DE2028852A1 - Wechselgetriebe - Google Patents

Description

DR. MÖLLER-BOR£ DIPL-PHYS-Dn-MANITZ DiPL-ChEM-DR-DEUFEL

DJPL.-JNG.F)NSTERWALD DIPL-ING. GRÄMKOW 2028852 PATENTANWÄLTE

A 2o98 - Ho/ck 11. Juni 1970

ALLIS-CHAEMESS HAlJUFACfUBING COMPANY 1126 South 7Oth Street, Mest Allis 14, Wisconsin, USA

Uechs alßi't j i ehe,

Die Erfindung betrifft ein Wechselgetriebe mit drehbar Lm Ge&rLebegehäuse gelagerter Eingangs- tin .1 Ausgangswelle, ; mit. einem ersten Planetenzug, dessen Sonnenrad von der Li'igangswello· angetrieben v;ird, mit einem zweiten Planetenzug, dessen Sonnenbad zum Antrieb der Ausgangswell^ r:iit dem Plane»ensteg des ersten Planetenzugs verbunden ist, nit einer Verbindung zwischori dem iiingrad des ersten und dem Jes i:v/eit^n Plane ν iiisugs-, mit einem Ei-i^angskupplungsguhäuse, das konzentrisoh zur Eingangsv/elle drehbar gelagert .ist, uiui Mit eine.j Ausgarigskupplungsgehäuse, das konzentrisch zur Ausgangsurelle drehbar gelagert ist.

Zugfahr2,euge verwenden als Antriebsmaschine vorzugsweise einen Verbrennungsmotor. Dieser erzielt seinen höchsten Wirkungsgrad innerhalb eines vorbestimmten Drehzahlbereiehs

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und weist auch die erforderlichen Drefiaaaieharakteristikeii innerhalb eines vorbestimmten Drehzahlbereichs auf. Das Fahrzeuggetriebe ist so ausgebildet, daß es eine sanfte Kraftübertragung zum Aufnehmen der Zugbelastung ermöglich';, Die Größe der Zugbelastung und die Geschwindigkeit, nit; der die Belastung gesogen werden ;.-iuß, variieren ixi weitern Maße. Im Falle eines Traktors soll das Getriebe eine Mehrzahl von Übersetzungsverhältnissen ermöglichen, u:.i sich an die wechselnden Drehzahl- und Drehmomenterfordernisse anzupassen, damit der Verbrennungsmotor möglichst wirtschaftlich arbeitet und damit ein elastischer Betrieb möglich wird.

In vielen Fahrzeugen kommen Drehmomentwandler zur Anwendung. 3ie ermöglichen eine unbegrenzte Anzahl von Übersetzungsverhältnissen zur Energieübertragung. Jedoch ist ein Drehmomentwandler teuer, und es tritt außerdem aufgrund von Flüssigkcitsreibung innerhalb des V/an.Uer5. ein Energieverlust in bestimmter Hohe auf. Auch kann seine Verwendung ein starkes Schwanken, der Fahrzeugges nhv/inJi^keit bei aufgebrachten Belastungen mit sich bringen, was sich nachteilig auf einen zufriedenstellenden Zapfwellenbetrieb auswirkt. Die Verwendung von direkt wirkenden Antriebsgetrieben e±He°aaher Vorteile mit sich, sofern eine angemessene Anzahl von Übersetzungsverhältnissen vorgesehen werden kann und sofern man die Gänge bequem,' wirtschaftlich und störungsfrei wechselnkann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Getriebe der eingangs erwähnten Art bei möglichst einfacher und betriebsgünstiger Konstruktion mit möglichst vielen Gängen

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auszustatten. Gelöst werden soll diese Aufgabe mit oinem Mehrganggetriebe, das zwei PlanetenzUge sowie ein Vorgelege aufweist. Weiterhin sind Eingangs- und Ausgangskupplungsgehäuse konzentrisch zu den Planetenträgern angeordnet. Sie tragen eine Mehrzahl von Kupplungen zum wahlweisen Eingriff an Kupplungselementen auf den Sonnenrädern, Planetenstegen und Ringrädern der Planetenzüge, um eine Mehrzahl von Kraftflüssen durch das Getriebe und von unterschiedlichen Übersetzungen zu ermöglichen. Außerdem sind die Kupplungsgehäuse mit Zahnrädern zum Eingriff in auf der Vorgelegewelle sitzende Zahnräder /ersehen.

Dementsprechend ist nach der Erfindung die Vorrichtung der eingangs genannten Art gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Kupplungen mit einer Kupplung zwischen dem Elngasigskupplungsgehäuse und dem Eingangs-Sonnenrad, dem Eingangs-Planetensteg und den Eingangs-Ringrad, durch eine Brense zwischen dem Getriebegehäuse und dein Eiagangskupplungsgehäuse, durch eine Meb.rr.ahl von Kupplungen einschließlich einer Kupplun-r zwischen dem Ausgar.ss-KiippiunEsgehäuse und der Ausgangswelle, de;n Ausgangsplanetensteg und dem Ausgangs-Hingrad, durch ein Antriebssahnrad' auf den Eingangs-Kupplungsgehäuse, durch ein ange- ™ triebenes Zahnrad auf dem Ausgangs-Kupplungsgehäuse, duroh'ein Vorgelege mit einer Vorßelegewelle, die Zahnräder aufweist sufa Eingriff in das Antriebs- bzw. das angetriebene Zahnrad, und durch eine Einrichtung zum wahlweisen Betätigen von zwei der Kupplungen bzw. einer Kupplung und der Bremse, um eine Mehrzahl von Kraftflüssen mit unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen dureh das Getriebe vorzusehen. .

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Es werden also zwei Planetenzüge verwendet, die konzentrisch zueinander in Serie angeordnet sind. Eine Eingangswelle ist mit dem Sonnenrad des ersten Planetenzugs verbunden, während die Ausgangswelle an das Sonnenrad des zweiten Planetenzugs sowie an den Planetensteg des ersten Planetenzugs angeschlossen ist.

Die Eingangswelle kann mit dem Eingangskupplungsgehäuse gekuppelt werden, welches sich um die gleiche Achse dreht wie die Eingangswelle. Das Ausgangskupplungsgehäuse

™ läßt sich an eine Ausgangsantriebswelle anschließen und dreht sich um die gleiche Achse wie diese. Parallel zu den Eingangs- und Ausgangswellen ist ein Vorgelege angeordnet, das ein Zahnrad aufweist, welches von einem Zahnrad auf dem Eingangs-Kupplungsgehäuse angetrieben wird. Das Vorgelege treibt seinerseits ein Zahnrad auf dem Ausgangskupplungsgehäuse an. Jedes der Kupplungsgehäuse weist eine Mehrzahl von Kupplungen auf, welche wahlweise und abwechselnd an ein zugehöriges Kupplungsreibelement des Sonnenrades, des Planetenstegs und/oder des Ringrades vom jeweils zugehörigen Planetenzug angreifen können, um eine Mehrzahl von Kraftflüssen durch das Getriebe zu

fc ergeben. Das Getriebe arbeitet mit einem einzigen Getriebezug oder mit zwei in Serie geschalteten Getriebezügen. Die Arbeitsweise kann auch aus einer Kombination von Planetenzug- und Vorgelegeübereetzungen bestehen, um eine Mehrzahl von Übersetzungsverhältnissen und Drehmornentausgängen zu schaffen, damit eine Anpassung an wechselnde Geschwindigkeits- und Lastmomentverhältnisse des Fahrzeugs erfolgen kann.

Das Getriebe weist neun Vorwärtsgänge und einen Rückwärts-

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gang auf, und zwar unter Verwendung zweier Planetenzüge und eines Vorgeleges. Der Benutzer läßt wahlweise die Kupplungen einfallen ader ausrasten, welche in den Kupplungsgehausen vorgesehen sind, wobei die Kupplungsgehäuse über das Vorgelege angetrieben werden, um eine Kraftübertragung in den neun Vorwärtsgangen und dem einen Rückwärtsgang zu ergeben. Das Wechselgetriebe umfaßt Mittel zum wahlweisen Betätigen der Kupplungen in den Kupplungsgehäusen, und zwar zum Eingriff mit den Elementen der Planetenzüge, wie etwa den Sonnenrädern, den Planetenstegen oder den Ringrädern, damit sich Kraftflüsse durch die Planetenzüge und das Vorgelege ergeben.

Das Wechselgetriebe nach der Erfindung sieht ein Maximum von unterschiedlichen Übertragungsmöglichkeiten bei einer Minimumanzahl von Kupplungen vor. In den Vorwärtsgängen haben die Kupplungsscheiben geringe Relativgeschwindigkeiten, um minimale Rutschverluste zu ergeben und ein sanftes Wechseln von einem Gang in den anderen zu ermöglichen. Die Antriebswelle, die Abtriebswelle und die Vorgelegewelle mit den Zahnräder werden in den Stirnwänden des Getriebegehäuses getragen, so daß sich eine angemessene Halterung ergibt. Für beide Planeten- ä züge ist das gleiche Ringrad verwendet, um den Antrieb vorn ersten zum zweiten Planetenzug zu vereinfachen.

Auf der beiliegenden Zeichnung wird eine bevorzugte Ausführungsform einer* Vorrichtung nach der Erfindung beispielsweise dargestellt. Es zeigen:

Fig. la das Eingangsende des Getriebes;

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Pig. Ib das Äusgangsende des Getriebes!

Fig. 2 eine schematische Darstellung des Gatriebesj

Fig. 3 eine Tabelle mit den Übersetzungsverhältnissen des Getriebes, wobei.für jeden Vorwärts= und den Rückwärtsgang die im Eingriff stehenden Kupplungen angegeben sind.

Das Getriebe naoh den Figure.n la und Ib kann bei einem Zugfahrzeug, wie beispielsweise einem Traktor Verwendung finden. Es liegt zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Differential des Traktors, wobei eine Welle 4 vom Motor angetrieben wird« Ein Wellengehäuse 1 ist am Getriebegehäuse 2 über eine Mehrzahl von Bolzen 3 befestigt. Das Gehäuse 1 hält drehbar die Antriebswelle 4, die sich durch das Getriebegehäuse 2 erstreckt und eine Kerbverzahnung 5 aufweist* um nach Wunsch als direkte Zapfwelle mit konstanter Drehzahl Verwendung zu finden.

Die Eingangs-Antriebswelle 4 sitzt drehbar in einer Dichtung 6, die von einer Stirnplatte 7 umgeben ist« Die Stirnplatte wird über eine Mehrzahl von Bolzen 8 am Gehäuse 1 befestigt. Das Gehäuse 1 weist ferner eine ringförmige Ausnehmung 9 auf _t um ein Lager 11 zu halten. Das Lager stützt drehbar ein Eingangs-Kupplungsgehäuse 12. Das Eingangs-Kupplungsgehäuse 12 wird außerdem von einem Lager 13 gehalten, das in einer ringförmigen Ausnehmung 14· des Gehäuses 1 liegt. Die Eingangs Antriebswelle 4 sitzt drehbar in einem Lager 15, das über Sprengringe 16 auf der Welle 4 und im Kupplungsgehäuse 12 festgehalten wird. · Das Eingangs-Kupplungsgehäuse 12 und die Eingangswelle 4 können sich also relativ zuein-

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ander drehen. ..

Ein Eingangs-Antriebszahnrad 17 umgibt das Eingangs-Kupplungsgehäuse 12 und ist an diesem über eine Mehrzahl von Bolzen 18 befestigt. Letztere stellen auch eine Verbindung zwischen einer Bremsnabe 19 und dem Eingangskupplungsgehäuse 12 her. Die Bremsnabe I9 trägt eine Kerbverzahnung 21 an ihrem äußeren Umfang, welche eine Mehrzahl umlaufender Bremsscheiben 22 aufnimmt. Zwischen dieser Mehrzahl von Bremsscheiben 22 sitzt eine Mehrzahl stationärer Bremsscheiben 23, die am Gehäuse 1 i

befestigt sind. Die Bremsscheiben 22 und 23 sind als ringförmige Scheiben .konzentrisch zur Achse der Eingangs-Antriebswelle 4 angeordnet und können sich axial verschieben, um i:n Heibschluß aneinander anzuliegen oder bei nicht eingerasteter Bremse frei nebeneinander herzulaufen. Die Bremse Io wird von einem ringförmigen Kolben 24 betätigt, der eine Arbeitskammer 25 im Gehäuse 1 abschließt. Bei betätigter Bremse Io wird die Bremsnabe I9 relativ r,um Gehäuse 1 festgelegt, wobei letzteres einen ringförmigen Zylinder zur Aufnahme des ringförmigen Kolbeas 2k bildet.

Das Eingangs-Antriebszahnrad I7 treibt ein Zahnrad 26 an, das über eine Kerbverzahnung auf einer Vorgelegewelle 27 sitzt. Die Vorgelegewelle 27 dreht sich in einem Lager 28 im Gehäuse 1. Letzteres wird über einen Sprengring 29 im Gehäuse festgelegt. Ein Dichtstopfen 3I sitzt stationär am Vorderende der Vorgelegewelle 27 im Gehäuse Ein Lager 32 ist im Getriebegehäuse 2 angeordnet und wird dort über einen Sprengring 33 festgelegt. Eine Halte- und Arretiermutter 34 ist am Ende der Vorgelegewelle 27

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vorgesehen und verspannt die Zahnräder-26 und 35 sowie die Innenringe der Lager 28 und 3², um ein Spiel relativ zur Vorgelegewelle 27 zu verhindern. Die Vorgelegewelle 27 trägt eine Kerbverzahnung, um ein entsprechend kerbverzahntes Ritzel 35 aufzunehmen. Das Ritzel ^5 treibt; ein getriebenes Zahnrad 36 an, das über eine Mehrzahl von Bolzen 133 an einem Ausgangs-Kupplungsgehäuse 37 befestigt ist. Eine Hülse 38 sitzt im Getriebegehäuse 2; und zwar ist sie über eine Mehrzahl von Bolzen 39 toi B befestigt. Der Außenumfang der Hülse 38 wird von Lagern 41 und 42 umfaßt. Die Lager werden wiederum vom Ausgangs-Kupplungsgehäuse 37 umgeben, welches sich um die gleiche Achse wie die durch das Getriebegehäuse 2 laufende Eingangswelle 4 drehen kann.

Der Innenumfang der Hülse 38 trägt ringförmige Ausnehmungen 43 und 44 zur Aufnahme eines Lagers 45 sowie eines Nadellagers 46. Das Kugellager 45 und das Nadellager 46 umgeben eine hohle Ausgangswelle 47. Die Eingangswelle 4 erstreckt sich koaxial durch die hohle Welle 47, wobei ein Nadellager 48 am Außenende zwischen der Eingangs-Antriebswelle 4 und der Hohlwelle 47 vorgesehen ist. Das innere Ende der Hohlwelle 47 bildet eine Ausnehmung 49 zur Aufnahme eines Nadellagers 5I* um eine konzentrische Anordnung von Eingangs-Antriebswelle 4 und Hohlwelle 47 aufrecht zu erhalten. Die Hohlwelle 47 ist an ihrem Ende mit einer Kerbverzahnung versehen, welche ein geeignetes Antriebsmittel für den Ausgangsantrieb des Fahrzeugs darstellt.

Das Ausgangs-Kupplungsgehäuse 37 trägt eine Mehrzahl hydraulischer Betätigungselemente, bestehend aus ringförmigen Zylinder¹, Kolben und Druckplatten zum Angriff

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an einem Paket von Kupplungsscheiben. Entsprechend Fig. Ib bildet das Ausgangs-Kupplungsgehäuse 37 einen ringförmigen Zylinder 51, der einen Kolben 52 aufnimmt. Der Zylinder 51 und der Kolben 52 stellen eine druckbeaufschlagbare Kammer 53 dar. Der Kolben 52 drückt das Scheibenpaket 54 gegen einen Reaktionsabschnitt 55 des Zylinders 62, wenn die Kupplung betätigt ist. Eine Mehrzahl von Kupplungsscheiben 56 trägt an ihrem Innenumfang eine Kerbverzahnung und ist auf dem entsprechend kerbverzahnten Außenumfang 57 einer Kupplungsnabe 58 angeordnet. Die Kupplungsnabe 58 bildet außerdem eine Kerbzahnverbindung 59 an ihrem Innenumfang zum Eingriff

or,

in die Verzahnung/auf dem Außenumfang der Hohlwelle ¹VJ-Dementsprechend wird eine Antriebsverbindung zwischen der Vorgelegewelle 27 und der Ausgangswelle 47 geschaffen, wenn die Kupplung 7 ο im Eingriff steht. Das Ausgangs-Kupplungsgehäuse 37 trägt eine Kupplung 60, die von einem ringförmigen Zylinder 62 gebildet wird. Der Zylinder nimmt einen ringförmigen Kolben 63 auf, welcher eine druckbeaufschlagbare Kammer 54 abschließt. Ein Planetensteg 66 eines Planetenzuges 75 weist einen kerbverzahnten Außenumfang 67 auf, auf welchem eine Mehrzahl von am Innenumfang entsprechend kerbverzahnten Kupplungsscheiben 68 sitzt. Zwischen den Kupplungsscheiben 68 liegt eine Mehrzahl von Kupplungsscheiben 69, die in einer Kerbverzahnung 7I des Zylinders 62 aufgenommen sind. Ein Reaktionsabschnitt 73 ist an der den Scheiben gegenüberliegenden Seite des Zylinders 62 vorgesehen.

Das Ausgangskupplungsgehäuse 37 weist weiterhin einen ringförmigen Zylinder 74 auf, der einen ringförmigen Kolben 175 beherbergt, welcher wiederum eine druckbeauf-

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schlagbare Kammer J6 abschließt. Ein Ringrad 77 der Planetenzüge 65 und 75 ist einstückig ausgebildet und trägt eine kerbverzahnte äußere Umfangsfläche 78, auf der eine Mehrzahl von Kupplungsscheiben 79 sitzt. Zwischen den Kupplungsscheiben 79 ist eine Mehrzahl von Kupplungsscheiben 81 angeordnet« Der Innenumfang des Zylinders 74 nimmt eine Reaktionsplatte 82 auf_s die von einem Sprengring 178 festgehalten wird. Die Reaktionsoder Änlageplatte 82 stellt eine Halteeinrichtung dar, über die das Scheibenpaket der Kupplung 5o in der Betätigungsstellung zur Anlage zusammengepreßt werden kann.

Der Planetenzug 65 ist über eine Mehrzahl von Kupplungen mit dem Eingangs-Kupplungsgehäuse 12 verbunden* Eine Kupplungsnabe 83 sitzt über eine Kerbzahnverbindung 85 auf der Eingangs-Antriebsx^elle 4» Die Kupplungsnabe 83 trägt an ihrem Außenumfang 86 eine Kerbverzahnung, die eine Mehrzahl von Scheiben 87 aufnimmt. Zwischen den Scheiben 87 liegt eine Mehrzahl von Scheiben 88, die mit dem Eingangs-Kupplungsgehäuse 12 verbunden sind. Das Eingangs-Kupplungsgehäuse 12 bildet einen ringförmigen hydraulischen Zylinder 89, der einen ringförmigen W Kolben 90 aufnimmt, welcher eine druckbeaufschlagbare Kammer 9* abschließt. Wird die Kupplung betätigt, so bewegt sich der Kolben und drückt das Scheibenpaket der Kupplung 2o gegen eine Reaktionsplatte 92, welche einen Teil eines ringförmig'en hydraulischen Zylinders 93 darstellt. Der ringförmige hydraulische Zylinder 93 nimmt einen ringförmigen Kolben 94 auf, der eine druckbeaufschlagbare Kammer 95 abschließt. Ein Planetensteg 84 des Planetenzuges 65 trägt eine Kerbverzahnung 96 zur Aufnahme entsprechend kerbverzahnter Scheiben 97·

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Letztere greifen an Scheiben 99 an, die im Zylinder 93 des Eingangs-Kupplungsgehäuses 12 sit2en. Ein hydraulischer Zylinder loo bildet eine Anlageplatte lol für die Kupplung 3o*

Der hydraulische Zylinder loo nimmt einen ringförmigen Kolben Io2 auf, der eine druckbeaufschlagbare Kammer Io3 abschließt. Das Ringrad 77 ist von einer Mehrzahl von Scheiben Io5 umgeben. Eine Mehrzahl von Scheiben Io6 liegt zwischen den Scheiben Io5» Eine Reaktions- oder Anlageplatte Io7 wird vom Innenumfang des Zylinders loo aufgenommen und über einen Sprengring Io8 in ihrer Stellung festgehalten.

Der Planetenzug 65 umfaßt ein Sonnenrad Ho, das an seinem Innenumfang kerbverzahnt ist und in einem entsprechend kerbverzahnten Abschnitt Hf am Außenumfang der Eingangs-Antriebswelle 4 sitzt. Das Sonnenrad Ho kämmt mit einer Mehrzahl von Planetenrädern 112, von denen jedes auf einem Stift II3 des Planetensteges 84 sitzt. Die Planetenräder 112 kämmen mit dem Ringrad 77, das in einstückiger Weise gleichzeitig das Ringrad für den Planetenzug 75 bildet. Der Planetensteg 84 weist einen Haltekragen auf, der bei 116 kerbverzahnt ist und eine entsprechende Kerbverzahnung auf der hohlen Ausgangswelle 47 umgibt. Der den Planetensteg tragende Kragen II5 stellt eine Antriebsübertragung vom Planetensteg des Planetenzugs 65 zur Hohlwelle 47 dar, die die Antriebsausgangswelle des Getriebes bildet.

Der Planetenzug 75 umfaßt ebenfalls ein Sonnenrad 117,

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"das bei 118 kerbverzahnt ist und einen entsprechend kerbverzahnten Abschnitt der hohlen Ausgangswelle 47 umgibt. Das Sonnenrad 117 kämmt mit einer Mehrzahl von Planetenrädern 119* welche jeweils auf einem Stift 12o sitzen. Die Stifte 12o werden vom Planetensteg 66 getragen, der die Kupplungsscheiben 68 aufnimmt,

Die Planetenräder 119 kämmen mit dem Rfagrad 77> das an seinem Innenurafang Zähne 121 trägt, Das Ringrad 77 wird von einer ringförmigen Halterung 122 getragen, die entsprechend Fig.. la über Sprengringe 123 und 124 in ihrer Lage festgelegt ist. Sie sitzt auf einer Hülse 125, welche auf dem Haltekragen 115 angeordnet ist. Die ringförmige Halterung 122 kann sich relativ zur hohlen Ausgangswelle 47 und zur Eingangswelle 4 drehen,.

In Fig. 2 ist das Wechselgetriebe schematised dargestellt. Die Bremse Io ist mit dem Gehäuse 1 verbunden, um das Eingangsgehäuse 12 abzubremsen, Das Eingangsgehäuse 12 trägt das Zahnrad 17* das in das Zahnrad 26 auf eier Vorgelegewelle 27 eingreift. Die Vorgelegewellc 27 trägt außerdem das Kitzel 35* welches mit dem getriebenen Zahnrad 3-3 auf dem Ausgangs-Kupplungsgehäuse 37 kämmt. Die Eingangsantriebswelle 4 ist über eine Kerbverzahnung mit dem Sonnenrad Ho verbunden» Der¹ Planetenträger 84 sitzt kerb vor zahnt auf der Hohlwell-e 47, dl-e die AuGgangsantriebswelle aus dem Getriebe bildet. Das Kingrad 77 greift in die Planetenrader 112 des Getriebezugs. 05 und in die Planetenrader 119 des Getriebezugs 75 an. Dan Sonnenrad II7 des Planetenzugs 75 sitzt ebenfalls über eine Kerbverzahnung auf der Hohlwelle 47, Aus der sehematischen Darstellung nach Fig. 2 geht die Betätigung des Getriebes in mehr vereinfachter Form hervor,./

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Pig. 3 zeigt die Getriebegänge und Übersetzungsverhältnisse, wenn die Bremse und die Kupplungen entsprechend den Angaben .betätigt werden. Die Punktion wird in den folgenden Abschnitten genauer beschrieben.

Das gezeigte Getriebe weist hydraulische Betätigungselemente zum Antrieb der Bremse und der Kupplungen gemäß Fig. 2 auf. Eine Pumpe 31 bildet eine Quelle druckbeaufsohlagten Fluidums und entimmt das Hydraulikfluidum dem Reservoir 132. Die Pumpe fördert das druckbeaufschlagte Fluidum zur Steuervorrichtung 133 für die Kupp- " lungen und die Bremse. Das aus den Betätigungselementen der Bremse und der Kupplungen freigegebene Pluidum wird über die Steuerung 133 in das Reservoir 132 zurückgefördert. Der Hebel 134 der Betätigungssteuerung 133 für die Kupplungen und die Bremse dient zur Betätigung der Bremse und der Kupplungen 2o, 3o, 4o, 5o, 6o und 7o. Hydraulische Leitungen verbinden die Steuerung 133 einzeln mit dem Betätiger I30 für die Bremse Io und den Betätigern 89, 93, loo, 74, 62 und 51 für die Kupplungen. Die Steuerung kann irgend eines dieser Betätigungselemente einzeln oder in beliebiger Kombination in Betrieb setzen, um die einzelnen Gänge gemäß Flg. 3 bei den entsprechend | angezeigten Kupplungsbetätigungen zu schalten.

Um das Getriebe auf Rückwärtsgang zu schalten, werden die Kupplungen 7o und 4o betätigt. Das Eingangsdrehmoment läuft dabei über das Sonnenrad Ho zum Planetensteg 84 und zum Ringrad 77· Das Drehmoment am Ringrad ist dann negativ gerichtet und wird über die Kupplung 4o auf das Vorgelege übertragen. Es wird von den Vorgelegezahnrädern vervielfacht und über die Kupplung 70 auf den

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Ausgangssteg übertragen. Die Differenz zwischen dem positiven Drehmoment, das an den Steg 115 über das Sonnenrad Ho angelegt wird, und dem negativen Drehmoment, das an den Steg 115 über das Ringrad angelegt wird, ergibt, multipliziert durch die Zahnräder des Vorgeleges, den Endwert des negativen Drehmoments an der hohlen Ausgangswelle 47.

Wird das Getriebe in den ersten Vorwärtsgang entsprechend der Tabelle nach Pig. j5 geschaltet, so wird das Drehmoment über das Sonnenrad Ho eingebracht. Ein positives Drehmoment wird auf den Steg 84 und ein negatives Reaktionsdrehmoment auf den Teil des Ringrades 77 übertragen, der mit den vorderen Planetenrädern 112 kämmt. Dieses negative Drehmoment wird von dem Teil des Ringrades 77 übertragen, der mit den hinteren Planetenrädern II9 kämmt, und erzeugt ein negatives Drehmoment am Steg 66. Das Drehmoment am Steg 66 wird über die Kupplung 6o, das Vorgelege und die Kupplung 4o zurückgewonnen und auf das Ringrad 77 übertragen. Dies führt zu einem erheblich höheren negativen Drehmoment in dem Teil des Ringrades, der mit den hinteren Planetenrädern II9 kämmt. Dieses Drehmoment ist erheblich höher als die anfängliche Reaktion des vorderen Planetenzugs 65. Die Reaktion des gesamten negativen Drehmoments auf den Teil des Ringrades 77, der mit den hinteren Planetenrädern II9 kämmt, erscheint als positives Drehmoment am Sonnenrad II7. Diese positive Reaktion tritt zusätzlich zu dem auf den Steg 84 übertragenen Drehmoment auf, und ergibt eine hohe zahlenmäßige Drehmomentvervielfachung an der hohlen Ausgangswelle 47.

Wird das Getriebe in den zweiten Gang geschaltet, so wird

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das Drehmoment über das Sonnenrad Ho eingebracht. Der Steg 6ό wird von der Kupplung 60 über das Vorgelege und die¹ betätigte Bremse Io festgehalten. Das auf das Sonnenrad Ho übertragene Drehmoment wird als positives Drehmoment dem Steg 84 sowie als negatives Drehmoment dem Hln^rad 77 zugeführt. Das negative Drehmoment am Hingrad wird in ein» positives Drehmoment am Sonnenrad 117 umgewandelt, welches sich zum Drehmoment am Steg 84 addiert, um insgesamt ein positives Drehmoment an der hohlen Ausgangswelle 47 zu ergeben.

Wenn das Getriebe in den dritten Gang geschaltet wird, so'wird- das EiagangsdrelvriQnerit über das Sonnenrad llo eingebracht. Das Rinnrau wird über die Kupplung 4o fust--' Cohalten, dir- ihre rise its über die Bremse Io festgelegt ist. Wenn das Hingrad feststeht, so ergibt sich eine einfache Planetenüntersetzung τ xv hohlen Aus gangs welle -47-

Wird das G- triebe in den vierten Gang geschaltet, so erfolgt die Zufuhr des Drehmoments über das Sonnenrad 1Io. Jas positive Drehmoment wird auf den Steg c4 übertragen, während ein negatives Heaktionsmoment zum Ringrad 77 ge- . * langt. Das Hingrad 77 überträgt ein positives Drehmoment auf das Sormenrad 117 sowie ein negatives Drehmoment auf den Steg jj. Das negative Drehmoment am Steg iC gelangt über die Kupplung βο auf das Vorgelege, wo es reduziert und der Kupplung ~jo zügefUhrt.wird. Das negative /Drehmoment an der* Kupplung „o gelangt ::um Steg 84« Die Differenz zwischen dem negativen Drehmoment a:n Steg 84 von der Kupplung 3o aus und-dui.i positiven Drehmoment vom Sonnenrad Ho aus ergibt insoes-amt ein resultierendes

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positives Drehmoment am Steg 84, welches sich zu dem positiven Drehmoment am Sonnenrad 117 des zweiten Planetenzugs addiert. Es ergibt sich also insgesamt ein positives Drehmoment an der hohlen Ausgangswelle 47.

Wenn das Getriebe in den fünften Gang·geschaltet wird, so gelangt das Eingangsdrehmonient über das Sonnenrad Ho zum ersten Planetenzug 65. Ein positives Drehmoment wird auf den Steg 84 übertragen, während ein negatives Drehmoment auf das Ringrad 77 gelangt. Das negative Drehmoment des Ringrades 77 wird direkt über die Kupplung 5o zum Vorgelege übertragen, wo es reduziert und der Kupplung j5o augeführt wird. Das negative Drehmoment an der Kupplung ~ßo gelangt zum Steg 84. Die Differenz zwischen dem negativen Drehmoment am- Steg 84 von der Kupplung ')o aus und dem positiven Drehmoment vom Sonnenrad Ho des ersten Planetenzuges ergibt insgesamt ein positives Drehmoment an der hohlen Ausgangswelle 47.

Wenn das Getriebe in den sechsten Gang geschaltet wird, so gelangt das Eingangsdrehmoment über die Kupplung 2o zum Vorgelege. Es wird von diesem vervielfacht und über die Kupplung 7o der Ausgangswelle zugeführt. Die Kupplung 7o ist mit dem Sonnenrad 117 und der hohlen Ausgangswelle 47 verbunden. Die Planetenzüge haben in diesem Gang keine Funktion, und der Kraftfluß erfolgt über das Vorgelege. Wird das Getriebe in den siebenten Gang geschaltet, so teilt sich das Eingangsdrehmoment auf und fließt z.T. über das Sonnenrad Ho des Planetenzugs 65 und zum Teil über die Kupplung 2o. Der Teil des Eingangsdrehn.omfents, der zur Kupplung 2o gelangt, wird über das Vorgelege vervielfacht und über die Kupplung βο dem Steg 66 zugeführt.

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Ein Teil des sich ergebenden Drehmoments am Steg 66 wird neaktionsmoment für das Drehmoment am Steg 84, während der andere Teil des Drehmoments am Steg 66 zu dem am Sonnenrad 117 des zweiten Planetenzugs hinzu addiert wird. Das Ausgangsdrehmoment stellt die Summe des resultierenden Drehmoments am Sonnenrad 117 des zweiten Planetenzugs sowie des resultierenden Drehmoments am Steg 84 dar.

Wenn das Getriebe in den achten Gang geschaltet wird, so teilt sich das Eingangsdrehmoment auf und gelangt teilweise zum Sonnenrad Ho des ersten Planetenzugs 65 sowie teilweise zur Kupplung 2o. Der Teil des Drehmoments, der der Kupplung 2o zugeführt wird,-wird über das Vorgelege vervielfacht und über die Kupplung 5° dem Ringrad zugeführt. Das Ausgangsdrehmoment stellt die Summe des resultierenden Drehmoments am Ringrad und des Teils des Eingangsdrehmoments dar, welcher dem Sonnenrad Ho des ersten Planetenzugs zugeführt wurde.

Wenn das Getriebe in den neunten Gang geschaltet wird, so geht das Eingangsdrehmoment zum Sonnenrad Ho des ersten Planetenzugs und zur Kupplung 2o. Die Kupplung 2o treibt die Kupplung 4o an, die mit dem Ringrad des ersten Planetenzugs 65 verbunden ist. Der Planetenzug 65 wird auf diese Weise über die Kupplungen 4o und 2o blockiert und ergibt einen direkten Antrieb der hohlen Ausgangswelle 47·

Das Getriebe ist außerdem mit einer Bremse für die Ausgangswelle versehen, die in folgender V/eise funktioniert.

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Um zu bremsen gelangt das abzubremsende Drehmoment von der hohlen Ausgangswelle 47 zur Kupplung 7o. Es wird dann über das Vorgelege reduziert und der geschlossenen Bremse Io zugeführt. Eine Bremswirkung wird ledlglicn^Äie Aus-' gangswelle und das Vorgelege ausgeübt, während die Eingangswelle weiterhin frei von dem Motor gedreht werden und weiterhin nach Wunsch einen Antrieb auf eine Zapfwelle übertragen kann.

In der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen umfaßt das Getriebe einen Rückwärtsgang, eine Bremse und neun Vorwärtsgänge zur wahlweisen Betätigung durch den Benutzer bei einer Betätigung der Bremse und der Kupplungen.

Es wird also an Fahrzeuggetriebe mit zwei Planetenzügen und einem Vorgelege offenbart, wobei das Vorgelege treibende und angetriebene Zahnräder auf drehbar angeordneten Eingangs- und Ausgangs-Kupplungsgehäusen umfaßt. Kupplungen in den Kupplungsgehäusen greifen wahlweise an Kupplungsscheiben der Elemente der Planetenzüge an, um eine Mehrzahl von Ausgangs-Übersetzungsverhältnissen zu ergeben, und zwar über einen Getriebezug, beide Getriebezüge und/oder das Vorgelege des Getriebes.

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Claims (1)

1. Pa t en tan s ρ r U c he

   (Kraft schaltgetriebe) Wechselgetriebe/mit drehbar im Getriebegehäuse ge-

   Eingangs- und Ausgangswelle, mit einem ersten Planetenzug, dessen Sonnenrad von der Eingangswelle angetrieben wird, mit einem zweiten Planetenzug, dessen Sonnenrad zum Antrieb der Ausgangswelle mit dem Planetensteg des ersten Planetenzugs verbunden ist, mit einer Verbindung zwischen dem Ringrad des ersten und dem des zweiten Plane tenzugs, mit einem Eingangskupplungsgehäuse, das konzentrisch zur Eingangswelle di^ehbar gelagert ist, und mit einem Ausgangskupplungsgehäuse, das konzentrisch zur Ausgangswelle drehbar gelagert ist, g e k e η η ζ e i eh net durch eine Mehrzahl von Kupplungen (2o, 3o# 4o) mit einer Kupplung (2o) zwischen ,

   dent Eingangskupplungsgehäuse (12)und dem Eingangssonnenrad (Ho), dem Eingangsplanetensteg (64) und dem Eingangsringrad (77), durch eine Bremse zwischen dem Getriebegehäuse (2) und dem Eingangskupplungsgehäuse (12) durch eine Hehrzahl von Kupplungen (Jo, 6o, 5o) einschließlich einer Kupplung (7o) zwischen dem Ausgangskupplungsgehäuse (37) und der Ausgangswelle (47), dem Ausgangsplanetensteg (56) und dem Ausgangsringrad (77), durch ein Antriebszahnrad (17) auf dem Eingangskupplungsgehäuse (12), durch ein angetriebenes Zahnrad (36) auf dem Ausgangskupplungsgehäuse (37), durch ein Vorgelege mit einer Vorgelegewelle (27), die Zahnräder (35, 36) aufweist zum Eingriff in das Antriebs- bzw. das angetriebene Zahnrad, und durch eine Einrichtung zum wahlweisen Betätigen von zwei der Kupplungen bzw. einer Kupplung und der Bremse, um eine Mehrzahl von Kraftflüssen mit

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   ,unterschiedlichen -«»4 Übersetzungsverhältnissen durch das Getriebe vorzusehen.

   2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch g e Ic e η η zeichnet, daß das Eingangs-Kupplungsgehäuse (12) mit dem Sonnenrad (llo) des ersten P-lanetenzugs (65) gekoppelt ist und daß das Ausgangs-Kupplungsgehäuse (37) mit dem Sonnenrad (117) des zweiten Planetenzugs (75) gekoppelt ist, so daß sich zwei Kraftflüsse durch das Getriebe ergeben, von denen der erste über die Planetenzüge (65* 75) und der zweite durch das Vorgelege (27) verläuft, wobei das Getriebe eine Rückwärtsdrehzahl liefert, die sich ergibt aus der Differenz zwischen dem positiven Drehmoment, das dem Sonnenrad des zweiten Planetenzugs über das Vorgelege zugeführt wird, und dem negativen Drehmoment, das vom Ringrad geliefert wird, um einen resultierenden Rückwärtsausgang der Ausgangswelle zu erzielen.

   3· Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Eingangs-Kupplungsgehäuse (12) mit dem Sonnenrad (Ho) des ersten Planetenzugs (65) gekoppelt ist und daß das Ausgangs-Kupplungsgehäuse (37) mit dem Planetensteg (65) des zweiten Planetenzugs (75) gekoppelt ist, um ein Reaktionsdrehmoment auf das Ringrad (77) und den Steg (66) auszuüben, welches additiv und positiv zu dem des Sonnenrades (HT) des zweiten Planetenzugs (75) hinzukommt, um auf diese Weise eine Vorwärtsdrehzahl mit hoher zahlenmäßiger Drehmomentübersetzung an der Ausgangswelle zu erzielen.

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   4. Getriebe nach Anspruch .1, dadurch g e k en η ζ e i c h net, daß 'das Ausgangs-Kupplungsgehäuse (yj) an den Steg -(66) des zweiten Planetenzugs (75) gekoppelt ist und daß das Eingangs-Kupplungsgehäuse (12) unter der Wirkung der Bremse (Io) festgehalten wird, so daß auf den Steg (84) des ersten Planetenzugs ($5) ein positives Drehmoment ausgeübt wird und daß ein positives Drehmoment vom Hingrad (77) auf das Sonnenrad (117) des zweiten Planetenzugs (75) übertragen wird, so daß sich ein positiver Drehmomentausgang an der Ausgangswelle (47) ergibt.

   5. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch g ek e η η zeichnet, daß das Eingangs-Kupplungsgehäuse (12) mit dem Ringrad (77) des ersten Planetenzugs (65) gekoppelt sowie über die Bremse .(Ip) mit dem Getriebegehäuse (2) verbunden ist, um eine einfache Planetenuntersetzung durch den ersten Planetenzug (65) und die. Ausgangswelle (47) zu ergeben.

   6. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Eingangs-Kupplungsgehäuse (12) mit dem Planetensteg (84) des ersten Planetenzugs (65) λ gekuppelt ist und daß das Ausgangs-Kupplungsgehäuse 07) mit dem Planetensteg (66) des zweiten Planetenzugs (75) gekoppelt ist, um ein positives Drehmoment auf den ersten Steg (84) sowie auf das Sonnenrad (117) des zweiten Planetenzugs (75) ^zu übertragen und auf diese Weise ein positives Drehmoment an der Ausgangswelle (47) zu erzielen.

   7· Getriebe nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ■ zeichnet, daß das Eingangs-Kupplungsgehäuse (12)

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   mit dem Planetensteg (84) des ersten Planetenzugs (65) gekuppelt ist und daß das zweite Ausgangskupplungsgehäuse 07) mit dem Ringrad (77) des zweiten Planetenzugs (75) gekuppelt ist, um ein positives Drehmoment auf den Planetensteg (84) des ersten Planetenzugs (65) zu übertragen und einen positiven Ausgang des Getriebes zu erzielen.

   8. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Elngangs-Kupplungsgehäuse (12) mit dem Sonnenrad (Ho) des ersten Planetenzugs (65) gekuppelt ist und daß das Ausgangs-Kupplungsgehäuse 07) mit dem Sonnenrad (117) des zweiten Planetenzugs (75) gekoppelt ist, um beide Planetenzüge unbetätigt zu halten und den Antrieb von der Eingangswelle (4) über das Vorgelege auf die Ausgangswelle (47) zu übertragen.

   9, Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Eingangs-Kupplurigsgehäuse (12) mit dem Sonnenrad (llo)des ersten Planetenzugs (65) gekoppelt ist und daß das Ausgangs-Kupplungsgehäuse (JJ) mit dem Planetensteg (66) des zweiten Planetenzugs (75) gekoppelt ist, um ein Ausgangsdrehmoment zu erzielen, . P das sich als Summe des resultierenden Drehmoments am Sonnenrad 117 des zweiten Planetenzugs (75) und des Drehmoments am Steg (84) des. ersten Planetenzugs (65) ergibt.

   Io. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Eingangs-Kupplungsgehäuse (12) mit dem Sonnenrad (Ho) des ersten Planetenzugs gekoppelt ist und daß das Ausgangs-Kupplungsgehäuse (37) mit dem Ringrad (77) des zweiten Planetenzugs (75) gekoppelt ist, um ein Ausgangsdrehmoment zu erzielen, das sich als Summe

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   des resultierenden Drehmoments am Ringrad des ersten Planetenzugs 65 - übertragen auf das Ausgangs-Kupplungsgehäuse (37) - und des Teils des Eingangsärehmoments ergibt, daß auf das Sonnenrad (llo) des ersten Getriebezugs übertragen wurde.

   11, Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Eingangs-Kupplungsgehäuse (12) mit dem Sonnenrad (llo) des ersten Planetenzugs (65) sowie mit dem Ringrad (77) des ersten Planetenzugs ge-, koppelt ist, um einen Antrieb durch den ersten Planetenzug (65) zu erzielen, welcher an die Ausgangswelle (47) gekoppelt ist, so daß das Getriebe einen Vorwärts-Ausgang ergibt. .

   12. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangs-Kupplungsgehäuse (37) mit dem Sonnenrad (117) des zweiten Planetenzugs (75) gekoppelt ist, so daß sich bei c.ner Betätigung der Bremse (lo) ein Bremsmoment zum Abbremsen der Getriebeausgangswelle (47) ergibt.

   13· Getriebe nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ζ e i ch η et, daß das Eingangs-Kupplungsgehäuse (12) drei Kupplungen (2o, 30, 4o) umfaßt, die kuppelbar mit dem Sonnenrad (llo), dem ftigrad (77) und dem Planetensteg (84) des ersten Planetenzugs (65) sind, und daß das Ausgangs-Kupplungsgehäuse (37) drei Kupplungen (50, 60, 7o) umfaßt, die mit dem Sonnenrad (117), dem Ringrad (77) und dem Planetensteg (66) des zweiten Planetenzugs (75) koppelbar sind, um auf diese Weise ein Getriebe mit neun Vorwärts- und einem Rückwärtsgang zu ergeben.

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   > l4. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangs-Kupplungsgehäuse (37) mit dem Sonnenrad (117) des zweiten Planetenzugs (75) ge-' koppelt ist, während die Bremse (lo) das Eingangs-Kupplungsgehäuse (12) an das Getriebegehäuse (2) anschließt und während die Eingangswelle (4) einen Zapfwellenantrieb (5) erzeugt, so daß die Kupplungsverbindung (7o) zum Sonnenrad (117) des zweiten Getriebezuges sowie eine Betätigung der Bremse (Io) ein Abbremsen der Ausgangswelle (47) erzeugt, wobei sich die Eingangswelle (4) weiterdrehen kann.

   Vj. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η - · zeichnet, daß die Ausgangswelle (47) als Hohlwelle ausgebildet ist und daß die Eingangswelle (4) sich koaxial durch die hohle Ausgangswelle (47) erstreckt sowie Mittel für einen Zapfwellenantrieb (5) aufweist, wobei das Ausgangs -Kupplungsgehäuse (37) mit dem Sonnenrad (117) des zweiten Planetenzugs (75) gekoppelt ist, so daß die Bremse (lo) bei ihrer Betätigung die Gehäuse (12, yj) über das Vorgelege blockiert und damit die Ausgangswelle (47) stillsetzt, während sich die Eingangswelle (4) für den Zapfwellenantrieb (5) weiterdrehen Tcann,

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