DE2012876A1 - Planetenwechselgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

DIpWm. K. Weither

1 BiRUN 19

Ecivsnl «!β 3 W/Vh-2619

Tel. £04 4265 13.3.70

General Motors Corporation, Detroit, Mich., "V*St.A.

Planetenwechselgetriebe, insbesondere für Kraftfabrzeuge

Die Erfindung bezieht sich auf ein Planetenwechselgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge mit zwei Sonnenrädern, zwei miteinander kämmenden Planetenrädersätzen, die drehbar in einem gemeinsamen Planetenträger gelagert sind und einem Ringrad, bei dem zwei Glieder unabhängig voneinander über willkürlich betätigbare Kupplungen mit einem umlaufenden Eingangsglied kuppelbar sind, der Planetenträger mit einer Auegangswelle verbunden und von den dritten Gliedern das eine mit der Ausgangswelle und das andere mit einer willkürlich betätigbaren Bremse verbunden sind. Ein derartiges Getriebe ist durch die US-PS 2 599 559 bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Gesamtdurchmesser eines derartigen Wechselgetriebes zu verringern, um hierdurch den Einbau in kleine Personenkraftfahrzeuge zu erleichtern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch

gelöst, dass der zweite Planetenrädersatz und ein zusätzlicher dritter Planetenrädersatz unabhängig voneinander drehbar auf Zapfen gelagert sind, die in dem mittleren Teil des gemeinsamen Planetenträgers gelagert sind und der dritte Planetenrädersatz mit dem Ringrad und dem zweiten Stnnenrad kämmt. Durch den Eingriff zweier Planetenrädersätze mit dem Ringrad anstelle des üblichen einen Planetenrädersatzes mit langen Planetenrädern, und die dadurch mögliche Abstützung in der Mitte des Planetenträgers können sowohl die Zapfen für die Planetenräder als auch die Planetenräder selbst mit einem kleineren Durchmesser ausgebildet werden, wodurch sich eine Verringerung des Gesamtaussendurchmessers des Getriebes ergibt.

Ein weiterer wichtiger Vorteil aufgrund der kleineren Durch« messer der Planetenräder liegt darin, dass die Geschwindigkeit im Teilkreis geringer wird, wodurch eine beträchtliche Verringerung der Getriebegeräusche erreicht wird.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Planetenräder des zweiten und dritten Planetenrädersatzes einander gleich sind und unabhängig von-

einander drehbar auf einem gemeinsamen Zapfen gelagert sind

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und durch den zentralen Teil des den Zapfen tragenden Planetenträgers voneinander getrennt sind. Hierdurch wird eine besonders einfache und gedrängte Bauweise erzielt.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Planetenräder des zweiten und dritten Planetenrädersatzes einander gleich sind und je mit radial zueinander versetzten Zähnen des Ringrades kämmen und auf radial zueinander versetzten Zapfen gelagert sind, die sich in einander entgegengesetzter Richtung vom mittleren Teil des gemeinsamen Planetenträgers erstrecken. Bei dieser Ausführungsform ergibt sich ein weiter Bereich der erzielbaren Übersetzungsverhältnisse, wobei insbesondere höhere Übersetzungsverhältnisse im niedrigen Gang und im Rückwärtsgang erzielbar sind als bei der ersten Ausführungsform, Übersetzungsverhältnisse, die betriebsmäesig vorteilhaft sind.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Planetenräder aller in dem gemeinsamen Planetenträger gelagerten drei Planetenrädersätze einander gleich sind. Hierdurch wird eine erhebliche Kostensenkung erzielt, da nur ein Planetenrädertyρ bereitzustellen ist.

Bei beiden Ausführungsformen der Erfindung wird ein niedriger Gang la automatischer Schaltung durch eine Freilaufkupplung ermöglicht, wobei das zweite Sonnenrad durch eine Bremse festgehalten wird, um ein Reaktionsglied darzustellen.

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Im zweiten Gang wird zusätzliche eine Kupplung eingerückt, um das Ringrad mit dem Eingangsglied zu verbinden, wobei das zweite Sonnenrad wiederum das Reaktionsglied darstellt. Im dritten Gang wird das Reaktionssonnenrad freigegeben, wobei das Ringrad angetrieben wird, jedoch das Planetengetriebe durch Einrücken einer weiteren Kupplung blockiert wird. Für den Rückwärtsgang wird eine Bremse angelegt, um das Ring-

" rad festzuhalten, wobei der Antrieb zum ersten Sonnenrad über eine Kupplung erfolgt, die ein Freilaufen der Freilaufkupplung unterbindet, so dass der mit der Ausgangswelle verbundene Planetenträger rückwärts läuft.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das umlaufende Eingangsglied über eine Freilaufkupplung mit dem ersten Sonnenrad und über eine erste willkürlich betätigbare Kupplung mit dem Ringrad kuppelbar ist, dass das Ringrad durch eine willkürlich betätigbare

k erste Bremse festlegbar ist, dass die von dem Planetenträger angetriebene Ausgangswelle über eine willkürlich betätigbare zweite Kupplung mit dem zweiten Sonnenrad kuppelbar ist und dass das zweite Sonnenrad durch eine willkürlich betätifebare zweite Bremse festlefebar ist, wobei die erste Kupplung und die erste Bremse einerseits und die zweite Kupplung und die zweite Bremse andererseits als einander spiegelbildlich gleiche Baueinheiten ausgebildet sind. Hierdurch ergibt sich eine

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wirtschaftliche Herstellung, da zahlreiche Einzelteile identisch sind, Ferner ist die zweite Kupplung bei dieser Ausführungsform nicht übermässigen Eingangsdrehmomenten ausgesetzt, wenn sie für den direkten Antrieb eingerückt ist, so dass unerwünschter Kupplungsschlupf vermieden wird.

Bei der praktischen Ausführung werden die drei Planetenrädersätze zweckmässig mit drei Planetenrädern ausgebildet, die symmetrisch zueinander um 120° versetzt angeordnet sind.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargesta.lt. In der Zeichnung ist

!Fig. 1 ein Teillängsschnitt durch eine Ausführungsform eines Planetenwechselgetriebes nach der Erfindung,

Pig. 2 ein vergrösserter Ausschnitt aus Pig. I, Pig. 3 ein Ausschnitt ähnlich Pig. 2 durch eine

abgewandelte Ausführungsform und Pig. 4 ein Teillängsschnitt durch eine weitere abgewandelte Ausführungsform.

In den Ausführungsbeispielen ist das Planetenwechselgetriebe Teil eines hydromechanlschen Getriebes· Bei dem Getriebe gemäas Jig. 1 ist in einem Getriebegehäuse 10 ein hydrodynamischer Drehmomentwandler 12, eine Eingangsweile 13, eine Auegangswelle 14 und ein Verbundplanetengetriebe

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angeordnet. Das Getriebegehäuse 11 besteht aus drei Teilen, nämlich einer Getriebeglocke 16, die mit einer Antriebsmaschine des Fahrzeugs verbunden ist und den hydrodynamischen Drehmomentwandler umschliesst, einem mittleren Gehäuseteil 17 im Bereich des Planetengetriebes und seiner Schalteinrichtungen und einer rückwärtigen Verlängerung 18, Der hydrodynamische Drehmomentwandler 12 besteht aus einem Pumpenrad 19, einem Turbinenrad 21 und einem Leitrad 22. An das Pumpenrad 19 ist ein Deckel 23 angeschweisst, der in einem Schwungrad der Antriebsmaschine geführt und mit diesem verbunden ist, 30 dass das Pumpenrad von der Antriebsmaschine angetrieben werden kann. Das Turbinenrad 21 hat eine auf die Eingangswelle 13 aufgekeilte Nabe 24. Die Eingangswelle 13 ist in an dem Deckel angeschweissten Lagern 20 gelagert. Das Leitrad 22 ist über eine Freilaufkupplung 27 an einer ortsfesten Büchse 26 abgestützt. Der hydrodynamische Drehmomentwandler 12 arbeitet in W üblicher Weise in einier drehmomentverstärkenden Phase und einer Kupplungsphase. In der drehmomentverstärkenden Phase wirken die Flüssigkeitskräfte auf das Leitrad 22 so, dass die Freilaufkupplung 27jsperrt und das Leitrad Reaktionsglied des Drehmomentwandlers wird. Das Turbinenrad dreht sich mit geringerer Drehzahl als das Pumpenrad 19 und überträgt auf die Eingangsweile 13 ein verstärktes Drehmoment. In der Kupplungsphase laufen das Pumpenrad 19t das Turbinenrad 21 und das Leitrad 22 im wesentlichen mit gleicherbrehzahl um und bewirken

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einen Antrieb der Eingangswelle 13 etwa mit der Antriebsmaschinendrebzahl, also einer Drehmomentübersetzung von 1:1.

Die ortsfeste Büchse 26 ist ein Teil einer Vorderwand 28 des Gehäuses für das Planetengetriebe. Die Wand 28 enthält eine exzentrische Ausnehmung 29, in der eine Zahnradpumpe 31 angeordnet ist, die über eine mit dem Pumpenrad 19 verbundene Pumpenwelle 32 angetrieben wird. Die Zahnradpumpe 31 läuft also wie das Pumpenrad 19 mit der Drehzahl der Antriebsmaschine um. Die Wand 28 passt in eine Zentrierung 3ü des Gehäuseteils 17 und die Getriebeglocke 16 ist mit dem Gehäuseteil 17 dureh mehrere Schrauben/verbunden, durch die die Wand 28 festgespannt wird. Mehrere Schrauben 34 verbinden ferner die Wand 28 mit der Getriebeglocke 16. Zwischen der Getriebeglocke 16 und der Wand 28 ist ein Dichtungsring 36 vorgesehen, um Verlust von Flüssigkeit von der Zahnradpumpe zu unterbinden, während ein Dichtungsstulp 37 die Abdichtung längs der Pumpenwelle 32 bewirkt. Eine D_ruckplatte 35 zwischen der Getriebeglocke 16 und der Wand 28 verhindert einen Abrieb durch die Pumpenzahnräder und arbeitet mit Ausnehmungen in der benachbarten Fläche der Getriebeglocke und der Wand 28 zusammen, um Kanäle für das Steuersystem zu bilden. Ein.Sumpf für Arbeitsflüssigkeit mit einem Sieb am Einlass ist über eine Saugleitung 250* mit einem Einlasskanal 262 verbunden, die durch die Druckplatte 35 zu einem sichelförmigen Einlass 262* in der

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Druckplatte 35 führen und den Einlass der Zahnradpumpe 31 bilden. Wie Pig. 1 zeigt, ist die Saugleitung 25υ' eine Ausnehmung in der Wand 28, die von der Druckplatte 35 überdeckt ist, während der Einlasskanal 262 eine Ausnehmung in der rückseitigen Fläche der Getriebeglocke 16 ist, die ebenfalls von der Druckplatte 35 überdeckt ist. Ein Förderkanal ist in einer benachbarten Ebene in gleicher Weiee gebildet. Ferner sind 0t in gleicher Weise auch weitere Kanäle für die Regelventile u.dgl. gebildet.

Die Wand 28 enthält ferner eine ringförmige

Kammer 3β zur Aufnahme eines Kolbens 39 eines Stellmotors für eine Bremse. In Kuten des Kolbens 39 sind Dichtungsringe 41 und 42 vorgesehen, die die Kammer 38 für den Kolben 39 abdichten. Der Kolben 39 hat einen Mantel 43> der gegen ein Reibscheibenpaket anliegt. Dieses besteht aus ortsfesten Reibscheiben 44» zwischen die Reibscheiben 45 greifen und die bei Druckzufuhr zur Kammer 3Ö durch den Kolben 39 zusammengedrückt werden. Hierdurch ist eine erste Bremse 46 gebildet, die fur den Rückwärtsgang benötigt wird.

Um die Drehmomentaufnahmefähigkeit der Bremse zu erhöhen, könnte der Mantel 43 kürzer ausgebildet sein, um zusätzliche Reibscheiben 44 und 45 unterzubringen.

Die ortsfesten Reibscheiben 44 haben aussen Zähne, die mit Keilen 47 am Gehäuseteil 17 zusammenarbeiten, während die anderen Reibscheiben 45 Innenzähne aufweisen, die

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in Aussenkeile 48 einer Trommel 49 eingreifen. Bei angelegter Bremse 46 ist die Trommel 49 festgehalten. Mehrere Rückstellfedern 51 sind zwischen dem Kolben 39 und einem Federteller 52 angeordnet, welcher an der Wand 28 festgelegt ist. Die Rückstellfedern bewegen den Kolben 39 zum lüften der Bremse zurück, wenn die Kammer 38 drudsLos wird. Eine Gegenplatte 54 _Λ liegt gegen eine an dem Gehäuseteil 17 gebildete Schulter 56 an und begrenzt die Bewegung der Reibscheiben 44 und 45 und des Kolbens 39 nach rebhts, wenn die Bremse 46 angelegt wird.

Die aus Blech gebildete zylindrische Trommel 49 hat an der Innenwand zwischen den Keilen 48 gebildete Keile Eine Nabe. 59 ist an einem einwärts gebogenen Flansch 61 durch Schweiasen befestigt und mit einer inneren zylindrischen Fläche 62 auf einer Büchse 63 drehbar abgestutzt/ Die Büchse 63 ist wiederum drehbar auf einer Nabe 60 gelagert, die ein vorspringender Teil der. Wand 28 ist. Innerhalb der Nabe 59 ist auf der Büchse 63 verschiebbar ein Kolben 64 gelagert, der mit der Nabe 59 eine Kammer 68 bildet, die durch eine Dichtung 66 am Kolben 64 gegen die Nabe 59 und eine Dichtung 67 an der Büchse 63 abgedichtet ist. Hierdurch ist ein Stellmotor gebildet^ der bei Druckzufuhr zur Kammer 68 eine erste Kupplung 70 einrückt, die für das Einschalten des zweiten Ganges benötigt wird. Der Kammer 68 wird Druckmittel durch einen Kanal 69 in der Büchse 63 und einen Kanal 71 in der

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Nabe 60 der Wand 28 aus einer Kammer 72 zugeleitet, die zwischen der Wand 28 und einer Büchse 73 gebildet ist. Zwischen dem Kolben 64 und einem Federteller 75 an der Büchse 63 sind mehrere Rückstellfedern 74 fur den Kolben 64 vorgesehen, so dass dieser bei Druckloswerden der Kammer 68 nach links zurückbewegt wird und damit die erste Kupplung 70 ausrückt.

Der Kolben 64 hat einen Mantel 76 am äusseren Durchmesser, der gegen ein Kupplungsscheibenpaket bewegt wird. Dieses besteht aus mehreren Kupplungsscheiben 77, die mit Zähnen in die Innenkeile 58 der Trommel 49 eingreifen und zwischen diesen Kupplungsscheiben liegende Kupplungsscheiben 78, die mit Aussenzähnen 79 einer Trommel 81 zusammenarbeiten. Diese Kupplungsscheiben bilden die erste Kupplung 70. Die Trommel 81 ist ähnlich wie die Trommel 49 ausgebildet, indem versetzt zu den Aussenkeilen 79 Innenkeile 82 gebildet sind. Der Aussendurchmesser der Innenkeile 82 ist grosser als der Innendurchmesser der Aussenkeile 79, während der Aussendurchmeseer der Aussenkeile der Kupplungsscheiben 77, die mit den Innenkeilen 82 zusammenarbeiten, grosser ist als der Aussendurchmesser der Innenkeile, die mit den Aussetikeilen 79 zusammenarbeiten. Die Trommel 81 ist über eine angeschweisste Nabe 83 mit der Eingangswelle 13 verschweisst, Bei eingerückter erster Kupplung 70 ist daher die Trommel 49 mit der Eingangawelle 13 gekuppelt, während bei angelegter erster Bremse 4b

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die Trommel 49 mit dem ortsfesten Gehäuseteil 17 verbunden ist. Innerhalb der Trommel 49 liegt eine zylindrische Abstützung 84» die aus einem zylindrischen Teil 87 und einem gewellten einwärts verjüngten Teil 88 am linken Ende becfeebt·

Das zylindrische Ende 87 könnte kürzer ausgebildet werden» um zusatzliche Kupplungsseheiben 77 utid 78 unterzubringen, wenn eine erhöhte Aufnahmefähigkeit der Kupplung 70 verlangt wird.

In der Nabe 83 und auf dei¹ Eingangswelle 13 gleitend ist ein Kolben 89 gelagert,, der mit der Nabe 83 eine Kammer 90 bildet, wodurch ein Stellmotor für eine zweite Kupplung 91 gebildet wird, die zum Einrücken des dritten Ganges benötigt wird. Die Kammer 90 ist durch eine am Kolben 89 sitzende Dichtung 92 und eine an der Eingangswelle 13 sitzende Dichtung 93 abgedichtet. Der Kammer wird Druckflüssigkeit über einen radialen Kanal 94, einen axialen ^anal 96 und einen radialen Kanal 97 aus einer Kammer 98 zugeleitet, die zwischen der Büchse 73 und der Eingangswelle 13 gebildet ist. Eine Öffnung 99 in der Büchse 73 steht mit einer Kammer 101 in Verbindung, die zwischen der Büchse 73 und der Wand 28 gebildet ist. Das rechte Ende des Kanals 96 ist durch eine eingerückte Kugel 102 verschlossen. Der Kolben 89 hat einen Mantel 103 am äusseren Durchmesser, der' gegen ein K_upplungsscheibenpaket anliegt. Dieses besteht aus Kupplungsscheiben 104» die mit den Innenkeilen 82 der Trommel 81 zusammenarbeiten und zwischen-

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gefügt den Kupplungsscheiben 106, die mit Keilen 107 einer Nabe 108 zusammenarbeiten, die den Innenlaufring einer Freilaufkupplung 111 bildet. Die Kupplungsscheiben 104 und 106 bilden die zweite Kupplung 91.

Zur Erhöhung der Drehmomentaufnahmefähigkei der zweiten Kupplung 91 kann der Mantel 103 gegebenenfalls verkürzt werden, um zusätzliche Kupplungsscheiben 104 und 106 ^ vors.ehen zu können.

Mit den Keilen 82 der Trommel 81 ist auch ein äusserer Laufring 109 der Freilaufkupplung 111 verbunden, der zugleich als Gegenplatte für die Kupplungsscheiben 104 und wirkt und an der Trommel 81 durch einen Sprengring 118 festgelegt ist. Die Freilaufkupplung 111 ist so ausgebildet, dass bei Übertragung eines Drehmoments von der Eingangswelle 13 auf die Freilaufkupplung 111 in Vorwärtsrichtung die beiden Laufringe 109 und 108 der Freilaufkupplung miteinander verbunden werden. Bei eingerückter zweiter Kupplung 91 wird daher die Nabe 108 über diese und die Freilaufkupplung 111 angetrieben. Mehrere Rückstellfedern 112 sind vorgespannt zwischen dem Kolben 89 und einem Federteller 113 angeordnet, der durch einen Sprengring 114 an der Eingangswelle 13 festgelegt ist. Hierdurch wird die zweite Kupplung 91 bei druckloser Kammer ausgerückt. Die Nabe 108 hat einen Keil 116 am Innendurchmesser, der mit einem Eingangssonnenrad 117 verbunden ist.

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Wie Pig. 2 zeigt, kämmt das Eingangssonnenrad 117 mit einem ersten Satz von vorzugsweise drei Planetenrädern 119, die mit Planetenrädern 121 eines zweiten Planetenrädersatzes kämmen. Ein dritter Satz von Planetenrädern 121' ist axial ausgerichtet zu den Planetenrädern 121 vorgesehen. Die Planetenräder 119, 121 und 121' der drei Planetenrädersätze sind untereinander gleich, wodurch die Herstellungskosten gesenkt und der Einbau gegenüber bekannten Bauarten mit unterschiedlichen Planetenrädern erleichtert wird. Die Planetenräder 119 sitzen drehbar über Nadellager 123 abgestützt auf Zapfen 122, während die axial zueinander ausgerichteten Planetenräder 121 und 121· drehbar auf einem gemeinsamen Zapfen 124 über Nadellager 126 bzw. 127 abgestützt sitzen und voneinander durch den mittleren Teil einer Nabe 132 und zugeordnete Drucklager 132' voneinander getrennt sind. Die beiden Zapfen 122 und 124. sind über den mittleren Teil 132 in einem gemeinsamen Planetenxabger 128 gelagert, wobei Drucklager 130 an den Stirnflächen der Planetenräder 119 und den äuaseren Stirnflächen der Planetenräder 121 und 121» zur Verringerung der fleiisungskräfte vorgesehen sind. · ·

Da der gemeinsame Zapfen 124 in der Mitte durch den Teil 132 des Planetenträger abgestützt ist und die Planetenräder 121 und 121' wesentlich leichter als ein.durchgehendes Planetenrad sind, kann der Zapfen 124 mit wesentlich kleinerem Durchmesser ausgebildet werden als bei einer Bauart mit durch-

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gehendem langen Planetenrädern, ohne dass Lagerschwietigkeiten infolge der Durchbiegung des Zapfens auftreten. Daher kann auch der Teilkreisdurchmesser der Planetenräder 121 und 121· kleiner gewählt werden, wodurch sich ein kleineres Ringrad ergibt und damit das gesamte Planetengetriebe einen im Durchmesser gedrängteren Aufbau erhält.

fe Der Planetenträger 12ö enthält zwei ringförmige

napfartige Seitenteile 129 und 131, die mit dem mittleren Teil 132 verschweisst sind, wobei der Mittelteil mit der Ausgangswelle 14 verbunden ist. Der napfartige Teil 129 des Planetenträgers ist einteilig und hat einen zentralen Durchbruch 133 für das Sonnenrad 117 und mehrere Ausschnitte 134, durch die die Planetenräder 121 nach aussen treten. Der napfartige Teil 131 des Planetenträgers ist ähnlich ausgebildet und enthält Ausschnitte 135 fur die Planetenräder 121¹ und einen zentralen Durchbruch 13b für das zweite als Reaktionsglied wirkende Sonnenrad 137, das mit den Planetenrädern 12i· kämmt. Das zweite Sonnenrad 137 iat mit einer danebenliegenden Trommel 147 verkeilt und wird über eine Büchse in einer am Getriebegehäuse gebildeten Nabe abgestützt. Axiale Kräfte auf das Sonnenrad 137 werden über Nadeldrucklager 13ü zwischen der Nabe 132 und dem Sonnenrad 137 aufgenommen und über Nadeldrucklager 13'J zwischen der Trommel 137 und dem Getriebegehäuseteil 17. Druckkräfte, die durch oder über das Sonnenrad 117

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eingeleitet werden, werden durch JTade !drucklager 141 und 142 zwischen der Babe 132 und der Ausgangswelle 14 und eine Druckscheibe 143» die gegen die Eingangswelle 13 anliegt, aufgenommen. Mit den Planetenrädern 121 und 121' kämmt ein Ringrad 144., das über Aussenkeile mit den Innenkellen 58' an der Trommel 49 mit dieser verbunden ist und in axialer Richtung durch den Sprengring 86 festgelegt ist. Das Ringrad 144 wirkt also als Reaktionsglied des Planetengetriebes, wenn die erste Bremse 46 angelegt ist oder wird bei eingerückter erster Kupplung zum Eingangsglied des Planetengetriebes. Die mit dem Reaktionssonnenrad 137 über die Keile 146 verbundene Trommel 147 ist eine Bremstrommel, die durch ein Bremsband 148 festbremsbar ist, das an der Aussenumfangsflache 149 aufliegt. Diese zweite Bremse dient der Herstellung des ersten Ganges. Auf die Ausgangswelle 14 ist über Keile 152 ein Parkzahnrad 151 aufgekeilt, das eine Habe 153 aufweist, die drehbar in dem Getriebegehäuseteil|l7 gelagert ist und einen von einem nicht dargestellten"Regler kommenden Reglereinlasskanal 154» 157 enthält sowie einen Auslasskanal für Reglerdruck 156, 158. Drei Dichtungsringe 159» 161 und 162 trennen den Kanal 157 von dem Kanal 158 und verhindern Leckagen aus diesen Kanälen nach aussen.

Das beschriebene Getriebe kann in drei Vorwärtsgängen entweder automatisch oder von Hand geschaltet werden»

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Beim automatischen Schalten wird für den ersten Gang die zweite Bremse 148 angelegt, wodurch das Reaktionssonnenrad 137 festgelegt ist. Das Drehmoment der Antriebsmaschine wird dann über das Pumpenrad 19 zum Turbinenrad 21 des hydrodynamischen Drehmomentwandlers übertragen und gelangt über die Eingangsweile 13, die Nabe 83, die Trommel 81 zum äusseren laufring 109 der Freilaufkupplung 111. Da die Eingangswelle ein D_rehmoment auf die Freilaufkupplung 111 in Vorwärtsrichtung ausübt, sperrt die Freilaufkupplung die Laufringe 109 und 108, so dass der innere Laufring 108 und das Eingangssonnenrad 117 von der Eingangswelle 13 angetrieben werden. Da das Reaktionssonnenrad 137 festgelegt ist, laufen die Planetenräder 119, 121 und 121* um und veranlassen ein Drehen des Planetenträgers 128 in gleicher Richtung mit erhöhtem Drehmoment. Da die Ausgangswelle 14 mit dem Planetent'äjrger 128 verbunden ist, dreht sich somit die Ausgangswelle mit gegenüber der Eingangswelle 13 verringerter Drehzahl, jedoch erhöhtem Drehmoment. Zu Beginn des Betriebes im ersten Gang ist das Leitrad 22 des hydrodynamischen Drehmomentwandler festgelegt, so dass eine zusätzliche Drehmomentverstärkung durch den hydrodynamischen Drehmomentwandler erfolgt.

Zum Wechsel vom ersten zum zweiten Gang wird die erste Kupplung 70 eingerückt, wodurch das Ringrad 144 mit der Eingangswelle 13 verbunden wird. Die Bremse 148 bleibt angelegt,

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so dass das Sonnenrad 137 das Reaktionsgli'ed bleibt. Bei von der Eingangswelle 13 angetriebenem Ringrad 144 werden die Planeteniäder 119, 121 und 121» vom Ringrad 144 angetrieben und laufen um, wobei der Planetenträger 128 mitgenommen wird. Der Plänetenträger läuft wiederum mit verringerter Drehzahl_rum, jedoch grösserer Drehzahl als beim ersten Gang. Bei Betrieb im zweiten Gang wird auch das Sonnenrad 117 durch die Planetenräder 119, 1-21 und 121· angetrieben und läuft schneller als die Eingangswelle 13, so dass die Freilaufkupplung 111 freiläuft. Bei Betrieb im zweiten Gang kann das Leitrad 22. des hydrodynamischen Drehmomentwandlers feststehen, um eine zusätzliche Drehmomentverstärkung zu bewirken oder freilaufen, wenn der hydrodynamische Drehmomentwandler 12 in die Kupplungsphase übergegangen ist.

Zum Wechsel vom zweiten zum dritten Gang wird die zweite Bremse 148 gelüftet und die zweite Kupplung 91 eingerückt, während die erste Kupplung 70 eingerückt bleibt. Hierdurch treibt die Eingangswelle 13 das Ringrad 144 und das Sonnenrad 117 an. Das Planetengetriebe 15 ist dann gesperrt und läuft in gleicher Richtung mit gleicher Drehzahl wie die Eingangsweile 13 um, so dass auch die Ausgangswelle mit gleicher Drehzahl wie die Eingangswelle 13 angetrieben wird.

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Bei Handschaltung ist im ersten G_ang die zweite Bremse 148 angelegt und zusätzlich die zweite Kupplung 91 eingerückt. Der Kraftweg entspricht dann dem gleichen wie bei automatischem ersten Gang mit der Ausnahme, dass der Kraftfluss zum Sonnenrad 117 entweder über die Freilaufkupplung allein oder über diese und die zweite Kupplung 91 parallel erfolgt. Bei eingerückter zweiter Kupplung 91 ist jedoch eine doppelte Verbindung zwischen der Antriebsmaschine und dem Sonnenrad 117 gegeben, so dass bei handgeschaltetem ersten Gang Maschinenbremsung möglich ist.

Die Umschaltung von Hand vom ersten zum zweiten Gang wird durch Ausrücken der zweiten Kupplung 91 und Einrücken der ersten Kupplung 70 bewirkt.

Für den Rückwärtsgang wird die erste Bremse 46 angelegt, so dass das Ringrad 144 zum Reaktionsglied des Planetengetriebes 15 wird, und die zweite Kupplung 91 einge-P riickt, um ein Freilaufen der Freilaufkupplung 111 zu verhindern, wenn Schubbetrieb auftritt. Die von dem Sonnenrad 117 angetriebenen Planetenräder 119, 121 und 121· laufen am festgehaltenen Ringrad 114 in entgegengesetzter Richtung zum Eingangssonneurad 117 ab, so dass der Planetenträger 128 und die Auegangswelle 14 in zur Eingangswelle Ii entgegengesetzter Richtung angetrieben werden,

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Die Schaltkupplungen und Schaltbremsen werden von Druckflüssigkeit betätigt, die von einer nicht dargestellten hydraulischen Steueranlage geliefert wird, Die Zahnradpumpe 31 saugt aus dem Sumpf 250 an und fördert Flüssigkeit untex DpUCk in die Steueranlage, in der ein geregelter Druck über ein Hauptdruckregelventil 252 eingehalten ist.

Das Planetengetriebe in Fig. 3 ist gegenüber der

ersten Ausführungsform nach Pig. 1 und 2 abgewandelt. Das Planetengetriebe 300 besteht aus einem Eingangssonnenrad 302, das drehbar auf einer Eingangswelle 304 gelagert ist, einem Ringrad 306," das an seiner einen Seite mit einer Trommel verkeilt ist, einem Sönnenrad 324 und zwei Planetenrädersätzen aus miteinander kämmenden Planetenrädern 310 und 312 und einem dritten Planetenrädersatz mit Planetenrädern 314.. Die Planetenräder sind auf zugeordneten Zapfen 316, 318 bzw. 320 über Nadellager 317, 319 bzw. 321 gelagert. Die Zapfen 316, 318, 32ü sind in einem dreiteiligen gemeinsamen Planetenträger 322 angeordnet.

Das Ringrad 306 enthält eine vordere Verzahnung 326, die der Verkeilung mit der Trommel 308 dient, und zugleich mit den Planetenrädern 312 des zweiten Planetenrädersatzes kämrat, und eine hintere Verzahnung 328 kleineren Durchmessers, mit der die Planetenräder 314 des dritten Planetenrädersatzes kämmen. Die Planetenräder 314 des dritten Planetenrädersatzes

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kämmen mit dem Sonnenrad 324» das auf der Ausgagswelle 33ü sitzt und an der einen Seite mit einer Bremstrommel 3^2 verkeilt ist, der ein Bremsband 334 zugeordnet ist. Durch Anlegen des Bremsbandes 334 kann das Sinnenrad 324 festgelegt werden.

Der Planetenträger 322 besteht aus einem mittleren Nabenteil 336, an denen je ein Ende der Zapfen 316, 318 und 320 festgelegt ist,und aus Seitenteilen 338 und 340, die zur Aufnahme der anderen Enden der Zapfen 316 und 318 bzw. 320 dienen.

Bei dieser Ausbildung des Planetengetriebes

ergibt sich ein weiterer Bereich der verfügbaren Übersetzungsverhältnisse gegenüber der ersten Ausführungsform mit axial zueinander ausgerichteten Planetenrädersätzen. In dem Ringradteil kleineren Durchmessers ergibt sich eine erhöhte Drehmomentverstärkung, wie dies auch beim Sonnenrad der Pail 1st. Beispielsweise kann bei gleichem Übersetzungsverhältnis im zweiten Gang in beiden Anordnungen bei der zweiten Ausführungsform ein höheres Übersetzungsverhältnis im niedrigen Gang und im Rückwärtsgang erzielt werden, die betriebstechnisch vorteilhaft sind.

Um ein Zahlenbeispiel zu geben, ergibt sich bei gleichem Übersetzungsverhältnis im zweiten Gang von 1,549:1 bei beiden Bauarten im ersten Gang der zweiten Ausführungsform eine Erhöhung des Übersetzungsverhältnissee auf 2,481:1 gegen-

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über 2,885:1 und im Rückwärtsgang von 1,7:1 gegenüber 2,44:1. Betriebstechnisch ist bekanntlich vorteilhaft, die Übersetzungsverhältnisse des niedrigsten Vorwärtsganges und des Rückwärtsganges möglichst dicht beieinander zu haben, um gleichgute Zugeigenschaften bei Vorwärts- und Rückwärtsantrieb zu erhalten*. .

In Pig. 4 ist eine -weitere abgewandelte Ausführungsform der Erfindung dargestellt, wobei der Aufbau des Planetenrädergetriejees entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach Mg.2. gewählt ist. Eine Anzahl gleicher Bauteile haben daher gleiches Bezugszeichen erhalten, wie beispielsweise der hydrodynamische Drehmomentwandler 12 und seine Bestandteile, wie auch die Eingangswelle 13, die Ausgangswelle 14 Bowie die Teile des Planetengetriebes 15. Bei der Ausführungsform nach Pig, 4 ist jedoch die Anordnung der Schalteinrichtung, wesentlich . vereinfacht, um zahlreiche gleiche Bauteile zu erhalten, wodurch die Herstellungskosten sowie die Lagerhaltung verbilligt wird. . :

Das Getriebe 400 gemäss Pig. 4 enthält eine Baueinheit 401 mit einer Nabe 402, die auf die Eingangswelle 13 aufgekellt isti und am Aussenrand in eine zylindrische Trommel 404 übergeht. Eine aus sere laufbahn 406 an der Innenfläche der ' ■-'". Trommel 404 arbeitet über eine Preilaufrollenkuppluag 410miteiner am_: Eingatigssonnenrad 117 gebildeten inneren -Laufbahn ^S4ÖS

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*■ C S i \ I > 8 6 ß Q 009842/1601

zusammen. Eine zweite Nabe 412 ist einstückig mit der Nabe 4u2 ausgebildet und am äusseren Umfang zu einer Trommel 414 ausgebildet.

In der Trommel 414 gleitet ein kolben 416 und bildet eine Kammer 418, wodurch ein Stellmotor für die Kupplung für direkten Antrieb gebildet ist. Dichtungen 420 und 422 dichten die Kammer 418 ab, der Druckflüssigkeit über Kanäle 424, 426, 428 und 430 zugeleitet wird, um die Kupplung einzurücken.

Der Kolben 416 hat am Aussenrand einen Mantel 432, der ein Kupplungsscheibenpaket betätigt, das aus Kupplungsscheiben 434 besteht, die an Innenkeilen der Trommel 414 festgelegt sind, während dazwischengreifende Kupplungsscheiben 436 in Aussenkeilen der Trommel 404 festgelegt sind. Die Rollenfreilaufkupplung 410 ist so ausgebildet, dass bei übertragung von Drehmoment von der Eingangswelle 13 in Vorwärtsrichtung die Freilaufkupplung die Laufbahnen 406 und 408 sperrt. Mehrere Rückstellfedern 438 zwischen dem Kolben 416 und einem Federteller 440, der an der Nabe 412 über einen Sprengring 442 festgelegt ist, halten den Stellmotor für die Kupplung in der ausgerückten Lage. Ist die Kupplung 434/436 eingerückt, so wird das Eingangssonnenrad 117, das über ein Lager 409 auf der Eingangswelle 13 gelagert ist, sowohl über die Freilaufkupplung 410 als auch über die Kupplung 434/436 angetrieben. Gegen den Auesenumfang der Trommel 414 liegt ein Bremsband 444 an, woduroh das Ringrad 144 festgelegt werden

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kann, das am einen Ende in Innenkeile der Trommel 414 eingreift.

- Eine Baueinheit 446 hat gleiche Teile wie die Baueinheit 401, wobei lediglich die einzelnen Teile spiegel— bildlich angeordnet sind, und die Baueinheit selbst auf der anderen Seite des Planetengetriebes 15 liegt. Hierdurch wird die weitere Schaltkupplung 464/466 und die weitere Schaltbremse 452 gebildet. Die zweite Baueinheit 446 enthält daher.die Nabe 448, das Bremsband 452, den Kolben 453, die Dichtungen 454 und 456, die Rückstellfeder 458, den Eederteller 460, die Kupplungsscheiben 464 und 466. Die Kupplungsscheiben sind über Keile mit der Innenfläche der Trommel 450 und die Kupplungsscheiben 466 mit Keilen an der mit der Ausgangswelle 14 verbundenen Nabe 46ö festgelegt. Eine weitere Nabe 470 ist mit dem Reaktionssonnenrad 137 am Innenrand verkeilt und mit der Trommel 450 durch Keile am äusseren Ende verbunden. Druckflüssigkeit zum Betätigen der Kupplung 464/466 wird einer Kammer 472 über Kanäle 474, 476 und 478 zugeleitet.

An dem Pumpenrad 19 des hydrodynamischen Drehmomentwandlers 12 kann ein Blech 480 befestigt sein, um eine Zeotrifugalluftpump'e zu bilden, die zusammen mit einer Wand 482 einen radial auswärts gerichteten Kühlstrom fördert, um ausserhalb des Pumpenrades einen Kühlstrom für das in diesem umlaufende öl zu bilden.

Bei der Ausfübrungaform nach Fig. 4 wird bei automatischem ersten Gang das Bremsband 452 angelegt, so dass das

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Sonnenrad 137 festgelegt ist. Der Kraftfluss von der Antriebsmaschine fliesst dann über das Pumpenrad 19 zum Turbinenrad des hydrodynamischen Drehmomentwandlers 12 und wird über die Eingangswelle 15, die Nabe 402 und die Trommel 404 zur äusseren Laufbahn 4u6 der Freilaufkupplung 410 übertragen. Da die Eingangswelle 13 Drehmoment auf die Freilaufkupplung 410 in Vorwärtsrichtung überträgt, wird die Freilaufkupplung gesperrt, so dass ihre innere Laufbahn und das ihr verbundene Sonnenrad 117 von der Eiogangswelle 13 angetrieben werden. Durch das festgelegte Sonnenrad 137 wird ein Umlauf der Planetenräder 119, 121 und 121' bewirkt, so dass der Planetenr träger 128 in gleicher Richtung wie die Eingangswelle 13, jedoch mit verringerter Drehzahl unter Erhöhung des Drehmoments angetrieben wird. Da die Ausgangswelle 14 mit dem Planetenträger 128 über Keile 484 verbunden ist, dreht sich diese in gleicher Richtung wie die Eingangswelle 13, Jedoch mit verringerter D_rehzahl unter Erhöhung des Drehmoments. Beim Beginn des Betriebs im ersten Gang ist das Leitrad 22 des hydrodynamischen Drehmomentwandlers 12 im Stillstand, so dass eine zusätzliche Drehmomentverstärkung im hydrodynamischen Drehmomentwandler erfolgt.

Zum Wechsel vom ersten zum zweiten Gang wird die Kupplung 434/436 eingerückt, wodurch daa Ringrad 144 mit der Eingangsweile 13 verbunden wird. Die Bandbremse 452 bleibt

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angelegt, um das Sonnenrad 137 als Reaktionsglied festzuhalten. Bei angetriebenem Ringrad 144 laufen die Planetenräder 119, ' 121 und 121' am Reaktionssonnenrad 137 ab und nehmen den Planetenträger 12ö mit. Bei Betrieb im zweiten Gang läuft der Planetenträger 128 mit verringerter Drehzahl, die jedoch grosser ist als im ersten Gang. Während des zweiten Ganges wird das Eingangssonnenrad 117 über die Planetenräder 119, 121 und 121· angetrieben und läuft schneller als die Eingangswelle 13, so dass die Freilaufkupplung 410 in Freilaufzustand gelangt. Auch im zweiten Gang kann das Leitrad 22 entweder feststehen und eine zusätzliche Drehmomentverstärkung im hydrodynamischen Drehmomentwandler 12 bewirken oder frei laufen, wenn der hydrodynamische Drehmomentwandler 12 die Kupplungsphase erreicht. Zum Wechsel vom zweiten zum dritten Gang wird die Bandbremse 452 gelüftet und die Kupplung 464/466 eingerückt, so dass das Sonnenrad 137 und die Ausgangswelle 14 durch die zugeordneten Naben 470 und 468 mit gleicher Drehzahl angetrieben werden. Die Kupplung 434/ 436 bleibt eingerückt, so dass das Drehmoment vom Turbinenrad des hydrodynamischen Drehmomentwandlers 12 auf das Ringrad 144 übertragen wird. Ba das Sonnenrad 137 mit der Ausgangswelle 14 verbunden ist, die auch mit dem Planetenträger 128 verbunden ist, befindet sich das Planetengetriebe 15 im gesperrten Zustand, so dass es in gleicher Richtung wie die Eingangswelle 13 mit gleicher Drehzahl

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umläuft, so dass direkter Antrieb eingeschaltet ist.

'Diese Anordnung hat den Vorteil, eine Schwierigkeit in der Steuerung zu vermeiden, da die Kupplung 434/436 im dritten Gang nur das Turblnenraddrehmoment aufzunehmen hat und nicht beispielsweise 150$ dieses Drehmoments wie es notwendig wäre, wenn die Kupplung mit einem angetriebenen Eingangsglied anstelle mit einem feststehenden R_eaktionsglied vorzunehmen wäre. Durch Vermeidung dieser Schwierigkeit sind in der Steueranlage besondere Regelventile entbehrlich.

, Für den Rückwärtsgang wird die Bremse 444 angelegt, so dass das Ringrad 144 zum Reaktionsgiied des Planetengetriebes 15 wird. Die Kupplung 464/466 wird ausgerückt. Die von dem Sonnenrad 117 angetriebenen Planetenräder 119, 121 und 121' laufen am Ringrad 144 in entgegengesetzter Richtung zum Sonnenrad 117 um und treiben somit den Planetenträger 128 und die Ausgangswelle 14 in entgegengesetzter Richtung zur Eingangewelle 13 an.

In die Ausfiihrungsform gemäss Fig. 4 könnte auch ein Planetengetriebe gemäss Fig. 3 eingegliedert werden.

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Claims (5)

1. -27 P a t e η t a η s ρ r ü c h e ? "

   (-1. ipianetenwechselgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge mit zwei Sonnenrädern, zwei miteinander kämmenden Planetenrädersätzen, die drehbar in einem gemeinsamen Planetenträger gelagert sind und einem Ringrad, bei dem zwei Glieder | unabhängig voneinander über willkürlich betätigbare Kupplungen mit einem umlaufenden Eingangsglied kuppelbar sind, der Planetenträger mit einer Ausgangswelle verbunden und von den dritten Gliedern das eine mit der Ausgangswelle und das andere mit einer willkürlich betätigbaren Bremse verbunden sind, dadurch g-ekennzeichnet, dass der zweite Planetenrädersatz (121j 312) und ein zusätzlicher dritter Planetenrädersatz (121'; 314")i unabhängig voneinander drehbar auf Zapfen gelagert sind, die in dem mittleren Teil (132; 336) des gemeinsamen Planetenträgers(128; 322) gelagert sind und der dritte Planetenräder- ' satz mit dem Ringrad (144j 326,328) und dem zweiten Sonnenrad (137; 324) kämmt.
2. 2. Planetenwechselgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Planetenräder (121, 121·) des zweiten und dritten Planetenrädersatzes einander gleich sind und unabhängig voneinander drehbar auf einem gemeinsamen

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   Zapfen (124) gelagert und durch den zentralen Teil (132) des den Zapfen tragenden Planetenträgers (128) voneinander getrennt sind(Pig. 2).
3. 3. Planetenwechselgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Planetenräder (312,514) des zweiten und dritten Planetenrädersatzes einander gleich sind und je mit radial zueinander versetzten Zähnen (326,328) des Ringrades (306) kämmen und auf radial zueinander versetzten Zapfen (318,320) gelagert sind, die sich in einander entgegengesetzter Richtung vom mittleren Teil des gemeinsamen Planetenträgers (322) erstrecken (lig. 3).
4. 4. Planetenwechselgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Planetenräder (119, 121, 121*j 310,312,314) aller in dem gemeinsamen Planetenträger (128; 322) gelagerten drei Planetenrädersätze einander gleich sind.
5. 5. Plpnetenwechselgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das umlaufende Eingangsglied (13) über eine Freilaufkupplung (110) mit dem ersten Sonnenrad (117) und über eine erste willkürlich betätigbare Kupplung (434/436) mit dem Ringrad (144) kuppelbar ist, dass das Ringrad durch eine willkürlich betätigbare erste Bremse (444) festlegbar ist, dass die von dem Planetenträger (128)

   - 29 -

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   angetriebene Ausgangswelle (14) über eine zweite willkürlich betätigbare Kupplung (464/466) mit dem zweiten Sonnenrad (137) kuppelbar ist und dass das zweite Sonnenrad durch eine willkürlich betätigbare zweite Bremse (452) festlegbar ist, wobei die erste Kupplung und die erste Bremse einerseits und die zweite Kupplung und die zweite Bremse andererseits als einander spiegelbildlich gleiche Baueinheiten ausgebildet sind,

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