DE2019053A1 - Umlaufrädergetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Patentanmeldung Umlaufrädergetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge

Die Erfindung bezieht sich auf ein Umlaufrädergetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, da* zwischen dem Verbrennungsmotor und der Abtriebswelle des Kraftfahrzeuges angeordnet, eine Anzahl von verschiedenen Gangstufen schafft.

Eine bevorzugte AusfUhrungsform der Erfindung weist einen hydrokinetfeohen Drehmomentwandler auf, der zwischen dem Verbrennungsmotor und den Antriebselementen des Getriebes angeordnet ist. Das Getriebe ist ein Umlaufrädergetriebe, besitzt Jedoch keine innenverzahnten Ringräder, wie sie bei herkömmlichen UalaufrXdergetrieben Üblich sind. Dadurch wird es möglich, die Aussenabmessungen des Getriebes zu verringern, so dass das Getriebe für Antriebeeinheiten von Kraftfahrzeugen geeignet ist, die infolge ihres Styling eine äusserst niedrige Bodengruppe erforderlich machen. Eine Anzahl von Kupplungen und Bremsen sind vorgesehen, um die verschiedenen Bewegungen der Getriebeelemente in den verschiedenen Gangstufen zu steuern*

In einem AusfUhrungsbeispiel der Erfindung wird ein Rückwärtsgang erzielt, US-Il / 10. April 197Ό - 2 -

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in dem eines der Antriebe-Sonnenrüder festgelegt wird, um einen Reaktlonspunkt zu bilden oder in dem das Turbinendrehmonient des Drehmomentwandlers auf ein weiteres Sonnenrad von verhältnismässig geringem Durchmesser übertragen wird, wobei der Abtriebs-Zahnkranz des Zahnradblockes mit einem Abtriebs-Sonnenrad von verhältniemässig grossem Durchmesser in Eingriff steht. Ein Schnellgang wird erhalten, indem ein Schnellgang-Sonnenrad mit verhältnismassig geringem Durchmesser festgelegt wird, das mit einem Schnellgang-Zahnkranz des Zahnradblockes in Eingriff steht, während das Turbinendrehmoment über das gleiche Antriebs-Sonnenrad auf den Zahnradblock einwirkt, das auch während des Rückwärtsganges Drehmomente überträgt.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden die Vorwärtsgänge in der gleichen Weise wie in der ersten Ausführungsform erhalten, der Rückwärtsgang wird Jedoch über ein zusätzliches Rückwärtsgangzahnrad erhalten, das in ständigem Eingriff mit einem Rückwärtsgang-Zahnkranz des Zahnradblockes und über den äusseren Teil einer Zahnkupplung mit dem inneren Teil einer auf der Abtriebswelle verschiebbaren Zahnkupplung wahlweise in Eingriff bringbar ist. Der gleiche innere Teil der verschiebbaren Zahnkupplung kann über einen entsprechenden zweiten äusseren Teil einer Zahnkupplung zur Übertragung der VorwHrtsgänge herangezogen werden.

Die Erfindung wird anhand der nun folgenden Beschreibung zweier in den beiliegenden Zeichnungen gezeigter Ausführungsformen der Erfindung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Oetriebeschema einer Ausführungsform der Erfindung mit vier Vorwärtsgängen, einschliesslich eines Schnellganges und einem Rückwärtsgang.

Fig. 2 zeigt ein Oetriebeschema einer weiteren AusfUhrungsform der Erfindung mit drei Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang, wobei zum Schalten von Vorwärts- auf Rückwärtsgang eine Zahnkupplung vorgesehen ist.

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Flg. 2a zeigt eine Aufstellung Über die Kupplungs- und Bremsenbetätigung beim Schalten der einzelnen Gangstufen.

Figur 1 zeigt einen hydrokinetischen Drehmomentwandler 10 und ein Umlaufrädergetriebe 12. Der Drehmomentwandler 10 besteht aus einem mit Schaufeln versehenen Ptqrfmpenteil 14, einem mit Schaufeln versehenen Turbinenteil 16 und einem ebensolchen Leitteil 18. Die Teile des Drehmomentwandlers sind in herkömmlicher Weise in einem ringförmigen Strömungskreislauf angeordnet.

Der Pumpenteil 10 ist über ein glockenartiges Bauteil mit der Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors verbunden. Der Turbinenteil 16 ist treibend mit einer Zwischenwelle 22 verbunden. Eine wahlweise ein- und ausrückbare Reibungskupplung 24 ist zwischen der Kurbelwelle 20 und dem Turbinenteil 16 angeordnet. Der Leitteil 18 ist auf einer Leitteilhohlwelle 26 mittels einer Überholkupplung 28 angeordnet! die eine Drehung des Leitteiles 18 in entgegengesetzter Richtung zur Drehung des Turbinenteiles 16 verhindert, eine Drehung in Richtung des Turbinenteiles Jedoch ermöglicht.

Das Umlaufrädergetriebe 12 besteht aus einem ersten Zahnradblock 30, der auf einer Welle 32 drehbar gelagert ist. Die Welle 32 bildet einen Teil eines Planetenträgers 34. Zwei weitere Zahnradblifcke, die mit dem Zahnradblock idehtisch sind, sind in ähnlicher Weise drehbar an Planetenträger 34 gelagert. Die Achsen der drei Zahnradblöcke sind in gleichem Abstand zueinander um die Zwischenwelle 22 angeordnet. Der Planetenträger 34 ist mit einer Bremstrommel 36 versehen, um die ein Bremsband 38 liegt. Dieses Bremsband ist nur im Langsamgang und im mittleren Oang angesogen, die andere Zeit Jedoch gelöst. ■

Der Zahnradblock 30 weist einen Zahnkranz 40 auf, der als Antriebselement im mittleren Gang und im Schnellgang dient. Er besitzt weiterhin einen Zahnkranz 42 von verhältnisraäeeig grösserem Durchmesser, der im Langsamgang, Direktgang, Rückwärtsgang und Schnellgang wirksam ist. Der Zahnradblock weist weiterhin einen Abtriebs-Zahnkranz 44 auf, der treibend mit dem Abtriebe-Zahnrad 46 in Eingriff steht, das mit der Abtriebewelle 48 verbunden ist.
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Ein Schnellgang-Zahnkranz 50 des Zahnradbloekes JO steht in treibender Verbindung mit dem Schnellgang-Sonnenrad 52. Dieses Schnellgang-Sorinenrad 52 ist mit einer Bremstrommel 54 verbunden, um die ein Bremsband 56 liegt. Wird das Bremsband 56 angezogen, so wird das Schnellgang-Sonnenrad 52 festgelegt und dient als Reaktionsglied während des Schnellganges.

Der Antriebs-Zahnkranz 40 ist treibend mit dem ersten Antriebs-Sonnenrad 58 verbunden. Das Antriebs-Sonnenrad 58 ist unmittelbar mit einer Bremstrommel 60 für den Rückwärtsgang und mit einer ersten Kupplung 62 für den mittleren und direkten Gang verbunden. Ein Bremsband 64 für den Rückwärtsgang liegt um die Bremstrommel 6O und legt das Antriebs-Sonnenrad 58 während eines Rückwärtsganges fest.

Ein zweites Abtriebs»Sonnenrad 66 steht in treibender Verbindung mit dem Zahnkranz 42 des Zahnradbloekes 350. Es kann über eine zweite Kupplung 68 mit der Zwischenwelle 22 treibend verbunden werden. Die Reibungskupplung 24, die eine direkte treibende Verbindung zwischen der Kurbelwelle 20 und der Zwischenwelle 22 schafft, ist während eines Schnellganges eingerückt und vermeidet hierdurch einen Drehmomentfluss über den hydrokinetischen Drehmomentwandler. Die Drehmomentübertragung im Schnellgang erfolgt somit rein mechanisch.

Die Zwischenwelle 22 ist über eine Überholkupplung 70 mit dem zweiten Antriebs-Sonnenrad 66 verbunden. Die Uberholkupplung 70 überträgt hierbei im langsamen Gang Drehmoment, während sie im mittleren und direkten Gang überholt.

Die Verzahnungen der Zahnradblöcke und der mit Ihnen in Eingriff stehenden Sonnenräder ist al« Pfeilverzahnung ausgeführt. Durch die Pfeilverzahnung werden Axialkräfte Innerhalb de* erfindungsgemäsien Getriebes vermieden. Eine solche Pfeilverzahnung kann nach einen neueren Herstellungsverfahren duroh Rollen hergestellt werden.

Während eines Betriebes Im langsamen Gang wird Turbinendrehmoment von der US-Il / 10. April 1970 - 5 -

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Zwischenwelle 22 über die Überholkupplung 70 auf das Sonnenrad 66 übertragen. Dieses treibt den Zahkranz 42. Das Drehmoment wird durch den Zahnkranz 44 und das Abtriebs-Sonnenrad 46 vervielfältigt und auf die Abtriebswelle 48 übertragen. Der Plantenträger 34 wirkt in diesem Bereich als Reaktionsglied.

Die Wirkung der Überholkupplung 70 kann während eines Betriebes ira langsamen Gang durch die Kupplung 68 überbrückt werden* In diesem Fall wird das Turbinendrehmoment direkt über die Kupplung 68 auf das Sonnenrad 66 übertragen.

Ein mittlerer Gang wird durch Lösen der Kupplung 68 und Einrücken der Kupplung 62 erzielt. Das Turbinendrehmoment wird hierbei von der Zwischenwelle 22 über die Kupplung 62 auf das Sonnenrad 38 übertragen. Das Sonnenrad 58 treibt den Zahnkranz 40 des Zahnradblockes JO, wobei der PlanetentrHger 34 wieder das Reaktionsglied bildet. Das den Sonnenrad 58 mitgeteilte Drehmoment wird über den Zahnkranz 40, den Zahnkranz 44 und das Abtriebs-Sonnenrad 46 vervielfacht und auf 41« Abtriebewelle 48 übertragen.

Ein sohneller Gang wird durch Lösen d«s Bremsband«· 38 und Freigeben des Planetentrltgere 34 «r»i«lt. Bald« Kupplungen 63 und 68 werden hierbei betätigt und iwingen somit dl« gesamt· Uwlaufttfdereinhelt im Verhältnis 1 t su drehen.

Om Vorhandensein der Uberholkupplung 70 ermöglicht «im nicht synchronisierte Soheltung von langsamen Gang In den Mittleren Gang duroh Betätigen der Kupplung 62»

Ein Sohnellgang wird duroh Anziehen d«s Bremsbandes 56 «rzl«lt, das das Sehnellgang-Sonnenrad 52 festlegt. Das bewirkt «in« schnellere Drehung des Abtriebs-Sonnenrad·· 46, sobald das Abtriebs-Sonnenrad 66 angetrieben wird, das über die Kupplung 68 direkt mit der Zwiaohenwelle 22 verbunden ist. Die Kupplung 24 ist gleichfalls eingerückt und schafft eine direkte mechanische Verbindung zwischen der Kurbelwelle 20 und der Zwischenfalle 22.

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In der in Figur 2 gezeigten Äusführungsform eines erfindungssemässen Getrfebes sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen» jedoch mit Indizes versehen, verwendet.

In der Äusführungsform nach Figur 2 sind die beiden Zahnkränze 44 und 50 des Zahnradblockes 30 nach Figur 1 durch einen Zahnkranz 72 ersetzt. Der Zahnkranz 72 steht in Eingriff mit einem Abtriebs-Sonnenrad 74, das an drei Punkten von drei Zahnradblöcken 50* gestützt ist. Die Nabe des Abtriebs-Sonnenrades 74 ist mit einem äusseren Teil einer Zahnkupplung versehen, deren innerer Teil 76 an einer Hohlwelle 78 angeordnet ist. Der Innere Teil 76 der Zahnkupplung kann in wahlweisem Eingriff mit einem zweiten äusseren Teil 80 der Zahnkupplung in Eingriff gebracht werden, der in ständigem Eingriff mit einem RUckwärtßgangsahnrad 82 steht, das auf dem Planetenträger 32' drehbar gelagert ist.

Die Hohlwelle 78 ist über eine Verzahnung 84 axial versehieblich mit der Abtriebswelle 48^f verbunden.

Wird die Hohlwelle 78 in die in Figur 2 gezeigte Stellung gebracht, so sind die Vorwärtsgänge geschaltet.

Während eines Betriebes im langsamen Gang 1st die Bremse 38* angezogen. Das Drehmoment wird hierbei auf die Antriebs-Sonnenräder 48· oder 66* übertragen, Je nach dem ob die Kupplung 68* oder 62* eingerückt ist. Auf diese Weise kann ein langsamer Gang, ein mittlerer Oang, und bei gleichzeitiger Betätigung der beiden Kupplungen 68* und 62* ein direkter Gang geschaltet werden.

Zum Sohalten einte Rückwärtsganges wird die Hohlwelle 78 nach rechts versohoben und ihr innerer Teil 76 gelangt ausser Eingriff mit dem äusseren Teil 74 und in Eingriff mit den zweiten Kussercn Teil 80 der Zahnkupplung, der mit dt» RUokwMrtsganeuhnrid 82 in Eingriff steht und die Abtriebswelle 48* somit In entgegengesetzter Richtung dreht.

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Die Hohlwelle 78 weist eine Ringnut 86 auf, die eine Schaltgabel aufnimmt (nicht gezeigt), die wieder Über entsprechende Einrichtungen mit einem vom Fahrer bedienbaren Schalthebel verbunden ist.

Während eines Betriebes im direkten Gang, bei dem beide Kupplungen 68* und 62* eingerückt sind, kann ebenso die Reibungskupplung 24* eingerückt werden, um eine direkte mechanische Verbindung zwischen der Kurbelwelle 20' und der Zwisehenwelle 22^f herzustellen, die ein besonders wirtschaftliches Fahren ermöglicht.

Die Verzahnungen der in Figur 2 gezeigten Ausführungsform der Erfindung sind ebenso wie bei der in Ficur 1 gezeigten Ausführungsform als Pfeilverzahnung ausgeführt, so dass es nicht erforderlich ist, die Getriebeelemente gegen Axialkräfte abzustützen.

US-Il / 10. April 1970

BAD ORlGSNAL 009849/1674

Claims (1)

1. 20190S3

   Patentansprüche

   , 1. JUmlaufrädergetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, dadurch ^-^ gekennzeichnet , dass zwei Antriebs-Sonnenräder (58, 66 bzw 58¹, 66') und ein Abtriebs-Sonnenrad (46 bzw 7*0 um eine gemeinsame ßetriebeachse drehbar angeordnet sind und eine Anzahl von Zahnradblb'eken (30 bzw 3O¹) auf einem um din gemeinsame Getriebeachse drehbaren Planetenträger (34 bzw 34 *) um ihre Achsen drehbar angeordnet sind und wobei eine Bremse (38 bzw 38¹) zum Festlegen des Plan^tenträgers (34 bzw 34') während eines Langsamganges, eine erste Kupplung (62bzw ö2^f) zur treibenden Verbindung eines ersten Antriebs-Sonnenrades (58 bzw 58¹) mit der Antriebseinheit, eine zweite Kupplung (68 bzw 68') zur treibenden Verbindung eines zweiten Antriebs-Sonnenrades (66 bzw 66*) mit der Antriebseinheit und ein weiteres Schnellgang-Sonnenrad (52) vorgesehen ist, wobei das Abtriebs-Sonnenrad (46 bzw 74) und das Schnellgang-Sonnenrad (52) mit verschiednenen Zahnkränzen (44 bzw 44* und 50) der Zahnradblöcke (30, bzw 30^f) zusammenwirken und das Schnellgang-Sonnenrad(52) während eines Schnellganges über eine Bremse (54, 56) festgelegt ist und das Abtriebs-Sonnenrad (46 bzw 74) zwischen den Antriebs-Sonnenrädern (58 bzw 58' und 66 bzw 66*) und dem Schnellgang-Sonnenrad (52) mit dem Zahnräderblock (30 bzw 30') in Eingriff steht.

   2. Umlaufrädergetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilkreisdurchmesser des zweiten Antriebs-Sonnenrades (66 bzw 66¹ ) geringer ist als der Teilkreisdurchmesser des ersten Antriebs-Sonnenrades (58 bzw 58¹).

   Jt. Umlaufrädergetriebe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kupplung (68 bzw 68') Drehmoment von der Antriebseinheit auf das «weite Antriebe-Sonnenrad (66 bzw 66*) während eines Langsamgangea, während eines Direktganges als auch wahrend eines RUcksKrtegangee Übertrügt und wobei im Rückwärtsgang eine weitere Bremse (64) das erst« Antriebs-Sonnenrad (58 ) festlegt, sobald die zweite Kupplung (68) gelöst wird.

   US-Il / 10. April 1970 - 2 -

   ORlGINAi. 009849/167A

   ν --4Τ-

   4. Umlaufrädergetriebe nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnradblöoke (JO bzw 2Q¹) eine Pfeilverzahnung aufweisen und mit den ebenfalls eine Pfeilverzahnung aufweisenden Antriebs-Sonnenrädern (58 bzw 58^f und 66 bzw 66') und dem Schnellgang-Sonnenrad (52) in ständigem Eingriff stehen.

   5. Umlaufrädergetriebe nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kupplung(68 bzw 68') eine Überholkupplung (70 bzw 70¹J enthält, die im Langsamgang Drehmoment auf das zweite Antriebs-Sonnenrad (66 bzw 66* ) überträgt, Jedoch überholt, sobald die zweite Kupplung (8 bzw 68·) Drehmoment auf das zweite Antriebe-Sonnenrad (58 bzw 58¹) überträgt.

   W-U / 10. ijprU 1970

   009849/1674