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Planetenrädergetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung
bezieht sich auf ein Planetenrädergetriebe, das insbesondere als mehrgängiges Schaltgetriebe
mit Leerlauf und Rückwärtsgang für Kraftfahrzeuge und sonstige Fahrzeugantriebe
benutzt werden soll.
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Es ist bekannt, Schaltgetriebe für Kraftfahrzeuge mit Planetenrädergetrieben
zu versehen, die sich durch zugeordnete Kupplungen und Freiläufe auf unterschiedliche
Getriebegänge, Leerlauf und Rückwärtsgang schalten lassen. So hat man auch schon
vorgeschlagen, ein derartiges Schaltgetriebe mit zwei gleichachsig angeordneten
Planetenrädersätzen mit je einem Sonnenrad und einem äußeren Zahnkranz auszurüsten,
wobei der äußere Zahnkranz des ersten Planetenrädersatzes mit der treibenden Welle
bleibend verbunden ist, die Sonnenräder beider Planetenrädersätze in fester Verbindung
miteinander stehen und der Planetenträger des zweiten Planetenrädersatzes mit dem
festen Gehäuse verbunden ist.
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Die Erfindung macht von einer solchen Anordnung Gebrauch und sieht
eine besondere Ausbildung des Getriebes vor, durch die ein besonders gedrängter
Zusammenbau bei raumsparender Unterbringung der für die Getriebeschaltung benötigten
Kupplungen und eine Vereinfachung der Schaltmittel und ihrer Betätigung für die
Schaltung der unterschiedlichen Getriebegänge erzielt wird. Dies wird erfindungsgemäß
dadurch erreicht, daß eine die beiden Sonnenräder der beiden gleichachsig angeordneten
Planetenrädersätze
verbindende Hohlwelle wahlweise durch eine Kupplung mit der treibenden Welle kuppzlbar,
durch eine Bremse feststellbar oder durch Lösen .der Kupplung und der Bremse frei
drehbar ist und daß zwischen dem äußeren Zahnkranz des zweiten bzw. abtriebsseitigen
Planetenrädersatzes und der getriebenen Welle eine Freilaufkupplung vorgesehen ist,
die durch eine aus einer neutralen Stellung oder aus einer die getriebene Welle
mit einer den Planetenträger des ersten Planetenrädersatzes tragenden Zwischenwelle
unmittelbar verbindenden Stellung verschiebbare Klauenkupplung sperrbar ist.
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Bei dieser Ausführung weist das Schaltgetriebe nach der Erfindung
drei Vorwärtsgänge auf, von denen der erste Gang dadurch zur Einschaltung kommt,
daß die die beiden Sonnenräder verbindende Hohlwelle bei Lösung der ihr zugeordneten
Bremse mit der treibenden Welle gekuppelt, der erste Planetenrädersatz somit verriegelt
wird, so daß das Sonnenrad des zweiten Planetenrädersatzes mit der Drehzahl der
treibenden Welle umläuft.
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Für den zweiten Vorwärtsgang wird die die beiden Sonnenräder verbindende
Hohlwelle unter Lösen ihrer Kupplung, also bei aufgehobener Verriegelungdes ersten
Planetenrädersatzes durch Einschalten ihrer Bremse mit dem Gehäuse des Getriebes
verriegelt. Der erste Planetenrädersatz arbeitet dann als Untersetzungsgetriebe
und überträgt das Antriebsmoment durch seinen Planetenträger und die in der Hohlwelle
angeordnete Zwischenwelle auf die getriebene Welle.
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Sind die zur Verriegelung des ersten Planetenrädersatzes dienende
Kupplung und die Bremse der Hohlwelle gelöst, so ist die Hohlwelle frei drehbar,
und dies hat zur Folge, daß der. Planetenträger des ersten Planetenrädersatzes mit
verminderter Drehzahl umläuft und die getriebene Welle über die Zwischenwelle im
dritten Gang entsprechend langsamer antreibt. In diesem Gang, in dem die getriebene
Welle das höchste Antriebsmoment erhält, wird das Reaktionsmoment nicht durch eine
Reibungskupplung aufgenommen, so daß die zum Ausschalten des ersten Planetenrädersatzes
dienende Kupplung und die Bremse der Hohlwelle, die zur Vermeidung von Getriebebruch
bei etwaiger Fehlschaltung zweckmäßig als Reibungskupplung bzw. als Reibungsbremse
ausgebildet sind, nur wenig beansprucht werden und für ihre Betätigung nur einen
geringen Kraftaufwand benötigen.
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Für den Rückwärtsgang wird die zwischen dem äußeren Zahnkranz des
zweiten Planetenrädersatzes und der getriebenen Welle angeordnete Freilaufkupplung
unter Ausschaltung des Freilaufes durch die ihr zugeordnete Klauenkupplung gesperrt
und zugleich der erste Planetenrädersatz verriegelt. Der zweite Planetenrädersatz
treibt dann über seinen äußeren Zahnkranz die getriebene Welle mit verminderter
Drehzahl in entgegengesetzter Drehrichtung, also im Rückwärtsgang an.
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Die Zeichnung zeigt ein Beispiel für die Ausführung des Schaltgetriebes
nach der Erfindung in einem Längsschnitt durch das Getriebe. Das Schaltgetriebe
weist einen ersten Planetenrädersatz, bestehend aus dem äußeren Zahnkranz I, dem
Planetenräderträger 4 und dem Sonnenrad 6, und einen zweiten Planetenrädersatz auf,
der aus dem äußeren Zahnkranz II, dem Planetenräderträger 9 und dem Sonnenrad 7
besteht. Der äußere Zahnkranz I des ersten Planetenrädersatzes ist mit der antreibenden
Welle 2 fest verbunden. Der zugeordnete Planetenträger 4 sitzt fest auf einer Zwischenwelle
5. Das Sonnenrad 6 des ersten Planetenrädersatzes ist mit dem Sonnenrad 7 des zweiten
Planetenrädersatzes durch eine Hohlwelle 8 fest verbunden, die auf der Zwischenwelle
5 frei drehbar gelagert ist.
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Der Planetenräderträger 9 des zweiten Planetenrädersatzes ist fest
mit dem Getriebegehäuse Io verschraubt und steht infolgedessen still. Der äußere
Zahnkranz II besteht aus einem Stück mit einer Hohlwelle I2, die mit einer zwischengeschaltenen
Lagerbüchse frei drehbar auf der Zwischenwelle 5 sitzt und an ihrer Außenfläche
mit Keilnuten versehen ist. Die Hohlwelle I2 steht mit dem inneren Teil einer Freilaufkupplung
I3 im Eingriff, deren äußerer Teil I8 den Außenkörper einer Klauenkupplung bildet.
Die Klauenkupplung ist mit Kupplungsklauen auf der getriebenen Welle I4 verschiebbar
und kann durch einen nicht dargestellten Betätigungshebel entsprechend den eingezeichneten
Pfeilen in eine Stellung F für den Vorwärtsantrieb, in eine neutrale bzw. Leerlaufstellung
N und in die Stellung R für den Rückwärtsantrieb der getriebenen Welle I4 gebracht
werden.
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Das Getriebe ist weiterhin mit einer Lamellenreibungskupplung I5 versehen,
die im eingerückten Zustand den ersten Planetenrädersatz blockiert, so daß seine
sämtlichen Räder als ein Ganzes umlaufen. Weiterhin ist eine Reibungsbremse I6 vorgesehen,
deren Bremskörper mit einer Keilnutenverbindung auf der Hohlwelle 8 verschiebbar
ist und im eingerückten Zustand die Hohlwelle 8 mit dem Getriebegehäuse Io verriegelt,
wodurch zugleich auch der zweite Planetenrädersatz mit dem Getriebegehäuse versperrt
wird.
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Die Lamellenkupplung I5 und die Reibungsbremse I6 werden durch einen
nicht dargestellten Betätigungshebel bedient, der durch einen Gabelkopf I5A an Zapfen
I5B einer Stellhülse angreift, die mit einem Kugellager I5C auf dem axial verschiebbaren,
beweglichen Kupplungskörper der Lamellenkupplung I5 abgetragen ist. Die Stellhülse
der Lamellenkupplung wirkt zugleich auch auf die Reibungsbremse 16 ein, und zwar
wechselseitig, so daß bei Bewegung des nicht dargestellten Kupplungshebels aus einer
Mittelstellung L, in der die Lamellenkupplungi5 ausgerückt und dieRebungsbremse
16 gelöst ist, nach links in Richtung H die Lamellenkupplung bei gelösterBremse
eingeschaltet und nach rechts in Richtung M die Kupplung gelöst und die Bremse der
Hohlwelle 8 eingeschaltet wird.
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Befindet sich die Klauenkupplung 18 in der Stellung F für Vorwärtsantrieb,
so ist der Freilauf
I3 eingeschaltet. Wird in dieser Stellung der
Klauenkupplung I8 die Lamellenkupplung I5 eingerückt in Richtung H, so wird der
erste Planetenrädersatz blockiert. Die treibende Welle 2 ist dann unmittelbar durch
den Planetenräderträger 4 mit der Zwischenwelle 5 gekuppelt, die über einen zugeordneten
Klauenkranz der Klauenkupplung I8 die getriebene Welle I4 antreibt. Dabei läuft
auch die Hohlwelle 8 um, vermittelt aber keinen Antrieb, weil der Zahnkranz II des
zweiten Planetenrädersatzes über den Freilauf I3 lose umläuft.
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Wird die Lamellenkupplung ausgerückt und ihr Kupplungshebel in .die
Zwischenstellung L gebracht, in der auch die Reibungsbremse I6 noch gelöst ist,
so ist der erste Planetenrädersatz eingeschaltet und treibt mit langsamer Drehzahl
den Planetenräderträger 4 und über die Zwischenwelle 5 und die Klauenkupplung I8
die getriebene Welle I4 an. Dabei läuft zugleich auch die Hohlwelle 8 um, vermittelt
aber keinen Antrieb, weil der Zahnkranz II des zweiten Planetenrädersatzes an der
Freilaufkupplung I3 lose umläuft.
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Wird der Betätigungshebel der Lamellenkupplung aus der neutralen Mittelstellung
N nach M bewegt, so wird die Reibungsbremse I6 eingeschaltet und die Hohlwelle 8
am Gehäuse Io blockiert. Der erste Planetenrädersatz wirkt dann als einfaches Untersetzungsgetriebe
und treibt über den Planetenräderträger 4 die Zwischenwelle 5 und über die Kupplung
I8 auch die getriebene Welle I4 mit einer mittleren Drehzahl im zweiten Gang an.
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Zum Einstellen des Leerlaufes verschiebt man die Klauenkupplung von
F nach N. Dabei bleibt der Freilauf I3 noch eingeschaltet. Zugleich kommt der innere
Klauenkranz der Klauenkupplung I8 mit der Zwischenwelle 5 außer Eingriff, so daß
kein Antrieb auf die Klauenkupplung und die getriebene Welle I4 übertragen wird.
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Bringt man schließlich die Klauenkupplung I8 in die Stellung R, so
wird die Freilaufkupplung I3 blockiert, während der innere Klauenkranz der Klauenkupplung
I8 mit der Zwischenwelle 5 außer Eingriff bleibt. Bei eingerückter Lamellenküpplung
I5 wird dann der' Antrieb von 2 unmittelbar auf 8 und über den zweiten Planetenräderkranz
in gegenläufiger Drehrichtung auf den Außenkörper der Klauenkupplung I8 und die
getriebene Welle übertragen.
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Die Erfindung ist nicht auf Einzelheiten der Ausführung des Planetenrädergetriebes
beschränkt. Die Kupplungen und die Bremse können andere Ausführungen aufweisen.
Zur Erzielung eines Schaltgetriebes mit neun Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang
können auch zwei Getriebe nach der Erfindung hintereinandergeschaltet sein. Dabei
ist dann die Klauenkupplung I8 bei der ersten Getriebeeinheit fortzulassen.