DE1196924B - Lastschaltvorrichtung fuer Planetengruppen-getriebe - Google Patents

Lastschaltvorrichtung fuer Planetengruppen-getriebe

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DE1196924B
DE1196924B DEP28121A DEP0028121A DE1196924B DE 1196924 B DE1196924 B DE 1196924B DE P28121 A DEP28121 A DE P28121A DE P0028121 A DEP0028121 A DE P0028121A DE 1196924 B DE1196924 B DE 1196924B
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gear
clamping
clamping jaws
reaction part
friction
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DEP28121A
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Dipl-Ing Juergen Puls
Dipl-Ing Wolfgang Puls
Erich Friedrich Puls
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PULSGETRIEBE ERICH FRIEDRICH P
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PULSGETRIEBE ERICH FRIEDRICH P
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    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
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    • F16H61/0293Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing characterised by the signals used the signals being purely mechanical
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    • F16H3/44Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/62Gearings having three or more central gears
    • F16H3/64Gearings having three or more central gears composed of a number of gear trains, the drive always passing through all the trains, each train having not more than one connection for driving another train

Description

  • Lastschaltvorrichtung für Planetengruppengetriebe Die Erfindung bezieht sich auf eine Lastschaltvorrichtung für als Untersetzungsgetriebe mit Drehmomentvergrößerung arbeitende Planetengruppengetriebe, wobei die einzelnen Getriebegruppen nacheinander in Reihe geschaltet werden, und bei der die untersetzten Gangstufen durch die Festlegung der Reaktionsteile mit Hilfe von Reibungskupplungen schaltbar sind.
  • Planetengruppengetriebe sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Jede Getriebegruppe besitzt eine direkte Gangstufe, bei welcher sich der Reaktionsteil bewegt, und eine untersetzte Gangstufe, in der ihr Reaktionsteil gehäusefest gehalten wird. Zwei solcher Getriebegruppen ergeben beispielsweise vier Gangstufen, während bei drei Getriebegruppen acht Gangstufen an der gemeinsamen Abtriebswelle erreichbar sind. Als Reaktionsteil wird dabei derjenige Getriebeteil jeder Getriebegruppe bezeichnet, welcher im Leerlauf, d. h. bei stehender Abtriebswelle, eine rückwärtsgerichtete Drehbewegung ausführt, im untersetzten Gang stillsteht, und im direkten Gang mit der Drehzahl der Antriebswelle dieser Getriebegruppe umläuft. Die Drehmomente an den Reaktionsteilen entstehen z. B. bei einem Kraftfahrzeuggetriebe durch die Zugkraft, mit der der Antriebsmotor das Kraftfahrzeug antreibt, bzw. aus der Schubkraft, wenn der Antrieb unter dem Einffuß der Masse des Fahrzeuges vom Fahrzeug ausgeht.
  • Die bekannten Planetengruppengetriebe werden durch Reibungskupplungen, welche die Reaktionsteile beeinflussen, geschaltet. Bisher verwendete man dabei zwei Kupplungselemente, die entweder aus einem Bremsband und einer Lamellenkupplung oder aus zwei Lamellenkupplungen bestanden. Die hierbei ablaufenden Schaltvorgänge unter Last werden im folgenden beschrieben, um die dabei auftretenden Schwierigkeiten und die Voraussetzungen der Erfindung deutlich herauszustellen: Beim Einschalten der untersetzten Gangstufe wird der Reaktionsteil dieser Getriebegruppe in bekannter Weise durch die Bandbremse abgebremst und dadurch schließlich mit dem äußeren Getriebegehäuse drehfest verbunden. Das Differenzdrehmoment zwischen Antrieb und Abtrieb der betreffenden Getriebegruppe wird dabei als Abstützmoment auf das äußere Getriebegehäuse übertragen.
  • Beim Wechseln in die direkte Gangstufe einer Getriebegruppe unter Last muß die Bandbremse gelöst und möglichst gleichzeitig die Reibungskupplung eingeschaltet werden. Hierdurch ergeben sich besondere konstruktive Probleme: Beim Lösen des Bremsbandes entfällt sofort das Abstützmoment, die Kraftübertragung ist unterbrochen, und der Reaktionsteil weicht nach rückwärts aus, wobei die Motordrehzahl unerwünscht ansteigt. Diesen Ausweichvorgang muß die Reibungskupplung auffangen, indem sie ihrerseits den Reaktionsteil zunächst abbremst und danach mitnimmt, bis der Reaktionsteil der Antriebswelle mit gleicher Drehzahl folgt. Dabei stellt sich der direkte Gang ein; Drehmoment und Drehzahl am Antrieb und Abtrieb sind gleich.
  • Beim Wechseln in eine untersetzte Gangstufe einer Getriebegruppe unter Last muß die Reibungskupplung gelöst und möglichst gleichzeitig die Bandbremse angezogen werden. Beim Lösen der Reibungskupplung würde das Reaktionsmoment die Drehbewegung des mit der Antriebsdrehzahl seiner Stufe rotierenden Reaktionsteiles verzögern und danach diesen Teil rückwärts drehen, wobei gleichzeitig der Antriebsmotor hochdreht. Diesen Ausweichvorgang muß die Bandbremse aufhalten, indem sie den Reaktionsteil zusammen mit den gekuppelten Massen aus Motor und Fahrzeug abbremst, und schließlich am äußeren Getriebegehäuse festhält. Die Getriebegruppe steht nunmehr im untersetzten Gang still. Das Abtriebsmomenthat sich um das Abstützmoment am Gehäuse vergrößert, und die Drehzahl ist entsprechend der Untersetzung der Gangstufe vermindert -worden.
  • Betrachtet man die Arbeitsweise der vorbekannten Getriebe, so erkennt man, daß die Art des Zusammenwirkens von Bandbremse und Reibungskupplung entscheidend ist für den beim Gangwechsel auftretenden Wechsel von Drehmoment und Drehzahl an der Antriebswelle. Bei stark schwankenden Belastungszuständen, beispielsweise in einem Kraftfahrzeuggetriebe, ist es praktisch unmöglich, das wechselweise Einschalten der Bandbremse und das Ausschalten der Lamellenkupplung (oder zweier Lamellenkupplungen) so präzise zu steuern, daß die Kraftübertragung nicht gestört oder unterbrochen wird. Bekannte Planetengruppengetriebe wurden deshalb mit einem Wandler oder einer Flüssigkeitskupplung verbunden und dadurch die Drehmomentspitzen aufgefangen, die bei ungleichmäßigem oder unterbrochenem Kraftfluß im Getriebe auftreten. Derartige Maßnahmen bedeuten jedoch eine erhebliche Vergrößerung des baulichen Aufwandes und bedingen eine wesentliche Kostensteigerung des gesamten Antriebes. Außerdem ergibt sich eine Verschlechterung des Getriebewirkungsgrades. Bei größeren Getrieben ist daher während eines Gangwechsels das Lüften des Gaspedals am Antriebsmotor vorgeschrieben worden, um durch Wegnahme des Motordrehmomentes Drehmomentspitzen im Getriebe zu mildern. Derartige Getriebe können aber nicht als Lastschaltgetriebe mit ununterbrochenem Kraftfuß bezeichnet werden.
  • Bekannt sind ferner sogenannte Schnellganggetriebe, bei denen das Abtriebsmoment in jedem Falle gleich oder kleiner bleibt als das Antriebsmoment. Aus diesem Grunde kann das in solchen Schnellganggetrieben vorhandene Freilaufklemmgesperre an der Kraftübertragung in der Zugkraftrichtung der übersetzten Gangstufe nicht teilnehmen. Das Reaktionsmoment wird vielmehr ausschließlich von der Bremse aufgenommen. Bei bekannten Ausführungen sind bestimmte Freilaufteile abschaltbar und bewirken z. B. beim Ausfall der Stromversorgung eine Aufrechterhaltung der Kraftübertragung in elektromagnetischen Kupplungen. Bei derartigen Schnellganggetrieben ist es ferner bekannt, zwei Freiläufe, Normalfreilauf und Gegenfreilauf, zu einem doppeltwirkenden Klemmrollenfreilauf zusammenzufassen. Auch hier sind die beiden Freiläufe abschaltbar ausgebildet. Zum Stande der Technik zählen ferner Planetenradgetriebe, bei denen am Reaktionsteil fünf bzw. sechs Kupplungseinrichtungen wirksam sind, so daß für ein zweistufiges Getriebe insgesamt neun Kupplungseinrichtungen bzw. elf Kupplungseinrichtungen verwendet werden müssen. Derartige AusiUhrungsformen sind in ihrem Aufbau kompliziert und in der Herstellung kostspielig.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mehrgängige Planetengruppengetriebe als Lastschaltgetriebe auszubilden, bei denen der Drehmomentwechsel möglichst weich und stoßfrei erfolgt. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der drehbare Reaktionsteil jeder Getriebegruppe ausschließlich mit drei getrennten Kupplungseinrichtungen kuppelbar ist, und zwar einer ein- und ausschaltbaren, an sich bekannten Mehrscheibenreibungskupplung für den direkten Gang, einer dauernd mit ihrer Getriebestufe verbundenen, durch die Drehzahl ihres Reaktionsteils gesteuerten Klemmbackenrücklaufsperre für die Zugkraftrichtung des untersetzten Ganges und einer weiteren an sich bekannten ein- und ausschaltbaren Mehrscheibenreibungskupplung für die Schubkraftrichtung des untersetzten Ganges.
  • Eine besonders vorteilhafte Ausführungform für hohe Belastungen kann gemäß einer Weiterbildung der Erfindung durch eine solche Gestaltung der Klemrnbaekenrücklaufsperre erreicht werden, bei der die Klemmbacken an auf dem Umfang des rotierbaren Reaktionsteiles verteilten, auf Bolzen schwenkbar gelagerten Klemmhebeln angelenkt sind, welche bei rotierendem Reaktionsteil durch Federelemente einem die Klemmbacken anpressenden Federkraftmoment und einem die Klemmbacken abhebenden Fliehkraftmoment unterliegen, wobei die Klemmbacken bei überwiegendem Federkraftmoment in ihrer Sperrichtung gegen eine feststehende Innenbremstrommel unter einem solchen Anpreßwinkel drücken, dessen Tangens der Mindestreibungszahl für Selbsthemmung zwischen den Klemmbacken und Innenbremstrommel entspricht. Dabei entsteht an den Klemmbacken eine Reibungskraft, welche sicherstellt, daß im Augenblick des Stillstandes des Reaktionsteiles das Reaktionsmoment ruckfrei vom Reaktionsteil auf das äußere Getriebegehäuse übergeht und von diesem abgestützt wird.
  • Es kann außerdem zweckmäßig sein, die Anordnung der Klemmbackenrücklaufsperre so zu treffen, daß an je zwei benachbarten Klemmhebeln eine Zugfeder angreift, deren Angriffspunkte an den Klemmhebeln unterschiedliche wirksame Hebellängen bilden und daß die Federkraft so gewählt ist, daß bereits während der Verzögerung des Reaktionsteiles, bei einer bestimmten Drehzahl beginnend, bis zum Stillstand ein ansteigendes Reibmoment zwischen den Klemmbacken und der Innenbremstrommel auftritt. Dabei sind zweckmäßig an den Angriffspunkten von zwei benachbarten Klemmhebeln Druckfedern vorgesehen, deren Auslenkung umgekehrt zur Relativbewegung der Angriffspunkte erfolgt. Druckfedern können gegenüber Zugfedern bei gleichem Federvolumen eine größere Federungsarbeit leisten, und sie sind außerdem in ihrer Federkraft genauer einstellbar. Eine günstige Ausführungsform kann so gestaltet sein, daß Zuglaschen durch den freien Innenraum der Druckfedern hindurchtreten und an den den Angriffspunkten am Klemmhebel entgegengesetzten Federenden angreifen.
  • Mit Rücksicht auf eine sichere Bremswirkung erscheint es vorteilhaft, die Klemmbacken auf ihren Reibflächen mit einem Reibbelag, vorzugsweise aus Sintermetall, zu versehen. Man kann ferner zweckmäßig die Reibflächen der Klemmbacken in mindestens zwei an den Enden der Reibfläche befindliche Teilstücke unterteilen, zwischen denen eine Vertiefung liegt. Auf diese Weise läßt sich eine sichere Auflage der Reibflächen gewährleisten, und auch im Verlauf der unvermeidbaren Abnutzungen wird ein unerwünschter Gleitlagereffekt vermieden. Eine weitere Verbesserung kann gegebenenfalls dadurch erreicht werden, daß die Reibflächen der Klemmbacken scharfkantige Einkerbungen oder Rillen aufweisen und hierdurch in eine Vielzahl von kleinen rechteckigen, rhombischen oder kreisförmigen Reibungsteilflächen unterteilt sind.
  • Schließlich kann es günstig sein, jedem Klemmhebel am Reaktionsteil einen vorzugsweise als Fliehgewichtsauflage ausgebildeten Anschlag zuzuordnen, welcher die bei Selbsthemmung erreichbare Endstellung des Klemmhebels für den angelenkten Klemmbacken mit dem kleinsten zulässigen Reibungswinkel begrenzt. Diese Maßnahme verhindert ein Festlaufen der Klemmbacken, welche dann beim Schaltvorgang nicht mehr gelöst werden könnten.
  • Das Zusammenwirken der kombinierten Kupplungselemente nach der Erfindung soll nunmehr beschrieben werden: Die Klemmbackenrücklaufsperren verhindern stets jede Rückwärtsdrehung der Reaktionsteile ihrer Getriebestufe, und es kann daher keine Getriebegruppe unter die Drehzahl ihrer untersetzten Gangstufe zurückfallen. Die Klemmbackenrücklaufsperren übertragen außerdem schlupffrei die Abstützmomente der Reaktionsteile auf das äußere Getriebegehäuse und entsprechende Drehmomente auf die Abtriebswelle. Die ein- und ausschaltbaren Mehrscheibenreibungskupplungen wirken in der Anordnung nach der Erfindung nur noch als Freilaufsperren, d. h., sie verhindern im untersetzten Gang eine Drehung der Reaktionsteile im Sinne der Antriebswelle und übertragen auf diese Weise das Schubmoment des Fahrzeugs oder der angetriebenen Massen auf den Motor.
  • Zum Einschalten der direkten Gangstufe wird die Mehrscheibenreibungskupplung für die Schubkraftrichtung des untersetzten Ganges gelöst, wobei kein Ausweichen des Reaktionsteiles und keine Zugkraftunterbrechung eintreten kann. Gleichzeitig oder gering verzögert wird die weitere ein- und ausschaltbare Mehrscheibenreibungskupplung, und zwar die dem direkten Gang zugeordnete, eingeschaltet, die damit das Reaktionsmoment von der Klemmbackenrücklaufsperre allmählich, d. h. in dem Maße, in dem das Drehmoment an ihren Reibungslamellen abnimmt, übernimmt. Sobald die Klemmbackenrücklaufsperre völlig entlastet ist, beginnt die Mehrscheibenreibungskupplung für den direkten Gang den Reaktionsteil mitzunehmen, bis er die Drehzahl der Antriebswelle der entsprechenden Getriebegruppe erreicht. Für die Abtriebswelle bedeutet dieser Schaltvorgang, daß zuerst das Abtriebsdrehmoment auf den Wert des direkten Ganges absinkt und daß sich danach die Drehzahl der Abtriebswelle und der Antriebswelle zueinander im Verhältnis 1:1 einstellen.
  • Beim Wechseln in die untersetzte Gangstufe unter Last wird zunächst die eingeschaltete Mehrscheibenreibungskupplung des direkten Ganges gelöst. Der zunächst noch mit Antriebsdrehzahl rotierende Reaktionsteil wird von nun an durch sein Reaktionsmoment verzögert, bis er durch die Klemmbackenrücklaufsperre vor dem Stillstand abgebremst und bei Stillstand festgehalten wird. Inzwischen ist auch die nun als Freilaufsperre wirkende Mehrscheibenreibungskupplung für die Schubkraftrichtung des untersetzten Ganges eingeschaltet worden. Die Gangstufe ist sowohl in der Zugkraft- als auch in der Schubkraftrichtung fest eingekuppelt. Als besonderer Vorteil der Erfindung ist es anzusehen, daß das Ein- oder Ausschalten der als Freilaufgesperre wirkenden Mehrscheibenreibungskupplung keinen Einfluß auf den Gangwechsel zwischen der Klemmbackenrücklaufsperre und der Mehrscheibenreibungskupplung des direkten Ganges hat. Es ist daher nicht nötig, das Eingreifen und Lösen dieser Mehrscheibenreibungskupplung zeitlich präzise mit dem Eingreifen und Lösen der Mehrscheibenreibungskupplung für den direkten Gang abzustimmen.
  • Der exakte Ablauf der Schaltvorgänge bei einem mit einer Schaltvorrichtung nach der Erfindung ausgerüsteten Planetengruppengetriebe läßt keine Zugkraftunterbrechung beim Aufwärtsschalten zu. Das Getriebe arbeitet als echtes Lastschaltgetriebe, und zwar ohne daß beim Gangwechsel eine Motorkupplung oder hydraulische Kraftübertragungselemente in Anspruch genommen werden müssen. Beim Abwärtsschalten greift die niedrigere Gangstufe erst ein, wenn der Antriebsmotor das der Abtriebsdrehzahl entsprechend höhere Drehzahlverhältnis erreicht hat. Dabei kann die niedrigere Gangstufe nicht ausweichen, und die Zeit des Zurückschaltens entspricht ausschließlich der Beschleunigungszeit des Antriebsmotors. Wird der Antriebsmotor beim Abwärtsschalten durch Gasgeben beschleunigt, so tritt keine Zugkraftunterbrechung ein, weil der Antriebsmotor die rotierende Masse der Getriebegruppe. von der Antriebsdrehzahl bis zum Stillstand verzögert und dadurch am Abtrieb ein entsprechendes Drehmoment aufrechterhält.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachfolgend schematisch dargestellt. Es zeigt F i g.1 einen Längsschnitt durch die Zahnradsätze eines Planetengruppengetriebes mit Lastschaltvorrichtung nach der Erfindung, F i g. 2 einen Querschnitt durch die Klemmbackenrücklaufsperre gemäß der Linie 11-II in F i g.1, F i g. 3 eine Teilansicht der Klemmbackenrücklaufsperre nach der Linie 111-III der F i g. 2 in Freilauf-Stellung, F i g. 4 eine Teilansicht einer Klemmbackenrücklaufsperre nach der Erfindung mit Druckfedern, F i g. 5 eine Draufsicht auf einen Klemmbacken bei einer Klemmbackenrücklaufsperre nach F i g. 4 mit gestrecktem Federgestänge.
  • In dem Längsschnitt nach F i g.1 ist in einem äußeren Getriebegehäuse 1 eine Abtriebswelle 2 drehbar gelagert. Der Antrieb erfolgt über eine exzentrisch liegende Antriebswelle 3, welche mit einem Antriebsgetrieberad 4 drehfest verbunden ist. Das Getrieberad 4 steht mit einem ersten Zahnkranz 5 einer ersten Hohlwelle 6 im Eingriff, welche auf der Abtriebswelle 2 drehbar gelagert ist. Eine erste ein- und ausschaltbare Mehrscheibenreibungskupplung 7 ist mit ihren Innenlamellen 71 an der ersten Hohlwelle 6 und mit ihren Außenlamellen 72 am ersten Reaktionsteil 8 drehfest verbunden. Am ersten Reaktionsteil 8 ist außerdem ein durch öldruck verschiebbarer rotierbarer Ringkolben 9 vorgesehen, wobei in dem von den Außenlamellen 72 abgekehrten Raum über eine Verbindungsleitung 10 und eine äußere Anschlußdurchbrechung 11 Drucköl von einer nicht gezeichneten Förderpumpe, die beispielsweise von der Antriebswelle 3 angetrieben wird, eingepreßt werden kann.
  • Im ersten Reaktionsteil 8 sind mehrere, vorzugsweise drei gleiche Planetenräder auf Wellen 14 drehbar gelagert. Sie bestehen aus je zwei miteinander starr verbundenen Zahnrädern 12, 13, welche mit einem Sonnenrad 19 der ersten Hohlwelle 6 und einem ersten Sonnenrad 20 der zweiten Hohlwelle 21 die erste Getriebegruppe bilden.
  • Eine erste Mehrscheibenreibungskupplung 15 für den untersetzten Gang ist mit ihren Innenlamellen 151 am ersten Reaktionsteil 8 und mit ihren Außenlamellen 152 am äußeren Getriebegehäuse 1 befestigt. Die Betätigung der ersten Mehrscheibenreibungskupplung 15 für den untersetzten Gang geschieht mit Hilfe eines nichtrotierbaren Ringkolbens 16, dessen Kompressionsraum über eine Druckölleitung 17 gespeist wird. Zwischen Teilen des äußeren Getriebegehäuses 1 und dem ersten Reaktionsteil 8 ist eine erste Klemmbackenrücklaufsperre 18 vorgesehen. Das Zahnrad 13 steht mit dem Sonnenrad 19 der ersten Hohlwelle 6 im Eingriff. Das Zahnrad 12 kämmt seinerseits mit dem ersten Sonnenrad 20 der zweiten Hohlwelle 21, welche ebenfalls mit Innenlamellen 221 einer zweiten Mehrscheibenreibungskupplung 22 für den direkten Gang drehfest verbunden ist. Die Außenlamellen 222 der zweiten ein- und ausschaltbaren Mehrscheibenreibungskupplung 22 für den direkten Gang sind mit einem zweiten Reaktionsteil 23 drehfest und in üblicher Weise axial verschiebbar verbunden. Im zweiten Reaktionsteil 23 sind ebenfalls @mehrere, vorzugsweise drei gleiche Planetenräder auf Wellen 36 drehbar gelagert. Sie bestehen aus je zwei miteinander starr verbundenen Zahnrädern 24, 25, welche mit einem zweiten Sonnenrad 26 der zweiten Hohlwelle 21 und einem ersten Sonnenrad 27 der dritten Hohlwelle 28 die zweite Getriebegruppe bilden. Das Zahnrad 25 kämmt mit dem zweiten Sonnenrad 26 der zweiten Hohlwelle 23, und das Zahnrad 24 kämmt mit dem ersten Sonnenrad 27 der dritten Hohlwelle 28. Die dritte Hohlwelle 28 ist mit der Abtriebswelle 2 des Getriebes drehfest verbunden.
  • Zur Betätigung der zweiten Mehrscheibenreibungskupplung 22 für den direkten Gang ist ebenfalls ein verschiebbarer rotierbarer Ringkolben 29 vorgesehen, dessen Kompressionsraum über eine Zuleitung 30 von einem außerhalb des Getriebes angeordneten Druckölerzeuger gespeist werden kann. Zwischen dem äußeren Getriebegehäuse 1 und dem zweiten Reaktionsteil 23 ist eine zweite Klemmbackenrücklaufsperre 31 angeordnet. Der zweite Reaktionsteil 23 trägt außerdem Innenlamellen 321 einer zweiten Mehrscheibenreibungskupplung 32 für den untersetzten Gang, wobei deren Außenlamellen 322 drehfest am äußeren Getriebegehäuse 1 angeordnet sind. Das Zusammenpressen der Kupplungslamellen 321, 322 geschieht beim Einrücken der zweiten Mehrscheibenreibungskupplung 32 für den untersetzten Gang mit Hilfe eines nichtrotierbaren Ringkolbens 33, dessen Kompressionsraum über eine Zuleitung 34 mit Drucköl gefüllt werden kann. Die dargestellte Ausführungsform zeigt ein Vierganggetriebe, wobei die einzelnen Betätigungsstufen der Mehrscheibenreibungskupplungen dem nachfolgenden Schaltschema zu entnehmen sind.
    Schaltschema des Getriebes
    Zweite Mehrscheiben- Zweite Mehrscheiben- Erste Mehrscheiben- Erste Mehrscheiben-
    Gang reibungskupplung reibungskupplung reibungskupplung reibungskupplung
    für untersetzten Gang für direkten Gang für untersetzten Gang für direkten Gang
    1 X 0 X 0
    2 X 0 0 X
    3 0 X X 0
    4 0 X 0 X
    X = eingeschaltet (Lamellenkupplung eingekuppelt).
    0 = ausgeschaltet (Lamellenkupplung ausgekuppelt).
    Man erkennt aus dieser Zusammenstellung, daß durch die abwechselnde Schaltung der beiden Mehrscheibenreibungskupplungen für den untersetzten Gang und der Mehrscheibenreibungskupplungen für den direkten Gang vier Gangstufen möglich sind. Selbstverständlich kann das erfindungsgemäße Prinzip auch bei Getrieben mit einer größeren Anzahl von Gangstufen Anwendung finden. Der besondere konstruktive Vorteil der neuen Ausführung ist vor allem darin zu sehen, daß die zusammenarbeitenden Mehrscheibenreibungskupplungen für den direkten Gang und für die Schubkraftrichtung des untersetzten Ganges durch ihre Kombination mit einer Klemmbackenrücklaufsperre in gewissem Sinne voneinander unabhängig werden, und ohne präzise Übereinstimmung ihrer Schaltzeiten betätigt werden können. Durch die Klemmbackenrücklaufsperre wird jedes Ausweichen der Reaktionsteile verhindert und die Mehrscheibenreibungskupplungen für die Schubkraftrichtung des untersetzten Ganges werden nur noch in der Schubkraftrichtung des untersetzten Ganges beansprucht. Während man bei den vorbekannten Ausführungen auf eine genaue Einhaltung der wechselseitigen Schaltung zwischen Reibungskupplung und Reibungsbremse angewiesen war, kann man bei der vorgeschlagenen Ausführung die hierzu erforderlichen aufwändigen Bauteile einsparen.
  • In der Darstellung der F i g. 2 sind die Einzelheiten der Klemmbackenrücklaufsperre 31 dargestellt. Es wurde eine Anordnung mit sechs Klemmhebeln 181 gewählt, an denen jeweils Klemmbacken 182 aasgelenkt sind. Die Klemmhebel 181 besitzen zur Erzeugung hinreichender Fliehkräfte Gewichtsauflagen 183. Außerdem sind an den Klemmhebeln 181 Befestigungsbolzen 184, 185 vorgesehen, welche als Aufhängung für Zugfedern 186 dienen. Die Befestigung dieser Zugfedern 186 ist dabei durch eine Lage der Befestigungsbolzen 184, 185 in unterschiedlichem Abstand vom Drehpunkt 187 des Klemmhebels 181 so gewählt, daß sich hinsichtlich der Federkraft unterschiedliche Hebelarme ergeben, wodurch die Klemmbacken 182 ohne Einwirkung von Fliehkräften an der inneren Oberfläche 188 einer Innenbremstrommel 189 anliegen. Die Federkraft ist dabei so festgelegt, daß die Klemmbacken 182 bereits vor dem Stillstand des zugehörigen Reaktionsteiles an der Innenbremstrommel 189 anliegen, und bis zum Eintreten des Stillstandes ein stark ansteigendes Reibungsmoment ausüben. Auf diese Weise wird ein ruckfreies Arbeiten beim Gangwechsel erreicht. Die Bewegung der Klemmhebel 181 wird in Sperrichtung begrenzt durch Anschlagflächen 1831 an den Gewichtsauflagen 183, welche an einem Stützring 1832 aufliegen, wenn der Klemmhebel 181 seine Endstellung in Eingriffsrichtung erreicht.
  • Die Innenbremstrommel 189 ist mit einer am äußeren Getriebegehäuse 1 befestigten Zwischentrennwand 35 verbunden (vgl. F i g.1). Die Klemmhebel 181 sind am ersten Reaktionsteil 8 schwenkbar gelagert. In der beschriebenen Weise ist auch das zweite Freilaufklemmgesperre 31 gestaltet.
  • F i g. 3 zeigt einen Ausschnitt der Klemmbackenrücklaufsperre nach F i g. 2, bei der die Klemmbacken 182 unter der Einwirkung der durch die Drehbewegung des ersten Reaktionsteiles 8 hervorgerufenen Fliehkräfte von ihrer Auflage an der inneren Oberfläche 188 der Innenbremstrommel 189 abgehoben sind. Die Zugfedern 186 sind dabei gegenüber der in F i g. 2 dargestellten Betriebsstellung weiter ausgedehnt worden.
  • Bei der Ausführungsform nach F i g. 4 sind die Zugfedern 186 durch Druckfedern 190 ersetzt worden. Dies bedingt eine Änderung der Federaufhängung. Es werden hierzu zwei den freien Innenraum der Druckfedern 190 durchgreifende Zuglaschen 191, 192 angewendet, welche mit Ansatzstücken 193, 194 jeweils das ihrem Aufhängepunkt am Klemmhebel 181 entgegengesetzte Federende der Druckfeder 190 erfassen. Dadurch erfolgt die Federverformung in erwünschter Weise umgekehrt zur Relativbewegung ihrer Aufhängepunkte.
  • Man kann ferner der Draufsicht nach F i g. 5 mit gestrecktem Federgestänge weitere Einzelheiten der Ausführung nach F i g. 4 entnehmen und insbesondere deutlich erkennen, daß die Klemmbacken 182 an ihrer Oberfläche zwei durch eine Vertiefung 1823 getrennte Reibflächen 1821, 1822 aufweisen, welche durch scharfkantige Rillen in eine Vielzahl von Reibungsteilflächen unterteilt sind. Die nicht näher erwähnten Einzelteile in F i g. 5 entsprechen denen der F i g. 4.

Claims (9)

  1. Patentansprüche: 1. Lastschaltvorrichtung für als Untersetzungsgetriebe mit Drehmomentvergrößerung arbeitende Planetengruppengetriebe, wobei die einzelnen Getriebegruppen nacheinander in Reihe geschaltet werden und bei der die untersetzten Gangstufen durch die Festlegung der Reaktionsteile mit Hilfe von Reibungskupplungen schaltbar sind, d a -durch gekennzeichnet, daß der drehbare Reaktionsteil (8, 23) jeder Getriebegruppe ausschließlich mit drei getrennten Kupplungseinrichtungen kuppelbar ist, und zwar einer ein- und ausschaltbaren, an sich bekannten Mehrscheibenreibungskupplung (7, 22) für den direkten Gang, einer dauernd mit ihrer Getriebestufe verbundenen, durch die Drehzahl ihres Reaktionsteiles (8, 23) gesteuerten Klemmbackenrücklaufsperre (18, 31) für die Zugkraftrichtung des untersetzten Ganges und einer weiteren an sich -bekannten ein-und ausschaltbaren Mehrscheibenreibungskupplung (15, 32) für die Schubkraftrichtung des untersetzten Ganges.
  2. 2. Lastschaltvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine solche Ausbildung der Klemmbackenrücklaufsperre (18, 31), bei der die Klemmbacken (182) an auf dem Umfang des rotierbaren Reaktionsteiles (8) verteilten, auf Bolzen (187) schwenkbar gelagerten Klemmhebeln (181) angelenkt sind, welche bei rotierendem Reaktionsteil durch Federelemente (186, 190) einem die Klemmbacken anpressenden Federkraftmoment-und einem die Klemmbacken abhebenden Fliehkraftmoment unterliegen, wobei die Klemmbacken bei überwiegendem Federkraftmoment in ihrer Sperrichtung gegen eine feststehende Innenbremstrommel (189) unter einem solchen Anpreßwinkel drücken, dessen Tangens der Mindestreibungszahl für Selbsthemmung zwischen Klemmbacken und Innenbremstrommel entspricht.
  3. 3. Lastschaltvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an je zwei benachbarten Klemmhebeln (181) eine Zugfeder (186) angreift, deren Angriffspunkte (184, 185) an den Klemmhebeln unterschiedliche wirksame Hebellängen bilden, und daß die Federkraft so gewählt ist, daß bereits während der Verzögerung des Reaktionsteiles (8) bei einer bestimmten Drehzahl beginnend bis zum Stillstand ein ansteigendes Reibmoment zwischen den Klemmbacken (182) und der Innenbremstrommel (189) auftritt.
  4. 4. Lastschaltvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an den Angriffspunkten (184, 185) von zwei benachbarten Klemmhebeln (181) Druckfedern (190) vorgesehen sind, deren Auslenkung umgekehrt zur Relativbewegung der Angriffspunkte erfolgt.
  5. 5. Lastschaltvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Zuglaschen (191, 192) durch den freien Innenraum der Druckfedern (190) hindurchtreten und an den den Angriffspunkten (184, 185) am Klemmhebel (181) entgegengesetzten Federenden angreifen.
  6. 6. Lastschaltvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmbacken (182) auf ihrer Reibfläche (1821, 1822) in an sich bekannter Weise einen Reibbelag, vorzugsweise aus Sintermetall, aufweisen.
  7. 7. Lastschaltvorrichtung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibfläche der Klemmbacken (182) in mindestens zwei Teilstücke (1822, 1821) unterteilt ist, zwischen denen eine Vertiefung (1823) liegt. B.
  8. Lastschaltvorrichtung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibfläche der Klemmbacken (182) durch scharfkantige Einkerbungen oder Rillen in eine Vielzahl von Reibungsteilflächen unterteilt ist.
  9. 9. Lasischaltvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Klemmhebel (181) am Reaktionsteil (8), ein vorzugsweise als Fliehgewichtsauflage (183) ausgebildeter Anschlag (1831) zugeordnet ist, welcher die bei Selbsthemmung erreichbare Endstellung des Klemmhebels (181) für den angelenkten Klemmbacken (182) mit dem kleinsten zulässigen Reibungswinkel begrenzt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 516 016, 818 732, 824 304, 867199, 875 762, 930 426; schweizerische Patentschrift Nr. 269 285; britische Patentschriften Nr. 115 878, 364 800.
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