FR2491574A1 - MULTI-STAGE PLANETARY GEARBOX - Google Patents

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Ladislav Pur
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    • F16H2200/2012—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the number of sets of orbital gears with four sets of orbital gears

Abstract

The subject-matter of the invention is a multi-stage planetary change-speed transmission with four planet wheel sets (A-D), two clutches (S1, S2) and four brakes (B1-B4). To reduce the loads on the bearings of the planet wheels and to prolong the service life of the entire change-speed transmission, the individual wheels of the planet wheel sets are, according to the invention, reciprocally connected through and can be connected by means of the brakes to the transmission casing and to the input shaft and the output shaft. The transmission designed in accordance with the invention, is suitable particularly for motor vehicles such as construction machines or earth-moving machines.

Description

La présente invention concerne une boîte de vitesses à trains planétaires à plusieurs étages pour véhicules automobiles et engins de construction, qui est constituée de quatre trains planétaires simples, de deux embrayages et de quatre freins.-
Les boites de vitesses à trains planétaires connues comportant cinq vitesses de marche avant sont constituées, sur la base du schéma cinématique de Simpson ou de Wilson, de trains associés aux étages les plus lents. Dans de tels couplages, la grande vitesse relative de rotation des satellites (pignons périphériques) et les couples élevés existant dans certains étages, entraînent l'inconvénient de fortes sollicitations des paliers des satellites et d'une limitation iL de la capacité de charge et deldurée de service de la boite de vitesses.Egalement, il est plus difficile de faire un choix approprié de l'échelonnement des rapports de transmission.The present invention relates to a multi-stage planetary gearbox for motor vehicles and construction machinery, which consists of four simple planetary trains, two clutches and four brakes.
The known planetary gearboxes comprising five forward speeds are, based on the kinematic diagram of Simpson or Wilson, of trains associated with the slowest stages. In such couplings, the high relative speed of rotation of the satellites (peripheral pinions) and the high torques existing in certain stages, lead to the drawback of high stresses on the bearings of the satellites and of a limitation iL of the load and duration capacity. It is also more difficult to make an appropriate choice of the timing of the transmission ratios.

Les inconvénients précités sont éliminés avec la boîte de vitesses à trains planétaires à plusieurs étages selon l'invention, qui est constituée de quatre trains planétaires simples, de deux embrayages et de quatre freins et qui est caractérisée en ce que : l'arbre de sortie est relié rigidement à l'entraîneur du quatrième train ; la couronne extérieure du second train est reliée rigidement à l'entraineur du troisième train et à la couronne extérieure du quatrième train ; la couronne extérieure du premier train est reliée rigidement à l'entraîneur du second train, -l'embra- yage des étages de marche avant relie l'arbre d'entrée avec l'arbre des étages de marche avant, qui est relié rigidement à la couronne extérieure du troisième train et au pignon central du quatrième train ,-l'embrayage de marche arrière relie l'arbre d'entrée avec l'arbre de marche arrière, qui est lui-même relié avec le pignon central du premier train, avec le pignon central du second train et avec le pignon central du troisième train, le carter de la boîte étant relié au moyen du premier frein à l'arbre de marche arrière, au moyen du second frein avec l'entraîneur du premier train, au moyen du troisième frein avec la couronne extérieure du premier train et au moyen du quatrième frein avec la couronne extérieure du second train. The above drawbacks are eliminated with the multi-stage planetary gearbox according to the invention, which consists of four simple planetary trains, two clutches and four brakes and which is characterized in that: the output shaft is rigidly connected to the trainer of the fourth train; the outer ring of the second train is rigidly connected to the trainer of the third train and to the outer ring of the fourth train; the outer ring gear of the first train is rigidly connected to the trainer of the second train, the clutch of the forward gear stages connects the input shaft with the shaft of the forward gear stages, which is rigidly connected to the outer ring gear of the third train and the central gear of the fourth train, the reverse clutch connects the input shaft with the reverse shaft, which is itself connected with the central gear of the first train, with the central pinion of the second train and with the central pinion of the third train, the gearbox casing being connected by means of the first brake to the reverse gear, by means of the second brake with the trainer of the first train, at by means of the third brake with the outer ring of the first train and by means of the fourth brake with the outer ring of the second train.

Avec la disposition de la boîte de vitesses selon l'invention, la vitesse relative de rotation des satellites est diminuée et les différents trains planétaires sont moins sollicités, ce qui augmente la durée de service des paliers et des dentures. With the arrangement of the gearbox according to the invention, the relative speed of rotation of the satellites is reduced and the various planetary trains are less stressed, which increases the service life of the bearings and teeth.

D'autres avantages et caractéristiques de 1 'inven- tion apparaîtront dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence au dessin annexé dans lequel
figure 1 est une représentation schématique de la boîte de vitesses selon l'invention
figure 2 est un tableau donnant un exemple des nombres de dents des pignons de trains planétaires
figure 3 est un tableau donnant un schéma de couplage de la boîte de vitesses ainsi que les rapports de transmission qui sont obtenus avec le choix du nombre de dents de la figure 2.Other advantages and characteristics of the invention will appear in the following description, given by way of nonlimiting example, with reference to the appended drawing in which
Figure 1 is a schematic representation of the gearbox according to the invention
figure 2 is a table giving an example of the numbers of teeth of the planetary gears
FIG. 3 is a table giving a diagram of the coupling of the gearbox as well as the transmission ratios which are obtained with the choice of the number of teeth in FIG. 2.

L'arbre de sortie 4 est relié rigidement à l'entraîneur du quatrième train D. La couronne extérieure du second train B est reliée rigidement à l'entraîneur du troisième train C et à la couronne extérieure du quatrième train D. La couronne extérieure du premier train A est reliée rigidement à l'entraîneur du second train B. L'embrayage S1 des étages de marche avant relie l'arbre d'entrée 1 à l'arbre 2 des étages de marche avant, qui est lui-même relié rigidement à la couronne extérieure du troisième train C et au pignon central du quatrième train D. L'embrayage S2 de marche arrière relie l'arbre d'entrée 1 à l'arbre 3 de marche arrière, qui est lui-même relié rigidement au pignon central du premier train A, au pignon central du second train B et au pignon central du troisième train C.Le carter de boîte 5 est relié au moyen du premier frein B1 avec l'arbre 3 de marche arrière, au moyen du second frein B2 avec l'entraîneur du premier train A, au moyen du troisième frein B3 avec la couronne extérieure du premier train A et au moyen du quatrième frein
B4 avec le pignon central du second train B.The output shaft 4 is rigidly connected to the driver of the fourth train D. The outer ring of the second train B is rigidly connected to the driver of the third train C and to the outer ring of the fourth train D. The outer ring of the first train A is rigidly connected to the trainer of the second train B. The clutch S1 of the forward stages stages connects the input shaft 1 to the shaft 2 of the front stages, which is itself rigidly connected to the outer ring gear of the third train C and to the central pinion of the fourth train D. The reverse gear clutch S2 connects the input shaft 1 to the reverse gear shaft 3, which is itself rigidly connected to the gear center of the first train A, to the central pinion of the second train B and to the central pinion of the third train C. The gearbox casing 5 is connected by means of the first brake B1 with the reverse gear shaft 3, by means of the second brake B2 with the trainer of the first train A, by means of the third brake B3 with the crown outside of the first train A and by means of the fourth brake
B4 with the central pinion of the second train B.

Pour la marche avant IO, l'embrayage S1 des étages de marche avant et le quatrième frein B4 sont accouplés. Le quatrième train D fonctionne comme un simple train planétaire. Le premier train A, le second train B et le troisième train C tournent librement sans charge. For forward drive IO, the clutch S1 of the forward drive stages and the fourth brake B4 are coupled. The fourth train D works like a simple planetary train. The first train A, the second train B and the third train C rotate freely without load.

Pour la marche avant IIO, l'embrayage S1 des étages de marche avant et le troisième frein B3 sont accouplés. Le second train B, le troisième train C et le quatrième train
D fonctionnent comme un train différentiel "compound". Le premier train A tourne librement sans charge.For forward movement IIO, the clutch S1 of the forward stages and the third brake B3 are coupled. Second train B, third train C and fourth train
D operate as a "compound" differential train. The first train A turns freely without load.

Pour la marche avant IIIO, l'embrayage S1 des étages de marche avant et le second frein B2 sont accouplés. Le premier train A, le second train B, le troisième train C et le quatrième train D fonctionnent comme un train différentiel "compound". For forward drive IIIO, the clutch S1 of the forward drive stages and the second brake B2 are coupled. The first train A, the second train B, the third train C and the fourth train D operate as a differential "compound" train.

Pour la marche avant IV , l'embrayage S1 des étages de marche avant et le premier frein B1 sont accouplés. Le troisième train C et le quatrième train D fonctionnent comme un train différentiel "compound". Le premier train A et le second train 8 tournent librement sans charge. For forward drive IV, the clutch S1 of the forward drive stages and the first brake B1 are coupled. The third train C and the fourth train D operate as a differential "compound" train. The first train A and the second train 8 rotate freely without load.

Pour la marche avant VO, l'embrayage S1 des étages de marche avant et l'embrayage S2 de marche arrière sont accouplés. Tous les trains planétaires tournent à l'unisson. For the forward drive VO, the clutch S1 of the forward drive stages and the clutch S2 of reverse gear are coupled. All planetary trains run in unison.

Pour la marche arrière RIO, l'embrayage S2 de marche arrière et le quatrième frein B4 sont accouplés. Le troisième train C fonctionne comme un simple train planétaire, de même que le quatrième train D. Le premier train A et le second train B tournent librement sans charge. For RIO reverse gear, the S2 reverse clutch and the fourth brake B4 are coupled. The third train C functions like a simple planetary train, as does the fourth train D. The first train A and the second train B rotate freely without load.

Pour la marche arrière RII , l'embrayage S2 et le troisième frein B3 sont accouplés. Le second train B, le troisième train C et le quatrième train D fonctionnent comme un train différentiel "compound". Le premier train A tourne librement sans charge. For RII reverse gear, the clutch S2 and the third brake B3 are coupled. The second train B, the third train C and the fourth train D operate as a differential "compound" train. The first train A turns freely without load.

Pour la marche arrière RIII , l'embrayage S2 de marche arrière et le second frein B2 sont accouplés. Le premier train A, le second train B, le troisième train C et le quatrième train D fonctionnent comme un train différentiel "compound". For reverse gear RIII, the reverse clutch S2 and the second brake B2 are coupled. The first train A, the second train B, the third train C and the fourth train D operate as a differential "compound" train.

Le nombre des régimes de travail de la boîte de vitesses selon l'invention est maximal (comme indiqué sur la figure 3) et tous-les rapports disponibles n'ont pas à être utilisés. I1 est par exemple possible d'exclure le rapport de marche arrière RiIO' et le rapport de marche arrière RIIIO.  The number of working modes of the gearbox according to the invention is maximum (as indicated in FIG. 3) and all the available ratios do not have to be used. It is for example possible to exclude the reverse gear ratio RiIO 'and the reverse gear RIIIO.

Claims (1)

REVENDICATION CLAIM - Boite de vitesses à trains planétaires à plusieurs étages pour véhicules automobiles et machines de construc tion, qui est constituée de quatre trains planétaires simples, de deux embrayages et de quatre freins, caractérisée en ce que l'arbre de sortie (4) est relié rigidement à l'entraîneur du quatrième train (D), que la couronne extérieure du second train (B) est reliée rigidement à l'entraineur du troisième train (C) et à la couronne extérieure du quatrième train (D), que la couronne extérieure du premier train (A) est reliée rigidement à l'entraîneur du second train (B), que l'embrayage (S1) des étages de marche avant relie l-'arbre d'entrée (1) à l'arbre (2) des étages de marche avant, qui est lui-même relié rigidement à la couronne extérieure du troisième train (C) et au pignon central du quatrième train (D), que l'embrayage (S2) de marche arrière relie l'arbre d'entrée (1) à l'arbre (3) de marche arrière, qui est lui-même relié rigidement au pignon central du premier train (A), au pignon central du second train (B) et au pignon central du troisième train (C), le carter de boîte (5) étant relié au moyen du premier frein (B1) avec l'arbre de marche arrière, au moyen du second frein (B2) avec l'entraîneur du premier train (A), au moyen du troisième frein (B3) avec la couronne extérieure du premier train (A) et au moyen du quatrième frein (B4) avec la couronne extérieure du second train (B).  - Multi-stage planetary gearbox for motor vehicles and construction machines, which consists of four simple planetary trains, two clutches and four brakes, characterized in that the output shaft (4) is connected rigidly to the trainer of the fourth train (D), that the outer ring of the second train (B) is rigidly connected to the trainer of the third train (C) and to the outer ring of the fourth train (D), than the crown outside of the first train (A) is rigidly connected to the trainer of the second train (B), that the clutch (S1) of the forward stages connects the input shaft (1) to the shaft (2 ) of the forward gear stages, which is itself rigidly connected to the outer ring gear of the third train (C) and to the central pinion of the fourth train (D), that the reverse gear clutch (S2) connects the shaft d input (1) to the reverse gear shaft (3), which is itself rigidly connected to the central pinion of the first train (A ), to the central pinion of the second train (B) and to the central pinion of the third train (C), the gearbox casing (5) being connected by means of the first brake (B1) with the reverse shaft, by means of the second brake (B2) with the trainer of the first train (A), by means of the third brake (B3) with the outer ring of the first train (A) and by means of the fourth brake (B4) with the outer ring of the second train (B).
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