DE1555207A1 - Planetenraeder-Wechselgetriebe,insbesondere fuer Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

• Pla-@etenräder-Wechselgetriebe, insbesondere für- Kraftfahrzeuge. 'Dia Erfindung betrifft ein. Planetenräder-Wechselgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge mit einer drei Vorwärts- und einen Rückwärtsgwig aufweisenden ersten Gruppe aus Planetenrädersätzer, die ein Antriebsglied für alle Vorwärts- und ein anderes Antriebsglied für den Rückwärtsgang aufweist, wobei jedes Antriebsglied durch. eine Kupplung wahlweise oder beide gemeinsam mit dem Antriebsmotor verbindbar sind. Es besteht vielfach der Wunsch, die Getriebe der eingangs genannten Art derart zu erweitern, daß mit ihnen vier Vorwärts-und ein Rückwärtsgang zu erhalten ist. Diese Erweiterung soll aber so erfolgen, daß nach Möglichkeit ohne große konstruktive Änderungen ausgekommen wird und daß - wenn es irgend geht - beide Getriebe nebeneinander nach Art eines Baukastensystems verwendet werden können. Ferner soll der neu erhaltene vierte Gang dabei. e=inen stark untersetzten, d.h. also indirekten ersten Gang liefern und etwa in demselben Maß soll auch der neue Rückwärtsgang untersetzt sein. Ferner wird angestrebt, auch das neue mit vier Gängen-versehene Getriebe ohne Gruppenwechsel zu schalten. Diese Aufgabe wird bei den eingangs genannten Getrieben erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine zweite Gruppe aus Sonne, Ringrad und mindestens einem auf einem Träger angeordneten Planetenrad zugeordnet ist, deren Ringrad abbremsbar, deren Träger mit dem Stützglied des zweiten Ganges und deren Sonne mit dem Stützglied des dritten Ganges :in der ersten Gruppe verbunden ist;. Der Klarheit halber sei hier ausdrücklich darauf hngewieson, da.ß - ,sofern man die erste Gruppe fü r sich betrachtet - es sIch bei den genannten Stützgliedern uin dasdes ersten und zwelteen Ganges handelt. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung erhält man ein ohne Gruppenwechsel schaltendes Vierganggetriebe, welches ohne große konstruktive .Änderungen aus dem Dreiganggetriebe erhalten wird. Es ist möglich, beide Getriebe nebeneinander nach Art eines Baukastensystems zu verwenden, da beide im wesentlichen aus denselben Grundteilen bestehen. Das Vierganggetriebe liefert einen stark untersetzten ersten Gang und einen ebenfalls stark untersetzten Rückwärtsgang. Bei einer Ausführungsform nach der Erfindung besteht die erste Getriebegruppe aus zwei Planetenrädersätzen, wobei der Träger des zweiten Satzes als Stützglied für den zweiten, die Sonne des zweiten Satzes als Stützglied für den dritten Gang dient. Hierfür gibt es wiederum u.a. zwei Varianten, d.h. man kann die erste Gruppe als sogenanntes Simpson-Getriebe aufbauen oder hierfür zwei einfache Planetenrädersät@e jeweils aus Sonne, Ring und mindestens einem Planetenrad ausbilden. Im ersteren Fall sind die beiden Sonnenräder starr miteinander verbunden und dienen als Stützglied des dritten Ganges. Im zweiten Fall sind die beiden Trägerstarr miteinander verbunden und dienen .. als Stützglied des zweiten Ganges. Bei einer anderen Ausführungsform nach der Erfindung besteht die erste Gruppe aus zwei Planetenrädersätzen, wobei mindestens ein Planetenrad zu beiden Sätzen gehört und wobei der gemeinsame Träger das Stützglied des zweiten und ein Zentralrad des ersten Satzes der ersten Gruppe das Stützglied des dritten Ganges bildet. Hierfür ist die Ausbildung der ersten Gruppe als reiner Ravigneaux-Satz denkbar. Hierbei dient dann die vordere Sonne als Stützglied des dritten Ganges. Lire andere Möglichkeit besteht darin, eine Komb Lriation aus Ravigrieäux-Satz und Verbundplane tenrädersatz zu bilden. In diesem Fall bildet dann das Ringrad des -vorderen Satzes das S-tützgli@2(i lies dritten Ganges. Bei einer andren Ausführungsfor«i der Erfindung besteht dito erste Gruppe aus zwei Plarietenrädersätzeri, wobe L niincleste"i, ein Planetenrad ziz [email protected] Sätz=en gehurt und wob .L zier, gemeinsame Träer den. Abtrieb bildet und eine Sonne als Stützglied des dritten Ganges, ein anderes Zentralrad als Stützglied des zweiten Ganges dient. Hierbei ist wieder die Ausbildung als Ko?nbination aus einem Verbund-Flanetenrädersatz und einem Ravislieaux-Satz denkbar. 'In 'diesem Fall bildet das Rin-rad des vorderer. Satzes das Stützglied des zweiten Ganges. Bei der Ausbildung als reiner Verbund-Planetenrädersatz dient die Sonne sm ersten Planetetarädersatz als Stützglied des zweiten Ganges. In alle=. vorstehend gellann.I;en Fällen ist daran gedacht, daß die ztroi_te Gruppe stets räumlich der ersten Gruppe Yiachgeschaltet'ist, d. h:, sie ist auf der dem Abtrieb zugewandten Seite angeordnet. Erfinduns:gemäß ist dann dabei auch noch folgende Ausbildung möglich, wonach das Sonnenrad der zweiten Gruppe ` ,@u`id das Sonnenrad des ziae'iten Satzes der ersten Gruppe unmittelbar benachbart sind und gegebenenfalls zu einem gemeinsamen Rad vereint sind und wonach der Träger des zweiten Satzes der ersten Gruppe auf der Antriebsseite mit einer Hohlwelle verbunden ist, die auf der Abtriebsseite mit dem Träger der zweiten Gruppe in Verbindung steht und wobei das Ringrad des zweiten Satzes der ersten Gruppe zwischen diesen beiden Sätzen mit der Abtriebswelle verbunden ist. Bei dieser Ausführungsform lässt. sich eine kürzere Bauweise dadurch. erreichen, daß die Anzahl der zwischen. die Planetenrädersätze eingreifenden Stege herabgesetzt wird. In einer Blei terbildu:ig des Erfindungsgedankens ist die zweite Gruppe zwischen den beiden Sätzen-der ersten Gruppe angeordnet und sowohl ihr Soilnenrad als ihr Träger mit dem Sonnenrad und dein. Träger des zweiten Satzes der ersten Gruppe baulich vereii: t, wobei. dieser gemeinsame Träger, noch mit dem Träger des ersten Satzes; i#: Verbindung steht. Vierdurch kann eine weitere @dereir@ Cachuz#3 erzielt werden. Schließlich wäre es noch denkbar, die zweite Gruppe vor der . ersten Gruppe anzuordnen und die Träger der beiden Gruppen sowie zwei Zentralräder beider Gruppen unmittelbar zu vereinen.
• .Dabei kann wiederum die erste Gruppe als reiner Ravigneaux-Satz ausgebildet sein, wobei dann die vordere Sonne mit der Sonne der zweiten Gruppe starr verbunden ist. Weiterhin ist die Ausbildung als Kombination eines Ravigneaux-Satzes mit einem Verbund-Planetenrädersatz möglich. In diesem Fall steht dann das vordere Ringrad der ersten Gruppe mit der Sonne der zweiten Gruppe in starrer Verbindung. Erfindungsgemäß kann wiederum die zweite Gruppe vor der ersten Gruppe angeordnet sein und zwei Sonnen der beiden Gruppen sind unmittelbar zusammen vereint, während der Träger der . zweiten Gruppe und ein Zentralrad des ersten Satzes der ersten Gruppe zusammen verbunden sind. Dabei ist wieder die Ausbildung als Kombination aus Ravigneaux-Satz und Verbund-Planetenrädersatt möglich. In diesem Fall ist der Träger der zweiten Gruppe mit dem vorderen Ringrad der ersten Gruppe verbunden. Beim Aufbau der ersten Gruppe als reiner Verbund-Planetenrädersatz steht der Träger der zweiten Gruppe mit der vorderen Sonne des Verbund-Planetenrädersatzes in Verbindung. Einzelheiten der Erfindung zeigen die Ausführungsbeispiele der Zeichnung, und zwar zeigt: Fig. 1 - ? Verschiedene Getriebe im Schema, wobei die zweite Getriebegruppe auf der dem Abtrieb zugewandten Seite liegt, Fig. 8 ein Getriebe im Schema, wobei die zweite Gruppe zwischen den beiden Sätzen der ersten Gruppe angeordnet ist und Fig. 9 -12 verschiedene Getriebe im Schema, wobei die zweite Gruppe auf der dem Antrieb zugewandten Seite vor der ersten Gruppe angeordnet ist. Nach Figur 1 besteht das Getriebe aus der ersten Getriebegruppe I und der zweiten Getriebegruppe II. Die erste Getriebegruppe I ist nach Art eines Simpson-Getriebes aufgebaut. Demzufolge haben beide Planetenrädersätze 10 und 11 ein gemeinsames Sonnenrad 12, welches über die Kupplung K 2 angetrieben und, durch die Bremse B 3 abgebremst werden kann. Das Ringrad 13 des vorderen Planetenradsatzes 10 dient als Antrieb für alle Vorwärtsgänge und ist mit der Kupplung K 1 verbunden= Der Träger 14 des vorderen Planetenrädersatzes 10 steht mit dem Ringrad 15 des hinteren Planetenrädersatzes 'i1 in starrer Verbindung und bildet den Abtrieb 16 des Gesamtgetriebes. Die zweite Gruppe II besteht aus einem durch die Bremse B 1 abbremsbaren Ringrad 17, einem durch die Bremse B 2 abbremsbaren Planetenräderträger 18 und einem Sonnenrad 19. Letzteres ist mit dem Stützglied des dritten Ganges in der ersten Gruppe I, d.h. mit dem gemeinsamen Sonnenrad 12 starr verbunden. Der Träger 18 steht mit dem Stützglied des zweiten Ganges, d.h.
• mit dem Träger 20 des zweiten Pl.anetenrädersatzes 11 der ersten Gruppe I in starrer Verbindung. In allen Vorwärtsgängen ist die Kupplung K 1 eingerückt und der Antrieb erfolgt über das Ringrad 13: Den ersten Gang erhält man durch Anlegen der Bremse B 1, den zweiten Gang durch Anlegen der Bremse B.2 und den dritten Gang durch Anlegen der Bremse B 3. Im vierten Gang werden dann alle Bremsen ausgerückt und beide Kupplungen K 1 und K 2 gemeinsam eingerückt. Den Rückwärtsgang erhält man durch Einrücken der Kupplung K 2, wobei dann der Antrieb über die gemeinsame Sonne 12 erfolgt. Zusätzlich hierzu wird wiederum die Bremse B 1 eingerückt.

  Nach Figur 2 ist die zweite Getriebegruppe IZ - in derselben Art

  und Weise wie bisher aufgebaut. Die erste Gruppe I bestc-h'b aus

  -zwei einzelnen Plan etenrädersätzcn 21 und 22. Die Sonne 2

  des vorderen Satzes 21 drLont als Anr#@2#`Lobpob in den

  iiad stehlä mit d o9e@ l'P@hö.@@ Z GI in Das P6 a r--#;2y;rf?C 2z.

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  sind starr miteinander verbunden. Sie dienen als Antrieb für den Rückwärtsgang und stehen deswegen mit der Kupplung K 2 in Verbindung. Außerdem dienen sie als Stützglied für den dritten Gang. Sie sind zu diesem Zweck mit dem Sonnenrad 19 der Gruppe II verbünden. Die beiden Träger 26 dienen als Stützglied des zweiten Ganges und stehen mit dem Träger 18 der Gruppe II in starrer Verbindung. Den Abtrieb 16 bildet wiederum das Ringrad 15 des zweiten Planetenrädersatzes 22. Die Schaltung dieses Getriebes erfolgt in derselben Art und Weise, wie sie bisher bereits beschrieben wurde. Nach Figur 3 ist die zweite Getriebegruppe II.wieder in derselben Art und Weise aufgebaut. Die erste Getriebegruppe I ist als reiner Ravigneaux-Planetenrädersatz ausgebildet.-Dessen Ringrad 15 dient wieder als Abtrieb 16. Den Antrieb bildet die Sonne 27, die deswegen mit der Kupplung,K 1 verbunden ist. Der gemeinsame Planetenräderträger 28 dient als Stützglied des zweiten Ganges und steht deswegen mit dem Träger '!8 der zweiten Getriebegruppe II in starrer Verbindung. Die vordere Sonne 29 dient als Antrieb für den Rückwärtsgang und zugleich als Stützglied des dritter. Ganges. Sie steht deswegen. mit der Kupplung K 2 und mit der Sonne 19 der zweiten Getriebegruppe II in Verbindung. Die Schaltung dieses Getriebes erfolgt wiederum in derselben Art und Weise. Nach Figur 4 ist die zweite Getriebegruppe II sowie .der Vorwärtsgang-Antrieb und der Abtrieb des Gesamtgetriebes in derselben Art und Weise ausggehildet wie nach Figur 3. Jedoch ist die erste Getriebegruppe I nunmehr eine Kombination aus einem Ravigneaux-Satz und einem Verbund--Planetenrädersatz. Dabei dient aber wiederum der gemeinsame Träger 28 als Stützglied des zweiten Ganges. Als Stützglied des dritten Ganges dient jedoch das Ringrad 30, welches dem größeren Abschnitt des gemeinsamen, Planetenrades 31 zugeordnet ist. Dieses Ringrad 30. steht. demnach mit der Kupplung K 2 und der'Sonne 19 der zweiter, ,", Getriebegruppe II in Verbindung und ist durch die Brempea 'bbremsba-, Dzf: Ocsr@altun,g ist die:r#,lbe wie bisher. Dreht man unter Beibehaltung der zweiten Getriebegruppe II . innerhalb der ersten Getriebegruppe I die beiden Planetenrädersätze um, so erhält man die Anordnung nach Figur 5. Dabei dient nun der gemeinsame Planetenräderträger 32 als Abtrieb 16 des Gesamtgetriebes. Der Ravigneaux-Planetenrädersatz liegt nun vörn und sein Ringrad 33.dient als Stützglied des zweiten Ganges, während seine Sonne 34 als Stützglied des dritten Ganges dient. Die Schaltung ist wiederum genau dieselbe. Eine weitere Vereinfachung zeigt die Figur 6. Dabei besteht die erste Gruppe I aus einem reinen Verbund-Planetenrädersatz.
• Der gemeinsame Planetenräderträger 32. dient wiederum als Abtrieb 16. Dagegen dienen nunmehr die vordere Sonne 35 als Stützglied des zweiten und die hintere Sonne 36 als Stützglied des dritten Ganges. Die Schaltung ist wiederum dieselbe. Bei der Ausführungsform nach Figur 7 ist die zweite Getriebegruppe II wiederum in derselben Art und Weise aufgebaut.
• Ihre Sonne 19 ist mit de'r Sonne 37 des zweiten P7_a°.etenräder- . sätzes 38 der Gruppe I unmittelbar benachbart. Be-4',e Sonnen sind auf einer Hohlwelle 39 gelagert, die vorn mit dem Träger 40 und hinten. mit dem Träger 18 der beiden einander benachbarten Planetenrädersätze verbunden ist. Im übrigen entspricht Aufbau und Schaltungsweise dem Getriebe nach Figur 1. Diese AusfÜhrungsform hat hier den Vorteil, daß die Anzahl der zwischen die _ Planetenrädersätze eingreifenden Stege S außerordentlich herabgesetzt wird. Das Getriebe baut deswegen kürzer. Nach Figur 8 ist die zweite Getriebegruppe I2 zwischen den beiden Planetenrädersätzen 42 und 43 der ersten Getriebe-, gruppe angeordnet. Dabei ist ein gemeinsames Sonnenrad 41 für die Planetenrädersätze 43 und II vorgesehen, welches als Stützglied des dritten Ganges und für den Antrieb im Rückwärtsgang dient. Auf dem Träger 18 der zweiten Getriebegruppe I2 ist zugleich auch das Planetenrad des Planetenradsatzes 43-angeordnet. Dieser gemeinsame Träger 18 dient als Stützglied des zweiten Ganges. Er steht mit dem Träger 44 des ersten Planetenrädersatzes 42 in starrer Verbindung. Die Sonne 45 am ersten Planetenrädersatz 42 dient als Antrieb für die Vorwärtsgänge. Nach Figur-9 ist die zweite Getriebegruppe II räumlich vor der ersten Getriebegruppe I angeordnet, welch letztere als reiner Ravigneaux-Planetenrädersatz ausgebildet ist. Dessen Ringrad 15 dient alA Abtrieb 16 für das Gesamtgetriebe. Der Antrieb erfolgt über die hintere Sonne 46 der ersten Getriebegruppe I. Deren vordere Sonne 47 ist unmittelbar mit der Sonne 19 der zweiten Getriebegruppe II benachbart und beide dienen als Stützglied des dritten Ganges. Ebenso ist der Planetenräderträger 18 für beide Getriebegruppen derselbe. Er dient als Stützglied des zweiten Ganges. Dieses Getriebe hat wiederum den Vorteil.; daß die Anzahl seiner Stege S auf ein Minimum herabgesetzt ist. Es baut deswegen sehr kurz. Das Getriebe nach Figur 10 unterscheidet sich von dem nach Figur 9 lediglich dadurch, daß die Sonne 19 der zweiten Getriebegruppe II nunmehr mit dem vorderen Ringrad 48 der ersten Getriebegruppe I in Verbindung steht. Die letztgenannte Getriebegruppe ist als Kombination zwischen einem Verbund-Planetenrädersatz und einem Havigneaux-Rädersatz ausgebildet. Auch hier ergibt sich eine sehr kurze Bauweise. Die Figur 11 zeigt wieder die Umkehrung der beiden Planetenrädersätze innerhalb der ersten Getriebegruppe I. Als Abtrieb dient nunmehr der gemeinsame Planetenräderträger 4-9, während das hintere Ringrad 50 nunmehr, den Antrieb übernimmt. Die vordere Sonne 51 liegt unmittelbar neben der Sonne 19 der zweiten Getriebegruppe II und deren Träger 18 ist als Stützglied des zweiten Ganges mit dem vorderen Ringrad 52 der ersten Getriebegruppe I verbunden. Die Schaltung dieses Getriebes ist wiederum dieselbe.
• Figur 12 zeigt den Aufbau der ersten Getriebegruppe I als reiner Verbund-Planetenrädersatz. Dabei dient das Ringrad 50 wiederum als Antrieb in den Vorwärtsgängen,-während der gemeinsame Planetenräderträger 49 den Abtrieb 16 bildet. Als Stützglied des zweiten Ganges dient die vordere Sonne 53 der ersten Getriebegruppe I, welche deswegen mit dem Träger 18 der zweiten Getriebegruppe II verbunden ist. Die hintere Sonne 54 dient als Stützglied des dritten Ganges und steht deswegen mit dem Sonnenrad 19 der Getriebegruppe II in starrer Verbindung. Auch dieses Getriebe ist wegen seiner kurzen Bauweise infolge der geringen Anzahl von Stegen S vorteilhaft.

Claims (5)

1. A n s 2r ü c h e: 1. Platieteziräder-Wechselgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge mit einer drei Vorwärts- und einem Rückwärtsgang liefernden ersten Gruppe aus Planetenrädersätzen, die ein Antriebsglied für alle Vorwärts- und ein anderes Antriebsglied für den Rückwärtsgang aufweist, wobei jedes Antriebsglied durch eine Kupplung wahlweise oder beide gemeinsam mit dem Antriebsmotor verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Gruppe II aus Sonne, Ringrad und mindestens einem auf einem Träger angeordneten Planetenrad zugeordnet ist, deren Ringrad (17) abbremsbar, deren Träger (18) mit dem Stützglied des zweiten Ganges und deren Sonne (19) mit dem Stützglied des dritten Ganges.in der ersten Getriebegruppe I verbunden ist.
2. 2. Pla#letenräder-Wechselgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Getriebegruppe I aus zwei Planetenrädersätzen ('10, 11, 21, 22, 42, 43).besteht und daß der Träger des zweiten Satzes als Stützglied für den zweiten, die Sonne des zweiten Satzes als Stützglied für den dritten Gang dient. (Figur 1, 2, 7 und 8).
3. 3. Planetenräder-Wechselgetriebe nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die erste Gruppe I aus zwei Planetenrädersätzen besteht, wobei mindestens ein Planetenrad zu beiden Sätzen gehört und daß der gemeinsame Träger (28) das Stützglied des zweiten und ein Zentralrad des ersten Satzes der ersten Gruppe I das Stützglied des dritten Ganges bildet. (Figur 3, 4, 9 und 10).
4. 4. Planetenräder-Wechselgetriebe nach Anspruch 2 oder 3, . dadurch gekennzeichnet, daß die erste Gruppe I aus zwei Planetenrädersätzen besteht, wobei mindestens ein Planetenrad zu beiden Sätzen gehört und daß der gemeinsame Träger (32) den Abtrieb bildet und eine Sonne als Stützglied des dritten Ganges, ein anderes Zentralrad als Stützglied des zweiten Ganges dient. (Figur 5, 6, 10 und 11).
5. 5. Planetenräder-Wechselgetriebe nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß das Sonnenrad (19) der zweiten Gruppe und das Sonnenrad (37) des zweiten Satzes (38) der ersten Gruppe I unmittelbar benachbart sind und gegebenenfalls zu einem gemeinsamen Rad vereint sind und daß der Träger (40) des zweiten Satzes (38) der ersten Gruppe I auf der Antriebsseite mit einer Hohlwelle (39) verbunden ist, die auf der Abtriebsseite mit dem Träger (18) der. zweiten Gruppe II in Verbindung steht und daß das Ringrad des' zweiten Satzes der ersten Gruppe zwischen diesen beiden Sätzen mit der Abtriebswelle verbunden ist. (Figur 7)- 6. Planetenräder-Wechselgetriebe nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Gruppe II zwischen den beiden Sätzen (42 und 43) der ersten Gruppe angeordnet und sowohl ihr Sonnenrad als ihr Träger mit Sonnenrad und Träger des zweiten Satzes der ersten Gruppe baulich vereint ist, wobei dieser gemeinsame @I'- Iger (18) noch mit dem Träger (44) des ersten Satzes (42i in Verbindung steht. (Figur 8). 7. Planetenräder--a-Wechselgetriebe nach Anspruch 1 und 3 dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Gruppe>II vor der ersten Gruppe I angeordnet ist und die Träger beider Gruppen sowie zwei Zentralräder beider Gruppen unmittelbar zusammen vereint sind. (Figur 9 und 10).- 8. Planetenräder-Wechselgetriebe nach Anspruch 1 und 4 dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Gruppe II vor der ersten Gruppe I angeordnet ist und zwei Sonnen beider Gruppen unmittelbar zusammen vereint sind, während der Träger (18) der zweiten Gruppe II und ein Zentralrad des, ersten Satzes der ersten Gruppe I in Verbindung stehen. (Figur 11 und 12).