DE1218244B

DE1218244B - Revolving gear change gear

Info

Publication number: DE1218244B
Application number: DEC24630A
Authority: DE
Inventors: Robert Orville Chambers; Albert Manna
Original assignee: Caterpillar Tractor Co
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 1960-08-01
Filing date: 1961-07-17
Publication date: 1966-06-02

Description

Umlaufräder-Wechselgetriebe, Die Erfindung bezieht sich auf ein Umlaufräder-Wechselgetriebe mit zwei hintereinandergeschalteten Umlaufrädersätzen, bei dem der primäre Umlaufrädersatz ein den Antrieb bildendes Antriebssonnenrad, zwei starr miteinander verbundene Umlaufräder, deren erstes von dem Antriebssonnenrad angetrieben wird, einen abbremsbaren und zur Wditer leitung der Drehung mit einem Glied des sekundären Umlaufrädersatzes verbundenen Umlaufräderträger sowie ein mit der Abtriebswelle. des Getriebes verbundenes, mit dem zweiten der beiden starr miteinander verbundenen Umlaufräder kämmendes Antriebssonnenrad aufweist, während der sekundäre Umlaufrädersatz mit einem abbremsbaren innen verzahnten Ringrad, einem Umlaufräderträger und einem ebenfalls mit der Antriebswelle des Getriebes verbundenen zweiten Antriebssonnenrad ausgestattet ist.Planetary gear change gear, The invention relates to a planetary gear change gear with two epicyclic gear sets in which the primary set of epicyclic gears a drive sun gear forming the drive, two rigidly connected planetary gears, the first of which is driven by the drive sun gear, a brakable one and for the continuation of the rotation with a member of the secondary planetary gear set connected revolving gear carrier as well as one with the output shaft. connected to the transmission, with the second of the two rigidly connected planet gears meshing drive sun gear has, while the secondary planetary gear set with a braked internally toothed Ring gear, an epicyclic gear carrier and one also with the drive shaft of the gearbox connected second drive sun gear is equipped.

Ein bekanntes Umlaufrader-Wechselgetriebe dieser Art ist insbesondere auf Grund der Anordnung einer rotierenden Kupplung und zweier Umlaufräderträger relativ aufwendig aufgebaut und dadurch im Verhältnis zur Übertragungsleistung sehr schwer.A known planetary gear change transmission of this type is in particular due to the arrangement of a rotating clutch and two rotating gear carriers Relatively complex and therefore very complex in relation to the transmission capacity heavy.

Es ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, eine Vereinfachung des Aufbaues derartiger Getriebe bei Vermeidung rotierender Kupplungen zu ermöglichen. Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß der Umlaufräderträger des primären Umlaufrädersatzes einstückig mit dem Umlaufräderträger des sekundären Umlaufrädersatzes ausgebildet ist und daß der primäre Unilaufrädersatz mit einem zusätzlichen, mit dem zweiten der beiden starr miteinander verbundenen Umlaufräder kämmenden, abbremsbaren innen verzahnten Ringrad versehen ist.The object on which the invention is based is a simplification to enable the construction of such gears while avoiding rotating clutches. According to the invention this is achieved in that the epicyclic gear carrier of the primary Rotary gear set in one piece with the planetary gear carrier of the secondary planetary gear set is designed and that the primary Unilaufrädsatz with an additional, with the second of the two rigidly connected planetary gears meshing, brakeable internally toothed ring gear is provided.

Vorzugsweise treibt der Getriebesatz zum Antrieb der Antriebssonnenräder diese in Richtung entgegengesetzt zur Drehrichtung des Antriebssonnenrades an. Dabei kann ein vorgeschalteter Umlaufrädersatz mit einer Kupplungs- und Bremsanordnung vorgesehen sein, der wahlweise so einschaltbar ist, daß das Antriebssonnenrad in jeder der beiden Drehrichtungen drehbar ist.The gear set preferably drives to drive the drive sun gears this in the opposite direction to the direction of rotation of the drive sun gear. Included can be an upstream planetary gear set with a clutch and brake assembly be provided, which can be switched on optionally so that the drive sun gear in each of the two directions of rotation is rotatable.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt durch ein Umlaufräder-Wechselgetriebe gemäß der Erfindung, F i a. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-11 in F i g. 1 und F i g. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in Fi g. 1. Das Umlaufräder-Wechselgetriebe hat ein Gehäuse 10, in dem eine z. B. durch einen nicht dargestellten Motor angetriebene Antriebswelle 11 in einem Lager 12 gelagert ist. Auf der Antriebswelle 11 sitzt ein Ritzel 14, das mit einem mittels eines Lagers 16 im Gehäuse 10 gelagerten Übersetzungszahnrad 15 im Eingriff steht.The invention is illustrated below with reference to the drawings using an exemplary embodiment explained in more detail. In the drawings, F i g. 1 shows a longitudinal section through a Epicyclic gear change transmission according to the invention, F i a. 2 shows a section along the line II-11 in FIG. 1 and F i g. 3 shows a section along the line III-III in Fig. 1. The planetary gear change transmission has a housing 10 in which a z. B. driven by a motor, not shown, drive shaft 11 in a bearing 12 is stored. On the drive shaft 11 sits a pinion 14, which with a means a bearing 16 mounted in the housing 10 transmission gear 15 is in engagement.

Auf diesem Zahnrad 15 ist mit Hilfe von Schrauben 17 der Rahmen 18 mit Reibscheiben 19 a einer Antriebskupplung 19 für die Värwärtsfahrt befestigt. Die Reibeelemente 19 b der Kupplung liegen auf einer Nabe, 20 der im Gehäuse 10 in Lagern 22 gelagerten Hohlwelle 21. Die Kupplung ist hydraulisch durch einen Ringkolben 19 c in Einrückstellung beaufschlagbar, in welcher der Kupplungsrahmen 18 mit der Nabe 20 verbunden ist, so daß die Hohlwelle 21 und somit ein mit der Hohlwelle 21 aus einem Stück bestehendes Antrfebssonnenrad 24 angetrieben werden.On this gear 15, the frame 18 with friction disks 19 a of a drive clutch 19 for the Värwärtsfahrt is fastened with the aid of screws 17. The friction elements 19 b of the clutch lie on a hub 20 of the hollow shaft 21 supported in the housing 10 in bearings 22. The clutch can be acted upon hydraulically by an annular piston 19 c in which the clutch frame 18 is connected to the hub 20 so that the hollow shaft 21 and thus a drive sun gear 24, which is made in one piece with the hollow shaft 21, are driven.

Die Bremse 26 für die Rückwärtsfahrt hat Reibscheiben 26 a und 26 b, die durch einen Ringkolben 26 c einrückbar sind, wodurch ein Ringrad 28 im ehäuse 10 gesperrt wird, so daß es sich nicht drehen kann. Dadurch dreht sich ein Umlaufrad 29 auf dem als Umlaufräderträger dienenden Kupplungsrahmen18 im Ringrad28,'wodurch über das Umlaufrad 30 das auf der Hohlwelle 21 verkeilte Sonnenrad 24 a für Rückwärtsfahrt angetrieben wird.The brake 26 for reversing has friction disks 26 a and 26 b, which can be engaged by an annular piston 26 c, whereby a ring gear 28 is locked in the housing 10 so that it cannot rotate. As a result, a planetary gear 29 rotates on the coupling frame 18 in the ring gear 28, which serves as a planetary gear carrier, whereby the sun gear 24 a wedged on the hollow shaft 21 is driven for reverse travel via the planetary gear 30.

Vorzugsweise ist das übersetzungsverhältnis zwischen der Antriebswelle 11 und der Hohlwelle 21 bzw. dem Antriebssonnenrad 24 bei eingerückter Kupplung 19 für die Vorwärtsfährt oder Bremse 26 für die Rückwärtsfahrt das gleiche.The transmission ratio between the drive shaft 11 and the hollow shaft 21 or the drive sun gear 24 is preferably the same when the clutch 19 is engaged for forward travel or the brake 26 for reverse travel.

Eine im Gehäuse 10 in Lagern 34 und 35 gelagerte Antriebswelle 32 erstreckt sich durch die Hohlwelle 21 und trägt an ihrem aus dem Gehäuse an der gleichen Seite wie die Antripb5welle, 11 vorspringenden Ende ein Kegelznhnrad 33.A drive shaft 32 supported in bearings 34 and 35 in housing 10 extends through the hollow shaft 21 and carries on her from the housing to the same side as the drive shaft, 11 protruding end a bevel gear 33.

Im Gehäuse, 10 istin einem Lager 38 ein Umlaufräderträger 39 gelagert, in dem auf einer Welle 40 ein Umlaufrad 41 liegt, das als Zwischenrad mit dem Sonnenrad 24 kämm und ein auf einer Welle 43 drehbares Umlaufrad 42 antreibt. Der Antriebsteil des Umlaufrades 42 kämmt mit einem ersten Abe triebssonnenrad 44 auf der Abtriebswelle 32 und mit einem normalerweise im Gehäuse 10 drehbaren Ringrad 46. Auf dem Umlaufräderträger 39 ist ferner ein weiteres Umlaufrad 48 gelagert, das mit einem normalerweise drehbaren Ringrad, 49 und mit einem Umlaufrad 50 kämmt, das seinerseits im Eingriff mit einem zweiten Abtriebssonnenrad 44 a steht, das mit dem ersten Abtriebssonnenrad 44 fest, verbunden ist.In the housing 10, an orbital gear carrier 39 is mounted in a bearing 38, in which a planetary gear 41 is located on a shaft 40, which acts as an intermediate gear with the sun gear 24 meshes and drives a planetary gear 42 rotatable on a shaft 43. The drive part of the planetary gear 42 meshes with a first Abe drive sun gear 44 on the output shaft 32 and with a ring gear 46 normally rotatable in the housing 10. On the planet gear carrier 39 a further planetary gear 48 is also mounted, which with a normally rotatable Ring gear, 49 and meshes with a planetary gear 50, which in turn meshes with a second output sun gear 44 a is fixed to the first output sun gear 44, connected is.

Mit dem Ringrad 49 ist eine für niedrige Geschwindigkeit vorgesehene, in gleicher Weise wie die Kupplung 19 bzw. die Bremse 26 bptätigbare Bremse 52 verbunden. Durch Einrücken dieser Bremse 52 wird das damit verbundene Ringrad 49 gegen das Gehäuse 10 gesperrt, wodurch das Umlaufrad 48 im Ringrad 49 abrollt, Ebensq ist eine für hohe Geschwindigkeit vorgesehene Bremse 54 mit dem Ringrad 46 verbunden, nach deren Einrücken das Umlaufrad 42 in dem dann festliegenden Ringrad 46 abrollt. Durch eine weitere Bremse 56 für den mittleren Geschwindigkeitsbereich wird bei Einrücken ein Sperring 57 gegen das Gehäuse 10 und über die zugehörige Keilverzahnung 58 der Umlaufräderträger 39 gesperrt.With the ring gear 49 is provided for low speed, connected in the same way as the clutch 19 or the brake 26 actuatable brake 52. By engaging this brake 52, the ring gear 49 connected to it is pressed against the Housing 10 locked, whereby the planetary gear 48 rolls in the ring gear 49, is Ebensq a high-speed brake 54 connected to ring gear 46, after their engagement, the planetary gear 42 rolls in the then fixed ring gear 46. A further brake 56 for the medium speed range is at Engaging a locking ring 57 against the housing 10 and over the associated splines 58 of the planetary gear carrier 39 locked.

Beim Starten des Fahrzeuges wird optweder die Kupplung 19 für die Vorwärtsrichtung oder die, Bremse 26 für die Rückwärtsrichtung eingerünkt, so daß das Antriebssonnenrad 24 für die entsprechende daß das Antriebssonnenrad 24 für die entsprechende Richtung angetrieben wird, Dann wird für die niedrige Geschwindigkeit die, Bremse 5Z eingerückt, wodurch der Antrieb, z, B. in Pfeilrichtung in F i g. 2, vom Sonnenrad 24 über As Umlaufrad 41 auf d ns Umlaufrad 42 und von diesem in Pfeilrichtung in F i g. 3 auf das Abtriebssonnenrad 44 übertragen wird. Zu gleicher Zeit wird, ein dieser Richtung entgegengesetztes Drebmoment in dem Umlaufräderträger 39 gleichsinnig zur Drehrichtung des laufräderträger 39 gleichsinnig zur Drehrichtung des Sonnenrades 24 erzeugt, wodurch das Umlaufrad 41 entgegengesetzt und daß Umlaufrad 42 gleicbsinnig zur eigenen Drehrichtun verschwenkt wer zur eigenen Drehrichtung verschwenkt werden. Da das Umlaufrad 42 zwgngläufig angetrieben wird, das Umlaufrad 42 zwangläufig angetrieben wird, rollt es um das durch die Last verzögerte Abtriebssonnenrad 44 in zu dessen Drehrichtung entgegengesetzter Richtung ab, wobei der Umlgufräderträger 39 in derselben Richtung gedreht wird, in der sich das Sonnenrgd 24 dreht, Wenn sich der Umlaufräderträger 39 dreht, wird das Umlaufrad 48 entgegengesetzt in dem festliegenden Ringrad 49 abgegegengesetzt in dem festliegenden Ringrad 49 abgerollt, und das zweite, Abtriebssonnenrad 44a wird über das Umlaufrad 50 angetrieben, Auf diese Weisß wird bei eingeschaltetem niedrigem Gang die Kraftübertragung auf zwei Wege verteilt und eine leichtere Bauweise des Getriebes möglich, Da sich der Umlaufräderträger 39 entgegengesetzt zur Drehrichtung des Abtrieb5sonnpnrads 44 dreht, wird das Übersetzungsverhältnis, zwischen dem Umlaufrad 42 und dem Abtriebssonnenrad 44 vermindert und dadurch ein geringeres Übersetzungsverhältnis erreicht.When starting the vehicle, the clutch 19 is optweder for the Forward direction or the, brake 26 for the reverse direction, so that the drive sun gear 24 for the corresponding that the drive sun gear 24 for the appropriate direction is driven, then it is for the low speed the, brake 5Z engaged, whereby the drive, for example in the direction of the arrow in FIG. 2, from the sun gear 24 via As planetary gear 41 to d ns planetary gear 42 and from this in Direction of the arrow in FIG. 3 is transmitted to the output sun gear 44. To the same Time is, a torque opposite to this direction in the epicyclic gear carrier 39 in the same direction as the direction of rotation of the impeller carrier 39 in the same direction as the direction of rotation of the sun gear 24 generated, whereby the planetary gear 41 opposite and that planetary gear 42 in the same direction to its own direction of rotation, whoever swivels to its own direction of rotation be pivoted. Since the planetary gear 42 is driven in a positive manner, the planetary gear 42 is inevitably driven, it rolls around the output sun gear, which is delayed by the load 44 in the opposite direction to its direction of rotation, the Umlgufräderträger 39 is rotated in the same direction in which the sun gear 24 rotates when the planetary gear carrier 39 rotates, the planetary gear 48 is opposite in the fixed ring gear 49 unrolled in the fixed ring gear 49, and the second, output sun gear 44a is driven via the planet gear 50, up this way, when the low gear is engaged, the power is transmitted to two Paths distributed and a lighter construction of the transmission possible, since the planetary gear carrier 39 rotates in the opposite direction to the direction of rotation of the output gear 44, the gear ratio is between the planetary gear 42 and the output sun gear 44 reduced and thereby a lower transmission ratio achieved.

Beim Fahren des Fahrzeugs mit mittlerer Geschbwinigteit ist ubrr dig. Bien5e 56 der Sperring 57 und damit der Umlaufräderträger 39 festgelegt. Das Antriebssonnenrad, 24 treibt das Abtriebssonnenrad 44 über diß Umlaufräder 41, 42, während die Ringräder 46 und 49 leer laufen. Somit wird bei mittlerem Fahrgang das Übersetzungsverhältnis unmittelbar vom Übersetzungsverhältnis des Zahnradvorgeleges bestimmt.When driving the vehicle at medium speed, dig. Bien5e 56 the locking ring 57 and thus the planetary gear carrier 39 fixed. The driving sun gear, 24 drives the output sun gear 44 via the epicyclic gears 41, 42, while the ring gears 46 and 49 run empty. Thus, the gear ratio is in the middle gear directly determined by the transmission ratio of the gear reduction.

Beim Fahren des Fahrzeuges mit hoher Geschwindigkeit wird die Bremse 54 eingerückt und dadurch das Ringrad 46 gegen das Gehäuse gesperrt, so daß die Umlagfräder 42 im Ringrad 46 abrollen. Dadurch wird die von der Drehung der Umlaufräder 42 ausgehende Drehung erhöht, Man hat dgna einen SphmellgAng.When driving the vehicle at high speed, the brake is applied 54 engaged and thereby locked the ring gear 46 against the housing, so that the Roll the Umlagfräder 42 in the ring gear 46. This prevents the rotation of the planetary gears 42 outgoing rotation increased, one has dgna a SphmellgAng.

Bei depi vprliegenden Wechsglgptriebe wird also B h ein einziger Umlaufräderträger 39 verwendet, wel cher bei igiedrigpr Geschwindigkeit in einer Richtung entgegengesrtzt der Drehrichtung des Abtriebssgnpenrgdes 44 gedreht wird. Bei mittlerer Geschwindigkeit dagegen wird dieser Träger 39 stationär gehalten, Bei hoher Geschwindigkeit wird er in der glpichen Richtung gpdreht. Bei allen drei Geschwindigkeitea wird jedoph das Abtriebssonnenrad 44 in eiiißr Richtung entgegengesetzt zur Drehrichtung des Antriebmonpgnradges 24 ge dreht. Durch diesr Anprdnung erhält mag niedrigere Rglativgeschviindigk iten keiten für die anderen Bauteile und insbesondere für die Bremsen, ein minimales Drehmoment für die eingergickon Bremsen lind einen weiten Bereich von eingerückten Bremsen und einen weiten Bereich von Abtriebsgeschwindigkeiton ohne eine rotierende Kupplung imIn depi vprliegenden Wechsglgptriebe so B is h using a single epicyclic gear carrier 39, wel cher at igiedrigpr speed in a direction of the rotational direction of the Abtriebssgnpenrgdes entgegengesrtzt 44 is rotated. At medium speed, on the other hand, this carrier 39 is held stationary, at high speed it is rotated in the same direction. At all three speeds, however, the output sun gear 44 is rotated in the opposite direction to the direction of rotation of the drive unit gear 24. This approach gives lower relative speeds for the other components and especially for the brakes, a minimum torque for the engaged brakes and a wide range of brakes engaged and a wide range of output speeds without a rotating clutch

Claims

Claims: 1. Umlaufraderräder-Wechselgetriebemitzweihintereiiqandergeschalten Umlaufrädersätze ,, in which the primary Umlaufradset form the drive deg drive sun gear, two rigidly connected planet gears, the first of which is driven by the drive sun gear, a brakable and connected to the transmission of the rotation with a member of the secondary planetary gear set Revolving gear carrier as well as one with the Abtrieb5wplle, of the gearbox, meshing with the second of the two rigidly interconnected planet gears, while the secondary Uml Aufradesatz with a brakable internally toothed ring gear, a reversing air gear carrier and also is equipped with the Abiriebswelle the transmission connected second output sun gear, characterized 1- Dt that the Umlaufr.4derträger (39) of the primary epicyclic gear set is integrally formed with the epicyclic gear carrier of the secondary epicyclic gear set d that the primary set of planetary gears is equipped with an additional ring gear (46) with internal teeth that meshes with the second of the two rigidly connected planetary gears (42).

2. Change gear according to claim 1, characterized gekeiajlzQir, hng # t that the gear set for driving the output sun gears (44, 44a) drives them in the opposite direction to the direction of rotation of the drive sun gear (24).

3. Change transmission according to one of claims 1 or 2, characterized by an upstream planetary gear set (24 a, 18, 28) with a clutch and brake arrangement (19, 26) which can be switched on optionally so that the drive sun gear (24) in each the two directions of rotation is rotatable. Considered publications: German Patent Specifications No. 873 801, 899 146; French additional patent specification No. 56 957 to 1 006 068; U.S. Patent Nos. 2,251,625, 2,770,151, 2,821,869; VDI magazine No. 100 v. April 11, 1958, pp. 434 to 436.