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Planeten-Stimrädergetriebe Die Erfindung betrifft eine Kraftübertragungseinrichtung
mit veränderlicher Geschwindigkeit und veränderlichem übertragenem Drehmoment in
Gestalt eines Planeten-Stirnrädergetriebes, das in üblicher Art aus einem äußeren
und inneren Sonnenrad und den zwischen ihnen liegenden, an einem Träger gelagerten
Planetenrädern besteht. Wird z. B. das innere Sonnenrad festgebremst, so wird dadurch
eine Untersetzung vom äußeren Sonnenrad auf die mit dem Planetenradträger verbundene
Abtriebswelle erzielt sowie ein Direktgang z. B. dadurch erreicht, daß zwei Getriebeteile
miteinander auf Drehung gekuppelt werden.
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Planeten-Stirnrädergetriebe, dessen
einer Getriebeteil drehfest mit dem durch eine Einrückkraft axial verschiebbaren
Teil einer Reibungskupplung verbunden und stillsetzbar sowie durch eine entgegengerichtete
Einrückkraft über eine Reibungskupplung mit einem zweiten Getriebeteil kuppelbar
ist, wobei der Widerlagerteil der Kupplung mit dem axial beweglichen Teil der Bremse
fest verbunden und die Kupplungsteile zwischen den entgegengesetzten Einrückkräften
eingeschlossen sind.
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Das wirkungsmäßige Ineinandergreifen von Bremse und Kupplung hat den
Vorteil, daß beim Lösen der Bremse bereits eine Kupplungskraft aufgebaut ist, die
überhaupt erst das Lösen der Bremse ermöglicht. Dadurch wird erreicht, daß über
einen Gangwechsel hinweg lückenlos ein Drehmoment übertragen wird.
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Bei einem bekannten Getriebe dieser Gattung (französische Patentschrift
875 966) ist der eine Getriebeteil ausschließlich drehfest mit dem durch die Einrückkraft
axial verschiebbaren Teil der Reibungskupplung verbunden; und zwar ist der betreffende
Teil der Reibungskupplung in Form einer besonderen Schiebemuffe auf einem hülsenförmigen
Fortsatz des Getriebeteils, nämlich des inneren Sonnenrades, über eine Keilverbindung
gelagert, die eine axiale Verschiebebewegung der Muffe gegenüber dem axial unverschiebbar
gelagerten Sonnenrad ermöglicht. Die übertragene Leistung richtet sich hierbei ausschließlich
nach der Einrückkraft der Bremse, und diese wiederum ist abhängig von dem für ihr
Aufbringen vorgesehenen Mittel, in bekannten Fall einer , Feder. Die von dem Mittel
hervorgerufene Einrückkraft muß nach der Höchstlast bemessen sein. Ein Nachlassen
der Einrückkraft kann, insbesondere bei den Belastungsspitzen, zu unerwünschten
Leistungsverlusten und Erwärmungen führen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei mäßiger Bemessung der
durch das Mittel aufzubringenden Einrückkraft eine der Betriebslast in jedem Fall
gewachsene Bremskraft sicherzustellen.
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Die Erfindung besteht darin, daß der eine Getriebeteil und der axial
verschiebbare Teil der Reibungsbremse auf gemeinsame Axialverschiebungen miteinander
verbunden sind und vermöge einer an sich bekannten Schraubenverzahnung der Getrieberäder
eine der Last proportionale Schubkraft im Sinne der Einrückkraft der Bremse aufnehmen.
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Die an sich bekannte Schraubenverzahnung von Getrieberädern (deutsche
Patentschrift 469 804) ist bisher dazu angewendet worden, um bei gewöhnlichen Stirnrad-Wechselgetrieben
für den Gangwechsel die zwischen der Antriebswelle und einem Ritzel eingeschaltete
Reibungskupplung durch überwindung ihrer durch eine Feder ausgeübten axialen Einrückkr
aft zu lösen. Die Schraubenverzahnung erfüllt somit im Rahmen der Erfindung eine
andere Aufgabe als im bekannten Fall.
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Der mit der Erfindung erzielbare Fortschritt besteht darin, daß die
Einrückkraft der Bremse sich der Last selbsttätig anpaßt und in jedem Fall in ausreichender
Höhe sichergestellt werden kann. Dadurch werden Leistungsverluste und Erwärmungen
vermieden,
die bei ungenügender Einrückkraft der Bremse zu gewärtigen
sind: Da die Einrückkraft beim Übergang zum Direktgang infolge des in diesem Zeitpunkt
verringerten Abtriebsdrehmoments verhältnismäßig gering ist, erfolgt auch das Kuppeln
entsprechend weich. Die Erfindung ermöglicht zugleich die Verringerung des baulichen
Aufwands gegenüber der bekannten Ausführungsform.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß der
Einrückteil der Reibungsbremse durch eine steuerbare hydraulische Einrichtung verschiebbar
ist. Dadurch kann der Einrückdruck der Kupplung so angepaßt werden, daß er sich
in der niedrigsten erforderlichen Grenze hält und ein übermäßiger Verschleiß der
Kupplung während der Gangschaltung vermieden wird. Bei der bekannten Federanordnung
ist die Kupplung von der nicht ohne weiteres veränderlichen Federkraft abhängig.
Bei Erhöhung der Kraft der Feder zur Erzielung einer gewünschten grpßeren Einrückkraft
der Bremse ist eine Erhöhung der Einrückkraft der Kupplung, die dadurch nachteilig
beansprucht wird, die unvermeidliche Folge. In der Zeichnung ist eine Kraftübertragungseinrichtung
nach der Erfindung schematisch dargestellt.
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Die Übertragungseinrichtung besteht aus einem vorderen und einem hinteren
Planetenrädergetriebe. Das vordere Planetenrädergetriebe hat ein auf einer angetriebenen
Eingangswelle 35 sitzendes Ringrad 46, das mit auf einem Planetenräderträger
47 gelagerten Planetenrädern 48 kämmt. Die Planetenräder 48 kämmen
mit einem Sonnenrad 61, das über einen Steg mit einer Bremstrommel 62 verbunden
ist. Diese kann mit einer kegeIigen Außenfläche gegen eine kegelige Innenfläche
eines ortsfesten Bremsklotzes 63 zur Anlage gebracht werden. Hierzu dient ein ringförmiger
Servokolgen 67, der in einer Ringkammer 66 gleitet. Auf die Rückseite des
Servokolbens 67 kann über eine Leitung 371 Druckflüssigkeit zum Anlegen der Bremse
62, 63 zugeleitet werden, wodurch das Sonnenrad 61 festgebremst wird. Bei der Rückbewegung
des Servokolbens 67 kommt dieser gegen einen ortsfesten Anschlag 2 zur Anlage.
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Die Bremstrommel 62 trägt ferner einen Satz von Kupplungsscheiben
einer Mehrscheibenkupplung 70,
deren anderer Satz von einer Trommel
71 getragen ist. Die Trommel 71 ist über einen Steg mit einer Zwischenwelle
60 verbunden, mit der auch der Planetenräderträger 47 verbunden ist. Die
Mehrscheibenkupplung 70 kann durch Druckflüssigkeit eingerückt werden, die über
eine Leitung 370 einer Ringkammer 74 zugeleitet wird und einen Ringkolben
73 gegen die Kupplungsscheiben, bewegt. Die Rückbewegung des Ringkolbens 73 wird
durch eine nicht dargestellte Feder zwischen dem Ringkolben 73 und der Trommel
71 bewirkt.
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Die Zähne der Zahnräder 46,48 und 61 sind schraubenförmig mit einem
Schraubenwinkel von etwa 35° derart geschnitten, daß bei Belastung durch ein Vorwärtsdrehmoment
ein nach hinten gerichteter "aldruck auf das Sonnenrad 61 und die Bremstrommel 62
ausgeübt wird, der den das Anlegen der Bremse 62, 63 bewirkenden Flüssigkeitsdruck
auf den Servokolben 67 in der Belastung proportionalem Ausmaße unterstützt.
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Das hintere Planetenrädergetriebe hat zwei Ringräder 80 und 81, die
beide mit der Zwischenwelle 60 verbunden sind. Das Ringrad 80 kämmt mit Planetenrädern
82,- deren Planetenräderträger 83 mit - einer Ausgangswelle 84 der Kraftübertragungseinrichtung
verbunden ist. Mit den Planetenrädern 82 kämmt ferner ein Sonnenrad 85, das auf
einer Hohlwelle 86 sitzt. Diese trägt. eine Bremstrommel 89, die eine kegelige
Außenflche hat. Letztere kann durch einen nicht dargestellten Ringkolben gegen eine
kegelige ortsfeste Innenfläche 90 bewegt werden, um das Sonnenrad 85 festzubremsen.
Die Bremstrommel 89 trägt ferner einen Satz von Kupplungsscheiben einer Mehrscheibenkupplung
95, deren anderer Satz in einer Trommel 93 gehalten ist. Die Trommel
93 ist mit der Ausgangswelle 84 verbunden. Der Mehr-Scheibenkupplung
95 ist wie der ScheibenkuppIung 70 ein nicht dargestellter hydraulisch beaufschlagter
Ringkolben zugeordnet. Die Zahnräder 80, 82 und 83
haben wie die Räder
des vorderen Planetenrädergetriebes schraubenförmig geschnittene Zähne, die eine
das Anlegen der Bremse 89, 90 unterstützende axiale Kraft bedingen.
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Mit den bisher beschriebenen Eirichtungen kann die Kraftübertragungseinrichtung
in vier Vorwärtsgängen durch jeweilige Einschaltung des untersetzten bzw. direkten
Antriebs in den beiden Planetenrädergetrieben erfolgen.
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Die Bremstrommeln 62 und 89 bestehen aus Stahl, während die mit ihnen
zusammenarbeitenden ortsfesten Bremsklötze 63 und 90 aus Bronze bestehen.
Um gute Reibungskoeffizienten zu erhalten, sind die kegeligen Flächen der Bremstrommeln
62 und 89 kreuzweise genutet, so daß diese Flächen geriffelt sind.
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Das Ringrad 81 und ein auf der Hohlwelle 86 sitzendes Sonnenrad 101
kämmen mit Planetenrädern 103, deren Planetenräderträger 104 eine Bremstrommel 106
trägt.. Diese kann für den Rückwärtsgang durch hydraulische nicht dargestellte Einrichtungen
gegen einen ortsfesten Bremsklotz 107 zur Anlage gebracht werden, wobei die
Bremse 89, 90 gelüftet und die Kupplung 95 ausgerückt sind. In diesem Falle
laufen die Räder 81 und 85 in entgegengesetztem Sinne um, so daß die
Ausgangswelle 84 ebenfalls in entgegengesetzter Drehrichtung läuft.
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Zusätzlich kann ein nicht dargestellter Drehmomentwandler das Übersetzungsverhältnis
zwischen der Ausgangswelle des. Antriebsmotors und der Eingangswelle 35 der Kraftübertragungseinrichtung
ändern.