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Dreisteg-Umlaufräderverbundgetriebe Die Erfindung betrifft ein Dreisteg-Umlaufräderverbundgetriebe.
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Die Zweisteg-Umlaufrädergetriebe mit zwei Reibkupplungen und zwei
Reibbremsen als Gangschaltelemente für drei Vorwärts- und einen Rückwärtsgang, wobei
ein Vorwärtsgang ein Direktgang ist, sind in Ihren Ubersetzungen besonderen Abhängigkeiten
unterworfen* Die Wahl ist nur für zwei Übersetzungswerte frei, die dritte ist durch
diese zwei bestimmt, Diese Abhängigkeit der Uberaetzungswerte untereinander ist
jedoch für einige Getriebeaufgaben z. Bo für Kraftfahrzeuge ungeeignet0 Hier wird
im Bereich der kleineren Getriebesprünge der Rückwärtsgang zwangsläufig zu klein,
insbesondere wenn diese Sprünge der Worwärtsgänge gleich groß sein sollen, wie die
folgende Übersetzungsreihe zeigt: i1 = 2,25 i2 = 1,50 i3 = 1,00 iR =-1,50 Dieses
Beispiel zeigt auch daß mit kleiner werdendem ii aolche Getriebe nicht mehr auführbar
sind.
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Es sind bereits Umlaufrädergetriebe bekannt, die aus drei Umlaufrädergetriebesätzen
bestehen und mittels dreier Reibbremsen und einer Reibkupplung schaltbar sind (DBP
582 092). Diese bekannten Getriebe weisen jedoch größere Getriebesprünge auf, die
untereinander nicht gleich groß sind.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, durch besondere
Art der Bindung dreier Umlaufrädergetriebesätze ein Getriebe mit drei Vorwärtsgängen
und einem Rückwärtsgang mit klein nen Getriebestufensprüngen zu verwirklichen. Ferner
sollen mit drei gleichen Umlaufrädergetriebesätzen nach einer. besonderen Beziehung
und mit einem ganz bestimmten Verhältnis der Zähnezahl des Sonnenrades zur Zahnezahl
des Hohlrades gleiche Stufensprünge in den Vorwärtsgängen erreicht werden. Schließlich
ist die Zusammensetzung des Getriebes aus drei gleichen Umlaufrädergetriebesätzen
auch aus wirtschaftlichen Gründen erwünscht.
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Die Aufgabe wird gelöst mittels eines Breisteg-Umlaufräderverbundgetriebes,
das dadurch gekennzeichnet ist, daß auf einer Antriebswelle ein erstes Sonnenrad
drehbar gelagert ist, daß ein zweites Sonnenrad und ein erstes Hohlrad fest mit
der Antriebswelle verbunden sind, daß auf einer Abtriabawelle ein drittes Sonnenrad
drehbar gelagert und ein zweites Hohlrad drehfest angeordnet ist, daß das dritte
Hohlrad fest mit dem ersten und. dem zweiten Planetenräderträger verbunden und mittels
einer zweiten Reibbremse abbremsbar ist, daß das erste Sonnenrad wahlweise mit der
Antriebswelle mittels einer Kupplung verbindbar oder mittels einer ersten Bremse
feststellbar ist, und daß das dritte Sonnenrad mittels einer dritten Bremse abbremsbar
ist.
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In der Zeichnung ist in Fig. 1 schematisch das Getriebe nach vorliegender
Erfindung dargestellt Figo 2 iet eine grafische Darstellung der mit dem Getriebe
nach Fig ersi*lbaren Übereetzxgen in tbhängigkeit
des für alle
drei Umlaufrädergetriebesätze gleichbleibenden Zähnezahlverhältnisses vom Sonnenrad
zum Hohlrad.
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In Fig. 1 sind mit 1 die Getriebeantriebswelle und mit 2 die Getriebeabtriebswelle
bezeichnet. Der erste Umlaufrädergetriebesatz besteht aus einem ersten Sonnenrad
Z1 und einem ersten Hohlrad Z3, mit denen gleichzeitig die Planetenräder Z2 in Eingriff
stehen und df,e auf einem ersten Pianetenräderträger 1 gelagert sind.
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Der zweite Umlaufrädergetriebesatz besteht aus einem zweiten SQnnenrad
Z4 und einem zweiten Hohlrad Z6 mit Planetenrädern Z5 zwischen diesen, die auf einem
zweiten Planetenräderträger T2 angeordnet sind:o Der dritte Umlaufrädergetriebesatz
besteht aus einem dritten Sonnerad Z7, einem dritten Hohlrad Z9 und den Planetenrädern
Z89 die auf einem dritten Planetenräderträger T3 angeordnet sind.
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Das erste Sonnenrad Z1 ist frei drehbar auf der Getriebeantriebswelle
1 gelagert.
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Der erste Planetenräderträger T1 ist mit dem zweiten Planetenräderträger
T2 und mit dem dritten Hohlrad Z9 fest verbunden* Das erste Hohlrad Z3 ist fest
mit der Antriebswelle 1 verbunden, Das zweite Sonnenrad Z4 ist drehfest auf der
Antriebswelle 1 angeordnet.
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Das zweite Hohlrad Z6 ist drehfest mit der Abtriebswelle 2 und mit
dem dritten Planetenräderträger T3 verbunden.
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Das dritte Sonnenrad Z7 ist frei drehbar auf der Abtriebswelle 2 gelagert
Zum
Herstellen des ersten Ganges ist eine hintere Bremse B3 angeordnet, mittels der
das dritte Sonnenrad Z7 abbremsbar ist. Die Antriebswelle 1 treibt über das mit
ihr fest verbundene zweite Son-.
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nenrad Z49 über die Planetenräder Z5 und das zweite Hohlrad Z6 den
dritten Planetenräderträger T3 an9 dessen Planetenräder Z8 sich auf dem festgehaltenen
dritten Sonnenrad Z7 abwälzen.
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Im zweiten Gang ist die erste Reibbremse B1 angelegt: das erste Sonnenrad
Z1 wird festgehalten. Die Antriebswelle 1 treibt das erste Hohlrad Z3, eo daß die
Räder des ersten Planetenrädersatzes Z2 auf dem stehenden Sonnenrad Z1 abrollen,
während der erste Planetenräderträger m infolge der festen Verbindung den zweiten
Planetenräderträger T2 antreibt. Gleichzeitig läuft das mit der Welle 1 fest verbundene
zweite Sonnenrad Z4 mit Antriebsdrehzahl um. Mit der sich daraus ergebenden Drehzahl
treibt das zweite Hohlrad Z6 die Abtriebswelle 2 an.
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Im dritten Gang ist die Reibkupplung K geschlossen. Es laufen daher
das erste Sonnenrad Z1 und das erste Hohlrad Z3, demzufolge auch der erste Planetenräderträger
T1 mit Antriebsdrehzahl um; ebenso das auf der Antriebswelle 1 befestigte zweite
Sonnenrad Z40 Da die beiden Planetenräderträger T1 und T2 fest miteinander verbunden
sind, läuft auch das zweite Hohlrad Z6 mit Antriebsdrehzahl um und auch die mit
ihr fest verbundene Abtriebswelle 29 d.h.
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das gesamte Getriebe läuft im Block bzw. die Übersetzung im dritten
Gang beträgt i3 = 1,00.
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Zur Herstellung eines Rückwärtsganges, d.h. einer Drehrichtungsumkehr
wird die zweite Reibbremse B2 betätigt, die mit dem zweiten Planetenräderträger
T2 fest verbunden ist, während das zweite Sonnenrad Z4 mit Antriebsdrehzahl umläuft
und die Räder des zweiten Planetenrädersatzes Z5 antreibt. Letzere wirken im vorliegenden
Fall als Zwischenräder, so daß dan mit der Abtriebswelle fest verbundene zweite
Hohlrad Z6 entgegen der Antriebsdrehrichtung umläuft.
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Die Übersetzungen in den einzelnen Gängen ergeben sich wie folgt:
Antriebsdrehzahl n1 im 1. Gang: Abtriebsdrehzahl n2
im 2 Gang:
im 3. Gang: i3 = 1,00 im R-Gang: iR = - Z6 Werden zwecks Erzielung größerer Wirtschaftlichkeit
drei gleiche Planetenrädersätze angeordnet, so ist: Z1 Z4 Z7 ~ Z5 Zähnezahl des
Sonnenrades = Z3 Z6 Z9 ZR Zähnezahl des Hohlrades Wird nun in die allgemeinen Übersetzungsformeln
jeweils das Verhältnis ZS = konstant eingetragen, so ergeben sich folgende Formeln:
i3 a 1,00
Wird die obige Pornel für i2 nach ZS/ZR aufgelöst, so ergibt sich:
ZS/ZR
= 1 - 1 1 ZS/ZR 1 i2 Wird dieser Ausdruck in die Formel für den ersten Gang eingesetzt,
so ergibt sich:
i3 = 1,00
Pür gleiche Stufensprünge gilt die Bedingung i1 = i2 2; mit der Formel für den eraten
Gang ergibt sich dann folgende Gleichung dritten Grades: i2 3 - 3i2 + 1 = 0 Hieraus
ergibt sich i2 = 1w5521 und
Mit hinreichender Genauigkeit wird diese. Verhältnis Sonnenrad zu Hohlrad erreicht
mit folgenden zähnezahlen:
ZS = 31 Zähne ZR = 89 Zähne Bei diesen
Zähnezahlen ist ea außerdem möglich, die einzelnen Planetenrädersätze T1, T2 und
T3 aus drei, vier oder fünf gleichmäßig am Umfang verteilten Planetenrädern zu bilden
Mit dem errechneten Wert für i2 = 1,532 ergibt sich il = 2,347 und iR = 2,88 In
Figo 2 sind huber dem Zähnezahlverhältnis für Sonnenrad zu Hohlrad:
die Kurven für i1, i2 und - iR aufgetragen, wie sie sich aus den oben angeführten
gegenseitigen Abhängigkeiten ergeben. Außerdem wurden die Werte für
aufgetragen. Diese Werte ergeben eine Gerade und ihr Schnittpunkt mit der Kurve
für i2 entspricht dem oben aus der Gleichung dritten Grades errechneten Wert. Auf
der Ordinate dieses Schnittpunktes liegen die Werte für i1 und i2 mit gleichem Stufensprung.