DE875924C

DE875924C - Epicyclic gears, in particular countershafts for multi-stage epicyclic gears for all-terrain vehicles

Info

Publication number: DE875924C
Application number: DED1703D
Authority: DE
Inventors: Herbert Loch; Heinz Dipl-Ing Maennig
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1940-10-20
Filing date: 1940-10-20
Publication date: 1953-05-07

Description

Umlaufrädergetriebe, insbesondere Vorgelege für mehrstufige Umlaufräderwechselgetriebe für geländegängige Fahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf ein Umlaufrädergetriebe, insbesondere Umlaufräderwechselgetriebe für geländegängige Fahrzeuge. Sie besteht an sich aus der besonderen Kombination zweier Umlaufrädertriebe bestimmter Bauart. Der eine dient zur Herstellung zweier Vorwärtsgänge und eines Rückwärtsganges. Er besteht aus einem Sonnenrad, einem den Getriebeabtrieb bildenden Planetenträger mit den Planetenrädern und einem Außenrad. Der andere besteht aus zwei Sonnenrädern, zwei Doppelplanetenrädern und einem Außenrad mit zwei Verzahnungen. Die beiden Umlaufrädertriebe sind durch eine Verschiebemuffe wahlweise kuppelbar, derart, daß beim Antrieb eines Sonnenrades und Festbremsen des Planetenträgers des zweiten Planetentriebes sowie bei der Schaltklauenverbindung zwischen dem anderen Sonnenrad dieses zweiten Triebes mit dem Planetenträger des ersten Planetentriebes ein Straßengang hergestellt wird. Beim Antrieb des einen Sonnenrades und Festbremsen des Planetenträgers des zweiten Planetentriebes und bei der Schaltklauenverbindung zwischen dem Außenring des zweiten Umlaufrädertriebes und Planetenträger des ersten Umlaufrädertriebes wird :der Rückwärtsgang hergestellt. Beim Antrieb des anderen Sonnenrades und bei der Bremsung des Außenkranzes des ersten Umlaufrädertriebes sowie Freigabe des Planetenträgers des zweiten Triebes bei Leerlaufstellung der Schaltmuffe wird ein Geländegang hergestellt.Epicyclic gears, in particular countershafts for multi-stage epicyclic gears for all-terrain vehicles The invention relates to an epicyclic gear, in particular epicyclic gears for off-road vehicles. she consists itself from the special combination of two planetary gear drives of a certain type. One is used to produce two forward gears and one reverse gear. He consists of a sun gear and a planet carrier that forms the transmission output with the planet gears and an outer gear. The other consists of two sun wheels, two double planetary gears and an outer gear with two gears. The two planetary gear drives are optionally coupled by a sliding sleeve, so that when driving one Sun gear and locking of the planet carrier of the second planetary drive as well in the claw connection between the other sun gear of this second drive a street gear is established with the planet carrier of the first planetary drive. When driving one sun gear and locking the planet carrier of the second Planetary drive and the claw connection between the outer ring of the second Planetary gear drive and planet carrier of the first planetary gear drive will : the reverse gear established. When driving the other sun gear and when Braking of the outer rim of the first planetary gear drive and release of the planet carrier of the second drive when the shift sleeve is in the idle position, an off-road gear is established.

Eine solche Anordnung ergibt einen besonders' einfachenGesamtaufbau einesUmlaufräderwechsel-. getriebes für Kraftfahrzeuge und vor allem eine besonders einfache Ausbildung des Rückwärtsganges. Das letztere deshalb, weil die für den Rückwärtsgang notwendige Umkehrung der Bewegung dadurch erreicht wird, daß, wie oben angegeben, die eine Stufe des Vorgeleges als Umlaufrädertrieb mit zwei Sonnenrädern ausgebildet ist, von denen das eine mit einem zusätzlichen Außenrad zusammenwirkt, welches eine zweite Innenverzahnung aufweist, die zur Herstellung des Rückwärtsganges mit der Verzahnung-einer wahlweise auf Vorwärts- oder Rückwärtsgang schaltenden Schaltmuffe in Eingriff gebracht werden kann. Durch diese Anordnung entfällt einerseits der besondere Radsatz mit Bremsvorrichtung für den Rückwärtsgang im Getriebe, andererseits wird vermieden, daß durch Anordnung eines Rücklaufplanetentriebes im Vorgelege zu hohe Drehzahlen der Umlauf- bzw. Sonnenräder bei den höheren Gängen hervorgerufen werden.Such an arrangement results in a particularly simple overall structure of a rotating gear change. transmission for motor vehicles and above all a special one simple training of the reverse gear. The latter because the for the Reverse gear necessary reversal of the movement is achieved in that how stated above, the one stage of the back gear as a planetary gear drive with two sun gears is designed, one of which interacts with an additional outer wheel, which has a second internal toothing, which is used to produce the reverse gear with the gearing - one that switches to either forward or reverse gear Shift sleeve can be engaged. This arrangement eliminates on the one hand the special wheel set with braking device for reverse gear in the transmission, on the other hand it is avoided that by arranging a reverse planetary drive in the back gear to caused high speeds of the planetary gears or sun gears in the higher gears will.

Vorteilhaft wird die zum Schalten des direkten Ganges bei Umlaufrädergetrieben übliche Kupplung als im ein- und ausgerückten Zustand entlastete Lamellenkupplung ausgebildet.It is advantageous to shift the direct gear in epicyclic gears Conventional clutch as a multi-plate clutch that is relieved in the engaged and disengaged state educated.

Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel des Umlaufrädergetriebes gemäß der Erfindung.The drawing illustrates an embodiment of the planetary gear transmission according to the invention.

Abb. i zeigt schematisch eine Ausführungsform eines Viergangumlaufrädergetrebes mit nachgeschaltetem Vorgelege; Abb. 2 zeigt eine praktische Ausführungsform der in Abb. z angedeuteten, besonders vorteilhaft ausgebildeten Kupplung zum Schalten des direkten Ganges.Fig. I shows schematically an embodiment of a four-speed planetary gear drive with downstream transmission; Fig. 2 shows a practical embodiment of the In Fig. z indicated, particularly advantageously designed clutch for shifting of the direct gear.

Das dargestellte Schaltgetriebe besteht im wesentlichen aus einem bekannten Viergangumlaufrädergetriebe I, welchem das zweigäpgige Umlaufrädervorgelege II nachgeschaltet ist. Bei den an sich sehr vorteilhaften bekannten Getrieben kommen die Vorzüge der Anordnung nach der Erfindung besonders zur Geltung, da es nur bei Inkaufnahme außerordentlicher Komplikationen praktisch möglich sein würde, ein mehr als fünf-bzw. sechsgängiges Getriebe zu bauen.The gearbox shown consists essentially of one known four-speed epicyclic gearbox I, which has the two-stage epicyclic gear transmission II is connected downstream. In the case of the known transmissions, which are very advantageous per se the advantages of the arrangement according to the invention particularly come into their own, since it is only at Accepting extraordinary complications would be practically possible one more as five or. to build six-speed transmission.

Bei dem dargestellten Getriebe I drehen sich während des Betriebes sämtliche Räder des Getriebes, und das Schalten des ersten, zweiten und dritten Ganges erfolgt in -bekannter Weise durch Abbremsen der einzelnen Außenräder r, 2 bzw. 3. Zum Einschalten des direkten Ganges wird die Kupplung q., in der Regel eine Konuskupplung, verwendet. Diese verriegelt beim Einrücken den gesamten dreistufigen Block, so daß das ganze Getriebe mit der Drehzahl des Antriebes läuft. Dies hat den Nachteil, daß bei eingerückter Kupplung die Konusanpreßkraft als Axialkraft auf die Lagerung wirkt und diese somit besonders kräftig bemessen werden muß. Eine gewöhnliche Lamellenkupplung weist den ähnlichen Nachteil auf, däß das Ausrücklager bei geöffneter Kupplung unter Last läuft. Es empfiehlt sich daher, eine im ein-und ausgerückten Zustand axial entlastete Lamellenkupplung, etwa der inAbb.2 dargestellten Art, .zu verwenden. In dieser Abbildung bedeutet 5 den als Bremsscheibe ausgebildeten äußeren Lamellenträger mit den äußeren Lamellen 6, welche mit den inneren Lamellen 7 zum Eingriff kommen. Die Lamellen 7 zusammen mit der üblichen Anpreßscheibe 8 sind in bekannter Weise auf dem inneren Lamellenträger 9 axial verschiebbar angeordnet. An dem inneren Lamellenträger 9 sind bei der dargestellten Kupplung entsprechend im Kreis verteilte Hebel io derart mit einem Ende ängelenkt, daß sie radial nach außen verschwenkt werden können. Der Hebel io weist zwei Arme i i und i2 auf. Der Arm ii ist derart abgewinkelt, daß er beim Verschwenken des Hebels entgegen dem Uhrzeigersinn auf die Anpreßplatte 8 drückt und somit die Lamellen 6 und 7 zusammenpreßt. Außerdem ist an dem Arm i i eine Feder ,a:2 zur Regelung des Kupplungsdruckes in beliebiger Weise angeordnet. Diese Verschwenkung des Hebels io wird durch die Spreizwirkung einer auf der hülsenförmig verlängerten Nabe i2a des inneren Lamellenträgers axial verschiebbaren, im wesentlichen konischen Spreizmuffe 13 hervorgerufen, indem diese Muffe mit ihrer konischen Mantelfläche 1q. eine Rolle 15 radial nach außen drückt, welche am freien Ende des zweiten Hebelarms 12 gelagert ist. An diese konische - Fläche 1q. schließen in axialer Richtung nach beiden Seiten hin zylindrische Flächen 16 bzw. 17 an. Auf der zylindrischen Fläche 16, welche dem kleinsten Durchmesser des Spreizkörpers 13 entspricht, ruht die Rolle 15 bei ausgerückter Kupplung, während sie im eingerückten Zustand auf der den größten Durchmesser aufweisenden Zylinderfläche liegt. Die Kupplungskraft wirkt somit nur als innere Kraft. Zwischen Kupplungsmuffe und innerem Lamellenträger findet keine Relativdrehung statt. Um zu vermeiden, daß die Anpreßhebel io unter der Wirkung der Fliehkraft verstellt werden, kann zwischen den einzelnen Hebeln io und dem inneren Lamellenträger eine Abdruckfeder 43 vorgesehen sein.In the illustrated gearbox I, all the gears of the gearbox rotate during operation, and the first, second and third gears are shifted in the known manner by braking the individual outer gears r, 2 and 3, respectively. The clutch is used to switch on the direct gear q., usually a cone coupling, is used. When engaging, this locks the entire three-stage block so that the entire gear unit runs at the speed of the drive. This has the disadvantage that, when the clutch is engaged, the conical contact pressure acts as an axial force on the bearing and it must therefore be particularly strong. A conventional multi-plate clutch has the similar disadvantage that the release bearing runs under load when the clutch is disengaged. It is therefore advisable to use a multi-plate clutch that is axially relieved in the engaged and disengaged state, for example of the type shown in Fig. 2. In this figure, 5 means the outer disk carrier, designed as a brake disk, with the outer disks 6, which come into engagement with the inner disks 7. The lamellae 7 together with the usual pressure washer 8 are arranged axially displaceably on the inner lamella carrier 9 in a known manner. In the case of the clutch shown, levers io, distributed accordingly in a circle, are articulated with one end on the inner disk carrier 9 in such a way that they can be pivoted radially outward. The lever io has two arms ii and i2. The arm ii is angled in such a way that it presses on the pressure plate 8 when the lever is pivoted counterclockwise and thus presses the lamellae 6 and 7 together. In addition, a spring, a: 2, for regulating the clutch pressure is arranged in any desired manner on the arm ii. This pivoting of the lever io is brought about by the spreading action of a substantially conical expansion sleeve 13 which is axially displaceable on the sleeve-shaped elongated hub i2a of the inner disk carrier, in that this sleeve with its conical outer surface 1q. a roller 15, which is mounted on the free end of the second lever arm 12, presses radially outward. At this conical - surface 1q. close in the axial direction on both sides cylindrical surfaces 16 and 17, respectively. When the clutch is disengaged, the roller 15 rests on the cylindrical surface 16, which corresponds to the smallest diameter of the expansion body 13, while in the engaged state it lies on the cylinder surface having the largest diameter. The coupling force thus only acts as an internal force. There is no relative rotation between the coupling sleeve and the inner plate carrier. In order to avoid that the pressure levers io are adjusted under the effect of centrifugal force, a pressure spring 43 can be provided between the individual levers io and the inner plate carrier.

Bei den üblichen Umlaufrädergetrieben ist, wie eingangs erwähnt, außer den Übersetzungsstufen für Vorwärtsfahrt noch ein weiterer Radsatz mit Bremsvorrichtung für den Rückwärtsgang vorhanden, welcher die Bewegungsumkehr des Getriebes mit einer dem ersten Gang entsprechenden Geschwindigkeit bewirkt. Bei Verwendung von Vorgelegen aber führt die Anordnung eines Rücklaufplanetentriebes in dem Vorgelege zu sehr hohen Drehzahlen der Planeten- bzw. Sonnenräder, wenn einer der höheren Gänge eingeschaltet ist.In the case of the usual epicyclic gears, as mentioned at the beginning, except the gear ratios for forward travel have another set of wheels with a braking device available for reverse gear, which reverses the movement of the transmission with a causes the speed corresponding to the first gear. When using rugs but the arrangement of a reverse planetary drive in the back gear leads too much high speeds of the planetary or sun gears when one of the higher gears is engaged is.

Diese besonderen Anordnungen für den Rückwärtsgang entfallen bei der Konstruktion gemäß der Erfindung. Auf der Abtriebswelle 18 des Getriebes ist das Vorgelege II angeordnet, welches einen Straßen- und einen Geländegang enthält.These special arrangements for reverse gear do not apply to the Construction according to the invention. On the output shaft 18 of the Transmission the back gear II is arranged, which contains a street gear and an off-road gear.

Der Straßengang enthält zwei Sonnenräder ig, 2o, von denen das Rad ig auf der Welle 18 festgekeilt ist, während das zweite Sonnenrad 2o mit einer langen Nabe 2i lose auf dieser Welle sitzt. Die Sonnenräder ig" 2o haben verschiedenen Durchmesser und wirken jeweils mitUmlaufrädern 22 bzw 23 zusammen, welche mittels einer gemeinsamen Nabe auf dem Zapfen des Umlaufradträgers 24 gelagert sind. Der Umlaufradträger 24 ist lose auf der Abtriebswelle 18 gelagert und als Bremsscheibe ausgebildet.The street gear contains two sun gears ig, 2o, of which the wheel ig is wedged on the shaft 18, while the second sun gear 2o with a long Hub 2i sits loosely on this shaft. The sun gears ig "2o have different ones Diameter and each work together with revolving gears 22 and 23, which by means of a common hub are mounted on the journal of the planetary gear carrier 24. Of the Umlaufradträger 24 is loosely mounted on the output shaft 18 and as a brake disc educated.

Die Nabe 21 des Sonnenrades 2o hat an ihrem freien Ende eine Außenverzahnung 25. Auf der Nabe gleitet lose eine Schaltmuffe 26. Diese Muffe hat an dem einen Ende eine Außenverzahnung 27, während am anderen Ende eine Außenverzahnung 28 und eine Innenverzahnung 29 ausgebildet ist.The hub 21 of the sun gear 2o has external teeth at its free end 25. A shift sleeve 26 slides loosely on the hub. This sleeve has on one End an external toothing 27, while at the other end an external toothing 28 and an internal toothing 29 is formed.

Am Ende der Abtriebswelle 18 ist das Sonnenrad 3o des Geländeganges befestigt, welches mit Umlaufrädern 31 im Eingriff steht, die mittels Zapfen an dem Umlaufradträger 32 angebracht sind. Dieser Umlaufradträger ist auf einem mit der Welle 18 gleichachsigen Wellenstumpf 33 befestigt und mit einer Ringscheibe mit Innenverzahnung 3.1. zusammengebaut. Die Verzahnung ist in ständigem Eingriff mit der oben angeführten Außenverzahnung 28 der Schaltmuffe 26. Die Umlaufräder 31 rollen gleichzeitig auf einem innenverzahnten, abbremsbaren, äußeren Hauptrad 35, welches lose auf dem Wellenstumpf 33 sitzt. Mit einem der beiden Sonnenräder ig oder 20 wirkt weiter ein Außenrad 36 zusammen, welches eine zweite Innenverzahnung 37- aufweist. Die bereits oben erwähnte Schaltmuffe 26 kann durch Axialverschiebung entweder mit der letzteren Innenverzahnung 37 oder mit dem Zahnkranz 25 der langen Nabe 21 in Eingriff gebracht werden.At the end of the output shaft 18 is the sun gear 3o of the off-road gear attached, which is engaged with planetary gears 31, which by means of pins the Umlaufradträger 32 are attached. This Umlaufradträger is on a with the shaft 18 coaxial shaft stub 33 attached and with an annular disc with internal teeth 3.1. assembled. The teeth are in constant mesh with the above-mentioned external toothing 28 of the shift sleeve 26. The planetary gears 31 roll simultaneously on an internally toothed, brakable, outer main wheel 35, which sits loosely on the stub shaft 33. With one of the two sun gears ig or 20, an outer wheel 36 also works together, which has a second internal toothing 37- has. The shift sleeve 26 already mentioned above can be shifted axially either with the latter internal toothing 37 or with the ring gear 25 of the long one Hub 21 are brought into engagement.

Dieses Vorgelege wirkt in folgender Weise: Beim Festbremsen der Scheibe :24 wird die Drehbewegung der Abtriebswelle r8 über das Sonnenrad ig auf die Umlaufräder 22, 23 übertragen. Ist die Schaltmuffe 26 in ihrer (in der Zeichnung) linken Endstellung, dann geht der Kraftfluß vom Umlaufrad 23 weiter über das Sonnenrad 2o, dessen Nabe 21 und Außenverzahnung 25, über die Verzahnungen 28 und 29 der Schaltmuffe auf den Umlaufradträger 32 und den Wellenstumpf 3:3, von wo die Bewegung in irgendeiner geeigneten Weise, beispielsweise mittels eines Vorgeleges, von einem Kegeltrieb 38 abgenommen wird. Dabei dreht sich beispielsweise die Welle 18 und das Sonnenrad ig im Uhrzeigersinn, die Umlaufräder 22, 23 drehen sich dann entgegengesetzt, während das Sonnenrad 2o die Nabe 26 und die Verzahnung 25 sich wiederum im Uhrzeigersinn drehen und über die Muffe auch der Umlaufradträger 32 mit der Welle 33 in diesem Sinn mitgenommen wird. Diese Schaltstellung ergibt in Verbindung mit dem Hauptgetriebe I vier verschiedene Gänge nach vorwärts. Wenn unter den gleichen Bedingungen, d. h. bei festgebremster Scheibe 2.4 die Schaltmuffe, 26 in die rechte Endstellung geschoben wird, so daß ihre linke Endverzahnung 29, nicht mehr mit dem Außenzahnkranz 25 in Verbindung steht, sondern mit dem Innenzahnkranz 37 des Außenrades 36 im Straßengang in Eingriff kommt, so geht der Kraftfluß von der Welle 18 über das Sonnenrad ig, das Umlaufrad 22 oder 23, j e nachdem welches von ihnen mit dem Außenrad 36 im Eingriff steht, auf das Rad 36 und über die Schaltmuffe 26 und die Verzahnung 28 auf den Umlaufradträger 32 und die Welle 33. Dreht sich die Welle 18 und das Rad ig wieder im Sinn des Uhrzeigers, dann laufen die Räder 22, 23 entgegengesetzt, das Außenrad 36 wird ebenfalls entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht. In dieser Drehrichtung wird dann die Schaltmuffe 26 und der Umlaufträger 32 sowie die Welle 33 mitgenommen. Diese Stellung der Schaltmuffe ergibt also in Verbindung mit dem Hauptgetriebe I vier verschiedene Rückwärtsgänge.This back gear works in the following way: When the disc brakes : 24 the rotational movement of the output shaft r8 via the sun gear is ig on the planetary gears 22, 23 transferred. If the shift sleeve 26 is in its left end position (in the drawing), then the power flow from the planetary gear 23 continues via the sun gear 2o, its hub 21 and external teeth 25, via the teeth 28 and 29 of the shift sleeve on the Umlaufradträger 32 and the stub shaft 3: 3, from where the movement in any in a suitable manner, for example by means of a countershaft, from a bevel drive 38 is removed. For example, the shaft 18 and the sun gear rotate ig clockwise, the planet gears 22, 23 then rotate in the opposite direction, while the sun gear 2o the hub 26 and the toothing 25 turn clockwise rotate and via the sleeve also the planetary gear carrier 32 with the shaft 33 in this Sense is taken away. This switching position results in connection with the main transmission I forward four different gears. If under the same conditions, i. H. with the disc 2.4 locked, the shift sleeve, 26 in the right end position is pushed so that its left end toothing 29, no longer with the external ring gear 25 is in connection, but with the inner ring gear 37 of the outer wheel 36 in the street gear comes into engagement, the power flow from the shaft 18 via the sun gear ig, the planetary gear 22 or 23, depending on which of them meshes with the outer gear 36 stands on the wheel 36 and on the shift sleeve 26 and the teeth 28 on the Umlaufradträger 32 and the shaft 33. Rotates the shaft 18 and the wheel ig again clockwise, then the wheels 22, 23 run in the opposite direction, the outer wheel 36 is also rotated counterclockwise. In this direction of rotation then the shift sleeve 26 and the circulating carrier 32 and the shaft 33 are taken along. This position of the shift sleeve results in connection with the main transmission I. four different reverse gears.

Wenn die Bremsung der Scheibe 24 aufgehoben und die Schaltmuffe 26 auf Leerlauf gestellt und statt dessen das Außenrad 35 des Geländeganges gebremst wird, läuft der Straßengang leer, während der Kraftfluß von der Welle 18 über das Sonnenrad 3o auf die Umlaufräder 31, die dabei an dem festgehaltenen Außenrad 35 abrollen, und über den Umlaufradträger 3-2 auf die Welle 33 erfolgt.When the braking of the disc 24 is released and the shift sleeve 26 set to idle and instead braked the outer wheel 35 of the off-road gear is, the street gear runs idle, while the power flow from the shaft 18 via the Sun gear 3o on the planetary gears 31, which are attached to the fixed outer gear 35 unroll, and takes place on the shaft 33 via the planetary gear carrier 3-2.

Das Getriebegehäuse wird vorteilhaft durch einen in der Trennungsebene zwischen Getriebe und Vorgelege angeordneten Zwischenflansch 39 in ein vorderes Gehäuse 4o und ein hinteres Gehäuse 41 geteilt, welche je für sich in beliebiger Reihenfolge zur Freilegung des Getriebes I oder des Vorgeleges 1I abgedeckt werden können. The transmission housing is advantageously divided into a front housing 4o and a rear housing 41 by an intermediate flange 39 arranged in the plane of separation between the transmission and the reduction gear, each of which can be covered in any order to expose the transmission I or the reduction gear 1I.

Claims

PATENT CLAIM: Epicyclic gears, in particular countershafts for multi-stage epicyclic gear change gears for all-terrain vehicles, characterized in that an epicyclic gear drive, consisting of a sun gear (30), a planet carrier (32 ) with the planet gears (31) and forming the gear output, is used to produce two forward gears and one reverse gear an outer wheel (35) with a second planetary gear train, consisting of two sun gears (ig, 2o), double planetary gears (22, 23) and an outer wheel (36) with two gears, can be optionally coupled by a sliding sleeve (26) in such a way that a) a road gear when driving one sun gear (ig) and locking the planet carrier (24) of the second planetary drive as well as in the claw connection between the other sun gear (2o) of this second drive and the planet carrier of the first planetary drive, b) when driving one sun gear and locking of the planet carrier of the second planetary drive and at d he claw connection between the outer wheel of the second drive and the planet carrier of the first drive a reverse gear, c) when driving the other sun gear and when braking the outer rim of the first drive and when releasing the planet carrier of the second drive when the shift sleeve is in idle position, an off-road gear is established. Cited pamphlets: German Patent Nos. 172 854, 395 319, 434 33o, 683 506; Swiss Patent No. 199358; U.S. Patents No. I 132 390, 2 o68,437, 2 11 ?, 66I9.