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Dokumentenidentifikation DE19524699A1 01.02.1996
Titel Automatisches Fünfganggetriebe
Anmelder Chrysler Corp., Highland Park, Mich., US
Erfinder Martin, Berthold, Shelby Township, Mich., US
Vertreter Hauck, Graalfs & Partner, 80336 München
DE-Anmeldedatum 06.07.1995
DE-Aktenzeichen 19524699
Offenlegungstag 01.02.1996
Veröffentlichungstag im Patentblatt 01.02.1996
IPC-Hauptklasse B60K 17/08
Zusammenfassung Es wird ein automatisches Fünfganggetriebe für ein Fahrzeug beschrieben, das ein Getriebegehäuse, ein Eingangselement, ein Ausgangselement, eine Vielzahl von Planetengetrieben zum Verändern des Drehmomentverhältnisses zwischen dem Eingangselement und dem Ausgangselement, eine Vielzahl von Kupplungseinheiten zum wahlweisen Koppeln des Eingangselementes mit vorgegebenen Zahnrädern der Planetengetriebe, eine Vielzahl von Bremseinheiten zum wahlweisen Koppeln von vorgegebenen Zahnrädern der Planetengetriebe mit dem Getriebegehäuse und eine Einheit aufweist, die es ermöglicht, daß sich das Ausgangselement und ein Planetenträger von einem der Planetengetriebe und ein Ringrad der beiden anderen Planetengetriebe gleichzeitig drehen.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein automatische Getriebe von Fahrzeugen, genauer gesagt ein automatisches Fünfganggetriebe für ein Kraftfahrzeug.

Ein herkömmlich ausgebildetes automatisches Getriebe umfaßt einen hydrodynamischen Drehmomentwandler, um das Motordrehmoment von einer Kurbelwelle des Motors auf ein drehbares Eingangselement des Getriebes über Strömungsmittelflußkräfte zu übertragen. Das Getriebe umfaßt ferner Reibeinheiten, die typischerweise als Kupplungen bezeichnet werden, welche das drehbare Eingangselement mit einem oder mehreren Elementen eines Planetengetriebes koppeln. Andere Reibeinheiten, die typischerweise als Bremsen bezeichnet werden, halten eines oder mehrere Elemente des Planetengetriebes während des Kraftflusses stationär. Solche Getriebe besitzen üblicherweise auch ein oder mehrere Planetengetriebe, um verschiedene Drehmomentverhältnisse vorzusehen und sicherzustellen, daß das zur Verfügung stehende Drehmoment und die entsprechende Anforderung nach Traktionskraft aneinandergepaßt werden.

Ein Ausführungsbeispiel eines automatischen Getriebes mit einer Vielzahl von Planetengetrieben ist ein automatisches ZF Funkganggetriebe (5 HP 30), das von der Firma Zahnradfabrik Friedrichshafen AG, Deutschland vertrieben wird und sich in den BMW 540i-Fahrzeugen des Jahres 1994 befindet. Dieses automatische ZF-Fünfganggetriebe besitzt einen Drehmomentwandler mit einer Sperrkupplung, drei Antriebskupplungseinheiten, drei Bremseinheiten und drei Planetengetrieben.

Ein Nachteil dieses automatischen ZF-Fünfganggetriebes besteht darin, daß die Anordnung der Planetengetriebe nicht für einen engen Abstand des Übersetzungsverhältnisses im zweiten bis fünften Gang sorgt. Ein weiterer Nachteil dieses automatischen ZF-Fünfganggetriebes besteht darin, daß die Planetengetriebe Freilaufräder für Zwei-Drei-, Drei- Vier- und Vier-Fünf-Schaltvorgänge benötigen. Noch ein weiterer Nachteil des automatischen ZF-Fünfganggetriebes ist darin zu sehen, daß es nicht ohne weiteres geeignet ist, eine wirksame Konstruktion eines automatischen Viergang-Underdrive- oder Viergang-Overdrive-Getriebes vorzusehen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein automatisches Fünfganggetriebe für ein Kraftfahrzeug zur Verfügung zu stellen.

Erfindungsgemäß soll ferner ein automatisches Fünfganggetriebe geschaffen werden, das eine Vielzahl von Planetengetrieben besitzt, die so angeordnet sind, daß im zweiten bis fünften Gang ein enger Abstand des Übersetzungsverhältnisses erreicht wird.

Erfindungsgemäß soll des weiteren ein automatisches Fünfganggetriebe zur Verfügung gestellt werden, das eine einzigartige Planetengetriebeanordnung aufweist, die im Vergleich zu den heutigen Fünfganggetriebeeinheiten keine Freilaufräder für Zwei-Drei-, Drei-Vier- und Vier-Fünf- Schaltvorgänge benötigt.

Die Erfindung bezweckt auch die Schaffung eines automatischen Fünfganggetriebes mit großer Flexibilität zur Verwendung als automatisches Viergang-Overdrive-Getriebe, automatisches Viergang-Underdrive-Getriebe oder automatisches Fünfgang-Overdrive-Getriebe.

Zur Lösung der vorstehend genannten Aufgabe schlägt die Erfindung ein automatisches Fünfganggetriebe für ein Fahrzeug vor, das ein Getriebegehäuse, ein Eingangselement, ein Ausgangselement, eine Vielzahl von Planetengetrieben zum andern des Drehmomentverhältnisses zwischen dem Eingangselement und dem Ausgangselement, eine Vielzahl von Kupplungseinheiten zum wahlweisen Koppeln des Eingangselementes mit vorgegebenen Zahnrädern der Planetengetriebe, eine Vielzahl von Bremseinheiten zum wahlweisen Koppeln von vorgegebenen Zahnrädern der Planetengetriebe mit dem Getriebegehäuse und Einrichtungen umfaßt, die ermöglichen, daß das Ausgangselement und ein Planetenträger von einem der Planetengetriebe sowie ein Ringrad von zwei anderen Planetengetrieben gleichzeitig rotieren.

Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß ein automatisches Fünfganggetriebe für ein Kraftfahrzeug geschaffen wird. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß das automatische Fünfganggetriebe ein zusätzliches Planetengetriebe und Reibelement verwendet, um ein automatisches Viergang-Overdrive-Getriebe auf ein automatisches Fünfgang-Overdrive-Getriebe oder ein automatisches Viergang-Underdrive-Getriebe auszudehnen. Noch ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß das automatische Fünfganggetriebe eine Vielzahl von Planetengetrieben besitzt, die so angeordnet sind, daß sie für einen engen Abstand des Übersetzungsverhältnisses im zweiten bis fünften Gang sorgen. Noch ein Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß das automatische Fünfganggetriebe eine Vielzahl von Planetengetrieben besitzt, die so angeordnet sind, daß sie einen solchen engen Abstand des Übersetzungsverhältnisses vorsehen, daß für die Zwei- Drei-, Drei-Vier- und Vier-Fünf-Schaltvorgänge keine Freilaufräder benötigt werden.

Weitere Merkmale der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäß ausgebildeten automatischen Fünfganggetriebes; und

Fig. 2 ein Diagramm, das die Gänge, Übersetzungsverhältnisse und Kupplungen und Bremsen wiedergibt, die für das automatische Fünfganggetriebe der Fig. 1 eingerückt sind.

Fig. 1 zeigt einen schematischen Schnitt durch ein automatisches Fünfganggetriebe gemäß der vorliegenden Erfindung, das teilweise bei 10 dargestellt ist. Dieses automatische Fünfganggetriebe 10 ist für ein Fahrzeug (nicht gezeigt), beispielsweise ein Kraftfahrzeug, geeignet. Es basiert auf einem automatischen Viergang-Overdrive-Getriebe, das in der US-PS 4 875 391 beschrieben ist. Die Offenbarung dieser Veröffentlichung wird hiermit bezugnehmend eingearbeitet.

Das automatische Fünfganggetriebe 10 umfaßt ein Getriebegehäuse 12, ein Eingangselement 14, ein Ausgangselement 16, eine Mehrfachkupplungs- und Bremseinheit, die allgemein bei 18 gezeigt ist, sowie eine Zahnradeinheit, die allgemein bei 20 gezeigt ist. Das Getriebegehäuse 12 ist relativ zum drehbaren Eingangselement 14, Ausgangselement 16 und der Getriebeeinheit 20 stationär.

Die Mehrfachkupplungs- und Bremseinheit 18 ermöglicht, daß vorgegebene Zahnräder in der Zahnradeinheit 20 wahlweise entweder mit dem Eingangselement 14 oder dem Getriebegehäuse 12 eingerückt und hiervon wieder ausgerückt werden. In der Nähe der Eingangsseite des Getriebes 10 umfaßt die Mehrfachkupplungs- und Bremseinheit 18 eine Underdrive- Kupplungseinheit 22 (eingerückt im ersten, zweiten, dritten und vierten Gang), eine Overdrive-Kupplungseinheit 24 (eingerückt im vierten und fünften Gang) und eine Rückwärts-Kupplungseinheit 26 (eingerückt im Rückwärtsgang). In der Nähe der Ausgangsseite des Getriebes 10 besitzt die Mehrfachkupplungs- und Bremseinheit 18 eine Drei/Fünf- Bremseinheit 28 (eingerückt im dritten und fünften Gang), eine Niedrig-Rückwärts-Bremseinheit 30 (eingerückt im ersten Gang und Rückwärtsgang) und eine zweite Bremseinheit 32 (eingerückt im zweiten Gang).

Die Underdrive-Kupplungseinheit 22 umfaßt eine Vielzahl von axial beabstandeten Ringplatten 22a und eine Vielzahl von axial beabstandeten Ringscheiben 22b, die abwechselnd zwischen den Platten 22a angeordnet sind. Wenn die Underdrive-Kupplungseinheit 22 nicht eingerückt ist, können sich diese Platten 22a und Scheiben 22b relativ zueinander frei bewegen oder drehen. Die Platten 22a sind an einem Eingangshalter 34 montiert, der mit dem Eingangselement 14 verbunden ist. Die Scheiben 22b sind an einer Underdrive- Nabe 36 montiert, die mit der Zahnradeinheit 20 verbunden ist.

Die Overdrive-Kupplungseinheit 24 umfaßt eine Vielzahl von axial beabstandeten Ringplatten 24a und eine Vielzahl von axial beabstandeten Ringscheiben 24b. Die Platten 24a und Scheiben 24b entsprechen denen der Underdrive-Kupplungseinheit 22. Die Platten 24a sind am Eingangshalter 34 montiert, während die Scheiben 24b an einer Overdrive-Nabe 38 montiert sind, die mit der Zahnradeinheit 20 in Verbindung steht.

Die Rückwärts-Kupplungseinheit 26 umfaßt eine Vielzahl von axial beabstandeten Ringplatten 26a und eine Vielzahl von axial beabstandeten Ringscheiben 26b. Die Platten 26a und Scheiben 26b entsprechen denen der Underdrive-Kupplungseinheit 22. Die Platten 26a sind am Eingangshalter 34 montiert, während die Scheiben 26b an einer Rückwärts-Nabe 40 montiert sind, die mit der Zahnradeinheit 20 in Verbindung steht. Es versteht sich, daß die Kupplungseinheiten 22, 24 und 26 durch Strömungsmittelbetätigungsvorrichtungen (nicht gezeigt) eingerückt werden.

Die Drei/Fünf-Bremseinheit 28 umfaßt eine Vielzahl von axial beabstandeten Ringplatten 28a und eine Vielzahl von axial beabstandeten Ringscheiben 28b. Die Platten 28a und Scheiben 28b entsprechen denen der Underdrive-Kupplungseinheit 22. Die Platten 28a sind am Getriebegehäuse 12montiert, während die Scheiben 28b an der Rückwärts-Nabe 40 montiert sind.

Die Niedrig-Rückwärts-Bremseinheit 30 umfaßt eine Vielzahl von axial beabstandeten Ringplatten 30a und eine Vielzahl von axial beabstandeten Ringscheiben 30b. Die Platten 30a und Scheiben 30b entsprechen denen der Underdrive-Kupplungseinheit 22. Die Platten 30a sind am Getriebegehäuse 12 montiert, während die Scheiben 30b an einem ersten Verbindungselement 42 der Getriebeeinheit 20 montiert sind, das nachfolgend weiter beschrieben wird.

Die zweite Bremseinheit 32 besitzt eine Vielzahl von axial beanstandeten Ringplatten 32a und eine Vielzahl von axial beanstandeten Ringscheiben 32b. Die Platten 32a und Scheiben 32b entsprechen denen der Underdrive-Kupplungseinheit 22. Die Platten 32a sind am Getriebegehäuse 12 montiert, während die Scheiben 32b an einer zweiten Nabe 44 montiert sind, die mit der Zahnradeinheit 20 in Verbindung steht. Es versteht sich, daß die Bremseinheiten 28, 30 und 32 durch Strömungsmittelbetätigungsvorrichtungen (nicht gezeigt) eingerückt werden.

Die Zahnradeinheit 20 umfaßt ein vorderes oder erstes Planetengetriebe, allgemein mit 46 bezeichnet, ein axial beanstandetes Zwischenplanetengetriebe oder zweites Planetengetriebe, allgemein mit 48 bezeichnet, und ein axial beanstandetes hinteres oder drittes Planetengetriebe, allgemein mit 50 bezeichnet. Das erste Planetengetriebe 46 besitzt ein erstes Sonnenrad 52 in seiner Mitte. Das erste Sonnenrad 52 steht mit der Rückwärts-Nabe 40 in Verbindung. Das erste Planetengetriebe 46 umfaßt ferner einen ersten Planetenträger 54, der eine Vielzahl von mit Umfangsabstand angeordneten ersten Ritzeln zum Kämmen mit dem ersten Sonnenrad 52 aufweist. Der erste Planetenträger 54 steht mit der Overdrive-Nabe 38 in Verbindung. Das erste Planetengetriebe 46 umfaßt ferner ein erstes Ringrad 56, das um den ersten Planetenträger 54 angeordnet ist und mit den ersten Ritzeln kämmt. Das erste Ringrad 56 steht mit dem zweiten, nachfolgend zu beschreibenden Planetengetriebe 48 in Verbindung.

Das Zwischenplanetengetriebe oder zweite Planetengetriebe 48 umfaßt ein zweites Sonnenrad 58 in seiner Mitte, das mit der Underdrive-Nabe 36 in Verbindung steht. Das zweite Planetengetriebe 48 besitzt ferner einen zweiten Planetenträger 60, der eine Vielzahl von mit Umfangsabstand angeordneten zweiten Ritzeln zum Kämmen mit dem zweiten Sonnenrad 63 aufweist. Das zweite Planetengetriebe 48 besitzt ein zweites Flanschelement 62, das das erst Ringrad 56 und den zweiten Planetenträger 60 miteinander verbündet. Das zweite Planetengetriebe 48 umfaßt ferner ein zweites Ringrad 64, das um den zweiten Planetenträger 60 angeordnet ist und mit den zweiten Ritzeln kämmt. Das zweite Ringrad 64 steht mit dem ersten Verbindungselement 42 in Verbindung.

Das hintere oder dritte Planetengetriebe 50 umfaßt ein drittes Sonnenrad 66 in seiner Mitte, das mit der zweiten Nabe 44 in Verbindung steht. Das dritte Planetengetriebe 50 besitzt ferner einen dritten Planetenträger 68, der eine Vielzahl von mit Umfangsabstand angeordneten dritten Ritzeln zum Kämmen mit dem dritten Sonnenrad 66 besitzt. Der dritte Planetenträger 68 steht mit dem ersten Verbindungselement 42 in Verbindung. Das dritte Planetengetriebe 50 umfaßt ferner ein drittes Ringrad 70, das um den dritten Planetenträger 68 angeordnet ist und mit den dritten Ritzeln kämmt. Das dritte Ringrad 70besitzt ein drittes Verbindungselement 42, das mit dem zweiten Planetenträger 60 und dem Ausgangselement 16 des Getriebes 10 verbunden ist.

Im Betrieb dreht sich das Eingangselement 14 des Getriebes 10 aufgrund des von der sich drehenden Kurbelwelle des Motors über den Drehmomentwandler (nicht gezeigt) auf das Eingangselement 14 übertragenen Drehmomentes. Der Eingangshalter 34 dreht sich aufgrund seiner Verbindung ebenfalls mit dem Eingangselement 14. Der Eingangshalter 34 und die Platten 22a, 24a, 26a drehen sich zusammen mit dem Eingangselement 14 aufgrund der Verbindung des Eingangshalters 34 mit dem Eingangselement 14.

Wenn die Underdrive-Kupplungseinheit 22 eingerückt wird, treten die rotierenden Platten 22a und Scheiben 22b der Underdrive-Kupplungseinheit 22 miteinander in Eingriff, und es wird eine Reibkraft zwischen den Platten 22a und Scheiben 22b erzeugt. Da sich der Eingangshalter 34 und die Platten 22a drehen, verursacht die Reibkraft eine Drehung der Scheibe 22b und der Underdrive-Nabe 36, wodurch wiederum das zweite Sonnenrad 58 des zweiten Planetengetriebes 48 gedreht wird.

Wenn die Overdrive-Kupplungseinheit 24 eingerückt wird, treten die rotierenden Platten 24a und Scheiben 24b der Overdrive-Kupplungseinheit 24 miteinander in Eingriff, und es wird zwischen den Platten 24a und Scheiben 24b eine Reibkraft erzeugt. Da sich der Eingangshalter 34 und die Platten 24a drehen, bewirkt die Reibkraft eine Drehung der Scheiben 24b und der Overdrive-Nabe 38, wodurch wiederum der erste Planetenträger 54, das erste Verbindungselement 42, das zweite Ringrad 64 und der dritte Planetenträger 68 gedreht werden.

Wenn die Rückwärts-Kupplungseinheit 26 eingerückt wird, treten die rotierenden Platten und Scheiben 26b der Rückwärts-Kupplungseinheit 26 miteinander in Eingriff, und es wird eine Reibkraft zwischen den Platten 26a und Scheiben 26b erzeugt. Da sich der Eingangshalter 34 und die Platten 26a drehen, bewirkt die Reibkraft eine Drehung der Scheiben 26b und der Rückwärts-Nabe 40, wodurch wiederum das erste Sonnenrad 52 des ersten Planetengetriebes 46 gedreht wird.

Wenn die Drei/Fünf-Bremseinheit 28 eingerückt wird, treten die Platten 28a und Scheiben 28b der Drei/Fünf-Bremseinheit 28 miteinander in Eingriff, und es wird eine Reibkraft zwischen den Platten 28a und Scheiben 28b erzeugt. Da sich die Platten 28a nicht drehen oder stationär sind, wenn sie mit dem Getriebegehäuse 12 verbunden werden, hält die Reibkraft die Scheiben 28b und die Rückwärts-Nabe 40 stationär, wodurch wiederum das erste Sonnenrad 52 des ersten Planetengetriebes 46 stationär gehalten wird.

Wenn die Niedrig/Rückwärts-Bremseinheit 30 eingerückt wird, treten die Platten 30a und Scheiben 30b der Niedrig/Rückwärts-Bremseinheit 30 miteinander in Eingriff, und es wird zwischen den Platten 30a und Scheiben 30b eine Reibkraft erzeugt. Da die Platten 30a stationär sind, wenn sie mit dem Getriebegehäuse 12 verbunden werden, hält die Reibkraft die Scheiben 30b stationär, wodurch wiederum das erste Verbindungselement 42, der erste Planetenträger 54, das zweite Ringrad 64 und der dritte Planetenträger 68 gehalten werden.

Wenn die zweite Bremseinheit 32 eingerückt wird, treten die Platten 32a und Scheiben 32b der zweiten Bremseinheit 32 miteinander in Eingriff, und es wird zwischen den Platten 32a und Scheiben 32b eine Reibkraft erzeugt. Da die Platten 32a stationär sind, wenn sie mit dem Getriebegehäuse 12 verbunden werden, hält die Reibkraft die Scheiben 32b stationär, wodurch wiederum die zweite Nabe 44 und das dritte Sonnenrad 66 des dritten Planetengetriebes 50 stationär gehalten werden.

Wenn das Getriebe 10 im zweiten Gang arbeiten soll, werden die Underdrive-Kupplungseinheit 22 und die zweite Bremseinheit 32 eingerückt. Hierdurch wird das zweite Sonnenrad 58 gedreht und das dritte Sonnenrad 66 stationär gehalten. Dadurch, daß das dritte Sonnenrad 66 stationär gehalten wird, drehen sich der zweite Planetenträger 60, das erste Ringrad 56, der Planetenträger 54, das zweite Ringrad 64 und der dritte Planetenträger 64, wodurch wiederum das dritte Ringrad 70 gedreht wird, das die Drehzahl des Ausgangselementes 16 erhöht. Demzufolge rotiert das Ausgangselement 16 mit einer höheren Drehzahl als im ersten Gang. Diese Anordnung der Zahnradeinheit 20 erzeugt ein Übersetzungsverhältnis von 2,00.

Wenn das Getriebe 10 im dritten Gang arbeiten soll, werden die Underdrive-Kupplungseinheit 22 und die Drei/Fünf- Bremseinheit 28 eingerückt. Hierdurch wird das zweite Sonnenrad 58 gedreht und das erste Sonnenrad 52 stationär gehalten. Demzufolge bewirkt die Drehung des zweiten Sonnenrades 58 eine Drehung des zweiten Planetenträgers 60 und des ersten Ringrades 62. Dadurch, daß das erste Sonnenrad 52 stationär gehalten wird, drehen sich der erste Planetenträger 54, das zweite Ringrad 64 und der dritte Planetenträger 68, so daß wiederum das dritte Ringrad 70 und der zweite Planetenträger 60 gedreht werden, wodurch die Drehzahl erhöht wird. Demzufolge drehen der zweite Planetenträger 60 und das dritte Ringrad 70 das Ausgangselement 60 mit einer höheren Drehzahl als im zweiten Gang. Durch diese Anordnung der Getriebeeinheit 20 wird ein Übersetzungsverhältnis von 1,61 erzeugt.

Wenn das Getriebe 10 im vierten Gang arbeiten soll, werden die Underdrive-Kupplungseinheit 22 und die Overdrive- Kupplungseinheit 24 eingerückt. Hierdurch werden das zweite Sonnenrad 58 und der erste Planetenträger 54, das zweite Ringrad 64 und der dritte Planetenträger 68 gedreht. Da sich der erste Planetenträger 54, das zweite Ringrad 64 und der dritte Planetenträger 68 drehen, drehen sich auch das erste Ringrad 56, der zweite Planetenträger 60 und das dritte Ringrad 70. Folglich dreht sich das Ausgangselement 16 mit einer höheren Drehzahl als im dritten Gange. Diese Anordnung der Zahnradeinheit 20 erzeugt ein Übersetzungsverhältnis von 1,00.

Wenn das Getriebe 10 im fünften Gang arbeiten soll, werden die Overdrive-Kupplungseinheit 24 und die Drei/Fünf- Bremseinheit 28 eingerückt. Hierdurch werden der erste Planetenträger 54, das zweite Ringrad 64 und der dritte Planetenträger 68 gedreht und das erste Sonnenrad 52 stationär gehalten. Folglich drehen sich das erste Ringrad 56, der zweite Planetenträger 60 und das dritte Ringrad 70, wodurch wiederum das Ausgangselement 16 mit einer größeren Drehzahl gedreht wird als im vierten Gang. Diese Anordnung der Zahnradeinheit 20 erzeugt ein Übersetzungsverhältnis von 0,76.

Wenn das Getriebe 10 im Rückwärtsgang arbeiten soll, werden die Rückwärts-Kupplungseinheit 26 und die Niedrig/Rückwärts-Bremseinheit 30 eingerückt. Hierdurch wird das erste Sonnenrad 52 gedreht, während der erste Planetenträger 54, das zweite Ringrad 64 und der dritte Planetenträger 68 stationär gehalten werden. Folglich dreht das erste Sonnenrad 52 die ersten Ritzel, die wiederum das erste Ringrad 56 rückwärts drehen. Durch die Drehung des ersten Ringrades 56 werden der zweite Planetenträger 60 und die zweiten Ritzel gedreht, die wiederum eine Drehung des Ausgangselementes 16 in einer Richtung bewirken, die zu der der anderen Zahnradpositionen entgegengesetzt ist. Diese Anordnung der Zahnradeinheit 20 erzeugt ein Übersetzungsverhältnis von -3,17.

Wie in Fig. 2 gezeigt, besitzt das Getriebe 10 eine Planetengröße von 3,00 für das erste Planetengetriebe 46, von 3,00 für das zweite Planetengetriebe 48 und von 1,55 für das dritte Planetengetriebe 50. Das Getriebe 10 kann auch als automatisches Viergang-Underdrive-Getriebe arbeiten, wenn nur die Zahnräder 1 bis 4 Verwendung finden und durch Algorithmen gesteuert werden, die denen der US-PS 4 875 391 entsprechen.

Das automatische Fünfganggetriebe 10 besitzt daher eine einzigartige Anordnung von Planetengetrieben 46, 48 und 50, um im fünften Gang ein Overdrive-Verhältnis von 0,76 zu erhalten. Diese Anordnung der Planetengetriebe 46, 48 und 50 führt entweder zu einem automatischen Viergang-Underdrive-Getriebe oder zu einem automatischen Fünfgang- Overdrive-Getriebe.


Anspruch[de]
  1. 1. Automatisches Fünfganggetriebe für ein Fahrzeug, gekennzeichnet durch

    ein Getriebegehäuse (12),

    ein Eingangselement (14),

    ein Ausgangselement (16),

    eine Vielzahl von Planetengetrieben (46, 48, 50) zum Ändern des Drehmomentverhältnisses zwischen dem Eingangselement (14) und dem Ausgangselement (16),

    eine Vielzahl von Kupplungseinheiten (22, 24, 26) zum wahlweisen Koppeln des Eingangselementes (14) an vorgegebene Zahnräder der Planetengetriebe (46, 48, 50) und eine Vielzahl von Bremseinheiten (28, 30, 32) zum wahlweisen Koppeln von vorgegebenen Zahnrädern der Planetengetriebe (46, 48, 50) an das Getriebegehäuse (12) und

    Einrichtungen, die ermöglichen, daß das Ausgangselement (16) und ein Planetenträger von einem der Planetengetriebe (46, 48, 50) sowie ein Ringrad der beiden anderen Planetengetriebe gleichzeitig rotieren.
  2. 2. Automatisches Fünfganggetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Planetengetriebe (46, 48, 50) ein erstes Planetengetriebe (46), ein zweites Planetengetriebe (48), das axial vom ersten Planetengetriebe beabstandet ist, und ein drittes Planetengetriebe (50), das axial vom zweiten Planetengetriebe beabstandet ist, umfassen.
  3. 3. Automatisches Fünfganggetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der ersten, zweiten und dritten Planetengetriebe (46, 48, 50) ein Sonnenrad (52, 58, 66), ein Ringrad (56, 64, 70) und einen Planetenträger (54, 60, 68) aufweist, der eine Vielzahl von mit Umfangsabstand angeordneten Ritzeln besitzt, die zwischen dem Sonnenrad und dem Ringrad angeordnet sind.
  4. 4. Automatisches Fünfganggetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß es Einrichtungen aufweist, die ermöglichen, daß sich der Planetenträger (54) des ersten Planetengetriebes (46) und das Ringrad (64) des zweiten Planetengetriebes (48) sowie der Planetenträger (68) des dritten Planetengetriebes (50) gleichzeitig drehen oder stationär bleiben.
  5. 5. Automatisches Fünfganggetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungseinheiten eine erste Kupplungseinheit (22) zur Kopplung des Eingangselementes mit dem Sonnenrad des zweiten Planetengetriebes, eine zweite Kupplungseinheit (24) zum Koppeln des Eingangselementes mit dem Planetenträger des ersten Planetengetriebes und eine dritte Kupplungseinheit (26) zum Koppeln des Eingangselementes mit dem Sonnenrad des ersten Planetengetriebes umfassen.
  6. 6. Automatisches Fünfganggetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremseinheiten eine erste Bremseinheit (20) zum Koppeln des Getriebegehäuses mit dem Sonnenrad des ersten Planetengetriebes, eine zweite Bremseinheit (30) zum Koppeln des Getriebegehäuses mit dem Planetenträger des ersten Planetengetriebes und dem Ringrad des zweiten Planetengetriebes sowie dem Planetenträger des dritten Planetengetriebes und eine dritte Bremseinheit (32) zum Koppeln des Getriebegehäuses mit dem Sonnenrad des dritten Planetengetriebes umfassen.
  7. 7. Zahnradeinheit für das automatische Getriebe eines Fahrzeuges zum Verändern des Drehmomentverhältnisses zwischen einem Eingangselement und einem Ausgangselement, gekennzeichnet durch

    ein erstes Planetengetriebe (46),

    ein zweites Planetengetriebe (48), das axial vom ersten Planetengetriebe beabstandet ist,

    ein drittes Planetengetriebe (50,), das axial vom zweiten Planetengetriebe beabstandet ist,

    wobei jedes der ersten, zweiten und dritten Planetengetriebe ein Sonnenrad (52, 58, 66), ein Ringrad (56, 64, 70) und einen Planetenträger (54, 60, 68) mit einer Vielzahl von mit Umfangsabstand angeordneten Ritzeln, die zwischen dem Sonnenrad und dem Ringrad angeordnet sind, aufweist, und

    Einrichtungen, die ermöglichen, daß sich das Ringrad (56) des ersten Planetengetriebes (46) und der Planetenträger (60) des zweiten Planetengetriebes (48) sowie das Ringrad (70) des dritten Planetengetriebes (50) gleichzeitig drehen.
  8. 8. Zahnradanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie Einrichtungen aufweist, die ermöglichen, daß der Planetenträger (54) des ersten Planetengetriebes (46) und das Ringrad (64) des zweiten Planetengetriebes (48) sowie der Planetenträger (68) des dritten Planetengetriebes (50) stationär bleiben oder sich gleichzeitig drehen.
  9. 9. Zahnradeinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen mindestens ein Verbindungselement umfassen, das das Ringrad (56) des ersten Planetengetriebes (46) und den Planetenträger (60) des zweiten Planetengetriebes (48) sowie das Ringrad (70) des dritten Planetengetriebes (50) verbindet.
  10. 10. Zahnradeinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen mindestens ein Verbindungselement umfassen, das den Planetenträger (54) des ersten Planetengetriebes (46) und das Ringrad (64) des zweiten Planetengetriebes (48) sowie den Planetenträger (68) des dritten Planetengetriebes (50) verbindet.
  11. 11. Automatisches Fünfganggetriebe für ein Fahrzeug, gekennzeichnet durch

    ein Getriebegehäuse,

    ein Eingangselement,

    ein Ausgangselement,

    ein erstes Planetengetriebe,

    ein zweites Planetengetriebe, das mit axialem Abstand vom ersten Planetengetriebe angeordnet ist,

    ein drittes Planetengetriebe, das mit axialem Abstand vom zweiten Planetengetriebe angeordnet ist,

    wobei das erste, zweite und dritte Planetengetriebe ein Sonnenrad, ein Ringrad und einen Planetenträger mit einer Vielzahl von im Umfangsabstand angeordneten Ritzeln, die zwischen dem Sonnenrad und dem Ringrad angeordnet sind, umfassen,

    Einrichtungen, die ermöglichen, daß sich das Ausgangselement und das Ringrad des ersten Planetengetriebes und der Planetenträger des zweiten Planetengetriebes sowie das Ringrad des dritten Planetengetriebes gleichzeitig drehen, und

    eine dritte Bremseinheit zum wahlweisen Koppeln des Sonnenrades des dritten Planetengetriebes mit dem Getriebegehäuse, so daß dieses stationär bleibt.
  12. 12. Automatisches Fünfganggetriebe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß es Einrichtungen aufweist, die ermöglichen, daß der Planetenträger des ersten Planetengetriebes und das Ringrad des zweiten Planetengetriebes sowie der Planetenträger des dritten Planetengetriebes gleichzeitig stationär bleiben oder sich gleichzeitig drehen.
  13. 13. Automatisches Fünfganggetriebe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß es eine erste Bremseinheit zum wahlweisen Koppeln des Sonnenrades des ersten Planetengetriebes mit dem Getriebegehäuse, damit dieses stationär bleibt, aufweist.
  14. 14. Automatisches Fünfganggetriebe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß es eine zweite Bremseinheit zum wahlweisen Koppeln des Planetenträgers des ersten Planetengetriebes und des Ringrades des zweiten Planetengetriebes sowie des Planetenträgers des dritten Planetengetriebes mit dem Getriebegehäuse aufweist, damit diese gleichzeitig stationär bleiben.
  15. 15. Automatisches Fünfganggetriebe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß es eine erste Kupplungseinheit zum wahlweisen Koppeln des Eingangselementes mit dem Sonnenrad des zweiten Planetengetriebes aufweist.
  16. 16. Automatisches Fünfganggetriebe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß es eine zweite Kupplungseinheit zum wahlweisen Koppeln des Eingangselementes mit dem Planetenträger des ersten Planetengetriebes aufweist.
  17. 17. Automatisches Fünfganggetriebe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß es eine dritte Kupplungseinheit zum wahlweisen Koppeln des Eingangselementes mit dem Sonnenrad des ersten Planetengetriebes aufweist.
  18. 18. Automatisches Fünfganggetriebe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen mindestens ein Verbindungselement umfassen, das das Ringrad des ersten Planetengetriebes und den Planetenträger des zweiten Planetengetriebes sowie das Ringrad des dritten Planetengetriebes verbindet.
  19. 19. Automatisches Fünfganggetriebe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen mindestens ein Verbindungselement umfassen, das den Planetenträger des ersten Planetengetriebes und das Ringrad des zweiten Planetengetriebes sowie den Planetenträger des dritten Planetengetriebes verbindet.
  20. 20. Automatisches Fünfganggetriebe für ein Fahrzeug, gekennzeichnet durch

    ein Getriebegehäuse,

    ein Eingangselement,

    ein Ausgangselement,

    ein erstes Planetengetriebe,

    ein zweites- Planetengetriebe, das axial vom ersten Planetengetriebe beabstandet ist,

    ein drittes Planetengetriebe, das axial vom zweiten Planetengetriebe beabstandet ist,

    wobei das erste, zweite und dritte Planetengetriebe ein Sonnenrad, ein Ringrad und einen Planetenträger mit einer Vielzahl von mit Umfangsabstand angeordneten Ritzeln, die zwischen dem Sonnenrad und dem Ringrad angeordnet sind, umfassen,

    Einrichtungen, die ermöglichen, daß sich das Ausgangselement und das Ringrad des ersten Planetengetriebes sowie der Planetenträger des zweiten Planetengetriebes und das Ringrad des dritten Planetengetriebes gleichzeitig drehen,

    Einrichtungen, die ermöglichen, daß der Planetenträger des ersten Planetengetriebes und das Ringrad des zweiten Planetengetriebes sowie der Planetenträger des dritten Planetengetriebes stationär bleiben oder sich gleichzeitig drehen,

    eine erste Bremseinheit zum wahlweisen Koppeln des Sonnenrades des ersten Planetengetriebes mit dem Getriebegehäuse, damit es stationär bleibt,

    eine zweite Bremseinheit zum wahlweisen Koppeln des Planetenträgers des ersten Planetengetriebes und des Ringrades des zweiten Planetengetriebes sowie des Planetenträgers des dritten Planetengetriebes mit dem Getriebegehäuse, damit diese gleichzeitig stationär bleiben,

    eine dritte Bremseinheit zum wahlweisen Koppeln des Sonnenrades des dritten Planetengetriebes mit dem Getriebegehäuse, damit diese gleichzeitig stationär bleiben,

    eine erste Kupplungseinheit zum wahlweisen Koppeln des Eingangselementes mit dem Sonnenrad des zweiten Planetengetriebes,

    eine zweite Kupplungseinheit zum wahlweisen Koppeln des Eingangselementes mit dem Planetenträger des ersten Planetengetriebes und

    eine dritte Kupplungseinheit zum wahlweisen Koppeln des Eingangselementes mit dem Sonnenrad des ersten Planetengetriebes.






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