DE102009028826A1

DE102009028826A1 - Planetengetriebe mit gemeinsamem Träger zur Erzeugung von sechs Vorwärts- und einer Rückwärtsgangstufe

Info

Publication number: DE102009028826A1
Application number: DE102009028826A
Authority: DE
Inventors: John William Wayne Kimes; Mark William Saline Rosselot; Gregory Daniel Rochester Hills Goleski; Gregory Dean Livonia Gardner
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2008-08-25
Filing date: 2009-08-24
Publication date: 2010-03-04
Also published as: US8007396B2; CN101660589A; US20100044141A1; CN101660589B

Abstract

Ein Automatikgetriebe enthält einen ersten Planetenradsatz mit einem ersten Umlaufradsatz, der drehbar auf einem gemeinsamen Träger gestützt wird und mit einem ersten Sonnenrad und einem zweiten Verbundzahnrad, das sowohl als erstes Hohlrad als auch als zweites Sonnenrad fungiert, in Antriebseingriff steht. Ein zweiter Planetenradsatz enthält einen zweiten Umlaufradsatz, der drehbar auf dem gemeinsamen Träger gestützt wird und mit dem dritten Sonnenrad, dem ersten Verbundzahnrad und einem zweiten Verbundzahnrad, das sowohl als zweites Hohlrad als auch als drittes Hohlrad fungiert, in Antriebseingriff steht. Ein dritter Planetenradsatz weist einen dritten Umlaufradsatz auf, der drehbar auf dem gemeinsamen Träger gestützt wird und mit einem dritten Sonnenrad und dem zweiten Verbundzahnrad in Antriebseingriff steht. Eine Reihe von verschachtelten Kupplungen und mehrere Bremsen werden verwendet, um unter Verwendung eines einzigen Trägers sechs Vorwärtsgangstufen und eine Rückwärtsgangstufe bereitzustellen.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Automatikgetriebe für Kraftfahrzeuge und insbesondere eine kinematische Anordnung von Planetenrädern und Kupplungen für ein Getriebe.
Hintergrund der Erfindung
Planetenradsätze werden in verschiedenen Automatikgetrieben eingesetzt, um mehrere Gangübersetzungen durch gezieltes Einrücken und Ausrücken von Kupplungen zu erzeugen, die zur Herstellung und Trennung von Verbindungen zwischen verschiedenen Radsatzkomponenten verwendet werden. Des Weiteren werden zusätzliche Gangübersetzungen durch gezieltes Einrücken und Ausrücken von Bremsen erreicht, die ausgewählte Radsatzkomponenten gegen Drehung festhalten oder sie zur Drehung freigeben. Mit zunehmender Anzahl von durch das Getriebe erzeugten Gangstufen nimmt im Allgemeinen auch die Anzahl von Kupplungen und Bremsen zu, die zur Steuerung des Getriebes erforderlich sind. Es werden zunehmend größere Anzahlen von Gangübersetzungen von dem Getriebe gefordert, während gleichzeitig gewünscht wird, die Gesamtpackungsgröße des Getriebes zu minimieren, so dass das Getriebe noch immer in ein relativ kleines Kraftfahrzeug passt. Natürlich stehen diese beiden Ziele im Allgemeinen in einem Widerspruch zueinander. Frühere Versuche, dieses Problem zu lösen, haben in erster Linie darauf abgezielt, die Anzahl von Übersetzungen, die ein Getriebe erzeugen kann, zu erhöhen und dabei die Anzahl von Bremsen und Kupplungen, die in dem Getriebe verwendet werden, zu minimieren, um die axiale Länge und andere Abmessungen des Getriebes unter Kontrolle zu halten. Wenn eine Neuauslegung eines Getriebes betrachtet wird, ist es darüber hinaus wichtig, die Drehzahl der Getriebekomponenten zu begrenzen. Zum Beispiel drehen sich Ritzel oftmals mit dem Fünf- bis Siebenfachen der Motordrehzahl, was zu einer verringerten Betriebslebensdauer der die Ritzel tragenden Lager führen kann. Im Allgemeinen gibt es wohl zumindest zwischen der Anzahl von zur Verfügung stehenden Gangübersetzungen, den erforderlichen Zahnrad drehzahlen, der Größe und der Gesamtzuverlässigkeit des Getriebes einen Kompromiss.
Angesichts des Obigen wird in der Technik ein Getriebe benötigt, das eine kurze Gesamtaxiallänge besitzt, keine besonderen Getriebekomponenten aufweist, die sich mit einer übermäßigen Geschwindigkeit drehen, und immer noch eine große Anzahl von Gangübersetzungen bereitstellt.
Kurzdarstellung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Automatikgetriebe, das unter Verwendung eines einzigen Trägers sechs Vorwärtsgangstufen und eine Rückwärtsgangstufe erzeugen kann. Mit dem einzigen Träger ist die Gesamtlänge des Getriebes verkürzt, während das Getriebe immer noch die gewünschte Anzahl von Gangübersetzungen bereitstellt.
Insbesondere enthält das Automatikgetriebe gemäß der vorliegenden Erfindung eine Eingangswelle, die dazu ausgeführt ist, durch einen Motor angetrieben zu werden, und eine Ausgangswelle. Ein erster Planetenradsatz weist ein erstes Sonnenrad, ein erstes Hohlrad, einen gemeinsamen Träger, einen ersten Umlaufradsatz, der drehbar auf dem gemeinsamen Träger gestützt wird und mit dem ersten Sonnenrad in Antriebseingriff steht, und ein erstes Verbundzahnrad, das sowohl als das erste Hohlrad als auch als das zweite Sonnenrad fungiert, auf. Ein zweiter Planetenradsatz weist ein zweites Hohlrad, einen zweiten Umlaufradsatz, der drehbar auf dem gemeinsamen Träger gestützt wird und mit dem ersten Verbundzahnrad in Antriebseingriff steht, und ein zweites Verbundzahnrad, das sowohl als ein zweites Hohlrad als auch ein drittes Hohlrad fungiert, auf. Ein dritter Planetenradsatz weist ein drittes Sonnenrad und einen dritten Umlaufradsatz, der drehbar auf dem gemeinsamen Träger gestützt wird und mit dem dritten Sonnenrad und dem zweiten Verbundzahnrad in Antriebseingriff steht, auf. Eine erste Bremse ist dazu angeordnet, den gemeinsamen Träger gegen Drehung festzuhalten und ihn freizugeben, wobei es sich bei der ersten Bremse vorzugsweise um eine Freilaufbremse handelt. Eine zweite Bremse hält das erste oder das zweite Verbundzahnrad gezielt gegen Drehung fest, um die zweite oder die sechste Gangübersetzung einzulegen. Eine dritte Bremse hält das erste oder das dritte Sonnenrad gegen Drehung fest, um die dritte oder die fünfte Gangübersetzung einzulegen.
Eine Reihe von verschachtelten Kupplungen wird abwechselnd mit der Eingangswelle antriebsverbunden oder davon getrennt. Das dritte Sonnenrad wird mit der Eingangswelle durch eine erste Kupplung der Reihe von Kupplungen abwechselnd antriebsverbunden oder davon getrennt, um die Rückwärtsgangübersetzung einzulegen. Das erste oder dritte Sonnenrad wird mit der Eingangswelle durch eine zweite Kupplung der Reihe von Kupplungen abwechselnd antriebsverbunden oder getrennt, um die erste, die zweite, die dritte oder die vierte Gangübersetzung einzulegen. Schließlich wird der Träger mit der Eingangswelle durch eine dritte Kupplung der Reihe von Kupplungen abwechselnd antriebsverbunden oder davon getrennt, um die vierte, die fünfte oder die sechste Gangübersetzung einzulegen.
Zusätzliche Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen in Verbindung mit den Zeichnungen leicht hervor, wobei sich gleiche Bezugszahlen in den mehreren Ansichten auf entsprechende Teile beziehen.
Ein erfindungsgemäßes Automatikgetriebe für ein Fahrzeug, umfasst insbesondere das Folgende:
eine Eingangswelle, die dazu ausgeführt ist, durch eine Energiequelle angetrieben zu werden;
eine Ausgangswelle;
einen ersten Planetenradsatz, der ein erstes Sonnenrad, ein erstes Verbundzahnrad, das sowohl ein erstes Hohlrad als auch ein zweites Sonnenrad definiert, einen gemeinsamen Träger und einen ersten Umlaufradsatz, der drehbar auf dem gemeinsamen Träger gestützt wird und sowohl mit dem ersten Sonnenrad als auch mit dem ersten Verbundzahnrad in Antriebseingriff steht, enthält;
einen zweiten Planetenradsatz, der ein zweites Hohlrad, einen zweiten Umlaufradsatz, der drehbar auf dem gemeinsamen Träger gestützt wird und mit dem ersten Verbundzahnrad in Antriebseingriff steht, und ein zweites Verbundzahnrad, das sowohl ein zweites Hohlrad als auch ein drittes Hohlrad definiert, enthält; und
einen dritten Planetenradsatz, der ein drittes Sonnenrad und einen dritten Umlaufradsatz enthält, der drehbar auf dem gemeinsamen Träger gestützt wird und sowohl mit dem dritten Sonnenrad als auch mit dem zweiten Verbundzahnrad in Antriebseingriff steht.
Zusätzlich zu dieser Ausführung ist weiterhin eine erste Bremse zum gezielten Festhalten des gemeinsamen Trägers gegen Drehung vorgesehen.
Dabei ist die erste Bremse bevorzugt eine Freilaufbremse.
Dazu ist weiterhin eine zweite Bremse zum gezielten Festhalten des ersten Verbundzahnrads oder des zweiten Verbundzahnrads gegen Drehung umfasst, wobei das Automatikgetriebe sechs Vorwätsgangstufen und eine Rückwärtsgangstufe bereitstellt, wobei die zweite Bremse eingerückt wird, um die zweite oder sechste Gangübersetzung einzulegen.
Bei dieser Ausführung ist bevorzugt eine dritte Bremse zum gezielten Festhalten des ersten oder des dritten Sonnenrads gegen Drehung zum Einlegen der dritten oder fünften Gangübersetzung vorgesehen.
Ein erfindungsgemäßes Automatikgetriebe umfasst bevorzugt weiterhin eine Reihe von Kupplungen, die zwischen der Eingangswelle und dem ersten, dem zweiten und dem dritten Planetenradsatz abwechselnd antriebsverbunden oder getrennt werden.
Dabei kann die Reihe von Kupplungen eine erste, eine zweite und eine dritte Kupplung enthalten die in einem gemeinsamen Gehäuse verschachtelt sind.
Alternativ kann eine erste Kupplung der Reihe von Kupplungen das dritte Sonnenrad mit der Eingangswelle abwechselnd antriebsverbinden oder trennen, um eine Rückwärtsgangübersetzung einzulegen.
Hierbei kann eine zweite Kupplung der Reihe von Kupplungen das erste oder das dritte Sonnenrad mit der Eingangswelle abwechselnd antriebsverbinden oder trennen, um eine erste und zweite Gangübersetzung einzulegen.
Zusätzlich hierzu kann eine dritte Kupplung der Reihe von Kupplungen den gemeinsamen Träger mit der Eingangswelle abwechselnd antriebsverbinden oder trennn, um die vierte, die fünfte und die sechste Gangübersetzung einzulegen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs, das ein gemäß der Erfindung ausgeführtes mehrstufiges Getriebe enthält;
2 ist ein Schemadiagramm einer kinematischen Anordnung der Zahnräder, Kupplungen und Bremsen für eine erste bevorzugte Ausführungsform der Erfindung;
3 ist ein Diagramm, das das Eingriffs- und Freigabemuster der Kupplungen und Bremsen, das erforderlich ist, um die verschiedenen Vorwärtsgangstufen und die Rückwärtsgangstufe zu erzeugen, zusammen mit den Drehmomentverhältnissen für das Getriebe von 1 zeigt;
4A–4D sind Diagramme, die Drehzahlen und Drehmomente für Elemente, Kupplungen und Bremsen des Getriebes von 1 zeigen;
5 ist ein Schemadiagramm einer kinematischen Anordnung der Zahnräder, Kupplungen und Bremsen für eine zweite bevorzugte Ausführungsform der Erfindung; und
6 ist ein Schemadiagramm einer kinematischen Anordnung der Zahnräder, Kupplungen und Bremsen für eine dritte bevorzugte Ausführungsform der Erfindung.
Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
Anfangs auf 1 Bezug nehmend, wird ein Kraftfahrzeug 10 mit einem Aufbau 11 und einer Antriebsquelle 12 gezeigt. Energie von der Antriebsquelle 12 wird auf ein Getriebe 18 übertragen und dann auf andere Teile eines Antriebsstrangs 20 und schließlich auf Antriebsräder 22. Das Fahrzeug 10 wird als ein Fahrzeug mit Hinterradantrieb gezeigt, es könnte jedoch jede beliebige Art von Antriebsstranganordnung, einschließlich Vorderradantriebs- und Allradantriebssysteme, eingesetzt werden. Darüber hinaus wird die Antriebsquelle 12 als ein Verbrennungsmotor gezeigt, jedoch könnten auch andere Arten von Antriebsanordnungen, einschließlich Hybridantriebssysteme, verwendet werden. Obgleich dies nicht gezeigt wird, ist des Weiteren in der Regel eine Kupplung oder eine hydrodynamische Kupplung (nicht gezeigt), wie zum Beispiel ein Drehmomentwandler, zwischen der Antriebsquelle 12 und dem Getriebe 18 vorgesehen.
Eine erste bevorzugte Ausführungsform des Getriebes 18 wird in 2 gezeigt, die ein Schemadiagramm einer kinematischen Anordnung darstellt, welche mehrere Komponenten des Getriebes 18 zeigt. Wie gezeigt, enthält das Getriebe 18 eine Eingangswelle 30, die zur Verbindung mit der Antriebsquelle 12 ausgeführt ist. Des Weiteren enthält das Getriebe 18 einen ersten, einen zweiten und einen dritten Planetenradsatz 31, 32, 33, die so angeordnet sind, dass sie ein kompaktes Planetengetriebesystem bilden, indem bestimmte gemeinsame Teile der Radsätze 31, 32, 33 verwendet werden. Eine erste, eine zweite und eine dritte Kupplung CR, C1234, C456 werden zusammen mit einer ersten, einer zweiten und einer dritten Bremse BR1, B26, B35 in Gruppen gezielt betätigt, um sechs Vorwärtsgangstufen und eine Rückwärtsgangstufe bereitzustellen. Des Weiteren weist das Getriebe 18 eine Ausgangswelle 55 auf, die zur Verbindung mit den Antriebsrädern 22 des Fahrzeugs 10 ausgeführt ist.
Der erste Planetenradsatz 31 enthält ein erstes Sonnenrad S1, das durch die zweite Kupplung C1234 mit der Eingangswelle 30 gezielt in Eingriff gebracht oder daraus ausgerückt wird. Ein erstes Verbundzahnrad 62 bildet weiterhin einen Teil des ersten Planetenradsatzes 31. Das erste Verbundzahnrad 62 wird durch die zweite Bremse B26 gezielt gebremst und wirkt sowohl als ein erstes Hohlrad für den ersten Planetenradsatz 31 als auch als ein zweites Sonnenrad für den zweiten Planetenradsatz 32, wie weiter unten besprochen. Ein gemeinsamer Träger 65, der vorzugsweise einstückig ausgebildet ist, ist allen drei Planetenradsätzen 31, 32, 33 gemein. Ein gemeinsamer Träger 65 kann durch die erste Bremse BR1, die vorzugsweise eine Freilaufbremse bildet, gezielt gebremst werden. Der gemeinsame Träger 65 wird auch durch die dritte Kupplung C456 gezielt direkt mit der Eingangswelle 30 in Eingriff gebracht oder daraus ausgerückt. Ein erster Umlaufradsatz 70 wird auf dem gemeinsamen Träger 65 drehbar gestützt und steht mit dem ersten Sonnenrad S1 und dem ersten Verbundzahnrad 62 in Antriebseingriff.
Der zweite Planetenradsatz 32 verwendet das erste Verbundzahnrad 62 als ein zweites Sonnenrad, ein zweites Verbundzahnrad 75 als ein zweites Hohlrad und den gemeinsamen Träger 65. Der zweite Planetenradsatz 32 enthält weiterhin einen zweiten Umlaufradsatz 80, der drehbar auf dem gemeinsamen Träger 65 gestützt wird und mit dem ersten Verbundzahnrad 62 und dem zweiten Verbundzahnrad 75 in Antriebseingriff steht. Das zweite Verbundzahnrad 75 wirkt nicht nur als zweites Hohlrad für den zweiten Planetenradsatz 32, sondern fungiert auch als drittes Hohlrad für den dritten Planetenradsatz 33 und ist bei dieser Ausführungsform mit der Ausgangswelle 55 für das Getriebe 18 verbunden.
Der dritte Planetenradsatz 33 enthält ein drittes Sonnenrad S3, das sowohl durch die dritte Bremse B35 gezielt gebremst wird als auch durch die erste Kupplung CR mit der Eingangswelle 30 gezielt in Eingriff gebracht und daraus ausgerückt wird. Des Weiteren enthält der dritte Planetenradsatz 33 einen dritten Umlaufradsatz 90, der auf dem gemeinsamen Träger 65 drehbar gestützt wird und mit dem dritten Sonnenrad S3 und dem zweiten Verbundzahnrad 75 in Antriebseingriff steht.
Wie anhand der obigen Besprechung zu sehen, sind die erste, die zweite und die dritte Kupplung CR, C1234, C456 alle mit der Eingangswelle 30 verbunden. Des Weiteren befinden sich die erste, die zweite und die dritte Kupplung CR, C1234, C456 in unmittelbarer Nähe zueinander. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Kupplungen CR, C1234, C456 genau genommen aus gesintertem Metall hergestellt und verschachtelt. Bei dieser Anordnung kann ein einzelnes äußeres Gehäuse, das schematisch bei 92 gezeigt wird, für alle drei Kupplungen CR, C1234, C456 verwendet werden, wodurch Kosten und Platz eingespart werden.
3 ist ein Diagramm, das ein bevorzugtes Eingriffs- und Freigabemuster der Kupplungen CR, C1234, C456 sowie Bremsen BR1, B26, B35 zeigt, das dazu verwendet wird, sechs Vorwärtsgangstufen und eine einzige Rückwärtsgangstufe zu erzeugen. Des Weiteren führt 3 bevorzugte Drehmomentverhältnisse an, die für das Getriebe 18 gemäß dieser Ausführungsform erstellt werden. Im Betrieb ergibt sich eine Rückwärtsgangübersetzung aus dem gleichzeitigen Eingriff der ersten Kupplung CR und der ersten Bremse BR1, der die Eingangswelle 30 mit dem dritten Sonnenrad S3 verbindet, so dass Drehmoment durch den dritten Planetenradsatz 33 und zu dem zweiten Verbundzahnrad 75 und dann zur Ausgangswelle 55 geleitet wird. Die erste Gangübersetzung ergibt sich aus dem gleichzeitigen Eingriff der ersten Bremse BR1 und der zweiten Kupplung C1234. Die zweite Kupplung C1234 gestattet dem Drehmomentfluss, zu dem ersten Sonnenrad S1 zu gelangen. Die erste Bremse BR1 zwingt den gemeinsamen Träger 65 dazu, die Drehung anzuhalten, wodurch auf alle drei Planetenradsätze 31, 32, 33 eingewirkt wird. Deshalb wird Drehmoment von dem ersten Sonnenrad S1 durch den ersten und den zweiten Planetenradsatz 31, 32 und dann zur Ausgangswelle 55 geleitet.
Ein Hochschalten in die zweite Vorwärtsgangstufe ergibt sich aus dem Aufrechterhalten des Eingriffs der zweiten Kupplung C1234 und Beginnen eines Einrückens der zweiten Bremse B26, wodurch das erste Verbundzahnrad 62 gestoppt wird, und Ausrücken der ersten Bremse BR1. Drehmoment fließt noch immer zu dem ersten Sonnenrad S1, da aber das erste Verbundzahnrad 62 stationär ist, ändert sich die Übersetzung zwischen dem ersten Sonnenrad S1 und dem zweiten Verbundzahnrad 75, um die zweite Vorwärtsgangstufe bereitzustellen. Dann fließt Drehmoment von dem zweiten Verbundzahnrad 75 zur Ausgangswelle 55.
Ein Hochschalten in den dritten Gang ergibt sich aus einem Ausrücken der zweiten Bremse B26 und einem Einrücken der dritten Bremse B35. Wenn die zweite Bremse B26 ausgerückt wird, kann sich das erste Verbundzahnrad 62 frei drehen. Wenn die dritte Bremse B35 eingerückt wird, wird das dritte Sonnenrad S3 gegen Drehung festgelegt. Drehmoment fließt noch immer zu dem ersten Sonnenrad S1, da aber das erste Verbundzahnrad 62 drehbar ist und das dritte Sonnenrad S3 nicht, ändert sich die Übersetzung zwischen dem ersten Sonnenrad S1 und dem zweiten Verbundzahnrad 75, um die dritte Vorwärtsgangstufe bereitzustellen. Dann fließt Drehmoment von dem zweiten Verbundzahnrad 75 zur Ausgangswelle 55.
Ein Hochschalten in den vierten Gang ergibt sich aus einem Ausrücken der dritten Bremse B35 und einem Einrücken der dritten Kupplung C456. Wenn die dritte Bremse B35 ausgerückt wird, kann sich das dritte Sonnenrad S3 frei drehen. Wenn die dritte Kupplung C456 eingerückt wird, wird die Eingangswelle 30 mit dem gemeinsamen Träger 65 verbunden, wodurch Drehmoment gleichzeitig zu allen drei Planetenradsätzen 31, 32, 33 geliefert wird. Wenn sowohl die zweite als auch die dritte Kupplung C1234, C456 eingerückt werden, dreht sich des Weiteren das erste Sonnenrad S1 mit der gleichen Geschwindigkeit wie der gemeinsame Träger 65, was auch das zweite gemeinsame Zahnrad 75 dazu zwingt, sich mit der gleichen Geschwindigkeit zu drehen wie die Eingangswelle 30, wodurch ein 1:1-Direktantrieb bereitgestellt wird.
Ein Hochschalten in den fünften Gang, der vorzugsweise eine Schnellgangübersetzung darstellt, ergibt sich aus dem Ausrücken der zweiten Kupplung C1234 und dem Einrücken der dritten Bremse B35. Wenn die zweite Kupplung C1234 ausgerückt wird, kann sich das erste Sonnenrad S1 frei drehen, während durch Einrücken der dritten Bremse B35 das dritte Sonnenrad S3 stationär gehalten wird. Das Eingangsdrehmoment fließt noch immer direkt zu dem gemeinsamen Träger 65, aber das Eingangsdrehmoment von der Eingangswelle 30 und das Reaktionsdrehmoment von dem dritten Sonnenrad S3 wirken dahingehend, die fünfte Gangstufe durch den dritten Planetenradsatz 33 bereitzustellen.
Ein Hochschalten in den sechsten Gang, der eine zweite Schnellgangübersetzung bereitstellt, ergibt sich aus dem Einrücken der zweiten Bremse B26 und dem Ausrücken der dritten Bremse B35. Wenn die zweite Bremse B26 eingerückt wird, wird das erste gemeinsame Zahnrad stationär gehalten, und wenn die dritte Bremse B35 ausgerückt wird, kann sich das dritte Sonnenrad S3 drehen. Das Eingangsdrehmoment fließt noch immer direkt zu dem gemeinsamen Träger 65, aber das Eingangsdrehmoment von der Eingangswelle 30 und das Reaktionsdrehmoment von dem gemeinsamen Träger 65 wirken dahingehend, die sechste Gangstufe durch den ersten und den zweiten Planetenradsatz 31, 32 bereitzustellen.
Wie in den 4A–4D dargestellt, werden Eigenschaften der verschiedenen Teile der kinematischen Anordnung gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform in verschiedenen Tabellen gezeigt. Insbesondere drehen sich verschiedene Elemente mit den in 4A gezeigten Geschwindigkeiten und werden mit den in 4B gezeigten verschiedenen Drehmomenten beaufschlagt. Die Kupplungsdrehzahlen für jedes der Elemente werden in 4C gezeigt, während Kupplungsdrehmomente in 4D gezeigt werden. Es sei wieder darauf hingewiesen, dass diese Betriebsparameter eine bevorzugte Form der beschriebenen Erfindung darstellen, obgleich auch andere Übersetzungs- und Betriebsparameter erstellt werden könnten, ohne von der Erfindung abzuweichen.
Die 5 und 6 zeigen eine zweite bzw. eine dritte Ausführungsform der Erfindung. Die kinematischen Anordnungen entsprechen im Wesentlichen 2, und die gleichen Teile werden mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet. Jede der Ausführungsformen weist einen gemeinsamen Träger 65 und zwei Verbundzahnräder 62, 75 auf. Des Weiteren werden sie mit drei Bremsen BR1, B26, B35 und drei Kupplungen CR, C1234, C456, vorzugsweise in einem gemeinsamen Gehäuse, betrieben, um sechs Vorwärtsgangstufen und eine Rückwärtsgangstufe bereitzustellen. Des Weiteren werden die gleichen Kupplungen CR, C1234, C456 und Bremsen BR1, B26, B35 in der gleichen Reihenfolge eingerückt, um jede der Gangstufen einzulegen. Die besonderen Verbindungen sind jedoch verschieden, wie unten ausführlicher erläutert.
Auf 5 Bezug nehmend, wird ein Getriebe 18' gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform gezeigt. Der Unterschied zwischen dieser Ausführungsform und der Ausführungsform von 2 besteht darin, dass die zweite Bremse B26 mit dem zweiten Verbundzahnrad 75 und nicht dem ersten Verbundzahnrad 62 verbunden ist, während der Ausgang 55 mit dem ersten Verbundzahnrad 62 und nicht mit dem zweiten Verbundzahnrad 75 verbunden ist. Darüber hinaus sind der erste Planetenradsatz 31' und der zweite Planetenradsatz 33' vorzugsweise mit doppelten Umlaufradsätzen 70', 90' bzw. doppelten Planetensätzen 31', 33' ausgebildet. In Verbindung mit dem Getriebe 18'' von 6 besteht der Hauptunterschied zwischen dem Getriebe 18'' und dem Getriebe 18' darin, dass bei dem Getriebe 18'' die dritte Bremse B35 und die erste Kupplung CR mit dem ersten Sonnenrad S1 verbunden sind und einzelne Planetenradsätze verwendet werden.
Angesichts des Obigen sollte auf der Hand liegen, dass die vorliegende Erfindung ein Automatikgetriebe mit drei Planetenradsätzen bereitstellt, die einen gemeinsamen Träger und mehrere Verbundzahnräder sowie eine Reihe von verschachtelten Kupplungen verwenden, welche zusammen ein kompaktes Getriebe bilden, das effektiv sechs Vorwärtsgangstufen und eine Rückwärtsgangstufe bereitstellt. Neben dem vorteilhaften Vorsehen einer kurzen Gesamtaxiallänge dreht sich keine Getriebekomponente des Getriebes mit einer übermäßigen Drehzahl, obgleich eine große Anzahl von Gangübersetzungen zur Verfügung steht. Obgleich die Erfindung unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben wird, versteht sich, dass verschiedene Änderungen und/oder Modifikationen an der Erfindung durchgeführt werden können, ohne von ihrem Gedanken abzuweichen. Allgemein soll die Erfindung nur durch den Schutzbereich der folgenden Ansprüche eingeschränkt werden.
In einer weiteren Ausführung umfasst ein erfindungsgemäßes Automatikgetriebe für ein Fahrzeug, das Folgende:
eine Eingangswelle, die dazu ausgeführt ist, durch eine Energiequelle angetrieben zu werden;
eine Ausgangswelle; und
einen ersten, einen zweiten und einen dritten Planetenradsatz mit einem gemeinsamen Träger.
Dabei enthalten der erste, der zweite und der dritte Planetenradsatz weiterhin zwei Verbundzahnräder.
Dazu sind bevorzugt weiterhin drei Kupplungen und drei Bremsen zur Herstellung von sechs Vorwärtsgangstufen und einer Rückwärtsgangstufe enthalten.
Ein erfindungsgemäßes Fahrzeug, umfasst bevorzugt Folgendes:
einen Aufbau;
mehrere den Aufbau stützende Räder;
eine in dem Aufbau angebrachte Antriebsquelle; und
einen Antriebsstrang zur Übertragung von Energie von der Antriebsquelle auf die mehreren Räder, wobei der Antriebsstrang ein mehrstufiges Automatikgetriebe enthält, umfassend:
eine durch die Antriebsquelle angetriebene Eingangswelle;
eine mit den mehreren Rädern antriebsverbundene Ausgangswelle;
einen ersten Planetenradsatz, der ein erstes Sonnenrad, ein erstes Verbundzahnrad, das sowohl ein erstes Hohlrad als auch ein zweites Sonnenrad definiert, einen gemeinsamen Träger und einen ersten Umlaufradsatz, der drehbar auf dem gemeinsamen Träger gestützt wird und sowohl mit dem ersten Sonnenrad als auch mit dem ersten Verbundzahnrad in Antriebseingriff steht, enthält;
einen zweiten Planetenradsatz, der ein zweites Hohlrad,
einen zweiten Umlaufradsatz, der drehbar auf dem gemeinsamen Träger gestützt wird und mit dem ersten Verbundzahnrad in Antriebseingriff steht, und ein zweites Verbundzahnrad, das sowohl ein zweites Hohlrad als auch ein drittes Hohlrad definiert, enthält; und
einen dritten Planetenradsatz, der ein drittes Sonnenrad und einen dritten Umlaufradsatz enthält, der drehbar auf dem gemeinsamen Träger gestützt wird und sowohl mit dem dritten Sonnenrad als auch mit dem zweiten Verbundzahnrad in Antriebseingriff steht.
In einem derartigen Fahrzeug umfasst das Automatikgetriebe weiterhin eine erste Bremse zum gezielten Festhalten des gemeinsamen Trägers gegen Drehung.
In einem solchen Fahrzeug umfasst das Automatikgetriebe weiterhin eine zweite Bremse zum gezielten Festhalten des ersten Verbundzahnrads oder des zweiten Verbundzahnrads gegen Drehung, wobei das Automatikgetriebe sechs Vorwärtsgangstufen und eine Rückwärtsgangstufe bereitstellt, wobei die zweite Bremse eingerückt wird, um die zweite oder sechste Gangübersetzung einzulegen.
In einem derartigen Fahrzeug umfasst das Automatikgetriebe weiterhin eine dritte Bremse zum gezielten Festhalten des ersten oder des dritten Sonnenrads gegen Drehung zum Einlegen der dritten oder fünften Gangübersetzung
In einem erfindungsgemäßen Fahrzeug umfasst das Automatikgetriebe weiterhin eine Reihe von Kupplungen, die zwischen dem Eingang und dem ersten, dem zweiten und dem dritten Planetenradsatz abwechselnd antriebsverbunden oder getrennt werden.
Dabei ist eine erste Kupplung der Reihe von Kupplungen vorgesehen, welche das dritte Sonnenrad mit dem Eingang abwechselnd antriebsverbindet oder trennt, um eine Rückwärtsgangübersetzung einzulegen.
Weiter ist dabei eine zweite Kupplung der Reihe von Kupplungen vorgesehen, welche das erste oder das dritte Sonnenrad mit dem Eingang abwechselnd antriebsverbindet oder trennt, um eine erste und zweite Gangübersetzung einzulegen.
Schließlich ist dabei eine dritte Kupplung der Reihe von Kupplungen vorgesehen, welche den gemeinsamen Träger mit dem Eingang abwechselnd antriebsverbindet oder trennt, um die vierte, die fünfte oder die sechste Gangübersetzung einzulegen.

Claims

Automatikgetriebe (18, 18', 18'') für ein Fahrzeug (10), das Folgendes umfasst: eine Eingangswelle (30), die dazu ausgeführt ist, durch eine Energiequelle (12) angetrieben zu werden; eine Ausgangswelle (55); einen ersten Planetenradsatz (31), der ein erstes Sonnenrad (S1), ein erstes Verbundzahnrad (70, 70'), das sowohl ein erstes Hohlrad (62) als auch ein zweites Sonnenrad (S2) definiert, einen gemeinsamen Träger (65) und einen ersten Umlaufradsatz (70, 70'), der drehbar auf dem gemeinsamen Träger (65) gestützt wird und sowohl mit dem ersten Sonnenrad (S1) als auch mit dem ersten Verbundzahnrad (75) in Antriebseingriff steht, enthält; einen zweiten Planetenradsatz (32), der ein zweites Hohlrad (75), einen zweiten Umlaufradsatz (90, 90'), der drehbar auf dem gemeinsamen Träger (65) gestützt wird und mit dem ersten Verbundzahnrad (62) in Antriebseingriff steht, und ein zweites Verbundzahnrad (75), das sowohl ein zweites Hohlrad als auch ein drittes Hohlrad definiert, enthält; und einen dritten Planetenradsatz (33), der ein drittes Sonnenrad (S3) und einen dritten Umlaufradsatz (90, 90') enthält, der drehbar auf dem gemeinsamen Träger (65) gestützt wird und sowohl mit dem dritten Sonnenrad (S3) als auch mit dem zweiten Verbundzahnrad (75) in Antriebseingriff steht.
Automatikgetriebe nach Anspruch 1, das weiterhin eine erste Bremse (BR1) zum gezielten Festhalten des gemeinsamen Trägers (65) gegen Drehung umfasst.
Automatikgetriebe nach Anspruch 2, wobei die erste Bremse (BR1) eine Freilaufbremse bildet.
Automatikgetriebe nach Anspruch 2, das weiterhin eine zweite Bremse (B26) zum gezielten Festhalten des ersten Verbundzahnrads (62) oder des zweiten Verbundzahnrads gegen Drehung umfasst, wobei das Automatikgetriebe (18) sechs Vorwärtsgangstufen und eine Rückwärtsgangstufe bereitstellt, wobei die zweite Bremse (B26) eingerückt wird, um die zweite oder sechste Gangübersetzung einzulegen.
Automatikgetriebe nach Anspruch 4, das weiterhin eine dritte Bremse (B35) zum gezielten Festhalten des ersten oder des dritten Sonnenrads (S1, S3) gegen Drehung zum Einlegen der dritten oder fünften Gangübersetzung umfasst.
Automatikgetriebe nach Anspruch 1, das weiterhin eine Reihe von Kupplungen (CR, C1234, C456) umfasst, die zwischen der Eingangswelle (30) und dem ersten, dem zweiten und dem dritten Planetenradsatz (31, 32, 33) abwechselnd antriebsverbunden oder getrennt werden.
Automatikgetriebe nach Anspruch 6, wobei die Reihe von Kupplungen eine erste (CR), eine zweite (C1234) und eine dritte Kupplung (C456) enthält, die in einem gemeinsamen Gehäuse (92) verschachtelt sind.
Automatikgetriebe nach Anspruch 6, wobei eine erste Kupplung (CR) der Reihe von Kupplungen das dritte Sonnenrad (S3) mit der Eingangswelle abwechselnd antriebsverbindet oder trennt, um eine Rückwärtsgangübersetzung einzulegen.
Automatikgetriebe nach Anspruch 8, wobei eine zweite Kupplung (C1234) der Reihe von Kupplungen das erste (S1) oder das dritte Sonnenrad (S3) mit der Eingangswelle (30) abwechselnd antriebsverbindet oder trennt, um eine erste und zweite Gangübersetzung einzulegen.
Automatikgetriebe nach Anspruch 9, wobei eine dritte Kupplung (C456) der Reihe von Kupplungen den gemeinsamen Träger (65) mit der Eingangswelle (30) abwechselnd antriebsverbindet oder trennt, um die vierte, die fünfte und die sechste Gangübersetzung einzulegen.