DE2159851A1

DE2159851A1 - Fur automatisches Schalten geeignetes Stufengetriebe

Info

Publication number: DE2159851A1
Application number: DE19712159851
Authority: DE
Inventors: auf Nichtnennung P Antrag
Original assignee: Automobiles Peugeot SA; Renault SAS
Current assignee: Automobiles Peugeot SA; Renault SAS
Priority date: 1970-12-02
Filing date: 1971-12-02
Publication date: 1972-06-15
Also published as: RO59554A; GB1365959A; FR2116648A5; IT945084B; US3776066A

Description

Di-:·'. -.- .ι ■■■ "-'--HT

M ü α e.V.= η £2, ü:--:.*dorfWr. 1β 2159851

62-17.9^5Ρ(17·9^6η) 2. 12. 1971

AUTOMOBILES PEUGEOT, Paris (Frankreich)

und

REGIE NATIONALE DES USINES RENAULT, Billancourt (Frankr.)

Für automatisches Schalten geeignetes Stufengetriebe

Die Erfindung bezieht sich auf ein für automatisches Schalten geeignetes Stufengetriebe mit einer Eingangs- und einer Ausgangswelle, die entweder an einander gegenüberliegenden Enden oder an dem gleichen Ende des Getriebes an= geordnet sind, und einem Planetengetriebe, das einen Zahnkranz, zwei koaxiale Mittelräder sowie einen Umlaufräderträger oder Steg enthält und von dessen Getriebeelementen eines fest mit der Ausgangswelle, die anderen mit Brems- und Kuppelmechanismen verbunden sind, deren wahlweises Einschalten das Einstellen eines geeigneten Übersetzungsverhältnisses bestimmt»

62-(773/7i)-Lp-r (7)

209825/0783

«= 2 —

Derartige Stufengetriebe werden in der Hauptsache bei Kraftfahrzeugen verwendet; die zum Schalten der Stufen benutzten Brems- und Kuppelmechanismen lassen sich hydraulisch bzw. pneumatisch betätigen, wobei diese Betätigung automatisch erfolgen kann»

Die unterschiedliche Anordnung von Eingangs- und Aus« gangswelle macht es wünschenswert, möglichst viele einander gleiche Bauteile für die beiden Getriebetypen zu erhalten; auf diese Weise läßt sich hier die gesamte Anzahl unterschiedlicher zu fabrizierender Teile verringern und infolgedessen auch die Herstellungskosten jedes Stufengetriebes senken.

Der Hauptzweck der Erfindung besteht darin, ein für automatisches Schalten geeignetes Stufengetriebe zu schaffen, das sich mit geringen Änderungen für die eine oder die andere der beiden oben erwähnten Getriebetypen mit unterschiedlicher Anordnung von Eingangs- und Ausgangswelle verwenden läßto

Gegenstand der Erfindung ist ein für automatisches Schalten geeignetes Stufengetriebe mit einer Eingangsund einer Ausgangswelle, die entweder an einander gegenüberliegenden Enden oder an dem gleichen Ende des Getriebes angeordnet sind, und einem Planetengetriebe, das einen Zahnkranz, zwei koaxiale Mittelräder sowie einen Umlaufräderträger oder Steg enthält und von dessen Getriebeelementen eines fest mit der Ausgangswelle, die anderen mit Brems- und Kuppelmechanismen verbunden sind, deren wahlweises Einschalten das Einstellen eines geeigneten

20982 5/0783

— '3 —

Übersetzungsverhältnisses bestimmt 5 ein erfindungsgemäßes Getriebe dieser· Art ist gekennzeichnet durch zwei konzentrische Wfllenstücke, von denen das eine drehbar auf dem
anderen gelagert und das innere Stück fest mit einer Nabe einer ersten Kupplung und dem ersten Mittelrad verbunden
ist, während das äußere Wellenstück fest mit einer äußeren Scheibentiägerglocke der zweiten Kupplung und dem zweiten Mittelrad verbunden ist₉ wobei in jeder der beiden Getriebeausführungen Bauelemente einerseits eine Lagerung zwischen der Eingangswelle und demjenigen Ende des inneren Wellenstücks, in dessen Nähe sich die Nabe befindet, gewährleisten und andererseits axiale Anschläge für das elastische Rucks te 11 organ der ersten Kupplung und die beiden Wellenstücke bilden.

Bei einer erfindungsgemäßen Ausbildung des Stufengetriebes» bei dem die Eingangs- und die Ausgangswelle einander gegenüberliegen, erstreckt sich das Ende der Eingangswelle bis in das Innere des inneren Wellenstücks
über einen Abschnitt der Länge dieses Wellenstücks, und
die Bauelemente umfassen ein Zwischenelement, das drehfest mit der Eingangswelle verbunden ist und einen zylindrischen Teil sowie einen radialen Bund aufweist 5 der zylindrische Teil bildet eine Stützlagerfläche für das innere Wellenstück, während die beiden Stirnflächen des Radialbundes Anschlagflächen bilden, einerseits für das
elastische Rückführorgan des ersten Kupplungsmechanismus
und andererseits für die beiden Wellenstücke_β

Bei der zweiten Ausfuhrungsform des erfindungsgemäßen Stufengetriebes, bei der die Eingangs- und die Ausgangs-

2 0 9 8 2 5/0 78 3

welle an der gleichen Seite des Getriebes angeordnet sind, erstreckt sich die Eingangswelle in das innere Wellenstück über die gesamte Länge dieses Wellenstücks und trägt auf ihrem Umfang die Stützlagerfläche dieses Wellenstücks; die zusätzlichen Bauelemente umfassen einen Ringkörper, der auf dieser Eingangswelle befestigt ist und als Axialanschlag dient, einerseits für das elastische Rückstellorgan der ersten Kupplung und andererseits für die beiden Wellenstückeο

Nach einem weiteren Erfindungsmerkmal trägt das äußere Wellenstück die Nabe eines Freilaufniechanismus, und die Stüztlagerfläche zwischen dieser Nabe und dem Wellenstück ist schwimmend angeordnet, so daß Ausrichtungsfehler des inneren Wellenstücks ausgeglichen werden können; diese schwimmende Anordnung kann entweder dadurch erzielt sein, daß man ein geringes Spiel zwischen der Bohrung des Getriebegehäuses und dem äußeren Umfang des Bremszylinders vorsieht, der im Bereich des oder dicht am Freilaufmechanismus angeordnet und fest mit dem äußeren Ring dieses Mechanismus verbunden ist, oder indem man die Verbindung zwischen diesem äußeren Ring und dem Bremszylinder über einen elastischen Ring vorsieht, der die Möglichkeit hat, sich radial zu verformen,

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen ergeben, die in der Zeichnung veranschaulicht sind. In der Zeichnung zeigen;

209 825/07 8 3

Fig. 1 einen nur teilweise dargesteleten Axial-Längsschnitt durch ein Stufengetriebe gemäß der Erfindung, bei dem die Eingangs- und die Ausgangswelle einander gegenüberliegen;

Fig₀ 2 eine Darstellung analog der in Fig. 1, aber eines Stufengetriebes, in dem die Eingangsund die Ausgangswelle auf der gleichen Seite des Getriebes angeordnet sind;

Fig. 3 und FIg₀ k Einzelheiten der beiden Ausführungsvarianten nach Fig. 1 und Fig. 2.

Ein für automatisches Schalten geeignetes Stufengetriebe, wie es als Ausführungsbeispiel der Erfindung in Fig. 1 bzw. Fig. 2 dargestellt ist, umfaßt im wesentlichen, und wie an sich bekannt, in einem Getriebegehäuse C eine Eingangswelle 1A (Fig. 1) oder 1B (Fig. 2), die fest mit einer Scheibenträgerglocke 2 einer ersten Kupplung E1 verbunden ist, ferner eine zweite Kupplung E2, zwei Bremsmechanismen F1, F2, einen Freilauf EL und ein Planetengetriebe P, von dem bei der vorliegenden Ausführungsform ein äußerer Zahnkranz CP das mit der Ausgangswelle 3A bzwo 3B des Getriebes verbundene Planetengetriebeelement bildet.

Es erscheint nicht erforderlich, diese unterschiedlichen Teile des Getriebes im einzelnen zu beschreiben; es werden lediglich die für die Erläuterung der Wirkungsweise der Erfindung interessanten Bauteile im Laufe der folgenden Beschreibung erwähnt.

209825/0783

_ 6 —

Man erkennt beim Betrachten von Fig. 1 oder Fig. 2_t daß das Mittelrad PT drehfest mit einem rohrförmigen Wellenstück k verbunden ist, auf dem am gegenüberliegenden Ende eine Nabe 5 sitzt, welche eine der beiden Gruppen, von Kupplungsscheiben der Kupplung El trägt. Auf* diesem ersten Wellenstück ist drehbar ein zweites rohrförmiges Wellenstück 6 gelagert, mit dem drehfest verbunden sind% einerseits das Mittelrad P2 des Planetengetriebes und andererseits die Scheibenträgerglocke 7 der zweiten Kupplung E2. Auf diesem zweiten Wellenstück ist außerdem drehbar die Nabe 8 des Freilaufmechanismus gelagert, dessen äußerer Ring 9 mit einem Bremszylinder 10 verbunden isto

Bei der Ausführungsform nach Fig. t erkennt man, daß die Eingangswelle 1A des Getriebes in zwei festen Lagern 11, 12 drehgelagert ist und daß diese Welle einen abgesetzten Wellenteil aufweist, der in einem Wellenteil 13 mit Keilwellenprofil endet, vorher einen zylindrischen Zwischenteil 14, dann eine Schulter 15 und wiederum einen zylindrischen Teil 16 aufweist, auf dem der Kolben Ϊ7 des Kupplungsmechanismus E1 verschiebbar ist« Diese Eingangswelle 1A trägt - wie dies aus Fig. 1 ersichtlich ist eine Buchse 18, die mit Hilfe von Keilnuten 19, die dan Keilen des Keilprofils 13 angepaßt sind, fest mit der Eingangswelle gekuppelt ist und die einen zylindrischen Teil 20 und einen radialen Bund 21 hat. Der zylindrische Teil der Buchse 18 ist metallisiert und bildet eine Stützlagerfläche für das rohrförmige Wellenstück h_t während die beiden Seitenflächen 21a, 21b des radialen Bundes 21 als axiale Anschläge dienen, einerseits für die Rückführfeder 22 des Kolbens 1.7» die aus einer Tellerfeder oder

20 9825/0783

einer Membranfeder bestehen kann, und andererseits für die Welienstücke k und 6, welche die beiden Mittelräder P1 und P2 tragen.

Der axiale Anschlag der rohrförmigen Wellenstücke h und 6 dient dazu, die Kräfte aufzunehmen, die auf diese Wellenstücke von den Mittelrädern P1 und P2 beim Antrieb des Mechanismus in der Richtung von diesen Rädern zum Motor ausgeübt werden; es handelt sich also um einen "Rückanschlag", der einem Betrieb mit Motorbremse entspricht« Dieser Anschlag wird für das äußere Wellenstück 6 über die Nabe 5 der Kupplung E1 wirksam«,

Es sei noch darauf hingewiesen, daß ein Spiel j zwischen dem Bremszylinder 10 und dem Gehäuse vorgesehen ist.

Aus der Fig_o 2 erkennt man, daß die meisten Teile, die soeben beschrieben wurden, sich auch in gleicher Form in einem Stufengetriebe wiederfinden, bei dem die Eingangswelle IB und die Ausgangswelle 3B auf der gleichen Seite des Getriebegehäuses angeordnet sind; bei diesem Ausführungsbeispiel rechts in der Fig. 2. Diese gemeinsamen Bauteile tragen selbstverständlich gleiche Bezugszeichen. Die Eingangswelle durchsetzt das innere Wellenstück k und tritt - bei der Darstellung der Zeichnung - an dessen linkem Ende aus; dies-Antriebswellenende iet drehbar auf einem zylindrischen Zapfen 23 gelagert, der von dem Enddeckel 2k des Gehäuses getragen wird. Dieses Wellenende ist weiterhin fest mit der Scheibenträgerglocke 2 verbunden und bildet, wie in dem vorhergehenden' Fall, eine zylindrische Fläche 25, auf der axial verschiebbar der

209825/0783

Kolben 17 der Kupplung E1 gelagert ist. Ein Ring 26 mit S-förmigem Querschnitt ist auf diesen Teil der Eingangswelle aufgezogen und mit Hilfe eines Sprengringes 27 festgelegt; der Ring 26 dient als Anschlag für die Rückführfeder 22 des Kolbens der Kupplung und wirkt weiterhin als Abstützung für ein Nadelspurlager 28, das den Gleitflächenanschlag des ersten Ausführungsbeispiels ersetzt» In demjenigen Teil, der dem linken Ende des inneren Wellenstükkes k gegenüberliegt, ist die Eingangswelle 1B metallisiert, sie bildet eine Stützlagerfläche 29 für dieses Wellenstück«,

In der Flg. 2 isb weiterhin eine geringfügige Variante vorgesehen, die den schwimmenden Einbau der Stützfläche zwischen der Nabe 8 des Freilaufs und dem Bremszylinder möglich macht. Während bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 dieses Ergebnis dadurch erhalten wurde, daß man ein Spiel j zwischen dem äußeren Umfang des Bremszylinders 10 und der inneren Wand des Getriebegehäuses vorsah, erzielt man bei dieser zweiten Variante das gleiche Ergebnis dadurch, daß man zwischen dem äußeren Ring 9 des Freilaufmechanismus und dem Bremszylinder 10 ein elastisches Zwischenglied 30 mit einem abgeflachten S-Querschnitt einfügt, dessen Ränder einerseits an den äußeren Ring und andererseits an den Zylinder angeschweißt sind, und das infolgedessen geeignet ist, das Drehmoment zwischen diesen beiden Elementen mit der Möglichkeit eines Axialspiels zu übertragen.

Was die Arbeitsweise der beiden Stufengetriebe angeht, so dürfte es unnötig sein, die kinematische Kette

2 0 ü ü .:'^!) / 0 7 {\ 3

im einzelnen zu beschreiben, die es gestattet, zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle das Übersetzungsverhältnis in geeigneter Weise einzustellen; es sollen lediglich diejenigen Punkte klargelegt werden, die unmittelbar die erfindungsgemäße Ausbildung betreffen.

Man bemerkt, daß bei den beiden Ausführungsbeispielen die Stützlagerfläche 20 bzw. 29 des inneren Wellenteils 4 auf der Eingangswelle genügend nahe der Abstützlagerung dieser Eingangswelle im Gehäuse liegt, einer Abstützlagerung, die im F_all der Fig. 1 durch das Lager 12 und im Fall der Fig_o 2 durch den Zapfen 23 gebildet wird, so daß die von dem Lager 12 bzw_o dem Zapfen 23 aufzunehmenden Kräfte möglichst gering werden und geometrische Abweichungen oder Ausrichtungsfehler des Lagers 20, die von unvermeidbaren Spielen in den Lagern 11 und 12 herrühren können, ebenfalls sehr klein bleiben,. Weiterhin ist die Lage dieser Stützlagerzone (20 bzw. 29) zwischen der Eingangswelle und dem Zwischenwellenstück unter Berücksichtigung des Kennzeichens der schwimmenden Montage der Stützfläche zwischen dem äußeren W_ellenstück 6 und dem Gehäuse C durchaus geeignet, gewisse Ausrichtungsfehler der Achse und des Wellenstücks 4 zuzulassen, die beispielsweise in der Größenordnung von 5/100 mm liegen.,

Man bemerkt ferner, daß im Fall der Fig. 1 die vorgeschlagene technische Lösung besonders interessant ist, da nur ein einziger Bauteil, nämlich die Buchse 18 mit ihrem Endbund, es gestattet, gleichzeitig die Aufgabe der Stützlagerung des Zwischenwellenstücks, die Aufgabe des axialen Anschlages für das elastische Ruckstellorgan des Kolbens

209825/078 3

der Kupplung und des Anschlags für die beiden Wellenstücke zu lösen, die bei der Drehmomentübertragung in Richtung von den Rädern zum Motor, d. h, bei Fahrt mit Motorbremse, dazu neigen, bei der Anordnung nach der Figur nach links verschoben zu werden.

Man bemerkt weiterhin, daß die axialen Abmessungen dieser Buchse auf der Höhe des Bundes 21 ganz wesentlich kleiner sind als wenn man einen elastischen Sprengring hätte benutzen müssen, der in eine Nut der Welle eingreift, um den Anschlag für die Teller- oder Membranfeder 22 zu bilden, und außerdem noch einen besonderen Anschlagring oder Bund, um die Kräfte aufzunehmen, die von den Mittelrädern P1 und P2 auf die Wellenstücke k bzw« 6 übertragen werden.

Man weiß andererseits, daß es außerordentlich schwierig ist, für derartige Anschlagringe einen geometrisch exakten Lauf zu erzielen, bei dem die Radialfläche genau senkrecht zur Achse des Getriebes ist.

Die eingangs genannte Aufgabe ist überdies sehr gut gelöst, da die einzigen Bauteile, die in den beiden Stufengetrieben nach den Fig„ 1 und 2 voneinander abzeichen, die folgenden sind·, die Eingangswelle, der Endlagerdeckel des Gehäuses und die Bauelemente für die axiale Abstützung (21 in der Fig. 1 und 26 in der Fig. 2); sämtliche anderen Bauelemente können genau gleich ausgeführt werden»

Die Variante nach Fig. 3 bezieht sich auf die Verwendung von Stützringen 31 in einem Stufengetriebe mit Ein-

2 0 9 ß 2 b I 0 7 Π 3

und Ausgang an einander gegenüberliegenden Enden; die Stützringe 31 ersetzen die metallisierten Lagerflächen in den Fig. 1 und 2. Diese Stützringe haben die Eigenheit, daß sie bei 32 über einen Teil ihrer Länge mit Einschnitten oder Zähnen versehen sind, so daß sie das Hindurchtreteri der hydraulischen Flüssigkeit in Richtung auf die Betätigungsvorrichtung bzw. den Druckraum für das Betätigen der Kupplung E2 zulassen, und dennoch die einwandfreie Lagerungsabstützung zwischen dem Wellenstück h und der Buchse 18 über eine genügend große, nur wenig von dem Lager 12 entfernte Stelle gewährleisten»

Nach einer anderen Variante, die in Fig» h dargestellt ist, benutzt, man nicht mit Zähnen oder Nuten versehene Stützringe 33? Durchtrittskanäle 3h, die in dem Wellenstück h vorgesehen sind, verlaufen dann schräg geneigt, so daß es nicht notwendig ist, eine große Verringerung der Länge der Stützringe in Kauf zu nehmen.

Bei den unterschiedlichen, soeben beschriebenen Ausführungsmöglichkeiten wurde die Anwendung der Erfindung nur für Stufengetriebe einer bestimmten Bauart geschildert, bei der die Scheibenträgerglocken 2 und h der Kupplungen E1 und E2 einander gegenüber angeordnet sind und bei der das Planetengetriebe P ein Getriebe der Bauart "Ravigneaux I" ist; es sollte jedoch klar sein, daß die Erfindung auch bei Stufengetrieben abweichender Grundkonzeption benutzt werden kann, wobei die gleichen Vorteile und insbesondere eine wesentlich bessere Vereinheitlichung für an sich gleiche Getriebe mit unterschiedlichen Anordnungen für die Eingangsund Ausgangswelle erreichbar sind.

2 0 9 ü '.'.>/ U 7 8 3

Claims

Patentansprüche

iy Für automatisches Schalten geeignetes Stufengetriebe mit einer Eingangs- und einer Ausgangswelle, die entweder an einander gegenüberliegenden Enden oder an dem gleichen Ende des Getriebes angeordnet sind, und einem Planetengetriebe, das einen Zahnkranz, zwei koaxiale Mittelräder sowie einen Umlaufträger oder Steg enthält und von dessen Getriebeelementen eines fest mit der Ausgangswelle, die anderen mit Brems- und Kuppelmechanismen verbunden sind, deren wahlweises Einschalten das Einstellen eines geeigneten Übersetzungsverhältnisses bestimmt, gekennzeichnet durch zwei konzentrische Wellenstücke (4; 6), von denen das eine (6) drehbar auf dem anderen (4) gelagert und das innere Stück (4) fest mit einer Nabe (5) der ersten Kupplung (El) und dem ersten Mittelrad (Pi) verbunden 1st, während das äußere Wellenstück (6) fest mit einer äußeren Scheibenträgerglocke (7) der zweiten Kupplung (E2) und dem zweiten Mittelrad (P2) verbunden ist, wobei in jeder der beiden Getriebeausführungen Bauelemente einerseits eine Lagerung (i4, 21 bzw. 23) zwischen der Eingangswelle (1A bzw. 1B) und demjenigen Ende des inneren Wellenstücks, in dessen Nähe sich die Nabe (5) befindet, und andererseits axiale Anschläge des elastischen Rückstellorgans (22) der ersten Kupplung und der beiden Wellenstücke bildenc
2. Getriebe nach Anspruch 1, bei dem die Eingangs- und Ausgangswelle einander gegenüberliegen, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende der Eingangswelle (1A) sich in das innere Welloris tück (4) über einen Teil der Länge dieses

2 U 9 8 ; !j / 0 7 B 3

2159857

Wellenstücks hinein erstreckt und die Bauelemente ein Zwischenbauteil (Buchse 18) umfassen, das drehfest mit der Eingangswelle- verbunden ist und einen zylindrischen Teil sowie einen radialen Bund (21 ) aufweist, von denen der zylindrische Teil eine Stützlagerfläche für das innere Wellenstück (4) bildet, während die beiden Seitenflächen (21a, 21b) des Bundes die axialen Stützflächen bilden, einerseits für das elastische Rückführorgan (22) der ersten Kupplung (El) und andererseits für die beiden Wellenstücke (4j 6)₀

3o Getriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet„ daß der zylindrische Teil (2θ) des Zwischenbauteils (Buchse 18) metallisiert ist, um die Stützlagerung zu bilden_o

4_O Getriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Teil (20) des Zwischenbauteils (Buchse 18) einen Ring (31) trägt, der als Lagerung für das innere hohle Wellenstück (4) dient (Fig. 3)_o

5· Getriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (3 t) auf einem Teil seiner Länge mit Riefen oder Rillen (32) versehen ist, die einen Durchlaß für die hydraulische Flüssigkeit in Richtung auf einen radialen Kanal bilden, der in dem zylindrischen Teil (20) des Zwischenbauteil, s ( 18) vorgesehen ist (Fig.j)..

b., Getriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (3J) voll ist und ein geneigter Durchlaßkanal in dem 'zylindrischen Teil (2C)) vorgesehen ist (Fig- 4)

2 0 9 8 2 l> I (J 7 8 3

7. Getriebe nach Anspruch 1, bei dem die Eingangs- und die Ausgangswelle an dem gleichen Ende des Gehäuses vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangswelle (ib) sich in das innere Wellenstück (4) über dessen ganze Länge erstreckt und drehbar auf einem Lagerzapfen (23) gelagert ist, der fest mit einem Enddeckel (24) des Getriebegehäuses (c) verbunden ist, wobei die zusätzlichen Bauelemente eine Lagerfläche (29) am Umfang der Eingangs welle und einen auf dieser Eingangswelle befestigten Ring (26) bilden»

8. Getriebe nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (8) des Freilaufmechanismus (RL) drehbar auf dem äußeren Wellenstück (6) und schwimmend angeordnet ist_t

9. Getriebe nach Anspruch 8_t dadurch gekennzeichnet, daß die schwimmende Anordnung durch Einhalten eines Spiels ( j ) zwischen dem Gehäuse und einem Bremszylinder (10) erzielt wird, der fest mit dem äußeren Ring (9) des Freilaufmechanismus (RL) verbunden ist.

10. Getriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die schwimmende Anordnung durch Einschalten tiini-.s Rings ('30) mit S-förmigoin Querschnitt zwischen dam Ilremszylinder (H)) und dein Au/ienring (9) des Ft oi 1 aufnu;c.harn .->inns (RL) erzielt ist.

BAD ORIGINAL

2 0 9 8.. j, / (I 783

is*

Le e rs e

ite