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Dokumentenidentifikation DE102006044883A1 03.05.2007
Titel Siebenganggetriebe, bei denen in Vorwärtsgängen alle Komponenten in positiver Richtung rotieren
Anmelder General Motors Corp., Detroit, Mich., US
Erfinder Klemen, Donald, Carmel, Ind., US
Vertreter Manitz, Finsterwald & Partner GbR, 80336 München
DE-Anmeldedatum 22.09.2006
DE-Aktenzeichen 102006044883
Offenlegungstag 03.05.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 03.05.2007
IPC-Hauptklasse F16H 3/66(2006.01)A, F, I, 20070116, B, H, DE
Zusammenfassung Es sind Siebenganggetriebe vorgesehen, die vier Planetenradsätze umfassen, die sechs Drehmomentübertragungsmechanismen mit verschiedenen festen Verbindungen aufweisen, um sieben Vorwärtsgänge und drei Rückwärtsgänge bereitzustellen. Der Antriebsstrang umfasst einen Motor und einen Drehmomentwandler, die ständig mit zumindest einem der Planetenradelemente verbunden sind, und ein Abtriebselement, das ständig mit einem anderen der Planetenradelemente verbunden ist. Die sechs Drehmomentübertragungsmechanismen werden in Zweierkombinationen betrieben. Alle Komponenten rotieren in Vorwärtsgängen in der gleichen Richtung. Es werden reduzierte Komponentendrehzahlen und verbesserte Übersetzungsverhältnisse erreicht.

Beschreibung[de]
TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung betrifft Lastschaltgetriebe mit vier Planetenradsätzen, die durch sechs Drehmomentübertragungseinrichtungen gesteuert werden, um sieben Vorwärtsgänge und drei Rückwärtsgänge bereitzustellen.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Pkw umfassen einen Antriebsstrang, der aus einem Motor, einem Mehrganggetriebe und einem Differential- oder Achsantrieb besteht. Das Mehrganggetriebe erhöht den Gesamtbetriebsbereich des Fahrzeugs, indem es zulässt, dass der Motor seinen Drehmomentbereich mehrmals durchlaufen kann. Die Anzahl von Vorwärtsgängen, die in dem Getriebe verfügbar ist, bestimmt die Häufigkeit, mit der der Drehmomentbereich des Motors wiederholt durchlaufen werden kann. Frühe Automatikgetriebe wiesen zwei Drehzahlbereiche auf. Dies begrenzte den gesamten Drehzahlbereich des Fahrzeugs stark und erforderte daher einen relativ großen Motor, der einen breiten Drehzahl- und Drehmomentbereich erzeugen konnte. Dies führte dazu, dass der Motor während der Fahrt bei einem spezifischen Kraftstoffverbrauchspunkt arbeitete, der nicht der Punkt mit der höchsten Wirtschaftlichkeit war. Daher waren von Hand geschaltete Getriebe (Vorgelegewellengetriebe) am beliebtesten.

Mit dem Aufkommen von Drei- und Vierganggetrieben nahm die Beliebtheit des automatisch schaltenden (Planetenrad-)Getriebes bei den Autofahrern zu. Diese Getriebe verbesserten das Betriebsverhalten und die Kraftstoffwirtschaftlichkeit des Fahrzeugs. Die erhöhte Anzahl von Gängen verringert die Stufengröße zwischen Übersetzungsverhältnissen und verbessert daher die Schaltqualität des Getriebes, indem es die Gangwechsel für den Bediener bei normaler Fahrzeugbeschleunigung im Wesentlichen nicht wahrnehmbar macht.

Es ist vorgeschlagen worden, die Anzahl von Vorwärtsgängen auf sechs oder mehr zu erhöhen. Sechsganggetriebe sind in U.S.-Patent Nr. 4,070,927, das für Polak am 31. Januar 1978 erteilt wurde, und U.S.-Patent Nr. 6,422,969, das für Raghavan und Usoro am 23. Juli 2002 erteilt wurde, offenbart.

Sechsganggetriebe bieten mehrere Vorteile gegenüber Vier- und Fünfganggetrieben, die eine verbesserte Fahrzeugbeschleunigung und eine verbesserte Kraftstoffwirtschaftlichkeit einschließen. Während viele Lkw Lastschaltgetriebe mit sechs oder mehr Vorwärtsgängen anwenden, werden Pkw aufgrund der Größe und Komplexität dieser Getriebe noch mit Drei- und Viergang-Automatikgetrieben und relativ wenigen Fünf- oder Sechsgangeinrichtungen hergestellt.

Siebenganggetriebe sind in U.S.-Patent Nr. 6,623,397, das für Raghavan, Bucknor und Usoro erteilt wurde, offenbart. Siebenganggetriebe bieten weitere Verbesserungen bei der Beschleunigung und Kraftstoffwirtschaftlichkeit gegenüber Sechsganggetrieben. Wie bei dem oben diskutierten Sechsganggetriebe ist jedoch die Entwicklung von Siebenganggetrieben aufgrund der Komplexität, Größe und Kosten verhindert worden.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es wird ein verbessertes Siebenganggetriebe bereitgestellt, das vier Planetenradsätze aufweist, die gesteuert werden, um sieben Vorwärtsgänge und drei Rückwärtsgänge bereitzustellen. Bei der verschiedenen Ausführungsformen des verbesserten Getriebes erfolgt die Rotation aller rotierenden internen Komponenten in allen Vorwärtsgängen in der gleichen Richtung. Da alle internen rotierenden Drehzahlen im Vorwärtsbereich in der gleichen Richtung vorliegen, sind alle gegenläufig rotierenden Elemente beseitigt, was niedrige Komponentendrehzahlen sicherstellt. Die Beseitigung gegenläufig rotierender Elemente verbessert auch die Kupplungslebensdauer und die reduzierten internen Drehzahlen sollten zu sehr niedrigen zugehörigen Trägheitsverlusten führen. Die erreichten internen Drehzahlen sind mit sehr hohen Motordrehzahlen, z.B., Motordrehzahlen bis zu 8000 U/min (rpm) vereinbar. Die sehr niedrigen internen Drehzahlen lassen reduzierte interne Differenzdrehzahlen zu, was die Lebensdauer der Zahnräder und Lager verbessert. Wie es nachstehend beschrieben wird, sorgen verschiedene Ausführungsformen des Getriebes für eine reduzierte Belastung der Kupplungen, d.h. für ein reduziertes Kupplungsdrehmoment, was für ein Getriebe vom Kupplung-Kupplung-Typ erwünscht ist.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist das Getriebe vier Planetenradsätze auf, von denen jeder ein erstes, zweites und drittes Element umfasst, wobei die Elemente ein Sonnenrad, ein Hohlrad oder eine Planetenträgeranordnung umfassen können.

Bei dem Verweis auf den ersten, zweiten und dritten Zahnradsatz in dieser Beschreibung und in den Ansprüchen können diese Sätze in den Zeichnungen in beliebiger Reihenfolge mit "erster" bis "vierter" gezählt werden (d.h. von links nach rechts, von rechts nach links usw.). Zusätzlich können das erste, zweite oder dritte Element jedes Zahnradsatzes in den Zeichnungen für jeden Zahnradsatz in beliebiger Reihenfolge mit "erstes" bis "drittes" gezählt sein (d.h. von oben nach unten, von unten nach oben usw.).

Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung verbindet ein erstes Verbindungselement ein erstes Element des ersten Planetenradsatzes ständig mit einem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes.

Gemäß noch einem weiteren Aspekt der Erfindung verbindet ein zweites Verbindungselement das erste Element des dritten Planetenradsatzes ständig mit einem ersten Element des vierten Planetenradsatzes.

Gemäß noch einem weiteren Aspekt der Erfindung verbindet ein drittes Verbindungselement das zweite Element des dritten Planetenradsatzes ständig mit dem zweiten Element des vierten Planetenradsatzes.

Gemäß einem nochmals anderen Aspekt der Erfindung enthält jedes Getriebe eine Antriebswelle, die ständig mit einem Element der Planetenradsätze verbunden ist, und eine Abtriebswelle, die ständig mit einem anderen Element der Planetenradsätze verbunden ist. Die Antriebswelle kann ständig mit dem dritten Element des zweiten Planetenradsatzes verbunden sein, und die Abtriebswelle kann ständig mit dem dritten Element des dritten Planetenradsatzes verbunden sein.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung dient ein erster Drehmomentübertragungsmechanismus, wie eine feststehende Kupplung oder Bremse, dazu, das dritte Element des ersten Planetenradsatzes selektiv mit dem feststehenden Element zu verbinden. Alternativ kann der erste Drehmomentübertragungsmechanismus dazu dienen, das dritte Element des ersten Planetenradsatzes mit dem dritten Element des vierten Planetenradsatzes zu verbinden.

Gemäß noch einem weiteren Aspekt der Erfindung dient ein zweiter Drehmomentübertragungsmechanismus, wie eine Kupplung, dazu, das erste Element des ersten Planetenradsatzes und das erste Element des zweiten Planetenradsatzes selektiv mit dem dritten Element des vierten Planetenradsatzes zu verbinden.

Gemäß noch einem weiteren Aspekt der Erfindung dient ein dritter Drehmomentübertragungsmechanismus, wie eine Kupplung, dazu, das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes und das dritte Element des vierten Planetenradsatzes selektiv zu verbinden.

Gemäß noch einem weiteren Aspekt der Erfindung dient ein vierter Drehmomentübertragungsmechanismus, wie eine Kupplung, dazu, das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes selektiv mit dem ersten Element des dritten Planetenradsatzes zu verbinden.

Gemäß noch einem weiteren Aspekt der Erfindung dient ein fünfter Drehmomentübertragungsmechanismus, wie eine feststehende Kupplung oder Bremse, dazu, das erste Element des vierten Planetenradsatzes selektiv mit dem feststehenden Element zu verbinden.

Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung dient ein sechster Drehmomentübertragungsmechanismus, wie eine feststehende Kupplung oder Bremse, dazu, das zweite Element des vierten Planetenradsatzes selektiv mit dem feststehenden Element zu verbinden.

Wahlweise kann ein siebter Drehmomentübertragungsmechanismus vorgesehen sein, um ein viertes Verbindungselement selektiv mit dem feststehenden Element zu verbinden. Das vierte Verbindungselement verbindet das zweite Element des ersten Planetenradsatzes ständig mit dem dritten Element des vierten Planetenradsatzes; daher werden diese beiden Elemente durch Anwendung des siebten Drehmomentübertragungsmechanismus feststehend gehalten. Mit dem siebten Drehmomentübertragungsmechanismus werden acht Vorwärtsgänge erreicht.

Gemäß noch einem weiteren Aspekt der Erfindung sind Vorwärtsgangwechsel von der Art mit einem einzigen Übergang.

Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung verbindet einer der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen das Antriebselement selektiv mit dem ersten Element des dritten Planetenradsatzes und ein anderer der Drehmomentübertragungsmechanismen verbindet das Antriebselement selektiv mit dem dritten Element des vierten Planetenradsatzes.

Gemäß noch einem anderen Aspekt der Erfindung haben der erste, zweite und dritte Vorwärtsgang im Wesentlichen den gleichen Zahlenwert wie die jeweiligen Rückwärtsgänge, so dass das Schalten aus dem ersten, zweiten und dritten Vorwärtsgang in die jeweiligen im Wesentlichen gleichen Rückwärtsgänge erfolgen kann.

Gemäß noch einem anderen Aspekt der Erfindung verbindet einer der Drehmomentübertragungsmechanismen das erste Element des vierten Planetenradsatzes selektiv mit dem feststehenden Element, und ein anderer der Drehmomentübertragungsmechanismen verbindet das zweite Element des vierten Planetenradsatzes selektiv mit dem feststehenden Element.

Gemäß nochmals einem anderen Aspekt der Erfindung verbinden zwei der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen jeweils ein jeweiliges Element von einem der Planetenradsätze selektiv mit dem feststehenden Element. Ein erster der zwei Drehmomentübertragungsmechanismen ist nur während ausgewählter der sieben Vorwärtsgänge eingerückt, und ein zweiter der Drehmomentübertragungsmechanismen ist nur während der drei Rückwärtsgänge eingerückt. Da einer der Drehmomentübertragungsmechanismen nur zum Halten eines Rückwärtsgangs verwendet wird, kann somit eine Kupplungskonstruktion mit statischer Aufbringung angewandt werden. Das hohe Drehmoment, das zu einer Kupplungskonstruktion mit statischer Aufbringung gehört, wird in der Vorwärtsschaltabfolge nicht verwendet. Die zweite Festlegungskupplung wird in der Vorwärtsschaltabfolge verwendet.

Gemäß noch einem anderen Aspekt der Erfindung sind zwei der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen feststehende Kupplungen und vier der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen sind rotierende Kupplungen. Alternativ können drei der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen Kupplungen vom feststehenden Typ sein, und drei der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen können Kupplungen vom rotierenden Typ sein.

Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung ist die Antriebswelle ständig mit dem zweiten Planetenradsatz verbunden und ist über zwei der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv mit dem dritten bzw. vierten Planetenradsatz verbindbar. Ein anderer der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen dient dazu, den zweiten Planetenradsatz selektiv mit dem vierten Planetenradsatz zu verbinden. Weitere zwei der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen dienen dazu, ein unterschiedliches jeweiliges Element des vierten Planetenradsatzes selektiv mit dem feststehenden Element zu verbinden, und ein letzter der Drehmomentübertragungsmechanismen dient dazu, den ersten Planetenradsatzes selektiv mit entweder dem vierten Planetenradsatz oder dem feststehenden Element zu verbinden. Die Abtriebswelle ist ständig mit einem Element des dritten Planetenradsatzes verbunden.

Gemäß noch einem anderen Aspekt der Erfindung sind die sechs Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv in Kombinationen von zweien einrückbar, um sieben Vorwärtsgänge und drei Rückwärtsgänge zu erzielen. Wenn alternativ der optionale siebte Drehmomentübertragungsmechanismus vorgesehen ist, der das dritte Element des vierten Planetenradsatzes selektiv mit dem feststehenden Element verbindet, sind die sieben Drehmomentübertragungsmechanismen in Kombinationen von zweien einrückbar, um acht Vorwärtsgänge und drei Rückwärtsgänge zu erzielen.

Das resultierende Getriebe bietet eine Vielfalt von Übersetzungsverhältnisspreizungsoptionen mit sehr niedrigen internen Drehzahlen und einer verringerten Kupplungsbelastung für ein Schalten von Kupplung zu Kupplung.

Die obigen Merkmale und Vorteile und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der besten Ausführungsarten der Erfindung in Verbindung genommen mit den begleitenden Zeichnungen leicht deutlich werden.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs, der eine Ausführungsform eines Planetengetriebes der vorliegenden Erfindung umfasst;

2A ist eine Wahrheitstabelle, die einige der Betriebseigenschaften des in 1A gezeigten Antriebsstrangs darstellt;

2B ist ein Schaubild, das weitere Betriebseigenschaften des in 1 gezeigten Antriebsstrangs darstellt;

3A ist eine Wahrheitstabelle; die einige der Betriebseigenschaften des in 1A gezeigten Antriebsstrangs veranschaulicht; wenn unterschiedliche Zahnradzähnezahlen als die angewandt werden, die zu den Betriebseigenschaften der 2A und 2B führen;

3B ist ein Schaubild, das weitere Betriebseigenschaften des Getriebes von 1 unter Verwendung der Zahnradzähnezahlen darstellt, die zu einer Wahrheitstabelle von 3A führen;

4A ist eine Wahrheitstabelle, die in 1 gezeigte Betriebseigenschaften unter Verwendung unterschiedlicher Zähnezahlen als die darstellt, die zu den Wahrheitstabellen der 2A und 3A führen;

4B ist ein Schaubild, das weitere Betriebseigenschaften des Antriebsstrangs unter Verwendung der Zahnradzähnezahlen darstellt, die zu der in 4A gezeigten Wahrheitstabelle führen;

5 ist eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs, der eine zweite Ausführungsform eines Planetengetriebes der vorliegenden Erfindung umfasst;

6A ist eine Wahrheitstabelle, die einige der Betriebseigenschaften des in 5 gezeigten Antriebsstrangs darstellt;

6B ist ein Schaubild, das weitere Betriebseigenschaften des in 5 gezeigten Antriebsstrangs darstellt;

7 ist eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs, der eine dritte Ausführungsform eines Planetengetriebes der vorliegenden Erfindung umfasst;

8A ist eine Wahrheitstabelle, die einige der Betriebseigenschaften des in 7 gezeigten Antriebsstrangs darstellt;

8B ist ein Schaubild, das weitere Betriebseigenschaften des in 7 gezeigten Antriebsstrangs darstellt;

9 ist eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs, der eine vierte Ausführungsform eines Planetengetriebes der vorliegenden Erfindung umfasst;

10A ist eine Wahrheitstabelle, die einige der Betriebseigenschaften des in 9 gezeigten Antriebsstrangs darstellt; und

10B ist ein Schaubild, das weitere Betriebseigenschaften des in 9 gezeigten Antriebsstrangs darstellt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

In den Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Ansichten die gleichen oder entsprechenden Teile darstellen, ist in 1 ein Antriebsstrang 10 gezeigt, der einen herkömmlichen Motor und Drehmomentwandler 12, ein Planetengetriebe 14 und einen herkömmlichen Achsantriebsmechanismus 16 aufweist.

Das Planetengetriebe 14 umfasst eine Antriebswelle 17, die ständig mit dem Motor und Drehmomentwandler 12 verbunden ist, eine Planetenradanordnung 18 und eine Abtriebswelle 19, die ständig mit dem Achsantriebsmechanismus 16 verbunden ist. Die Planetenradanordnung 18 umfasst vier Planetenradsätze 20, 30, 40 und 50.

Der Planetenradsatz 20 umfasst ein Sonnenrad 22, ein Hohlrad 24 und eine Planetenträgeranordnung 26. Die Planetenträgeranordnung 26 umfasst mehrere Planetenräder 27, die drehbar an einem Träger 29 montiert und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 22 als auch dem Hohlrad 24 angeordnet sind.

Der Planetenradsatz 30 umfasst ein Sonnenrad 32, ein Hohlrad 34 und eine Planetenträgeranordnung 36. Die Planetenträgeranordnung 36 umfasst mehrere Planetenräder 37, die drehbar an dem Träger 39 montiert und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 32 als auch dem Hohlrad 34 angeordnet sind.

Der Planetenradsatz 40 umfasst ein Sonnenrad 42, ein Hohlrad 44 und eine Planetenträgeranordnung 46. Die Planetenträgeranordnung 46 umfasst mehrere Planetenräder 47, die drehbar an dem Träger 49 montiert und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 42 als auch dem Hohlrad 44 angeordnet sind.

Der Planetenradsatz 50 umfasst ein Sonnenrad 52, ein Hohlrad 54 und eine Planetenträgeranordnung 56. Die Planetenträgeranordnung 56 umfasst mehrere Planetenräder 57, die drehbar an dem Träger 59 montiert und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 52 als auch dem Hohlrad 54 angeordnet sind.

Die Antriebswelle 17 ist ständig mit dem Hohlrad 34 verbunden. Die Abtriebswelle 19 ist ständig mit dem Träger 49 verbunden. Das Hohlrad 24 ist über das Verbindungselement 70 ständig mit dem Träger 39 verbunden. Das Hohlrad 44 ist über das Verbindungselement 72 ständig mit dem Träger 59 verbunden. Das Sonnenrad 42 ist über das Verbindungselement 74 ständig mit dem Sonnenrad 52 verbunden. Der Träger 29 ist selektiv mit dem Hohlrad 54 über die Kupplung 60 verbindbar, die auch als die LL-Kupplung bezeichnet sein kann. Das Hohlrad 24 ist selektiv mit dem Hohlrad 54 über die Kupplung 62 verbindbar, die hier auch als die L-Kupplung bezeichnet sein kann. Das Hohlrad 34 ist selektiv mit dem Hohlrad 54 über die Kupplung 64 verbindbar, die hier auch als die C2-Kupplung bezeichnet sein kann. Das Hohlrad 34 ist selektiv mit dem Hohlrad 44 über die Kupplung 66 verbindbar, die hier auch als die C3-Kupplung bezeichnet sein kann. Die Planetenträgeranordnung 56 ist selektiv mit dem Getriebegehäuse 80 über eine feststehende Kupplung oder Bremse 67 verbindbar, die hier auch als die C3-Kupplung bezeichnet sein kann. Das Sonnenrad 52 ist selektiv mit dem Getriebegehäuse 80 über eine feststehende Kupplung oder Bremse 68 verbindbar, die hier auch als die C6-Kupplung bezeichnet sein kann. Eine optionale feststehende Kupplung oder Bremse 69, die gestrichelt gezeigt ist, verbindet eine Trommel 90 mit dem feststehenden Gehäuse 80, wodurch das Hohlrad 54 wirksam mit dem feststehenden Gehäuse 80 verbunden ist. Die optionale Kupplung 69 kann hier als die C4-Kupplung bezeichnet sein. Wenn die C4-Kupplung vorhanden ist, können acht Vorwärtsgänge erreicht werden.

Wie es in 2A und insbesondere der darin offenbarten Wahrheitstabelle gezeigt ist, werden die Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv in Kombinationen von zweien eingerückt, um sieben Vorwärtsgänge (acht Vorwärtsgänge, wenn die C4-Kupplung 69 vorhanden ist) und drei Rückwärtsgänge bereitzustellen. Die Drehmomentübertragungsmechanismen 60, 62, 64, 66, 67, 68 und 69 sind vorzugsweise eine Einrichtung vom Mehrscheibentyp mit fluidbetätigtem Reibungsantrieb, die üblicherweise in Planetengetrieben verwendet werden.

Der Rückwärtsgang 2 wird mit der Einrückung der C2-Kupplung 64 und der C5-Kupplung 67 hergestellt. Die C2-Kupplung 64 verbindet das Hohlrad 34 mit dem Hohlrad 54, und die C5-Kupplung 67 verbindet den Träger 59 mit dem Getriebegehäuse 80. Das Hohlrad 34 und das Hohlrad 54 rotieren mit den gleichen Drehzahl wie die Antriebswelle 17. Der Träger 39 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie das Hohlrad 24. Die Sonnenräder 22 und 32 rotieren nicht. Der Träger 39 rotiert mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl des Hohlrads 34 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 30 bestimmt wird. Der Träger 59 und das Hohlrad 44 rotieren nicht. Das Sonnenrad 52 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie das Sonnenrad 42. Das Sonnenrad 52 rotiert mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl des Hohlrads 54 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 50 bestimmt wird. Der Träger 49 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie die Abtriebswelle 19. Der Träger 49, und somit die Abtriebswelle 19, rotiert mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl des Sonnenrads 42 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 40 bestimmt wird. Der Zahlenwert des Rückwärtsgangs 2 wird unter Verwendung der Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnisse der Planetenradsätze 40 und 50 bestimmt.

Der Rückwärtsgang 1 wird mit der Einrückung der L-Kupplung 62 und der C5-Kupplung 67 hergestellt. Die L-Kupplung 62 verbindet das Hohlrad 24 mit dem Hohlrad 54, und die C5-Kupplung 67 verbindet den Träger 59 mit dem Getriebegehäuse 80. Das Hohlrad 34 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie die Antriebswelle 17. Der Träger 39 und das Hohlrad 24 rotieren mit der gleichen Drehzahl wie das Hohlrad 54. Das Sonnenrad 32 und das Sonnenrad 22 rotieren nicht. Der Träger 39 rotiert mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl des Hohlrads 34 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 30 bestimmt wird. Der Träger 59 und das Hohlrad 44 rotieren nicht. Das Sonnenrad 52 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie das Sonnenrad 42. Das Sonnenrad 52 rotiert mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl des Hohlrads 54 und dem Hohlrad/ Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 50 bestimmt wird. Der Träger 49 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie die Abtriebswelle 19. Der Träger 49, und somit die Abtriebswelle 19, rotiert mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl des Sonnenrads 42 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 40 bestimmt wird. Der Zahlenwert des ersten Rückwärtsgangs wird unter Verwendung der Hohlrad/ Sonnenrad-Zähneverhältnisse der Planetenradsätze 30, 40 und 50 bestimmt.

Der niedrige Rückwärtsgang (Low) wird mit dem Eingriff der LL-Kupplung 60 und der C5-Kupplung 67 hergestellt. Die LL-Kupplung 60 verbindet den Träger 29 mit dem Hohlrad 54, und die C5-Kupplung 67 verbindet den Träger 59 mit dem Getriebegehäuse 80. Das Hohlrad 34 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie die Antriebswelle 17. Der Träger 39 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie das Hohlrad 24. Die Sonnenräder 22 und 32 rotieren nicht. Der Träger 39 rotiert mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl des Hohlrads 34 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 30 bestimmt wird. Der Träger 29 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie das Hohlrad 54. Der Träger 29 rotiert mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl des Trägers 39 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 20 bestimmt wird. Der Träger 59 und das Hohlrad 44 rotieren nicht. Das Sonnenrad 52 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie das Sonnenrad 42. Das Sonnenrad 52 rotiert mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl des Hohlrads 54 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 50 bestimmt wird. Der Träger 49 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie die Abtriebswelle 19. Der Träger 49, und somit die Abtriebswelle 19, rotiert mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl des Sonnenrads 42 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 40 bestimmt wird. Der Zahlenwert des Gangs Rückwärts niedrig wird unter Verwendung der Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnisse der Planetenradsätze 20, 30, 40 und 50 bestimmt.

Der erste Vorwärtsgang, der hier auch als Niedrig (Low) bezeichnet sein kann, wird durch Einrückung der LL-Kupplung 60 und C6-Kupplung 68 hergestellt. Die LL-Kupplung 60 verbindet den Träger 29 mit dem Hohlrad 54, und die C6-Kupplung 68 verbindet das Sonnenrad 52 mit dem Getriebegehäuse 80. Das Hohlrad 34 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie die Antriebswelle 17. Der Träger 39 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie das Hohlrad 24. Die Sonnenräder 22 und 32 rotieren nicht. Der Träger 39 rotiert mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl des Hohlrads 34 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 30 bestimmt wird. Das Hohlrad 24 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie der Träger 39. Der Träger 29 rotiert mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl des Hohlrads 24 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 20 bestimmt wird. Der Träger 59 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie das Hohlrad 44. Die Sonnenräder 42 und 52 rotieren nicht. Der Träger 59 rotiert mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl des Hohlrads 54 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 50 bestimmt wird. Der Träger 49 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie die Abtriebswelle 19. Der Träger 49, und somit die Abtriebswelle 19, rotiert mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl des Hohlrads 44 und dem Hohlrad/ Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 40 bestimmt wird. Der Zahlenwert des ersten Vorwärtsgangs (Low) wird unter Verwendung der Hohlrad/ Sonnenrad-Zähneverhältnisse der Planetenradsätze 20, 30, 40 und 50 bestimmt.

Wenn in einem einfachen Planetenradsatz das Sonnenrad feststehend gehalten wird und Leistung auf das Hohlrad des einfachen Planetenradsatzes aufgebracht wird, rotieren die Planetenräder in Ansprechen auf die auf das Hohlrad aufgebrachte Leistung und ""laufen" in Umfangsrichtung um das festgelegte Sonnenrad um, um eine Drehung des Trägers in der gleichen Richtung wie die Richtung, in der das Hohlrad rotiert wird, zu bewirken.

Wenn irgendwelche zwei Elemente eines einfachen Planetenradsatzes in der gleichen Richtung und mit der gleichen Drehzahl rotieren, wird das dritte Element gezwungen, mit der gleichen Drehzahl und in der gleichen Richtung zu rotieren. Wenn beispielsweise das Sonnenrad und das Hohlrad in der gleichen Richtung und mit der gleichen Drehzahl rotieren, rotieren die Planetenräder nicht um ihre eigenen Achsen sondern wirken vielmehr als Keile, um die gesamte Einheit zu sperren und somit einen sogenannten direkten Antrieb zu bewirken. Das heißt der Träger rotiert mit den Sonnen- und Hohlrädern.

Wenn jedoch die beiden Zahnradelemente in der gleichen Richtung aber mit unterschiedlichen Drehzahlen rotieren, kann die Richtung, in der das dritte Zahnrad rotiert, häufig einfach durch Sichtanalyse bestimmt werden, aber in vielen Situationen wird die Richtung nicht offensichtlich sein und kann nur genau bestimmt werden durch die Kenntnis der Anzahl von Zähnen, die an allen Zahnradelementen des Planetenradsatzes vorhanden ist.

Jedes Mal dann, wenn der Träger daran gehindert wird, frei umzulaufen, und Leistung auf entweder das Sonnenrad oder das Hohlrad aufgebracht wird, wirken die Planetenräder als Zwischenräder. Auf diese Weise wird das angetriebene Element in der dem treibenden Element entgegengesetzten Richtung rotiert. In vielen Getriebeanordnungen wird somit, wenn der Rückwärtsfahrbereich ausgewählt ist, eine Drehmomentübertragungseinrichtung, die als Bremse dient, über Reibung betätigt, um mit dem Träger in Eingriff zu gelangen und diesen dadurch an einer Drehung zu hindern, so dass Leistung, die auf das Sonnenrad aufgebracht wird, das Hohlrad in der entgegengesetzten Richtung drehen wird. Wenn somit das Hohlrad mit den Antriebsrädern eines Fahrzeuges verbunden ist, ist eine solche Anordnung in der Lage, die Drehrichtung der Antriebsräder und dadurch die Richtung des Fahrzeugs selbst umzukehren.

In einem einfachen Satz von Planetenrädern kann dann, wenn irgendwelche zwei Drehgeschwindigkeiten des Sonnenrades, des Trägers und des Hohlrades bekannt sind, die Drehzahl des dritten Elementes unter Verwendung einer einfachen Regel festgestellt werden. Die Drehgeschwindigkeit des Trägers ist immer proportional zu den Drehzahlen des Sonnenrads und des Hohlrads, gewichtet mit deren jeweiligen Zähnezahlen. Beispielsweise kann ein Hohlrad doppelt so viele Zähne wie das Sonnenrad in dem gleichen Satz aufweisen. Die Drehzahl des Trägers ist dann die Summe von zwei Dritteln der Drehzahl des Hohlrades und einem Drittel der Drehzahl des Sonnenrades. Wenn eines dieser drei Elemente in einer entgegengesetzten Richtung rotiert, ist das arithmetische Vorzeichen für die Drehzahl, die dieses Element besitzt, bei den mathematischen Berechnungen negativ.

Das Drehmoment an dem Sonnenrad, dem Träger und dem Hohlrad kann auch einfach miteinander in Beziehung gebracht werden, wenn dies ohne Berücksichtigung der Massen der Zahnräder, der Beschleunigung der Zahnräder oder der Reibung innerhalb des Zahnradsatzes vorgenommen wird, die alle einen relativ geringfügigen Einfluss in einem gut konstruierten Getriebe haben. Das Drehmoment, das auf das Sonnenrad eines einfachen Planetenradsatzes aufgebracht wird, muss das Drehmoment, das auf das Hohlrad aufgebracht wird, proportional zu der Zähnezahl an diesen Zahnrädern ausgleichen. Beispielsweise muss das Drehmoment, das auf ein Hohlrad mit doppelt so viel Zähnen wie das Sonnenrad in diesem Satz aufgebracht wird, das Doppelte von dem auf das Sonnenrad aufgebrachten betragen, und muss in der gleichen Richtung aufgebracht werden. Das auf die Planetenträgeranordnung aufgebrachte Drehmoment muss die gleiche Größe und die entgegengesetzte Richtung zu der Summe aus dem Drehmoment an dem Sonnenrad und dem Drehmoment an dem Hohlrad betragen.

Wie es Fachleute einsehen werden, rotieren alle Elemente der Zahnradsätze 20, 30, 40 und 50 während des ersten Vorwärtsgangs in der gleichen Richtung. Wenn beispielsweise in Bezug auf den Planetenradsatz 30 die Antriebswelle 17 (und somit das Hohlrad 34) im Uhrzeigersinn rotiert, rotieren der Träger 39 und die Planetenräder 37 in der gleichen Richtung wie das Hohlrad 34, da das Sonnenrad 32 feststehend gehalten wird. Da der Träger 39 ständig mit dem Hohlrad 24 verbunden ist und das Sonnenrad 22 feststehend ist, rotieren das Hohlrad 24, der Träger 29 und die Planetenräder 27 ebenfalls in einer Richtung im Uhrzeigersinn. Da, dem Planetenradsatz 50 zugewandt, das Hohlrad 54 mit dem Träger 29 über die LL-Kupplung 60 verbunden ist und die C6-Kupplung 68 das Sonnenrad 52 feststehend hält, rotieren das Hohlrad 54, der Träger 59 und die Planetenräder 57 in einer Richtung im Uhrzeigersinn. Da, in Bezug auf den Planetenradsatz 40, das Hohlrad 44 ständig mit dem Träger 59 verbunden ist und das Sonnenrad 42 nicht rotiert, rotieren der Träger 49, die Planetenräder 47 und auch die Abtriebswelle 19 alle in der gleichen Richtung im Uhrzeigersinn wie der Träger 59.

Der zweite Vorwärtsgang wird mit dem Eingriff der L-Kupplung 62 und der C6-Kupplung 68 hergestellt. Die L-Kupplung 62 verbindet das Hohlrad 24 mit dem Hohlrad 54, und die C6-Kupplung 68 verbindet das Sonnenrad 52 mit dem Getriebegehäuse 80. Das Hohlrad 34 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie die Antriebswelle 17. Der Träger 39 und das Hohlrad 24 rotieren mit der gleichen Drehzahl wie das Hohlrad 54. Die Sonnenräder 22 und 32 rotieren nicht. Der Träger 39 rotiert mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl des Hohlrads 34 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 30 bestimmt wird. Der Träger 59 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie das Hohlrad 44. Die Sonnenräder 42 und 52 rotieren nicht. Der Träger 59 rotiert mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl des Hohlrads 54 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 50 bestimmt wird. Der Träger 49 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie die Abtriebswelle 19. Der Träger 49, und somit die Abtriebswelle 19, rotiert mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl des Hohlrads 44 und dem Hohlrad/ Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 40 bestimmt wird. Der Zahlenwert des zweiten Vorwärtsgangs wird unter Verwendung der Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnisse der Planetenradsätze 30, 40 und 50 bestimmt.

Wie bei dem ersten Vorwärtsgang rotieren alle Elemente der Zahnradsätze 20, 30, 40 und 50 während des zweiten Vorwärtsgangs in der gleichen Richtung. Wenn, beispielsweise in Bezug auf den Planetenradsatz 30, die Antriebswelle 17 (und somit das Hohlrad 34) im Uhrzeigersinn rotiert, rotieren der Träger 39 und die Planetenräder 37 in der gleichen Richtung wie das Hohlrad 34, da das Sonnenrad 22 feststehend gehalten ist. Da der Träger 39 ständig mit dem Hohlrad 24 verbunden ist und das Sonnenrad 22 feststehend ist, rotieren das Hohlrad 24, der Träger 29 und die Planetenräder 27 ebenfalls in einer Richtung im Uhrzeigersinn. Da, dem Planetenradsatz 50 zugewandt, das Hohlrad 54 mit dem Hohlrad 24 über die L-Kupplung 62 verbunden ist und die C6-Kupplung 68 das Sonnenrad 52 feststehend hält, rotieren das Hohlrad 54, der Träger 59 und die Planetenräder 57 ebenfalls in einer Richtung im Uhrzeigersinn. Da, in Bezug auf den Planetenradsatz 40, das Hohlrad 44 ständig mit dem Träger 59 verbunden ist und das Sonnenrad 42 nicht rotiert, rotieren das Hohlrad 44, der Träger 49, die Planetenräder 47 und auch die Abtriebswelle 19 alle in der gleichen Richtung im Uhrzeigersinn wie der Träger 59.

Der dritte Vorwärtsgang wird mit dem Eingriff der C2-Kupplung 64 und der C6-Kupplung 68 hergestellt. Die C2-Kupplung 64 verbindet das Hohlrad 34 mit dem Hohlrad 54, und die C6-Kupplung 68 verbindet das Sonnenrad 52 mit dem Getriebegehäuse 80. Das Hohlrad 34 und das Hohlrad 54 rotieren mit der gleichen Drehzahl wie die Antriebswelle 17. Der Träger 39 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie das Hohlrad 24. Die Sonnenräder 22 und 32 rotieren nicht. Der Träger 39 rotiert mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl des Hohlrads 34 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 30 bestimmt wird. Der Träger 59 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie das Hohlrad 44. Die Sonnenräder 42 und 52 rotieren nicht. Der Träger 59 rotiert mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl des Hohlrads 54 und dem Hohlrad/ Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 50 bestimmt wird. Der Träger 49 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie die Abtriebswelle 19. Der Träger 49, und somit die Abtriebswelle 19, rotiert mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl des Hohlrads 44 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 40 bestimmt wird. Der Zahlenwert des dritten Vorwärtsgangs wird unter Verwendung der Hohlrad/ Sonnenrad-Zähneverhältnisse der Planetenradsätze 30, 40 und 50 bestimmt.

Wie es Fachleute verstehen werden, rotieren wie bei dem ersten und zweiten Vorwärtsgang Elemente der Zahnradsätze 20, 30, 40 und 50 während des dritten Vorwärtsgangs in der gleichen Richtung. Wenn, beispielsweise in Bezug auf den Planetenradsatz 30, die Antriebswelle 17 (und somit das Hohlrad 34) im Uhrzeigersinn rotiert, rotieren der Träger 39 und die Planetenräder 37 in der gleichen Richtung wie das Hohlrad 34, da das Sonnenrad 32 feststehend gehalten ist. Da der Träger 39 ständig mit dem Hohlrad 24 verbunden ist und das Sonnenrad 22 feststehend ist, rotieren der Träger 29 und die Planetenräder 27 ebenfalls in einer Richtung im Uhrzeigersinn. Da, dem Planetenradsatz 50 zugewandt, das Hohlrad 54 mit dem Hohlrad 34 über die C2-Kupplung 64 verbunden ist und da das Sonnenrad 52 durch die C6-Kupplung 68 feststehend gehalten ist, rotieren der Träger 39 und die Planetenräder 37 in einer Richtung im Uhrzeigersinn. Da, in Bezug auf den Planetenradsatz 40, das Hohlrad 44 ständig mit dem Träger 59 verbunden ist und das Sonnenrad 42 nicht rotiert, rotieren der Träger 49, die Planetenräder 47 und auch die Abtriebswelle 19 alle in der gleichen Richtung im Uhrzeigersinn wie der Träger 59.

Der vierte Vorwärtsgang wird mit dem Eingriff der C3-Kupplung 66 und der C6-Kupplung 68 hergestellt. Die C3-Kupplung 66 verbindet das Hohlrad 34 mit dem Hohlrad 44, und die C6-Kupplung 68 verbindet das Sonnenrad 52 mit dem Getriebegehäuse 80. Das Hohlrad 34, das Hohlrad 44 und der Träger 59 rotieren mit der gleichen Drehzahl wie die Antriebswelle 17. Der Träger 39 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie das Hohlrad 24. Die Sonnenräder 22 und 32 rotieren nicht. Der Träger 39 rotiert mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl des Hohlrads 34 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 30 bestimmt wird. Die Sonnenräder 42 und 52 rotieren nicht. Der Träger 49 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie die Abtriebswelle 19. Der Träger 49, und somit die Abtriebswelle 19, rotiert mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl des Hohlrads 44 und dem Hohlrad/ Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 40 bestimmt wird. Der Zahlenwert des vierten Vorwärtsgangs wird unter Verwendung der Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnisse der Planetenradsätze 30 und 40 bestimmt.

Wie es Fachleute einsehen werden, rotieren alle Elemente der Zahnradsätze 20, 30, 40 und 50 während des vierten Vorwärtsgangs in der gleichen Richtung. Wenn, beispielsweise in Bezug auf den Planetenradsatz 30, die Antriebswelle 17 (und somit das Hohlrad 34) im Uhrzeigersinn rotiert, rotieren der Träger 39 und die Planetenräder 37 in der gleichen Richtung wie das Hohlrad 34, da das Sonnenrad 32 feststehend gehalten ist. Da der Träger 39 mit dem Hohlrad 24 verbunden ist und das Sonnenrad 22 feststehend gehalten ist, rotieren das Hohlrad 24, der Träger 29 und die Planetenräder 27 ebenfalls in einer Richtung im Uhrzeigersinn. Da, dem Planetenradsatz 40 zugewandt, das Hohlrad 44 mit dem Hohlrad 34 über die C3-Kupplung 66 verbunden ist und da das Sonnenrad 42 feststehend ist, rotieren der Träger 49, und somit die Abtriebswelle 19, sowie die Planetenräder 47 in einer Richtung im Uhrzeigersinn. Da, dem Planetenradsatz 50 zugewandt, der Träger 59 ständig mit dem Hohlrad 44 verbunden ist und da das Sonnenrad 52 durch die C6-Kupplung 68 feststehend gehalten ist, rotieren der Träger 59, die Planetenräder 57 und das Hohlrad 54 alle in einer Richtung im Uhrzeigersinn.

Der fünfte Vorwärtsgang wird mit dem Eingriff der C2-Kupplung 64 und der C3-Kupplung 66 hergestellt. Die C2-Kupplung 64 verbindet das Hohlrad 34 mit dem Hohlrad 54, und die C3-Kupplung 66 verbindet das Hohlrad 34 mit dem Hohlrad 44. Da in dieser Anordnung alle Elemente der Planetenradsätze 40 und 50 mit der gleichen Drehzahl wie die Antriebswelle 17 rotieren, rotiert auch die Abtriebswelle 19 mit der gleichen Drehzahl wie die Antriebswelle 17, so dass der Zahlenwert des fünften Vorwärtsgangs 1 ist.

Wie es Fachleute einsehen werden, rotieren die inneren Elemente des Getriebes 14 während des fünften Vorwärtsgangs alle in der gleichen Richtung. Wenn, beispielsweise in Bezug auf den Planetenradsatz 30, die Antriebswelle 17 (und somit das Hohlrad 34) im Uhrzeigersinn rotiert, rotieren der Träger 39 und die Planetenräder 37 in der gleichen Richtung wie das Hohlrad 34, da das Sonnenrad 32 feststehend gehalten ist. Da der Träger 39 ständig mit dem Hohlrad 24 verbunden ist und das Sonnenrad 22 feststehend gehalten ist, rotieren das Hohlrad 24, der Träger 29 und die Planetenräder 27 ebenfalls in einer Richtung im Uhrzeigersinn. Da, dem Planetenradsatz 50 zugewandt, das Hohlrad 54 mit dem Hohlrad 34 über die C2-Kupplung 64 verbunden ist und da das Hohlrad 44 ständig mit dem Träger 59 verbunden ist, und da das Sonnenrad 42 ständig mit dem Sonnenrad 52 verbunden ist, rotieren zwei Elemente der beiden Planetenradsätze 40 und 50 mit der gleichen Drehzahl, was bedeutet, dass die Planetenradsätze 40 und 50 miteinander verriegelt sind, wobei alle Elemente mit der gleichen Drehzahl und in der gleichen Richtung rotieren.

Der sechste Vorwärtsgang wird mit dem Eingriff der L-Kupplung 62 und der C3-Kupplung 66 hergestellt. Die L-Kupplung 62 verbindet das Hohlrad 24 mit dem Hohlrad 54, und die C3-Kupplung 66 verbindet das Hohlrad 34 mit dem Hohlrad 44. Das Hohlrad 34, das Hohlrad 44 und der Träger 59 rotieren mit der gleichen Drehzahl wie die Antriebswelle 17. Der Träger 39 und das Hohlrad 24 rotieren mit der gleichen Drehzahl wie das Hohlrad 54. Die Sonnenräder 22 und 32 rotieren nicht. Der Träger 39 rotiert mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl des Hohlrads 34 und dem Hohlrad/ Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 30 bestimmt wird. Das Sonnenrad 52 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie das Sonnenrad 42. Das Sonnenrad 52 rotiert mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl des Trägers 59, der Drehzahl des Hohlrads 54 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 50 bestimmt wird. Der Träger 49 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie die Abtriebswelle 19. Der Träger 49, und somit die Abtriebswelle 19, rotiert mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl des Hohlrads 44, der Drehzahl des Sonnenrads 42 und dem Hohlrad/ Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 40 bestimmt wird. Der Zahlenwert des sechsten Vorwärtsgangs wird unter Verwendung der Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnisse der Planetenradsätze 30, 40 und 50 bestimmt.

Wie es Fachleute einsehen werden, rotieren alle Elemente der Zahnradsätze 20, 30, 40 und 50 während des sechsten Vorwärtsgangs in der gleichen Richtung. Wenn, beispielsweise in Bezug auf den Planetenradsatz 30, die Antriebswelle 17 (und somit das Hohlrad 34) im Uhrzeigersinn rotiert, rotieren der Träger 39 und die Planetenräder 37 in der gleichen Richtung wie das Hohlrad 34, da das Sonnenrad 32 feststehend gehalten ist. Da der Träger 39 ständig mit dem Hohlrad 24 verbunden ist und das Sonnenrad 22 feststehend gehalten ist, rotieren das Hohlrad 24, der Träger 29 und die Planetenräder 27 ebenfalls in einer Richtung im Uhrzeigersinn. Da, dem Planetenradsatz 50 zugewandt, das Hohlrad 54 mit dem Hohlrad 24 über die L-Kupplung 62 verbunden ist, rotiert das Hohlrad 54 in einer Richtung im Uhrzeigersinn. Da, dem Planetenradsatz 40 zugewandt, die C3-Kupplung 66 das Hohlrad 34 mit dem Hohlrad 44 verbindet, rotiert auch das Hohlrad 44 in einer Richtung im Uhrzeigersinn. Da das Hohlrad 44 ständig mit dem Träger 59 verbunden ist, rotiert der Träger 59 ebenfalls in einer Richtung im Uhrzeigersinn. Die Sonnenräder 42 und 52 sind ständig verbunden und rotieren daher in der gleichen Richtung. Die Zähnezahlen der Elemente der Planetenradsätze 40 und 50 sind derart gewählt, dass die Sonnenräder 42 und 52, die Planetenräder 47 und 57 sowie der Träger 49, und somit die Abtriebswelle 19, alle in einer Richtung im Uhrzeigersinn rotieren. Beispielsweise spiegeln die in der Wahrheitstabelle in 2A gezeigten Drehzahlverhältnisse den Planetenradsatz 40 wieder, der ein Hohlrad 44 mit 81 Zähnen, einen Träger 49 mit 30 Zähnen und ein Sonnenrad 42 mit 21 Zähnen, ein Hohlrad 54 mit 81 Zähnen und ein Sonnenrad 52 mit 28 Zähnen aufweist. Wie es nachstehend mit Bezug auf die Wahrheitstabelle von 3A beschrieben wird, kann zusätzlich das Hohlrad 44 81 Zähne aufweisen, das Sonnenrad 42 kann 26 Zähne aufweisen, das Hohlrad 54 kann 81 Zähne aufweisen und das Sonnenrad 52 kann 37 Zähne aufweisen, um die Rotation in einer einzigen Richtung im Uhrzeigersinn in den Planetenradsätze in 40 und 50 zu erreichen. Schließlich werden, mit Bezug auf die Wahrheitstabelle von 4A, die nachstehend besprochen wird, die gleichen Zähnezahlen, wie sie oben in Bezug auf die Wahrheitstabelle von 3A gezeigt wurden, zu einer Rotation insgesamt im Uhrzeigersinn in den Planetenradsätzen 40 und 50 führen.

Der siebte Vorwärtsgang wird mit dem Eingriff der LL-Kupplung 60 und der C3-Kupplung 66 hergestellt. Die LL-Kupplung 60 verbindet den Träger 29 mit dem Hohlrad 54, und die C3-Kupplung 66 verbindet das Hohlrad 34 mit dem Hohlrad 44. Das Hohlrad 34, das Hohlrad 44 und der Träger 59 rotieren mit der gleichen Drehzahl wie die Antriebswelle 17. Der Träger 39 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie das Hohlrad 24. Die Sonnenräder 22 und 32 rotieren nicht. Der Träger 39 rotiert mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl des Hohlrads 34 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 30 bestimmt wird. Der Träger 29 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie das Hohlrad 54. Der Träger 29 rotiert mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl des Hohlrads 24 und dem Hohlrad/ Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 20 bestimmt wird. Das Sonnenrad 52 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie das Sonnenrad 42. Das Hohlrad 54 rotiert mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl des Trägers 59, der Drehzahl des Sonnenrads 52 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 50 bestimmt wird. Der Träger 49 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie die Abtriebswelle 19. Der Träger 49, und somit die Abtriebswelle 19, rotiert mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl des Hohlrads 44, der Drehzahl des Sonnenrads 42 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 40 bestimmt wird. Der Zahlenwert des siebten Vorwärtsgangs wird unter Verwendung der Hohlrad/ Sonnenrad-Zähneverhältnisse der Planetenradsätze 20, 30, 40 und 50 bestimmt.

Wie es Fachleute einsehen werden, rotieren alle Elemente der Zahnradsätze 20, 30, 40 und 50 während des siebten Vorwärtsgangs in der gleichen Richtung. Wenn, beispielsweise in Bezug auf den Planetenradsatz 30, die Antriebswelle 17 (und somit das Hohlrad 34) im Uhrzeigersinn rotiert, rotieren der Träger 39 und die Planetenräder 37 in der gleichen Richtung wie das Hohlrad 34, da das Sonnenrad 32 feststehend gehalten ist. Da der Träger 39 ständig mit dem Hohlrad 24 verbunden ist und das Sonnenrad feststehend gehalten ist, rotieren das Hohlrad 24, der Träger 29 und die Planetenräder 27 ebenfalls in einer Richtung im Uhrzeigersinn. Da, den Planetenradsätzen 40 und 50 zugewandt, der Träger 29 mit dem Hohlrad 54 über die LL-Kupplung 60 verbunden ist, rotiert das Hohlrad 54 in einer Richtung im Uhrzeigersinn. Da das Hohlrad 44 mit dem Hohlrad 34 über die C3-Kupplung 66 verbunden ist, und da das Hohlrad 44 ständig mit dem Träger 59 verbunden ist, rotieren das Hohlrad 44 und der Träger 59 ebenfalls in einer Richtung im Uhrzeigersinn. Die Sonnenräder 42 und 52 sind ständig verbunden und müssen daher in der gleichen Richtung rotieren. Die Zähnezahlen der Elemente der Planetenradsätze 40 und 50 sind derart gewählt, dass die Sonnenräder 42 und 52, die Planetenräder 47 und 57 sowie der Träger 49, und somit die Abtriebswelle 19, alle in einer Richtung im Uhrzeigersinn rotieren. Die oben in Bezug auf die Diskussion des sechsten Vorwärtsgangs für die Wahrheitstabelle in den 2A, 3A und 4A beschriebenen Zähnezahlen werden zu einer derartigen Rotation in einer einzigen Richtung führen.

Wenn die optionale C4-Kupplung 69 vorhanden ist, um das Hohlrad 54 mit dem feststehenden Gehäuse 80 zu verbinden, kann ein achter Vorwärtsgang hergestellt werden. Der achte Vorwärtsgang wird mit dem Eingriff der C4-Kupplung 69 und der C3-Kupplung 66 hergestellt. Die C3-Kupplung 66 verbindet das Hohlrad 34 mit dem Hohlrad 44. Das Hohlrad 34, das Hohlrad 44 und der Träger 59 rotieren mit der gleichen Drehzahl wie die Antriebswelle 17. Der Träger 39 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie das Hohlrad 24. Die Sonnenräder 22 und 32 rotieren nicht. Der Träger 39 rotiert mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl des Hohlrads 34 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 30 bestimmt wird. Das Sonnenrad 52 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie das Sonnenrad 42. Das Hohlrad 54 rotiert nicht. Das Sonnenrad 52 rotiert mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl des Trägers 59 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 50 bestimmt wird. Der Träger 49 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie die Abtriebswelle 19. Der Träger 49, und somit die Abtriebswelle 19, rotiert mit einer Drehzahl, die von der Drehzahl des Hohlrads 44, der Drehzahl des Sonnenrads 42 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 40 bestimmt wird. Der Zahlenwert des achten Vorwärtsgangs wird unter Verwendung der Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnisse der Planetenradsätze 30, 40 und 50 bestimmt.

Wie es Fachleute einsehen werden, rotieren alle Elemente der Zahnradsätze 20, 30, 40 und 50 während des achten Vorwärtsgangs in der gleichen Richtung. Wenn, beispielsweise in Bezug auf den Planetenradsatz 30, die Antriebswelle 17 (und somit das Hohlrad 34) im Uhrzeigersinn rotiert, rotieren der Träger 39 und die Planetenräder 37 in der gleichen Richtung wie das Hohlrad 34, da das Sonnenrad 32 feststehend gehalten ist. Da der Träger 39 mit dem Hohlrad 24 verbunden ist und das Sonnenrad 22 feststehend gehalten ist, rotieren der Träger 29 und die Planetenräder 27 ebenfalls in einer Richtung im Uhrzeigersinn. Da, dem Planetenradsatz 40 zugewandt, das Hohlrad 44 mit dem Hohlrad 34 über die C3-Kupplung 66 verbunden ist, rotiert das Hohlrad 44 in einer Richtung im Uhrzeigersinn. Da das Hohlrad 44 ständig mit dem Träger 59 verbunden ist, und da das Hohlrad 54 durch die C4-Kupplung 69 feststehend gehalten ist, rotieren der Träger 59, die Planetenräder 57 und das Sonnenrad 52 alle in einer Richtung im Uhrzeigersinn. Da das Sonnenrad 42 ständig mit dem Sonnenrad 52 verbunden ist, rotiert es ebenfalls in einer Richtung im Uhrzeigersinn. Der Träger 49, und somit die Abtriebswelle 19, sowie die Planetenräder 47 können ebenfalls dazu gebracht werden, in einer Richtung im Uhrzeigersinn zu rotieren, wenn solche Zähnezahlen, wie etwa jene für den oben in Bezug auf den sechsten Vorwärtsgang und die Wahrheitstabellen der 2A, 3A und 4A beschriebenen Planetenradsatz 40 benutzt werden.

Wie es oben ausgeführt wurde, ist der Einrückplan für die Drehmomentübertragungsmechanismen in der Wahrheitstabelle von 2A gezeigt. Diese Wahrheitstabelle liefert auch ein Beispiel von Drehzahlverhältnissen, die unter Verwendung der folgenden Hohlrad/ Sonnenrad-Zähneverhältnisse verfügbar sind: der Wert des Zähneverhältnisses des Planetenradsatzes 20 beträgt 2,45; der Wert des Zähneverhältnisses des Planetenradsatzes 30 beträgt 2,45; der Wert des Zähneverhältnisses des Planetenradsatzes 40 beträgt 3,86; und der Wert des Zähneverhältnisses des Planetenradsatzes 50 beträgt 2,89.

Das Schaubild von 2B beschreibt auch die Übersetzungsverhältnisstufen, die unter Verwendung des angegebenen Beispiels von Zähneverhältnissen erzielt werden. Beispielsweise beträgt das Stufenverhältnis zwischen dem ersten und dem zweiten Vorwärtsgang 1,41, während das Stufenverhältnis zwischen dem Rückwärtsgang Low und dem ersten Vorwärtsgang –0,991 beträgt. Es ist anzumerken, dass die Vorwärtsgangwechsel mit einer einzigen und einer doppelten Stufe von der Art mit einem einzigen Übergang sind. Es wird ein relativ tiefer erster Vorwärtsgang (d.h. ein niedriges Übersetzungsverhältnis) von 3,357 erreicht, was für Zuganwendungen nützlich ist. Es wird eine relativ enge Übersetzungsverhältnisspreizung von 4,347 zwischen dem ersten und siebten Gang erreicht. Das Getriebe 14 kann eine etwas höhere Übersetzungsverhältnisabdeckung erreichen, wie sie in der Wahrheitstabelle von 3A und dem Schaubild von 3B angegeben ist, wenn die folgenden Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnisse anstelle von jenen angewandt werden, die oben in Bezug auf die Übersetzungsverhältnisse besprochen worden, die in den 2A und 2B angegeben sind: ein Zähneverhältnis von 2,19 für den Planetenradsatz 20; ein Zähneverhältnis von 2,45 für den Planetenradsatz 30; ein Zähneverhältnis von 3,11 für den Planetenradsatz 40; und ein Zähneverhältnis von 2,19 für den Planetenradsatz 50. Mit diesen Zähneverhältnissen wird eine breitere Übersetzungsverhältnisabdeckung erreicht. Beispielsweise beträgt die Übersetzungsverhältnisspreizung zwischen dem ersten und siebten Vorwärtsgang 5,233, wie es in dem Schaubild von 3B angegeben ist. Der erste Vorwärtsgang (d.h. das niedrige Übersetzungsverhältnis) beträgt 4,084, etwas tiefer als die Zähneverhältnisse, die in 2A dargestellt sind. Um eine noch breitere Übersetzungsverhältnisabdeckung zu erreichen, die in den 4A und 4B angegeben ist, können die folgenden Zähneverhältnisse angewandt werden: ein Zähneverhältnis von 1,53 für den Planetenradsatz 20; ein Zähneverhältnis von 1,69 für den Planetenradsatz 30; ein Zähneverhältnis von 3,11 für den Planetenradsatz 40; und ein Zähneverhältnis von 2,19 für den Planetenradsatz 50. Mit diesen Zähneverhältnissen beträgt die Übersetzungsverhältnisspreizung von dem ersten bis zum siebten Vorwärtsgang 6,659, wie es in 4B angegeben ist. Zusätzlich wird ein sehr tiefer erster Vorwärtsgang (d.h. niedriges Übersetzungsverhältnis) von 5,015 erreicht.

5 zeigt einen Antriebsstrang 110 mit einem herkömmlichen Motor und Drehmomentwandler 12, einem Planetengetriebe 114 und einem herkömmlichen Achsantriebsmechanismus 16.

Das Planetengetriebe 114 umfasst eine Antriebswelle 17, die ständig mit dem Motor und Drehmomentwandler 12 verbunden ist, eine Planetenradanordnung 118 und eine Abtriebswelle 19, die ständig mit dem Achsantriebsmechanismus 16 verbunden ist. Die Planetenradanordnung 118 umfasst vier Planetenradsätze 120, 130, 140 und 150.

Der Planetenradsatz 120 umfasst ein Sonnenrad 122, ein Hohlrad 124 und eine Planetenträgeranordnung 126. Die Planetenträgeranordnung 126 umfasst mehrere Planetenräder 127, die an einem Träger 129 montiert und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 122 als auch dem Hohlrad 124 angeordnet sind.

Der Planetenradsatz 130 umfasst ein Sonnenrad 132, ein Hohlrad 134 und eine Planetenträgeranordnung 136. Die Planetenträgeranordnung 136 umfasst mehrere Planetenräder 137, die drehbar an dem Träger 139 montiert und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 132 als auch dem Hohlrad 134 angeordnet sind.

Der Planetenradsatz 140 umfasst ein Sonnenrad 142, ein Hohlrad 144 und eine Planetenträgeranordnung 146. Die Planetenträgeranordnung 146 umfasst mehrere Planetenräder 147, die drehbar an dem Träger 149 montiert und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 142 als auch dem Hohlrad 144 angeordnet sind.

Der Planetenradsatz 150 umfasst ein Sonnenrad 152, ein Hohlrad 154 und eine Planetenträgeranordnung 156. Die Planetenträgeranordnung 156 umfasst mehrere Planetenräder 157, die drehbar an dem Träger 159 montiert und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 152 als auch dem Hohlrad 154 angeordnet sind.

Die Planetenradanordnung 118 umfasst auch sieben Drehmomentübertragungsmechanismen 160, 162, 164, 166, 167 und 168 und einen optionalen siebten Drehmomentübertragungsmechanismus 169. Die Drehmomentübertragungsmechanismen 160, 162, 164 und 166 sind Drehmomentübertragungsmechanismen vom rotierenden Typ, die üblicherweise Kupplungen genannt werden. Die Drehmomentübertragungsmechanismen 167, 168 und 169 sind Drehmomentübertragungsmechanismen vom feststehenden Typ, die üblicherweise Bremsen oder Reaktionskupplungen genannt werden.

Die Antriebswelle 17 ist ständig mit dem Hohlrad 134 verbunden, und die Abtriebswelle 19 ist ständig mit dem Träger 149 verbunden. Das Sonnenrad 132 und das Hohlrad 124 sind ständig mit dem Getriebegehäuse 180 verbunden. Das Sonnenrad 122 ist ständig mit dem Träger 139 über das Verbindungselement 170 verbunden. Das Hohlrad 144 ist ständig mit dem Träger 159 über das Verbindungselement 172 verbunden. Das Sonnenrad 142 ist ständig mit dem Sonnenrad 152 über das Verbindungselement 174 verbunden.

Der Träger 129 ist selektiv mit dem Hohlrad 154 über die LL-Kupplung 160 verbindbar. Der Träger 139 ist selektiv mit dem Hohlrad 154 über die L-Kupplung 162 verbindbar. Die Antriebswelle 17 und das Hohlrad 134 sind über die C2-Kupplung 164 selektiv mit dem Hohlrad 154 verbindbar. Die Antriebswelle 17 und das Hohlrad 134 sind über die C3-Kupplung 166 selektiv mit dem Hohlrad 144 verbindbar. Der Träger 159 ist über die C5-Kupplung 167 selektiv mit dem Getriebegehäuse 180 verbindbar. Das Sonnenrad 152 ist über die C6-Kupplung 168 selektiv mit dem Getriebegehäuse 180 verbindbar. Eine optionale C4-Kupplung 169 verbindet eine Trommel 190 selektiv mit dem feststehenden Gehäuse 180, wodurch das Hohlrad 154 wirksam mit dem feststehenden Gehäuse 180 verbunden ist.

Die Wahrheitstabelle von 6A beschreibt die Einrückabfolge, die dazu verwendet wird, acht Vorwärtsgänge und drei Rückwärtsgänge in der in 2A gezeigten Planetenradanordnung 118 bereitzustellen. Wie es oben für die Anordnung von 1 gezeigt und beschrieben wurde, werden Fachleute aus der Wahrheitstabelle von 6A verstehen, wie die gezeigten Gänge durch die Planetenradsätze 120, 130, 140 und 150 hergestellt werden.

Die Wahrheitstabelle von 6A liefert auch ein Beispiel der Übersetzungsverhältnisse, die mit dem in 5 gezeigten Planetenradsätzen unter Verwendung der folgenden Beispielzähneverhältnisse erzielt werden können: Der Wert des Zähneverhältnisses des Planetenradsatzes 120 beträgt 1,57 (das Hohlrad 24 besitzt 83 Zähne; das Sonnenrad 22 besitzt 53 Zähne); der Wert des Zähneverhältnisses des Planetenradsatzes 130 beträgt 1,57 (das Hohlrad 34 besitzt 83 Zähne; das Sonnenrad 32 besitzt 53 Zähne); der Wert des Zähneverhältnisses des Planetenradsatzes 140 beträgt 3,12 (das Hohlrad 44 besitzt 81 Zähne; das Sonnenrad 42 besitzt 26 Zähne); und der Wert des Zähneverhältnisses des Planetenradsatzes 150 beträgt 2,19 (das Hohlrad 54 besitzt 81 Zähne; das Sonnenrad 52 besitzt 37 Zähne). Diese Zähneverhältnisse in Verbindung mit dem Einrückplan von 6A werden dazu führen, dass alle rotierenden Elemente der Zahnradsätze 120, 130, 140, 150 in jedem der sieben (optional acht) Vorwärtsgänge in die gleiche Richtung rotieren werden. Fachleute werden diese Rotation in einer einzigen Richtung auf der Grundlage der Besprechung von 1 oben verstehen.

6B zeigt die Übersetzungsverhältnisstufen zwischen Übersetzungsverhältnissen mit einer einzigen Stufe in der Vorwärtsrichtung sowie die Übersetzungsverhältnisstufe von Rückwärts Low zu dem ersten Vorwärtsgang. Beispielsweise beträgt das Stufenverhältnis vom ersten zum zweiten Gang 2,57. Es ist auch anzumerken, dass jeder der Vorwärtsgangwechsel mit einer einzigen Stufe oder einer doppelten Stufe von der Art mit einem einzigen Übergang ist.

7 zugewandt, umfasst ein Antriebsstrang 210 den Motor und Drehmomentwandler 12, ein Planetengetriebe 214 und einen Achsantriebsmechanismus 16. Das Planetengetriebe 214 umfasst eine Antriebswelle 17, die ständig mit dem Motor und Drehmomentwandler 12 verbunden ist, eine Planetenradanordnung 218 und eine Abtriebswelle 19, die ständig mit dem Achsantriebsmechanismus 16 verbunden ist. Die Planetenradanordnung 218 umfasst vier Planetenradsätze 220, 230, 240 und 250.

Der Planetenradsatz 220 umfasst ein Sonnenrad 222, ein Hohlrad 224 und eine Planetenträgeranordnung 226. Die Planetenträgeranordnung 226 umfasst mehrere Planetenräder 227, die drehbar an einem Träger 229 montiert sind, und ist in kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 222 als auch dem Hohlrad 224 angeordnet.

Der Planetenradsatz 230 umfasst ein Sonnenrad 232, ein Hohlrad 234 und eine Planetenträgeranordnung 236. Die Planetenträgeranordnung 236 umfasst mehrere Planetenräder 237, die drehbar an einem Träger 239 montiert sind, und das Hohlrad 234.

Der Planetenradsatz 240 umfasst ein Sonnenrad 242, ein Hohlrad 244 und eine Planetenträgeranordnung 246. Die Planetenträgeranordnung 246 umfasst mehrere Planetenräder 247, die drehbar an einem Träger 249 montiert und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 242 als auch dem Hohlrad 244 angeordnet sind.

Der Planetenradsatz 250 umfasst ein Sonnenrad 252, ein Hohlrad 254 und eine Planetenträgeranordnung 256. Die Planetenträgeranordnung 256 umfasst mehrere Planetenräder 257, die drehbar an einem Träger 259 montiert und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 252 als auch dem Hohlrad 254 angeordnet sind.

Die Planetenradanordnung 218 umfasst auch sechs Drehmomentübertragungsmechanismen 260, 262, 264, 266, 267, 268 und einen optionalen siebten Drehmomentübertragungsmechanismus 269. Die Drehmomentübertragungsmechanismen 262, 264 und 266 sind Drehmomentübertragungsmechanismen vom rotierenden Typ, die üblicherweise Kupplungen genannt werden. Die Drehmomentübertragungsmechanismen 260, 267, 268 und 269 sind Drehmomentübertragungsmechanismen vom feststehenden Typ, die üblicherweise Bremsen oder Reaktionskupplungen genannt werden.

Die Antriebswelle 17 ist ständig mit dem Hohlrad 234 verbunden, und die Abtriebswelle 19 ist ständig mit dem Träger 247 verbunden. Das Sonnenrad 232 ist ständig mit dem Getriebegehäuse 280 verbunden. Das Hohlrad 224 ist ständig mit dem Träger 239 über das Verbindungselement 270 verbunden. Das Verbindungselement 270 kann eine Komponente oder separate Komponenten sein. Das Hohlrad 244 ist ständig mit dem Träger 259 über das Verbindungselement 272 verbunden. Das Sonnenrad 242 ist ständig mit dem Sonnenrad 252 über das Verbindungselement 274 verbunden. Der Träger 229 ist ständig mit dem Hohlrad 254 durch das Verbindungselement 276, das auch als Hülse bezeichnet werden kann, verbunden.

Das Sonnenrad 222 ist über die LL-Kupplung 260 selektiv mit dem Getriebegehäuse 280 verbindbar. Das Hohlrad 224 ist über die L-Kupplung 262 selektiv mit dem Hohlrad 254 verbindbar. Die Antriebswelle 17 und das Hohlrad 234 sind über die C2-Kupplung 264 selektiv mit dem Hohlrad 254 verbindbar. Die Antriebswelle 17 und das Hohlrad 234 sind über die C3-Kupplung 266 selektiv mit dem Hohlrad 244 verbindbar. Der Träger 259 ist über die C5-Kupplung 267 selektiv mit dem Getriebegehäuse 280 verbindbar. Das Sonnenrad 252 ist über die C6-Kupplung 268 selektiv mit dem Getriebegehäuse 280 verbindbar. Die Hülse 276, und daher das Hohlrad 254, ist über die optionale C4-Kupplung 269 selektiv mit dem Getriebegehäuse 280 verbindbar.

Die Wahrheitstabelle von 8A beschreibt die Einrückabfolge, die dazu verwendet wird, acht Vorwärtsgänge und drei Rückwärtsgänge in der in 7 gezeigten Planetenradanordnung 218 bereitzustellen. Wie es oben für die Anordnung von 1 gezeigt und beschrieben wurde, werden Fachleute aus der Wahrheitstabelle von 8A verstehen, wie die gezeigten Gänge durch die Planetenradsätze 220, 230, 240 und 250 hergestellt werden. Die Wahrheitstabelle von 8A liefert auch ein Beispiel der Übersetzungsverhältnisse, die mit der in 7 gezeigten Planetenradanordnung 218 unter Verwendung der folgenden Beispielzähneverhältnisse erzielt werden können: Der Wert des Zähneverhältnisses des Planetenradsatzes 220 beträgt 2,45 (das Hohlrad 224 besitzt 81 Zähne; das Sonnenrad 222 besitzt 33 Zähne); der Wert des Zähneverhältnisses des Planetenradsatzes 230 beträgt 245 (das Hohlrad 234 besitzt 81 Zähne; das Sonnenrad 232 besitzt 33 Zähne); der Wert des Zähneverhältnisses des Planetenradsatzes 240 beträgt 3,86 (das Hohlrad 244 besitzt 81 Zähne; das Sonnenrad 242 besitzt 21 Zähne); und der Wert des Zähneverhältnisses des Planetenradsatzes 250 beträgt 2,89 (das Hohlrad 254 besitzt 81 Zähne; das Sonnenrad 252 besitzt 28 Zähne. Diese Zähneverhältnisse in Verbindung mit dem Einrückplan von 8A werden dazu führen, dass alle rotierenden Elemente der Zahnradsätze 220, 230, 240 und 250 in jedem der sieben (optional acht) Vorwärtsgänge in die gleiche Richtung rotieren werden. Fachleute werden diese Rotation in einer einzigen Richtung auf der Grundlage der Besprechung von 1 oben verstehen. In 8B sind auch die Übersetzungsverhältnisstufen zwischen den Übersetzungsverhältnissen mit einer einzigen Stufe in der Vorwärtsrichtung sowie die Übersetzungsverhältnisstufe vom Rückwärtsgang Low zum ersten Vorwärtsgang gezeigt. Beispielsweise beträgt das Stufenverhältnis vom ersten zum zweiten Gang 1,41. Es ist auch anzumerken, dass jeder der Vorwärtsgangwechsel mit einer einzigen Stufe oder einer doppelten Stufe von der Art mit einem einzigen Übergang ist. Ein relativ enges Verhältnis zwischen dem ersten Vorwärtsgang und dem siebten Vorwärtsgang beträgt 4,34.

9 zugewandt, umfasst ein Antriebsstrang 310 den Motor und Drehmomentwandler 12, ein Planetengetriebe 314 und einen Achsantriebsmechanismus 16. Das Planetengetriebe 314 umfasst eine Antriebswelle 17, die ständig mit dem Motor und Drehmomentwandler 12 verbunden ist, eine Planetenradanordnung 318 und eine Abtriebswelle 19, die ständig mit dem Achsantriebsmechanismus 16 verbunden ist. Die Planetenradanordnung 318 umfasst vier Planetenradsätze 320, 330, 340 und 350.

Der Planetenradsatz 320 umfasst ein Sonnenrad 322, ein Hohlrad 324 und eine Planetenträgeranordnung 326. Die Planetenträgeranordnung 326 umfasst mehrere Planetenräder 327, die drehbar an einem Träger 329 montiert und in kämmender Beziehung mit dem Sonnenrad 322 und dem Hohlrad 324 angeordnet sind.

Der Planetenradsatz 330 umfasst ein Sonnenrad 332, ein Hohlrad 334 und eine Planetenträgeranordnung 336. Die Planetenträgeranordnung 336 umfasst mehrere Planetenräder 337, die drehbar an einem Träger 339 montiert und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 332 als auch dem Hohlrad 334 angeordnet sind.

Der Planetenradsatz 340 umfasst ein Sonnenrad 342, ein Hohlrad 344 und eine Planetenträgeranordnung 346. Die Planetenträgeranordnung 346 umfasst mehrere Planetenräder 347, die drehbar an einem Träger 349 montiert und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 342 als auch dem Hohlrad 344 angeordnet sind.

Der Planetenradsatz 350 umfasst ein Sonnenrad 352, ein Hohlrad 354 und eine Planetenträgeranordnung 356. Die Planetenträgeranordnung 356 umfasst mehrere Planetenräder 357, die drehbar an einem Träger 359 montiert und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 352 als auch dem Hohlrad 354 angeordnet sind.

Die Planetenradanordnung 318 umfasst auch sechs Drehmomentübertragungsmechanismen 360, 362, 364, 366, 367 und 368 und einen optionalen siebten Drehmomentübertragungsmechanismus 369. Die Drehmomentübertragungsmechanismen 362, 364 und 366 sind Drehmomentübertragungsmechanismen vom rotierenden Typ, die üblicherweise Kupplungen genannt werden. Die Drehmomentübertragungsmechanismen 360, 367, 368 und 369 sind Drehmomentübertragungsmechanismen vom feststehenden Typ, die üblicherweise Bremsen oder Reaktionskupplungen genannt werden.

Die Antriebswelle 17 ist ständig mit dem Hohlrad 334 verbunden, und die Abtriebswelle 19 ist ständig mit dem Träger 349 verbunden. Das Sonnenrad 332 ist ständig mit dem Getriebegehäuse 380 verbunden. Das Sonnenrad 322 ist über das Verbindungselement 370 ständig mit dem Träger 339 verbunden. Das Verbindungselement 370 kann eine Komponente oder separate Komponenten sein. Das Hohlrad 344 ist über das Verbindungselement 372 ständig mit der Trägeranordnung 359 verbunden. Das Sonnenrad 342 ist über das Verbindungselement 374 ständig mit dem Sonnenrad 352 verbunden. Der Träger 329 ist ständig mit dem Sonnenrad 354 über das Verbindungselement 376, das auch als Hülse bezeichnet werden kann, verbunden.

Das Hohlrad 324 ist über die LL-Kupplung 360 selektiv mit dem Getriebegehäuse 380 verbindbar. Der Träger 329 ist über die L-Kupplung 362 selektiv mit dem Träger 339 verbindbar. Die Antriebswelle 17 und das Hohlrad 334 sind über die C2-Kupplung 364 selektiv mit dem Hohlrad 354 verbindbar. Die Antriebswelle 17 und das Hohlrad 334 sind über die C3-Kupplung 366 selektiv mit dem Hohlrad 344 verbindbar. Der Träger 359 ist über die C5-Kupplung 367 selektiv mit dem Getriebegehäuse 380 verbindbar. Das Sonnenrad 352 ist über die C6-Kupplung 368 selektiv mit dem Getriebegehäuse 380 verbindbar. Die optionale C4-Kupplung 369 verbindet die Hülse 376, und daher den Träger 329 und das Hohlrad 354, selektiv mit dem Getriebegehäuse 380.

Die Wahrheitstabelle von 10A beschreibt die Einrückabfolge, die dazu verwendet wird, acht Vorwärtsgänge und drei Rückwärtsgänge in der in 9 gezeigten Planetenradanordnung 318 bereitzustellen. Wie es oben für die Anordnung von 1 gezeigt und beschrieben wurde, werden Fachleute aus der Wahrheitstabelle von 10A verstehen, wie die Gänge durch die Planetenradsätze 320, 330, 340 und 350 hergestellt werden. Die Wahrheitstabelle von 10A liefert auch ein Beispiel der Übersetzungsverhältnisse, die mit der in 9 gezeigten Planetenradanordnung 318 unter Verwendung der folgenden Beispielzähneverhältnisse erzielt werden können: Der Wert des Zähneverhältnisses des Planetenradsatzes 320 beträgt 1,57 (das Hohlrad 324 besitzt 831 Zähne; das Sonnenrad 322 besitzt 53 Zähne); der Wert des Zähneverhältnisses des Planetenradsatzes 330 beträgt 1,57 (das Hohlrad 334 besitzt 83 Zähne; das Sonnenrad 332 besitzt 53 Zähne); der Wert des Zähneverhältnisses des Planetenradsatzes 340 beträgt 3,11 (das Hohlrad 344 besitzt 81 Zähne; das Sonnenrad 342besitzt 26 Zähne); und der Wert des Zähneverhältnisses des Planetenradsatzes 350 beträgt 2,19 (das Hohlrad 354 besitzt 81 Zähne; das Sonnenrad 352 besitzt 37 Zähne). Diese Zähneverhältnisse in Verbindung mit dem Einrückplan von 10A werden dazu führen, dass alle rotierenden Elemente der Zahnradsätze 320, 330, 340 und 350 in jedem der sieben (optional acht) Vorwärtsgänge in die gleiche Richtung rotieren werden. Fachleute werden diese Rotation in einer einzigen Richtung leicht auf der Grundlage der Besprechung von 1 oben verstehen. In 10B sind auch die Übersetzungsverhältnisstufen zwischen den Übersetzungsverhältnissen mit einer einzigen Stufe in der Vorwärtsrichtung sowie die Übersetzungsverhältnisstufe vom Rückwärtsgang Low zum ersten Vorwärtsgang gezeigt. Beispielsweise beträgt das Stufenverhältnis vom ersten zum zweiten Gang 2,57. Es wird in dem ersten (Low) Gang ein sehr tiefes Übersetzungsverhältnis von 8,091 erreicht. Es wird eine breite Übersetzungsverhältnisspreizung von 11,372 zwischen dem ersten und siebten Vorwärtsgang erreicht. Es ist auch anzumerken, dass jeder der Vorwärtsgangwechsel mit einer einzigen Stufe oder einer doppelten Stufe von der Art mit einem einzigen Übergang ist.

Obgleich die besten Arten zur Ausführung der Erfindung ausführlich beschrieben worden sind, werden Fachleute, die diese Erfindung betrifft, verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen zur praktischen Ausführung der Erfindung innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche erkennen.


Anspruch[de]
Mehrganggetriebe, umfassend:

eine Antriebswelle;

eine Abtriebswelle;

einen ersten, zweiten, dritten und vierten Planetenradsatz, die jeweils ein erstes, ein zweites und ein drittes Element aufweisen;

ein erstes Verbindungselement, das das erste Element des ersten Planetenradsatzes ständig mit dem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes verbindet;

ein zweites Verbindungselement, das das erste Element des dritten Planetenradsatzes ständig mit dem ersten Element des vierten Planetenradsatzes verbindet;

ein drittes Verbindungselement, das das zweite Element des dritten Planetenradsatzes ständig mit dem zweiten Element des vierten Planetenradsatzes verbindet;

wobei das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes ständig mit einem feststehenden Element verbunden ist;

wobei die Antriebswelle ständig mit einem Element der Planetenradsätze verbunden ist und die Abtriebswelle ständig mit einem anderen Element der Planetenradsätze verbunden ist; und

sechs Drehmomentübertragungsmechanismen, die dazu dienen, die Elemente der Planetenradsätze selektiv mit der Antriebswelle, mit dem feststehenden Element oder mit anderen Elementen der Planetenradsätze zu verbinden, wobei die sechs Drehmomentübertragungsmechanismen in Kombinationen von zweien eingerückt werden, um sieben Vorwärtsgänge und drei Rückwärtsgänge zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle herzustellen; wobei jedes der Elemente der Planetenradsätze während der sieben Vorwärtsgänge in einer einzigen Richtung rotiert.
Mehrganggetriebe nach Anspruch 1, wobei einer der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen das Antriebselement selektiv mit dem ersten Element des dritten Planetenradsatzes verbindet und ein weiterer der Drehmomentübertragungsmechanismen das Antriebselement selektiv mit dem dritten Element des vierten Planetenradsatzes verbindet. Mehrganggetriebe nach Anspruch 1, wobei ein erster, ein zweiter und ein dritter der sieben Vorwärtsgänge im Wesentlichen den gleichen Wert wie ein jeweiliger der drei Rückwärtsgänge aufweist, so dass ein Schalten von dem ersten, zweiten und dritten Vorwärtsgang in den im Wesentlichen gleichen Rückwärtsgang erfolgen kann. Mehrganggetriebe nach Anspruch 1, wobei die Antriebswelle ständig mit dem dritten Element des zweiten Planetenradsatzes verbunden ist und die Abtriebswelle ständig mit dem dritten Element des dritten Planetenradsatzes verbunden ist. Mehrganggetriebe nach Anspruch 4, wobei einer der Drehmomentübertragungsmechanismen das erste Element des vierten Planetenradsatzes selektiv mit dem feststehenden Element verbindet und ein weiterer der Drehmomentübertragungsmechanismen das zweite Element des vierten Planetenradsatzes selektiv mit dem feststehenden Element verbindet; Mehrganggetriebe nach Anspruch 1,

wobei zwei der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen jeweils ein jeweiliges Element von einem der Planetenradsätze selektiv mit dem feststehenden Element verbinden;

wobei ein erster der zwei Drehmomentübertragungsmechanismen nur während ausgewählter Gänge der sieben Vorwärtsgänge eingerückt ist; und

wobei ein zweiter der zwei Drehmomentübertragungsmechanismen nur während der drei Rückwärtsgänge eingerückt ist.
Mehrganggetriebe nach Anspruch 1, wobei ein erster der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen dazu dient, das dritte Element des ersten Planetenradsatzes selektiv mit dem dritten Element des vierten Planetenradsatzes oder mit dem feststehenden Element zu verbinden. Mehrganggetriebe nach Anspruch 1, wobei ein zweiter der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen dazu dient, das erste Element des ersten Planetenradsatzes und das erste Element des zweiten Planetenradsatzes selektiv mit dem dritten Element des vierten Planetenradsatzes zu verbinden. Mehrganggetriebe nach Anspruch 1, wobei ein dritter der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen dazu dient, das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes selektiv mit dem dritten Element des vierten Planetenradsatzes zu verbinden. Mehrganggetriebe nach Anspruch 1, wobei ein vierter der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen dazu dient, das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes selektiv mit dem ersten Element des dritten Planetenradsatzes zu verbinden. Mehrganggetriebe nach Anspruch 1, wobei ein fünfter der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen dazu dient, das erste Element des vierten Planetenradsatzes selektiv mit dem feststehenden Element zu verbinden Mehrganggetriebe nach Anspruch 1, wobei ein sechster der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen dazu dient; das zweite Element des vierten Planetenradsatzes selektiv mit dem feststehenden Element zu verbinden. Mehrganggetriebe nach Anspruch 1, ferner umfassend:

ein viertes Verbindungselement, das das zweite Element des ersten Planetenradsatzes ständig mit dem dritten Element des vierten Planetenradsatzes verbindet; und

einen siebten Drehmomentübertragungsmechanismus, der dazu dient, das vierte Verbindungselement, und daher das zweite Element des ersten Planetenradsatzes und das dritte Element des vierten Planetenradsatzes, selektiv mit dem feststehenden Element zu verbinden.
Mehrganggetriebe nach Anspruch 1, wobei Vorwärtsgangschaltvorgänge von der Art mit einem einzigen Übergang sind. Mehrganggetriebe nach Anspruch 1, wobei zwei der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen Kupplungen vom feststehenden Typ sind und vier der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen Kupplungen vom rotierenden Typ sind. Mehrganggetriebe nach Anspruch 1, wobei drei der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen Kupplungen vom feststehenden Typ sind und drei der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen Kupplungen vom rotierenden Typ sind. Mehrganggetriebe, umfassend:

eine Antriebswelle;

eine Abtriebswelle;

einen ersten, zweiten, dritten und vierten Planetenradsatz, die jeweils ein erstes, ein zweites und ein drittes Element aufweisen; wobei die Elemente ein Sonnenrad, ein Hohlrad und eine Planetenträgeranordnung umfassen;

wobei das erste Element des ersten Planetenradsatzes ständig mit dem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes verbunden ist; wobei das erste Element des dritten Planetenradsatzes ständig mit dem ersten Element des vierten Planetenradsatzes verbunden ist; wobei das zweite Element des dritten Planetenradsatzes ständig mit dem zweiten Element des vierten Planetenradsatzes verbunden ist; wobei das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes ständig mit einem feststehenden Element verbunden ist;

wobei die Antriebswelle ständig mit dem dritten Element des zweiten Planetenradsatzes verbunden ist und die Abtriebswelle ständig mit dem dritten Element des dritten Planetenradsatzes verbunden ist; einen ersten Drehmomentübertragungsmechanismus, der dazu dient, das dritte Element des ersten Planetenradsatzes selektiv mit dem dritten Element des vierten Planetenradsatzes oder mit dem feststehenden Element zu verbinden;

einen zweiten Drehmomentübertragungsmechanismus, der dazu dient, das erste Element des ersten Planetenradsatzes und das erste Element des zweiten Planetenradsatzes selektiv mit dem dritten Element des vierten Planetenradsatzes zu verbinden;

einen dritten Drehmomentübertragungsmechanismus, der dazu dient, das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes selektiv mit dem dritten Element des vierten Planetenradsatzes zu verbinden;

einen vierten Drehmomentübertragungsmechanismus, der dazu dient, das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes selektiv mit dem ersten Element des dritten Planetenradsatzes zu verbinden;

einen fünften Drehmomentübertragungsmechanismus, der dazu dient, das erste Element des vierten Planetenradsatzes selektiv mit dem feststehenden Element zu verbinden; und

einen sechsten Drehmomentübertragungsmechanismus, der dazu dient, das zweite Element des vierten Planetenradsatzes selektiv mit dem feststehenden Element zu verbinden;

wobei die sechs Drehmomentübertragungsmechanismen in Kombinationen von zweien betreibbar sind, um zumindest sieben Vorwärtsgänge und drei Rückwärtsgänge bereitzustellen; wobei jegliche Elemente der Planetenradsätze während der sieben Vorwärtsgänge in einer einzigen Richtung rotieren.
Mehrganggetriebe nach Anspruch 17, wobei der fünfte Drehmomentübertragungsmechanismus nur während der drei Rückwärtsgänge eingerückt ist und der sechste Drehmomentübertragungsmechanismus nur während ausgewählter Gänge der sieben Vorwärtsgänge eingerückt ist. Mehrganggetriebe nach Anspruch 17, wobei ein erster, ein zweiter und ein dritter der sieben Vorwärtsgänge im Wesentlichen den gleichen Wert wie der jeweilige Rückwärtsgang aufweist, so dass das Schalten aus dem ersten, zweiten und dritten Vorwärtsgang in die jeweiligen im Wesentlichen gleichen Rückwärtsgänge erfolgen kann. Mehrganggetriebe, umfassend:

eine Antriebswelle;

eine Abtriebswelle;

einen ersten, zweiten, dritten und vierten Planetenradsatz, wobei jeder Planetenradsatz ein erstes, ein zweites und ein drittes Element aufweist; wobei die Elemente ein Sonnenrad, eine Planetenträgeranordnung und ein Hohlrad umfassen;

sechs Drehmomentübertragungsmechanismen;

wobei die Antriebswelle ständig mit dem zweiten Planetenradsatz verbunden ist und selektiv mit dem dritten und vierten Planetenradsatz über jeweils zwei der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen verbindbar ist;

ein weiterer der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen dazu dient, den zweiten Planetenradsatz selektiv mit dem vierten Planetenradsatz zu verbinden;

weitere zwei der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen dazu dienen, ein unterschiedliches jeweiliges Element des vierten Planetenradsatzes selektiv mit dem feststehenden Element zu verbinden; und

ein letzter der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen dazu dient, den ersten Planetenradsatz selektiv mit dem vierten Planetenradsatz oder mit dem feststehenden Element zu verbinden;

wobei die Abtriebswelle ständig mit einem Element des dritten Planetenradsatzes verbunden ist; und

wobei die sechs Drehmomentübertragungsmechanismen in Kombinationen von zweien eingerückt sind, um sieben Vorwärtsgänge und drei Rückwärtsgänge zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle herzustellen.






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