DE3418828C2

DE3418828C2 -

Info

Publication number: DE3418828C2
Application number: DE19843418828
Authority: DE
Inventors: Ladislaus Dipl.-Ing. 6700 Ludwigshafen De Soro
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-05-21
Filing date: 1984-05-21
Publication date: 1988-02-11
Also published as: DE3418828A1

Description

Die Erfindung betrifft ein drehzahlwechselndes Kreisel getriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer an getriebenen Hauptwelle, auf der die beiden Planetenräder eines Kegelraddifferentials um eine Querachse drehbar gelagert sind und mit dem koaxial zur Hauptwelle angeord neten Sonnenrad in Eingriff stehen und mit an den Plane tenrädern befestigten Kreiselrotoren, und somit eine er ste Kreiselgruppe bilden.

Derartige drehzahlwechselnde Kreiselgetriebe sind bei spielsweise durch die DE-PS 3 97 841 oder 5 24 948 be kannt und bestehen aus einer einzigen Krei selgruppe, deren koaxial zur antreibenden Hauptwelle an geordnetes Sonnenrad des Kegelraddifferentials den Ab trieb bildet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein mehrstufi ges drehzahlwechselndes Kreiselgetriebe für ein breite res Drehzahlband der Antriebsmaschine zu schaffen, bei dem alle Übergänge aus der jeweils niedrigeren, in die höhere Stufe ganz gleichmäßig und weich, d. h. ohne jeg lichen Ruck, erfolgen.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß zwei oder mehr Kreiselgruppen koaxial zur Hauptwelle angeordnet sind, und daß die Hauptwelle auf eine Vorgelegewelle treibt, die je weils unter Zwischenschaltung einer Einwegkupplung mit jedem Sonnenrad der Kreiselgruppen drehfest verbunden ist.

Bei einem drehzahlwechselnden Kreiselgetriebe nach der Erfindung sind mehrere, vorzugsweise zwei Kreiselgruppen und zwei Einwegkupplungen zwischen der mit der Hauptwelle bzw. den beiden Abtriebssonnenrädern der beiden Kegel raddifferentiale trieblich verbundenen Vorgelegewelle vorgesehen. Im niedrigen I. Gang treibt die Hauptwelle über die Vorgelegewelle unter Umgehung der beiden hin tereinandergeschalteten Kreiselgruppen, die allmählich auf Drehzahl fahren. Sobald das Abtriebssonnenrad der ersten Kreiselgruppe die Drehzahl der Hauptwelle erreicht hat, schaltet sich die II. Gangstufe automatisch ein, in dem die auf der Vorgelegewelle befindliche erste Frei laufkupplung überholt wird. Der Drehmomentenfluß findet in der II. Gangstufe direkt durch die erste Kreiselgruppe und von deren Abtriebssonnenrad über die Vorgelegewelle unter Umgehung der zweiten Kreiselgruppe statt, die dann weiter auf Drehzahl hochfährt. Hat auch das Abtriebsson nenrad der zweiten Kreiselgruppe die Drehzahl der Haupt welle erreicht, dann wird die zweite Einwegkupplung zwi schen der mit den beiden Abtriebssonnenrädern trieblich verbundenen Vorgelegewelle überholt und der Drehmomen tenfluß findet im direkten III. Gang unter Umgehung der Vorgelegewelle direkt durch beide Kreiselgruppen statt. Alle Übergänge aus der niedrigeren, in die jeweils höhe re Stufe erfolgen ganz gleichmäßig und weich, d. h. ohne jeglichen Ruck, weil sich jede Kreiselgruppe erst dann abriegelt, wenn die Drehzahl des Abtriebssonnenrads die Eingangsdrehzahl erreicht hat. Dadurch ergeben sich be sonders kleine Arbeitswiderstände in dem erfindungsgemäßen kreiselgesteuerten Drehzahlwechselgetriebe, insbesondere im direkten III. Gang.

Besondere Bedeutung kommt bei einem drehzahlwechselnden Kreiselgetriebe nach der Erfindung den gemäß Anspruch 2 asymmetrisch ausgebildeten Kreiselrotoren zu, aufgrund derer sich eine stabile Lage der Planetenräder selbsttä tig ergibt, wenn das Abtriebssonnenrad der jeweiligen Kreiselgruppe die Eingangsdrehzahl erreicht hat. Denn die asymmetrischen Kreiselrotoren stellen sich bei gleicher Drehzahl von treibender Welle und Abtriebssonnenrad selbsttätig quer zur Hauptwelle und verbleiben in dieser Lage stabil.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert, das ein dreistufiges drehzahlwechselndes Kreiselgetriebe mit zwei koaxial zur Hauptwelle hintereinan der geschalteten Kreiselgruppen zeigt. Einander entspre chende Teile sind in den verschiedenen Figuren mit glei chen Bezugszeichen versehen. Im einzelnen zeigt

Fig. 1 eine einzelne Kreiselgruppe in perspektivischer Darstellung und

Fig. 2 dieselbe einzelne Kreiselgruppe im Längsschnitt gemäß (a) bzw. in Draufsicht (b) und in einer Seitenansicht (c). Gemäß

Fig. 3 ist das dreistufige kreiselgesteuerte Geschwin digkeitswechselgetriebe nach der Erfindung wie derum im Längsschnitt (a) bzw. in Draufsicht (b) und in einer Seitenansicht (c) dargestellt, und in

Fig. 4 ist der Drehmomentenfluß in den einzelnen Gang stufen I.-III. über die Vorgelegewelle bzw. über die Kreiselgruppen schematisch veranschaulicht.

Gemäß den Fig. 1 und 2 weist eine einzelne Kreiselgruppe eine Hauptwelle 1 auf, mit der eine Querachse 2 drehfest verbunden ist. Auf der Querachse 2 sind zwei aneinander gegenüberliegende Planetenkegelräder 4 drehbar angeordnet, die mit einem auf der Hauptwelle 1 gelagerten Sonnenkegel rad 5 in Eingriff stehen. Insoweit handelt es sich hier um ein Kegelraddifferential in üblicher Bauweise. An den Pla netenkegelrädern 4 sind zwei asymmetrische Kreiselrotoren 4 a, deren Ausbildung aus den Fig. 1 bis 3 hervorgeht, direkt befestigt, rotieren also mit diesen auf der Quer achse 2. Am Sonnenkegelrad 5 ist ein Abtriebszahnrad 6 dreh fest angebracht.

Gemäß Fig. 3 sind zwei der vorstehend näher beschriebenen Kreiselgruppen koaxial hintereinander auf der Hauptwelle 1 angeordnet. Eine Vorgelegewelle 3 ist parallel zur Haupt welle 1 gelagert und mit dieser über eine erste Zahnrad stufe 1 a, 11 in Eingriff. Drehfest auf der Vorgelegewelle 3 befindet sich ein zweites Zahnrad 12 , das mit dem Abtriebszahn rad 6 der ersten Kreiselgruppe 2, 4, 4 a, 5, 6 kämmt. Schließ lich ist die Vorgelegewelle 3 noch über ein drittes Zahn rad 13 mit dem Abtriebszahnrad 9 der zweiten Kreiselgruppe 2 a, 7, 7 a, 8, 9 in Eingriff. Das mit der Vorgelegewelle 3 trieblich verbundene Abtriebssonnenrad 5 treibt gleichzei tig über seine Querachse 2 a in die zweite Kreiselgruppe 2 a, 7, 7 a, 8, 9 ein. Zwischen den drehfest auf der Vor gelegewelle 3 angeordneten Zahnrädern 11, 12, 13 befindet sich jeweils eine Einwegkupplung 15 bzw. 16. Die Abtriebs bewegung der zweiten Kreiselgruppe 2 a, 7, 7 a, 8, 9 bzw. der Vorgelegewelle 3 kann über eine weitere Zahnradstufe 10, 17 auf eine Ausgangswelle 18 übertragen werden.

Die Wirkungsweise des kreiselgesteuerten automatischen Drehzahlwechselgetriebes wird anhand Fig. 4 näher er läutert, in der der Drehmomentenfluß über die Haupt- 1 bzw. die Vorgelegewelle 3 in den einzelnen Gangstufen I.-III. schematisch eingezeichnet ist.

I. Gangstufe

Beim Start der nicht dargestellten Antriebsmaschine wird das Drehmoment im niedrigen I. Gang von der Hauptwelle 1 über die erste Zahnradstufe 1 a, 11 auf die Vorgelege welle 3 übertragen. Die Einwegkupplungen 15 bzw. 16 wirken in dieser Drehrichtung der Vorgelegewelle 3, so daß beide Kreiselgruppen umgangen werden und das Eingangsdrehmoment über die dritte Zahnradstufe 9, 13 auf die Abtriebswelle 18 übertragen wird. Gleichzeitig treibt die Hauptwelle 1 über ihre Querachse 2 in die erste Kreiselgruppe ein, bringt also deren Sonnenkegelrad 5 allmählich auf Drehzahl.

II. Gangstufe (Zwischenstufe)

Bei bestimmter Drehzahl der Hauptwelle 1 riegelt sich die erste Kreiselgruppe automatisch ab, wenn deren Abtriebs sonnenrad 5 die Drehzahl der Hauptwelle erreicht hat. Die asymmetrischen Kreiselrotoren 4 a stellen sich dann selbst tätig quer zur Hauptwelle 1 in eine stabile Lage, in der sie mit der Drehzahl der Hauptwelle um diese rotieren. Der Drehmomentenfluß findet in dieser Gangstufe direkt über die erste Kreiselgruppe statt, deren Abtriebssonnenrad 5 nunmehr über die zweite Zahnradstufe 6, 12 unter Öffnung der ersten Einwegkupplung 15 auf die Vorgelegewelle 3 treibt, d. h. die erste Zahnradstufe 1 a, 11 wird überholt. Der Drehmomentenfluß verläuft unter Umgehung der zweiten Kreiselgruppe über die Vorgelegewelle 3 und die dritte Zahnradstufe 9, 13 auf die Abtriebswelle 18. Gleichzeitig treibt das Sonnenkegelrad 5 der ersten Kreiselgruppe über die mit diesem drehfest verbundene Querachse 2 a in die zweite Kreiselgruppe ein, bringt also deren Son nenkegelrad 8 weiter auf Drehzahl.

III. Gangstufe (direkter Gang)

Bei bestimmter Drehzahl der Hauptwelle 1 erreicht das Abtriebskegelrad 8 der zweiten Kreiselgruppe deren Dreh zahl. Die asymmetrischen Kreiselrotoren 7 a der zweiten Kreiselgruppe stellen sich wiederum quer zur Hauptwelle 1, riegeln also wieder ab, so daß sich auch die zweite Ein wegkupplung 16 öffnet und die zweite Zahnradstufe 6, 12 zwischen Haupt- 1 und Vorgelegewelle 3 überholt wird. Nun mehr ist der direkte III. Gang erreicht, d. h. der Drehmo mentenfluß verläuft unmittelbar durch die mit der Drehzahl der Hauptwelle 1 um diese mitrotierenden Kreiselrotoren auf die Abtriebswelle 18.

Alle Übergänge (Schaltungen aus dem niedrigeren in den je weils höheren Gang) erfolgen selbsttätig, stufenlos und ganz gleichmäßig, d. h. ohne jeglichen Ruck, weil sich die Kreiselgruppen jeweils erst dann selbsttätig abriegeln, wenn die Drehzahl ihres Sonnenkegelrads die in diese Krei selgruppe eintreibende Drehzahl erreicht hat.

Claims

1. Drehzahlwechselndes Kreiselgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer angetriebenen Haupt welle (1), auf der die beiden Planetenräder (4) eines Kegelraddifferentials um eine Querachse (2) drehbar gelagert sind und mit dem koaxial zur Haupt welle (1) angeordneten Sonnenrad (5) in Eingriff stehen und mit an den Planetenrädern (4) befestig ten Kreiselrotoren (4 a), und somit eine erste Krei selgruppe bilden, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr Kreiselgruppen koaxial zur Haupt welle (1) angeordnet sind, und daß die Hauptwelle (1) auf eine Vorgelegewelle (3) treibt, die jeweils un ter Zwischenschaltung einer Einwegkupplung (15 bzw. 16) mit jedem Sonnenrad (5 bzw. 8) der Kreiselgruppen drehfest verbunden ist.

2. Drehzahlwechselndes Kreiselgetriebe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch asymmetrische Kreiselrotoren.