DE2403377B2

DE2403377B2 - Multi-speed planetary gear change gear

Info

Publication number: DE2403377B2
Application number: DE19742403377
Authority: DE
Inventors: Rudi Reppert; Franz Xaver Zaunberger
Original assignee: Zahnraederfabrik Renk AG
Current assignee: Renk GmbH
Priority date: 1974-01-24
Filing date: 1974-01-24
Publication date: 1980-07-10
Also published as: DE2403377A1

Description

die Erfindung betrifft ein Mehrgang-Umlaufräder-Wcchsclgctriebe mit drei durch Schaltbremsen beeinflußbaren, in ihrer Dimension gleichen dreigliedrigen Umlaufrädersätzen und einer das Getriebe blockierenden Direktgangkupplung, bei dem der Planetenradträ- v> gcr des mittleren Umlaufrädersatzes mit dem jeweils äußeren Zentralrad des abtriebsseitigen und des antriebsseitigen Umlaufrädersatzes sowie die Antriebswelle mit den inneren Zentralrädern des mittleren und abtricbsseiligen Umlaufrädersatzes und einem dritten ^w» Glied des antriebsseitigen Umlaufrädersatzcs verbunden ist, wobei .Schaltbremsen auf die beiden äußeren Zcntralräder des mittleren und des übtriebsscitigen Umlaufrädcrsal/.es und auf das aniriebsseiligc innere Zcntralra'l wirken, und der erste Gang durch Festhalten ^h"' des äußeren Zentralrades und Antreiben des inneren Zentralrades am abtriebsseitigen Umlaufrädersatz bestimmt ist, sowie die anderen Gänge ml Ausnahme des Direktganges durch Drehzahl-Überlagerung an den beiden Zentralrädern des abtriebsseitigen Umlaufrädersatzes bestimmt sind.The invention relates to a multi-speed epicyclic Wcchsclgctriebe influenced with three by switching brake, in its dimension tripartite epicyclic gear sets and the transmission same blocking direct clutch, wherein the Planetenradträ- v> gcr the central epicyclic gear set with the respective outer central wheel of the driven-side and drive-side epicyclic gear set and the drive shaft with the inner central wheels of the middle and abtricbsseiligen epicyclic gear set and a third ^w "member of the driving side Umlaufrädersatzcs, said .Schaltbremsen on the two outer Zcntralräder middle and übtriebsscitigen Umlaufrädcrsal / .es and act on the aniriebsseiligc inner Zcntralra'l , and the first gear is determined by holding ^h "'of the outer central gear and driving the inner central gear on the output-side planetary gear set, as well as the other gears ml with the exception of the direct gear by superimposed speed on the two n central gears of the output-side planetary gear set are determined.

Ein bekanntes Getriebe dieser Art (DE-AS 10 64 820) weist vier Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang auf, wobei der Planetenräderträger des antriebsseitigen Umlaufrädersatzes mit dem äußeren Zentralrad des mittleren Umlaufrädersatzes verbunden ist.A known transmission of this type (DE-AS 10 64 820) has four forward gears and one reverse gear, the planetary gear carrier being the drive-side Revolving gear set is connected to the outer central gear of the middle epicyclic gear set.

Ferner ist ein Fünf-Gang-Getriebe mit zusätzlichem Rückwärtsgang bekannt (DE-OS 20 65 393), bei welchem drei Kupplungen und drei Bremsen sowie eine Einwegbremse erforderlich sind Der Vierte Gang ist als Direktgang, der fünfte Gang als Schnellgang ausgelegtFurthermore, a five-speed transmission with an additional reverse gear is known (DE-OS 20 65 393), in which Three clutches and three brakes as well as a one-way brake are required. Fourth gear is considered Direct gear, the fifth gear designed as an overdrive

Weiter ist ein Mehrgang-Planetenräder-Weehselgetnebe in sogenannter Gruppenbauart bekannt, welches an sich aus einem Dreigang-Planetenräder-Wechselgetriebe besieht, bei dem zwei innere Zentralräder mit dem Planetenradträger eines dritten Umlaufrädersatzes gekoppelt sind (US-PS 30 96 666).Next is a multi-speed planetary gear Weehselgetnebe known in the so-called group design, which itself consists of a three-speed planetary gear change transmission viewed, in which two inner central gears with the planet carrier of a third planetary gear set are coupled (U.S. Patent 3,096,666).

Durch die. Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, ein voll !astschaitbarcs Vicrgang-Umiaufräderwechselgetriebe zu schaffen, welches bei relativ geringem konstruktiven und schaltungstechnischen Aufwand ermöglicht, den dritten Gang als Direktgang und den vierten Gang als Schnellgang zu gestalten.Through the. Invention, the object is to be achieved, a fully! to create, which with relatively little construction and circuitry effort allows third gear to be designed as a direct gear and fourth gear as an overdrive.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das mit den inneren Zentralrädern des mittleren und des abtriebsseitigen Umlaufrädersatzes gekoppelte dritte Glied des antriebsseitigen Umlaufrädersatzes der Planefenradträger istThis object is achieved according to the invention in that the with the inner central gears of the the middle and the driven-side epicyclic gear set coupled third link of the drive-side epicyclic gear set the planetary wheel carrier is

Die Erfindung weist mehrere Vorteile auf: Wesentlich ist, daß bei einem Viergang-Umlaufräder-Wechselgetriebe der dritte Gang als Direktgang und der vierte Gang als Schnellgang ausgelegt werden kann. Durch besondere Anordnung der Umlaufräder selbst wird darüber hinaus eine sinnvolle Abstufung der einzelnen Übersetzungen erzielt. Durch eine Leistungsteilung im zweiten, dritten und vierten Gang ergibt sich eine längere Lebensdauer bzw. die Getröbeelemente können geringer dimensioniert werden. Die im Kraftfluß liegenden Getriebeelemente weisen zueinander nur eine geringe Relativgeschwindigkeit auf, was sich auf den Wirkungsgrad günstig auswirkt. Die Getrieberäder mindestens des antriebsseitigen und des mittleren Umlaufrädersatzes können gleiche Abmessungen haben, was ohne Funktionsnachteile zu einer günstigeren Fertigung und Lagerhaltung führt.The invention has several advantages: It is essential that in a four-speed epicyclic gear change transmission the third gear can be designed as a direct gear and the fourth gear as an overdrive gear. By In addition, the special arrangement of the planetary gears themselves is a meaningful gradation of the individual Translations achieved. A division of power in the second, third and fourth gear results in one longer service life or the trough elements can be dimensioned smaller. The ones in the power flow lying gear elements have only a low relative speed to one another, which is evident has a favorable effect on efficiency. The gear wheels at least on the drive side and the middle Revolving gears can have the same dimensions, which results in a cheaper one without any functional disadvantages Manufacturing and warehousing leads.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten. Zwei Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung als Beispiele dargestellt. Es zeigtFurther features of the invention are contained in the subclaims. Two embodiments of the invention are shown in the drawing as examples. It shows

Fig. I eine Schemadarstellung eines Viergang-Umlaufräder-Wechselgetriebes nach der Erfindung,Fig. I is a schematic representation of a four-speed planetary gear change transmission according to the invention,

Fig.2 eine ähnliche Schemadarstellung mit anderer Anordnung der das Getriebe blockierenden Kupplung,2 shows a similar schematic diagram with another Arrangement of the clutch blocking the transmission,

Fig.3 einen schematischen Längsschnitt durch den antriebsseitigen Umlaufrädersatz mit kombinierter Kupplung und Bremse.3 shows a schematic longitudinal section through the Drive-side planetary gear set with combined clutch and brake.

Fig. 1 zeigt ein Viergang-Umlaufräder-Wechselgetriebe mit drei durch Schaltbremsen 6, 7, 8 beeinflußbaren Umlaufrädcrsälzen 3,4, 5, einer Antriebswelle I und einer Abtriebswelle 2. Das antriebsseitige Umlaufräderpaar 3 besteht aus dem inneren Zentralrad 10. den Umlaufrädern Il und dem äußeren Zentralrad 12 mit dem Sieg 19. Der mittlere Umlaufrädersat/. 4 weist das innere Zcntralrad 1.3. die Umlaufräder 14 und das äußere Zentralrad 15 mit dem Steg 20 auf. Der ablriebsseitige Umlaufrädersat/ 5 enthält das innereFig. 1 shows a four-speed epicyclic gear change transmission with three can be influenced by shift brakes 6, 7, 8 Umlaufrädcrsälzen 3, 4, 5, a drive shaft I and an output shaft 2. The pair of rotating gears on the drive side 3 consists of the inner central gear 10. the planetary gears II and the outer central gear 12 with the victory 19. The middle Umlaufrädersat /. 4 has the inner Zcntralrad 1.3. the planet gears 14 and the outer central wheel 15 with the web 20 on. The planetary gear set / 5 on the wear side contains the inner

Zentralrad 16, die Umlaufräder 17 und das äußere Zentralrad 18 mit dem Steg 21, Die Kupplung 9 ist zwischen der Antriebswelle 1 und dem Steg 20 des mittleren Umlaufrädersatzes 4 angeordnet. Die Schaltbremse 6 des ersten Ganges wirkt auf das äußere Zentralrad 18 des abtriebsseitigen Umlaufrädersatzes 5. Die Schaltbremse 7 des zweiten Ganges wirkt auf das äußere Zentralrad 15 des mittleren Umlaufrädersatzes 4. Die Schaltbrette 8 für den vierten Gang ist hingegen mit dem inneren Zentralrad 10 des abtriebsseitigen Umlaufrädersatzes 3 verbunden. Der dritte Gang wird über die Kupplung 9 eingeschaltet, welche zwischen der Antriebswelle 1 und dem Steg 20 des mittleren Umlaufrädersatzes 4 angeordnet istCentral wheel 16, the planetary wheels 17 and the outer central wheel 18 with the web 21, the clutch 9 is arranged between the drive shaft 1 and the web 20 of the middle planetary gear set 4. The shift brake 6 of the first gear acts on the outer central gear 18 of the planetary gear set 5 on the output side. The shift brake 7 of the second gear acts on the outer central wheel 15 of the middle planetary gear set 4. The shift board 8 for the fourth gear, however, is with the inner central gear 10 of the output side Revolving gear set 3 connected. The third gear is switched on via the clutch 9, which is between the Drive shaft 1 and the web 20 of the middle planetary gear set 4 is arranged

In Fig.2 ist die Kupplung 9 zwischen die Antriebswelle 1 und dem abbremsbaren inneren Zentrairad 10 des antriebsseitigen Umlaufrädersatzes 3 verlegt, wobei davon ausgegangen wird, daß ein Reibscheibenträger 22 für die Schaltbremse 8 gleichzeitig Träger von Teilen der Kupplung 9 ist.In Figure 2, the coupling 9 is between the drive shaft 1 and the brakable inner central wheel 10 of the drive-side planetary gear set 3 relocated, wherein It is assumed that a friction disk carrier 22 for the shift brake 8 is also a carrier of parts the clutch 9 is.

Bei den Ausführungsbeispieien der F i g. i und 2 sind einerseits die äußeren Zentralräder 12 und 1& mit dem Steg 20 und andererseits die Antriebswelle 1 mit den inneren Zentralrädern 13 und 16 sowie mit dem Steg 19 verbunden. Unter dieser »Bindung« wird die drehschlüssige Verbindung der einzelnen bezeichneten Teile verstanden.In the exemplary embodiments of FIGS. i and 2 are on the one hand the outer central gears 12 and 1 & with the web 20 and on the other hand the drive shaft 1 with the inner central gears 13 and 16 and connected to the web 19. This "bond" is the rotationally locked Understood connection of the individual designated parts.

Die Funktion des Getriebes gemäß F i g. 1 und 2 ist folgende:The function of the transmission according to FIG. 1 and 2 is the following:

I.Gang1st gear

Die Schaltbremse 6 ist geschlossen, während die Schaltbremse 7 und 8 sowie die Kupplung 9 geöffnet sind. Damit laufen die Umlaufrädersätze 3, 4 leer mit, während das äußere Zentralrad 18 still steht. Der Antrieb erfolgt über die Antriebswelle 1 und das innere Zentralrad 16 auf die Umlaufräder 17, die dem Steg 21 und damit der Abtriebswelle 2 eine ins Langsame übersetzte Drehzahl vermitteln.The switching brake 6 is closed, while the switching brakes 7 and 8 and the clutch 9 are open are. The planetary gear sets 3, 4 thus run along idle while the outer central gear 18 is stationary. Of the Drive takes place via the drive shaft 1 and the inner central gear 16 on the planetary gears 17, which the web 21 and thus convey to the output shaft 2 a speed translated into slow speed.

2. Gang2nd gear

Die Schaltbremse 7 ist geschlossen, während die Schaltbremsen 6, 8 und die Kupplung 9 geöffnet sind. Dadurch wird das äußere Zentralrad 15 des mittleren Umlaufrädersatzes 4 stillgesetzt. Über die Antriebswel-Ie 1 wird das innere Zentralrad 13 des mittleren Umlaufrädersatzes 4 ebenso wie das innere Zentralrad 16 des abtriebsseitigen Umiaufrädersatzes 5 angelrieben. Dadurch wird einerseits der Steg 20 des mittleren Umlaufträgersatzes 4 gegenüber dem feststehenden äußeren Zentralrad 15 in Rotation versetzt, währenddessen andererseits über das innere Zentralrad 16 die Umlaufräder 17 angetrieben werden. Es erfolgt somit eine Geschwindigkeitsüberlagerung im Bereich der Umlaufräder 17 einerseits durch das innere Zentralraci 16 und andererseits durch das äußere Zentralrad 18, das eine körperliche Einheit mit dem Steg 20 bildet. Dadurch wird eine unter Leistungsverzeigimg stehende Übersetzung geschaffen, die zwischen der Übersetzung des ersten Ganges und dem Direktgang liegt.The shift brake 7 is closed while the shift brakes 6, 8 and the clutch 9 are open. As a result, the outer central wheel 15 of the middle planetary gear set 4 is stopped. About the drive shaft Ie 1 becomes the inner central wheel 13 of the middle planetary gear set 4 as well as the inner central wheel 16 of the set of circumferential wheels 5 on the output side. As a result, on the one hand, the web 20 of the middle Revolving carrier set 4 with respect to the fixed outer central wheel 15 in rotation, meanwhile on the other hand, the planetary gears 17 are driven via the inner central wheel 16. It thus takes place a speed superposition in the area of the planetary gears 17 on the one hand by the inner Zentralraci 16 and, on the other hand, by the outer central wheel 18, which forms a physical unit with the web 20. This creates one that is under performance Translation created that lies between the translation of the first gear and the direct gear.

J.GangJ. Gang

Bei der Einschaltung des drillen Ganges wird die Kupplung 9 geschlossen, wohingegen sämtliche Schaltbremsen 6, 7,8 offen si^d. Heim Ausfiihriingsbeispicl der I·' 1 g. I werden dadurch dnc Steg 20 und die AntriebswelIe 1 miteinander gebunden. Infolgedessen läuft der Steg 21 in der gleichen Drehzahl und gleichen Drehrichtung wie die Antriebswelle 1 um. Beim Ausführungsbeispiel der F i g. 2 wird die Antriebswelle 1 mit dem inneren Zentralrad 10 durch die Kupplung 9 drehstarr verbunden. Da aber auch der Steg 19 mit der Antriebswelle 1 drehschlüssig verbunden ist, wirkt das Getriebe wie eine Zahnradkupplung mit der Folge, daß sämtliche Umlaufrädersätze 3, 4, 5 gegeneinanderWhen engaging the third gear, the clutch 9 is closed, whereas all the shift brakes 6, 7,8 open si ^ d. Home execution examples of the I · '1 g. I thereby become dnc web 20 and the drive shaft 1 bound together. As a result, the web 21 runs in the same speed and the same direction of rotation like the drive shaft 1 around. In the embodiment of FIG. 2 is the drive shaft 1 with the inner Central wheel 10 connected in a rotationally rigid manner by coupling 9. But since the web 19 with the Drive shaft 1 is rotationally connected, the transmission acts like a gear clutch with the result that all planetary gear sets 3, 4, 5 against each other

ίο gesperrt sind und die Abtriebswelle 2 mit der gleichen Drehzahl wie die Antriebswelle 1 angetrieben wird.ίο are locked and the output shaft 2 with the same Speed as the drive shaft 1 is driven.

Die Einschaltung der Kupplung 9 bedingt also einen direkten Gang im Übersetzungsverhältnis 1:1.The engagement of the clutch 9 therefore requires a direct gear with a transmission ratio of 1: 1.

4. Gang4th gear

Beim vierten Gang wird die Schaltbremse 8 geschlossen. Die übrigen Schaltbremsen 6. 7 und die Kupplung 9 sind hingegen geöffnet. Dadurch wird das innere Zentralrad 10 des antriebsseitigen Umlaufrädersatzes 3 stillgesetzt. Der Antrieb «rfolgt von der Antriebswelle 1 über den Steg 19 au': das äußere Zentralrad 12, welches bekanntlich eine körperliche Einheit mit dem Steg 20 und dem äußeren Zentralrad 18 des abtriebsseitigen Umlaufrädersatzes 5 bildet. DieIn fourth gear, the shift brake 8 is closed. The remaining shift brakes 6. 7 and the Clutch 9, however, are open. This becomes the inner central wheel 10 of the planetary gear set on the drive side 3 shut down. The drive follows from the drive shaft 1 via the web 19: the outer one Central wheel 12, which is known to be a physical unit with the web 20 and the outer central wheel 18 of the planetary gear set 5 on the output side. the

2"> Umlaufender 17des abtriebsseitigen Umlaufrädersatzes 5 erfahren somit eine Geschwindigkeitsüberlagerung, indem sie einerseits von innen vom inneren Zentralrad 16 und von außen vom äußeren Zentralrad 18 gleichsinnig angetrieben werden. Dadurch ergibt sich2 "> Circumferential 17 of the set of epicyclic gears on the output side 5 thus experience a speed superposition by on the one hand from the inside of the inner central wheel 16 and are driven in the same direction from the outside by the outer central wheel 18. This results in

)» am Steg 21 und demgemäß an der Abtriebswelle 2, bezogen auf die Antriebsdrehzahl der Antriebswelle 1 eine Übersetzung ins Schnelle.) »On the web 21 and accordingly on the output shaft 2, based on the drive speed of the drive shaft 1, a translation into high speed.

Bei allen Ausführungsbeispielen wird die Abtriebswelle 2 gleichsinnig zur Antriebswelle 1 angetrieben. In all exemplary embodiments, the output shaft 2 is driven in the same direction as the drive shaft 1.

f"> Darüberhinaus ergibt sich ein besonderer Vorteil dadurch, daß die Räder der Umlaufrädersätze 3 und 4 zueinander gleiche Dimensionen aufweisen können; dies bedeutet, daß die inneren Zentralräder 10 uud 13, die Umiaufräder 11 und 14 sowie die äußerenf "> In addition, there is a particular advantage in that the wheels of the planetary gear sets 3 and 4 can have mutually identical dimensions; This means that the inner central gears 10 and 13, the Umiaufräder 11 and 14 and the outer

··'· Zentralräder 12, 15 den gleichen Durchmesser und somk die gleiche Zähnezahl besitzen können. Die Herstellung und Lagerhaltung wird demnach vereinfacht, ohne daß sich Nachteile in bezug auf den Übersetzungsbereich des gesamten Wechselgetriebes·· '· Central gears 12, 15 the same diameter and somk can have the same number of teeth. The production and storage is therefore simplified, without any disadvantages in terms of the ratio range of the entire gearbox

t") ergeben.t ").

In Fig. 3 ist eine besondere Anordnung und Ausgestaltung der Kupplung 9 gezeigt. Danach befindet sich die Kupplung 9 zwischen dem inneren Zentralrad 10 und dem äußeren Zentralrad 12 des antriebsseitigenIn Fig. 3 is a particular arrangement and Design of the coupling 9 is shown. The clutch 9 is then located between the inner central wheel 10 and the outer central wheel 12 of the drive-side

>» Umlaufrädersatzes 3. und zwar vor dem Bereich, den die Umlaufräder 11 einnehmen.> »Rotary gear set 3. in front of the area that the Take the planet gears 11.

Demgemäß sind die Zahnradkränze der Zentralräder 10, 12 ι ;rbreitert ausgebildet, damit in der Verzahnung, die ursprünglich für die Umlaufräder Il vorgesehen ist,Accordingly, the ring gears of the central gears 10, 12 ι; rbreitert formed so that in the toothing, which is originally intended for the planetary gears II,

'■"> auch die Reibscheiben 23 der Kupplung S geführt werden können. Diese Reibscheiben 24 werden beidscits von einer Haltescheibe 23 und einem Reibscheibenträger 22 begrenzt, wobei der Reibscheibenträger 22 radial verlängert ist und außenseitigThe friction disks 23 of the clutch S are also guided can be. These friction disks 24 are both bits of a retaining disk 23 and a Friction disk carrier 22 limited, the friction disk carrier 22 being extended radially and on the outside

^h" Lamellen zur Bildung der Sehaltbrerme 8 trägt. Außerdem weist der Reibscheibenträger ?.2 einen Kolben 25 /ur Betätigung der Kupplum: 9 auf. ^h "carries lamellae to form the holding brake 8. In addition, the friction disk carrier ? .2 has a piston 25 / for actuating the clutch 9.

Durch diese Kombination wesentlicher Bauelemente der Kupplung 9 und der Schaliliremse 8 wird eine " Vereinfachung der konstruktiven Ausführung und der Schaltung erreicht.This combination of essential components of the clutch 9 and the Schaliliremse 8 is a "Simplification of the structural design and the circuit achieved.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Multi-speed circulation gears change gear with three can be influenced by shift brakes, in their ι Dimensions of the same three-part planetary gear sets and a direct-drive clutch blocking the gearbox, in which the planetary gear carrier of the middle planetary gear set with the outer one Central gear of the output side and the drive ι ο roped planetary gear set as well as the drive shaft with the inner central gears of the middle and output-side planetary gear set and a third member of the drive-side planetary gear set is connected, with shift brakes on the two outer central gears of the middle and the The output-side planetary gear set and act on the drive-side inner central gear, and the first gear by holding the outer central wheel and driving the inner central wheel on output gear set is determined as well as the other gears with the exception of the direct gear by superimposing the speed on the two central gears of the planetary gear set on the output side are determined, characterized in that the with the inner central wheels (13, 16) of the middle and the output-side epicyclic gear set (4, 5) coupled third link of the drive-side Revolving gear set (3) is the planetary gear carrier (19). · «Ι

2. Change gear according to claim 1, characterized in that the direct gear clutch (9) / wiping the inner central, ad (16) of the drive shaft (1) and the outer center gear (18) of the output-side Umlaufrädersaü.js (5) arranged « is.

i. Change gear according to claim 1 or 2, characterized in that the direct gear clutch (9) is arranged between the drive shaft (1) and the inner central gear (10) of the drive-side rotating gear set (3).

4. change gear according to claim 1 or 2, characterized in that the direct gear clutch (9) between the two Zcntralrifte (10, 12) of the set of rotating gears (3) on the drive side ■ »'» net is.