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Planetenräder-Wechselgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die
Erfindung betrifft ein Planetenräder-Wechselgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge,
mit zwei Planetenrädersätzen, deren Sonnenräder sowie der Planetenräderträger des
einen Planetenrädersatzes am Getriebegehäuse festlegbar sind, wobei die Sonnenräder
durch einen gemeinsamen Träger fest miteinander verbunden sind, der eine zwischen
den beiden Planetenrädersätzen angeordnete, diese mit einem trommelartig ausgebildeten
Teil konzentrisch umgreifende Scheibe zur Aufnahme der Kupplung und der Festlegungsmittel
aufweist, und wobei die Sonnenräder und das Ringrad des einen Planetenradsatzes
mit dem Antrieb über eine Lamellenreibungskupplung kuppelbar sind und der Planetenräderträger
des einen und das Ringrad des anderen Planetenrädersatzes den Abtrieb bilden.
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Es ist bekannt, insbesondere für sogenannte hydraulische Getriebe,
bei Kraftfahrzeugen Planetenradgetriebe zu verwenden, die meist zu einer dem hydrodynamischen
Teil nachgeschalteten Baugruppe vereinigt sind. Dabei ist es erwünscht, ein kompakt
und einfach bauendes Getriebe zu finden, dessen Beanspruchungen z. B. hinsichtlich
der Zahndrücke möglichst günstig sind und das mit wenigen Schaltorganen bzw. Schaltvorgängen
eine ausreichende Gangzahl erzielt. Die Erfindung hat sich ein solches Getriebe
zur Aufgabe gestellt.
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Bei einem bekannten Getriebe der eingangs erwähnten Art werden zur
Festlegung am Gehäuse Bandbremsen verwendet. Zwischen beiden Planetenrädersätzen
befindet sich eine Gehäusewand. Dieses Getriebe baut verhältnismäßig lang, zudem
auch am ersten Planetenrädersatz die Kupplung für das Ringrad neben dem trommelartigen
Teil für die Kupplung der Sonnenräder liegt.
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Die gestellte Aufgabe wird bei den eingangs erwähnten Getrieben nach
der Erfindung dadurch gelöst, daß der trommelartige Teil des Trägers beidseitig
der Scheibe zur Aufnahme einer Lamellenreibungskupplung bzw. der zur Festlegung
der Sonnenräder am Gehäuse dienenden Lamellenreibungskupplung ausgebildet ist; daß
der trommelartige Teil auf der Abtriebsseite einen trommelartigen Ansatz des Planetenräderträgers
des anderen Planetenrädersatzes übergreift, der abtriebsseitig die zu seiner Festlegung
am Gehäuse dienende Lamellenreibungskupplung trägt; daß der trommelartige Teil auf
der Antriebsseite einen ebenfalls trommelartig ausgebildeten Teil einer mit der
Antriebswelle verbundenen Scheibe untergreift, wobei zwischen beiden trommelartigen
Teilen die Lamellenreibungskupplung für die Sonnenräder angeordnet ist und der eine
trommelartige Teil eine weitere Lamellenreibungskupplung zur Verbindung des Ringrades
des einen Planetenrädersatzes mit der Antriebswelle aufnimmt.
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Es ist zwar die Verwendung von Lamellenreibungskupplungen zum Festlegen
am Gehäuse an sich bekannt. Jedoch handelt es sich dabei um ein Getriebe mit nur
einem Planetenrädersatz, dessen Kupplungen neben dem Rädersatz liegen. Auch dieses
Getriebe baut daher sehr lang.
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Die Ausführung nach der Erfindung dagegen ergibt ein sehr kompakt,
insbesondere kurz bauendes Getriebe, das wegen dieser Eigenschaft, z. B. als Lastkraftwagengetriebe,
vorteilhaft verwendet werden kann. Infolge der Verwendung von Kupplungen zum Festlegen
am Gehäuse ergeben sich als Beanspruchungen nur Momente, und die Getriebewelle ist
von Biegemomenten entlastet. Wie die nachstehende Beschreibung des Ausführungsbeispiels
noch genauer erkennen lassen wird, ergeben sich außerdem sehr günstige Zahndrücke
und Schaltmöglichkeiten.
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Bei einer Ausführungsform ist die Kupplung zur Verbindung des Ringrades
mit dem Antrieb abweichend von den drei anderen untereinander gleichen Kupplungen
als Einscheiben-Reibkupplung ausgebildet. Die anderen sind also Mehrscheibenkupplungen
und bestehen vorzugsweise aus gleichen Bauelementen. Der trommelartig ausgebildete
Teil der mit dem Antrieb verbundenen Scheibe kann dabei etwa auf halber Länge mit
einer radial sich nach innen erstreckenden Scheibe versehen sein, wobei auf einer
Seite dieser Scheibe die Kupplung zur Verbindung mit den Sonnenrädern, auf der anderen
Seite dieser Scheibe die Kupplung zur Verbindung mit dem Ringrad angeordnet ist.
Diese Scheibe dient
als Widerlager für die Kupplung des Ringrades
und zugleich im inneren Bereich als Ringzylinder für den Betätigungskolben der Kupplung
für die Sonnenräder. Das Ringrad ist dabei durch eine die Scheibe durchsetzende
und auf der Antriebswelle gelagerte Innenhülse mit dem inneren Lamellenträger seiner
Kupplung verbunden, Diese Ausführungsform zeichnet sich weiter dadurch aus, daß
die Kupplung auf dem mit den Sonnenrädern verbundenen trommelartigen Teil spiegelbildlich
zur Kupplung auf dem trommelartigen Ansatz des Planetenräderträgers angeordnet ist.
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Der Gesamtaufbau eines solchen Getriebes ist im wesentlichen symmetrisch
zu einer zwischen den Planetenradsätzen verlaufenden Ebene. Der erfindungsgemäße
Aufbau macht auch die weitgehende Verwendung gleicher Bauteile möglich, so daß Herstellung,
Montage und vor allem Ersatzteilhaltung verbilligt werden.
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Wie die Erfindung im einzelnen ausgeführt werden kann, zeigen die
Ausführungsbeispiele der Zeichnung. Es zeigt Fig. 1 eine Ausführungsform im Schnitt
und Fig. 2 eine andere Ausführungsform im Schema. Nach Fig. 1 besteht das Getriebe
aus den beiden Planetenradsätzen A und B gleicher oder verschiedener 1Tbersetzungsverhältnisse.
Die erstere Lösung bietet durch verzahnungsgleiche Bauteile Vorteile hinsichtlich
der Fertigung. Weiterhin unterliegen in zumindest einem Gang die Sonnenräder keinem
; Axialschub. Die letztere Lösung bietet mehr Freiheit hinsichtlich der Wahl der
Getriebeabstufung. Der Planetenradsatz A wird aus dem Sonnenrad 10 und mehreren
Planetenrädern 11 sowie einem Ringrad 12 gebildet. Der zweite Planetenradsatz B
besteht in gleicher Weise aus einem Sonnenrad 13, einem oder mehreren Planetenrädern
14 und dem äußeren Ringrad 15.
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Beide Sonnenräder 10 und 13 sind durch eine Hülse 16 fest miteinander
verbunden. Von dieser Hülse erstreckt sich zwischen den beiden Planetenradsätzen
A und B eine radiale Scheibe 17 oder ein ähnliches Tragglied nach
außen, das am äußeren Umfang mit einer Trommel 18 versehen ist. Diese Trommel
18 erstreckt sich möglichst symmetrisch in axialer Richtung von der Scheibe
17 aus nach beiden Seiten, so daß die Planetenradsätze A und B ganz
oder teilweise konzentrisch innerhalb der Trommel 18 liegen.
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Der Planetenradträger 19 des Planetenradsatzes A ist mit der Abtriebswelle
20 fest verbunden. Ebenfalls mit ihr fest verbunden ist das Ringrad 15 des zweiten
Planetenradsatzes B. Die Abtriebswelle 20 ist über ein Lager 21 in der Antriebswelle
22 gelagert. Der Planetenradträger 23 des zweiten Planetenradsatzes B ist durch
eine zwischen den Radsätzen A und B liegende radiale Scheibe 24 oder ein ähnliches
Tragglied mit einer Trommel 25 verbunden, die sich axial über den Planetenradsatz
B hinaus erstreckt, so daß dieser konzentrisch in ihr liegt. Die Trommel 25 selbst
liegt ihrerseits teilweise innerhalb der Trommel 18 des Sonnenradträgers.
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An den Enden der beiden Trommeln 18 und 25 sind zwei Kupplungen C
und D angeordnet. Sie können als Lamellenreibungskupplungen ausgebildet und aus
gleichen Bauteilen aufgebaut sein und dienen zur Verbindung des Sonnenradträgers
oder des Planetenradträgers des Radsatzes B mit dem festen Getriebegehäuse 26. Beide
Kupplungen C und D können unmittelbar benachbart und spiegelbildlich zueinander
liegen. Für ihre Betätigung sind hydraulische Kolben 27 und 28 oder andere Betätigungsglieder
vorgesehen, die in axialer Richtung von außen auf sie einwirken.
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Mit der Antriebswelle 22 ist über eine radiale Scheibe 29 eine
äußere Trommel 30 verbunden, die - in vorliegendem Fall - zweiteilig ausgebildet
sein kann. Diese Antriebstrommel 30 übergreift die Trommel 18 des
Sonnenradträgers. Dazwischen liegt eine Kupplung E, mit deren Hilfe der Antrieb
mit dem Sonnenradträger 16 und damit mit beiden Sonnenrädern 10 und 13 verbunden
werden kann. Diese Kupplung E besteht wiederum aus den gleichen Bauelementen wie
die vorstehend beschriebenen Kupplungen C und D. Ein hydraulischer Betätigungskolben
31 oder ein ähnliches Betätigungsorgan für die Kupplung E befindet sich an einer
radial nach innen gezogenen Scheibe 32, die den Ringzylinder für den Betätigungskolben
bilden kann.
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Das äußere Ringrad 12 des Planetenradsatzes A ist über eine auf der
Antriebswelle 22 gelagerte Hülse 33 mit einer Einscheibenkupplung F verbunden. Diese
Kupplung F kann durch einen hydraulischen Kolben 34 betätigt werden, der in einem
von der Scheibe 29 gebildeten Ringzylinder angeordnet ist. Die Kupplung dient der
Verbindung des Ringrades 12 mit dem Antrieb.
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Zur Erzielung eines ersten Ganges wird die Einscheibenkupplung F durch
Betätigen des Kolbens 34 und die Kupplung D durch Betätigen des Kolbens 28 eingerückt.
Damit ist die Antriebswelle 22 mit dem Ringrad 12 des ihr benachbarten Planetenradsatzes
A und der Planetenradträger 23 des zweiten Planetenradsatzes B mit dem Getriebegehäuse
26 undrehbar verbunden. Der Antrieb erfolgt damit vom Ringrad 1.2 auf die Planetenräder
11 des ersten Planetenradsatzes, wo eine Verzweigung der Antriebsleistung stattfindet.
Ein Leistungszweig geht über den Planetenradträger 19 des ersten Planetenradsatzes
A unmittelbar in die Abtriebswelle 20, während ein zweiter Leistungszweig seinen
Weg zum Abtrieb über die Sonnenräder 10, 13, die Planetenräder 14 und das
äußere Ringrad 15 des zweiten Planetenradsatzes B nimmt.
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Im zweiten Gang bleibt die Kupplung F eingerückt. An Stelle der Kupplung
D wird nunmehr die Kupplung C eingerückt. Damit sind beide Sonnenräder 10 und 13
undrehbar festgehalten, so daß der Antrieb jetzt von der Antriebswelle 22 über das
Ringrad 12 und die Planetenräder 11 des ersten Planetenradsatzes A direkt auf den
Planetenradträger 19 und damit die Abtriebswelle 20 erfolgt. Der zweite Planetenradsatz
B läuft dabei leer mit.
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Auch im dritten Gang bleibt die Kupplung F eingerückt, und zusätzlich
dazu wird die Kupplung E eingerückt. Die beiden Kupplungen C und D sind ausgerückt.
Damit sind die beiden Planetenradsätze A und Bin sich blockiert und laufen von der
Antriebswelle 22 getrieben als Ganzes um.
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Für den Rückwärtsgang werden beide Kupplungen D und E gleichzeitig
eingerückt, die anderen beiden Kupplungen C und F ausgerückt. Dadurch erfolgt der
Antrieb über die Trommel 18 auf den Sonnenradträger 16 und damit auf das Sonnenrad
13 des zweiten Planetenradsatzes B. Da der Planetenradträger 23 dieses Radsatzes
sich. nicht drehen kann, wird das
äußere Ringrad 15 in umgekehrtem
Drehsinn angetrieben. Der erste Planetenradsatz A läuft dabei leer mit.
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In allen drei Vorwärtsgängen bleibt die Kupplung F stets eingerückt,
und die drei Vorwärtsgänge werden lediglich durch Betätigen der anderen drei Kupplungen
erzielt. Nur beim Übergang in den Rückwärtsgang sind zwei Kupplungen gleichzeitig
anzulegen.
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Fig. 2 zeigt eine Anordnung mit grundsätzlich gleichem Aufbau. Alle
vier Kupplungen C bis F bestehen aus gleichen Bauelementen. Das Ringrad 12 des ersten
Planetenradsatzes A ist ebenfalls mit einer Trommel 35 verbunden, so daß
ein etwa. symmetrischer Gesamtaufbau des ganzen Getriebes entsteht. Die Kupplungen
E und F liegen in einer äußeren Trommel 30 des Antriebs, welche diesmal aus
einem Stück ausgebildet ist.
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Für die Kupplungen C und D sind die Betätigungskolben 27 und 28 vorgesehen.
Dadurch, daß die Kupplungen E und F gleich ausgebildet sind, können für ihre Betätigung
auch gleich ausgebildete Kolben 27' und 28' verwendet werden. Die
Anordnung der Kupplungen ist wieder spiegelbildlich zueinander.