DE3911865A1 - Automatisches getriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein automatisches Getriebe, bei dem eine von einer Antriebswelle an eine Abtriebswelle abgegebene Leistung von der Abtriebswelle auf die Antriebswelle zurückgeführt wird und eine während der Leistungsrückführung erhaltene Reaktionskraft die an der Antriebswelle vorliegende Leistung auf die Abtriebswelle überträgt, wodurch die Drehzahl der Abtriebswelle erhöht oder gesenkt werden kann.

Eine maschinelle Einrichtung, wie z.B. ein durch eine Leistungsabgabe angetriebenes Motorfahrzeug, ist im allgemeinen mit einem Getriebesystem ausgestattet, das zwischen einer Antriebswelle (in Motorfahrzeugen z.B. einer Kurbelwelle) und einer Abtriebswelle (z.B. einer Treibwelle) angeordnet ist, um eine an der Antriebswelle vorliegende Leistung auf die Abtriebswelle zu übertragen oder die Drehzahl der Abtriebswelle bei Bedarf zu verändern. Zur Bewerkstelligung eines solchen Betriebs (d.h. einer Leistungsübertragung) ist es erforderlich, in Verbindung mit dem Getriebesystem eine Kupplungseinrichtung und einen Übertragungshebel vorzusehen, was das Getriebesystem im allgemeinen kompliziert macht. Hierbei wird die Art der Übertragung von einem Fahrer (oder Bediener) manuell eingestellt. Bei dem Getriebesystem nach dem Stand der Technik muß der Fahrer jedoch immer, wenn er einen Zustand ineinander kämmender Zahnräder ändern will, um eine Geschwindigkeit des Motorfahrzeugs zu erhöhen oder zu senken gleichzeitig die Kupplungseinrichtung und den Übertragungshebel betätigen. Das Vorsehen der Kupplungseinrichtung und des Übertragungshebels führt aber zu einer Unbequemlichkeit des Getriebebetriebs, und der Übertragungszustand wird von der Geschicklichkeit der Bedienungsperson abhängig gemacht. Mit anderen Worten, die Bedienungsperson benötigt das Geschick zur glatten Fortsetzung der Übertragung. Ferner werden die Kupplungseinrichtung und der Übertragungshebel häufig defekt.

Dementsprechend ist es eine allgemeine Aufgabe der Erfindung, eine neues und nützliches Getriebe ohne die Kupplungseinrichtung und den Übertragungshebel bereitzustellen, bei welchem Getriebe Nachteile der zuvor beschriebenen Art ausgeschaltet sind und die Bedürfnisse befriedigt werden.

Eine prinzipielle Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines automatischen Getriebes mit einer Mehrzahl von Planetenzahnrädern, bei welchem eine während des Betriebs von Planetenzahnrädern erhaltene Reaktionskraft zu einer Änderung der Drehzahl an der Abtriebswelle führt, die infolge der Drehzahl der Antriebswelle erzeugt wird, so daß die Geschwindigkeitsübertragung an die Abtriebswelle automatisch erzielt werden kann.

Um obiges Ziel zu erreichen, treibt erfindungsgemäß eine an die Antriebswelle abgegebene Leistung an der Antriebswellenseite angeordnete Planetenzahnräder an. Wenn die Planetenzahnräder in Bewegung gesetzt werden, wird die Leistung auf an der Abtriebswellenseite angeordnete Planetenzahnräder übertragen. Deshalb ruft eine Wechselwirkung von antriebs- und abtriebswellenseitigen Planetenzahnrädern eine Rückwirkung der Leistung hervor, und eine während der Leistungsrückwirkung erhaltene Reaktionskraft wird auf die Abtriebswelle übertragen. Somit kann die Drehzahl der Abtriebswelle in Antwort auf die Drehzahl der Antriebswelle erzeugt werden.

Andere Ziele und weitere Merkmale der Erfindung gehen aus der nachfolgenden näheren Beschreibung, wenn sie in Verbindung mit der Zeichnung gelesen wird, hervor.

Fig. 1 ist eine Schnittansicht eines automatischen Getriebes der Erfindung ;

Fig. 2 ist eine Schnittansicht des automatischen Getriebes zur Erläuterung, wie das Getriebe zu betätigen ist;

Fig. 3 zeigt den Betrieb eines Planetengetriebes, das an der Antriebswellenseite angeordnet ist und einen Bestandteil der Erfindung bildet; und

Fig. 4 zeigt den Betrieb eines Planetengetriebes, das an der Abtriebswellenseite angeordnet ist und einen Bestandteil der Erfindung bildet:

Im folgenden wird näher auf die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung Bezug genommen, ein Beispiel ist in der Zeichnung veranschaulicht.

In Fig. 1 ist eine Schnittansicht eines automatischen Getriebes gemäß der Erfindung gezeigt. Wie in Fig. 1 gezeigt, ist in einem zylindrischen Gehäuse 1, das ein innerhalb des Gehäuses angebrachtes Hohlrad 2 aufweist, an einer Seite eine Antriebswelle 3 mit einem mit der Antriebswelle 3 gekuppelten Antriebsrotor 4 angeordnet. Am Antriebsrotor 4 sind zwei Achszapfen 5 und 6 ausgebildet. Ein Paar erster Planetenzahnräder 7 mit einem Paar zweiter Planetenzahnräder 8, die als integraler Bestandteil an die ersten Planetenzahnräder 7 angeformt sind, stecken jeweils auf den Achszapfen 5 und 6. Die ersten Planetenzahnräder 7 kämmen mit einem Sonnenzahnrad 9, das in einem zentralen Teil des Antriebsrotors 4 angeordnet ist, und die zweiten Planetenzahnräder 8 kämmen mit dem Hohlrad 2.

An der anderen Seite im Gehäuse 1 ist eine Abtriebswelle 10 mit einem mit der Abtriebswelle 10 gekuppelten Abtriebsrotor 11 angeordnet, der zwei Achszapfen 12 und 13 aufweist. Ein Paar dritter Planetenzahnräder 14 mit einem Paar vierter Planetenzahnräder 15, die als integraler Bestandteil an die dritten Planetenzahnräder 14 angeformt sind, stecken jeweils auf den Achszapfen 12 und 13. In diesem Fall kämmen die dritten und vierten Planetenzahnräder 14 und 15 mit dem Hohlrad 2 bzw. dem Sonnenzahnrad 9. In Fig. 1 stellt 16 ein Lager dar.

Die Betriebsweise der in dieser Art ausgebildeten Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Fig. 2, 3 und 4 beschrieben.

Im Betrieb des erfindungsgemäßen automatischen Getriebes dreht die Antriebswelle 3 den Antriebsrotor 4, wie in Fig. 2 gezeigt, in Richtung des Pfeiles A, wenn eine Antriebsleistung (z.B. ein Drehmoment) von einem (nicht gezeigten) primären Antrieb, wie zum Beispiel einem Automotor oder dergleichen, an die daran angeschlossene Antriebswelle 3 gelegt wird. Das Drehmoment wird über die Achszapfen 5 und 6 auf die ersten und zweiten Planetenzahnräder 7 und 8 übertragen, während der Antriebsrotor 4 in Richtung des Pfeils A gedreht wird. Das auf die ersten und zweiten Planetenzahnräder 7 und 8 übertragene Drehmoment wird auf das Sonnenzahnrad 9 und das Hohlrad 2 übertragen, die mit den Planetenzahnrädern 7 bzw. 8 kämmen, sobald die Zahnräder 7 und 8 gedreht werden. Mit anderen Worten, wenn der Antriebsrotor 4, wie in Fig. 3 gezeigt, in Richtung des Pfeils B gedreht wird, wird das zweite Planetenzahnrad 8, geführt vom Hohlrad 2, im Uhrzeigersinn gedreht und das erste Planetenzahnrad 7, das einstückig mit dem zweiten Planetenzahnrad 8 ausgebildet ist, wird ebenfalls im Uhrzeigersinn gedreht und dreht seinerseits das Sonnenzahnrad 9 gegen den Uhrzeigersinn (in Richtung des Pfeils C, wie in Fig. 3 gezeigt).

Wenn infolge Stillstands eines Motorfahrzeugs oder dergleichen ein starker Widerstand auf die Abtriebswelle 10 wirkt, kann die Abtriebswelle 10 nicht gedreht werden, obwohl die auf das Hohlrad 2 und das Sonnenzahnrad 9 übertragenen Drehmomente auf die dritten und vierten Planetenzahnräder 14 und 15 wirken, die an die Achszapfen 12 und 13 montiert sind. Aber die auf die Abtriebswelle 10 wirkenden Drehmomente werden aus ihr zurückgeleitet und bewirken infolge der Rückleitung eine Reaktionskraft. In diesem Augenblick treffen die zurückgeleiteten Drehmomente an einer geeigneten Stelle innerhalb des Sonnenzahnrads 9 auf die beständig von der Antriebswelle 3 eingespeisten Antriebsdrehmomente. Deshalb wird das Sonnenzahnrad 9 der zurückwirkenden Kraft ausgesetzt und erzeugt infolge der Reaktionskraft einen starken Widerstand. Wenn der von der Reaktionskraft erzeugte Widerstand den auf die Abtriebswelle 10 wirkenden Widerstand übersteigt, wird die Abtriebswelle 10 allmählich aus dem Stillstand herausgedreht.

Wenn sich die Abtriebswelle 10 erst einmal aus dem Stillstand heraus zu drehen beginnt, wird sich der Widerstand in der Abtriebswelle 10 im Verhältnis zu der Trägheitskraft und einer Beschleunigungskraft der Abtriebswelle 10 abschwächen. Deshalb wird die Antriebsleistung von der Antriebswelle 3 auf die Abtriebswelle 10 übertragen, und somit wird die Drehzahl der Abtriebswelle 10 im Verhältnis zu dem auf die Abtriebswelle 10 wirkenden Widerstand steigen oder sinken.

Mit anderen Worten, eine Größe einer Widerstandskraft, die durch die Reaktionskraft zwischen der Antriebswelle 3 und der Abtriebswelle 10 ausgelöst wird, ist zu einer Größe einer von der Abtriebswelle 10 her wirkenden Rückwirkungskraft proportional, die Größe der Rückwirkungskraft ist zu einer Größe der auf die Abtriebswelle 10 wirkenden Widerstandskraft proportional und die Drehzahl der Abtriebswelle 10 ist umgekehrt proportional zur Größe der Widerstandskraft der Abtriebswelle 10.

Inzwischen wird, wenn die Drehzahl der Abtriebswelle 10 sich ändert, das Sonnenzahnrad 9 entgegengesetzt zu dem Hohlrad 2 gedreht. Dieser Vorgang ist durchaus möglich, da am Sonnenzahnrad 9 Lager 16 drehbar angebracht sind. Wenn die ersten und dritten Planetenzahnräder 7 und 14 größer als die zweiten und vierten Planetenzahnräder 8 und 15 konstruiert werden, dann werden (durch die Wirkung von Hebeln) Hebelstützpunkte der Achszapfen 5 und 6 des Antriebsrotors 4 zu dem Hohlrad 2 hin verlagert, bzw. der Achszapfen 12 und 13 des Abtriebsrotors 11 zu dem Sonnenzahnrad 9 hin verlagert. Deshalb sei hier bemerkt, daß das von der Antriebswelle 3 auf das Hohlrad 2 übertragene Drehmoment größer als das des Sonnenzahnrads 9 ist und das Hohlrad 2 dadurch einen Rückwirkungsgrad des Sonnenzahnrads 9 durch innerhalb des Gehäuses 1 montierte Planetenzahnräder erhöht. Je mehr der Rückwirkungsgrad vergrößert und das von der Antriebswelle 3 übertragene Drehmoment erhöht wird, desto weiter ist der Übertragungsbereich der Abtriebswelle 10 zwischen einer niedrigen und einer hohen Geschwindigkeit.

Außerdem verursacht ein niedriger Wert der Drehzahl der Antriebswelle 3 einen Abfall im Wirkungsgrad der Leistungsübertragung von der Antriebswelle 3 zur Abtriebswelle 10. Deshalb ist es wichtig, daß die Drehzahl der auf die Antriebswelle 3 wirkenden Leistung so berechnet werden muß, daß sie einem solchen Übertragungsbereich entgegenkommt.

Die Antriebskraft der Abtriebswelle 10 wird erhöht, wenn die Abtriebswelle 10 eine niedrige Drehzahl hat, bzw. gesenkt, wenn die Abtriebswelle 10 eine hohe Drehzahl hat. Der mit dem erfindungsgemäßen Getriebe gekuppelte primäre Antrieb wird sich ohne Stillstand weiterdrehen, da das von der Antriebswelle 3 übertragene Drehmoment durch die während der Leistungsrückwirkung von der Abtriebswelle 10 her erhaltene Rückwirkungskraft sogar dann absorbiert wird, wenn die Abtriebswelle 10 durch eine wohlbekannte (nicht dargestellte) Bremseinrichtung festgestellt wird.

Wie vorstehend beschrieben, bewirkt eine von der Antriebswelle auf die Abtriebswelle wirkende Leistung erfindungsgemäß eine einem Zustand der Abtriebswelle entsprechende Reaktionskraft. Dann überträgt die Reaktionskraft die an der Antriebswelle vorliegende Leistung auf die Abtriebswelle, und dadurch wird die Drehzahl der Abtriebswelle 10 automatisch erhöht oder gesenkt. Deshalb ist es nicht erforderlich, eine zusätzliche Kupplungseinrichtung und einen Übertragungshebel in Verbindung mit dem Getriebesystem vorzusehen.

Es sollte sich jedoch verstehen, daß keine Absicht besteht, die Erfindung auf die offenbarte spezielle Ausführungsform zu beschränken, sondern daß im Gegenteil die Erfindung alle Abwandlungen, alternativen Bauweisen und Äquivalente abdecken soll, die unter den Erfindungsgedanken und den Erfindungsumfang fallen.

Claims (1)

1. Automatisches Getriebe zum Übertragen eines an einer Antriebswelle (3) vorliegenden Drehmoments auf eine Abtriebswelle (10) und zum Verändern der Drehzahl der Abtriebswelle (10), mit einem Antriebsrotor (4), der an die Antriebswelle (3) gekoppelt ist und eine Mehrzahl von Planetenzahnrädern (7, 8) aufweist, einem Abtriebsrotor (11), der an die Abtriebswelle (10) gekuppelt ist und eine Mehrzahl von Planetenzahnrädern (14, 15) aufweist, und einer Führungseinrichtung (2) zum Führen von Drehbewegungen des Antriebsrotors (4) und des Abtriebsrotors (11) während der Betätigung der Planetenzahnräder (7, 8, 14, 15).