wird das zweite Ringrad 22r in der entgegengesetzten Richtung unter einer reduzierten Geschwindigkeit zusammen mit dem ersten Planetenträger 20pc angetrieben.
Fig. 2B stellt die Zahnradgrößen des ersten, zweiten und dritten Planetenradsatzes 20, 22 und 26 dieser Ausführungsform dar. Die Anzahl en der Zähne der Ringräder des ersten, zweiten und dritten Planetenradsatzes 20, 22 und 26 sind gleich zueinander. Die Anzahl der Zähne des Sonnenrades des dritten Planetenradsatzes 26 ist größer als diejenige des ersten Planetenradsatzes 20 und kleiner als diejenige des zweiten Planetenradsatzes 22. Das Verhältnis der Anzahl der Sonnenradzähne zu der Anzahl der Ringradzähne des dritten Planetenradsatzes 26 ist größer als diejenige des ersten Planetenradsatzes 20 und kleiner als diejenige des zweiten Planeteradsatzes 22. Fig. 2C stellt das Zahnradverhältnis jedes Gangs dar, das durch das Planetengetriebesystem 10 dieser Ausführungsform erhalten wird.
In dem so aufgebauten Planetengetriebesystem 10 wird der dritte Planetenradsatz 26 mit dem ersten und dem zweiten Planetenradsatz 20 und 22 in einer Verbundweise kombiniert. Diese Verbundkombination macht es möglich, das Zahnradverhältnis jedes Gangs freier aus den Werten in einem weiteren Bereich verglichen mit der herkömmlichen Reihenkombination des Hauptplanetengetriebezugs auf der Seite der Eingangswelle, und des dritten Planetenradsatzes, der so angeordnet ist, um die Ausgangsdrehung des Hauptgetriebezugs aufzunehmen und das Geschwindigkeitsverhältnis wieder auf der Seite der Ausgangswelle zu ändern, auszuwählen.
Die Verbundkombination des ersten, zweiten und dritten Planetenradsatzes 20, 22 und 26 gemäß der vorliegenden Erfindung macht es möglich, die Anzahl der erforderlichen Reibungsvorrichtungen zu reduzieren. Der dritte Planetenradsatz 26 der Erfindung erfordert nur eine Relbungsvorrichtung (B2), um eine Übertragung einer Drehung von der Ausgangswelle 14 auf das dritte Ringrad 26r zu ermöglichen und zu verhindern.
Das Planetengetriebesystem 10 dieser Ausführungsform liefert jeden Vorwärtsgang durch Eingreifen von zwei der Reibungsvorrichtungen und führt jede Umschaltung zwischen zwei aufeinanderfolgenden Vorwartsgangen durch Halten einer Vorrichtung unveränderlich in einem eingegriffenen Zustand. Hie in Fig. 2A dargestellt ist, verbleibt die erste Kupplung C1 konstant von dem ersten Gang bis zu dem vierten Gang in Eingriff und die zweite Kupplung C2 verbleibt zwischen dem vierten und dem fünften Gang in Eingriff. Die Hochschaltung und Herunterschaltung von jedem Vorwärtsgang zu dem nächsten Gang wird durch Lösen einer Vorrichtung und anstelle hiervon durch Ineingriffbringung einer anderen Vorrichtung bewirkt. Deshalb kann das Planetengetriebesystem dieser Ausführungsform die Qualität einer Umschaltung verbessern, die Schaltsteuerung erleichtern und den Aufbau der Schaltsteuereinheit vereinfachen.
In dieser Ausführungsform sind die erste, zweite und dritte Kupplung C1, C2 und C3 und die dritte Bremse B3 in einer solchen koaxialen Weise angeordnet, daß die eine die andere umkreist bzw. umgibt. Weiterhin ist die erste Bremse B1 koaxial um den zweiten Planetenradsatz 22 angeordnet. Deshalb ist es möglich, die axiale Länge des Planetengetriebesystems beträchtlich zu reduzieren. Das Planetengetriebesystem ist ausgezeichnet insbesondere dann, wenn es für eine Eingangs-Hinterachse-Kardanwelle (Transaxel) eines Frontmotor-Frontantrieb-Kraftfahrzeugs verwendet wird. In dieser Ausführungsform sind der zweite Planetenradsatz 22 und die erste Bremse B1 axial zwischen dem ersten Planetenradsatz 20 und der koaxialen Anordnung der Reibungsvorrichtungen C1, C2 und C3 und B3 angeordnet.
Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 3 dargestellt. Ein Planetengetriebesystem 110 der zweiten Ausführungsform wird für ein automatisches Getriebe eines hinterradangetriebenen Frontmotor-Fahrzeugs bzw. eines F.R-Fahrzeugs verwendet.
In der zweiten Ausführungsform sind die Eingangs- und Ausgangswellen 112 und 114 in einer geraden Linie ausgerichtet. Ein erster, ein zweiter und ein dritter Planetenradsatz 120, 122 und 126 sind sämtlich um die vorstehend erwähnte gerade Linie angeordnet, die als gemeinsame Achse dient. Der erste Planetenradsatz 120 ist axial zwischen dem zweiten und dem dritten Planetenradsatz 122 und 126 plaziert. Der erste und der zweite Planetenradsatz 120 und 122 sind von dem Einzelritzeltyp und der dritte Planetenradsatz 126 ist von dem Doppelritzeltyp, wie in der ersten Ausführungsform. Der erste Planetenträger 120pc des ersten Planetenradsatzes 120 ist mit dem zweiten Ringrad 122r so verbunden, daß sie sich als eine Einheit drehen. Der erste Planetenträger 120pc ist weiterhin mit dem dritten Ringrad 126r des dritten Planetenradsatzes 126 so verbunden, daß sie sich als eine Einheit drehen. Das dritte Sonnenrad 126s ist mit der Ausgangswelle 114 so verbunden, daß sie sich als eine Einheit drehen. Der zweite Planetenträger 122pc ist mit dem ersten Ringrad 120r so verbunden, daß sie sich als eine Einheit drehen. Das erste Rlngrad 120r ist mit dem dritten Ringrad 126r des dritten Planetenradsatzes 126 so verbunden, daß sie sich als eine Einheit drehen.
Die Eingangswelle 112 ist mit dem ersten Sonnenrad 120s über eine erste Kupplung c1, mit dem zweiten Planetenträger 122pc über eine zweite Kupplung c2 und mit dem zweiten Sonnenrad 122s über eine dritte Kupplung c3 verbunden. Der Getriebekasten (das -gehäuse) ist mit dem ersten Ringrad 120r durch eine erste Bremse b1, mit dem dritten Planetenträger 126pc durch eine zweite Bremse b2 und mit dem zweiten Sonnenrad 122s durch eine dritte Bremse b3 verbunden.
Wie vorstehend erläutert ist, kann die Verbundkombination der drei Planetenradsätze gemäß der vorliegenden Erfindung den Schaltruck reduzieren, da die drei Planetenradsätze nicht unabhängig gesteuert werden, die axiale Dimension des Planetengetriebesystems wird reduziert, die Anzahl der Reibungsvorrichtungen wird reduziert und eine weite Auswahl von Getriebeübersetzungswerten wird ermöglicht. Insbesondere wird die endgültige Ausgangsgeschwindigkeit durch den ersten Planetenträger bestimmt. Deshalb ist es möglich, das Endgeschwindigkeitsverhältnis jeder Geschwindigkeit bzw. jedes Gangs frei einzustellen, verglichen mit der herkömmlichen Anordnung, bei der das Endgeschwindigkeitsverhältnis gleich dem Produkt ist, das durch Multiplizieren des Geschwindigkeitsverhältnisses des ersten Zahnradzugs auf der Seite der Eingangswelle mit dem Geschwindigkeitsverhältnis des Zahnradzugs auf der Seite der Ausgangswelle erhalten wird.

Claims

1. Planetengetriebesystem mit:

einem Eingangselement (12, 112) zum Aufnehmen einer Eingangsdrehung;

einem Ausgangselement (14, 114) zum Abgeben einer Ausgangsdrehung;

einem ersten Planetengetriebezug, der mit dem Eingangselement verbunden ist und einen ersten Planetenradsatz (20, 120), der drei aktive Elemente hat, die ein erstes Sonnenrad (20s, 120s), ein erster Planetenträger (20pc, 120pc) und ein erstes Ringrad (20r, 120r) sind, sowie einen zweiten Planetenradsatz (22, 122) umfaßt, der drei aktive Elemente hat, die ein zweites Sonnenrad (22s, 122s), ein zweiter Planetenträger (22pc, 122pc) und ein zweites Ringrad (22r, 122r) sind;

einem zweiten Planetengetriebezug, der mit dem Ausgangselement verbunden ist und einen dritten Planetenradsatz (26, 126) umfaßt, der drei aktive Elemente hat, die ein drittes Sonnenrad (26s, 126s) , ein dritter Planetenträger (26pc, 126pc) und ein drittes Ringrad (26r, 126r) sind;

einer Verbindungseinrichtung, die ein aktives Element (20pc, 120pc) des ersten Planetenradsatzes und ein aktives Element (222r, 122r) des zweiren Planetenradsatzes derart miteinander verbindet, daß beide Elemente sich als eine Einheit drehen, die ein weiteres aktives Element (20r, 120r) des ersten Planetenradsatzes und ein weiteres aktives Element (22pc, 122pc) des zweiten Planetenradsatzes derart miteinander verbindet, daß beide Elemente sich als eine Einheit drehen, und die eine erste Verbindungseinrichtung (24) zum Verbinden eines aktiven Elements (20pc, 22r, 120pc, 122r) des ersten Planerengetriebezugs mit einem aktiven Element (26s, 126s) des zweiten Planetengetriebezugs sowie eine zweite Verbindungseinrichtung (28) zum Verbinden eines weiteren aktiven Elements (20r, 22pc, 120r, 122pc) des ersten Planetengetriebezugs mit einem weiteren aktiven Element (26r, 126r) des zweiten Planetengetriebezugs aufweist; und

einer Gerätegruppe, die selektive Eingriffsgeräte (C1, C2, C3, B1, B2, B3, c1, c2, c3, b1, b2, b3) zum Treiben und Halten einer Vielzahl von aktiven Elementen des ersten, zweiten und drizen Planetenradsatzes aufweist, wobei die Gerätegruppe eine erste Kupplung (C1, c1) zum Verbinden des ersten Sonnenrades (20s 120s) mit dem Eingangselement aufweist;

dadurch gekennzeichnet,

daß die erste Verbindungseinrichtung (24) den ersten Plarnetenträger (20pc, 120pc) mit dem Ausgangselement (14, 114) derart verbindet, daß eine Drehung zwischen ihnen übertragbar ist und

daß die erste Verbindungseinrichtung (24) außerdem den ersten P1anetenträger (20pc, 120pc) mit dem dritten Sonnenrad (26r, 126r) derart verbindet, daß elne Drehung zwischen ihnen übertragbar ist.

2. Planetengetriebesystem nach Anspruch 1, wobei der erste, zweite und dritte Planetenradsatz (20, 22, 26) und die Gerätegruppe (C1, C2, C3, B1, B2, B3, c1, c2, c3, b1, b2, b3) derart angeordnet sind, daß fünf unterschiedliche Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang vorgesehen sind.

3. Planetengetriebesystem nach Anspruch 2, wobei die zweite Verbindungseinrichtung (28) das erste Ringrad (20r, 120r) mit dem dritten Kingrad (26r, 126r) derart verbindet, daß zwischen Ihnen eine Drehung übertragbar ist.

4. Planetengetriebesystem nach Anspruch 3, wobei die Gerätegruppe außerdem eine erste Bremse (B1, b1) zum Halten des ersten Ringrades (20r, 120r) und eine zweite f3remse (B2, b2) zum Halten des dritten Planetenträgers (26pc, 126pc) aufweist.

5. Planetengetriebesystem nach Anspruch 4, wobei das erste Kingrad (20r, 120r) mit dem zweiten Planetenträger (22pc, 122pc) über die Verbindungseinrichtung derart verbunden ist, daß sich beide aktive Elemente als eine Einheit drehen; wobei der erste Planetenträger (20pc, 120pc) mit dem zweiten Ringrad (22r, 122r) durch die Verbindungseinrichtung derart verbunden ist, daß sich beide aktive Elemente als eine Einheit drehen; und die Gerätegruppe außerdem eine zweite Kupplung (C2, c2) zum Verbinden des zweiten Planetenträgers (22pc, 122pc) mit dem Eingangselement (12, 112) sowie eine dritte Bremse (B3, b3), zum Halten des zweiten Sonnenrades (22s, 122s) aufweist.

6. Planetengetriebesystem nach Anspruch 5, wobei jeder des ersten und zweiten Planetenradsatzes (20, 22, 120, 122) ein Planetenradsatz mit einem einzigen Ritzel ist, der dritte Planetenradsatz (26, 126) ein Planetenradsatz mit doppeltem Ritzel ist und die Gerätegruppe außerdem eine dritte Kupplung (C3, c3) zum Verbinden des zweiten Sonnenrades (22s, 122s) mit dem Eingangselement (12, 112) aufweist.

7. Planetengetriebesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der dritte Planetenradsatz (26, 126) und eine (B2, b2) der Eingriffsgeräte an dem Ausgangselement angeordnet sind, das die Form einer Ausgangswelle (14, 114) hat, und keines der übrigen Geräte sowie des ersten und zweiten Planetenradsatzes an der Ausgangswelle angeordnet sind.

8. Planetengetriebesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der zweite Planetenradsatz (22, 122) axial zwischen dem Eingangselement (12, 112) und dem ersten Planetenradsatz (20, 120) angeordnet ist.

9. Planetengetriebesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der zweite Planetenradsatz (22, 122) von einer (B1, b1) der Eingriffsgeräte umgeben ist und axial zwischen einer Untergruppe von vier (C1, C2, C3, B3; c1, c2, c3, b3) der Eingriffsgeräte und dem ersten Planetenradsatz (20, 120) angeordnet ist.

10. Planetengetriebesystem nach einem der Ansprüche 5 bis 9, wobei die erste, zweite und dritte Kupplung (C1, C2, C3, c1, c2, c3) und die drittte Bremse (B3, b3) koaxial angeordnet sind, die erste Kupplung von der zweiten Kupplung umgeben ist, die zweite Kupplung von der dritten Kupplung umgeben ist, und die dritte Kupplung von der dritten Bremse umgeben ist.

11. Planetengetriebesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Eingangs- und Ausgangselemente In Form von Eingangsund Ausgangswellen (12, 14) ausgebildet sind, die parallel zueinander sind; die erste Verbindungseinrichtung (24) ein erstes Eingangswellen-Seitenzahnrad (24a) aufweist, das mit der Eingangswelle koaxial ist und mit einem aktiven Element des ersten Planetengetriebezugs verbunden ist, sowie ein erstes Ausgangswellen-Seitenzahnrad (24b) aufweist, das auf der Ausgangswelle (14) angeordnet ist und sich mit dem ersten Eingangswellen-Seitenzahnrad direkt im Eingriff befindet, und wobei die zweite Verbindungseinrichtng (28) ein zweites Eingangswellen-Seitenzahnrad (28a), das auf einem Umfang des ersten Kingrades (20r) ausgebildet ist, sowie ein zweites Ansgangswellen-Seitenzahnrad (28b) aufweist, das auf einem Umfang des dritten Ringrades (26r) ausgebildet ist und sich direkt mit dem zweiten Eingangswellen-Seitenzahnrad im Eingriff befindet.

12. Planetengetriebesystem nach Anspruch 11, wobei der erste, zweite und dritte Planetenradsatz (20, 22, 26) axial zwischen einem ersten Ende des Planetengetriebesystems (10) und der ersten Verbindungseinrichtung (24) angeordnet ist und die erste Verbindungseinrichtung an einem zweiten Ende des Planetengetriebesystems angeordnet ist.

13. Planetengetriebesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Eingangs- und Ausgangselemente die Form von Eingangsund Ausgangsweilen (112, 114) haben, die miteinander fluchten; die erste Verbindungseinrichtung den ersten Planetenträger (120pc) rnit dem dritten Sonnenrad (126s) derart verbindet, daß sich beide aktiven Elemente als eine Einheit drehen, und die zweite Verbindungseinrichtung das erste Ringrad (120r) und das dritte Kingrad (126r) derart verbinden, daß sich beide aktiven Elemente als eine Einheit drehen.

14. Planetengetriebesystem nach Anspruch 13, wobei der erste, zweite und dritte Planetenradsatz (120, 122, 126) koaxial miteinander sind und der erste Planetenradsatz (120) axial zwischen dem zweiten und dritten Planetenradsatz (122, 126) angeordnet ist.