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Technisches Gebiet
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Die
Erfindung betrifft ein Planetengetriebe, welches einem Getriebe
nach- oder vorgeschaltet ist, gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Stand der Technik
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Aus
der
DE 20 59 351 A1 ist
ein mechanisches zusätzliches Planetengetriebe mit einem
großen Übersetzungssprung bekannt. Das Planetengetriebe
ist bestimmt für den Zusammenbau mit einem mechanischen
schaltbaren Wechselgetriebe mit feiner Abstufung. Das Planetengetriebe
besteht aus einem einfachen Planetengetriebe, dessen Eingangsglied
ein Sonnenrad und dessen Abtriebsglied ein Planetenträger
ist.
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Eine
Schalthülse ist mit einer äußeren Verzahnung
verschiebbar in der Verzahnung des Außenrades und mit einer
inneren Verzahnung verschiebbar an einem Zentrierstück
gelagert. Die Schalthülse verbindet in einer äußeren
Lage das Außenrad mit der fest mit dem Planetenträger
verbundenen ersten Verzahnung und in der zweiten äußeren
Lage mit der fest mit dem Gehäuse des Zusatzgetriebes verbundenen
zweiten Verzahnung.
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Aus
der
DE 33 30 303 C2 ist
eine Getriebeanordnung für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge,
mit einem in einem Gehäuse gehaltenen, als Achsübersetzungs-
und Wendegetriebe ausgebildeten Planetengetriebe bekannt. Das Planetengetriebe weist
ein mit einem Antrieb verbindbares Sonnenrad, ein Ringrad und einen
Planetenräder tragenden Planetenträger auf. Zur
Herstellung einer Antriebsverbindung ist in einer ersten Drehrichtung
der Planetenträger mit einem Abtriebsrad, welches dem Planetengetriebe
nachgeschaltet ist, und das Ringrad mit dem feststehenden Gehäuse
und einer zweiten Drehrichtung das Ringrad mit dem Abtriebsrad und
der Planetenträger mit dem Gehäuse verbindbar.
Eine auf dem Abtriebsrad drehfest, aber axial verschiebbar gehaltene
Schiebemuffe ist vorgesehen, die über eine doppelt wirkende,
erste Synchronisationsvorrichtung wahlweise mit einem von zwei axial
nebeneinanderliegenden Bauteilen kuppelbar ist, von denen das eine
mit dem Planetenträger und das andere mit dem Ringrad verbunden
ist.
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Die
Schiebemuffe trägt ein drehbar, aber axial unverschiebbar
gehaltenes Schaltrad, das in ständigem Eingriff mit einer
Verzahnung an einem mit dem Ringrad verbundenen Bauteil steht und
bei einer Axialverschiebung über eine zweite Synchronisationsvorrichtung
mit einem am Gehäuse gehaltenen Bauteil verbindbar ist.
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Aufgabe der Erfindung
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe eines Planetengetriebes mit einer Richtungsumkehr
und einer Wechselmöglichkeit zwischen einer oberen und
einer unteren Ganggruppe zugrunde.
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Lösung der Aufgabe
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Die
Aufgabe wird durch ein Planetengetriebe gemäß Anspruch
1 gelöst.
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Vorteile der Erfindung
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Das
erfindungsgemäße Planetengetriebe ermöglicht
einerseits eine Richtungsumkehr, d. h. Vor- und Rückwärtsfahrt,
und andererseits eine Wahl zwischen einer oberen Ganggruppe, d.
h. Übersetzung, und einer unteren Ganggruppe, d. h. Untersetzung.
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Weiterhin
ermöglicht das Planetengetriebe, dass sowohl der Antrieb
als auch der Abtrieb verdrehfest mit dem Gehäuse des Planetengetriebes sind,
so dass ein Stillstand des Fahrzeuges resultiert.
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Das
erfindungsgemäße Planetengetriebe ermöglicht
eine Fahrt in eine Richtung, die der Drehrichtung des Antriebs entspricht,
beispielsweise Vorwärtsfahrt, in allen Gangstufen des Getriebes
in der oberen Ganggruppe und in allen Gangstufen des Getriebes in
der unteren Ganggruppe. Weiterhin ermöglicht das erfindungsgemäße
Planetengetriebe eine Fahrt in die entgegengesetzte Richtung, beispielsweise
Rückwärtsfahrt, in allen Gangstufen des Getriebes
in der unteren Ganggruppe.
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Weist
das Getriebe beispielsweise sechs Gangstufen auf, so sind mit dem
erfindungsgemäßen Planetengetriebe sechs Vorwärtsgänge
in der oberen Ganggruppe, sechs Vorwärtsgänge
in der unteren Ganggruppe und sechs Rückwärtsgänge
in der unteren Ganggruppe realisierbar.
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Zudem
ermöglicht das erfindungsgemäße Planetengetriebe
auch eine Vorwärtsfahrt in der unteren Ganggruppe und eine
Rückwärtsfahrt sowohl in der oberen und unteren
Ganggruppe, sofern zwischen dem Getriebe und dem Planetengetriebe
eine Richtungsumkehr der Drehrichtung des Antriebs erfolgt.
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in
einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die
Sperrvorrichtung eine Schaltmuffe. Eine Schaltung zwischen den beiden
Ganggruppen oder bei einer Richtungsumkehr kann nur bei einem Stillstand
des Fahrzeugs erfolgen. Wird bei einem fahrenden Fahrzeug der Antrieb
durch eine sog. Motorbremse abgebremst, so stellt sich je nach Trägheit und
Lagermoment sowie Dichtungsmoment eine Abbremsung, d. h. Reduktion
der Drehzahl, des Abtriebs ein.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die
Sperrvorrichtung eine Klauenkupplung. Eine Schaltung zwischen den
beiden Ganggruppen oder bei einer Richtungsumkehr kann während
der Fahrt, jedoch ohne Kraftübertragung, erfolgen. Wird
bei einem fahrenden Fahrzeug der Antrieb durch eine sog. Motorbremse
abgebremst, so stellt sich je nach Trägheit und Lagermoment
sowie Dichtungsmoment eine Abbremsung, d. h. Reduktion der Drehzahl,
des Abtriebs ein.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind
in dem erfindungsgemäßen Planetengetriebe zwei
Freiläufe in die Verbindung zwischen dem Planetengetriebe
und dem Abtrieb integriert. Ein Freilauf ist zwischen dem Steg und
dem Abtrieb und der andere Freilauf zwischen dem Hohlrad und dem Abtrieb
angeordnet.
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Der
Antrieb erfolgt über das Sonnenrad, das fest mit dem Antrieb
verbunden ist. Die Freiläufe haben entgegengesetzte Sperrrichtungen,
so dass die Sperrrichtung des einen Freilaufs der Freilaufrichtung
des anderen Freilaufs entspricht. Die Sperrrichtung des Freilaufs,
der zwischen dem Steg und dem Abtrieb angeordnet ist, entspricht
der Drehrichtung des Sonnenrads und somit des Antriebs.
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Für
eine Umkehrung der Drehrichtung wird der Steg, auch Planetenträger
genannt, über eine Sperrvorrichtung, beispielsweise eine
fest mit dem Gehäuse verbundene Bremse oder ein schaltbarer Freilauf,
mit dem Gehäuse verdrehfest verbunden. Für einen
Wechsel in die untere Ganggruppe wird das Hohlrad verdrehfest, beispielsweise
durch eine fest mit dem Gehäuse verbundene Bremse oder
einen schaltbaren Freilauf, mit dem Gehäuse verbunden.
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Im
Normalfahrbereich, d. h. in der oberen Ganggruppe, dreht das Planetengetriebe
aufgrund der gegenläufigen Anordnung, d. h. die Freilaufrichtung
des einen Freilaufs entspricht der Sperrrichtung des anderen Freilaufs,
der Freiläufe ohne Freiheitsgrad in der Drehzahl des antreibenden
Sonnenrads. Es treten hierbei keine Differenzgeschwindigkeiten zwischen
Steg und Abtrieb sowie zwischen Hohlrad und Abtrieb auf, so dass
im Fahrbetrieb nur sehr geringe Verluste der Antriebsleistung auftreten.
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Zur
Schaltung in die untere Ganggruppe, d. h. Untersetzung, wird das
Hohlrad gehäuseverdrehfest, beispielsweise durch eine fest
mit dem Gehäuse verbundene Bremse oder einen schaltbaren
Freilauf, ohne Zugkraftunterbrechung vom Antrieb zum Abtrieb durch
die Sperrvorrichtung gesperrt.
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Ein
schaltbarer Freilauf zeichnet sich dadurch aus, dass die Sperrwirkung
durch Schaltung aufgehoben werden kann, d. h., dass beispielsweise in
einer der beiden Schaltpositionen beide Drehrichtungen des Freilaufs
Freilaufrichtungen sind und in der anderen Schaltposition eine Drehrichtung
des Freilaufs die Sperrrichtung und die andere Drehrichtung die
Freilaufrichtung ist.
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Zur
Schaltung in die andere Drehrichtung, beispielsweise Rückwärtsfahrt,
wird aus der Normalfahrt, beispielsweise Vorwärtsfahrt,
der Steg durch die Sperrvorrichtung gehäuseverdrehfest
gesperrt, beispielsweise durch eine fest mit dem Gehäuse
verbundene Bremse oder einen schaltbaren Freilauf, und das Abtriebsmoment
wird ohne Zugkraftunterbrechung im Drehsinn geändert.
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Eine
zusätzliche Funktionalität bietet das Planetengetriebe
in allen Fahrbereichen, d. h. vorwärts, rückwärts,
obere und untere Ganggruppe, durch die Freilauffunktion, um Energiesparmaßnahmen
durch den Entfall einer Motorbremse darstellen zu können.
Eine Schaltung zwischen den einzelnen Fahrbereichen kann während
der Fahrt erfolgen.
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Das
erfindungsgemäße Planetengetriebe besteht aus
sehr wenigen Bauteilen, so dass ein geringes Gewicht und eine preisgünstige
Herstellung möglich ist.
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Vorteilhafterweise
kann eine Sperrung des Stegs und des Hohlrads gegenüber
dem Gehäuse durch Bremsen, beispielsweise Lamellen- oder Scheibenbremsen,
erfolgen.
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Bei
formschlüssigen Sperrvorrichtungen erfolgt im Schubbetrieb
ein durch das Motorbremsmoment bewirktes Abbremsen des Fahrzeugs über
die Bremswirkung von Luft-, Steigungs- und Rollwiderstand hinaus.
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Bei
Sperrvorrichtungen in Ausbildung von Freiläufen ist diese
Bremswirkung nicht gegeben, da die Überhohlwirkung in Freilaufrichtung
keine Momentenübertragung zur Folge hat. Somit ist eine Drehzahlsenkung
des Antriebs ohne Schalt- oder Kupplungsvorgang bei Beibehaltung
der Abtriebsdrehzahl möglich.
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Zeichnungen
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Es
zeigen:
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1a–d
schematische Darstellungen einer ersten Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Planetengetriebes;
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2a–d
schematische Darstellungen einer zweiten Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Planetengetriebes;
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3 eine
schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Planetengetriebes;
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4 ein
erfindungsgemäßes Planetengetriebe teilweise im
Schnitt;
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5 ein
erfindungsgemäßes Planetengetriebe teilweise im
Schnitt.
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1a zeigt
eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Planetengetriebes 1.
Das Planetengetriebe 1 ist einem nicht dargestellten Getriebe,
beispielsweise ein Schaltgetriebe oder ein Automatikgetriebe, derart nachgeschaltet,
dass ein Abtrieb des Getriebes ein Antrieb 2 des Planetengetriebes 1 ist.
Ein Sonnenrad 3 ist fest mit dem Antrieb 2 verbunden.
Wird das Sonnenrad 3 durch den Antrieb 2 in einer
Drehrichtung angetrieben, so rollen Planetenräder 4 in
einer Drehrichtung, die entgegen der Drehrichtung des Sonnenrads 3 ist,
auf dem Sonnenrad 3 ab. Die Planetenräder 4 versuchen,
einen Steg 5, über den sie untereinander verbunden
sind, in Drehrichtung des Sonnenrads 3 anzutreiben.
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Das
Planetengetriebe 1 umfasst eine Sperrvorrichtung 6,
beispielsweise in Ausbildung einer Schaltmuffe oder Klauenkupplung,
die den Steg 5 mit einem Abtrieb 7 derart verbindet,
dass ein Drehmoment von dem Steg 5 auf den Abtrieb 7 übertragen wird,
so dass der Abtrieb 7 in Drehrichtung des Sonnenrads 3 dreht.
Der Steg 5 arbeitet gegen die Trägheit eines am
Ende des Abtriebs 7 befindlichen Antriebsmoments der Fahrzeugräder
und somit des Fahrzeugs. Da zur Überwindung dieses Gegenmoments
die Planetenräder 4 über die Rückkopplung vom
Steg 5 eine entgegen der Drehrichtung des Sonnenrads 3 gerichtete
Kraftübertragung auf ein Hohlrad 8 ausführen,
wird das Hohlrad 8 in der Drehrichtung, die entgegen der
Drehrichtung des Sonnenrads 3 ist, von den Planetenrädern 4 angetrieben.
Die Drehrichtung, die entgegen der Drehrichtung des Sonnenrads 3 ist,
wird nun von einer Sperrvorrichtung 9, beispielsweise in
Ausbildung einer Schaltmuffe oder Klauenkupplung, die das Hohlrad 8 mit
dem Abtrieb 7 verbindet, verhindert und keine Relativdrehzahl
zugelassen. Durch diese Verspannung innerhalb des Abtriebs 7 wird
eine Relativbewegung zwischen Steg 5 und Hohlrad 8 verhindert,
so dass die Drehrichtung des Stegs 5, die Drehrichtung
des Hohlrads 8 und die Drehrichtung des Abtriebs 7 der Drehrichtung
des Sonnenrads 3 entsprechen. Die Drehzahl des Stegs 5 und
die Drehzahl des Hohlrads 8 entsprechen der Drehzahl des
Sonnenrads 3. Somit entspricht die Drehzahl des Abtriebs 7 der
Drehzahl des Antriebs 2. Durch diese Anordnung wird eine
Drehung des Abtriebs 7 in Drehrichtung des Sonnenrads 3 und
des Antriebs 2, beispielsweise vorwärts, in der
oberen Ganggruppe ermöglicht.
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In 1b ist
der Zustand des Planetengetriebes 1 dargestellt, bei dem
aus einer schnellen Vorwärtsfahrt, d. h. obere Ganggruppe,
in einen langsamen Vorwärtsgang, d. h. untere Ganggruppe,
geschaltet wird, wobei die Schaltung bei einer Schaltmuffe nur beim
stehenden Fahrzeug oder durch Betätigen einer Kupplung
erfolgen kann. Das Hohlrad 8 wird über die Sperrvorrichtung 9 mit
einem Gehäuse 10 des Planetengetriebes 1 derart
gesperrt, dass das Hohlrad 8 verdrehfest mit dem Gehäuse 10 verbunden
ist. Der Steg 5 wird über die Sperrvorrichtung 6 mit
dem Abtrieb 7 verbunden.
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Durch
die Trägheit des Fahrzeugs wird der Abtrieb 7 durch
den nun bei gleicher Drehzahl des Antriebs 2 mit einer
geringeren Drehzahl des Abtriebs 7, beispielsweise 1 +
Standübersetzung, rotierenden Steg 5 angetrieben.
Die Standübersetzung ist das Verhältnis der Zähneanzahl
des Hohlrads 8 mit negativem Vorzeichen zu der Zähneanzahl
des Sonnenrads 3.
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In 1c ist
der Zustand des Planetengetriebes 1 dargestellt, bei dem
bei der Schaltung in die Rückwärtsfahrt der Steg 5 verdrehfest
durch die Sperrvorrichtung 6 mit dem Gehäuse 10 verbunden ist.
Das Hohlrad 8 wird über die Sperrvorrichtung 9 mit
dem Abtrieb 7 verbunden. Die Drehzahl des Abtriebs 7 ist
geringer im Vergleich zu der Drehzahl des Antriebs 2, so
dass durch diese Anordnung eine Drehrichtung, beispielsweise rückwärts,
in der unteren Ganggruppe ermöglicht wird. Das Verhältnis
entspricht der Standübersetzung.
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In 1d ist
der Zustand des Planetengetriebes 1 dargestellt, bei dem
bei einer Schaltung in den Modus „Parken" der Steg 5 derart
durch die Sperrvorrichtung 6 gesperrt wird, dass der Steg 5 verdrehfest
mit dem Gehäuse 10 und dem Abtrieb 7 verbunden
ist. Das Hohlrad 8 wird derart durch die Sperrvorrichtung 9 gesperrt,
dass das Hohlrad 8 verdrehfest mit dem Gehäuse 10 und
dem Abtrieb 7 verbunden ist. In diesem Zustand ist weder
eine Drehung des Antriebs 2 noch des Abtriebs 7 möglich.
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Um
den Parkmodus zu aktivieren, werden die bereits mit dem Abtrieb 7 in
Eingriff befindlichen Klauen durch eine Innenverzahnung der Schaltmuffe und
eine Außenverzahnung des Gehäuses 10 unterstützt
und eine Drehbewegung des Abtriebs 7 unterbunden.
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Wird
bei einem fahrenden Fahrzeug der Antrieb 2 durch eine sog.
Motorbremse abgebremst, so stellt sich je nach Trägheit
und Lagermoment sowie Dichtungsmoment eine Abbremsung, d. h. Reduktion der
Drehzahl, des Abtriebs 7 ein.
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2a zeigt
eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Planetengetriebes 1.
Das Planetengetriebe 1 ist einem nicht dargestellten Getriebe,
beispielsweise ein Schaltgetriebe oder ein Automatikgetriebe, derart nachgeschaltet,
dass ein Abtrieb des Getriebes ein Antrieb 2 des Planetengetriebes 1 ist.
Ein Sonnenrad 3 ist fest mit dem Antrieb 2 verbunden.
Wird das Sonnenrad 3 durch den Antrieb 2 in einer
Drehrichtung angetrieben, so rollen Planetenräder 4 in
einer Drehrichtung, die entgegen der Drehrichtung des Sonnenrads 3 ist,
auf dem Sonnenrad 3 ab. Die Planetenräder 4 versuchen,
einen Steg 5, über den sie untereinander verbunden
sind, in Drehrichtung des Sonnenrads 3 anzutreiben. Durch
eine Sperrrichtung in Drehrichtung des Sonnenrads 3 einer
Sperrvorrichtung 6.1 in Ausbildung eines Freilaufs, der
zwischen dem Steg 5 und einem Abtrieb 7 angeordnet
ist, arbeitet der Steg 5 damit gegen die Trägheit
eines am Ende des Abtriebs 7 befindlichen Antriebsmoments der
Räder und somit des Fahrzeugs.
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Da
zur Überwindung dieses Gegenmoments die Planetenräder 4 über
die Rückkopplung vom Steg 5 eine entgegen der
Drehrichtung des Sonnenrads 3 gerichtete Kraftübertragung
auf ein Hohlrad 8 ausführen, wird das Hohlrad 8 in
der Drehrichtung, die entgegen der Drehrichtung des Sonnenrads 3 ist,
von den Planetenrädern 4 angetrieben.
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Die
Drehrichtung, die entgegen der Drehrichtung des Sonnenrads 3 ist,
wird nun von einer Sperrvorrichtung 9.1 in Ausbildung eines
Freilaufs, der zwischen dem Hohlrad 8 und dem Abtrieb 7 angeordnet ist,
verhindert, indem hier der Freilauf in einer Sperrrichtung entgegen
der Drehrichtung des Sonnenrads 3 sperrt und keine Relativdrehzahl
zulässt. Durch diese Verspannung resultierend aus den Sperrrichtungen
der Freiläufe innerhalb des Abtriebs 7 wird eine Relativbewegung
zwischen Steg 5 und Hohlrad 8 verhindert, so dass
die Drehrichtung des Stegs 5, die Drehrichtung des Hohlrads 8 und
die Drehrichtung des Abtriebs 7 der Drehrichtung des Sonnenrads 3 entsprechen.
Das Drehmoment wird von dem Steg 5 über den Freilauf
auf den Abtrieb 7 übertragen. Die Drehzahl des
Stegs 5 und die Drehzahl des Hohlrads 8 entsprechen
der Drehzahl des Sonnenrads 3. Somit entspricht die Drehzahl
des Abtriebs 7 der Drehzahl des Antriebs 2. Durch
diese Anordnung wird eine Drehung des Abtriebs 7 in Drehrichtung
des Sonnenrads 3 und des Antriebs 2, beispielsweise vorwärts,
in der oberen Ganggruppe ermöglicht.
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Wird
bei einem fahrenden Fahrzeug der Antrieb 2 durch eine sog.
Motorbremse abgebremst, so stellt sich je nach Trägheit
und Lagermoment sowie Dichtungsmoment ein Freilauf des Abtriebs 7 ein,
da die Drehzahl des Abtriebs 7 größer
im Vergleich zu der Drehzahl des Stegs 5 und des Hohlrads 8 ist
und es zu einem sog. Freilaufen des Freilaufs kommt. Somit kann
ein nicht dargestellter Motor gedrosselt werden und das Fahrzeug
frei rollen, ohne eine Schaltung des Getriebes ausführen
zu müssen oder auszukuppeln.
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In 2b ist
der Zustand des Planetengetriebes 1 dargestellt, bei dem
aus einer schnellen Vorwärtsfahrt, d. h. obere Ganggruppe,
in einen langsamen Vorwärtsgang, d. h. untere Ganggruppe,
geschaltet wird. Das Hohlrad 8 wird über eine
Sperrvorrichtung 9.2, beispielsweise in Ausbildung einer
Lamellenbremse oder Scheibenbremse, die fest mit einem Gehäuse 10 des
Planetengetriebes 1 verbunden ist, derart gesperrt, dass
das Hohlrad 8 verdrehfest mit dem Gehäuse 10 verbunden
ist.
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Durch
die Trägheit des Fahrzeugs wird der Abtrieb 7 in
einer Freilaufrichtung in Drehrichtung des Sonnenrads 3 des
Freilaufs zwischen Hohlrad 8 und Abtrieb 7 und
durch den nun bei gleicher Drehzahl des Antriebs 2 mit
einer geringeren Drehzahl des Abtriebs 7, beispielsweise
1 + Standübersetzung, rotierenden Steg 5 angetrieben.
-
Durch
ein schnelles Abbremsen des Hohlrads 8 durch die Sperrvorrichtung 9.2 kann
es abhängig von der Fahrsituation zu einem kurzzeitigen
Freilaufen des Freilaufs zwischen Steg 5 und Abtrieb 7 kommen,
da der Abtrieb 7 sich dann aufgrund der Trägheit
des Fahrzeugs noch einige Umdrehungen schneller unter dem Steg 5 hindurch
dreht. Wird eine gleiche Drehzahl zwischen Abtrieb 7 und
Steg 5 erreicht, greift der Freilauf wieder in Sperrrichtung
und treibt den Abtrieb 7 und das dahinter angeordnete Fahrzeug
in der unteren Ganggruppe an.
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In 2c ist
der Zustand des Planetengetriebes 1 dargestellt, bei dem
bei der Schaltung in die Rückwärtsfahrt der Steg 5 verdrehfest
durch eine Sperrvorrichtung 6.2, die fest mit dem Gehäuse 10 des
Planetengetriebes 1 verbunden ist, mit dem Gehäuse 10 verbunden
wird. Der Abtrieb 7 dreht sich in Freilaufrichtung des
Freilaufs unter dem Steg 5 weg, da der Abtrieb 7 von
dem nun in Sperrrichtung des Freilaufs entgegen der Drehrichtung
des Sonnenrads 3 drehenden Hohlrads 8 angetrieben
wird. Die Drehzahl des Abtriebs 7 ist geringer im Vergleich
zu der Drehzahl den Antriebs 2, so dass durch diese Anordnung
eine Drehrichtung, beispielsweise rückwärts, in der
unteren Ganggruppe ermöglicht wird.
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In 2d ist
der Zustand des Planetengetriebes 1 dargestellt, bei dem
bei einer Schaltung in den Modus „Parken" der Steg 5 derart
durch die Sperrvorrichtung 6.2 gesperrt wird, dass der
Steg 5 verdrehfest mit dem Gehäuse 10 verbunden
ist. Das Hohlrad 8 wird derart durch die Sperrvorrichtung 9.2 gesperrt,
dass das Hohlrad 8 verdrehfest mit dem Gehäuse 10 verbunden
ist. Die Drehung des Abtriebs 7 wird durch die Freilaufrichtung
entgegen der Drehrichtung des Sonnenrads 3 des Freilaufs
und durch die Freilaufrichtung in Drehrichtung des Sonnenrads 3 des
Freilaufs gehemmt. Die Sperrvorrichtung 6.2, 9.2 kann
beispielsweise als Reibungsbremse ausgeführt sein und wird
in Sperrrichtung aktiviert. Zusammen mit den Freiläufen
an dem Abtrieb 7 bewirken diese in jeweils eine Richtung
eine Verhinderung der Drehbewegung des Abtriebs 7.
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3 zeigt
eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Planetengetriebes 1.
Das Planetengetriebe 1 ist einem nicht dargestellten Getriebe,
beispielsweise ein Schaltgetriebe oder ein Automatikgetriebe, derart nachgeschaltet,
dass ein Abtrieb des Getriebes ein Antrieb 2 des Planetengetriebes 1 ist.
Ein Sonnenrad 3 ist fest mit dem Antrieb 2 verbunden.
Wird das Sonnenrad 3 durch den Antrieb 2 in einer
Drehrichtung angetrieben, so rollen Planetenräder 4 in
einer Drehrichtung, die entgegen der Drehrichtung des Sonnenrads 3 ist,
auf dem Sonnenrad 3 ab. Die Planetenräder 4 versuchen,
einen Steg 5, über den sie untereinander verbunden
sind, in Drehrichtung des Sonnenrads 3 anzutreiben. Durch
eine Sperrrichtung in Drehrichtung des Sonnenrads 3 einer
Sperrvorrichtung 6.1 in Ausbildung eines Freilaufs, der
zwischen dem Steg 5 und einem Abtrieb 7 angeordnet
ist, arbeitet der Steg 5 damit gegen die Trägheit
eines am Ende des Abtriebs 7 befindlichen Antriebsmoments der
Räder und somit des Fahrzeugs.
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Da
zur Überwindung dieses Gegenmoments die Planetenräder 4 über
die Rückkopplung vom Steg 5 eine entgegen der
Drehrichtung des Sonnenrads 3 gerichtete Kraftübertragung
auf ein Hohlrad 8 ausführen, wird das Hohlrad 8 in
der Drehrichtung, die entgegen der Drehrichtung des Sonnenrads 3 ist,
von den Planetenrädern 4 angetrieben.
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Die
Drehrichtung, die entgegen der Drehrichtung des Sonnenrads 3 ist,
wird nun von einer Sperrvorrichtung 9.1 in Ausbildung eines
Freilaufs, der zwischen dem Hohlrad 8 und dem Abtrieb 7 angeordnet ist,
verhindert, indem hier der Freilauf in einer Sperrrichtung entgegen
der Drehrichtung des Sonnenrads 3 sperrt und keine Relativdrehzahl
zulässt. Durch diese Verspannung resultierend aus den Sperrrichtungen
der Freiläufe innerhalb des Abtriebs 7 wird eine Relativbewegung
zwischen Steg 5 und Hohlrad 8 verhindert, so dass
die Drehrichtung des Stegs 5, die Drehrichtung des Hohlrads 8 und
die Drehrichtung des Abtriebs 7 der Drehrichtung des Sonnenrads 3 entsprechen.
Das Drehmoment wird von dem Steg 5 über den Freilauf
auf den Abtrieb 7 übertragen. Die Drehzahl des
Stegs 5 und die Drehzahl des Hohlrads 8 entsprechen
der Drehzahl des Sonnenrads 3. Somit entspricht die Drehzahl
des Abtriebs 7 der Drehzahl des Antriebs 2. Durch
diese Anordnung wird eine Drehung des Abtriebs 7 in Drehrichtung
des Sonnenrads 3 und des Antriebs 2, beispielsweise vorwärts,
in der oberen Ganggruppe ermöglicht.
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Wird
bei einem fahrenden Fahrzeug der Antrieb 2 durch eine sog.
Motorbremse abgebremst, so stellt sich je nach Trägheit
und Lagermoment sowie Dichtungsmoment ein Freilauf des Abtriebs 7 ein,
da die Drehzahl des Abtriebs 7 größer
im Vergleich zu der Drehzahl des Stegs 5 und des Hohlrads 8 ist
und es zu einem sog. Freilaufen des Freilaufs kommt. Somit kann
ein nicht dargestellter Motor gedrosselt werden und das Fahrzeug
frei rollen, ohne eine Schaltung des Getriebes ausführen
zu müssen oder auszukuppeln.
-
Wird
aus einer schnellen Vorwärtsfahrt, d. h. obere Ganggruppe,
in einen langsamen Vorwärtsgang, d. h. untere Ganggruppe,
geschaltet, so wird das Hohlrad 8 über eine Sperrvorrichtung 9.2 in
Ausbildung eines schaltbaren Freilaufs, dessen Sperrrichtung die
Drehrichtung des Sonnenrads 3 ist, die fest mit einem Gehäuse 10 des
Planetengetriebes 1 verbunden ist, derart gesperrt, dass
das Hohlrad 8 verdrehfest mit dem Gehäuse 10 verbunden
ist.
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Durch
die Trägheit des Fahrzeugs wird der Abtrieb 7 in
einer Freilaufrichtung in Drehrichtung des Sonnenrads 3 des
Freilaufs zwischen Hohlrad 8 und Abtrieb 7 und
durch den nun bei gleicher Drehzahl des Antriebs 2 mit
einer geringeren Drehzahl des Abtriebs 7, beispielsweise
1 + Standübersetzung, rotierenden Steg 5 angetrieben.
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Durch
ein schnelles Abbremsen des Hohlrads 8 durch den schaltbaren
Freilauf kann es abhängig von der Fahrsituation zu einem
kurzzeitigen Freilaufen des Freilaufs zwischen Steg 5 und
Abtrieb 7 kommen, da der Abtrieb 7 sich dann aufgrund
der Trägheit des Fahrzeugs noch einige Umdrehungen schneller
unter dem Steg 5 hindurch dreht. Wird eine gleiche Drehzahl
zwischen Abtrieb 7 und Steg 5 erreicht, greift
der Freilauf wieder in Sperrrichtung und treibt den Abtrieb 7 und
das dahinter angeordnete Fahrzeug in der unteren Ganggruppe an.
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Wird
bei einer Schaltung in die Rückwärtsfahrt der
Steg 5 verdrehfest durch eine Sperrvorrichtung 6.2 in
Ausbildung eines schaltbaren Freilaufs, dessen Sperrrichtung in
Drehrichtung des Sonnenrads 3 ist, die fest mit dem Gehäuse 10 des
Planetengetriebes 1 verbunden ist, mit dem Gehäuse 10 verbunden,
so dreht sich der Abtrieb 7 in Freilaufrichtung des Freilaufs
unter dem Steg 5 weg, da der Abtrieb 7 von dem
nun in Sperrrichtung des Freilaufs entgegen der Drehrichtung des
Sonnenrads 3 drehenden Hohlrads 8 angetrieben
wird. Die Drehzahl des Abtriebs 7 ist geringer im Vergleich
zu der Drehzahl den Antriebs 2, so dass durch diese Anordnung
eine Drehrichtung, beispielsweise rückwärts, in
der unteren Ganggruppe ermöglicht wird. Das Drehzahlverhältnis entspricht
nun der Standübersetzung.
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Wird
bei einer Schaltung in den Modus „Parken" der Steg 5 derart
durch den schaltbaren Freilauf gesperrt, so ist der Steg 5 verdrehfest
mit dem Gehäuse 10 verbunden. Das Hohlrad 8 wird
derart durch den schaltbaren Freilauf gesperrt, dass das Hohlrad 8 verdrehfest
mit dem Gehäuse 10 verbunden ist. Die Drehung
des Abtriebs 7 wird durch die Freilaufrichtung entgegen
der Drehrichtung des Sonnenrads 3 des Freilaufs und durch
die Freilaufrichtung in Drehrichtung des Sonnenrads 3 des
Freilaufs gehemmt. Die Sperrvorrichtung 6.2, 9.2 kann
beispielsweise als schaltbarer Freilauf ausgeführt sein und
wird in Sperrrichtung aktiviert. Zusammen mit den Freiläufen
an dem Abtrieb 7 bewirken diese in jeweils eine Richtung
eine passive Verhinderung der Drehbewegung des Abtriebs 7.
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4 zeigt
ein erfindungsgemäßes Planetengetriebe 1 teilweise
im Schnitt. Die Sperrvorrichtungen 6, 9 sind in
dieser Ausführungsform Schaltmuffen.
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5 zeigt
ein erfindungsgemäßes Planetengetriebe 1 teilweise
im Schnitt. Die Sperrvorrichtungen 6.1, 9.1 sind
in dieser Ausführungsform Freiläufe und die Sperrvorrichtungen 6.2, 9.2 Lamellenbremsen.
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- 1
- Planetengetriebe
- 2
- Antrieb
- 3
- Sonnenrad
- 4
- Planetenrad
- 5
- Steg
- 6
- Sperrvorrichtung
- 6.1
- Sperrvorrichtung
- 6.2
- Sperrvorrichtung
- 7
- Abtrieb
- 8
- Hohlrad
- 9
- Sperrvorrichtung
- 9.1
- Sperrvorrichtung
- 9.2
- Sperrvorrichtung
- 10
- Gehäuse
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 2059351
A1 [0002]
- - DE 3330303 C2 [0004]