DE1555071B2

DE1555071B2 - Planetenraederwechselgetriebe in gruppenbauart fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE1555071B2
Application number: DE1967C0041273
Authority: DE
Inventors: Harold Henry Peoria 111. HoIl (V-StA.)
Original assignee: Caterpillar Tractor Co, San Leandro, Calif. (V-StA.)
Priority date: 1966-01-21
Filing date: 1967-01-19
Publication date: 1977-12-01
Also published as: DE1555071A1; BE692989A; US3381546A; FR1508711A; GB1176480A; DE1555071C3

Description

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Die Erfindung betrifft ein Planetenräderwechselgetriebe der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Bauart.

Bei einem bekannten Wechselgetriebe dieser Art (GB-PS 10 09 264) greifen die mit dem Sonnenrad des <>o einen Planetenrädersatzes des Gruppengetriebeabschnitts kämmenden Planetenräder in ein Hohlrad dieses Planetenrädersatzes ein. Ferner ist das wahlweise abbremsbare Sonnenrad des Verbundplanetenrädersatzes nicht mit der Abtriebswelle kuppelbar, sondern entweder abbremsbar oder mit dem Planetenräderträger aller Planetenräder kuppelbar, und schließlich ist der gemeinsame Planetenräderträger aller Planetenräder

nicht mit der Antriebswelle kuppelbar.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, gegenüber diesem bekannten Planetenräderwechselgetriebe Bauteile einzusparen.

Diese Aufgabe ist durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs angegebene Bauart gelöst.

Es ist allerdings auch ein Planetenräderwechselgetriebe in Gruppenbauart bekannt (DT-AS 11 53 583), bei dem der Gruppengetriebeabschnitt durch zwei, mit ihren Elementen jeweils in einer Ebene liegenden Planetenrädersätzen gebildet wird. Dabei fehlen aber die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs angegebenen Merkmale.

In den Zeichnungen sind in der folgenden Beschreibung näher erläuterte Ausführungsbeispiele des Planetenräderwechselgetriebes in Gruppenbauart nach der Erfindung dargestellt.

In den Zeichnungen ist

F i g. 1 eine halbschematische, teils als Schnitt dargestellte Längsansicht des Planetenräderwechselgetriebes nach der Erfindung,

F i g. 2 eine Querschnittsansicht entlang der Linie H-II in F ig. 1,

Fig.3 eine Querschnittsansicht entlang der Linie IH-III in F ig. 1,

F i g. 4 —10 schematische Darstellungen, in denen der Kraftflußverlauf in den verschiedenen Gängen des Planetenräderwechselgetriebes gemäß F i g. 1 veranschaulicht ist,

F i g. 11 eine schematische Darstellung einer abgewandelten Ausführungsform des Planetenräderwechselgetriebes, bei der die Planetenrädersätze im Gruppengetriebeabschnitt ausgetauscht worden sind,

F i g. 12 eine schematische Ansicht des hydrodynamischen Drehmomentwandlers mit einem durch eine Freilaufkupplung abgestützten Leitrad und

Fig. 13 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform des Planetenräderwechselgetriebes bei der der Gangschaltgetriebeabschnitt abweichend gestaltet ist.

Unter Bezugnahme auf die F i g. 1 und 4 weist das Planetenräderwechselgetriebe gemäß der Erfindung antriebsseitig einen hydrodynamischen Drehmomentwandler 10, einen mittleren Gruppengetriebeabschnitt 12 und einen abtriebsseitig gelegenen Gangschaltgetriebeabschnitt 14 auf, wodurch vier Vorwärtsgänge und drei Rückwärtsgänge geschaltet werden können.

Der hydrodynamische Drehmomentwandler 10 besteht aus einem von einer Antriebsmaschinenwelle 18 direkt angetriebenen Pumpenrad 16, einem direkt am Getriebegehäuse 22 abgestützten Leitrad 20 und einem Turbinenrad 24, das den Gruppengetriebeabschnitt 12 antreibt. Wie in Fig. 12 veranschaulicht, kann das Leitrad 20 des hydrodynamischen Drehmomentwandlers 10a mittels einer Freilaufkupplung 21 am Getriebegehäuse 22 abgestützt sein, wodurch der Wirkungsgrad bei höheren Drehzahlverhältnissen erhöht wird.

Der hydrodynamische Drehmomentwandler 10 treibt den Gruppengetriebeabschnitt 12 über eine Turbinenradwelle 46 an. Der Gruppengetriebeabschnitt 12 weist zwei Planetenrädersätze 26 und 28, eine erste Schaltkupplung 47 und Schaltbremsen 58 und 59 für diese Planetenrädersätze 26 und 28 auf. Ein Planetenräderträger 36 des Gruppengetriebeabschnittes ist auch der gemeinsame Planetenräderträger für den Gangschaltgetriebeabschnitt 14 und bildet für letzteren den Antrieb. Mit dem Gangschaltgetriebeabschnitt, dessen Gangzahl durch den Gruppengetriebeabschnitt verviel-

facht wird, können drei Gänge geschaltet werden, wozu dieser einen Verbundplanetensatz 60, Schaltbremsen 65 und 69 und eine zweite Schaltkupplung 71 aufweist, die alle wahlweise betätigt werden können, um eine Abtriebswelle 68 mit verschiedenen Drehzahlen in beiden Drehrichtungen antreiben zu können.

Wie in den F i g. 1, 2 und 4 veranschaulicht, weist der Gruppengetriebeabschnitt 12, durch den zwei Vorwärtsgang- und eine Rückwärtsganggruppe geschaltet werden können, den ersten Planetenrädersatz 26 auf, der durch ein Sonnenrad 30, das auf einer auf der Turbinenradwelle 46 mittels einer Keilverzahnung befestigten ersten Nabe 48 ausgebildet ist, Paare von auf dem Planetenräderträger 36 gelagerten Planetenrädern 32 und 34 und ein Hohlrad 38 gebildet wird. Der zweite Planetensatz 28 besteht aus einem Sonnenrad 40, Planetenrädern 42, die ebenfalls auf dem Planetenräderträger 36 gelagert sind, und einem Hohlrad 44. Die von dem hydrodynamischen Drehmomentwandler über das Turbinenrad 24 abgegebene Leistung wird über die Turbinenradwelle 46 auf die Sonnenräder 30 und 40 und über eine zweite Nabe 49, die mit der ersten Nabe 48 über eine Keilverzahnung verbunden ist, auch auf die zum Primärteil der ersten Schaltkupplung 47 gehörenden Reibscheiben übertragen. Es sei darauf hingewiesen, daß ohne weiteres die ersten beiden Planetenrädersätze ausgetauscht werden können, wie es in F i g. 11 veranschaulicht ist.

Durch Einrücken der ersten Schaltkupplung 47 wird eine Vorwärtsgruppe mit direktem Antrieb und hoher Drehzahl in dem Gruppengetriebeabschnitt 12 geschaltet. In diese Schaltstellung werden die Reibscheiben der Schaltkupplung 47, die mit dem gemeinsamen Planetenräderträger 36 über ein Trommelteil 50 drehfest verbunden sind, durch eine nach rechts gerichtete Bewegung eines ringförmigen hydraulisch betätigten Stellkolbens 52 in Verbindung mit den Reibscheiben 55 gedrückt. Dadurch wird der Planetenräderträger 36 mit der Turbinenradwelle 46 und den mit dieser verbundenen Sonnenrädern 30 und 40 gekuppelt, wodurch die Planetenrädersätze 26 und 28 des Gruppengetriebeabschnittes 12 als eine einzige Einheit umlaufen. Eine Stirnwand 54 einer Ausgleichkammer 56 ist dazu vorgesehen, den von der Fliehkraft in der Druckflüssigkeit erzeugten Druck von hinter dem Stellkolben 52 eventuell eingeschlossener Druckflüssigkeit auszugleichen, um so ein exaktes Ausrücken der Schaltkupplung 47 zu gewährleisten. Dazu wird Druckflüssigkeit über eine nicht dargestellte Düse zu der durch die Stirnwand 54 begrenzten Ausgleichskammer 56 geleitet, um einen umlaufenden Zentrifugalstrom zu erzielen, der den Stellkolben 52 in F i g. 1 nach links gegen hinter dem Stellkolben eingeschlossene Druckflüssigkeit drückt.

Durch Einrücken der Schaltbremse 58 wird eine Rückwärtsgruppe im Gruppengetriebeabschnitt geschaltet, wobei der Planetenräderträger 36 über das Sonnenrad 30 und die Planetenräder 34 und 32 in Folge der Bremsung des Hohlrads 38 in der umgekehrten Drehrichtung angetrieben werden. Eine Übersetzung von 3,00 wird in diesem Schaltbereich erzielt.

Durch Einrücken der Schaltbremse 59 wird eine Vorwärtsgruppe mit einer Übersetzung ins Langsame von 3,857 im Gruppengetriebeabschnitt 12 geschaltet. In dieser Schaltstellung erfolgt der Antrieb von der Turbinenradwelle 46 über den zweiten Planetenrädersatz 28 auf den Planetenräderträger 36, da das Hohlrad 44 gegenüber dem Getriebegehäuse 22 festgehalten wird.

Wie aus den Fig. 1, 3 und 4 hervorgeht, ist der Planetenräderträger 36 des Gruppengetriebeabschnittes 12 auch der Planetenräderträger für den Gangschaltgetriebeabschnitt 14 und bildet für diesen den Antrieb. Der Gangschaltgetriebeabschnitt 14 ermöglicht für jeden Gruppenbereich einen Antrieb mit drei verschiedenen Drehzahlen, so daß mit dem Gruppengetriebeabschnitt insgesamt sechs Vorwärtsgänge geschaltet werden können. Wenngleich die Schaltkombinationen — erste Schaltkupplung 47 eingerückt und Schaltbremse 65 angelegt sowie erste und zweite Schaltkupplung 47 und 71 eingerückt — beim Ausführungsbeispiel nicht verwendet werden, so könnten sie bei anderen Ausführungsformen auch verwendet werden.

Durch Einrücken der Schaltbremsen 65 oder 69 oder der zweiten Schaltkupplung 71 des Verbundplanetenrädersatzes 60 können Übersetzungsverhältnisse von 1,00 oder von 0,561 oder von 0,301 ins Langsame im Gangschaltgetriebeabschnitt 14 erreicht werden.

Wenn die Scheibenbremse 65 eingerückt ist, wird ein Hohlrad 62 des Verbundplanetenrädersatzes 60 festgehalten, und der Planetenräderträger 36 treibt in beiden Planetenrädersätzen des Verbundplanetenrädersatzes gehörende lange Planetenräder 64 an, die ihrerseits den Antrieb eines mit der Abtriebswelle 68 verbundenen Sonnenrades 66 bewirken.

Durch Einrücken der Schaltbremse 69 wird ein Gang mit einer größeren Übersetzung ins Langsame geschaltet als der durch Einrücken der Schaltbremse 65 schaltbare Gang erzielt, weil dabei eine langsamere Drehung der langen Planetenräder 64 bei einer vorbestimmten Drehzahl des Planetenräderträgers 36 erfolgt. Dies wird dadurch erreicht, daß ein weiteres Sonnenrad 70 durch eine Nabe 72 und auf dieser drehfest aber axial verschiebbar angeordnete Reibscheiben der Schaltbremse 69 gegenüber dem Getriebegehäuse 22 festgehalten wird. Zwischen dem Sonnenrad

70 und den langen Planetenrädern 64 sind kurze Planetenräder 74 zwischengeschaltet, die den Verbundplanetenrädersatz 60 vervollständigen. Dieser Aufbau des Verbundplanetenrädersatzes spart ein Hohlrad ein, wie es durch Vergleich der schematischen Darstellung des Verbundplanetenrädersatzes 60 in F i g. 4 mit dem mit 60a in Fig. 13 bezeichneten gleichwertigen Verbundplanetenrädersatz ersichtlich ist.

Durch Einrücken der Schaltkupplung 71 wird die Nabe 72 mit einer Nabe 76 fest verbunden, die auf der Abtriebswelle 68 befestigt ist. Wenn die Schaltkupplung

71 eingerückt ist, erfolgt in dem Gangschaltgetriebeabschnitt 14 eine leistungsgeteilte Kraftübertragung, und zwar werden, wie z. B. in F i g. 4 gezeigt, 56% des Drehmomentes über das Sonnenrad 66 und 44% über die Planetenräder 74, das Sonnenrad 70, die Nabe 72, die Schaltkupplung 71 und die Nabe 76 auf die Abtriebswelle 68 übertragen. Die beim Einrücken der Schaltkupplung 71 erzielte Leistungsteilung der Kraftübertragung vereinfacht die Ausbildung des Gangschaltgetriebeabschnittes 14. Da jeder Zweig der Kraftübertragung einen Teil des gesamten Drehmomentes überträgt, können einzelne Teile kleiner und/oder weniger stark ausgebildet werden.

In den Fig.4-10 ist der Kraftverlauf in den einzelnen Gängen und sind die dazu eingerückten Schaltmittel in dunklen Linien veranschaulicht. In den Fig. 4 — 7 ist der Kraftverlauf für die Vorwärtsgänge 1—4 gezeigt, während in den F i g. 8 —10 der Kraftverlauf für die Rückwärtsgänge 1 —3 veranschaulicht ist.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Planetenräderwechselgetriebe in Gruppenbauart für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einem durch zwei Planetenrädersätze mit in einer Ebene liegenden Gliedern gebildeten Gruppengetriebeabschnitt und aus einem durch einen Verbundplanetenrädersatz gebildeten Gangschaltgetriebeabschnitt, wobei die Sonnenräder der beiden Planetenrädersätze des Gruppengetriebeabschnitts auf der Antriebswelle drehfest angeordnet sind, und sowohl in das Sonnenrad als auch in das Hohlrad des einen Planetenrädersatzes Planetenräder eingreifen, und die Planetenräder des einen Planetenrädersatzes mit '⁵ den einerseits mit dem Sonnenrad und andererseits mit dem Hohlrad kämmenden Planetenrädern des anderen Planetenrädersatzes verbunden sind, wobei ein Sonnenrad des als Verbundplanetenrädersatzes ausgebildeten Gangschaltgetriebeabschnitts auf der Abtriebswelle angeordnet ist, das mit Planetenrädern kämmt, die auch mit dem Hohlrad des Verbundplanetenrädersatzes in Eingriff stehen und in diese Planetenräder weiterhin Planetenräder eingreifen, die mit einem weiteren Sonnenrad des Verbundplanetenrädersatzes kämmen, das wahlweise abbremsbar oder mit einem Glied des Verbundplanetenrädersatzes kuppelbar ist, wobei die Planetenräder der beiden Planetenrädersätze des Gruppengetriebeabschnitts und des Verbundplanetenrädersatzes des Gangschaltgetriebeabschnitts einen gemeinsamen Planetenräderträger aufweisen, der mit einem Glied der Planetenrädersätze wahlweise kuppelbar ist, und wobei die Hohlräder der Planetenrädersätze und des Verbundplanetenräder- -*⁵ satzes wahlweise abbremsbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Sonnenrad (30) des einen Planetenrädersatzes (26 bzw. 266,} des Gruppengetriebeabschnitts (12 bzw. YIa) kämmenden Planetenräder (34) in die mit dem Hohlrad (38) 4<> dieses Planetenrädersatzes in Eingriff befindlichen Planetenräder (32) eingreifen, die mit den Planetenrädern (42) des anderen Planetenrädersatzes (28 bzw. 28a) verbunden sind, daß das wahlweise abbremsbare Sonnenrad (70) des Verbundplanetenrädersatzes (60 bzw. 60a,) des Gangschaltgetriebeabschnitts (14 bzw. 14a) mit der Abtriebswelle (68) wahlweise kuppelbar ist, und daß der gemeinsame Planetenräderträger (36) aller Planetenräder (32,34, 42, 64 und 74) wahlweise mit der Antriebswelle (Turbinenradwelle 46) kuppelbar ist.