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Diese Erfindung bezieht sich auf ein Getriebesystem, wie
es im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegeben ist.
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Ein derartiges Getriebesystem ist in FR-A-2 191 669 gezeigt,
die ein Getriebesystem beschreibt, welches eine
Bremsvorrichtung des Lamellen-Reibschlußtyps und einen
Planetengetriebesatz in einem Gehäuseteil umfaßt, wobei die Bremsvorrichtung
zwischen ein Innenzahnrad des
Planetengetriebesatzes und das genannte Gehäuseteil eingefügt ist sowie
die Bremsvorrichtung mit einem mit dieser durch einen
Kolben verbundenen Zylinderelement versehen ist. In dem
Getriebesystem gemäß FR-A-2 191 669 sind die Getriebezähne
gerade. Deshalb tritt am Innenzahnrad keine axiale Kraft
auf.
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In einem Getriebesystem gemäß der Erfindung hat das
Innenzahnrad einen Schrägverzahnungseingriff, so daß eine
Schubkraft erzeugt wird. Diese Schubkraft muß von einem
Abdeckring der Bremsvorrichtung aufgenommen werden, wodurch die
Haltbarkeit des Abdeckringes vermindert wird.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, die Lebensdauer des
Getriebesystems, insbesondere die Haltbarkeit des
Abdeckringes der Bremsvorrichtung zu steigern.
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Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des
Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
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Um das oben angegebene Ziel zu erreichen, faßt die
vorliegende Erfindung ins Auge, daß die Richtung einer in dem
Zylinderelement der Bremsvorrichtung erzeugten Schubkraft
umgekehrt zur Richtung einer im Innenzahnrad des
Planetengetriebesatzes
hervorgerufenen Schubkraft gemacht wird und
daß das Zylinderelement gegen das Innenzahnrad angestoßen
wird, um dadurch die Schubkräfte zu kompensieren.
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Konkreter wird zu diesem Zweck die folgende Maßnahme
angewendet.
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Es werden nämlich solche Maßnahmen ergriffen, daß in dem
Getriebesystem, das mit der Bremsvorrichtung des Lamellen-
Reibschlußtyps zwischen dem Innenzahnrad des
Planetengetriebesatzes und dem Gehäuseteil angeordnet ist, wobei die
Bremsvorrichtung an dieser mit dem getrennt vom
Gehäusebauteil ausgebildeten Zylinderbauteil, mit welchem ein
Kolben verbunden ist, versehen ist, das Zylinderbauteil mit
dem Gehäusebauteil durch den Abdeckring in der axialen
Richtung in Eingriff ist, wodurch die in dem Zylinderbauteil
erzeugte Schubkraft durch das Gehäusebauteil aufgenommen
wird, und daß das Innenzahnrad des Planetengetriebesatzes
angeordnet ist, um die Schubkraft in entgegengesetzter
Richtung zu der im Zylinderbauteil erzeugten Schubkraft
hervorzurufen, wobei das Zylinderbauteil und das
Innenzahnrad aneinander anstoßen, um dadurch die Schubkräfte in den
einander entgegengesetzten Richtungen aufzunehmen.
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Gemäß den oben beschriebenen Maßnahmen wird die im
Innenzahnrad des Planetengetriebesatzes hervorgerufene
Schubkraft durch das Zylinderbauteil der Bremsvorrichtung
aufgenommen, wodurch die im Zylinderbauteil erzeugte
Schubkraft im Wert um die im Innenzahnrad hervorgerufene
Schubkraft vermindert wird. Aus diesem Grund wird die auf den
die Schubkraft des Zylinderbauteils aufnehmenden Abdeckring
wirkende Belastung im Wert durch die Schubkraft des
Innenzahnrades verkleinert. Demzufolge kann die auf den
Abdeckring für einen Eingriff des Zylinderbauteils mit dem
Gehäusebauteil einwirkende Belastung reduziert werden, so daß
die frühzeitige Ermüdung des Abdeckringes vermieden und
die Lebensdauer der Bremsvorrichtung gesteigert werden
kann.
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Ferner kann das Innenzahnrad des Planetengetriebesatzes die
Schubkraft des Zylinderbauteils allein durch ein Anstoßen
gegen das Zylinderbauteil aufnehmen, so daß dessen
Konstruktion zur Aufnahme der Schubkraft als ein relativ einfaches
System ausgeführt werden kann.
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Die exakte Beschaffenheit dieser Erfindung wie auch andere
Ziele und Vorteile dieser werden aus einer Würdigung der
folgenden, auf die beigefügten Zeichnungen, in welchen gleiche
Bezugszahlen die gleichen oder gleichartigen Teile in allen
Figuren bezeichnen, Bezug nehmenden Beschreibung ohne
weiteres augenscheinlich. Es zeigen:
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Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Getriebesystems
gemäß der Erfindung;
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Fig. 2 die Konstruktion von Fig. 1 im Detail;
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Fig. 3 eine vergrößerte Schnittdarstellung der Fig. 2.
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Wie in Fig. 1 gezeigt ist, enthält diese Ausführungsform
prinzipiell eine Flüssigkeitskupplungsvorrichtung 50, eine
Ölpumpvorrichtung 70, ein stufenloses Umschlingungsgetriebe
100, ein Zusatzgetriebe 200, ein Untersetzungsgetriebe 300
und ein Ausgleichgetriebe 350.
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Diese Vorrichtungen sind in den Gehäuseteilen eines
Getriebesystems vorgesehen. Die Gehäuseteile umfassen ein
Flüssigkeitskupplungsgehäuse 10, ein Hauptgehäuseteil 12 und
einen Gehäusedeckel 14.
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Diese Gehäuseteile bilden Kammern zur Aufnahme von
verschiedenen Vorrichtungen. Das Flüssigkeitskupplungsgehäuse 10
bildet eine Flüssigkeitskupplungskammer 52, in welcher die
Flüssigkeitskupplungsvorrichtung 50 aufgenommen ist. Das
Hauptgehäuseteil 12 und der Gehäusedeckel 14 bilden eine
Umschlingungsgetriebekammer 102, in der das stufenlose
Umschlingungsgetriebe 100 untergebracht ist. Mit Bezug auf
die Fig. 1 bildet das Hauptgehäuseteil 12 in dessen unterem
Abschnitt eine Zusatzgetriebekammer 202, in welcher das
Zusatzgetriebe 200 aufgenommen ist. Ferner bildet unter
Bezugnahme auf die Fig. 1 das Flüssigkeitskupplungsgehäuse 10
in seinem unteren Teil eine Ausgleichgetriebekammer 302,
in welcher ein Untersetzungsgetriebe 300 und ein
Ausgleichgetriebe 350 untergebracht sind.
Das Zusatzgetriebe 200
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Das Zusatzgetriebe 200 ist auf der Abtriebsseite des
stufenlosen Umschlingungsgetriebes 100 vorgesehen. Insbesondere
ist das Zusatzgetriebe 200 auf ein und derselben axialen
Linie wie die Drehwelle 180 der Abtriebsriemenscheibe 150
angeordnet.
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Das Zusatzgetriebe 200 umfaßt ein Verbund-Planetengetriebe
210 der Ravigneaux-Bauart, zwei Bremsvorrichtungen 230
sowie 240 und eine Kupplungsvorrichtung 250.
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Das Verbund-Planetengetriebe 210 der Ravigneaux-Bauart wird
von Elementen gebildet, die einschließen: ein erstes
Sonnenrad 212 und ein zweites Sonnenrad 214; ein erstes
Planetenrad 216, das mit dem ersten Sonnenrad 212 kämmt; ein
zweites Planetenrad 218, das mit dem ersten Planetenrad 216
sowie dem zweiten Sonnenrad 214 kämmt; ein Innenzahnrad 220,
das mit dem ersten Planetenrad 216 und einem Träger 222,
der das erste Planetenrad 216 und das zweite Planetenrad
218 drehbar lagert, in Kämmeingriff ist.
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Die Elemente des oben beschriebenen
Verbund-Planetengetriebes 210 der Ravigneaux-Bauart, die zwei Bremsvorrichtungen
230 sowie 240 und die Kupplungsvorrichtung 250 sind
zwischen
der Drehwelle 180 der Abtriebsriemenscheibe 150 und
einer Abtriebswelle 310 des Untersetzungsgetriebes 300 in
der folgenden Weise untereinander verbunden. Das erste
Sonnenrad 212 ist mit der Drehwelle 180 durch die
Kupplungsvorrichtung 250 verbunden und das zweite Sonnenrad 214 ist
direkt mit der Drehwelle 180 durch die
Keilverzahnungsverbindung gekoppelt. Ferner hat das erste Sonnenrad 212 die
Bremsvorrichtung 230 zwischen dem Trennglied 12a und ihm
selbst. In ähnlicher Weise hat das Innenzahnrad 220 die
Bremsvorrichtung 240 zwischen dem Trennglied 12a und ihm
selbst. Der ein Abtriebsglied darstellende Träger 222 ist
mit der Abtriebswelle 310 des Untersetzungsgetriebes 300
keilverzahnt. Das bedeutet, daß der Träger 222 und die
Abtriebswelle 310 lösbar, jedoch kraftübertragend
untereinander verbunden sind.
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Mit der oben beschriebenen Verbindungsanordnung kann das
Zusatzgetriebe 200 Schaltgänge erlangen, die zwei
Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang einschließen, indem selektiv
ein hydraulischer Arbeitsdruck jeder hydraulischen
Servodruckvorrichtung der beiden Bremsvorrichtungen 230, 240
und der Kupplungsvorrichtung 250 zugeführt wird.
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Der erste Vorwärtsgang. Die Bremsvorrichtung 230 wird in
den Arbeitszustand versetzt, die Kupplungsvorrichtung 250
und die Bremsvorrichtung 240 werden in die untätigen
Zustände versetzt, so daß dieser erste Vorwärtsgang eingestellt
werden kann. Unter den oben beschriebenen Zuständen wird
die Drehkraft vom zweiten Sonnenrad 214 eingeführt, so daß
das erste Planetenrad 216 und das zweite Planetenrad 218
durch dieses zweite Sonnenrad 214 gedreht werden, und ein
Planetenumlauf am ersten Sonnenrad 212, das durch die
Bremsvorrichtung 230 fest ist, wird vom Träger 222 zur
Abtriebswelle 310 hin in einer Weise, daß die Drehzahl vermindert
wird, abgenommen.
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Der zweite Vorwärtsgang. Die Kupplungsvorrichtung 250 wird
in den Arbeitszustand versetzt, die Bremsvorrichtungen 230
und 240 werden in die untätigen Zustände versetzt, so daß
dieser zweite Vorwärtsgang eingestellt werden kann. Unter
den oben beschriebenen Zuständen wird die Drehkraft
gleichzeitig vom ersten Sonnenrad 212 sowie vom zweiten Sonnenrad
214 eingeführt, wodurch das Verbund-Planetengetriebe 210
der Ravigneaux-Bauart als geschlossene Einheit in einen
Drehzustand gelangt. Dadurch wird eine eingeführte Drehung
zum Träger 222 abgenommen, so wie sie ist.
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Der Rückwärtsgang. Die Bremsvorrichtung 240 wird in den
Arbeitszustand versetzt, die Kupplungsvorrichtung 250 und die
Bremsvorrichtung 230 werden in die untätigen Zustände
versetzt, so daß dieser Rückwärtsgang eingestellt werden kann.
Unter den oben beschriebenen Zuständen wird die Drehkraft
vom zweiten Sonnenrad 214 eingeführt, so daß das erste
Planetenrad 216 und das zweite Planetenrad 218 durch dieses
zweite Sonnenrad gedreht werden) und ein Planetenumlauf an
den innenliegenden Zähnen des durch die Bremsvorrichtung 240
festen Innenzahnrades 220 wird vom Träger 222 in einer Weise,
wobei die Drehzahl vermindert wird, und in einem
Rückwärtsdrehzustand abgenommen.
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Im folgenden wird eine Beschreibung der Konstruktion des
Zusatzgetriebes 200 zur Übertragung der Kraft von der
Kupplungsvorrichtung 250 auf das Planetengetriebe 210
beschrieben. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, ist die im vorderen Teil
des Zusatzgetriebes 200 (linker Teil in Fig. 3) angeordnete
Kupplungsvorrichtung 250 vom Lamellen-Reibschlußtyp. Wie
bestens bekannt ist, ist in der Kupplungsvorrichtung 250
des Lamellen-Reibschlußtyps ein Reibschlußelement 252
vorgesehen, in welchem eine Mehrzahl von scheibenförmigen
Platten und eine Mehrzahl von Reibschlußplatten miteinander
zwischen einer Nabe 256 und einem Kupplungskorb 258
eingebaut sind. Die Nabe 256 ist an ihrem inneren Ende mit der
Drehwelle 180 in einer solchen Weise keilverzahnt, daß
sie einstückig in der Drehrichtung, jedoch in der axialen
Richtung verschiebbar ist. Der Kupplungskorb ist mit dem
ersten Sonnenrad 212 durch ein scheibenförmiges
Flanschglied 260 kraftübertragend verbunden.
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Das innere Endstück 260a des Flanschgliedes 260 ist durch
Schweißen einstückig mit dem ersten Sonnenrad 212 verbunden.
Die Verbindung zwischen dem inneren Endstück 260a dieses
Flanschgliedes 260 und dem ersten Sonnenrad 212 wird an
einer Stelle in einem Hohlraum 404 hergestellt, der durch
den Träger 222a bei der Seite des Flanschgliedes 260 und
dem Sonnenrad 212 gebildet ist. Insbesondere ist das innere
Ende des Trägers 222a nicht in der radialen Richtung
einwärts sich erstreckend, es ist etwas kurz ausgestaltet und
bildet den Hohlraum 404 zwischen dem ersten Sonnenrad
sowie ihm selbst. Das innere Endstück 260a des
Flanschgliedes 260 ist zur Richtung dieses Hohlraumes 404 hin gebogen,
um mit dem ersten Sonnenrad 212 in dem Hohlraum 404
verbunden zu werden. Demzufolge ist die Position, in welcher
das erste Sonnenrad 212 mit dem inneren Endstück 260a des
Flanschgliedes 260 verbunden ist, radial einwärts vom
Träger 222a sowie auch innerhalb der axialen Breite des
Trägers 222a angeordnet. Als Ergebnis kann die axiale Länge
des Getriebesystems um die axiale Breite des Trägers 222a
vermindert werden.
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Das erste Sonnenrad 212, mit dem das Flanschglied 260
einstückig verbunden ist, wird von einem Schrägzahnstirnrad
gebildet und erzeugt mit Bezug auf die Fig. 3 eine
Schubkraft nach links durch den Kämmeingriff mit dem
Planetenrad 216 während der Kraftübertragung. Diese Schubkraft
wird vom Innenumfangsteil der Nabe 256, einem Basisteil
560b mit im Querschnitt U-förmiger Gestalt, das im
folgenden beschrieben werden wird, und von einem vorspringenden
Teil 12b des Trenngliedes 12a durch Drucklager 550, 552
sowie 554, welche zwischen die Nabe 256 und das Basisteil
560b eingesetzt sind, aufgenommen.
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Um auf die allgemeine Beschreibung der Kupplungsvorrichtung
250 zurückzukommen, ist hiernach ein Kolben 254 mit einem
Zylinderbauteil 262 gekoppelt, und wenn hydraulischer
Arbeitsdruck einer durch das Zylinderbauteil 262 abgegrenzten
Arbeitsölkammer 264 zugeführt wird, wird der Kolben 254
betätigt, um ein Reibschlußelement 252 in Eingriff zu
bringen. Dieser Eingriff verbindet drehbar die Drehwelle 180
sowie das erste Sonnenrad 212, wodurch eine Drehung der
Drehwelle 180 auf das erste Sonnenrad 212 übertragen wird.
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An einem mit dem Innenumfangsabschnitt des Zylinderbauteils
262 verbundenen Konstruktionsteil 560 ist ein herausragendes
Kranzstück 560a ausgebildet, das radial auswärts ragt.
Dadurch wird der Kolben 254 in Ringform an einer Position
radial auswärts des Zylinderbauteils 262 festgehalten.
Das ist eine Anordnung, um einen Druckaufnahmebereich des
Kolbens 254 zu vermindern. Mit dem Kolben 254 ist eine
Rückstellfeder 266 in Anlage, um den Kolben 254 aus seinem
Arbeitszustand zurückzuführen.
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Das Basisteil 560b des Konstruktionsteils 560 ist im
Querschnitt U-förmig und am vorspringenden Teil 12b des
Trenngliedes 12a durch ein Drucklager 554 gesichert. Durch
diese Anordnung kann eine in dem Zylinderbauteil 262 erzeugte
Schubkraft durch das vorspringende Teil 12b des
Trenngliedes 12a aufgenommen werden, so daß deren Anordnung
vereinfacht werden kann. Insbesondere sollte, wenn hier kein
Trennglied 12a vorhanden wäre, eine derartige Anordnung
angewendet werden, daß die im Zylinderbauteil 262 erzeugte
Schubkraft durch die Drehwelle 180 aufgenommen wird,
wodurch die Anordnung zur Aufnahme der Schubkraft
notwendigerweise kompliziert und schwierig würde. Zusätzlich ist in
diesem Fall die relative Umlaufgeschwindigkeit in
nachteiliger Weise hoch.
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Ferner wird ein hydraulischer Arbeitsdruck einer
Arbeitsölkammer 264 durch eine in dem Konstruktionsteil 560
ausgestaltete Ölleitung 270 zugeführt. Der hydraulische
Arbeitsdruck wird in die Ölleitung 270 durch eine im
Trennglied 12a ausgebildete Ölleitung eingespeist.
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Die Bremsvorrichtung 230 des Zusatzgetriebes 200 ist vom
weithin bekannten Bandbremsentyp und um den Außenumfang
des Kupplungskorbes 258 der Kupplungsvorrichtung 250 herum
angeordnet.
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Wie in Fig. 3 detailliert gezeigt ist, ist die
Bremsvorrichtung 240 vom Lamellen-Reibschlußtyp. Das
Mehrscheiben-Reibschlußelement 242, in dem scheibenförmige Platten und
Reibschlußplatten einander überlagernd angeordnet sind, ist
zwischen dem Innenzahnrad 220 und einem trommelartigen
Abschnitt 12c des trommelförmigen Trenngliedes 12a vorgesehen.
Ein Kolben 246 ist mit einem Zylinderbauteil 244, das im
Querschnitt U-förmig ist, verbunden. Der hydraulische
Arbeitsdruck wird einer durch das Zylinderbauteil 244
abgegrenzten Arbeitsölkammer 248 zugeführt, wodurch der Kolben
246 betätigt wird, um das Reibschlußelement 242 in einen
Eingriffszustand zu bringen, so daß das Innenzahnrad 220
am Trennglied 12a festgehalten wird. Der Kolben 246 ist
mit einer Rückstellfeder 238 versehen, die imstande ist,
den Kolben 246 aus dem Arbeitszustand zurückzuführen.
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Das radial auswärtige Ende des Zylinderbauteils 244 wird
durch einen Abdeckring 236 in seiner Position in der
axialen Richtung bestimmt und am trommelartigen Abschnitt 12c
des Trenngliedes 12a festgelegt, und das einwärtige Ende
von diesem Zylinderbauteil ist gegen einen Abschnitt 220a,
der vom Innenzahnrad 220 auswärts vorsteht, in der axialen
Richtung durch ein Bauteil 239 in Anlage. Zusätzlich ist
das Bauteil 239 ein sog. Lagerteil, um eine glatte Bewegung
zu gewährleisten, wenn das Zylinderbauteil 244 und
ein Ringglied 220a des Innenzahnrades 220 drehen und
relativ aneinander gleiten, und es ist aus einem Kupfermaterial
gefertigt. Gemäß der Fig. 3 berührt das rechte Ende des
Innenzahnrades 220 den Träger 222 durch ein Zwischenglied
406. Wie im folgenden beschrieben werden wird, ist jedoch
die Richtung der Schubkraft des Innenzahnrades 220 in Fig. 3
nach links gerichtet, wodurch keine übermäßige Belastung am
Zwischenglied 406 aufgebracht wird. Aus diesem Grund wird
das Zwischenglied 406 aus einem Kunstharzmaterial gefertigt.
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Die Bremsvorrichtung 240 erzeugt eine Druckkraft (etwa
2000 kg), die in Fig. 3 nach rechts gerichtet ist, während
ihrer Tätigkeit im Zylinderbauteil 244 als eine
Reaktionskraft auf eine Wirkung des Kolbens. Darüber hinaus ist das
Innenzahnrad 220 mit dem ersten Planetenrad 216 in
Schrägverzahnungseingriff, wodurch im Innenzahnrad 220 eine
Druckkraft (etwa 400 kg) hervorgerufen wird. Die Richtung
dieser Druckkraft ist zu der Richtung der im Zylinderbauteil
244 erzeugten Druckkraft umgekehrt, d. h. die Druckkraft ist
in Fig. 3 nach links gerichtet. Demzufolge sind die
Druckkräfte im Zylinderbauteil 244 und im Innenzahnrad 220
einander entgegengesetzt. Beide Druckkräfte werden durch das
Anstoßen des inneren Endes des Zylinderbauteils 244 gegen
das Ringglied 220a des Innenzahnrades 220 kompensiert.
Da in diesem Fall die Schubkraft des Zylinderbauteils 244
größer ist als die Schubkraft des Innenzahnrades 220,
gelangt die Schubkraft des Zylinderbauteils 244
augenscheinlich in den Zustand, daß sie um den Wert der Schubkraft des
Innenzahnrades 220 vermindert wird. Deswegen kann der
Abdeckring 236 zur Aufnahme der Schubkraft des
Zylinderbauteils 244 die Schubkraft des Zylinderbauteils 244
aufnehmen, welche durch Subtraktion des Wertes der Schubkraft
des Innenzahnrades 220 von dieser erlangt wird, wodurch der
Abdeckring 236 in vorteilhafter Weise in der mechanischen
Festigkeit hoch wird, so daß die frühzeitige Ermüdung
vermieden und die Lebensdauer gesteigert werden kann.
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Die Zusatzgetriebekammer 202, die das Zusatzgetriebe 200
aufnimmt, und die Umschlingungsgetriebekammer 102, die das
stufenlose Umschlingungsgetriebe 100 aufnimmt, sind
voneinander durch das Trennglied 12a des Hauptgehäuseteils 12
getrennt. Das die Zusatzgetriebekammer 202 von der
Umschlingungsgetriebekammer 102 trennende Trennglied 12a ist
teilweise mit einer Abstufung 600 ausgestaltet. Wie in Fig. 2
deutlich gezeigt ist, ist die Abstufung 600 an einer Stelle
zwischen der Hydraulikzylindervorrichtung 130 der
Antriebsriemenscheibe 110 und dem Zusatzgetriebe 200 ausgebildet,
wobei die Abstufung 600 bei Betrachtung von der Seite der
Zusatzgetriebekammer 202 ein erstes kleinkalibriges
Stufenteil 602 und ein zweites großkalibriges Stufenteil 604
umfaßt.