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Umlaufräderwechselgetriebe für Kraftfahrzeuge Die Erfindung betrifft
ein Umlaufräderwechselgetriebe für Kraftfahrzeuge, bei dem über eine hydraulisch
betätigte Doppelkupplung wahlweise eines von zwei unterschiedlichen Durchmesser
aufweisenden Sonnenrädern mit der Antriebswelle verbunden werden kann, wozu ein
auf der Antriebswelle drehfester Kupplungsteil mit auf ein Sonnenrad tragenden koaxialen
Zwischenwellen drehfest angeordneten Kupplungsteilen durch axiales Verschieben eines
der Kupplungsteile in Reibungseingriff gebracht werden kann und bei dem ein mit
diesen Sonnenrädern kämmender Umlaufräder tragender Umlaufräderträger mit der Abtriebswelle
verbunden ist, wobei mit den Umlaufrädern mindestens ein als Reaktionsglied dienendes
und dazu abbremsbares Hohl- oder Sonnenrad im Eingriff steht.
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Bei einem bekannten Umlaufräderwechselgetriebe dieser Art sind bei
allen Vorwärtsgangwechseln mindestens zwei Kupplungen bzw. Bremsen zu betätigen,
wobei eine Abstimmung des Einrückens und Ausrückens erforderlich ist, um einen weichen
Gangwechsel unter gleichzeitiger Aufrechterhaltung der Drehmomentübertragung zu
erhalten. Diese Abstimmung wird in der hydraulischen Steueranlage bewirkt, wodurch
diese kompliziert wird, da außer den verschiedenen Betriebsbedingungen auch Rücksicht
auf die unterschiedliche Viskosität des hydraulischen Mittels der Steueranlage genommen
werden muß (französische Patentschrift 1011099).
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Die Erfindung bezweckt die Vereinfachung derartiger Umlaufräderwechselgetriebe
und geht von der Erkenntnis aus, diese erforderliche Abstimmung mechanisch durch
die besondere Ausgestaltung der Kupplungen zu erreichen.
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Die Erfindung besteht darin, daß der mit der Antriebswelle drehfest
verbundene Kupplungsteil, wie für sich bekannt, axial verschiebbar ist und eine
innere, durchgehende kegelstumpfförmige Reibfläche aufweist, mit der kegelstumpfförmige
äußere Reibflächen von auf den Zwischenwellen drehfest angeordneten Kupplungskränzen,
deren Reibflächen untereinander verschiedenen Durchmesser haben, in Eingriff gebracht
werden können, wobei der auf der ersten Zwischenwelle sitzende Kupplungskranz axial
unverschiebbar und der auf der zweiten Zwischenwelle angeordnete Kupplungskranz
axial verschiebbar ist und die axiale Verschiebung der verschiebbaren Kupplungsteile
durch mindestens einen den axial verschiebbaren Kupplungskranz gegen die Wirkung
von Federn gegen den mit der Antriebswelle verbundenen, axial verschiebbaren Kupplungsteil
verschiebenden, hydraulisch beaufschlagbaren Kolben erfolgt, so daß mit zunehmendem
Eingriff des verschiebbaren Kupplungskranzes mit dem mit der Antriebswelle verbundenen
Kupplungsteil letzterer mit dem axial unverschiebbaren Kupplungskranz zunehmend
außer Eingriff gelangt. Hierdurch wird der angestrebte weiche Gangwechsel unter
Aufrechterhaltung der Drehmomentübertragung erreicht, wobei aufwendige Ventilanordnungen
in der hydraulischen Steueranlage des Getriebes vermieden sind. Die Steueranlage
wird hierdurch wesentlich vereinfacht.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung erfolgt der Eingriff des mit
der Antriebswelle drehfest, aber axial verschiebbar verbundenen Kupplungsteils mit
dem axial unverschiebbaren Kupplungskranz mittels eines weiteren, hydraulisch beaufschlagbaren
Kolbens. Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird der Eingriff .des
mit der Antriebswelle drehfest, aber axial verschiebbar verbundenen Kupplungsteils
mit dem axial unverschiebbaren Kupplungskranz durch Federn bewirkt.
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Zweckmäßig sind die hydraulisch beaufschlagbaren Kolben als an sich
bekannte, in Ringzylindern geführte Ringkolben ausgebildet.
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In den Zeichnungen sind in der nachfolgenden Beschreibung näher erläuterte
Ausführungsformen des Umlaufräderwechselgetriebes nach der Erfindung dargestellt.
Es zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt durch das Umlaufräderwechselgetriebe nach der
Erfindung,
F i g. 1 a einen ergänzenden Teilschnitt durch das Umlaufräderwechselgetriebe
und F i g. 2 einen Längsschnitt durch einen gegenüber der Ausführungsform der F
i g. 1 abgewandelten Teil des Umlaufräderwechselgetriebes.
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Bei dem in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist auf der
Antriebswelle 1 eine einen seitlich abstehenden Flansch 3 aufweisende Scheibe 2
drehfest, aber axial verschiebbar angeordnet. - In dem seitlich abstehenden. Flansch
3 ist eine kegelstumpfförmige innere Reibfläche vorgesehen. Die Scheibe 2 wird durch
einen hydraulisch beaufschlagbaren Ringkolben 4 axial verschoben, der in einem Ringzylinder
5 des Getriebegehäuses geführt ist und über ein -Axiallager 6 auf die Scheibe 2
wirkt. Innerhalb der Reibfläche des Flansches 3 der Scheibe 2 sind zwei Kupplungskränze
7 und 8 gelagert, die gleichfalls kegelstumpfförmig ausgebildet sind, jedoch unterschiedlichen
Durchmesser aufweisen. Der Kupplungskranz 7 ist auf einer ersten Zwischenwelle 9
fest und der Kupplungskranz :8 auf einer zweiten Zwischenwelle 10 drehfest, aber
axial verschiebbar angeordnet. Die zweite Zwischenwelle 10 ist als Hohlwelle ausgebildet
und auf der ersten Zwischenwelle 9 gelagert. Der Kupplungskranz 8 wird durch einen
im Ringzylinder 12 geführten, hydraulisch beaufschlagbaren, mittels eines Axiallagers
13 auf den Kupplungskranz 8 wirkenden Ringkolben 11 axial verschoben. Zwischen der
Scheibe 2 und dem Kupplungskranz 8 sind eine oder mehrere Federn 14 eingeschaltet,
die durch Öffnungen des Kupplungskranzes 7 greifen und sich über Ringschalen 14
a abstützen.
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Die Anordnung ist derart, daß bei Eingriff der mit der Antriebswelle
1 drehfest verbundenen Scheibe 2 mit dem Kupplungskranz 7 durch Beaufschlagen des
Ringkolbens 4 der Kupplungskranz 8 durch die Federn 14 von der Reibfläche des Flansches
3 der Scheibe 2 abgedrückt wird. Der Eingriff des Kupplungskranzes 8 mit der Reibfläche
des Flansches 3 der Scheibe 2 wird durch den Ringkolben 11 bewirkt, wobei die Reibfläche
des Flansches 3 der -Scheibe 2 gleichzeitig von dem Kupplungskranz 7 durch den Druck
der Fegern 14 abgedrückt wird, der auf den Kupplungskranz 8 vom Ringkolben 11 ausgeübt
wird und. der den Druck überwindet, den der Ringkolben 4 auf die Scheibe 2 ausübt.
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Bei der in F i g. 1- gezeigten Ausführungsform schließt sich die kegelstumpfförmige
Reibfläche des Flansches 3 mit seinem kleineren Durchmesser unmittelbar an die Scheibe
2 an, jedoch könnte auch der größere Durchmesser unmittelbar an- der Scheibe 2 liegen,
wobei in diesen' Fall der Kupplungskranz 7 den - größeren Durchmesser haben würde
als der Kupplungskranz B.
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Durch das Umlaufräderwechselgetriebe nach-F i g. 1- können fünf Vorwärtsgänge
und ein Rückwärtsgang geschaltet werden. Das Umlaufräder= wechselgetriebe besitzt
.ein auf der ersten Zwischenwelle 9 angeordnetes erstes Sonnenrads' und ein auf
der zweiten hohlen Zwischenwelle 10 vorgesehenes zweites.Sonnenrad s2. Eine auf
der zweiten hohlen' Zwischenwelle 10 angeordnete Hülse 15 trägt ein Sonnenrad
r1: In. die -Sonnenräder s' und s2 greifen miteinander verbundene, ungleichen- Durchmesser
aufweisende Umlaufräder 16 ein, die auf einem mit der . Abtriebswelle 18 verbundenen
Umlaufräderträger 17, gelagert sind:- Die eine Verzahnung der Umlaufräder 16 kämmt
mit -einem Zahnrad von> Doppelumlaufrädern 19 (F i g. l a), deren anderes Zahnrad
mit dem Sonnenrad r1 im Eingriff steht. Das mit der einen Verzahnung der Umlaufräder
16 kämmende Zahnrad der Doppelumlaufräder 19 greift auch noch in ein Hohlrad 20
ein, das zum Schalten des Rückwärtsganges. durch eine willkürlich verschiebbare
Klinke 21 am Getriebegehäuse festgelegt werden kann. Diese Klinke 21 kann mit einem
Zahnkranz 22 des Hohlrades 20 in Eingriff gebracht werden. In eine- der Verzahnungen
der Umlaufräder 16 greift auch ein an einer drehbaren Scheibe 23 angeordnetes Hohlrad
r2 ein, wobei die Scheibe 23 mit einer drehbaren Scheibe 24 durch einen Freilauf
25 gekuppelt ist.-. Die Scheibe 24 hat am Umfang einen Zahnkranz 24a, in
den die willkürlich betätigbare Klinke 21 ebenfalls eingreifen kann.
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Auf der das Sonnenrad r1 tragenden Hülse 15 ist eine axial verschiebbare,
aber mit der Hülse 15 drehfest verbundene Scheibe 26 angeordnet, die mit
ihrem Kegelkranz in reibenden Eingriff mit einem Innenkegel 27 des Getriebegehäuses
'kommen kann, wozu sie durch einen im Ringzylinder 29 geführten, hydraulisch beaufschlagbaren,
auf die Scheibe 26 über ein Axiallager 30 wirkenden Ringkolben 28 verschoben werden
kann. Auf der zweiten hohlen Zwischenwelle 10 ist eine Scheibe 31 drehfest, aber
axial verschiebbar gelagert, die mit der Scheibe 26 über einen in einem Ringzylinder
33 geführten, hydraulisch beaufschlagbaren, auf die Scheibe 31 über ein Axiallager
34 wirkenden Ringkolben 32 in Eingriff gebracht werden kann. Zwischen den Scheiben
26 und 31 sind in einem Führungsring 35 a gehaltene Federn 35 ein= geschaltet: _
-Die Wirkungsweise des Uirilaufräderwechselr. getriebes ist folgende: . ' Zum Schalten
des ersten Ganges wird der Kupplungskranz 7 mit der mit der Antriebswelle 1 verbundenen
Scheibe 2 in Eingriff gebracht. Dadurch ist das Sonnenrads' das Eingangsglied des
Umlaufräder-. wechselgetriebes. Das Hohlrad r2 ist das Reaktionsglied- und wird
dazu durch den Eingriff der Klinke 21 in den Zahnkranz 24a gegen Drehung festgelegt.
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Der zweite Gang wird durch den Eingriff des Kupplungskranzes 8 mit
der "mit- der Antriebswelle 1 verbundenen Scheibe 2 geschaltet, wodurch das Sonnenrad
s2- das Eingangsglied des Umläufräderwechselgetriebes wird. Das Hohlrad r2 bleibt
durch die Klinke 21 festgelegt.
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Zum Schalten des dritten Ganges wird das Sonnenrad s' durch- den Eingriff:
der.-mit der Antriebswelle 1 verbundenen Scheibe 2 mit dem Kupplungskranz 7 angetrieben
und das Sonnenrad r1 wird durch den Eingriff der Scheibe 26 mit den' Innenkegel
27 am Getriebegehäuse festgebremst. ' Der vierte - Gang wird durch den Eingriff
des Kupplungskranzes 8 mit der Scheibe 2 erhalten, wo= durch das Sonnenrad s2 angetrieben
wird, wogegen das Sonnenrad r1 als Reaktionsglied dient und dazu festgebremst bleibt.
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Zur Schaltung des fünften' Ganges Werden die Scheiben 26. und 31 gekuppelt,
wobei die Scheibe 26 vom festen Innenkegel 27 gelöst und das Sonnenrad s2
mit dem Sonnenrad r1 verbunden ist.
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.- Der Rückwärtsgang wird erhalten, wenn die das Sonnenyad-st tragende
erste Zwischenwelle 9 mit der Antriebswelle 1 verbunden und das Hohlrad 20 durch
die Klinke 21 festgehalten wird.
Die Anordnung der die beiden als
Eingangsglieder des Umlaufräderwechselgetriebes dienenden Sonnenräder s1 und s2
mit der Antriebswelle 1 verbindenden Kupplungen kann abgewandelt werden, wobei eine
solche abgewandelte Ausführungsform in F i g. 2 dargestellt ist. Bei dieser Ausführungsform
trägt die Antriebswelle 1 eine Nabe 2', auf der axial verschiebbar, aber drehfest
eine Scheibe 36 gelagert ist, mit der der die kegelstumpfförmige, innere Reibfläche
aufweisende Flansch 3 verbunden ist. Zwischen den beiden Scheiben 2 und 36 sind
Federn 37 eingeschaltet. Der axial verschiebbare Kupplungskranz 8 wird, ähnlich
wie beim vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel durch den hydraulisch beaufschlagbaren
mit einer Scheibe 38 verbundenen Ringkolben 11 bewegt. Ein Axiallager 33 ist dabei
zwischen der Scheibe 38 und dem Kupplungskranz 8 angeordnet. Zwischen den Kupplungskränzen
7 und 8 sind Federn 40 eingeschaltet, die sich über Federteller 40 a gegen den Kupplungskranz
8 abstützen.
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Wird die mit der Antriebswelle 1 verbundene Scheibe 36 mit dem Kupplungskranz
7 durch die Federn 37 in Eingriff gebracht, so wird der Kupplungskranz 8 durch die
Federn 40 von der inneren Reibfläche des Flansches 3 gelöst. Um den Kupplungskranz
8 mit dem Flansch 3 in Eingriff zu bringen, wird der Ringkolben 11 beaufschlagt.
Die dadurch bewirkte Axialbewegung des mit der Scheibe 36 verbundenen Flansches
3 löst dessen innere Reibfläche vom Kupplungskranz 7, der gegen Axialbewegung durch
ein Axiallager 41 gesichert ist, das zwischen dem Kupplungskranz 7 und der Antriebswelle
1 vorgesehen ist.