DE2051143B2 - Planetenräderwechselgetriebe für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Planetenräderwechselgetriebe für Kraftfahrzeuge, bestehend aus zwei Planetenrädersätzen, mit je einem Ringrad, auf je einem Planetenräderträger angeordneten Planetenrädern, die jeweils mit einem Ringrad kämmen, sowie einem beiden Planetenrädersätzen gemeinsamen Sonnenrad, wobei das Ringrad des ersten Planetenrädersatzes und der Planetenräderträger des zweiten Planetenrädersatzes mit der Antriebswelle verbunden sind, und wobei ferner der Planetenräderträger des ersten Planetenrädersatzes und das Ringrad des zweiten Planetenrädersatzes über je eine Eingangskupplung wahlweise einzeln oder gemeinsam, angetrieben werden können und der Planetenräderträger des ersten Planetenrädersatzes und das beiden Planetenrädersätzen gemeinsame Sonnenrad zum Schalten von drei Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang wahlweise abbremsbar sind.

Ein Planetenräderwechselgetriebe der eingangs genannten Art ist aus dem Aufsatz »Zur systematischen Synthese mehrgängiger Umlaufräder-Schaltgetriebe« von Ing. A.Ott, Friedrichshafen, veröffentlich in der ATZ Automobiltechnischen Zeitschrift, Jahrgang 70, aus dem Jahre 1968, Nummern 1,3 und 4, Seite 1 bis 6,104 bis 108 und 131 bis 134 auf Seite 106 in der Tafel IV unter der Reihs I/II Nr. 33 b₂ d₃ zu entnehmen.

Die bei einem solchen Planetenräderwechselgetriebe vorhandenen Übersetzungsstufen, nämlich drei Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang, genügen den normalen Anforderungen an ein Wechselgetriebe eines Kraftfahrzeuges. Für bestimmte Modelle von Kraftfahrzeugen ist es jedoch wünschenswert, zusätzlich zum direkten Gang einen übersetzten Schnellgang vorzusehen, wodurch insbesondere bei über weite ebene Strecken benutzten Kraftfahrzeugen eine erhebliche Einsparung an Kraftstoff und eine beachtliche Verringerung des Motorenverschleißes erzielt werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, ausgehend von einem Getriebe der eingangs genannten Bauart, eine Getriebeausführung mit einem zusätzlichen Schnellgang zu schaffen, wobei die Bauform des ursprünglichen Getriebes weitgehend beibehalten und nur durch ein Minimum von zusätzlichen Getriebeteilen ergänzt wird.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst,

indem an einem Planetenräderwechselgetriebe der eingangs genannten Art ein zweites Sonnenrad angeordnet wird, das mit den Planetenrädern des ersten Planetenrädersatzes kämmt und über eine zu den beiden Eingangskupplungen für den Planetenräderträger des ersten Planetenrädersatzes bzw. das Ringrad des zweiten Planetenrädersatzes hinzutretende erste Eingangskupplung antreibbar ist.

Die in den Kennzeichen der Amprüche 2 bis 5 aufgezeigten Merkmale ermöglichen eine günstige

räumliche Anordnung der verschiedenen Kupplungen und Bremsen des erfindungsgemäßen Getriebes.

Durch die Erfindung wird der Vorteil erzielt, daß ausgehend von einem den normalen Anforderungen an ein Kraftfahrzeuggetriebe gerecht werdenden Standardplanetenräderwechseigetriebe durch Zufügen weniger und Umgestalten einiger Bauteile ein Kraftfahrzeuggetriebe geschaffen wird, das zusätzlich zum direkten Gang einen übersetzten Schnellgang aufweist Damit ist es einem Kraftfahrzeughersteller möglich, ohne übe; mäßige zusätzliche Herstellungskosten eine für bestimmte Verwendungszwecke erwünschte Getriebevariante anzubieten.

Das Planetenräderwechselgetriebe nach der Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispieles näher erläutert Es zeigt

Fig. IA, B und C einen Längsschnitt durch ein selbsttätig schaltbares Planetenräderwechselgetriebe;

F i g. 2 eine schematische Ansicht des Aufbaues des selbsttätig schaltbaren Planetenräderwecnselgetriebes nach F i g. 1A, 1B und IC;und

F i g. 3 eine Schalltabelle, aus der die Betätigung der verschiedenen Schaltbremsen und Eingangskupplungen zum Schalten der verschiedenen Gänge zu ersehen ist.

Das in Fig. IA, IB und IC gezeigte selbsttätig schaltbare Planetenräderwechselgetriebe weist ein Getriebegehäuse 10 auf, in dem das Planetenräderwechselgetriebe angeordnet ist, mit einer Drehmomentwandlerglocke 12 an dessen vorderem Ende und einem Abtriebsgehäuse 14 an dessen hinterem Ende. JO

Die Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine ist mu 16 bezeichnet Sie ist mit einer Antriebsscheibe 18 verbunden, die an ihrem äußeren Umfang mit einem Wandlergehäuse 20 eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers verbunden ist. Das Wandlergehäuse 20 J5 bildet ein Pumpenrad und ist mit Pumpenschaufeln 22 versehen, die in einem Strömungskreislauf mit Turbinenschaufeln 24 angeordnet sind. Die Turbinenschaufeln 24 sind in einem Turbinenrad 26 angeordnet, das über eine Turbinenradnabe 28 mit einer Turbinenradwelle 30 verbunden ist Ein Leitrad 34 ist auf einer hohlen Leitradachse 32, die die Turbinenradwelle 30 konzentrisch umgibt angeordnet. Das Leitrad 34 stützt sich auf der Leitradachse 32 über eine Freilaufkupplung 36 ab. Die Leitradachse 32 ist mit einem Steuerpumpengehäusedeckel 38 einstückig, der ein Steuerpumpengehäuse 40 abschließt und an diesen befestigt ist, das seinerseits an seinem Außenumfang an einem inneren Flansch 42 der Drehmomentwandlerglocke 12 anliegt. Die Drehmomentwandlerglocke 12 ist über Schrauben 44 mit dem antriebsseitigen Ende des Getriebegehäuses 10 verbunden. Im Steuerpumpengehäuse 40 ist ein Verdrängungskörper einer Steuerpumpe angeordnet, der über eine in einem Lager 48 im Steuerp'impengehäuse 40 gelagerte und mit dem Pumpenrad des hydrodynamischen Drehmomentwandlers verbundene hohle Steuerpumpenantriebswelle 46 angetrieben wird.

Eine Trommel 50 ist auf der aus einem Stück mit dem Steuerpumpengehäusedeckel 38 bestehenden Lagerhülse 52 angeordnet Die Trommel 50 bildet einen ringförmigen Stellzylinder 54, in dem ein ringförmiger Stellkolben 56 verschiebbar geführt ist

Federn 58 drücken den Stellkolben 56 normalerweise in seine in F i g. 1B linke Endstellung. Die Reaktionskraft der Federn 58 wird hierbei von einem Federsitz 60 an der Nabe der Trommel 50 aufgenommen. Ein Bremsband 62 einer Schaltbremse B1 ist die Trommel 50 umfassend angeordnet und kann in üblicher Weise über nicht gezeigte, mit Druckflüssigkeit betätigte Servomotoren angelegt und gelöst werden.

In einer Innenkeilverzahnung der Trommel 50 ist eine Anzahl von auBenkeilverzahnten Kupplungsscheiben drehfest, aber axial verschiebbar geführt, die mit eine Innenkeilverzahnung aufweisenden Kupplungsscheiben zusammenwirken. Diese Kupplungsscheiben sind mit ihrer Innenkeilverzahnung in einer Außenkeiiverzahnung einer Kupplungsnabe 64 drehtest aber axial verschiebbar geführt Die Kupplungsscheibenanordnungen sind mit 66 bezeichnet und bilden mit der Trommel 50 und der Kupplungsnabe 64 eine erste Eingangskupplung Cl.

Die Kupplungsnabe 64 ist mit einer Hülse 68 eines Primärteiles 70 verbunden, das mit der Turbinenradwelle 30 fest verbunden ist Die Trommel 50 ist mit einer Übertragungsglocke 72 verbunden.

Die Kupplungsnabe 64 und die Hülse 68 bilden miteinander einen ringförmigen Stellzylinder 74, in dem ein ringförmiger Stellkolben 76 verschiebbar geführt ist In einer Außenkeilverzahnung 78 des Primärteiles 70 sind die Innenkeilverzahnungen von Kupplungsscheiben drehfest, aber axial verschiebbar geführt Diese Kupplungsscheiben wirken mit auBenkeilverzahnten Kupplungsscheiben zusammen, die drehfest, aber axial verschiebbar mit einer Übertragungsglocke 82 verbunden sind. Die Kupplungsscheiben sind in ihrer Gesamtheit mit 80 bezeichnet und bilden eine dritte Eingangskupplung C3. Sobald der Stellzylinder 74 mit Steuerdruckflüssigkeit beaufschlagt wird, überträgt die dritte Eingangskupplung C3 Drehmoment vom Primärteil 70 auf die Übertragungsglocke 82. In ähnlicher Weise überträgt die erste Eingangskupplung Cl ein Drehmoment vom Primärteil 70 auf die Übertragungsglocke 72, sobald der Stellzylinder 54 mit Steuerdruckflüssigkeit beaufschlagt wird.

Am Primärteil 70 ist weiterhin eine Kupplungstrommel 84 ausgebildet, in der mittels einer Keilverzahnung Kupplungsscheiben drehfest, aber axial verschiebbar· angeordnet sind, die mit Kupplungsscheiben in Reibungseingriff gebracht werden können, die mit einer Abtriebsnabe 88 drehfest, aber axial verschiebbar verbunden sind. Die Kupplungsscheiben sind mit 86 bezeichnet und bilden mit der Kupplungstrommel 84 und der Abtriebsnabe 88 eine zweite Eingangskuppiung C2. Die Abtriebsnabe 88 ist auf einer Eingangswelle 90 des Planetenräderwechselgetriebes befestigt. Innerhalb der Kupplungstrommel 84 des Primärteils 70 ist ein ringförmiger Stellzylinder 94 gebildet, in dem ein ringförmiger Stellkolben % verschiebbar geführt ist Sobald der Stellzylinder 94 mit Steuerdruckflüssigkeit beaufschlagt wird, stellt die zweite Eingangskuppiung C2 eine Antriebsverbindung zwischen dem Primärteil 70 und der Eingangswelle 90 her.

Das Planetenräderwechselgetriebe 92 besteht aus einem ersten Planetenrädersatz mit einem Ringrad 108, Planetenrädern 114 und einem Planetenräderträger 116, einem zweiten Planetenrädersatz mit einem Ringrad 98, Planetenrädern 102 und einem Planetenräderträger 104 sowie einem beiden Planetenrädersätzen gemeinsamen Sonnenrad 100.

Das Ringrad 108 des ersten Planetenrädersatzes ist mit dem Planetenräderträger 104 des zweiten Planetenräüersatzes fest verbunden, und beide sind über eine Abtriebsglocke 112 zu gemeinsamer Drehung mit einer Abtriebswelle 110 verbunden.

Der Planetenräderträger 116 des ersten'Planetenrädersatzes ist mit einer Bremstrommel 120 verbunden.

die im Getriebegehäuse 10 über einen Lagerring 122 gelagert ist. Der Lagerring 122 bildet den inneren Laufring einer Freilaufbremse 124, die die Bremstrommel 120 in einer Drehrichtung am Getriebegehäuse abstützt, eine Drehung in der anderen Richtung jedoch ermöglicht. Ein Bremsband 126 einer Schaltbremse Bl umfaßt die Bremstrommel 120 und legt sie bei Betätigung gegen Drehung in beiden Drehrichtungen am Getriebegehäuse fest. Der Planetenräderträger 116 für die Planetenräder 114 ist weiterhin mit einer Eingangshülse 128 verbunden, die auf der Eingangswelle 90 drehbar gelagert ist und an die Übertragungsglocke 82 angeschlossen ist. Das Ringrad 98 des zweiten Planetenrädersatzes ist mit einem Radialflansch 106 der Eingangswelle 90 fest verbunden.
Ein zweites Sonnenrad 134 ist mit den Planetenrädern

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in LLiiigiin, aiii uci

Eingangshülse 128 drehbar gelagert und mit seinem antriebsseitigen Ende über eine formschlüssige Kupplung 132 mit der Übertragungsglocke 72 fest verbunden.

Das in Fig. IA, IB und IC gezeigte Planetenräderwechselgetriebe kann in vier Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang geschaltet werden, wobei einer der Vorwärtsgänge ein Schnellgang ist.

Zum Schalten des ersten Ganges wird die Eingangskupplung C2 betätigt. Die Schaltbremse B 2 kann hierbei angelegt oder gelöst sein. Bei angelegter Schaltbremse B 2 überträgt das Planetenräderwechselgetriebe in beiden Durchtriebsrichtungen Drehmoment. Die Freilaufbremse 124, die in Fig.3 mit FLK bezeichnet ist, unterstützt die Wirkung der Schaltbremse B 2, indem sie eine Drehmomentabstützung beim Durchtrieb von der Brennkraftmaschine zum Abtrieb sichert In diesem Fall wird das Turbinenraddrehmoment über die Turbinenrad welle 30, die eingerückte zweite Eingangskupplung C2 und die Eingangswelle 90 auf das Ringrad 98 des zweiten Planetenrädersatzes übertragen. Das Sonnenrad 100 beider Planetenrädersätze sucht sich hierbei entgegengesetzt dem Ringrad 98 zu drehen. Das Drehmoment am Planetenräderträger 104 wird auf die Abtriebswelle 110 übertragen. Ein zweiter Drehmomentübertragungsweg wird in diesem 1. Gang dadurch gebildet, daß das gemeinsame Sonnenrad 100 in Eingriff mit den Planetenrädern 114 des ersten Planetenrädersatzes steht und hierdurcl dessen Ringrad bei festgehaltenem Planetenräderträgei 116 gleichfalls die Abtriebswelle 110 in Vorwärtsdreh richtung antreibt.

Während des Antriebs im ersten Gang liegt dai zweite Sonnenrad 134 außerhalb des Drehmomentüber tragungsweges. Um in den zweiten Gang zu schalten wird das zweite Sonnenrad 134 durch Anlegen dei Schaltbremse B1 festgelegt Hierdurch wird gleichzei

ίο tig das Sonnenrad 100 beider Planetenrädersätze festgelegt und wirkt als Reaktionsglied. Das Ringrad 9f des zweiten Planetenrädersatzes wird weiterhin von dei Eingangswelle 90 angetrieben. Der Planetenräderträgei 104 treibt daher die Abtriebs welle 110 mit einer höherer Drehzahl an. Die zweite Eingangskupplung C2 bleibi hierbei wie im ersten Gang eingerückt während die erste und die dritte Eingangskuppiung Cl und C2 gelöst bleiben.

Zum Schalten des dritten, direkten Ganges werde' die Schaltbremse B1 gelöst und die zweite und dritte Eingangskupplung C2 und C3 gleichzeitig eingerückt Hierdurch werden die Getriebeglieder des Planetenräderwechselgetriebes gegeneinander gesperrt so daO dieses als Einheit mit der Übersetzung 1 :1 umläuft.

Zum Schalten vom dritten oder direkten Gang in der Schnellgang wird die zweite Eingangskupplung Ci gelöst und die Schaltbremse Bi betätigt Die Schalt bremse Bi legt das zweite Sonnenrad 134 fest da; hierdurch als Reaktionsglied wirkt Der Planetenräder· träger 116 wird dabei über die Eingangshülse 128 ah Eingangsglied angetrieben. Das Ringrad 108 und damil die Abtriebswelle 110 werden mit einer ins Schnelle übersetzten Drehzahl angetrieben.

Der Rückwärtsgang wird durch Einrücken der erster

js Eingangskupplung Cl und der Schaltbremse BI geschaltet während sämtliche anderen Eingangskupplungen und Schaltbremsen gelöst sind. Das zweite Sonnenrad 134 ist somit über die erste Eingangskupplung Cl mit der Turbinenradwelle 30 verbunden. Der Planetenräderträger 116 ist über die Schaltbremse Bl festgelegt und wirkt als Reaktionsglied. Das Ringrad 108 und damit die Abtriebswelle 110 wird somit in der Rückwärtsfahrdrehrichtung angetrieben.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Planetenräderwechselgetriebe für Kraftfahrzeuge, bestehend aus zwei Planetenrädersätzen, mit je einem Ringrad, auf je einem Planetenräderträger angeordneten Planetenrädern, die jeweils mit einem Ringrad kämmen, sowie einem beiden Planetenrädersätzen gemeinsamen Sonnenrad, wobei das Ringrad des ersten Planetenrädersatzes und der Planetenräderträger des zweiten Planetenrädersatzes mit der Antriebswelle verbunden sind, und wobei ferner der Planetenräderträger des ersten Planetenrädersatzes und das Ringrad des zweiten Planetenrädersatzes über je eine Eingangskupplung wahlweise einzeln oder gemeinsam angetrieben werden können und der Planetenräderträger des ersten Planetenrädersatzes und das beiden Planetenrädersätzen gemeinsame Sonnenrad zum Schalten von drei Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang wahlweise abbremsbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß mit den Planetenrädern (f 14) des ersten Planetenrädersatzes ein zweites Sonnenrad (134) kämmt, das über eine zu den beiden Eingangskupplungen für den Planetenräderträger des ersten Planetenrädersatzes bzw. das Ringrad des zweiten Planetenrädersatzes hinzutretende erste Eingangskupplung (CX) antreibbar ist

2. Planetenräderwechselgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Planetenrädersätzen benachbart angeordnete, dem Ringrad (98) des zweiten Planetenrädersatzes zugeordnete zweite Eingangskupplung (C2) eine an einem mit der Antriebswelle (Turbinenradwelle 30) des Planetenräderwechselgetriebes verbundenen Primärteil (70) angeordnete Kupplungstrommel (84) und eine Abtriebsnabe (88) aufweist, die über eine zentrale Eingangswelle (90) mit dem Ringrad (98) des zweiten Planetenrädersatzes verbunden ist, daß die dem Planetenräderträger (116) des ersten Planetenrädersatzes zugeordnete dritte Eingangskupplung (C3) durch den mit der Antriebswelle (Turbinenradwelle 30) verbundenen Primärteil (70) und eine die zweite Eingangskupplung (C 2) konzentrisch umgebende Übertragungsglocke (82) gebildet wird, die mit dem Planetenräderträger (116) des ersten Planetenrädersatzes verbunden ist, und daß die erste Eingangskupplung (CX) eine am mit der Antriebswelle (Turbinenradwelle 30) verbundenen Primärteil (70) ausgebildete Kupplungsnabe (64) und eine die zweite und die dritte Eingangskupplung (C 2 und C3) konzentrisch umgebende Trommel (72) aufweist, die mit dem zweiten Sonnenrad (134) des ersten Planetenrädersatzes verbunden ist.

3. Planetenräderwechselgetriebe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die erste Eingangskupplung (Ci) mitbildende Trommel (72) als Bremstrommel für eine erste Schaltbremse (BX) zum Festbremsen des zweiten Sonnenrades (134) des ersten Planetenrädersatzes dient.

4. Planetenräderwechselgetriebe nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im mit der Antriebswelle (Turbinenwelle 30) verbundenen Primärteil (70) und der damit verbundenen Kupplungsnabe (64) ringförmige Stellzylinger (74 und 94) gebildet werden, in denen je ein ringförmiger Stellkolben (76 und 96) verschiebbar geführt ist, wobei durch Beaufschlagen oder Entlasten des zugehörigen der Stellzylinder (74 oder 94) die dritte oder die zweite Eingangskupplung (C 3 oder C2) eingerückt oder ausgerückt wird.

5. Planetenräderwechselgetriebe nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Planetenräderträger (116) des ersten Planetenrädersatzes über eine Bremstrommel (120) und eine Freilaufbremse (124) in einer Drehrichtung und über eine die Bremstrommel umfassende zweite Schaltbremse (B 2) in beiden Drehrichtungen im Getriebegehäuse (14) abbremsbar ist