DE4313289A1

DE4313289A1 - Umlaufrädergetriebe für ein automatisch schaltendes Kraftfahrzeuggetriebe

Info

Publication number: DE4313289A1
Application number: DE4313289A
Authority: DE
Inventors: Rahim Dr Pour; Peter Fritz
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1993-04-23
Filing date: 1993-04-23
Publication date: 1994-10-27

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Umlaufrädergetriebe für ein automatisch schaltendes Kraftfahrzeuggetriebe nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

In Kraftfahrzeugen werden vermehrt Automatikgetriebe mit fünf Vorwärtsgängen eingesetzt. Diese Getriebe weisen in der überwiegenden Anzahl drei Planetenradsätze auf, deren Getriebestufungen zum Teil erheblich von den gewünschten Gangübersetzungen abweichen. Aus Verbrauchsgründen und Gründen der Umweltverträglichkeit wären Sechsganggetriebe erwünscht. Sie sollten mit möglichst wenig Bauteilen die aus der Fahrleistung berechneten Getriebestufungen ziem lich genau einhalten.

In Frage könnten hierfür Gruppengetriebe in Form der Hin tereinanderschaltung von zwei Getrieben kommen. Bei einem Gangwechsel in solchen Getrieben müßten aber sowohl im ersten Getriebe als auch im zweiten Getriebe ent sprechende Schaltelemente betätigt werden, was zu Gruppenschaltungen führt. Gruppenschaltungen bedeuten mehrfache Überschneidungsschaltungen, das heißt während eines Schaltvorganges müssen mehrere Kupplungen und Brem sen geöffnet und geschlossen werden. Im Hinblick darauf, daß bei Automatikgetrieben der Gangwechsel unter Last ge schieht, sind derartige Schaltvorgänge bezüglich Schalt qualität und Schaltkomfort zur Zeit für Pkw-Getriebe nicht beherrschbar.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Umlaufrädergetriebe für ein Kraftfahrzeuggetriebe mit drei Radsätzen vorzusehen, bei dem während eines Gangwechsels (ausgenommen Rück wärtsgang) mehrfache Überschneidungsschaltungen ausge schlossen werden. Dabei sollte das Getriebe mit möglichst wenig Schaltelementen sechs Vorwärtsgänge enthalten.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit den kenn zeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Aus gestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteran sprüchen.

Die erfindungsgemäße Lösung erreicht mit drei Planeten radsätzen und den dazugehörigen Schaltmittel (getriebeinterne Kupplungen und Bremsen) Übersetzungen, die weitgehend den aus der Fahrleistung des jeweiligen Fahrzeuges berechneten Getriebestufungen entsprechen. Da bei sind bei jedem Gangwechsel in den Vorwärtsgängen immer nur zwei Schaltelemente beteiligt, so daß die uner wünschten mehrfachen Überschneidungsschaltungen nicht auftreten. Die erfindungsgemäße Getriebestruktur erlaubt Radsätze mit negativen Standübersetzung, die sich in einer Ebene bauen lassen und von allen möglichen Plane tengetrieben die wenigsten Bauelemente benötigen. Das führt auch zu einer gewünschten Gewichtsreduzierung und erhöht außerdem die Zuverlässigkeit.

Als weiterer Vorteil ergeben sich gute Umlaufwirkungs grade, die wiederum einen vorteilhaft guten Gesamt- Wirkungsgrad bestimmen. Desweiteren sind bei derartigen Getrieben niedrige Relativdrehzahlen in den Kupplungen und Bremsen möglich mit der Folge einer guten Verschleiß beständigkeit.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nach folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels mit der dazugehörigen Zeichnung. Dabei sind in der Zeichnung dar gestellt in

Fig. 1 die innere Struktur eines Getriebes, dargestellt in der sogenannten Wolfs symbolik,

Fig. 2 der schematische Aufbau eines Getriebes mit einer Getriebestruktur nach Fig. 1 und

Fig. 3 ein Schaltschema für das in sechs Vor wärtsgängen und einen Rückwärtsgang schaltbare Getriebe nach Fig. 2.

Nach Fig. 1 stehen drei Kreise symbolisch für drei an einander gekoppelte Planetensätze P1, P2, P3. Jeder der Planetensätze P1, P2 und P3 weist in üblicher Weise ein Sonnenrad, ein Hohlrad und einen Steg auf, der die mit dem Sonnenrad und Hohlrad kämmenden Planetenräder mit einander verbindet. Die Darstellung nach Fig. 1 ent spricht der Wolfssymbolik, wie sie beispielsweise in dem Buch "Die Umlaufgetriebe", Herbert Müller, Springer-Ver lag, 1971, Seite 55 ff. enthalten ist.

Die Getriebeteile der einzelnen Planetensätze P1, P2 und P3 - also die Sonnen- und Hohlräder sowie die Stege - sind teilweise miteinander fest verbunden; nach Fig. 1 ist dies der mit 1 bezeichnete Steg des ersten Planeten satzes P1 und der mit 2 bezeichnete Steg des zweiten Planetensatzes P2. Desweiteren stehen das Sonnenrad 3 des ersten Planetensatzes P1 mit dem Sonnenrad 4 des zweiten Planetensatzes P2 ebenfalls in fester Verbindung zu einander. Schließlich gilt dies auch für das Hohlrad 5 des zweiten Planetenradsatzes P2 und das Hohlrad 6 des dritten Planetenradsatzes P3. Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, daß in Fig. 1 mit 7 das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes P1, mit 8 der Steg und mit 9 das Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes P3 bezeichnet sind.

Die Getriebestruktur nach Fig. 1 ist in dem in Fig. 2 dargestellten Umlaufrädergetriebe verwirklicht. Es ist hier eine Eingangswelle 10 erkennbar, die das Antriebs moment eines nicht weiter dargestellten Antriebs aggregats, zum Beispiel einer Brennkraftmaschine in das Getriebe einleitet. Die Weiterleitung des gewandelten Drehmoments zu den ebenfalls nicht dargestellten Fahrzeugrädern übernimmt eine Abtriebswelle 11.

In Fig. 2 sind wieder die drei Planetenradsätze P1, P2 und P3 erkennbar und es ist das Sonnenrad 3 des Planeten radsatzes P1 gezeigt, das eine gemeinsame Hohlwelle 12 mit dem Sonnenrad 4 des zweiten Radsatzes P2 hat. Das Sonnenrad 9 des dritten Radsatzes P3 weist ebenfalls eine hohle Radwelle auf und durch sie bzw. die Hohlwelle 12 führt die Antriebswelle 10 zu einer Kupplung C. Dabei läßt sich über die Kupplung C das Sonnenrad 9 mit der An triebswelle 10 koppeln.

Eine einfache Abwandlung kann darin bestehen, die Kupplung C vor den Planetensatz P3, sie also zwischen dem zweiten und dritten Planetensatz P2, P3 anzuordnen. In diesem Fall braucht das Sonnenrad 9 nicht als Hohlwelle ausgeführt sein.

Die Sonnenräder 3 und 4 sind über eine weitere Kupplung A, die sich vor dem ersten Planetensatz P1 befindet, ebenfalls mit der Eingangswelle 10 koppelbar. Schließlich erlaubt eine Kupplung B zwischen dem zweiten und dritten Planetensatz P2 und P3 eine Verbindung der Stege 2 und 1 des ersten und zweiten Planetensatzes P1 und P2. Diese Stege 1 und 2 sind, wie zuvor bereits an Fig. 1 darge stellt, über eine gemeinsame Welle fest miteinander ver bunden. Eine Bremse G erlaubt es, den Steg 1 und damit auch den Steg 2 gegenüber das mit 13 angedeutete Ge triebegehäuse festzulegen. Über eine weitere Bremse F können die Sonnenräder 3 und 4 der Radsätze P1 und P2 ebenfalls gegenüber dem Getriebegehäuse 13 abgebremst werden.

Der Steg 8 des dritten Radsatzes P3 ist über Zwischen elemente drehfest mit der Abtriebswelle 11 verbunden. Eine Kupplung D erlaubt eine Kopplung dieses Steges 8 mit den Hohlrädern 5 und 6 der Radsätze P2 und P3, wobei die Hohlräder 5 und 6 über einen Zwischenabschnitt 14 zu einer Einheit zusammengefaßt sind. Das Hohlrad 7 des ersten Antriebssatzes P1 läßt sich schließlich über eine weitere Kupplung E mit der Abtriebswelle 11 koppeln.

Das Schaltschema nach Fig. 3 zeigt in einer Matrixdar stellung die einzelnen Schaltelemente (Kupplungen und Bremsen) und ihren Schaltzustand bei den einzelnen einge legten Gängen. Der mit "x" gekennzeichnete Zustand stellt dabei eine geschlossene Kupplung bzw. betätigte Bremse dar. So ist beispielsweise beim ersten Gang die Kupplung C geschlossen, das heißt die Eingangswelle 10 ist mit dem Sonnenrad 9 des dritten Planetenradsatzes verbunden. Außerdem sind die Bremsen F und G betätigt, die Sonnen räder 3 und 4 als auch die Stege 1 und 2 sind demnach un verdrehbar am Gehäuse festgelegt.

In entsprechender Weise sind die weiteren Gänge 2 bis 6 durch das Aktivieren bzw. Deaktivieren der einzelnen Schaltelemente schaltbar.

Aus dem Schaltschema geht eindeutig hervor, daß bei einem Wechsel eines Vorwärtsganges nie mehr als zwei Schalt elemente (Kupplungen oder Bremsen) beteiligt sind. So öffnet bei einem Schalten vom ersten Gang in den zweiten Gang die Bremse F, während die Kupplung E schließt. In entsprechender Weise öffnet zum Beispiel beim Schalten vom vierten in den fünften Gang die Kupplung C und die Kupplung B schließt. Lediglich für das Schalten in den Rückwärtsgang sind mehrere Schaltwechsel erforderlich, was aber ohne Belang ist, da hier der Kraftfluß ohnehin unterbrochen ist.

Claims

1. Umlaufrädergetriebe für ein automatisch schaltendes Kraftfahrzeuggetriebe mit drei aneinander gekoppel ten Planetensätzen (P1, P2, P3), wobei jeder Pla netensatz ein Sonnenrad, ein Hohlrad und über einen Steg miteinander verbundene, mit dem Sonnenrad und dem Hohlrad kämmende Planetenräder aufweist, gekenn zeichnet durch folgende antriebsmäßige Zuordnung der einzelnen Getriebeteile:

- das Sonnenrad (3) des ersten Planetensatzes (P1) ist mit dem Sonnenrad (4) des zweiten Planetensatzes (P2) fest verbunden, ebenso die Stege (1, 2) der beiden Planetensätze (P1, P2);
- das Hohlrad (5) des zweiten Planetensatzes (P2) ist mit dem Hohlrad (6) des dritten Planeten satzes (P3) fest verbunden.

2. Umlaufrädergetriebe nach Anspruch 1 mit einer über einen Motor angetriebenen Eingangswelle (10) und einer zu den Fahrzeugrädern führenden Abtriebswelle (11), gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

- die Sonnenräder (3, 4) des ersten und zweiten Planetensatzes (P1, P2) sind über eine erste Kupplung (A) mit der Eingangswelle (10) koppel bar und über eine erste Bremse (F) am Getriebe gehäuse (13) festlegbar;
- das Sonnenrad (9) des dritten Planetensatzes (P3) ist über eine zweite Kupplung (C) mit der Eingangswelle (10) koppelbar;
- die Stege (1, 2) des ersten und zweiten Plane tensatzes (P1, P2) sind über eine dritte Kupp lung (B) mit der Eingangswelle (10) koppelbar und über eine zweite Bremse (G) am Ge triebegehäuse (13) festlegbar;
- die Hohlräder (5, 6) des zweiten und dritten Planetensatzes (P2, P3) sind über eine vierte Kupplung (D) mit dem Steg (8) des dritten Pla netensatzes (P3) verbindbar, wobei der Steg (8) fest mit der Abtriebswelle (11) verbunden und über eine fünfte Kupplung (E) mit dem Hohlrad (7) des ersten Planetensatzes (P1) koppelbar ist.

3. Umlaufrädergetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Wellen wenigstens der Sonnenräder (3, 4,) als Hohlwellen ausgeführt sind, durch die die Eingangswelle (10) verläuft.