DE1064820B

DE1064820B - Wechselgetriebe mit vier Vorwaerts- und einem Rueckwaertsgang, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE1064820B
Application number: DED28026A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Hans-Joachim Foerster; Dipl-Ing Werner Hensel
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1958-05-02
Filing date: 1958-05-02
Publication date: 1959-09-03

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf ein Wechselgetriebe mit vier Vorwärts- und einem Rückwärtsgang, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einem hydrodynamischen Strömungskreislauf und drei diesem im Kraftfluß nachgeschalteten Planetenrädersätzen, deren Antriebswelle mit mehreren Sonnenrädern, deren Abtriebwelle dagegen mit dem Planetenräderträger des dritten Planetenrädersatzes verbunden ist, wobei zum Schalten der Gänge zwei Kupplungen und drei Bremsen vorgesehen sind.

Es ist ein Wechselgetriebe der vorstehend erwähnten Art bekannt, bei welchem die Sonnenräder des ersten und des dritten Planetenrädersatzes fest mit dem getriebenen Teil des vorgeschalteten hydrodynamischen Kreislaufes verbunden sind, während das Sonnenrad des zweiten Planetenrädersatzes mit dem Träger des ersten Satzes verbunden ist. Diese Anordnung ist nachteilig, weil die beiden Kupplungen ungleich belastet sind, d. h., die eine muß ein gegenüber dem Antriebsmoment wesentlich erhöhtes Drehmoment aufnehmen. Dasselbe gilt sinngemäß für die Bremsen. Vor allem aber haben die Planetenräder auf ihren Trägern Drehzahlen, die um ein Mehrfaches höher liegen als die Antriebsdrehzahl.

Die Erfindung hat sich die Beseitigung dieser Nachteile zur Aufgabe gestellt, wobei aber die Schaltung des Getriebes ohne Gruppenwechsel beibehalten werden soll. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Sonnenrad des ersten Planetenrädersatzes durch eine erste Kupplung mit der Antriebswelle kuppelbar ist, die beiden miteinander fest verbundenen anderen Sonnenräder durch eine zweite Kupplung mit der Antriebswelle kuppelbar sind und beide Kupplungen zum Schalten der Gänge wahlweise einzeln oder zusammen einrückbar sind.

Durch die Erfindung bleibt es möglich, das Getriebe ohne Gruppenwechsel zu schalten. Beide Kupplungen liegen im Antriebsstrang und können nur bis zur Höhe des Antriebsmomentes belastet werden. Die Belastungen der Bremsen liegen unterhalb des durch die Untersetzung bedingten Abtriebmomentes und die Drehzahl der Planetenräder unterhalb der Antriebsdrehzahl.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich bei einem Wechselgetriebe, bei dem die mit dem getriebenen Rad des hydrodynamischen Kreislaufes verbundene Antriebswelle in eine äußere Trommel übergeht bzw. mit einer solchen verbunden ist, nach der Erfindung dadurch, daß innerhalb dieser Trommel die beiden Kupplungen zum wahlweisen Ankuppeln des getriebenen Rades an das Sonnenrad des ersten Planetenrädersatzes oder die beiden Sonnenräder des zweiten und des dritten Planetenrädersatzes angeordnet sind.

Wechselgetriebe mit vier Vorwärts-

und einem Rückwärtsgang, insbesondere für Kraftfahrzeuge

Anmelder:

Daimler-Benz Aktiengesellschaft, Stuttgart-Untertürkheim, Mercedesstr. 136

Dr.-Ing. Hans-Joachim Förster, Stuttgart-Bad Cannstatt, und Dipl.-Ing. Werner Hensel, Stuttgart-Feuerbach,

sind als Erfinder genannt worden

Dabei soll zweckmäßig die zweite Kupplung für die beiden Sonnenräder als Einscheiben- und die erste Kupplung für das erste Sonnenrad als Mehrscheiben-Lamellenkupplung ausgebildet sein, wobei die Trommel als äußerer Lamellenträger für beide Kupplungen dient und wobei mit ihr eine zwischen den Kupplungen liegende Scheibe als Widerlager für die zweite Kupplung der beiden Sonnenräder verbunden ist. An dieser Scheibe kann innerhalb der Kupplungen ein Ringzylinder für den Betätigungskolben der ersten Kupplung angeordnet sein und diese Kupplung sich gegen eine weitere, am Ende der Trommel festgelegte Scheibe als Widerlager abstützen.

Der innere Lamellenträger der ersten Kupplung für das Sonnenrad des ersten Planetenrädersatzes ist als schalenförmiges Zwischenstück mit Z-förmigem Querschnitt ausgebildet, und an ihm ist der innere Lamellenträger für eine weitere, unmittelbar benachbarte, als Lamellenkupplung ausgebildete Bremse zum Festbremsen desselben Sonnenrades an das feste Getriebegehäuse angeordnet. Unmittelbar benachbart und spiegelbildlich zu der eben erwähnten Bremse ist eine weitere, ebenfalls als Lamellenkupplung ausgebildete Bremse angeordnet zum Festbremsen des Ringrades des zweiten Planetenradsatzes an dem festen Getriebegehäuse. Beide Kupplungen stützen sich dabei auf eine zwischen ihnen liegende Scheibe als gemeinsames Widerlager ab.

In der Zeichnung ist an Hand eines Längsschnittes ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

Nach der Zeichnung besteht das Wechselgetriebe aus einer hydrodynamischen Kupplung 10 und einem Planetenrädergetriebe 11, welches seinerseits aus drei Planetenrädersätzen 12, 13 und 14 besteht und welches in einem besonderen Gehäuse 15 an das Gehäuse

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16 der hydrodynamischen Kupplung 10 angeflanscht ist. Das getriebene Rad 17 der hydrodynamischen Kupplung 10 ist mit einer Welle 18 verbunden, welche am Getriebeeingang in eine äußere Trommel 19 übergeht oder mit dieser z. B. durch ein Zwischenstück 20 verbunden ist.

Diese Trommel 19 dient als äußerer Träger für die Kupplungsscheiben einer ersten Kupplung 22 und einer zweiten Kupplung 21. Zwischen beiden Kupplungen befindet sich fest an der Trommel 19 eine Scheibe 23. Diese dient als Widerlager für die als Einscheibenkupplung ausgebildete zweite Kupplung 21, deren andere Kupplungshälfte durch ein Zwischenstück 24 mit einer Welle 25 verbunden ist. Die Welle 25 bildet die Sonnenräder 26 und 27 des zweiten und des dritten Planetenrädersatzes oder ist mit diesen fest verbunden.

Die erste Kupplung 22 ist als Mehrscheibenkupplung ausgebildet. Ihre Gegenscheiben sind über ein weiteres Zwischenstück 28 mit z. B. Z-förmigem Querschnitt mit dem Sonnenrad 29 des ersten Planetenrädersatzes 12 verbunden. Die Scheibe 23 bildet zugleich den Ringzylinder 30 für den Betätigungskolben 31 der ersten Kupplung 22 bzw. ist mit diesem verbunden. Als Widerlager für diese dient eine Scheibe 32 am Ende der Trommel 19. Das getriebene Rad 17 der hydrodynamischen Kupplung 10 kann auf diese Weise entweder über die zweite Kupplung 21 mit den beiden Sonnenrädern 26 und 27 des zweiten und des dritten Planetenrädersatzes oder über die erste Kupplung 22 mit dem Sonnenrad 29 des ersten Planetenrädersatzes 12 verbunden werden. Beim gleichzeitigen Anziehen beider Kupplungen 21 und 22 ist das getriebene Rad mit allen drei Sonnenrädern fest verbunden.

Am Z-förmigen Zwischenstück 28 der Verbindung zum ersten Sonnenrad 29 ist ein Winkelstück 33 befestigt, das als innerer Lamellenträger für eine Bremse 34 dient, deren äußere Lamellen im Getriebegehäuse 15 festgelegt sind. Diese Bremse 34 dient zum Verbinden des Sonnenrades 29 mit dem festen Getriebegehäuse 15. Unmittelbar neben dieser Bremse

34 und spiegelbildlich zu ihr ist eine zweite Bremse

35 angeordnet. Sie dient zum Ankuppeln des Verbindungsstückes 36 zwischen dem Ringrad37 des zweiten Planetenrädersatzes 13 mit dem Planetenräderträger 38 des ersten Planetenrädersatzes 12 an das feste Getriebegehäuse 15.

Zwischen den beiden Bremsen 34 und 35 liegt als gemeinsames Widerlager eine Scheibe 39. Die Betätigungskolben der Bremsen liegen axial außen, wobei der eine Ringzylinder 40 zugleich als Widerlager für eine dritte Bremse 41 dient, die zum Ankuppeln des Ringrades 42 des dritten Planetenrädersatzes 14 an das Getriebegehäuse 15 vorgesehen ist. Das Ringrad 42 ist mit dem Planetenräderträger 43 des zweiten Planetenrädersatzes 13 und dem Ringrad 44 des ersten Planetenrädersatzes 12 verbunden. Der Betätigungskolben 45 für die dritte Bremse 41 ist in einem Ringzylinder in der hinteren Getriebewand angeordnet. Am Planetenräderträger 46 des dritten Planetenrädersatzes 14 ist die Abtriebwelle 47 angeordnet, die mittel- oder unmittelbar mit den Fahrzeugrädern verbunden ist.

Mindestens die erste Kupplung 22 sowie die Bremsen 34, 35 und 41 sind konzentrisch um die drei PIa-' netenrädersätze angeordnet und bestehen aus gleichen Elementen. Zum Berücksichtigen der an den einzelnen Planetenrädersätzen \*erschiedenen Reaktionsmomente sind verschiedene Anzahlen von Kupplungsscheiben vorgesehen. Die Einscheibenkupplung 21 kann aus anderen Elementen aufgebaut sein, obwohl auch hierfür eine Ausbildung aus denselben Konstruktionselementen möglich ist. Zum Betätigen der Einscheibenkupplung 21 dient ein Ringkolben 48 großen Querschnitts innerhalb der Trommel 19.

Das Getriebe wird so geschaltet, daß in allen vier Vorwärtsgängen die zweite Kupplung 21 angezogen ist und damit die Sonnenräder 26 und 27 des zweiten

ίο und des dritten Planetenrädersatzes fest mit dem Antrieb verbunden sind. Für den ersten Gang wird zusätzlich die Bremse 41 angezogen. Die Kraft wird damit über den dritten Planetenrädersatz 14 auf die Abtriebwelle 47 übertragen. Für den zweiten Gang wird an Stelle der Bremse 41 die Bremse 35 eingerückt, so daß das Drehmoment damit ohne Grüppenwechsel durch den zweiten und den dritten Planetenrädersatz 13 und 14 auf die Abtriebwelle übertragen wird. Im dritten Gang wird die Bremse 34 an Stelle der Bremse 35 eingerückt, so daß nunmehr alle drei Planetenrädersätze 12,13 und 14 an der Drehmomentübertragung auf die Abtriebwelle 47 beteiligt sind. Auch hierbei erfolgt das Schalten also ohne Gruppenwechsel.

Für den vierten Gang wird schließlich an Stelle der Bremse 34 die Kupplung 22 eingerückt. Dadurch wird auch das Sonnenrad 29 des ersten Planetenrädersatzes 12 mit dem Antrieb verbunden und ein direkter Gang unter Sperrung aller Planetenrädersätze 12, 13 und 14 erzielt. Für den Rückwärtsgang bleibt die Kupplung22 eingerückt, während die Kupplung 21 gelöst und an ihrer Stelle die Bremse 41 angezogen wird. Es werden also für den Rückwärtsgang dieselben Schaltelemente benötigt, die für die Vorwärtsgänge ohnehin erforderlich sind.

Claims

Patentansprüche-

1. Wechselgetriebe mit vier Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einem hydrodynamischen Strömungskreislauf und drei diesem im Kraftfluß nachgeschalteten Planetenrädersätzen, deren Antriebswelle mit mehreren Sonnenrädern und deren Abtriebwelle mit dem Planetenräderträger des dritten Planetenrädersatzes verbunden ist, wobei zum Schalten der Gänge zwei Kupplungen und drei Bremsen vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Sonnenrad (29) des ersten Planetenrädersatzes durch die erste Kupplung (22) mit der Antriebswelle (18) kuppelbar ist, die beiden anderen miteinander fest verbundenen Sonnenräder (26 und 27) durch die zweite Kupplung (21) mit der Antriebswelle (18) kuppelbar sind und beide Kupplungen (21 und 22) zum Schalten der Gänge wahlweise einzeln oder zusammen einrückbar sind.

2. Wechselgetriebe, bei dem die Antriebswelle der Planetenräder an dem einen Ende mit dem getriebenen Rad des hydrodynamischen Kreislaufs und am anderen Ende mit einer Trommel verbunden ist, die den treibenden Teil für die beiden zum Schalten der Gänge dienenden Kupplungen trägt, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kupplungen (21 und 22) zum wahlweisen Kuppeln der Antriebswelle (18) mit dem Sonnenrad (29) des ersten Planetenrädersatzes (12) oder mit den beiden Sonnenrädern (26 und 27) des zweiten und des dritten Planetenrädersatzes (13 und 14) innerhalb der Trommel (19) angeordnet sind.

3. Wechselgetriebe, bei dem die Trommel als Scheibenträger für beide als Scheibenkupplungen ausgebildete Kupplungen dient, nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kupplung (21) für die beiden Sonnenräder (26 und 27) als Einscheiben- und die erste Kupplung (22) für das erste Sonnenrad (29) als Mehrscheibenkupplung ausgebildet ist, wobei die Trommel (19) als äußerer Lamellenträger für beide Kupplungen dient und mit ihr eine zwischen den Kupplungen (21 und 22) liegende Scheibe (23) als AViderlager für die zweite Kupplung (21) verbunden ist.

4. Wechselgetriebe nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der als Widerlager dienenden Scheibe (23) innerhalb der ersten Kupplung (22) ein Ringzylinder (30) für den Betätigungskolben (31) dieser ersten Kupplung (22) angeordnet ist und diese Kupplung (22) sich gegen eine weitere, am Ende der Trommel (19) festgelegte Scheibe (32) als Widerlager abstützt.

5. Wechselgetriebe nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Lamellenträger der ersten Kupplung (22) für das Sonnenrad (29) des ersten Planetenrädersatzes (12) als schalenförmiges Zwischenstück (28) mit Z-förmigem Querschnitt ausgebildet ist und an ihm der innere Lamellenträger (33) für eine benachbarte, als Lamellenkupplung ausgebildete Bremse (34) zum Festbremsen desselben Sonnenrades (29) an dem Getriebegehäuse (15) angeordnet ist.

6. Wechselgetriebe nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringrad (37) des zweiten Planetenrädersatzes (13) durch eine weitere, ebenfalls als Lamellenkupplung ausgebildete Bremse (35) mit dem festen Getriebegehäuse

(15) kuppelbar ist und diese Bremse (35) unmittelbar neben der ersten Bremse (34) angeordnet ist, wobei sich die Lamellen der beiden Bremsen auf eine zwischen ihnen liegende Scheibe (39) als gemeinsames Widerlager abstützen.

7. Wechselgetriebe, bei dem beide als Lamellenkupplungen ausgebildete Bremsen durch Ringkolben betätigt werden, nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, das die Ringkolben in am Getriebegehäuse (15) festgelegten Ringzylindern außen neben den Bremsen angeordnet sind, wobei die Ringkolben und -zylinder etwa den gleichen Querschnitt wie die Lamellen der Bremsen haben und der Ringzylinder (40) für die zweite Bremse (35) zugleich als Widerlager für eine benachbarte, ebenfalls als Lamellenkupplung ausgebildete dritte Bremse (41) zum Festbremsen des Ringrades (42) des dritten Planetenrädersatzes (14) am Getriebegehäuse (15) dient.

8. Wechselgetriebe nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die als Lamellenkupplung ausgebildete dritte Bremse (41) durch einen Ringkolben (45) festziehbar ist, der in einem Ringzylinder in der das Getriebe nach hinten abschließenden Gehäusewand angeordnet ist.

9. Wechselgetriebe nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die als an sich bekannte Lamellenreibungskupplungen ausgebildeten Bremsen (34, 35 und 41) konzentrisch um die drei Planetenrädersätze (12, 13 und 14) angeordnet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschriften Nr. 1 133 072,
662;
USA.-Patentschrift Nr. 2 722 141.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen