DE3638422A1 - Planetenrad-uebertragungsgetriebe - Google Patents

Description

Für die vorliegende Anmeldung wird die Priorität der japanischen Patentanmeldung 60-2 52 554 vom 11. November 1985 in Anspruch genommen.

Die Erfindung betrifft ein Planetenrad-Übertragungsgetriebe, insbesondere für Automatikgetriebe von Automobilen, mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruchs 1.

In Fig. 6 ist ein Planetenradträger 100 eines herkömmlichen Planetenrad-Übertragungsgetriebes von Lavineaux als Beispiel dargestellt, bei dem Vollguß- oder Schmiedeteile mit einer Reihe von über den Umfang verteilten Verbindungsteilen 102 miteinander verbunden sind. In der älteren deutschen Patentanmeldung P 36 04 393 (entsprechend der japanischen Patentanmeldung 60- 25 906 und der US-Patentanmeldung 8 26 039) ist eine Kombination eines Drehmomentwandlers mit einem vierelementigen Flügelrad und einem teilweise verbesserten Planetenradgetriebezug vom Lavineaux-Typ beschrieben. Bei diesem älteren Vorschlag sind erste und zweite Planetenräder auf einem gemeinsamen Planetenträger angeordnet, die mit jeweils separaten Sonnenrädern (an der peripher inneren Seite) und ringförmigen Getrieberädern (an der äußeren peripheren Seite) in Eingriff stehen.

Wird ein solcher Planetenträger 100 wie in Fig. 6 gezeigt bei einer solchen Getriebeanordnung verwendet, so muß der Durchmesser des Planetenträgers 100 zur Vermeidung eines Aufeinandertreffens der Planetenträger in Anordnung zwischen den Verbindungsteilen 102 entsprechend groß ausgebildet werden. Die Folge davon ist, daß die Durchmesser des Sonnenrades und des Ringrades ebenfalls entsprechend groß gewählt werden müssen, mit der Folge, daß die Gesamtabmessung des Planetenrad-Getriebezuges entsprechend anwächst.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Planetenträger für die Halterung von ersten und zweiten Planetenrädern derart auszubilden, daß die Größe des Planetenträgers und damit diejenige der gesamten Getriebeanordnung möglichst reduziert ist.

Ausgehend von einem Planetenrad-Übertragungsgetriebe mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruchs 1 wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.

Erfindungsgemäß ist der Planetenradträger in zumindest teilweise plattenförmige Trägerteile unterteilt, die einander gegenüberliegen und an deren einem Vorsprünge vorgesehen sind, die eines der beiden Planetenräder tragen, wobei die Trägerteile mittels der Vorsprünge und Verbindungselementen, die die von den Vorsprüngen getragenen ersten oder zweiten Planetenräder durchgreifen, miteinander verbunden sind und Haltebohrungen aufweisen, in denen die jeweils anderen Planetenräder getragen sind.

Dadurch wird erreicht, daß die Verbindung zwischen den beiden Trägerteilen des Planetenradträgers im Achsbereich der jeweiligen Planetenräder erfolgt, und zwar insbesondere derart, daß die konkrete Verbindung zwischen den beiden Trägerteilen im Bereich einer der Gruppen der Planetenräder vorgesehen ist, während die anderen Planetenräder über Verbindungsstege gehalten sind, die in Lagerbohrungen zwischen den beiden Trägerteilen gehalten sind.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, insbesondere in bezug auf die in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispiele, deren nachfolgende Beschreibung die Erfindung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische, strukturelle vertikale Schnittansicht eines automatischen Übertragungsgetriebes nach dem Ausführungsbeispiel;

Fig. 2 eine Schnittansicht nach der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 eine vergrößerte Detail-Schnittansicht von Fig. 1;

Fig. 4 eine vertikale Schnittansicht des Planetenradträgers;

Fig. 4a eine vertikale Schnittansicht eines anderen Ausführungsbeispiels;

Fig. 5 eine Ansicht aus der Richtung des Pfeils V von Fig. 4;

Fig. 6 eine perspektivische Prinzipdarstellung nach dem vorerwähnten älteren Vorschlag.

Fig. 1 zeigt das Ausführungsbeispiel eines automatischen Übertragungsgetriebes für ein Wirtschaftsfahrzeug, wie beispielsweise Lastkraftwagens oder dergleichen. Mit 10 ist ein Vierelement- und Zweistufen- Drehmomentwandler bezeichnet. Ein Übertragungsgetriebe 12 mit drei Vorwärts-Geschwindigkeitsstufen und einer Rückwärts-Geschwindigkeitsstufe ist an den rückwärtigen Teil des Drehmomentwandlers angeschlossen. Das Übertragungsgetriebe 12 umfaßt einen Planetenradgetriebezug, der erste Planetenräder 30 b und zweite Planetenräder 28 b umfaßt, die auf einem gemeinsamen Planetenradträger 32 gelagert sind. Des weiteren sind eine Kupplung F 3 und Bremsen F 1, F 2 und R vorgesehen, die den Planetenrad-Getriebezug steuern.

Die automatische Getriebeübertragungseinrichtung ist aus dem Getriebezug 12, dem Drehmomentwandler 10 und einer hydraulischen Geschwindigkeitswechsel-Kontrolleinrichtung gebildet, worüber nachstehend noch detaillierte Ausführungen gemacht werden.

Der Drehmomentwandler 10 besteht aus einem Pumpenrad 14, einem Turbinenrad 16, einem festen Stator 18, einem Umkehrstator 20 und einer Verriegelungskupplung 21, wobei die konstruktive Anordnung derart getroffen ist, daß eine von einer Antriebsmaschine ausgehende Kraft von einem Eingangsdeckelelement 22 zu dem Pumpenrad 14 übertragen wird.

Die Verriegelungskupplung 21 überbrückt die hydraulische Kraftübertragung zwischen dem Pumpenrad 14 und dem Turbinenrad 16.

Das Turbinenrad 16 ist an eine Turbinenwelle 16 a und der Umkehrstator 20 an eine Statorwelle 20 a verdrehfest angeschlossen. Der feste Stator 18 ist über eine Welle 18 a an ein Gehäuse 12 a des Drehmomentwandlers angeschlossen, und das Pumpenrad 14 steht verdrehfest mit einer Pumpenradwelle 14 a in Verbindung. An einem Übertragungsseitenende der Pumpenwelle 10 a ist ein Ringgetrieberad 14 b angeschlossen, dessen Zähnezahl Ze 1 beträgt.

Eine Speisepumpe 25, die als hydraulische Kraftquelle eingesetzt ist, befindet sich im unteren Teil des Gehäuses 12 a und ist derart ausgebildet, daß sie durch ein Antriebsgetrieberad 25 a angetrieben wird, welches mit dem Ringgetrieberad 14 b in Eingriff steht.

An die mittig gelegene Turbinenradwelle 16 a ist eine Kupplungsscheibe 26 a einer Kupplung F 3 des dritten Ganges angeschlossen. Eine Kupplungsabdeckung 26 b der Kupplung F 3 ist an die Statorwelle 20 a angeschlossen. Radial außerhalb der Kupplungsabdeckung 26 b ist eine Bremse F 2 für den zweiten Gang angeordnet, die an dem Gehäuse 12 a festgelegt ist.

Ein zweites Sonnenrad 28 a (Zähnezahl: Za 2) ist am Ende der Statorwelle 20 a angeschlossen, und ein erstes Sonnenrad 30 a (Zähnezahl: Za 1) ist an das Ende der Turbinenradwelle 16 a fest angeschlossen. Das erste Sonnengetrieberad 30 a kämmt mit einem ersten Planetenrad 30 b, und das zweite Sonnengetrieberad 28 a kämmt mit dem zweiten Planetenrad 28 b.

Ein erstes Getrieberingrad 30 c (Zähnezahl: Zr 1) ist an der Außenseite des ersten Planetenrades 30 b angeordnet, und dieses erste Ringgetrieberad 30 c kämmt mit dem ersten Planetenrad 30 b. Eine Bremse F 1 für den ersten Gang ist an dem Gehäuse 12 a festgelegt und ist an der Außenseite des ersten Ringgetrieberads 30 c angeordnet (Zähnezahl: Zr 1).

Ein zweites Ringgetrieberad 28 c (Zähnezahl: Zr 2) steht einerseits außenseitig mit dem zweiten Getrieberad 28 b in Eingriff und ist seinerseits außenseitig an eine Bremse R angeschlossen, die ihrerseits an dem Gehäuse 12 a festgelegt ist.

Wie aus Fig. 2 erkennbar, ist eine Gruppe von ersten Planetenrädern 30 b und zweiten Planetenrädern 28 b an einem Planetenradträger 32 gelagert, und zwar derart, daß jeweils ein erstes Planetenrad 30 b mit einem zweiten Planetenrad 28 b kämmt, wobei die Planetenräder frei drehbar gelagert sind.

An den Planetenradträger 32 ist eine Ausgangswelle angeschlossen.

Durch selektive Betätigung der Kupplung F 3 und der Bremsen F 1, F 2 und R läßt sich das Übertragungsgetriebe 12 in verschiedenen Übertragungsverhältnisen betreiben, wie dies in der nachfolgenden Tabelle dargelegt ist. In der Tabelle ist mit 0 der Betätigungsstatus der Kuppung bzw. der Bremsen angezeigt.

Tabelle 1

Die detaillierte Konstruktion des Planetenrad-Getriebezuges des Übertragungsgetriebes 12 wird nachfolgend unter bezug auf Fig. 3 näher erläutert.

Wie Fig. 3 erkennen läßt, ist das zweite Sonnenrad 28 a an die sich nach vorne erstreckende Statorwelle 20 a über die Kupplungsabdeckung 26 b der Kupplung F 3 angeschlossen. Das erste Sonnengetrieberad 30 a ist über eine Keilverbindung verdrehfest an die Turbinenwelle 16 a angeschlossen, die innerhalb der Statorwelle 20 a angeordnet ist. Das rückwärtige Ende der Turbinenwelle 16 a ist über ein Nadellager 40 an einem ersten Planetenrad-Trägerteil 32 a des Planetenträgers 32 gelagert. Zwischen dem ersten Trägerteil 32 a und dem ersten Sonnenrad 30 a ist Axialdruck-Nadellager 42 angeordnet.

Das rückwärtige Ende des ersten Planetenrad-Trägerteils 32 a ist fest an eine Ausgangswelle 34 angeschlossen bzw. mit dieser einstückig ausgebildet, an der ein sogenanntes Parkrad 24 über eine Keilverbindung verdrehfest angeschlossen ist. Ein Sperrarm 46 für die Verdrehsperre des Parkrades 44 ist in dessen unterem Bereich angeordnet.

Das erste Planetenrad-Trägerteil 32 a des Planetenträgers 32 ist annähernd scheibenförmig ausgebildet (wie später noch beschrieben) und einem zweiten Planetenrad- Trägerteil 32 b axial gegenüberliegend angeordnet und mit diesem durch einen Niet 48 (Verbindungselement) zu dem Planetenträger 32 verbunden.

An einem der Trägerteile, im Beispiel an dem ersten Trägerteil 32 a, sind axial abragende Vorsprünge 50 vorgesehen, die über den Umfang gleichmäßig beabstandet verteilt sind. In jeden der Vorsprünge 50 sind hohlzylindrische Schäfte 52 eingepreßt, an denen die zweiten Planetenräder 28 b über jeweils ein Nadellager 54 gehalten sind. Die zweiten Planetenräder 28 b kämmen mit dem zweiten Sonnenrad 28 a.

Das zweite Ringgetrieberad 28 c kämmt mit den zweiten Planetenrädern 28 b an deren Außenseite, während die Bremse R weiter außenseitig gesehen an dem zweiten Getrieberingrad 28 c angeordnet ist. Auf die Zeichnung Fig. 1 wird hier ausdrücklich bezug genommen.

Die ersten Planetenräder 30 b kämmen mit den jeweils zugehörigen zweiten Planetenrädern 28 b, die an dem Planetenträger 32 drehbar gelagert sind. Die ersten Planetenräder 30 b sind jeweils über ein Nadellager 46 an einem Schaft 58 drehbar gelagert, und die Schäfte 58 sind im Preßsitz in den Haltebohrungen 58 a und 58 b in den beiden Trägerteilen 32 a und 32 b festgelegt.

Die ersten Planetenräder 30 b kämmen mit dem inneren ersten Sonnenrad 30 a und dem ersten äußeren Ringgetrieberad 30 c, wobei die Bremse F 1 weiter außerhalb des ersten Ringgetrieberads 30 c angeordnet ist.

Einzelheiten des vorgeschilderten Planetenträgers 32 werden nachfolgend unter bezug auf die Fig. 4 und 5 näher erläutert.

Das erste Planetenrad-Trägerteil 32 a ist beispielsweise als scheibenförmiges Schmiedeteil ausgebildet, und die kreissegmentförmig über den Umfang verteilt angeordneten Vorsprünge 50 sind dem axial zugewandten Bereich des anderen Trägerteils entgegenragend ausgebildet. Im vorliegenden Beispiel sind drei Vorsprünge 50 über den Umfang gesehen gleich beabstandet vorgesehen. Beide Enden der Niete 48 durchdringen die Vorsprünge 50 und den zylindrischen Schaft 50 und sind durch Spreizpressen (Verkrimpen, Einbördeln, Verstemmen) mit beiden Planetenrad-Trägerteilen 32 a und 32 b verbunden, derart, daß sie eine jeweils vorgesehene Unterlegscheibe 60 verklemmen. Eine solche Unterlegscheibe ist im Beispiel gemäß Fig. 4 im Bereich des Trägerteils 32 b vorgesehen.

Der zweite Trägerteil 32 b ist annähernd kreisringförmig ausgebildet und liegt dem ersten Trägerteil flächig axial gesehen gegenüber. Die ersten Planetenräder 30 b, die jeweils von einem der Schäfte 58 getragen sind, die im Preßsitz in die Haltebohrungen 58 a und 58 b in den beiden Trägerteilen 32 a und 32 b eingesetzt sind, befinden sich jeweils in der Nachbarschaft eines zweiten Getrieberads 28 b, derart, daß jedes erste Getrieberad 30 b mit einem zweiten Getrieberad 28 b kämmt, wie dies aus Fig. 5 ersichtlich ist.

Zwischen jeweils einem in kämmendem Eingriff befindlichen Paar von Planetenrädern 28 b und 30 b der über den Umfang verteilten drei Gruppen solcher Räder, die miteinander kämmen, ist ein axialer Abstand L vorgesehen, der in Richtung auf ein Minimum bemessen ist, so daß die Rädergruppen einander nicht stören. Darüber hinaus ist der Durchmesser des Planetenrad-Trägers 32 in diesem Sinne ebenfalls auf einen Minimalwert hin bemessen.

Die Funktion dieser Einrichtung ist wie folgt: Der vorerwähnte Planetenradträger 32 ist in zwei Trägerteile unterteilt, nämlich die Teil 32 a und 32 b, die untereinander mit Hilfe der Niete 48 derart verbunden sind, daß die zweiten Planetenräder 28 b durch die Vorsprünge 50 getragen sind, während die ersten Planetenräder 30 b an Bolzen 58 frei drehbar gelagert sind, die in den Halteöffnungen 58 a und 58 b in den beiden Trägerteilen 32 a und 32 b festgelegt sind.

Im Hinblick auf die Ausführung gemäß Fig. 6 werden somit die Verbindungsteile 102 vermieden, so daß es unnötig wird, jeweils einen Abstand zu den Verbindungsteilen 102 zu halten. Vielmehr kann der Störungen verhindernde Abstand L gemäß Fig. 5 minimiert werden. Wenn aber dieser Abstand L zwischen den Rädergruppen aus jeweils einem ersten und einem zweiten Getrieberad klein gehalten werden kann, so wird auch der Durchmesser D des Planetenträgers 32 insgesamt klein, was sich in einer verringerten Baugröße der Übertragungseinrichtung 12 insgesamt niederschlägt.

Durch die Verbindung der beiden Trägerteile 32 a und 32 b mit Hilfe der eine der beiden Planetenrädergruppen 28 b und 30 b durchgreifenden Niete 48 wird erreicht, daß die beiden Getrieberädergruppen 28 b und 30 b jeweils paarweise kämmend ineinandergreifend gehalten werden, wobei eine der beiden Getrieberädergruppen 28 b durch die Vorsprünge 50 des einen der beiden Trägerteile 32 a bzw. 32 b gehalten wird, während die andere Gruppe der Planetenräder 30 b durch Bolzen gehalten ist, die in den Halteöffnungen 58 a bzw. 58 b der beiden Trägerteile festgelegt sind. Dabei muß lediglich noch berücksichtigt werden, daß in Umfangsrichtung zwischen den Paaren aus jeweils einem ersten und einem zweiten Planetenrad ein ein Angreifen der benachbarten Planetenräder verhindernder minimaler Abstand freigehalten wird. Durch die Verlagerung der Verbindung zwischen den beiden Planetenrad-Trägerteilen in den Achsbereich der Planetenräder bzw. einer Gruppe der Planetenräder wird erreicht, daß eine Zwischenschaltung von Verbindungsteilen 102, wie sie gemäß Fig. 6 herkömmlich notwendig waren, vermieden wird. Aus diesem Grunde wird der Durchmesser des Planetenrad-Trägers 32 klein gehalten, was sich auf die Baugröße des gesamten Planetenrad- Übertragungsgetriebes 12 entsprechend vorteilhaft auswirkt.

Wie in Fig. 4a dargestellt, kann ein Schaft 70 verwendet werden, der als Lagerung der zweiten Planetenräder 28 b dient und zugleich die Verbindung zwischen den beiden Trägerteilen herstellt. Diese Verbindung über den Schaft 70 kann derart gestaltet sein, daß die beiden Trägerteile 32 a und 32 b durch Verstemmen miteinander verbunden sind.

Die beiden Planetenrad-Trägerteile 32 a und 32 b sind nicht notwendigerweise annähernd scheibenförmig ausgebildet, es ist lediglich erforderlich, daß diese beiden Teile Bereiche aufweisen, die in Achsrichtung einander gegenüberliegen.

Claims (10)

1. Planetenrad-Übertragungsgetriebe mit einem Planetenradzug, der erste und zweite Planetenräder aufweist, die paarweise miteinander kämmen, auf einem gemeinsamen Planetenradträger angeordnet sind und jeweils mit separaten Sonnenrädern und Ringrädern in Eingriff sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Planetenradträger (30) in zumindest teilweise plattenförmige Trägerteile (32 a, 32 b) unterteilt ist, die einander gegenüberliegen und an deren einem Vorsprünge (50) vorgesehen sind, die eines der beiden Planetenräder (28 b, 30 b) tragen, wobei die Trägerteile (32 a, 32 b) mittels der Vorsprünge (50) und Verbindungselementen (48; 70), die die von den Vorsprüngen (50) getragenen ersten oder zweiten Planetenräder (28 b oder 30 b) durchgreifen, miteinander verbunden sind und Haltebohrungen aufweisen, in denen die jeweils anderen Planetenräder (30 b oder 28 b) getragen sind.

2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungselemente (48; 70) durch Niete gebildet sind, die die von den Vorsprüngen (50) getragenen Planetenräder (28 b oder 30 b) durchgreifen.

3. Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungselemente (48) jeweils einen innerhalb eines jeden Vorsprungs (50) angeordneten zylindrischen Schaft (52) durchdringen.

4. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Planetenräder (28 b) mit dem größeren Durchmesser an den Vorsprüngen (50) getragen sind.

5. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Trägerteil (32 b) an dem die Vorsprünge (50) aufweisenden anderen Trägerteil (32 a) jeweils über eine von dem Verbindungselement (48) durchgriffene Unterlegscheibe (60) festgelegt ist.

6. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Planetenräder (30 b) mit kleinerem Durchmesser jeweils einem zweiten Planetenrad (28 b) mit größerem Durchmesser benachbart angeordnet sind und in dieses kämmend eingreifen und daß die ersten Planetenräder (30) jeweils an einem Schaft (58) getragen sind, der sich zwischen den Haltebohrungen (58 a, 58 b) der beiden Trägerteil (32 a, 32 b) erstreckt und in diesen festgelegt ist.

7. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Paare aus miteinander kämmenden ersten und zweiten Planetenrädern (28 b, 30 b) in Umfangsrichtung gleich beabstandet verteilt vorgesehen sind und daß der Umfangsabstand zwischen den Paaren von ersten und zweiten kämmenden Planetenrädern (28 b, 30 b) auf einen Minimalwert (L) angriffsfreien Betriebs herabgesetzt ist.

8. Getriebe nach einem der Ansprüche 1, 2 und 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein für ein von einem Vorsprung (50) getragenes Planetenrad (28 b) vorgesehener Schaft (70) zugleich als Verbindungselement zwischen den Trägerteilen (32 a, 32 b) ausgebildet ist.

9. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ausgangswelle (34) des Planetenrad-Übersetzungsgetriebes einstückig mit einem der Trägerteile (32 a) - insbesondere demjenigen die Vorsprünge (50) aufweisenden - ausgebildet ist und daß ein Sonnenrad, das mit einer der Gruppen von Planetenrädern (28 b, 30 b) kämmt, innerhalb der Vorsprünge (50) angeordnet und mittels eines Axialdruck-Nadellagers (42) abgestützt ist.

10. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen den Trägerteilen (32 a, 32 b) durch die die eine Gruppe von Planetenrädern (28 b) durchgreifenden Verbindungselemente (48; 70) bestimmt ist, während die Schäfte (58) zwischen den Haltebohrungen (58 a, 58 b) der Trägerteile (32 a, 32 b) der Lagerung der anderen Gruppe von Planetenrädern (30 b) dienen.