DE1755140C3 - Kegelplanetenräderwechselgetriebe für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Kegelplanetenräderwechselgetriebe für Kraftfahrzeuge, mit einer von der Antriebsmaschine des Kraftfahrzeugs angetriebenen Eingangswelle und einer dazu koaxialen Ausgangswelle, bei dem von der Eingangswelle über eine Eingangskupplung ein erstes zentrales Eingangskegelrad und/oder über eine andere Eingangskupplung ein zweites zentrales Eingangskegelrad wahlweise antreibbar sind oder ist, wobei die beiden zentralen Eingangskegelräder diametral gegenüberliegend mit inneren Kegelplanetenrädern von Doppelplanetenrädem in Eingriff stehen, die auf zur Drehachse der Eingangskegelräder einen Winkel bildenden, an einem Planetenräderträger vorgesehenen Bolzen drehbar angeordnet sind und deren äußere Kegelplanetenräder mit einem auf der Ausgangswelle sitzenden zentralen Ausgangskegelrad und einem zu diesem diametral gegenüberliegenden zentralen Kegelrad kämmen, wobei zum Erzielen von ins Langsame übersetzten Vorwärtsgängen, einem direkten Vorwärtsgang oder eine ins Langsame übersetzten Rückwärtsgang wahl- b> weise das zweite zentrale Eingangskegelrad oder das zentrale Kegelrad oder der Planetenräderträger abbremsbar ist.

Ein solches Wechselgetriebe ist aus dem DE-GM 19 44 649 bekannt. Dieses hat vier Vorwärtsgänge, wobei der höchste der Direktantrieb (I : I) ist, und einen ins Langsame übersetzten Rückwärtsgang,

Weitere Planetenräderwechselgetriebe sind aus den übrigen in Betracht gezogenen Druckschriften bekannt Sie alle haben nur drei oder vier Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein "Kegelplanetenräderwechselgetriebe der eingangs genannten Gattung durch relativ einfache konstruktive Mittel so auszubilden, daß sich sechs Vorwärtsgänge, einschließlich zweier Schnellgänge, und ein ins Langsame übersetzter Rückwärtsgang ergeben.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß zum Schalten eines ins Schnelle übersetzten Vorwärtsganges der die Doppelplanetenräder tragende Planetenräderträger über eine weitere Eingangskupplung von der Eingangswelle antreibbar ist

Zweckmäßig sitzt der Planetenräderträger am ausgangsseitigen Ende einer hohlen zweiten Kupplungswelie, auf der eingangsseitig der Sekundärteii der die zweite Kupplungswelle mit der Eingangswelle verbindenden Eingangskupplung fest angeordnet ist

Das erfindungsgemäße Getriebe liefert sechs gut aufeinander abgestimmte Übersetzungsverhältnisse für die Vorwärtsgänge.

In der Zeichnung ist ein in der Beschreibung näher erläutertes Ausführungsbeispie! eines Kegelplanetenräderwechselgetriebes nach der Erfindung im Längsschnitt dargestellt

Gemäß der Zeichnung weist das Kegelplanetenräderwechselgetriebe eine Eingangs- und eine Ausgangswelle 10 und 11 auf, die koaxial, aber in Richtung ihrer Achse voneinander im Abstand angeordnet sind, wobei eine erste Kupplungswelle 12, welche sich zwischen diesen erstreckt, in koaxialen Aussparungen in den Enden der Eingangs- und Ausgangswelle angeordneten Lagern gelagert ist

Ein Planetenräderträger 13, der auf der ersten Kupplungswelle 12 drehbar gelagert ist trägt zwei oder mehr Doppelplanetenräder, wobei jedes ein größeres inneres Kegelplanetenrad 14 und ein kleineres äußeres Kegelplanetenrad 15 aufweist, die als Einheit zusammen um einen Bolzen 16 drehbar sind, der in einer Ebene radial zur Drehachse der ersten Kupplungswelle 12 liegt, wobei der Bolzen 16 senkrecht zur Drehachse der ersten Kupplungswelle 12 angeordnet ist. Ein erstes zentrales Eingangskegelrad 17, das mit der ersten Kupplungswelle 12 verbunden ist, steht mit den größeren inneren Kegelplanetenrädern 14 der Doppelplanetenräder an der der Ausgangswelle 11 näher liegenden Seite im Eingriff. Der Planetenräderträger 13 ist fest auf einer als Hohlwelle ausgebildeten zweiten Kupplungswelle 18 angeordnet, die auf der ersten Kupplungswelle 12 drehbar gelagert ist und sich in Richtung auf die Eingangswelle 10 erstreckt. Ein weiteres zentrales Eingangskegelrad 19 kämmt mit den größeren inneren Kegelplanetenrädern 14 auf der der Eingangswelle 10 näher liegenden Seite den Bolzen 16 und ist auf einer Hohlwelle 21 fest angeordnet, die auf der zweiten Kupplungswelle 18 drehbar gelagert ist.

Ein zentrales Ausgangskegelrad 22, das mit der Ausgangswelle 11 verbunden ist, steht mit den kleineren äußeren Kegelplanetenrädern 15 der Doppelplanetenräder an der der Ausgangswelle 11 zugewandten Seite der Bolzen 16 im Eingriff. Ein weiteres zentrales Kegelrad 23 ist an einer Buchse 24 befestigt, die drehbar

auf der Hohlwelle 21 gelagert ist, und kämmt mit den äußeren kleineren Kegelplanetenrädern 15 an der der Eingangswelle 10 näher liegenden Seite der Bolzen 16,

Die Eingangswelle 10 ist mit einem Flansch 25 versehen, der mit einer Trommel 26 verbunden ist, die sich in Richtung zur Ausgangswelle 11 erstreckt und das angrenzende Ende der zweiten Kupplungswelle 18 übergreift Die Trommel 26 umgibt die erste Kupplungswelle 12 und die zweite Kupplungswelle mit radialem Abstand konzentrisch. In dem Raum, den die Trommel ι ο 26 umgibt, sind zwei als Reibungskupplungen ausgebildete Eingangskupplungen 27 und 28 vorgesehen. Durch Einrücken der ersten Eingan(;skupplung 27 wird die erste Kupplungswelle t2 mit der Eingangswelle 10 verbunden, während beim Einrücken der zweiten Eingangskupplung 28 die zweite Kupplungswelle 18 mit der Eingangswelle 10 gekuppelt ist Eine als Reibungskupplung ausgebildete dritte Eingangskupplung 29 verbindet nach ihrem Einrücken die Hohlwelle 21 mit der Eingangswelle 10. Der Sekundärteil 31 der dritten Eingangskupplung 29 weist eine Bremstrommel auf, die mit einer Bandbremse 32 zusammenwirkt, mit deren Hilfe der Sekundärteil 31 und mit ihm die Hohlwelle 21 und das auf dieser fest angeordnete zweite Eingangskegelrad 19 festgehalten werden können. Eine zweite bzw. eine dritte Bandbremse 33 bzw. 34 wirken jeweils mit einer Bremstrommel 35 am Planetenradträger 13 für die Doppelplanetenräder bzw. einer Bremstrommel 36 an der das zentrale Kegelrad 23: tragenden Buchse 24 zusammen. jo

Eine Einwegbremse 37 dient zum Festhalten des Planetenräderträgers 13 in der Drehrichtung, die der Drehrichtung der Eingangswelle 10 entgegengesetzt ist.

Die erste Eingangskupplung 27 weist zwei Reibscheiben 38 auf, die mit einer Nabe 39 über eine Keilverzahnung drehfest, aber axial verschiebbar verbunden sind. Die Nabe 39 ist ihrerseits auf der ersten Kuppiungswelle 12 fest angeordnet Eine zwischen den Reibscheiben 38 liegende Reibscheibe 41 ist an ihrem Außenumfang mittels einer Keilverzahnung mit der Tromme¹ 26 drehfest aber axial verschiebbar verbunden. Ferner ist eine mit der Trommel 26 über die Keilverzahnung drehfest aber ajiial begrenzt verschiebbar verbundene Druckplatte 42 vorgesehen, die die Reibscheiben 38 und 41 zusammenpreßt und gegen eine Reibfläche am Flansch 25 drückt mit dem die Trommel 26 fest ·, erblinden ist Die zweite Eingangskupplung 28 weist in ähnlicher Weise zwei Reibscheiben 43 auf, die mittels einer Keilverzahnung an ihrem Innenumfang mit einer Nabe 45 drehfest, aber axial verschiebbar verbunden sind, die ihrerseits an der zweiten Kupplungswelle 18 befestigt ist Zwischen den Reibscheiben 43 liegt oine Reibscheibe 46, die an ihrem Außenumfang über eine Keilverzahnung drehfest, aber axial verschiebbar mit der Trommel 26 verbunden ist. Ferner ist eine Druckplatte 47 vorgesehen, die über die Keilverzahnung drehfest aber axial begrenzt verschiebbar mit der Trommel 26 verbunden ist, durch die die Reibscheiben 43 und 46 zusammengepreßt und gegen eine ringförmige Reibfläche eines Zwischenflanscnes 48 gedrückt ω werden können, der mit der Trommel 26 fest verbunden ist. Eine N&be 49, die mit der Trommel 26 durch eine ringförmige Zwischenwand 51 verbunden ist, bildet mit der Trommel 26 zwei ringförmige Stellzylinder 52 und 53, in denen verschiebbare ringförmige Stellkolben 54 bzw. 55 vorgesehen sind. Die ringförmigen Stellzylinder 52 bzw. 53 können durch Steuerdruckmittel beauf schlagt werden, wodi.'ch die Stellkolben 54 bzw. 55 verschoben werden, wobei die Verschiebung der Stellkolben über Einrückhebel 56 bzw, 57 auf die Druckplatten 42 bzw, 47 wirkt, um die Einganßskupplungen 27 bzw. 28 einzurücken.

Am ringförmigen Zwischenflansch 48 ist ein zylindrischer Ansatz 58 vorgesehen, mit dem über eine Keilverzahnung eine Reibscheibe 59 der dritten Eingangskupplung 29 drehfest, aber axial verschiebbar verbunden ist Mittels einer mit dem trommeiförmigen Sekundärteil 31 der dritten Eingangskupplung 29 über eine Keilverzahnung am Außenumfang drehfest aber axial verschiebbar verbundene Druckplatte 61 kann die Reibscheibe 59 gegen eine Anlageplatte 62 gedrückt werden, die sowohl gegen Axial- als auch Drehbewegung relativ zum Sekundärteil 31 festgehalten ist Im Sekundärteil 31 der dritten Eingangskupplung 29 ist ein ringförmiger Stellzylinder 63 ausgebildet in dem ein ringförmiger Stellkolben 64 verschiebbar ist dessen Verschiebung auf die Druckplatte 61 über Einrückhebel 65 übertragen wird.

Die Bremsbänder der Bandbrer ->en 32,33 und 34 sind so vorgesehen, daß sie gegen ib-e zugeordneten Bremstrommeln durch Steuerdruckmittel gedrückt werden können, durch das nicht dargestellte Stellzylinder beaufschlagbar sind. Die Bandbremsen und die Eingangskupplungen sind einzeln oder in verschiedenen Kombinationen einrückbar, um die verschiedenen Gänge zu schalten. Dazu ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, die die Verbindungen der Stellzylinder der Bandbremsen und Eingangskupplungen mit einer Steuerdruckmittelquelle bzw. deren Entlastung steuert

Die Steuereinrichtung kann willkürlich oder selbsttätig in Abhängigkeit von der Drehzahl der Antriebsmaschine, die das Kegelplanetenräderwechselgetriebe antreibt betätigt werden.

Mit dem Kegelplanetenräderwechselgetriebe können drei ins Langsame übersetzte Gänge, ein direkter Gang, zwei ins Schnelle übersetzte Gänge sowie ein Rückwärtsgang geschaltet werden.

Das zentrale Kegelrad 23 und die diesem zugeordnete Bandbremse können im Bedarfsfall weggelassen werfen, wodurch ein ins Langsame übersetzter und ein ins Schnelle übersetzter Gang wegfaiien.

Die verschiedenen Gänge werden in nachstehend beschriebener Weise geschaltet

Zum Schalten des am stärksten ins Langsame übersetzten Ganges wird die die Eingangswelle 10 und die erste Kupplungswelle 12 verbindende erste Eingangskupplung 27 eingerückt. Das auf der ersten Kupplungswelle 12 sitzende erste zentrale Eingangskegelrad 17 treibt dann die aus dem inneren Kegelplanetenrad 14 und dem äußeren Planetenkegelrad 15 bestehenden Doppelplanetenräder an. Da der Planetenräd?r <räger 13 über die Einwegbremse 37 gehäusefest abgestützt ist, wird das mit dem äußeren Kegelplanetenrad der Doppelp'nnetenräder in Eingriff befindliche, auf der Ausgangswelle 11 sitzende zentrab Ausgangskegclrad 22 in der Drehrichtung der Eingangswelle 10 mit stark verminderter Drehzahl angetrieben.

Der weniger Jtark ins Langsame übersetzte Gang wird durch Einrücken der die Eingangswelle 10 und die erste Kupplungswelle 12 verbindenden ernten Eingangskupplung 27 und durch gleichzeitiges Anlegen der das zentrale Kegelrad 23 festhaltenden dritten Bandbremse 34 geschaltet. Die Doppelplanetenräder werden durch das erste zentrale Eingangskegelrad 17 angetrieben, so daß die äußeren, im Teilkreisdurchmesser kleineren KeeelDlanetenräder 15 um das festuehnltpnp

zentrale Kegelrad 23 umlaufen. Dadurch wird das zentrale Ausgangskegelrad 22 in der Drehrichtung der Eingangswelle 10 mit einer höheren Drehzahl angetrieben als wenn der Planetenräderträger 12 festgehalten wäre.

Zum Schalten des am wenigsten ins Langsame übersetzten Ganges wird die die Eingangswelle 10 mit der ersten Kupplungswelle 12 verbindende erste Eingangskupplung 27 eingerückt und gleichzeitig die dem zweiten zentralen Eingangskegelrad 19 zugeordnete, am trommeiförmigen Sekundärteil 31 der dritten Eingangskupplung 29 angreifende Bandbremse 32 angelegt. Die in der vorbeschriebenen Weise angetriebenen Doppelplanetenräder führen daher eine um das zweite zentrale Eingangskegelrad 19 verlaufende Drehbewegung aus und treiben das zentrale Ausgangskegelrad 22 in der Drehrichtung der Eingangswelle 10 mit gegenüber deren Drehzahl wenig verringerter Drehzahl an.

Der direkte Gang wird durch Einrücken der die Eingangswelle 10 mit der ersten Kupplungswelle 12 bzw. mit der zweiten Kupplungswelle 18 verbindenden ersten und zweiten Eingangskupplung 27 und 28 geschaltet. Dadurch verläuft das gesamte Kegelplanetenräderwechselgetriebe in sich verblockt als Einheit um.

Der erste ins Schnelle übersetzte Gang wird durch Einrücken der die Eingangswelle 10 mit der zweiten Kupplungswelle 18 verbindenden zweiten Eingangskupplung und durch Anlegen der dem zweiten zentralen Eingangskegelrad 19 zugeordneten, am trommeiförmigen Sekundärteil 31 der dritten Eingangskupplung angreifenden Bandbremse 32 erreicht. Durch diese Bandbremse 32 wird das zweite zentrale Kegelrad 19 festgehalten. Der Planetenräderträger 13 wird von der Eingangswelle 10 angetrieben, wodurch die inneren, im Teilkreisdurchmesser größeren Kegelplanetenräder 14 auf dem festgehaltenen zweiten zentralen Kegelrad 19 ablaufen und die äußeren, im Teilkreisdurchmesser kleineren Kegelplanetenräder 15, das zentrale Ausgangskegelrad 22 in der Drehrichtung der Eingangswelle 10 mit einer höheren Drehzahl als die Eingangswelle 10 antreiben.

Ein zweiter ins Schnelle übersetzter Gang wird durch Einrücken der die Eingangswelle 10 und die zweite Kupplungswelle 18 verbindenden zweiten Eingangskupplung 28 und durch Anlegen der dem zentralen Kegelrad 23 zugeordneten dritten Bandbremse 34 an die Bremstrommel 36 geschaltet. Der Antrieb erfolgt wie beim ersten ins Schnelle übersetzten Gang, mit de Ausnahme, daß die Doppelplanetenräder auf den festgehaltenen zentralen Kegelrad 23 ablaufen, anstat um das festgehaltene zweite zentrale Eingangskegelra« τ 19. Dadurch wird eine größere Übersetzung ins Schnell« ermöglicht.

Der Rückwärtsgang wird durch Einrücken der di< Eingangswelle 10 und die Hohlwelle 21 verbindender dritten Eingangskupplung 29, so daß das zweite zentral«

in Eingangskegelrad 19 die Doppelplanetenräder antreibt und durch Anlegen der zweiten Bandbremse 3' geschaltet. Durch diese zweite Bandbremse 33 wird dei Planetenräderträger 13 festgehalten. Das zentral« Ausgangskegelrad 22 und die damit verbunden«

ii Ausgangswelle 11 werden in der entgegengesetzter Drehrichtung zur Drehrichtung der Eingangswelle K mit stark verringerter Drehzahl angetrieben.

Angenommen, daß die Drehachsen der Doppelplane lenrader senkrecht zur Drehachse der ersten um

.'η zweiten Kupplungswelle 12 und 18 und der Hohlwell« 21 stehen, ist das Übersetzungsverhältnis im stark in; Langsame übersetzten Vorwärtsgang und im Rück wärtsgang gleich und von den Abmessungen de zentralen Kegelräder und der Kegelplanetenrädei

2Ί abhängig. Die Übersetzungsverhältnisse der restlicher ins Langsame übersetzten Gänge und des ersten in; Schnelle übersetzten Ganges weisen alle eine bestimm te Be2ichung zum Übersetzungsverhältnis des an stärksten ins Langsame übersetzten Ganges aul

in während das Übersetzungsverhältnis des zweiten in: Schnelle übersetzten Ganges in allen Fällen 0,5 :1 ist Falls das niedrigste Übersetzungsverhältnis des an stärksten ins Langsame übersetzten Vorwärtsganges / ist, ist das nächste Übersetzungsverhältnis des nächster

1" χ? ι t τ R

Vorwärtsganges —~-- , und das nächste ~—— . Da>

Übersetzungsverhältnis des direkten Ganges ist natürlich 1:1, und das des ersten ins Schnelle übersetzten

Ganges ist -=——.
M) R + 1

Durch Neigen der Drehachsen der Doppelplaneten räder aus der Stellung senkrecht zur Drehachse de: Planetenräderträgers 13, so daß diese Drehachsen nacr außen auf das eingangsseitige Ende des Kegelplaneten räderwechselgetriebes gerichtet sind, kann das Überset Zungsverhältnis des Rückwärtsganges kleiner als da: kleinste Übersetzungsverhältnis in einem Vorwärtsganj gemacht werden, und die relativen Werte allei Übersetzungsverhältnisse können geändert werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   J. Kegelplanetenräderwechselgetriebe für Kraftfahrzeuge, mit einer von der Antriebsmaschine des Kraftfahrzeugs angetriebenen Eingangswelle und einer dazu koaxialen Ausgangswelle, bei dem von der Eingangswelle über eine Eingangskupplung ein erstes zentrales Eingangskegelrad und/oder über eine andere Eingangskupplung ein zweites zentrales Eingangskegelrad wahlweise antreibbar sind oder ist, wobei die beiden zentralen Eingangskegelräder diametral gegenüberliegend mit inneren Kegelplanetenrädern von Doppelplanetenrädern in Eingriff stehen, die auf zur Drehachse der Eingangskegelräder einen Winkel bildenden, an einem Planetenräderträger vorgesehenen Bolzen drehbar angeordnet sind und deren äußere Kegelplanetenräder mit einem auf der Ausgangswelle sitzenden zentralen Ausgangskegelrad und einem zu diesem diametral gegenüberliegenden zentralen Kegelrad kämmen, wobei zum Erzielen von ins Langsame übersetzten Vorwärts gangen, einem direkten Vorwärtsgang oder einem ins Langsame übersetzten Rückwärtsgang wahlweise das zweite zentrale Eingangskegelrad oder das zentrale Kegelrad oder der Planetenräderträger abbremsbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zum Schalten eines ins Schnelle übersetzten Vorwärtsganges der die Doppelplanetenräder (14,15) tragende Planetenräderträger (13) über eine weitere Eingangskupplung (28) von der Eingangszeile (10) antreibbar ist
2. 2. Kegelplanetenräderwechselgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Planetenräderträger (13) am aiägangsseitigen Ende einer hohlen zweiten Kupplungs- <:lle (18) sitzt, auf der eingangsseitig der Sekundärteil (Nabe 45) der die zweite Kupplungswelle (18) mit der Eingangswelle (10) verbindenden Eingangskupplung (28) fest angeordnet ist.