DE2123820C3 - Planetenwendegetriebe zur Verwendung bei einem hydrodynamisch-mechanischen Kraftfahrzeuggetriebe - Google Patents

Description

Bei einem Wendegetriebe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 (DE-OS 14 50 784) sind die beiden Schaltkupplungen als Reibscheibenkupplungen ausgebildet, von denen die Vorwärts-Schaltkupplung mit Hilfe einer Tellerfeder eingerückt wird, während zum Ausrücken der Vorwärts- und zum Einrücken der Rückwärts-Schaltkupplung ein mit dem Planetenträger drehender Kraftzylinder unter Druck gesetzt wird. Infolge der Ausbildung der beiden Schaltkupplungen als Reibscheibenkupplungen kann bei diesem Wendegetriebe die Umschaltung von Vorwärtsgang auf Rückwärtsgang und umgekehrt ohne das Erfordernis einer vorausgehenden Synchronisation sehr schnell erfolgen. Auch vermeidet die unmittelbare Verbindung der beiden Zentralräder durch das axial verschiebliche erste Kupplungselement im Direktantrieb eine unerwünschte Belastung der Zahnflanken, wie sie bei anderen Wendegetrieben (DE-AS 1138 597 und 14 50818, GB-PS 4 94 571, US-PS 27 91 130) durch Blockierung des Planetengetriebes in sich auftritt.

Von Nachteil ist bei dem vorbekannten Wendegetriebe jedoch, daß die beiden Reibungskupplungen für das *>« Einrücken unter Last verhältnismäßig stark bemessen sein müssen und die jeweils ausgerückte Kupplung nie vollständig öffnet, so daß die Kupplungsscheiben im ausgerückten Zustand einem ständigen Verschleiß unterworfen sind. Darüber hinaus bringt der umlaufende ^h > Kupplungsservo weitere Verschleiß- und Kupplungsprobleme mit sich und erfordert zur Überwindung der verhältnismäßig großen Federkraft bei der Umschaltung auf Rückwärtsantrieb und zur Aufrechterhaltung des notwendigen Kupplungsdrucks eine verhältnismäßig große Druckflüssigkeitspumpe, die in der Lage sein muß, die unvermeidlichen Leckverluste an der Übergangsstelle von den stillstehenden zu den rotierenden Teilen des Druckflüssigkeitssystems auszugleichen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Schaltung bei einem Planetenwendegetriebe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 in Hinblick auf die Möglichkeit, die Feder ebenso wie die Betätigungseinrichtung schwächer auszubilden, zu vereinfachen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch das Hinzutreten der im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 enthaltenen Merkmale.

Die Ausbildung der beiden Schaltkupplungen unter Verwendung einer vorgeschalteten Trennkupplung ist zwar bei Planetenwendegetrieben an sich nicht mehr neu (vgl. die GB-PS 4 94 571). Bei dem dort gezeigten und beschriebenen Wendegetriebe, bei dem das Planetengetriebe ein Kegelradgetriebe ist, wird jedoch der Planetenträger durch eine axial verschiebliche äußere Kupplungshülse, die mit ihm ständig in Eingriff ist, entweder mit dem eingangsseitigen Zentralrad oder dem stillstehenden Getriebegehäuse über einen gegen Drehung gehaltenen Mitnehmer gekuppelt, der auch im Direktantrieb ständig mit der Kupplungshülse in axialem Eingriff steht, wodurch die Eingriffsstelle auf die Dauer einem beträchtlichen Verschleiß unterworfen ist.

Bei einem weiteren als Planetengetriebe ausgebildeten Wendegetriebe nach der DE-AS 14 50 818, das

zugleich als zweistufiges Vorwärtsgetriebe mit wahlweise Untersetzung oder Direktantrieb ausgebildet ist, können der Planetenträger und das innere Zentralrad mit Hilfe zweier axial verbundener, aber gegeneinander drehbarer gezahnter Kupplungshülsen, die von einer ortsfesten Betätigungseinrichtung zwischen zwei verschiedenen Kupplungsstellungen durch Axialverschiebung umstellbar sind, gleichzeitig und wechselweise mit der Antriebswelle bzw. einer Kegelreibscheibe formschlüssig gekuppelt werden, die ihrerseits mit Hilfe einer weiteren ortsfesten Betätigungseinrichtung wahlweise unter Reibungsschluß mit dem äußeren Zentralrad kuppelbar oder am stillstehenden Getriebegehäuse festlegbar ist Auch hier tritt im Direktantrieb ein ständiger Verschleiß zwischen rotierenden und stillstehenden Teilen der Betätigungseinrichtungen auf, und der Gesamtaufbau des Getriebes und seiner Schaltkupplungen ist der Vielzahl der damit erzielbaren Betriebszustände entsprechend kompliziert und teuer.

Schließlich ist es bei dem zweistufigen Planetengetriebe nach der US-PS 27 91 130 auch bereits bekannt, zur Umschaltung zwischen Direktantrieb und einem untersetzten Vorwärtsgang eine auf dem verlängerten inneren Zentralrad verschiebliche Kupplungshülse mittels einer stillstehenden Betätigungseinrichtung in formschlüssigen Eingriff mit entweder dem Planetenträger oder einem am stillstehenden Getriebegehäuse festgelegten Bremsring zu bringen. Die Umschaltung von dem einen in den anderen Betriebszustand ist dabei nur mit Hilfe einer zusätzlichen Trennkapplung erforderlich, wie sie bei Kraftfahrzeugen mit mechanischem Getriebe stets vorhanden ist. Da die Kupplungshülse und die mit ihr zusammenwirkenden Elemente axial verzahnt sind, muß die Betätigungseinrichtung die Kupplungshülse stets mit einer gewissen Spannung in der einen oder anderen Kupplungsstelle halten, wodurch sich ein besonders hoher Verschleiß an der Angriffsstelle der stillstehenden Betätigungseinrichtung an der drehenden Kupplungshülse ergibt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nächstehend in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch ein Planetenwendegetriebe am Antriebsende eines hydrodynamischen Verbundgetriebes,

Fig. 2 das Wendegetriebe nach Fig. 1 in größerem Maßstab,

F i g. 3 einen Schnitt nach Linie A —A in F i g. 1 und 2, F i g. 4 einen Schnitt nach Linie C-Cin F i g. 3,

Fig.5 eine Stirnansicht des Planetenradträgers des Wendegetriebes,

F i g. 6 die Stirnansicht einer das eine Kupplungsglied bildenden Sternplatte.

F i g. 1 zeigt am Antriebsende eines im übrigen nur in seinen Umrissen angedeuteten hydrodynamisch-mechanischen Verbundgetriebes ein als Kegelradgetriebe ausgebildetes Planetenwendegetriebe, dessen eines Kegelrad über eine Reibscheibenkupplung von dem Abtriebsglied des vorgeschalteten Verbundgetriebes antreibbar ist und dessen anderes Kegelrad mit der bo Abtriebswelle der gesamten Getriebeancdnung drehfest verbunden ist. Zwischen diesen beiden zentralen Kegelrädern ist frei drehbar ein Planetenträger mit mehreren am Umfang auf radialen Achsen angeordneten Planetenrädern vorgesehen, die, wie nachstehend t>> noch näher erläutert wird, mit den beiden zentralen Kegelrädern in Eingriff stehen.

Gemäß der Darstellung in F i g. 2 ist der Planetenradträger 30 mit radialen Vorsprüngen 28 versehen, auf denen die kegelförmigen Planetenräder 20 angeordnet sind. Die Planetenräder 20 sind mit Wälzkörpern 22,24 auf Lagerhülsen 26 gelagert, die auf die Vorsprünge 28 aufgesetzt und durch Schrauben 27 daran befestigt sind.

Der Planetenradträger 30 ist ferner mit sich radial erstreckenden Aussparungen 2 (Fig.6) versehen, die jeweils zwischen zwei benachbarten Vorsprüngen 28 angeordnet sind und je eine Speiche 4 einer Sternplatte (Fig.3 und 6 in größerem Maßstab) aufnehmen, die gegenüber dem Planetenradträger 30 axial verlagerbar ist Die Sternplatte 6 liegt axial gegen einen Flansch SA auf einer Kupplungshülse 8 an, die auf der Ausgangswelle 44 des Getriebes verschieblich ist. Die Kupplungshülse 8 wird von einer Druckfeder 10 normalerweise in ihrer linken Stellung (Fig.2) gehalten. Die Kupplungshülse 8 greift axial verschieblich in das abtriebsseitige zentrale Kegelrad 12 des Planetengetriebes ein und ist mit diesem mittels einer Keilverzahnung 14 drehfest verbunden. Das andere Ende der Kupplungshülse 8 trägt eine Keilverzahnung 16, mittels welcher die Kupplungshülse 8 in der in F i g. 2 gezeigten linken Stellung unter der Wirkung der Feder tO drehfest in das antriebsseitige zentrale Kegelrad 18 eingreift.

In der vorgenannten Stellung ist das Planetengetriebe auf Vorwärtsantrieb geschaltet. Sofern hierzu das antriebsseitige zentrale Kegelrad 18 von dem Abtriebsglied des vorgeschalteten hydrodynamisch-mechanischen Verbundgetriebes über eine Reibscheiben-Trennkupplung 86, deren Reibscheiben mittels einer Keilverzahnung 32 drehfest mit dem Kegelrad 18 verbunden sind, angetrieben wird, wird dieses Antriebsdrehmoment über die Keilverzahnung 16 auf die Kupplungshülse 8 und weiter über die Keilverzahnung 14 auf das abtriebsseitige zentrale Kegelrad 12 übertragen, das mittels einer Keilverzahnung 34 drehfest mit einem Abtriebsflansch 36 verbunden ist.

Das abtriebsseitige zentrale Kegelrad 12 ist in dem stationären Gehäuse 38 des Getriebes mittels eines Kugellagers 40 gelagert und durch eine Dichtung 42 abgedichtet. Die zentralen Kegelräder 12 und 18 werden durch eine Welle 44 axial auf Abstand gehalten, die mit dem abtriebsseitigen zentralen Kegelrad 12 durch eine Keilverzahnung 48 drehfest verbunden und mit dem Abtriebsflansch 36 durch Schrauben 35 verschraubt ist. Die Welle 44 trägt mittels eines doppelreihigen Kugellagers 46 das antriebssei'.ige zentrale Kegelrad 18.

Die Sternplatü: 6 ist am Außenuinfang mit einer Verzahnung 52 versehen, die bei Verschiebung der Sternplatte nach rechts mit Bezug auf F i g. 2 in Eingriff mit der Innenverzahnung 54 eines gehäusefesten Ringes 50 gelangt. Ein im Gehäuse 38 schwenkbar gelagerter Kupplungshebel 36 (F i g. 4) erfaßt mit seinem gegabelten einen Ende 62 die Sternplatte 6 und wird an seinem anderen Ende von dem Betätigungsglied 60 eines Servomotors 58 erfaßt, der ebenfalls im Gehäuse 38 befestigt ist. Wenn der Servomotor betätigt wird, bewegt sich das Betätigungsglied 60 nach links und verschwenkt den Kupplungshebel 56 entgegen dem Uhrzeigersinn, wodurch das Ende 62 die Sternplalte 6 nach rechts bewegt. Die Sternplatte 6 nimmt die nimmt die Kupplungshülse 8 dabei gegen die Kraft der Feder 10 mit und zieht die Keilverzahnung 16 aus ihrem Eingriff mit dem antriebsseitigen zentralen Kegelrad 18 heraus. Mit der weiteren Bewegung der Sternplatte 6 nacn rechts gelangt die Verzahnung 52 in Eingriff mit der Innenverzahnung 54 am Ring 50 und legt die

Sternplatte 6 mit dem Planetenträger 30 am stillstehenden Getriebegehäuse 38 fest. In diesem Zustand ist Rückwärtsantrieb vorbereitet, der mit dem Einrücken der Trennkupplung 86 endgültig eingeschaltet wird.

Eine nicht gezeigte Fernsteuerung sorgt dafür, daß der Servomotor 58 nur dann mit Druck beaufschlagt wird bzw. vom Druck entlastet wird, wenn
Trennkupplung 86 zuvor geöffnet hat und
Trennkupplung 86 erst dann erneut eingerückt wen kann, wenn die Stcrnplatte 6 und die Kupplungshüls nach der Umschaltung ihre Endstellung eingenomn haben.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Planetenwendegetriebe zur Verwendung bei einem hydrodynamisch-mechanischen Kraftfahrzeuggetriebe, wobei Teilen eines Planetengetriebes wechselweise einrückbare Schaltkupplungen zur Einschaltung von entweder Direktantrieb mit in sich starrem Planetengetriebe oder Rückwärtsantrieb mit feststehendem Planetenradträger zugeordnet sind und wobei ferner die beiden Zentralräder des Planetengetriebes zur Einschaltung des Direktantriebs durch ein axial verschiebliches erstes Kupplungselement verbindbar sind, das mit den beiden Zentralrädern durch axiales Verschieben unter der Wirkung einer Feder kuppelbar ist, und zur Festlegung des Planetenradträgers ein mit diesem drehfest gekuppeltes, aber axial verschiebliches zweites Kupplungselement vorgesehen ist, welches durch Verschieben in der einen Richtung unter der Wirkung einer Betätigungseinrichtung gegen Drehung festlegbar ist und gleichzeitig das erste Kupplungselement aus seiner Eingriffsstellung mit dem anderen Zentralrad gegen die Kraft der Feder herausbewegt, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schaltkupplungen (16; 52, 54) formschlüssig ausgebildet sind, daß die Betätigungseinrichtung (58,60,56) zum Verschieben des zweiten Kupplungselements (6) stationär angeordnet ist und daß zur Unterbrechung des Antriebsstrangs wäh- ^Jo rend der Schaltung der formschlüssigen Kupplungen (16; 52, 54) eine schaltbare Reibungskupplung (86) dem Planetengetriebe auf der Antriebsseite vorgeschaltet ist.

2. Wendegetriebe nach Anspruch 1, bei welchem das Planetengetriebe ein Kegelradgetriebe ist, dadurch gekennzeichnet, daß als erstes Kupplungselement eine Kupplungshülse (8) dient, die innerhalb des Planetenträgers (26, 28, 30) angeordnet und an den Enden mit Außenkeilen {14, 16) versehen ist, weiche an dem einen Hülsenende ständig mit Innenkeilen in der Nabenbohrung des ersten Zentralrades (12) in Eingriff stehen und an dem anderen Ende in Eingriff mit in der Nabenbonrung des anderen Zentralrads (18) angeordneten Innenkeilen verschieblich sind.

3. Wendegetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder eine sich mit einem Ende gegen die Kupplungshülse (8) und mit dem anderen Ende gegen eine Schulter an der das erste Zentralrad (12) tragenden Getriebewelle (44) abstützende und zu dieser koaxiale Schraubendruckfeder (10) ist.

4. Wendegetriebe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsglied als mit einer zentralen Durchbrechung auf der Kupplungshülse (8) axial verschiebliche Sternplatte ausgebildet ist, die mit ihren radialen Speichen (4) am Planetenträger (26,28,30) zwischen den Planetenrädern (20) axial verschieblich geführt ist, mit ihrer achrnahen Zone gegen einen Ringkragen (6A) auf der Kupplungshülse (8) entgegen der Wirkung der Feder (10) anliegt und an ihrem Außenuinfang eine Keilveriahnung (52) trägt, die durch Verschieben der .Sternplatte mit einer am feststehenden Getriebegehäuse (38) angeordneten Innenkeilverzahnung (54) in Eingriff bewegbar ist.