DE3511180A1

DE3511180A1 - Planetengetriebe fuer ein automatisches getriebe

Info

Publication number: DE3511180A1
Application number: DE19853511180
Authority: DE
Inventors: Kazuyoshi Atsugi Hiraiwa
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1984-03-30
Filing date: 1985-03-27
Publication date: 1985-10-03
Also published as: JPH039338B2; JPS60205050A; DE3511180C2; US4653348A

Description

Beschreibung Planetengetriebe für ein automatisches Getriebe

,-Die Erfindung bezieht sich auf ein Planetengetriebe für ein automatisches Getriebe.

In Fig. 1 ist ein vorbekanntes Planetengetriebe dargestellt, wie es von General Motors in den USA hergestellt wird. Das Planetengetriebe weist zwei Planetengetriebesätze G1 und G2 auf, sowie vier Kupplungen C1, C2, C3, C4 , zwei Bremsen B1 und B2, und zwei Freilaufkupplungen OWC1 und 0WC2. Ein erstes Sonnenrad S1 ist lösbar mit einer Antriebswelle I über die Kupplung C3 und die Freilaufkupplung OWC1 verbunden

Ein erstes Außenrad R1 steht in Verbindung mit einem zweiten 15

Planetenträger PC2, während ein erster Planetenträger PC1 mit einem zweiten Außenrad R2 und mit einer Abtriebswelle O verbunden ist. Das erste Außenrad R1 steht über die Kupplung C4 in lösbarer Verbindung mit der Antriebswelle I, ein zweites Sonnenrad S2 ist lösbar mit der Antriebswelle I über die 20

Kupplung C2 verbunden. Das erste Sonnenrad S1 ist über die Kupplung C1 lösbar mit der Antriebswelle I verbunden, das zweite Sonnenrad S2 kann mittels der Bremse BI festgehalten werden. Der zweite Planetenträger PC2 kann mittels der

Bremse B2 festgehalten werden und die Freilaufkupplung OWC? 25

verhindert eine umgekehrte Drehbewegung des zweiten Planetenträgers PC2. Die Reibungseinrichtungen C1 bis C¹I, B1 , B2, OWCI und 0WC2 werden gemäß dem in Fig. 2 dargestellten Schema in Eingriff gesetzt oder außer Eingriff gebracht, um

in dem D-Bereich vier Gänge und in dem L-Bereich zwei Vor-30

wärtsgänge und einem Rückwärtsgang zu ermöglichen.

Das oben beschriebene Planetengetriebe ist jedoch mit den nachfolgend beschriebenen Problemen behaftet. Das erste

Problem liegt darin, daß die Belastung jedes Zahnes der 35

Sonnenräder S1 und S2 sehr groß ist, so daß die mögliche obere Grenze für das aufgebrachte Drehmoment niedrig ist.

BÄD

Das hängt damit zusammen, daß die Sonnenräder unter allen drehbaren Elementen des Planetengetriebes die geringsten Durchmesser aufweisen und die Antriebswelle I das erste Sonnenrad S1 über die Kupplung C3 und die Freilaufkupplung 5 OWC1 in dem ersten, zweiten und dritten Gang und das zweite Sonnenrad S2 über die Kupplung C2 in dem Rückwärtsgang antreibt. Das zweite Problem liegt darin, daß das Sonnenrad S1 sich in dem vierten Gang ungefähr 2,5 mal so schnell dreht, wie die Antriebswelle I, so daß die Festigkeit eines mit diesem Sonnenrad S1 verbundenen Bauteils folglich erhöht werden muß, wobei dieses Bauteil eine Lagerung mit großer Standzeit benötigt. Das dritte und letzte Problem liegt darin, daß ein Teil der von der Antriebswelle auf den ersten Planetengetriebesatz G1 aufgebrachten Drehbewegung zwischen den zwei Planetengetriebsesätzen G1 und G2 zirkuliert, wodurch ein Abfall des Wirkungsgrads der Kraftübertragung bewirkt wird, überdies zeichnet sich eine derartige Anordnung im Hinblick auf die Lebensdauer der Planetengetriebesätze nicht vorteilhaft aus.

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Planetengetriebe für ein automatisches Getriebe zu schaffen, welches frei ist von den oben genannten Problemen.

Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ein Planetengetriebe für ein automatisches Getriebe zu schaffen, welches vier Vorwärtsgänge bereitstellt, welches jedoch leicht zu einem anderen Planetengetriebe modifiziert werden kann, welches mehr als vier Vorwärtsgänge ermöglicht.

Es"ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Planetengetriebe für ein automatisches Getriebe zu schaffen, welches eine Kupplungseinrichtung zum Blockieren eines ersten Planetengetriebesatzes und eine weitere Kupplungseinrichtung zur Verbindung des ersten Planetengetriebesatzes mit einem Planetenträger eines zweiten Planetengetriebesatzes und eine Bremseinrichtung zum Festhalten eines Son-

nenrades des zweiten Planetengetriebesatzes umfaßt, so daß diese Kupplungs- und Bremseinrichtungen miteinander zusammenwirken, um einen Kraftübertragungsweg bei wenigstens einem Vorwärtsgang zu ermöglichen.

Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, das typische Simpson-Getriebe mit drei Gängen zu verbessern, so daß wenigstens ein Overdrive-Gang hinzugewonnen wird, während die drei in dem Simpson-Getriebe vorgesehenen Kraft-Übertragungswege beibehalten werden.

Das erfindungsgemäße Planetengetriebe umfaßt einen ersten Planetengetriebesatz mit drehbaren Elementen, welche ein erstes Sonnenrad, ein erstes Außenrad und einen ersten Planetenträger, welcher drehbar mehrere Planetenräder lagert, die mit dem ersten Sonnenrad und dem ersten Außenrad in Eingriff sind, aufweist; einen zweiten Planetengetriebesatz mit drehbaren Elementen, welche ein zweites Sonnenrad, ein zweites Außenrad und einen zweiten Planetenträger, an welchem drehbar mehrere Planetenräder gelagert sind, die mit dem zweiten Sonnenrad und dem zweiten Außenrad in Eingriff sind, umfaßt; eine Antriebswelle, welche in Antriebsverbindung mit dem ersten Außenrad steht; eine erste Abtriebswelle; eine erste Antriebsverbindungseinrichtung zur Verbindung des zweiten Außenrades mit der Abtriebswelle; eine erste Kupplungseinrichtung zur wahlweisen Blockierung des ersten Planetengetriebesatzes; eine zweite Antriebsverbindungseinrichtung zur wahlweisen Verbindung der ersten und zweiten Planetengetriebesätze, wobei die zweite Antriebsverbindungseinrichtung eine zweite Kupplungseinrichtung zur wahlweisen Verbindung des ersten Sonnenrades mit dem zweiten Sonnenrad, eine dritte Kupplungseinrichtung zur wahlweisen Verbindung des ersten Planetengetriebesatzes mit dem zweiten Planetenträger und eine vierte Kupplungseinrichtung zur wahlweisen Verbindung des ersten Planetenträgers mit dem zweiten Außenrad umfaßt; und eine Gegenwirkungseinrichtung zur wahlweisen Bereitstellung einer

Sac ³⁵¹¹¹⁸°

!Gegenwirkung zu wenigstens einem der Planetengetriebesätze.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines nach dem Stand der Technik bekannten Planetengetriebes;

Fig. 2 eine graphische Darstellung', welche den Eingriff _uncj die Freigabe der Kupplungen und Bremsen des in Fig. 1 dargestellten Planetengetriebes zeigt;

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Planetengetriebes;

Fig. 4 eine graphische Darstellung, welche den Eingriff und die Freigabe der Kupplungen und Bremsen des Planetengetriebes der Fig. 3 zeigt;

Fig. 5 bis 9 Nomogramme, welche die Beziehung zwischen den Drehgeschwindigkeiten der drehbaren Planetenelemente für vier Vorwärts- und einen Rückwärtsgang jeweils darstellen;

Fig. 10 bis 14 verschiedene Ausführungsbeispiele, welche Modifikationen des Ausführungsbeispiels der Fig. 3 zeigen;

Fig. 15 ein Planetengetriebe, welches eine Modifikation der Ausführungsform von Fig. 14 ist, wobei dort mehr

als vier Vorwärtsgänge ermöglicht werden; 30

Fig. 16 eine graphische Darstellung, welche den Eingriff und die Freigabe der Kupplungen und Bremsen für das in Fig. 15 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigen;

3g Fig. 17 eine graphische Darstellung, welche den Eingriff und die Freigabe der Kupplungen und Bremsen für ein in

Fig. 18 dargestelltes Ausführungsbeispiel darstellen; und

Fig. 18 ein Ausführungsbeispiel ähnlich dem von Fig. 15.

In den Fig. 3 und 4 ist ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Planetengetriebes dargestellt. Wie die Fig. 3 zeigt, umfaßt das Planetengetriebe eine Antriebswelle 10, eine Abtriebswelle 12, einen ersten Planetengetriebesatz 14, mit einem ersten Sonnenrad 16, einem ersten Außenrad 18 und einem ersten Planetenträger 20, welcher drehbar mehrere Planetenräder 22 trägt, welche mit dem Sonnenrad 16 und dem Außenrad 18 in Eingriff sind, sowie einen zweiten Planetengetriebesatz 24, welcher ein erstes

Sonnenrad 26, ein erstes Außenrad 28 und einen ersten PIa-15

netenträger 30 aufweist, der drehbar mehrere Planetenräder 32 trägt, die mit dem zweiten Sonnenrad 26 und dem zweiten Außenrad 28 in Eingriff sind.

Das erste Außenrad 18 ist ständig mit der Antriebswelle 10 20

verbunden, so daß die Drehbewegung der Antriebswelle 10 eine Drehung des ersten Außenrades 18 bewirkt. Eine erste Reibungskupplung 34 verbindet wahlweise das erste Sonnenrad 16 mit dem ersten Außenrad 18. Daher ist, wenn die Kupplung

eingerückt ist, der erste Planetengetriebesatz 14 blockiert, 25

so daß er sich gemeinsam mit der Antriebswelle 10 dreht. Die Kupplung 34 dient somit als Blockierkupplung. Eine zweite Reibungskupplung 36 verbindet wahlweise das erste Sonnenrad 16 mit dem zweiten Sonnenrad 26. Somit ist diese zweite

Kupplung 36 beim Betrieb des Planetengetriebes, wie leicht 30

aus Fig. 4 zu ersehen ist, im ersten, zweiten und im Rückwärtsgang in Eingriff, so daß die ersten und zweiten Sonnenräder 16 und 26 in diesen Gängen miteinander verbunden sind. Eine dritte Reibungskupplung 38 verbindet wahlweise den ersten Planetenträger 20 mit dem zweiten Planetenträger 30.

Eine vierte Reibungskupplung 40 verbindet wahlweise den ersten Planetenträger 20 mit dem zweiten Außenrad 28, welches

in ständiger Verbindung mit der Abtriebswelle 12 steht. Eine erste Bremse 42 hält wahlweise das zweite Sonnenrad 26 fest, eine zweite Bremse 4>M hält wahlweise den zweiten Planetenträger 30 fest.
5

Die Reibungseinrichtungen, welche die Kupplungen 34, 36, und 40 und die Bremsen 42 und 44 umfassen, sind, wie in dem Schema der Fig. 4 aufgezeigt, wahlweise in Eingriff oder außer Eingriff und ermöglichen somit vier Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang. In Fig. 4 ist das Verhältnis der Zähnezahl des ersten Sonnenrades 16 zu der Zähnezahl des ersten Außenrades 18 mit C^₁ bezeichnet, das Verhältnis der Zähnezahl des zweiten Sonnenrades 26 zu der Zähnezahl des zweiten Außenrades 28 ist mit<X„ bezeichnet. Die entsprechenden Übersetzungen sind unter der Annahme berechnet, daßo(. =0,48

= 0,36 sind. Das Zeichen "0" besagt, daß eine Reibungseinrichtung in Eingriff ist, so daß sie bei dem entsprechenden Gang eine Rolle bei der Aufstellung eines Kraftübertragungsweges spielt. Das Zeichen "(0)" bezeichnet eine Reibungseinrichtung, welche in Eingriff gehalten wird, obwohl sie keinen Einfluß auf den Kraftübertragungsweg des zugehörigen Ganges hat.

Aus den Fig. 3 und 4 ist leicht zu ersehen, daß das Planetengetriebe im wesentlichen in derselben Weise arbeitet, wie ein typisches Simpson-Planetengetriebe in den ersten, zweiten und dritten Gängen. Die "Analogie zwischen dem in Fig. dargestellten Planetengetriebe und dem bekannten Simpson-Getriebe ist durch die Tatsache gegeben, daß die Kupplung 34, die Bremse 44 und die Bremse 42 mit einer "high+revers"-Kupplung, einer "low + revers"-Bremse und einer zwischengeschalteten Bremse korrespondieren, welche jeweils in dem Simpson-Getriebe vorhanden sind.

In dem ersten Gang treibt die Antriebswelle 10 das erste Außenrad 18 in einer vorwärtsgerichteten Richtung, welche dieselbe Richtung ist wie die, mit der sich der nicht darge-

stellte Fahrzeugmotor dreht. Da die vierte Kupplung 40 in Eingriff ist, ist der erste Planetenträger 20 mit der Abtriebswelle 12 verbunden, welche wiederum mit nicht dargestellten Rädern eines Kraftfahrzeuges verbunden ist, so daß sie einer Bewegung widersteht. Eine vorwärtsgerichtete Drehung des ersten Außenrades 18 bewirkt eine Rückwärtsdrehung des ersten Sonnenrades 16, welche entgegengesetzt zur Drehrichtung des Motors ist. Da die zweite Kupplung 36 in Eingriff ist, ist das erste Sonn₍enrad 16 mit dem zweiten

IQ Sonnenrad 26 verbunden, so daß das zweite Sonnenrad 26 sich ebenfalls rückwärts dreht, um den zweiten Planetengetriebesatz 24 anzutreiben. Das zweite Außenrad 28 ist ebenso wie der erste Planetenträger 20 mit der Abtriebswelle 12 verbunden, so daß das zweite Sonnenrad 26, welches sich in entgegengesetzter Richtung dreht, versucht, den zweiten Planetenträger 30 in umgekehrter Richtung zu drehen. Das wird verhindert, da der zweite Planetenträger 30 durch die zweite Bremse 44 festgehalten wird. Unter Festhaltung des zweiten Planetenträgers 30 bewirkt die Rückwärtsdrehung des Sonnenrades 26 eine Vorwärtsdrehung des zweiten Außenrades 28, wodurch eine höchste Getriebeübersetzung erreicht wird.

Im zweiten Gang wird das erste Außenrad 18 angetrieben, während die zweite und vierte Kupplung 36 und 40 weiterhin in Eingriff sind, das erste Sonnenrad 16 jedoch von der ersten Bremse 42 festgehalten wird. Das erste Außenrad 18 dreht den ersten Planetenträger 20 in einer vorwärtsgerichteten Richtung. Der erste Planetenträger 20 ist mit der Abtriebswelle 12 verbunden, so daß die Abtriebswelle 12 sich durch

go Einwirkung des ersten Planetengetriebesatzes 14 in einer übersetzten Drehzahl in Vorwärtsrichtung dreht.

Im dritten Gang (Direktantrieb) ist die erste Kupplung 34 in Eingriff, um das erste Außenrad 18 und das erste Sonnenoc rad 16 mit derselben Drehgeschwindigkeit anzutreiben, in der sich die Antriebswelle 10 dreht. Der erste Planetenträger 16 ist mit der Abtriebswelle 1? über die vierte Kupplung

40 verbunden, so daß die Drehgeschwindigkeit der Abtriebswelle gleich groß ist zu der Drehgeschwindigkeit der Antriebswelle 10.

Im fünften Gang sind beide Kupplungen 34 und 38 in Eingriff, um die Antriebswelle 10 direkt mit dem zweiten Planetenträger 30 zu verbinden, und die Bremse 42 ist betätigt,' um das zweite Sonnenrad 26 festzuhalten. Das bewirkt, daß das zweite Außenrad 28 und die mit diesem einstückig ausgebildete Abtriebswelle 12 sich mit einer höheren Drehgeschwindigkeit drehen, als die Antriebswelle 10. Somit stellt der vierte Gang einen Overdrive (Schongang) dar.

Beim Rückwärtsgang sind die Kupplungen 34 und 36 beide in 15Eingriff und die Bremse 44 ist betätigt, um im wesentlichen denselben Kraftübertragungsweg vorzusehen, wie das Simpson-Planetengetriebe.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Planetengetriebe treibt die Antriebswelle 10 das erste Außenrad 18 in jedem der ersten, zweiten und dritten Gänge an, im vierten Gang dreht sich der erste Planetengetriebesatz 14 mit derselben Drehgeschwindigkeit wie die Antriebswelle 10 und treibt den zweiten Planetenträger 30 an. Da die Drehung der Antriebswelle 10 dem 25ersten Außenrad oder dem Planetenträger zugeführt wird, welche jeweils einen relativ großen Durchmesser, im Vergleich zu dem Sonnenrad, aufweisen, hat dies zur Folge, daß die Belastung, welcher jedes der drehbaren Planetenelemente ausgesetzt ist, gering ist im Vergleich zu dem in Fig. 3 dargestellten Planetengetriebe, bei welchem die Drehbewegung der Antriebswelle dem Sonnenrad zugeführt wurde.

Obwohl die Drehbewegung der Antriebswelle 10 dem zweiten Sonnenrad 26 im Rückwärtsgang zugeführt wird, hat dies den 35geringsten Einfluß auf die Lebensdauer jedes der drehbaren Planetenelemente, da die Betriebszeit im Rückwärtsgang sehr gering ist.

1 Obwohl bei dem in Fig. 3 dargestellten Planetengetriebe das zweite Außenrad 28 und die Abtriebswelle 12 sich im vierten Gang mit einer höheren Drehgeschwindigkeit drehen, als die Antriebswelle 10, gibt es kein Zahnrad, welches sich mit einer größeren Drehgeschwindigkeit dreht, als die Drehgeschwindigkeit der Antriebswelle 10. Diese Tatsache wird in Zusammenhang mit der nachfolgenden Beschreibung der in den Fig. 5 bis 9 dargestellten Nomogramme jeweils besonders deutlich. «

Jedes der in den Fig. 5 bis 9 dargestellten Nomogramme zeigt die Beziehung zwischen der Drehgeschwindigkeit des drehbaren Elements jedes Planetengetriebesatzes. Unter der Annahme, daß bei jedem Planetengetriebesatz die Drehgeschwindigkeit des Außenrades N_R, die des Planetenträgers Np_C> die des Sonnenrades N„ ist und unter der Annahme, daß das Verhältnis der Zähnezahl des Sonnenrades zu der Zähnezahl des Außenrades ok ist, kann die Beziehung durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden:

N_{R +}* . N₅ - (1 ₊<X ) - N_pc = 0

Folglich sind die Ordinatenachsen für das Außenrad, den Planetenträger und das Sonnenrad so angeordnet, daß das

„_ Verhältnis des Abstands zwischen der Achse für das Außenrad 25

und der Achse für den Planetenträger zu dem Abstand zwischen der Achse des Planetenträgers und der Achse für das Sonnenrad cX ist. Jede beliebige gerade Linie, welche alle Ordinatenachsen schneidet, stellt an ihren Schnittpunkten mit den

Achsen jeweils Drehgeschwindigkeiten des Außenrades, des 30

Planetenträgers und des Sonnenrades dar, da diese Drehgeschwindigkeiten der oben angegebenen Gleichung genügen. Dabei muß festgestellt werden, daß bei Kombination von zwei Planetengetriebesätzen zu einem Planetengetriebe die Achsen

für die miteinander verbundenen drehbaren Elemente an der-35

selben Stelle angeordnet sind und durch dieselbe gemeinsame

Achse repräsentiert werden.

Figur 5 zeigt die Beziehung zwischen der Drehgeschwindigkeit der drehbaren Elemente der ersten und zweiten Planetenge-5triebesätze 14 und 24, welche im ersten Gang zur Anwendung kommen. Da der zweite Planetenträger 30 festgehalten wird und das erste Außenrad 18 mit der Antriebswelle 10 zum Antrieb durch dieses verbunden ist, sind ein Punkt 1 auf der Achse für das erste Außenrad 18 und_f ein Punkt 0 auf der Achse für den zweiten Planetenträger 30 durch eine gerade Linie verbunden. Somit geben die Schnittpunkte dieser Geraden mit den Achsen Drehgeschwindigkeiten der drehbaren Elemente der Planetengetriebesätze 14 und 24 an. Im ersten Gang gibt somit der Schnittpunkt der Geraden mit der Achse für den ersten Planetenträger 20 und das zweite Außenrad 28 die Drehgeschwindigkeit der Abtriebswelle 12 an. Es soll betont werden, daß die Drehgeschwindigkeit der Abtriebswelle 12 im Vergleich zu der Drehgeschwindigkeit der Antriebswelle 10 reduziert ist. Die Fig. 6 und 7 sind Nomogramme, die jeweils den zweiten und dritten Gang zeigen. Aus den Fig. 5, 6 und 7 ist somit einfach zu ersehen, daß es kein drehbares Element gibt, welches sich mit einer höheren Drehgeschwindigkeit dreht, als die Drehgeschwindigkeit der Antriebswelle 10. Die Fig. 8 zeigt ein Nomogramm für den vierten Gang. Da die erste Kupplung 34 in Eingriff ist, drehen sich das erste Sonnenrad 16, das erste Außenrad 18 und der erste Planetenträger 20 mit derselben Drehgeschwindigkeit wie die Antriebswelle 10 und da die dritte Kupplung 38 in Eingriff ist, dreht sich der zweite Planetenträger 30 mit der gleichen Drehgeschwindigkeit wie die Antriebswelle 10. Das zweite -Sonnenrad 26 wird durch die erste Bremse 42 festgehalten. Somit drehen sich das zweite Außenrad 28 und die Abtriebswelle 12 mit einer höheren Drehgeschwindigkeit als die Antriebswelle 10 und bilden somit den Overdrive (Schongang).

Aus der Fig. 8 ist klar zu erkennen, daß es keine anderen drehbaren Elemente mit Ausnahme des zweiten Außenrades 28 und der Abtriebswelle 12 gibt, welche sich mit einer grös-

seren Drehgeschwindigkeit drehen, als die Antriebswelle Figur 9 stellt ein Nomogramm für den Rückwärtsgang dar.

Bei diesem Ausführungsbeispiel gibt es keine Zirkulation eines Teils der Drehbewegung der Antriebswelle 10 zwischen den ersten und zweiten Planetengetriebesätzen 14 und 24, wodurch kein Verlust in der Kraftübertragung auftritt.

Figur 10 zeigt ein zweites AusfÜhruhgsbeispiel, welches im wesentlichen dasselbe ist, als das erste Ausführungsbeispiel, mit Ausnahme der Anordnung einer Kupplung 34A anstelle der Kupplung 34. Die Kupplung 34A ist vorgesehen, um wahlweise ein erstes Außenrad 18 mit einem ersten Planetenträger 20 zu verbinden, um somit einen ersten Planetengetriebesatz 14 in derselben Weise wie die Kupplung 34 in dem ersten Ausführungsbeispiel zu blockieren.

Figur 11 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel, welches im wesentlichen genauso aufgebaut ist, wie das erste Ausführungsbeispiel, mit Ausnahme der Anordnung einer Kupplung 34B anstelle der Kupplung 34. Die Kupplung 34B ist vorgesehen, um wahlweise einen ersten Planetenträger 20 mit einem ersten Sonnenrad 16 zu verbinden, um somit einen erste Planetengetriebesatz 14 in gleicher Weise wie die Kupplung 34 des ersten Ausführungsbeispiels zu blockieren.

Figur 12 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel, welches im wesentlichen dieselbe Betriebsweise wie das erste Ausführungsbeispiel aufweist, obwohl eine Kupplung 38A anstelle der Kupplung 38 vorgesehen ist, um wahlweise einen zweiten Planetenträger 30 mit einem ersten Sonnenrad 16 eines ersten Planetengetriebesatzes 14 eher zu verbinden, als einen ersten Planetenträger 20 von diesem, da der erste Planetengetriebsesatz 14 während des dritten und vierten Gangs blokkiert ist, wenn die Kupplung 38A in Eingriff ist (siehe Fig. 4) und sich als eine Einheit dreht. Da sich der erste Planetengetriebesatz 14 als eine Einheit dreht, kann der

zweite Planetenträger 30 über eine Kupplung mit irgendeinem der drehbaren Elemente des ersten Planetengetriebesatzes 14 verbunden werden. Es ist jedoch praktisch unmöglich, eine Kupplung anzuordnen, um wahlweise den zweiten Planetenträger 30 mit dem ersten Außenrad 18 des ersten Planetengetriebesatzes 14 zu verbinden.

Figur 13 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel. Dieses Ausführungsbeispiel ist im wesentlichen dasselbe, wie das erste Ausführungsbeispiel, mit Ausnahme der Anordnung einer Freilaufkupplung oder Bremse 50, welche eine Drehung des zweiten Planetenträgers 30 in umgekehrter Richtung verhindert und somit als zusätzliche Freilaufkupplung für eine zweite Bremse 44 dient. Die Freilaufkupplung 50, welche nur in einer Richtung wirkt, ist parallel zu der zweiten Bremse 44 zwischen dem zweiten Planetenträger 30 und dem Getriebegehäuse angeordnet. Die Freilaufkupplung 50 wird während des Betriebs im ersten Gang solange mit einer Reaktionskraft des zweiten Planetenträgers 30 beaufschlagt, wie die Antriebswelle 10 das Zahnrad 18 treibt, so daß die Anwendung der zweiten Bremse 44 während des automatischen Antriebsbereichs (D-Bereich) nicht nötig ist. Somit ist es leicht, die Schaltzeit einzujustieren.

In Fig. 14 ist ein siebtes Ausführungsbeispiel dargestellt, welches im wesentlichen dasselbe ist, wie das fünfte Ausführungsbeispiel, mit Ausnahme der Anordnung einer zweiten Freilaufkupplung 52, welche das erste Sonnenrad 16 mit einem zweiten Sonnenrad 26 zum Antrieb in eine Richtung verbindet. Die Freilaufkupplung 52 überträgt die Drehbewegung, wenn die Antriebswelle 10 den ersten Planetengetriebesatz 14 antreibt, und macht somit einen Eingriff der Kupplung 36 unnötig. Somit ist es leicht, die Schaltzeit einzujustieren. Obwohl in diesem Ausführungsbeispiel die zweite Freilaufkupplung 52 und die Freilaufkupplung 50 vorgesehen sind, kann die Freilaufkupplung 50 auch weggelassen werden, falls dies gewünscht wird.

Jedes der vorstehend aufgeführten Ausführungsbeispiele ermöglicht vier Vorwärtsgänge. Falls es gewünscht ist, kann die Zahl der Gänge in einfacher Weise durch Kombination eines dritten Planetengetriebesatzes zu einem zweiten Planetenge-

5triebesatz vergrößert werden. Dieser Vorgang wird nachstehend in Zusammenhang mit Fig.15 erläutert.

Figur 15 zeigt ein achtes Ausführungsbeispiel welches ähnlich ist zu dem Ausführungsbeispiel der Fig. 14, mit der Ausnahme, daß ein dritter Planetengetriebesatz 60 zwischen einem zweiten Außenrad 28 und einer Abtriebswelle 12 und eine fünfte Kupplung 62 und eine zu ihr zugehörige Freilaufkupplung 64 zwischen einem zweiten Planetenträger 30 und einer zweiten Bremse 44 vorgesehen sind. Der dritte Planetengetriebesatz

156O umfaßt ein drittes Sonnenrad 66, ein Außenrad 68 und einen dritten Plantenträger 70, welcher drehbar mehrere Planetenräder 72 trägt, die mit dem Sonnenrad 66 und dem Aussenrad 68 in Eingriff sind.
Das dritte Außenrad 68 steht in ständiger Verbindung mit einem zweiten Außenrad 28. Der dritte Planetenträger 70 ist in ständiger Verbindung mit der Abtriebswelle 12. Das dritte Sonnenrad 66 ist wahlweise mittels der Bremse 44 festhaltbar und wird durch die Freilaufkupplung 50 an einer Drehung in Rückwärtsrichtung gehindert. Die

25Kupplung 62 verbindet wahlweise den zweiten Planetenträger 30 mit dem dritten Sonnenrad 66 und die Freilaufkupplung 64 verbindet den zweiten Planetenträger 30 mit dem dritten Sonnenrad 66 zu einem Antrieb in einer Richtung.

gO Die Reibungseinrichtungen, welche die Kupplungen 34, 36, 38, 40 und 62 und die Bremsen 42 und 44 umfassen, werden wahlweise in Übereinstimmung mit dem in Fig. 16 dargestellten Schema in Eingriff genommen oder außer Eingriff gebracht. Mit diesem Schema sind fünf Vorwärtsgänge möglich. In Fig.

ist das Verhältnis der Zähnezahl des dritten Sonnenrades 66 ::\i dn· Γ.,ΊΗηρ".η1ι 1 de.". dt'iM.rn Aiißnit'ndr.". Λ8 mil cA , bcr.ciotmcl . Die zugehörigen Übersetzungsverhältnisse wurden unter der

Annahme berechnet, daß <Λ ^ = 0,45, cX ₂ = CX = 0,4.

Die Figur 18 zeigt ein neuntes Ausführungsbeispiel, welches ähnlich dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel, welches in Fig. 15 dargestellt ist, ist, mit der Ausnahme, daß bei einem dritten Planetengetriebesatz 60A das Sonnenrad 66 ständig mit einem zweiten Planetenträger 30 verbunden ist und das dritte Außenrad 68 wahlweise mittels einer Bremse 44 festgehalten werden kann und dur.ch eine Freilaufkupplung 50 an einer Drehung in einer umgekehrten Richtung gehindert wird. Eine fünfte Kupplung 62 verbindet wahlweise den zweiten Planetenträger 30 mit einem dritten Außenrad 68, die zugehörige Freilaufkupplung 64 verbindet den zweiten Planetenträger 30 mit dem dritten Außenrad 68 zur Drehung in einer Richtung. Die Kupplungen und Bremsen dieses Ausführungsbeispiels werden gemäß dem in Fig. 17 dargestellten Schema in Eingriff oder außer Eingriff gebracht. Mit diesem Schema sind sieben Vorwärtsgänge möglich. Die entsprechenden Übersetzungsverhältnisse sind unter der Annahme berechnet, daßc* = 0,45, c< ₂ = 0,4 und c< _ r 0,6 sind.

Claims

Patentansprüche

1. Planetengetriebe, gekennzeichnet durch

einen ersten Planetengetriebesatz (14), welcher drehbare Elemente aufweist, die ein erstes Sonnenrad (16), ein erstes Außenrad (18) und einen ersten Planetenträger (20), welcher drehbar mehrere erste Planetenräder (22) trägt, die mit dem ersten Sonnenrad (16) und dem ersten Außenrad (18) in Eingriff sind, umfassen;

einen zweiten Planetengetriebesatz (2'0, welcher drehbare 35 Elemente aufweist, die ein zweites Sonnenrad (26), ein zweites Außenrad (28) und einen zweiten Planetenträger (30),

welcher drehbar mehrere zweite Planetenräder (32) trägt, welche mit dem zweiten Sonnenrad (26) und dem zweiten Aussenrad (28) in Eingriff sind, umfassen;

eine Antriebswelle (10), welche in Antriebsverbindung mit 5

dem ersten Außenrad (18) steht;

eine Abtriebswelle (12);

eine erste Antriebsverbindungseinrrchtung (60, 62, 64) zur Verbindung des zweiten Außenrades (28) mit der Abtriebswelle (12);

eine erste Kupplungseinrichtung (34, 34A, 34B) zur wahlweisen Blockierung des ersten Planetengetriebesatzes (14);

!5 eine zweite Antriebsverbindungseinrichtung zur wahlweisen Verbindung des ersten (14) und zweiten (24) Planetengetriebesatzes, wobei die zweite Antriebsverbindungseinrichtung eine zweite Kupplungseinrichtung (36) zur wahlweisen Verbindung des ersten Sonnenrades (16) mit dem zweiten Sonnenrad (26),

eine dritte Kupplungseinrichtung (38, 38A) zur wahlweisen Verbindung des ersten Planetengetriebesatzes (14) mit dem zweiten Planetenträger (30) und

eine vierte Kupplungseinrichtung (40) zur wahlweisen Verbindung des ersten Planetenträgers (20) mit dem zweiten Außenrad (28) umfaßt; und

eine Gegenwirkungseinrichtung zur wahlweisen Ermöglichung einer Gegenwirkung auf wenigstens eines der drehbaren Elemente.

2. Planetengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Gegenwirkungseinrichtung eine erste Bremseinrichtung (42) zum wahlweisen Festhalten des zweiten Sonnenrades (26) und eine zweite Bremseinrichtung

(MM) zum wahlweisen Festhalten des zweiten Planetenträgers (30) umfaßt.

3. Planetengetriebe nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η 5zeichnet , daß die erste Kupplungseinrichtung (3M) der Verbindung des ersten Sonnenrades (16) mit dem ersten Außenrad (18) dient.

4. Planetengetriebe nach Anspruch Z, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die erste Kupplungseinrichtung (3MA) der Verbindung des ersten Außenrades (18) mit dem ersten Planetenträger (20) dient.

5. Planetengetriebe nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die erste Kupplungseinrichtung (3MB) der Verbindung des ersten Planetenträgers (20) mit dem ersten Sonnenrad (16) dient.

6. Planetengetriebe nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die dritte Kupplungseinrichtung (38) der Verbindung des zweiten Planetenträgers (30) mit dem ersten Planetenträger (20) des ersten Planetengetriebesatzes (1M) dient.

7. Planetengetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die dritte Kupplungseinrichtung (38A) der Verbindung des zweiten Planetenträgers (30) mit dem ersten Sonnenrad (16) des ersten Planetengetriebesatzes (1M) dient.

8.'Planetengetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Gegenwirkungseinrichtung eine komplementäre in einer Richtung wirkende Kupplungseinrichtung für die zweite Bremseinrichtung zur Verhinderung einer Drehbewegung des zweiten Planetenträgers (30) in einer vorbpF.timmten Richtung umfaßt.

9- Planetengetriebe nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η -

zeichnet , daß die zweite Antriebsverbindungseinrichtung eine in einer Richtung wirkende Kupplungseinrichtung (52) zur Verbindung des ersten Sonnenrades (16) mit dem zweiten Sonnenrad (26) zum Antrieb in einer Richtung umfaßt.

10. Planetengetriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß die zweite Antriebsverbindungseinrichtung eine in einer Richtung wirkende Kupplungseinrichtung (52) zur Verbindung des ersten_f Sonnenrades (16) mit dem zweiten Sonnenrad (26) zum Antrieb in einer Richtung umfaßt.

11. Planetengetriebe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß die zweite Antriebsverbindungsein- richtung eine in einer Richtung wirkende Kupplungseinrichtung (52) zur Verbindung des ersten Sonnenrades (16) mit dem zweiten Sonnenrad (26) zum Antrieb in einer Richtung umfaßt.

12. Planetengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die erste Antriebsverbindungseinrichtung einen dritten Planetengetriebesatz (60) umfaßt, der ein drittes Sonnenrad (66), ein drittes Außenrad (68), welches in ständiger Verbindung mit dem zweiten Außenrad

(28) steht, einen dritten Planetenträger (70), welcher in ständiger Verbindung mit der Abtriebswelle (12) steht, wobei der dritte Planetenträger (70) drehbar mehrere dritte Planetenräder (72) dreht, welche mit dem dritten Sonnenrad (66) und dem Außenrad (68) in Eingriff sind, aufweist; sowie eine fünfte Kupplungseinrichtung zur wahlweisen Verbindung des zweiten Planetenträgers (30) mit dem dritten Sonnenrad (66); und wobei die Gegenwirkungseinrichtung eine erste Bremseinrichtung (42) zum wahlweisen Festhalten des zweiten Sonnenrades (26) sowie eine zweite Bremseinrichtung (44) zum wahlweisen Festhalten des dritten Sonnenrades (66) umfaßt.

13- Planetengetriebe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß die Gegenwirkungseinrichtung zusätzlich zu der zweiten Bremseinrichtung (42) eine in einer Richtung wirkende Kupplungseinrichtung (50) zur Verhinderung einer Drehung des dritten Sonnenrades (66) in einer vorbestimmten Richtung umfaßt.

14. Planetengetriebe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß die erste Antriebsverbindungseinrichtung eine in einer Richtung wirkende Kupplung (64) zur Verbindung des zweiten Planetenträgers (30) mit dem dritten Sonnenrad (66) zum Antrieb in einer Richtung umfaßt.

15. Planetengetriebe nach Anspruch 13, dadurch g e k e η nzeichnet , daß die erste Antriebsverbindungseinrichtung eine in einer Richtung wirkende Kupplung (64) zur Verbindung des zweiten Planetenträgers (30) mit dem dritten Sonnenrad zum Antrieb in einer Richtung umfaßt.

16. Planetengetriebe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet , daß die zweite Antriebsverbindungseinrichtung eine in einer Richtung wirkende Kupplung (52) zur Verbindung des ersten Sonnenrades (16) mit dem zweiten Sonnenrad (26) zum Antrieb in einer Richtung umfaßt.

17. Planetengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die erste Antriebsverbindungseinrichtung einen dritten Planetengetriebesatz (60A) umfaßt, der ein drittes Sonnenrad (66), welches ständig mit dem zweiten Sonnenrad (30) verbunden ist umfaßt, sowie ein drittes Außenrad (68), einen dritten Planetenträger (70), welcher ständig mit der Abtriebswelle (12) verbunden ist und welcher drehbar mehrere dritte Planetenräder (72) trägt, die mit dem dritten Sonnenrad (66) und dem dritten Außenrad (68) in Eingriff sind, und eine fünfte Kupplungseinrichtung (62) zur wahlweisen Verbindung des zweiten Planetenträgers (30) mit dem dritten Außenrad (68);

1 und daß die Gegenwirkungseinrichtung eine erste Bremseinrichtung (42) zum wahlweisen Festhalten des zweiten Sonnenrades (26) und eine zweite Bremseinrichtung (44) zum wahlweisen Festhalten des dritten Außenrades (68) umfaßt.