DE2619895C3

DE2619895C3 - Mehrgängiges Umlaufrädergetriebe

Info

Publication number: DE2619895C3
Application number: DE2619895A
Authority: DE
Inventors: Guenter Johannes Sterling Heights Mich. Neumann
Original assignee: Borg Warner Corp
Current assignee: Borg Warner Corp
Priority date: 1975-05-05
Filing date: 1976-05-05
Publication date: 1982-03-25
Also published as: JPS5944532B2; GB1488467A; DE2619895A1; SE428000B; AU1318276A; AU501000B2; JPS51133663A; IT1060274B; DE2619895B2; US3977272A; SE7605106L; CA1041794A; FR2310237B1; FR2310237A1; BR7602789A

Description

Die Erfindung betrifft ein mehrgängiges Umlaufrädergetriebe, dessen Eingangswelle über zwei Kupplungen mit den Umlaufradsätzen verbunden ist und dessen Ausgangsdrehmoment über ein zwischen den Kupplungen und den Umlaufradsätzen liegendes und mit einem Umlaufräderträger verbundenes Zahnrad abgenommen wird, wobei die zu den Umlaufradsätzen gehörenden, über Bremsservokolben betätigbaren Reibscheibenbremsen radial außerhalb der Umlaufradsätze und axial hintereinander und innerhalb der Längserstreckung des Umiaufrädergetnebes angeordnet und die Lamellenträger der beiden hinteren, neben dem Abschlußdeckel des Getriebegehäuses liegenden Bremsen tassenförmig ausgebildet und ineinandergeschachtelt sind, wobei einer der Bremsservokolben in einer Ringnut des Abschlußdeckels angeordnet ist.

Ein Umlaufrädergetriebe der vorstehend bezeichneten Art ist aus der GB-PS 13 90 934 bekannt geworden. Bei diesem bekannten Getriebe sind die Bremsen axial innerhalb des Getriebegehäuses und radial außerhalb der Umlaufradsätze angeordnet. In einer Ringnut des Abschlußdeckels ist einer der Bremsservokolben angeordnet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Getriebe der gattungsgemäßen Art mit geringerer Baulänge und kompakterem Aufbau zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Getriebe der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß die Bremsservokolben der beiden hinteren Bremsen in radial zueinander versetzten Ringnuten des axial in das Getriebegehäuse hineinreichenden Abschlußdeckels angeordnet sind.

Bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform sind die im Abschlußdeckel vorgesehenein Ringnuten und somit die darin angeordneten Bremsservokolben der beiden hinteren Bremsen sowohl axial als auch radial gegeneinander versetzt angeordnet. Der Abschlußdekkel ist so ausgebildet, daß er sich axial in das Getriebegehäuse hineinerstreckt. Aufgrund dieser Ausführungsform wird hinreichend Platz für die Reibelemente des Getriebes geschaffen. Gleichzeitig ergibt sich eine minimale Axiallänge des Getriebes. Diese Axiallänge wird durch die Teile der Umlaufradsätze bestimmt, da die Bremsteile bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform innerhalb der axialen Grenzen der Umlaufradsätze selbst angeordnet werden können.

Ergänzend zum Stand der Technik sei noch auf die DE-AS 16 50 861 verwiesen. In dieser Veröffentlichung ist ein Umlaufrädergetriebe beschrieben, bei dem eine innerhalb des Getriebegehäuses angeordnete Bremse axial und radial zu einer Kupplung versetzt angeordnet ist Über die Zuordnung zum Getriebeabschlußdeckel sagt die Veröffentlichung jedoch nichts aus. Schließlich sitzt bei dem bekannten Getriebe die Kupplung weiter innen im Gehäuse und die Bremse weiter außen, was der erfindungsgemäßen Lehre genau entgegengesetzt ist

Mit der erfindungsgemäßen Ausführungsform wird des weiteren eine einfache und kompakte Anordnung zur Unterbringung der Bremsplatten in entsprechenden Verlängerungen der Außenwandungen der Ringnuten' im Abschlußdeckel erreicht

Diese Art Getriebe ist besonders für Frontmotoren bei Frontantrieb oder Heckmotoren bei Hinterradantrieb geeignet, wo Motor und Getriebe sich auf einer parallelen Achse zu den Wellen von Differential und Achsantrieb befinden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt durch ein Umlaufrädergetriebe mit zugehörigem Endantrieb, und

F i g. 1A einen vergrößerten Querschnitt, welcher nur das Umlaufrädergetriebe zeigt.

Die in Fig. 1 dargestellte Getriebeeinheit 10 enthält ein Gehäuse 12, in dem ein Eingangskupplungsabschnitt 16, ein Umlaufrädergetriebeabschnitt 18 und ein Endantriebsabschnitt 20 untergebracht sind.

Der Kupplungsabschnitt 16 besitzt ein Eingangsteil 21, welches in Triebverbindung mit dem Fahrzeugmotor steht. Er enthält des weiteren eine erste Kupplung 22 und eine zweite Kupplung 24. Die erste Kupplung 22 besitzt eine angetriebene Reibscheibe 23, welche mit einer Eingangswelle 26 verbunden ist. Die Kupplung 22 enthält des weiteren ein Einrückteil 32, welches in Berührung mit der Scheibe 23 und gegen eine Gegenplatte 30 gepreßt werden kann. Das Teil 32 ist mit einem Kolben 34 verbunden, welche;· bei Betätigung das Einrückteil 32 in Berührung mit der Reibscheibe 23 gegen die Gegenplatte 30 preßt und so die Kupplung 22 einrückt. Auf diese Weise wird die Welle 26 angetrieben. Ein axiales, stationäres Wandteil 28 ist vorgesehen, welches ebenfalls an der axialen, stationären Gegenplatte 30 befestigt ist.

Die zweite Kupplung 24 enthält ebenfalls eine Reibscheibe 40, welche in Berührung mit der Gegenplatte 30 gebracht werden kann. Auf diese Weise wird das Eingangsteil 21 mit der zweiten Eingangswelle 42 gekuppelt. Ein Einrückteil 44 ist vorgesehen, welches

fao mit einem Kolben 46 verbunden ist. Eine Membranfeder 48 liegt am Kolben 46 an und führt diesen in seine Ruhestellung zurück. Die Kolben 34 und 46 sind ein Teil eines Servo-Mechanismus, welcher das stationäre Teil 28 umgibt. Das stationäre Teil 28 bildet zusammen mit

b5 den Kolben 34 und 46 Strömungsmittelkammern 50 und 52, die wahlweise mit Strömungsmitteldruck beaufschlagt werden können, so daß die Kupplungen 22 bzw. 24 eingerückt werden.

Die erste und zweite Kupplung 22 und 24 sind so ausgebildet, daß die Ausgangswelle des Fahrzeugmotors mit der Eingangswelle 26 oder der Eingangswelle 42 kuppelbar ist

Der Umlaufrädergetriebeabschnitt 18 enthält drei Umlaufradsätze 60, 62 bzw. 64. Der Umlaufradsatz 60 umfaßt ein inneres Zentralrad 70, einen Träger 72 und ein äußeres Zentralrad 74. Von dem Träger 72 wird eine Vielzahl von Umlaufrädern 76 getragen, welche mit den Zentralrädern 70 und 74 kämmen. Der Umlau: radsatz 62 enthält ein inneres Zentralrad 80, einen Träger 82 und ein äußeres Zentralrad 84. Eine Vielzahl von Umlaufrädern 86 ist vorgesehen, welche mit den Zentralrädern 80 und 84 kämmen. Der Umlaufradsatz 64 enthält ein inneres Zentralrad 90, einen Träger 92 und ein äußeres Zentralrad 94. Der Träger 92 lagert eine Vielzahl von Umlaufrädern 96, welche mit den Zentralrädern 90 und 94 kämmen.

Die inneren Zentralräder 70 und 80 sind auf einer gemeinsamen Hohlwelle 78 ausgebildet Das innere Zentralrad 90 ist auf der rohrförmigen Welle 26 ausgebildet und mit dem äußeren Zentralrad 74 des Umlaufradsatzes 60 über ein Verbindungsteil 98 verbunden. Der Träger 92 ist mit dem äußeren Zentralrad 84 des Umlaufradsatzes 62 und dem Träger 72 des Umlaufradsatzes 60 über ein drehmomentübertragendes Teil 88 aus Blech verbunden. Außerdem ist auf einem radial verlaufenden Stück 89 des Teils 88 ein Zahnrad 91 vorgesehen. Es dient als Parkbremse und kann mittels einer Parkkl.nke (nicht gezeigt) eingerückt werden. Der Träger 92 ist außerdem mu einer rohrförmigen Ausgangswelle 93 verbunden, auf welcher ein Ausgangsrad 95 ausgebildet ist. Das Teil 88 ist mit dem Träger 92 mittels einer einfachen Verriegelungsvorrichtung aus Dorn und Nut, die bei 97 gezeigt ist, verbunden.

Die Eingangswelle 42 besitzt ein radial verlaufendes, tassenförmiges, drehmomentübertragendes Blechteil 102, welches mit der Welle zu deren Antrieb vorzugsweise mittels Elektronenstrahlschweißen verbunden ist. Dieses Teil ist mit einer Bremsplatte 104 kerbverzahnt. Das Teil 102 dient als Reaktionsteil, wenn die Platte 104 stationär gehalten wird. Das innere Zentralrad 78, das in Drehverbindung mit der Welle 42 steht, wird stationär gehalten, wenn die Bremsplatte 104 stationär gehalten wird und dient als Reaktionsteil für den Radsatz während bestimmter noch zu beschreibender Übersetrungsverhältnisse.

Ein radial verlaufendes, tassenförmiges, drehmomentübertragendes Blechteil 106 ist vorgesehen, das, beispielsweise durch Elektronenstrahlschweißen, in Drehverbindung mit dem Träger 82 des Umlaufradsatzes 62 steht. Das Teil 106 ist tassenförmig, paßt sich so dem Teil 102 an und ist in dieses eingeschachtelt. Es besitzt ein zweites versetztes radial verlaufendes Stück 108, an welchem ein Bremsenteil 110 befestigt ist. Dieses befindet sich in Drehverbindung mit einer Vielzahl von Bremsplatten 112. Bei bestimmten Übersetzungsverhältnissen werden die Bremsplatten 112 stationär gehalten; das Teil 108 und der Träger 82 dienen dann als Reaktionsteil für den Radsatz.

Das Gehäuse 12 ist rechts in F i g. 1 mit einem großen, einheitlichen Abschlußdeckel 120 versehen. In diesem sind zweckmäßig abgestufte ringförmige Ausnehmungen 122 und 124 ausgebildet. Die ringförmige Ausnehmung 124 besitzt einen größeren Durchmesser als die Ausnehmung 122. Die Ausnehmungen 122 und 124 bilden Hydraulikzylinder für die Scrvoeinheiten der Bremsen und halten die Teile 102 und 106 stationär, wenn die Bremsen eingerückt sind Eine Vielzahl von Keilnuten 126 verläuft axial auf den Radsatz im äußeren radialen Teil der Ausnehmung 112 zu. In ähnlicher Weise sind an dem Außendurchmesser der Ausnehmung !24 axial auf den Umlaufradsatz verlaufende Keilnuten 128 ausgebildet Im allgemeinen ist eine Bremse 130 für die Zentralräder 70 und 80 vorgesehen, welche diese bei bestimmten Übersetzungsverhältnissen stationär hält

ιυ Eine Bremse 132 ist für den Träger 82 vorgesehen und hält diesen bei bestimmten Übersetzungsverhältnissen stationär.

Die Bremse 130 umfaßt einen ringförmigen Servokolben 134, der innerhalb der ringförmigen Ausnehmung 122 angeordnet ist und mit dieser eine Strömungsmittelkammer 136 bildet Die Bremse 130 enthält außerdem eine Bremsplatte 138, welche auf deren Außendurchmesser kerbverzahnt ist und mit den Keilnuten 126 und einer Gegenplatte 140, die als Reaktionsplatte für das Einrücken der Bremse 130 wirkt, in Verbindung steht Die Platte 140 ist ebenfalls mit den Keilnuten 126 kerbverzahnt und wird durch einen Haltering 142 an ihrem Ort festgehalten. Wenn also Strömungsmittel in die Kammer 136 gelangt, wird der Kolben 134 in F i g. 1 nach links bewegt. Er drückt die Bremsplatte 138 axial in Berührung mit der Bremsplatte 104 und gegen die Gegenplatte 140. Dadurch werden das Teil 102 und das Sonnenrad 78 stationär gehalten.

Die Bremse 132 umfaßt einen Servokolben 150, der

jo von der ringförmigen Ausnehmung 124 aufgenommen ist und mit dieser eine Strömungsmittelkammer 152 bildet. Außerdem ist eine Mehrzahl ringförmiger Platten 154 vorgesehen, welche am Außenumfang kerbverzahnt sind und mit inneren Keilnuten 128 im Teil 120 in Verbindung stehen. Des weiteren ist eine Gegenplatte 156 vorgesehen, welche mit den Keilnuten 128 kerbverzahm ist und durch einen Haltering 160 an ihrer Stelle gehalten wird. Wenn die Kammer 124 Strömungsmiueldruck empfängt, bewegt sich der

-ίο Kolben 150 nach links und bringt die Platten 154 in Berührung mit den Platten 112 und der Gegenplatte 156 und hält so das Teil 106 stationär. Damit wird der Trägerteil 82 stationär gehalten. Dieser dient so als Reaktionsteil für ein bestimmtes Übersetzungsverhältnis im Umlaufradsatz.

Die Bremsservokolben 134, 150 der beiden Bremsen 130, 132 sind in den beiden ringförmigen Ausnehmungen bzw. Ringnuten 122, 124 im Abschlußdeckel 120 angeordnet. Die Ringnuten 122, 124 sind sowohl axial als auch radial gegeneinander versetzt, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist. Die Ringnut 124 und die mit dieser zusammenwirkende Bremse 132 sind axial auf das Ausgangszahnrad 95 hin und radial nach außen gegenüber der Ausnehmung 122 und der Bremse 130 versetzt angeordnet, wodurch die Lamellenträger 102 und 106 ineinander verschachtelt werden können. Dadurch wird hinreichend Platz für die Reibungselemente des Getriebes geschaffen. Gleichzeitig ergibt sich eine minimale Axiallänge des Getriebes, wodurch das

bo Getriebe in einem begrenzten axialen Raum untergebracht werden kann. Es befinden sich alle Bremsteile des Umlaufrädergetriebeabschnitts 18 innerhalb der axialen Grenzen der Umlaufradsätze.
Wie ersichtlich, ist die Getriebeeinheit 10 ein

b5 Getriebe mit miltigem Ausgang; das heißt, daß das Ausgangszahnrad 95 sich in der Mitte des Getriebes zwischen den Kupplungen und den Umlaufradsätzen befindet. In F i g. 1 ist das Ausgangsrad 9$ in Eingriff mit

einem zweiten Ausgangsrad 220 gezeigt, das mit einem Ringrad 222 des Differentials kämmt. Über das Differential 228 werden die Achsen 224 und 226 des Fahrzeugs angetrieben. Das Rad 95 kann auch als Kettenzahnrad ausgebildet sein, falls ein Kettenantrieb Verwendung finden soll; in diesem Falle wäre auch das Ringrad 222 ein Kettenzahnrad.

Die Wirkungsweise des Getriebes 14 ist folgendermaßen: Ein (nicht dargestellter) Fahrzeugmotor ist mit dem Eingangsteil 21 verbunden. Auf diese Weise werden die Teile 30 und 44 vom Motor in Drehungen versetzt. Nicht dargestellt ist ein Strömungsmittelsteuersystem für das Getriebe. Dieses kann von herkömmlicher Bauweise für ein viergängiges automatisches Getriebe sein, wie es beispielsweise in der US-PS 36 88 608 beschrieben ist. Während der automatischen Schaltphase des Getriebes wird der Kammer 50 Strömungsmitteldruck zugeführt, wenn der erste Gang beim Start des Fahrzeugs aus dem Stillstand eingelegt werden soll. Dadurch wird das Einrückteil 22 nach links bewegt und die Kupplungsplatte 24 wird mit der Gegenplatte 30 in Eingriff gebracht. Auf diese Weise wird die Eingangswelle 26 angetrieben. Die Eingangswelle 26 treibt das innere Zentralrad 90; während dieser Phase ist die Drehung der Elemente des Radsatzes 64 derart, daß das äußere Zentralrad durch eine Einwegbremse 192 stationär gehalten wird. Auf diese Weise ergibt sich ein verringerter Vorwärtsantrieb über den Träger 92 des Radsatzes 64 und die Ausgangswelle 93, das Ausgangsrad 95, das zweite Ausgangsrad 220 und das Ringrad 222, über welches die Fahrzeugachse angetrieben wird.

Wenn das Getriebe in den zweiten Gang schaltet, bleibt die Kupplung 22 eingerückt und Strömungsmitteldruck wird der Kammer 124 zugeführt. Dadurch wird die Bremse 132 eingerückt, dies den Träger 82 stationär hält; bei einem Eingangsantrieb über die Welle 26 und das äußere Zentralrad 74 ergibt sich ein verringerter Vorwärtsantrieb des äußeren Zentralrads 84 des Umlaufradsatzes 62. Auf diese Weise wird die Ausgangswelle 93 mit verringertem Übersetzungsverhältnis angetrieben gegenüber demjenigen, das sich im ersten Gang ergab.

Wenn automatisch in den dritten Gang gewechselt wird, bleibt die Kupplung 22 eingerückt; die Bremse 130 wird eingerückt, indem Strömungsmitteldruck der Kammer 136 zugeführt wird. Wenn der Strömungsmitteldruck aus der Kammer 124 abgelassen wird und die Bremse 132 dadurch gelöst wird, wird bei fester Bremse 130 das innere Zentralrad 78 stationär gehalten. Bei einem Eingang über das äußere Zentralrad 74 ergibt sich ein verringerter Vorwärtsantrieb des Trägers 72 und damit der Au.;gangswelle 93, welcher ein geringeres Antriebsübersetzungsverhältnis besitzt als dasjenige im zweiten Gang.

Wenn der vierte Gang eingelegt werden soll, bleibt wiederum die Kupplung 22 eingerückt, der Strömungsmitteldruck wird von der Kammer 136 abgelassen, wodurch die Bremse 130 gelöst wird. Strömungsmitteldruck wird der Kammer 152 zugeführt, was das Teil 44 axial in Berührung mit der Reibplatte 40 bringt. Auf diese Weise wird die Kupplung 24 eingerückt, so daß beide Kupplungen 22 und 24 eingerückt sind. Somit wird das Umlaufrädergetriebe blockiert; es ergibt sich ein Übersetzungsverhältnis zum Ausgangsrad 95 von 1:1. Die Kupplung 22 bleibt bei allen Vorwärtsgängen eingerückt; dies vereinfacht die Wechsel, da bei jedem Wechsel des Übersetzungsverhältnisses nur ein Element gelöst und ein Element in Eingriff gebracht wird.

Zusätzlich zum ersten Gang, der während der automatischen Wechselphase eingelegt ist, bei der die Einwegbremse 192 das äußere Zentralrad 94 hält, kann der Fahrer von Hand den ersten Gang wählen. Wenn dies getan wird, wird Strömungsmitteldruck der Kammer 204 zugeführt. Dadurch wird der Kolben 202 bewegt; die Bremsplatten 184 und 180 der Bremse 170 werden eingerückt und halten das äußere Zentralrad 94 gegen Drehungen in beiden Richtungen fest. Dies ergibt einen zweiwegigen Antrieb mit dem ersten Übersetzungsverhältnis durch das Getriebe.

Der Rückwärtsgang wird eingelegt, indem die Kupplung 24 und die Bremse 170 eingerückt werden. Bei eingerückter Kupplung 24 wird das innere Zentralrad 78 angetrieben, wobei das äußere Zentralrad 94 wieder als Reaktionsteil wirkt; dabei ergibt sich ein Rückwärtsantrieb des Trägers 92 und damit der Ausgangswelle 93.

Die aufgeführte Tabelle zeigt die in den verschiedenen Gängen einer bevorzugten Ausführungsform des beschriebenen Getriebes erhaltenen Übersetzungsverhältnisse.

Gang

Übersetzungsverhältnis

1.
2.
3.
4.
Rückwärts

3,50
2,20
1,45
1,00
4,56

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Mehrgängiges Umlaufrädergetriebe, dessen Eingangswelle über zwei Kupplungen mit den Umlaufradsätzen verbunden ist und dessen Ausgangsdrehmoment Ober ein zwischen den Kupplungen und den Umlaufradsätzen liegendes und mit einem Umlaufräderträger verbundenes Zahnrad abgenommen wird, wobei die zu den Umlaufradsätzen gehörenden, über Bremsservokolben betätigbaren Reibscheibenbremsen radial außerhalb der Umlaufradsätze und axial hintereinander und innerhalb der Längserstreckung des Umlaufrädergetriebes angeordnet und die Lamellenträger der beiden hinteren, neben dem Abschlußdeckel des Getriebegehäuses liegenden Bremsen tassenförmig ausgebildet und ineinander geschachtelt sind, wobei einer der Bremsservokolben in einer Ringnut des Abschlußdeckels angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsservokolben (134, 150) der beiden hinteren Bremsen (130,132) in radial zueinander versetzten Ringnuten (122,124) des axial in das Getriebegehäuse (12) hineinreichenden Abschlußdeckels (120) angeordnet sind.