DE3248350A1

DE3248350A1 - Antriebsaggregat fuer kraftfahrzeuge, mit einer geometrischen hauptachse fuer die hauptwelle einer antriebsmaschine und einer parallelen hauptachse fuer die ausgangswelle eines gangwechselgetriebes der umlaufraederbauart

Info

Publication number: DE3248350A1
Application number: DE19823248350
Authority: DE
Inventors: Karl-Friedrich Dr.-Ing. 7300 Esslingen Kraft; Hans 7000 Stuttgart Merkle
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1982-12-28
Filing date: 1982-12-28
Publication date: 1984-07-05
Also published as: GB2171766A; GB8609697D0; GB8334240D0; DE3248350C2; GB2132289A; GB2171766B; JPS59133852A; US4624154A; FR2538488A1; FR2538488B1; GB2132289B

Description

Daimler-Benz Aktiengesellschaft ""' " D'aim l4

Stuttgart _°f — EPT krt-gro

"~ ' 23. Dez. 1982

Antriebsaggregat für Kraftfahrzeuge, mit einer geometrischen Hauptachse für die Hauptwelle einer Antriebsmaschine und einer parallelen Hauptachse für die Ausgangswelle eines' Gangwechselgetriebes der Umlaufräderbauart

Die Erfindung bezieht sich auf ein Antriebsaggregat nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

-Bei einem bekannten Antriebsaggregat dieser Art (DE-OS l6 50 8^0, Fig. 1) ist für das Gangwechselgetriebe ein Kavigneauxgetriebe mit zwei inneren Zentralrädern und einem äußeren Zentralrad, zwei Gangkupplungen und zwei Gangbremsen verwendet, das vollständig der Hauptachse des Ausgangsrades des Zwischengetriebes zugeordnet ist und drei Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang liefert. Die Drehachse des Differentialgetriebes fällt mit einer dritten geometrischen Hauptachse zusammen, die parallel zu den beiden anderen Hauptachsen liegt. Aus dieser Druckschrift ist noch bekannt, anstelle der einen Gangkupplung ein zweites Zwischengetriebe vorzusehen, das jedoch lediglich eine ständige Antriebsverbindung zwischen einem von der Antriebsmaschine angetriebenen hydrodynamischen Drehmomentwandler und dem einen inneren Zentralrad herstellt, während das andere Zwischengetriebe direkt von der Hauptwelle angetrieben und mit der verbleibenden Gangkupplung des anderen inneren Zentralrades verbunden ist. Die Anzahl der Vorwärtsgänge ist durch dieses zweite Zwischengetriebe jedoch nicht erhöht.

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"^l0- Daim 3Λ 154 A

Bei einem weiteren bekannten Antriebsaggregat nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 (DE-AS 16 25 125) wird zur Erzielung von vier Vorwärtsgängen auf dem Wege der Leistungsverzweigung unter Vermittlung eines zweiten Zwischengetriebes ein Ravigneauxgetriebe oder ein anderes, aus zwei zweifach gekoppelten einstegigen Umlaufrädergetrieben gebildeten Gangwechselgetriebe mit vier freien Getriebegliedern verwendet, bei dem ein freies Getriebeglied über eine an dem einen Getriebeende liegende Antriebskupplung und das eine Zwischengetriebe mit dem Ausgangsrad und zwei andere freie Getriebeglieder unabhängig voneinander über zwei an dem anderen Getriebeende liegende Antriebskupplungen und das andere Zwischengetriebe mit dem Turbinenrad eines hydrodynamis.ch.en Drehmomentwandlers kuppelbar sind und das vierte freie Getriebeglied mit der Ausgangswelle verbunden ist. Das Gangwechselgetriebe ist jedoch zusammen mit den Antriebskuppiungen und Gangbremsen vollständig der zur Hauptachse der Hauptwelle parallelen Hauptachse der Ausgangsräder der beiden Zwischengetriebe zugeordnet.

Aus der US-PS Jh 82 469 ist es bekannt, bei einem Antriebsaggregat nach dem Oberbegriff von Patentanspruch zu? Erzielung von sechs bis acht Vorwärtsgängen die Ausgangswelle mit einem Getriebeglied eines einstegigen Umlaufrädergetriebes oder eines Jtiavigneauxgetriebes, ein anderes Getriebeglied dieses Getriebes mit einem weiteren Kavigneaux- oder Simpsongetriebe und zwei von einem hydrodynamischen Drehmomentwandler abgehende Antriebswellen durch je ein an jeweils einem Ende des insgesamt der zur Hauptachse der Hauptwelle parallelen

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- 11 - üaim

Hauptachse zugeordneten üaJigwechselgetriebes angeordnete Zwischengetriebe über eine entsprechende Zahl von Antriebskupplungen mit beiden Umlaufrädergetrieben so zu verbinden, daß letztere in Keine oder einzeln mit dem Drehmomentwandler zusammenarbeiten.

JJie der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht im wesentlichen darin, bei einem Antriebsaggregat nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 mit einem im Kraftfluß in Reihe zwischen einer Antriebsmaschine und einem wenigstens fünf Vorwärtsgänge aufweisenden Gangwechselgetriebe liegenden und vorzugsweise mit einer Überbrückungskupplung arbeitenden hydrodynamischen Drehmomentwandler eine kompakte und in den Richtungen der Hauptachsen kurze Bauweise zu erzielen.

Die erläuterte Aufgabe ist gemäß der Erfindung mit den kennzeichnenden Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst.

Die Unteransprüche haben vorteilhafte Ausgestaltungen und Ausführungsformen des Antriebsaggregates nach der Erfindung zum Gegenband.

Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen in Verbindung mit der nachfolgenden Beschreibung von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen. In der Zeichnung bedeuten

Figur 1 ein Getriebeschema einer ersten Ausführungsform eines Antriebsaggregates nach der 5 Er fi ndung,

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- 12 - Daim Ik

Figur 2 ein Schaltschema für die in den einzelnen

Gängen wirksamen Schaltmittel bei dem Gangwechselgetriebe von Fig.l,

Figur 3 ©in Getriebeschema einer zweiten Ausführungsform eines Antriebsaggregates nach der Erfin

dung,

Figur h ein Schaltschema für die in den einzelnen Gängen wirksamen Schaltmittel bei dem Gangwechselgetriebe von Figur 3»

Figur 5 ein Getriebeschema einer dritten Ausführungen form eines Antriebsaggregates nach der Erfindung , und

Figur 6 ein Schaltschema für die in den einzelnen

Gängen wirksamen Schaltmittel bei dem Gangwechselgetriebe von Fig. 5·

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 sind bei der ersten Ausführungsform drei parallele geometrische Hauptachsen 7-7, 8-8 und 9-9 charakteristisch. Mit der Hauptachse 7-7 fluchten bzw. fallen zusammen die Drehachsen einer bei 10 lediglich angedeuteten Hauptwelle einer Antriebsmaschine, eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers 58 , des Eingangsrades 11 eines Zwischengetriebes 12, einer Eingangswelle I9 und eines Simpsongetriebes 6l.

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- 13 - Daim I^ l^k/k

Mit der zweiten Hauptachse 8-8 fluchten bzw. fallen zusammen die Drehachsen eines Stirnrad-Antriebsritzels 62, einer mit dem Antriebsritzel 62 drehfest verbundenen Ausgangswelle Ik, eines Ausgangsrades 18 des Zwischengetriebes 12 und eines in den Kraftfluß zwischen Ausgangswelle 14 und Ausgangsrad 18 eingeschalteten zweiten Sirapsongetriebes 63.

Mit der dritten Hauptachse 9-9 fluchten bzw. fallen zusammen die Drehachsen eines mit dem Antriebsritzel 62 kämmenden Antriebszahnkranzes 6k, eines vom Zahnkranz 6k angetriebenen Differentialgetriebes 13 und der vom Differentialgetriebe 13 abgehenden Antriebshalbwellen 65 und 66, von denen jeweils eine ein Fahrzeugrad antreibt.

Der Drehmomentwandler 58 weist eine äußere Gehäuseschale 67 auf, die ein Turbinenrad 69 und eine Überbrückungskupplung 71 aufnimmt und ein Pumpenrad 68 drehfest mit der Hauptwelle 10 verbindet. Das durch die Überbrückungs

2; 5 kupplung 71 mit der Hauptwelle 10 kuppelbare Turbinenrad 69 ist durch seine Nabe 70 mit der Eingangswelle 19 drehfest verbunden, die an ihrem entgegengesetzten Ende mit zwei Antriebskupplungen 21 und 31 des Simpsongetriebes 6l verbunden ist. Das Simpsongetriebe 6l besteht in der üblichen Weise aus zwei durch zwei Koppelwellen 33 und 3k zweifach gegenseitig gekoppelten Umlaufrädergetrieben 2k und 28. Die als Hohlwelle ausgebildete äußere Koppelwelle 33 verbindet die inneren Zentralräder 22 und 26, während die innere - ebenfalls als Hohlwelle ausgebildete und von der Eingangswelle 19 durchsetzte - Koppelwelle 3k das Summenglied 25 des hin-

- Ik -

Palm Ik l*>k/k

teren Umlaufrädergetriebes 2k mit dem äußeren Zentral rad 29 abs vorderen Umlaufrädergetriebes 28 verbindet. Das äußere Zentralrad 23 des hinteren Umlaufrädergetriebes 2k ist mit der einen Antriebskupplung 21 und die äußere Koppelwelle 33 ist über eine Antriebstrommel 72 sowohl mit der anderen Antriebskupplung 33 als auch mit einer Gangbremse 35 verbunden. Das freie Sum menglied 36 des vorderen Umlaufrädergetriebes 28 ist durch eine Antriebstrommel 73 sowohl mit einer Gangbremse 37 als auch mit einer parallelen Freilauf-Bremse 38 verbunden.

Das Zwischengetriebe 12 ist als Zahnradstufe ausgebil det, wobei das als Eingangsrad 11 verwendete ringförmige, von der Eingangswelle I9 durchsetzte Zahnrad durch eine Hohlwelle 59 mit der inneren Koppelwelle 3 verbunden ist.

Das Simpsongetriebe 63 der anderen Hauptachse 8-8 besteht wiederum aus zwei durch zwei Koppelwellen 7^- und 75 zweifach gegenseitig gekoppelten Umlaufrädergetrieben 17 und k6, bei denen die inneren Zentralräder 39 und kl mit der Koppelwelle 7^ sowie das äußere Zentralrad k3 des hinteren Umlaufrädergetriebes 17, das Summenglied l6 des vorderen Umlaufrädergetriebes k6 wie auch die Ausgangswelle Ik mit der anderen Koppelwelle 75 verbunden sind. Das freie äußere Zentralrad 20 ist konzentrisch und drehfest zu dem als Ausgangsrad 18 arbeitenden ringförmigen Zahnrad der Zahnradstufe angeordnet.

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- 15 - Daim lh

Eine mit der Koppelwelle 7^ drehfest verbundene Antriebstrommel 76 ist sowohl mit einer ihrerseits mit dem freien Suramenglied hZ verbundenen Gangkupplung ^O als auch mit einer Gangbremse kh verbunden. Das die Planeten h$ - die mit den beiden Zentralrädern ^l und 43 kämmen - lagernde freie Summenglied k2 ist für sich noch mit einer Gangbremse kf verbunden, der eine Freilauf-Bremse F₂ parallelgeschaltet ist.

Somit ist das Gangwechselgetriebe I5 räumlich auf die beiden Hauptachsen 7-7 und 8-8 aufgeteilt und dadurch eine kompakte und kurze Bauweise erzielt. Dabei liegt es auch im Rahmen der Erfindung, der Hauptachse 7-7 lediglich ein einstegiges - oder auch mehr als zwei einstegige Umlaufrädergetriebe gegebenenfalls in mehrfach gekoppelter Bauart zuzuordnen.

Aus dem Schaltschema der Fig. 2 ergibt sich, daß im 1. Gang die beiden Simpsongetriebe 6l und 63 durch Festbremsen ihres jeweiligen freien Summengliedes 36 bzw. k2 in die höhere der beiden Getriebeübersetzungen geschaltet sind, da die als Reaktionsglied arbeitende Koppelwelle 33 bzw. 7^ gegensinnig zur Eingangswelle zu drehen gezwungen ist. Die Gangübersetzung wird also multiplikativ" aus den beiden höheren Getriebeüber-Setzungen gebildet.

Dagegen ist im 2. Gang die als Heaktioiisglied arbeitende Koppelwelle 33 des Simpsongetriebes 6l festgebremst, so daß in letzterem die niedrigere Übersetzung geschaltet und die Gangübersetzung multiplikativ aus der niedrigeren Getriebeübersetzung des Simpsongetriebes und der höheren Getriebeübersetzung des Simpsongetriebes 63 gebildet ist.

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- 16 - Palm 14 154A

Im 3· Gang ist das Simpsongetriebe 6l in die direkte Getriebeübersetzung geschaltet und für die Gangübersetzung allein die höhere Getriebeübersetzung des Simpsongetriebes 63 verwendet.

Im k. Gang ist dagegen die als Reaktionsglied arbeitende Koppelwelle Jk festgebremst, so daß die Gangübersetzung allein aus der nun wirksamen niedrigeren Getriebeübersetzung des Simpsongetriebes 63 resultiert.

Im 5· Gang ist schließlich auch das Simpsongetriebe 63 in die direkte Getriebeübersetzung gebremst und dadurch die Gangübersetzung 1:1 erreicht.

Im Rückwärtsgang arbeitet das Umlaufrädergetriebe 28 als Umkehrgetriebe, weil sein Summenglied 36 festgebremst und sein nicht mit dem Getriebeausgang (Eingangsrad 11) verbundenes Zentralrad 22 mit der Eingangswelle 1°· verbunden ist. Dadurch ist das Eingangsrad 11 gegensinnig zur Eingangswelle 19 angetrieben. Im Simpsongetriebe 63 ist die höhere Getriebeübersetzung durch die Gangbremse k7 geschaltet, so daß die Gangübersetzung des Umkehrgetriebes 28 und der Getriebeübersetzung des Simpsongetriebes 63 gebildet ist.

Die zweite Ausführungsform der Fig. 3 und k unterscheidet sich in der Weise von der ersten Ausführungsform, daß zur Auslegung des 5· Ganges als Schnellgang die inneren Zentralräder 39 und kl des Getriebes 63 der Hauptachse 8-8 durch eine ausschließlieh im 5. Gang geöffnete Trennkupplung k8 - die in den

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ORIGINAL INSPECTED

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übrigen Gängen jedoch eingerückt ist und dann die Funktion einer Welle etwa wie die Koppelwelle 7k der ersten Ausführungsform ausübt - miteinander verbunden sind und der k. Gang die Übersetzung 1:1 aufweist.

Schließlich fallen bei der zweiten Ausführungsform der Fig. 3 und k die Drehachsen des ausschließlich mit Stirnrädern arbeitenden Differentialgetriebes 13 und der Antriebshohlwellen 65 und 66 mit der Hauptachse 8-8 zusammen.

Auch bei dem Gangwechselgetriebe I5 der Fig. 3 ist ein Simpsongetriebe 6l, ein Eingangsrad 11 eines Zwischengetriebes 12, ein Drehmomentwandler 58 und eine Hauptwelle 10 in identischem Aufbau und gleicher Wei^{se w}i^e iⁿ Fig· I einer Hauptachse 7-7 zugeordnet, weshalb in Fig. 3 die gleichen Bezugszahlen für die übereinstimmenden Merkmale verwendet sind. Zur Erläuterung von Aufbau urd Funktion der der Hauptachse 7-7 zugeordneten Aggregate- und Getriebeteile kann daher auf die Figurenbeschreibung der Fig. 1 verwiesen werden, um unnötige Wiederholungen zu vermeiden.

Das Ausgangsrad 18 ist über eine das Differentialgetriebe 13 übergreifende Antriebstrommel 77 mit dem äußeren Zentralrad 20 des dem Differentialgetriebe benachbarten Umlaufrädergetriebes 46 verbunden, das seinerseits mit dem anderen Umlaufrädergetriebe 17 durch die Koppelwelle 75 verbunden ist, welche über die Ausgangswelle Ik mit dem äußeren Zentralrad 79 des Dif- ferentialgetriebes 13 verbunden ist. Eine das Umlaufrädergetriebe 17 übergreifende Antriebstrommel 78 ist einerseits durch die Gangkupplung k0 mit dem äußeren Zentralrad

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und andererseits mit dem die Planeten 45 lagernden Summenglied 42 des Umlaufrädergetriebes 17 verbunden. Die Koppelwelle 75 verbindet wiederum das mit den Planeten 45 kämmende äußere Zentralrad 43 mit dem Summenglied 16 des Umlaufrädergetriebes 46. Die inneren Zentralräder 39 und 4l sind wiederum über eine Gangbremse 44 festbremsbar.

Wie das Schaltschema der Fig. 4 ausweist, sind im 1. Gang das Simpsongetriebe 6l in die höhere Ubersetzung durch Festbremsen seines freien Summengliedes 36 und das Getriebe 63 in eine niedrigere Übersetzung - die es auch im 2. Gang und im 3»^Gan§> beibehält - geschaltet, wodurch die Gangübersetzung multiplikativ aus der höheren Übersetzung des Simpsongetriebes 6l und der allein im Umlaufrädergetriebe gebildeten niedrigeren Übersetzung des Getriebes 63 erhalten wird.

Im 2. Gang ist das Simpsongetriebe 6l in seine niedrigere Übersetzung durch Festbremsen der Koppelwelle 33 geschaltet, so daß die Gangübersetzung aus dem Produkt der beiden niedrigeren Getriebeübersetzungen erhalten wird.

Im 3· Gang bis 5· Gang ist das Simpsongetriebe 6l in seine direkte Getriebeübersetzung geschaltet, wodurch die Gangübersetzung im 3· Gang allein aus der

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Getriebeübersetzung des Umlaufrädergetriebes 46 gebildet wird.

Im 4. Gang ist auch das Getriebe 63 in seine direkte Übersetzung geschaltet, wodurch die Gangübersetzung 1:1 ist.

Im 5· Gang wird das Summenglied 42 vom Ausgangsrad l8 direkt und dadurch die Koppelwelle 75 ins Schnelle angetrieben, so daß die Gangübersetzung allein aus der Getriebeübersetzung des Umlaufrädergetriebes 17 gebildet wird.

Im Rückwärtsgang arbeitet das Umlaufrädergetriebe 28 wiederum wie bei der ersten Ausführungsform als Umkehrgetriebe, weil sein Summenglied 36 festgebremst und seine beiden Zentralräder 22 und 29 mit Getriebeeingang (Eingangswelle 19) bzw. Getriebeausgang (Eingangsrad 11) verbunden sind. Dadurch wird die Gangübersetzung multiplikativ aus der negativen Getriebeüberse tzung des Umkehrgetriebes 28 und der Getriebeübersetzung des UmIaufrädergetriebes 46 gebildet.

Auch bei der dritten Ausführungsform der Fig. 5 und 6 ist ein Gangwechselgetriebe I5 räumlich auf zwei parallele Hauptachsen 7-7 und 8-8 so aufgeteilt, daß der Hauptachse 7-7 ein Koppelgetriebe 80, das aus zwei "durch zwei Koppelwellen 33 und 34 zweifach gegenseitige gekop pelten Umlaufrädergetrieben 24 und 28 zusammengesetzt ist, und auch der Hauptachse 8-8 ein Getriebe 81 mit zwei Umlaufrädergetrieben 17 und 46 zugeordnet ist.

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Mit der Hauptachse 7-7 fluchten bzw. fallen zusammen die Drehachsen einer Hauptwelle 10 einer Antriebsmaschine, einer Eingangswelle 19» eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers 58 - identisch im Aufbau und Punktion mit dem Drehmomentwandler 58 der beiden ersten J\usführungsformen - eines Eingangsrades 11 eines Zwischengetriebes 12, eines zweiten Eingangsrades 50 eines zweiten Zwischengetriebes 49 und des Koppelgetriebes 80.

Mit der anderen Hauptachse 8-8 fluchten bzw. fallen zusammen die Drehachsen eines Differentialgetriebes 13» der zugehörigen Antriebshalbwellen 65 und 66, eines Reduktionsgetriebes 54, einer Ausgangswdle 14 der Umlaufrädergetriebe 17 und 46, des Ausgangsrades 18 des ersten Zwischengetriebes 12 und eines Ausgangsrades 5I des zweiten Zwischengetriebes 49. Die als Stirnrädergetriebe ausgebildeten Zwischengetriebe 12 und 49 weisen jeweils ein auf einer Zwischenwelle 82, welche im Getriebegehäuse in Bezug auf die Raumachsen unbeweglich angeordnet ist, drehbar gelagerten Zwischenzahnrad 83 bzw. auf, welches mit Eingangsrad 11 bzw. 50 und Ausgangsrad 18 bzw. 51 kämmt und damit Drehsinnumkehr vermeidet.

Unter Bezugnahme auf das Koppelgetriebe 80 der Hauptachse 7-7 ist die Eingangswelle 19 endseitig mit einer Antriebstrommel 84 verbunden, die ihrerseits durch eine Antriebskupplung 21 mit der Koppelwelle 34 und durch eine Antriebskupplung Jl mit dem einen freien Summenglied 32 verbunden ist. Das andere freie Summenglied

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ist über eine Antriebstrommel 6o sowohl mit einer Gangbremse 37 als auch mit dem ersten Eingangsrad 11 verbunden. Die Koppelwelle 33 verbindet ein inneres Zentralrad 26 mit einem äußeren Zentralrad 27. Die Koppelwelle verbindet das andere innere Zentralrad 30 mit dem anderen äußeren Zentralrad 23.

Die Koppelwelle 33 ist einerseits mit einer Gangbremse und andererseits durch eine Freilaufkupplung 57 mit der anderen Koppelwelle 34 verbunden, die über eine Hohlwel-Ie 59 mit dem zweiten Eingangsrad 50 verbunden ist.

Unter Bezugnahme auf das Getriebe 81 der anderen Hauptachse 8-8 ist das Ausgangsrad 18 durch eine Koppelwelle sowohl mit dem äußeren Zentralrad 43 des einen Umlaufrädergetriebes 17 als auch mit dem Summenglied 16 des anderen Umlaufrädergetriebes 46 verbunden. Das zweite Ausgangsrad 51 ist mit dem inneren Zentralrad 39 des benachbarten Umlaufrädergetriebes 46 verbunden, dessen äußeres Zentralrad 20 durch eine eine Gangkupplung 4θ enthaltende Antriebsverbindung 52 mit dem inneren Zentralrad 4l des anderen Umlaufradergetrxebes 17 verbunden ist. Der Gangkupplung 4θ ist eine Freilaufkupplung 53 parallelgeschaltet. Das innere Zentralrad 4l ist noch mit der Gangbremse 44 und die Ausgangswelle 14 mit dem Summenglied 42 des Umlaufrädergetriebes 17 verbunden. Andererseits ist die Ausgangswelle 14 mit dem inneren Zentralrad 86 des Reduktionsgetriebes ^h verbunden, dessen Summenglied 87 mit dem Differentialgetriebe 13 verbunden und dessen äußeres Zentralrad 56 an einem nichtdrehenden Gehäuseteil 55 festgelegt ist.

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Unter Bezugnahme auf das Schaltschema der Fig. 6 ist
das Koppelgetriebe 80 im 1. Gang nicht an der Bildung der Gangübersetzung beteiligt, sondern das zweite Eingangsrad 50 ist durch die Antriebskupplung 21 direkt
mit der Eingangswelle 19 verbunden.

Da die Antriebsverbindung 52 mit den Zentralrädern 20 und 4l festgebreirst ist, wird die Gangübersetzung multiplikativ aus den Getriebeübersetzungen der beiden Umlaufrädergetriebe 17 und 46 gebildet.

Im 2. Gang ist das Umlaufrädergetriebe 24 der Häuptachse 7-7 in seine höhere Getriebeübersetzung durch eine Gangbremse 35 geschaltet, wodurch die Drehmomentübertragung allein über das erste Zsischengetriebe 12 auf das durch die Gangbremse kk in seine höhere Übersetzung geschaltete Umlaufrädergetriebe 17 erfolgt. An der
Gangübersetzung sind somit die beiden Umlaufrädergetriebe 17 und 2k multiplikativ beteiligt.

Im 3· Gang laufen das Koppelgetriebe 80 der Hauptachse 7-7 und das Umlaufrädergetriebe 46 der Hauptachse 8-8 jeweils als Block um, wodurch allein das
Umlaufrädergetriebe 17 an der Gangübersetzung beteiligt ist.

Im k. Gang ist auch noch das Umlaufrädergetriebe 17
verblockt und somit die Gangübersetzung 1:1 erreicht.

Im 5. Gang wird die Koppelwelle 3k und damit das zweite Eingangsrad 50 durch das mit der Eingangswelle 19 ver-

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bundene Summenglied 32 ins Schnelle angetrieben. Dagegen dreht das erste Eingangsrad 11 wegen der wirksamen hdieren Getriebeübersetzung des Umlaufrädergetriebes Zk weniger schnell. Im Umlaufrädergetriebe wird das niedrige Übersetzungsverhältnis des U_mlaufrädergetriebes 28 wieder erhöht, aber noch kleiner als gehalten, weil das Summenglied 16 mit dem langsameren Ausgangsrad 18 verbunden ist, wodurch das als Reaktionsglied arbeitende innere Zentralrad 4l über die geschlossene Antriebsverbindung 52 von dem äußeren Zentralrad gegensinnig zu dem als Antriebsglied arbeitenden äußeren Zentralrad 43 angetrieben ist.

Im Rückwärtsgang ist das Koppelgetriebe 80 der Hauptachse 7-7 an der Gangübersetzung unbeteiligt und die

2D Drehmomentübertragung über das zweite Zwischengetriebe 49 zu dem inneren Zentralrad 39 das wegen des festgebremsten ersten Zwischengetriebes 12 als Umkehrgetriebe arbeitenden Umlaufrädergetriebes 46 geführt. Das innere Zentralrad 4l wird daher von dem äußeren Zentralrad 20 gegensinnig zur Eingangswelle 19 angetrieben, so daß an der Gangübersetzung die negative Getriebeübersetzung des Umkehrgetriebes 46 und die durch Festbremsung seines äußeren Zentralrades 43 geschaltete höhere Getriebeübersetzung des Umlaufrädergetriebes multiplikativ beteiligt sind.

Die Erfindung eignet sich für Einbaufälle, bei denen im Zuge der Kraftübertragung vom Motor zu den Kadern ein bestimmter Achsversatz zu überwinden ist. Bei vorteilhafter Verbindung beider Teilgetriebe und geeigneter Aufteilung der Gesamtübersetzung werden gegenüber Normalantrieben bessere ÜbertragungsWirkungsgrade erzielt.

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Ein konkreter Anwendungsfall kann ein PKW-Projekt mit querliegendem Motor und Vorderradantrieb sein. Vom Getriebe wird gefordert, daß es für ökonomischen Motorantrieb 5 Vorwärtsgänge besitzt, und daß die Kraftübertragung vom Motor zu den Rädern möglichst wenig Verluste aufweist. Der in Verlängerung der Motorkurbelwelle zur Verfügung stehende Kaum reicht jedoch oft nicht aus, um exr· 5-Gang-Getriebe in Normalausführung in das Fahrzeug einzubauen.

Durch die Erfindung sind diese Forderungen erfüllt. Durch die Kurbelwelle und den Käderantrieb sind zwei Hauptachsen vorgegeben. Je nach Lage des Motors im Fahrzeug herrschen bei Vorwärtsfahrt dort gleiche oder entgegengesetzte Drehrichtungen. Liegt der Motor von vorn auf das Fahrzeug gesehen links, dann drehen beide gleichsinnig, bei Motorlage rechts drehen sie entgegengesetzt. Das an den Motor anschließende Getriebe ist durch die Erfindung aufgeteilt, wobei die sonst notwendige Achsübersetzung direkt in das Getriebe integriert wid. Das erste Teilgetriebe befindet sich zusammen mit dem Drehmomentwandler in Verlängerung der Kurbelwelle und nützt den noch vorhandenen Bauraum zwischen Motor- und Fahrzeuglängsträger aus.

Das zweite Teilgetriebe liegt entweder direkt auf der Kadantriebsachse oder parallel dazu. Seine Lage bezüglich der Fahrzeugmitte wird dabei weitgehend durch das Gelenk der Soitenwelle für den Radantrieb festgelegt.

Drehen die Wellen gleichsinnig und befindet sich das zweite Teilgetriebe direkt auf der Radantriebsachse,

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- 25 - Daim ΐΛ

dann kann die Kraftübertragung mittels einer Zahnkette erfolgen. Wenn stattdessen Zahnräder eingesetzt werden, ist ein Zwischenrad erforderlich.

Das zweite Teilgetriebe kann auch auf die Achse dieses Zwischenrades gesetzt werden und dreht dann gegensinnigj zwischen ihm und dem Räderantrieb liegt der zweite Stirnräder eingri ff .

Bei entgegengesetztem Drehsinn von Kurbelwelle und Rädern wird man grundsätzlich ein Zahnradpaar zur Kraftübertragung einsetzen.

Verbesserung des Übertragungswirkungsgrads:

Zwischen Motor und Antriebsrädern ist zur Drehzahlanpassung außer einem Stufengetriebe eine fest Übersetzungsstufe erforderlich, die i.a. zwischen Stufengetriebe und Differentialgetriebe zu den Antriebsrädern angeordnet ist. Wenn man diese Übersetzungsstufe in die ohnehin erforderliche Kraftübertragung zwischen den achsversetzten Wellen mit einbezieht, kann die 2. Abtriebswelle direkt das Differential antreiben. Damit ist ein Zahneingriff im gesamten Triebstrang gespart, der Übertragungswirkungsgrad entsprechend verbessert. Allerdings muß dann das 2. Teilgetriebe auf die in der Zwischenstufe erhöhten Drehmomente dimensioniert werden.

Wenn die Kraftübertragung zwischen den beiden Achsen über insgesamt drei Zahnräder läuft, bietet sich die Möglichkeit, das 2. Teilgetriebe auf die Achse des Zwischenrades zu setzen (es dreht dann gegensinnig) und die feste

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Übersetzungsstufe in den wegen der erneuten Drehrichtungsumkehr ohnehin erforderlichen 2. Zahneingriff hinter dem 2. Teilgetriebe zu legen. Dadurch hat das 2. Teilgetriebe keine überhohen Momente zu übertragen, und die Gesamtzahl der verlustbehafteten Zahneingriffe ist nicht größer geworden.

Bei dem Zweigruppengetriebe der Fig. 3 hat jede Getriebegruppe 3 Vorwärtsgänge, außerdem ist in der 1. Gruppe ein Rückwärtsgang schaltbar. Die konstante Übersetzung wird im Zwischengetriebe realisiert. Die 2.Getriebegruppe treibt direkt auf das Differential.

Dies wird durch die Drehmomentsteigerung in der Zwischenstufe zusätzlich belastet. Um die daraus resultierenden Stützmomente in realistischen Grenzen zu halten, wird die 2. Gruppe zweckmäßig als Schnellganggetriebe ausgeführt.

Das Gesamtgetriebe benötigt k Kupplungen und 3 Bremsen, die je nach ihrer Funktion als Lamellenbremse oder Bandbremse ausgeführt sind. 3 Freiläufe dienen der Optimierung der Schaltqualität.

Bei dem Zweigruppengetriebe der Fig. 1 hat jede Getriebegruppe 3 Vorwärtsgänge, außerdem ist in der 1. Gruppe ein Rückwärtsgang schaltbar. Die 2. Getriebegruppe liegt parallel zur ersten und kann über ein Stirnradpaar etwa 1;1 in Gegendrehrichtung angetrieben werden.
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- 27 - Daim Ik 15kIk

Die feste Übersetzungsstufe liegt hinter der 2. Gruppe in einem weiteren Stirnradpaar 62, 6k zum Differential. Damit kann diese 2. Gruppe kleiner dimensioniert werden. Die kleineren Stützmomente erlauben auch, die zweite Gruppe als Direktganggetriebe auszuführen, so daß im obersten Gang in beiden Getriebegruppen keine Verluste durch Zahneingriffe entstehen.

Das Gesamtgetriebe erfordert 3 Kupplungen und k Bremsen; 2 Freiläufe dienen der optimalen Schaltqualität.

Das Koppelgetriebe der Fig. 5 hat 2 Verbindungen, hier dargestellt als 2 Zahnrädergetriebe mit Zwischenrädern. Das 2. Teilgetriebe sitzt auf der Radantriebsachse, es ist relativ zum 1. Teilgetriebe versetzt angeordnet. Die Abtriebsstufe zum Differential wird durch einen einfachen Planetensatz gebildet. Da bei dieser Lösung der Übersetzungsbereich von ca. 1,65 - 2,5 nicht darstellbar ist, wird das Stufengetriebe zweckmäßig mit einem Schnellgang als oberstem Gang konzipiert, die Übersetzung der Abtriebsstufe entsprechend größer ausgelegt. Dies hat auch den Vorteil, daß die unteren Gänge des Koppelgetriebes mit weniger Übersetzung, d.h. mit kleineren Stützgliedern auskommen.

Das Gesamtgetriebe benötigt 3 Kupplungen und 3 Bremsen. 2 Freiläufe dienen der Optimierung der Schaltqualität.

- Leerseite -

Claims

Daimler-Benz Aktiengesellschaft Palm Ik 1^4 /h

Stuttgart EPT krt-gro

23. Dez. 1982

Patentansprüche

(!..'Antriebsaggregat für Kraftfahrzeuge, bei dem in Bezug auf die eine von zwei parallelen geometrischen Hauptachsen die Drehachsen der Hauptwelle einer Antriebsmaschine und eines Eingangsrades eines Zwischengetriebes und in Bezug auf die andere Hauptachse die Drehachsen einer mit einem Differentialgetriebe koppelbaren Ausgangswelle eines Gangwechselgetriebes der Umlaufraderbauart, eines mit der Ausgangswelle drehfest verbundenen Getriebegliedes eines Umlaufrädergetriebes sowie des Ausgangsrades des Zwischengetriebes jeweils fluchtend angeordnet sind, die Eingangswelle des Gangwechselgetriebes von der Hauptwelle aus antreibbar und das Ausgangsrad in Antriebsverbindung mit einem anderen Getriebeglied des Umlaufrädergetriebes bringbar ist, welches das mit der Ausgangswelle drehfest verbundene Getriebeglied aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachsen der Eingangswelle (19) einer Antriebskupplung (²I/ ^und eines mit dex¹ Eingangswelle (19) durch die Antriebskupplung (21) koppelbaren Getriebegliedes (äußeres Zentralrad 23) eines Umlaufrädergetriebes (2^), das ein mit dem Eingangsrad (11) in Antriebsverbiridung bringbares Getriebeglied (Summenglied 25) atifweist, jeweils fluchtend zur Hauptachse (7-7) der Hauptwelle (10) angeordnet sind.

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2. Antriebsaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein drittes Getriebeglied (inneres Zentralrad 26) des zum Eingangsrad (ll) koaxialen Umlaufrädergetriebes (24) mit einem Getriebeglied (inneres Zentralrad bzw. äußeres Zentralrad 27) eines zweiten zum Eingangsrad (11) koaxialen Umlaufrädergetriebes (28) verbunden ist, das ebenfalls ein mit dem Eingangsrad (ll) in Antriebsverbindung Dringbares Getriebeglied (29 bzw. 30) und ein mit der Eingangswelle (19) durch eine zweite Antriebskupplung (31) koppelbares Getriebeglied (22 bzw. 32) aufweist.

3. Antriebsaggregat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

daß die beiden zum Eingangsrad (ll) koaxialen Umlaufrädergetriebe (24 und 28) durch zwei Koppelwellen (33 und 34) miteinander verbunden sind.

k. Antriebsaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet,

daß die eine (33) der beiden Koppelwellen (33 und Jk) mit den inneren Zentralrädern (22, 26) verbunden ist (Figur 1 und 3).

5· Antriebsaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die andere (3*0 der beiden Koppelwellen (33 und 34) mit dem Eingangsrad (ll) verbunden ist (Figur 1 und 3)·

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6. Antriebsaggreagt nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht mit dem Eingangsrad (11) verbundene Koppelwelle (33) durch eine Gangbremse (35) festbremsbar ist.

7« Antriebsaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht mit dem Eingangsrad (ll) verbundene Koppelwelle (33j mit der zweiten Antriebskupplung (31) verbunden ist (Figur 1 und J) .

8. Antriebsaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Eingangsrad (ll) verbundene Koppelwel-Ie (3*0 mit dem Summenglied (25) des einen Umlaufrädergetriebes {2k) verbunden und das Summenglied (36) des anderen Umlaufrädergetriebes (28) für sich durch eine Gangbremse (37) festbremsbar ist (Figur 1 und 3)·

9· Antriebsaggreagt nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem freien Summenglied (36) verbundenen Gangbremse (37) eine Freilaufbremse (38) parallel geschaltet ist.

10. Antriebsaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 9» bei dem von den Getriebegliedern des zum Ausgangsrad des Zwischengetriebes koaxialen Umlaufrädergetriebes zwei Getriebeglieder wenigstens mittelbar durch eine Gangkupplung verbunden sind, eines von zwei inneren

- * Daim 14 154A

Zentralrädern sowohl mit einer Gangbremse verbunden ist als auch zusammen mit einem als zur Ausgangswelle drehfestes Getriebeglied verwendeten äußeren Zentralrad mit demselben Planetenrad kämmt und ein Zentralrad mit dem Ausgangsrad in Antriebsverbindung bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das mit der Ausgangswelle (1*0 drehfest verbundene äußere Zentralrad (43) mit einem Summenglied (l6) eines weiteren zum Ausgangsrad (18) koaxialen Umlaufradergetriebes (46) verbunden ist, von dem ein Zentralrad (20) drehfest mit dem Ausgangsrad (18) und ein Zentralrad (39) zumindest in einem Gang drehfest mit dem inneren Zentralrad (hl) verbunden ist, welches zusammen mit dem zur Ausgangswelle (1^J drenfesten äußeren Zentralrad (43) mit demselben Planetenrad (45) kämmt,und daß das Summenglied (^²) durch die Gangkupplung (40) mit einem Zentralrad (20) unmittelbar kupppelbar ist (Figur 1 und 3)·

11. Antriebsaggregat nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,

daß das mit der Gangkupplung (4θ) verbundene Summenglied (42) mit einer Gangbremse (47) für sich verbunden ist (Fig. l).

12. Antriebsaggregat nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet,

daß die einerseits mit dem Summenglied (42) verbundene Gangkupplung (4θ) andererseits mit den inneren Zentralrädern (39, 4l) verbunden ist (Fig. 1 ).

•35 13. Antriebsaggregat nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die einerseits mit dem Suinmenglied (42) verbundene

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Gangkupplung (4θ) andererseits mit dem zum Ausgangsrad (l8) drehfesten äußeren Zentralrad (20) sowie die beiden inneren Zentralräder (39? 4l) durch eine schaltbare Trennkupplung (48) miteinander verbunden sind (Fig. 3)·

14. Antriebsaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

daß unter Verwendung eines zweiten Zwischengetriebes (49) mit einem zur Hauptachse (7-7) der Hauptwelle (lO)

15"· koaxialen zweiten Eingangsrad (50) und einem zur anderen Hauptachse (8-8) koaxialen zweiten Ausgangsrad das in wenigstens einem Gang als .Reaktionsglied arbeitende Getriebeglied (inneres Zentralrad 41) des das mit der Ausgangswelle .(l4) drehfest verbundene Getriebeglied (Summenglied 42) aufweisenden Umlaufrädergetriebes (17) mit dem zweiten Ausgangsrad (51) iⁿ Antriebsverbindung (52) bringbar und das mit der Antriebskupplung (21) verbundene Getriebeglied (23) des das mit dem Eingangsrad (11) des ersten Zwischengetriebes (12) drehfest verbundene Getriebeglied (25) aufweisenden Umlaufrädergetriebes (24) mit dem zweiten Eingangsrad (5OJ drehfest verbunden ist (Fig. 5)·

15. Antriebsaggregat nach Anspruch 14,

dadurch gekennzeichnet, daß das erste Eingangsrad (ll) mit einem freien Getriebeglied (25) ,das zweite Eingangsrad (50) mit der einen Koppelwelle (34), die andere Koppelwelle (33) mit einer Gangbremse (35) und das Summenglied (32) des zu den Eingangsrädern (11„ 50) koaxialen zweiten Umlaufrädergetriebes (28) mit der zweiten Antriebskupplung (31) verbunden sind (Fig. 5).

⁶ - Uaim Ik l<jk/k

l6. Antriebsaggregat nach Anspruch Ik oder 15,

dadurch gekennzeichnet , daß die Antriebsverbindung (52) zwischen dem als Keaktionsglied arbeitenden Getriebeglied (Zentralrad kl) und dem zweiten Ausgangsrad (51) ein zum Ausgangsrad (51) koaxiales zusätzliches Umlaufrädergetriebe (k6) enthält, von dem ein Getriebeglied (Summenglied 16) mit dem ersten Ausgangsrad (l8j verbunden ist (Fig. 5).

17· Antriebsaggregat nach Anspruch 16,

dadurch gekennzeichnet,
daß das Summenglied (16) mit dem ersten Ausgangsrad (18) verbunden ist (Fig. 5)·

18. Antriebsaggregat nach Anspruch 16 oder 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Antriebsverbindung (52) zwischen dem als Reaktionsglied arbeitenden Getriebeglied (Zentralrad kl) und dem zweiten Ausgangsrad (5I) eine Gangkupplung (ko) enthält (Fig. 5).

19. Antriebsaggregat nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Gangkupplung (^0) eine Freilauf-Kupplung (53) parallelgeschaltet ist (Fig. 5).

20. Antriebsaggregat nach einem der Ansprüche Ik bis 19» dadurch gekenn ze lehnet,

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daß die Ausgangswelle (l4j durch ein zur Hauptachse ^8-8j der Ausgangsräder (l8, 31) koaxiales Reduktionsgetriebe (54) mit einem mit einem nichtdrehenden.Gehäuseteil (55) verbundenem Getriebeglied (Zentralrad $6) mit dem Differentialgetriebe (13) verbunden ist (Fig. 5)·

21. Antriebsaggregat nache änem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet,

daß die beiden Koppelwellen {33 und 34 ) durch eine Freilauf-Kupplung (57) miteinander verbunden sind (Fig. 5)·

22. Antriebsaggregat nach einem der Ansprüche 14 bis 21,

dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Koppelwellen (33 und 34) jeweils zur Verbindung eines inneren Zentralrades (26 bzw. 30) mit einem äußeren Zentralrad (27 bzw. 23) verwendet sind (Fig» 5).

23· Antriebsaggregat nach einem der Ansprüche Ik bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Eingangsräder (11 und 50) zwischen einem hydrodynamischen Drehmomentwandler (58) und einem Umlaufrädergetriebe (24) liegen und das dem Drehmomentwandler (58) benachbarte zweite Eingangsrad (50) durch eine von einer Turbinenradwelle (Eingangswelle 19) durchsetzte Hohlwelle (59) mit der mit dem äußeren Zentralrad (23) des Uralaufrädergetriebes (24) verbundenen Koppelwelle (34) verbunden ist (Fig. 5)·

24. Antriebsaggregat nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Hohlwelle (59) durchsetzte erste Eingangs-

Daim Ik 15h/k

rad (ll) durch eine das äußere Zentralrad (23) übergreifende und mit einer Gangbremse (37) verbundene Antriebstrommel (6o) mit dem als freies Getriebeglied verwendeten Summenglied (25) verbunden ist (Fig.5)

25· Antriebsaggregat nach, einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß für die mit dem Eingangsrad (ll) verbundene Koppelwelle (3*0 eine von einer Turbinenradwelle (Eingangswelle 19) durchsetzte Hohlwelle (59) verwendet ist

15- (Fig. 1 und 3).

26. Antriebsaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 25» dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse des Differentialgetriebes (13) mit der Hauptachse (8-8) der Ausgangswelle (l^) zusammenfällt (Fig. 3 und 5).

27. Antriebsaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse des Differentialgetriebes (13) mit einer zu den beiden Hauptachsen (7-7 und 8-8) parallelen dritten geometrischen Hauptachse (9-9) zusammenfällt (Fig. 1).