DE2065393A1 - Planetenwechselgetriebe mit vier saetzen - Google Patents

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10. April 1970

B 5315 PG23-73O37-1

Nissan Motor Company, Limited Yokohama City, Japan

Planetenwechselgetriebe mit vier Sätzen

Die Erfindung bezieht sich auf Getriebe für eine Übertragungsanlage eines Kraftfahrzeugs und insbesondere auf Getriebe aer Planetenbauart, die grundsätzlich vier Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang liefern können.

Ein übliches Zahnradgetriebe, das ein Planetenradsystem anwendet, besteht aus einer Kombination von ein oder mehreren gleichen oder unterschiedlichen Planetengetriebesätzen, die jeweils ein oder mehrere Planetenräder haben und durch Betätigen von Reibungselementen wie Kupplungen und Bremsen betätigt werden, die

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gs393

-. 2 '-'·■ \ ■■■ .-.- ■·;■ ν..

so .angeordnet; sind, daß:-daς; erwünschte-Kombination von Übersetzungsverhältnissen erhalten·wird. Für einen derartigen Zahnradübertragungsweg ist derjenige typisch, der drei einfache Planetengetriebesätze verwendet, die so miteinander kombiniert sind, daß sie drei Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang liefern. (Der hier verwendete Ausdruck "einfacher" Planetengetriebesatz bedeutet einen Planetengetriebesatz mit einem einzigen Planetenrad.)

Zur Erzielung einer vergrößerten Anzahl von Fahrzeuggängen ist Hauptanforderung an eine Getriebe eine breite Wahl von Kombinationen an Übersetzungsverhältnissen. Zur Erfüllung dieser Anforderung ist eine vergrößerte Anzahl von Getriebebestandteilen und sind komplizierte Gangschaltvorgänge nötig.

Es sollte jeder Bestandteil des Planetengetriebesystems in den Abmessungen so klein wie möglich sein, damit das Getriebe in einem kleinen Raum in der Übertragungsanlage untergebracht werden kann. Vom Standpunkt der wirtschaftlichen Herstellung ist es darüber hinaus erwünscht, daß die Anzahl der Bestandteile des Zahnradübertragungswegs auf ein Minimum reduziert wird und die in ihrer Funktion einander entsprechenden Teile geometrisch einander gleich sind, so daß Massenproduktion möglich ist. Eine weitere wichtige Anforderung an einen Zahnradübertragungsweg einer übertragungsanlage ist leichtes Schalten.

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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Zahnradübertragungsweg zu schaffen, der vier oder sogar mehr Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang liefert, wobei mit einer minimalen Anzahl an Bestandteilen ausgekommen wird und dennoch jede gewünschte Kombination von Übersetzungsverhältnissen möglich ist, die untereinander durch einfachen und unbeschwerlichen Zahnradumschaltvorgang gewechselt werden können, wobei diese Anordnung für Massenproduktion geeignet ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, vielerlei Kombinationen von grundsätzlich drei Planetengetriebesätzen mit im wesentlichen gleicher Abmessung zu nutzen, die mit Hilfe von zwei oder drei Kupplungen und zwei oder drei Bremsen betätigt werden. Die Getriebeanordnungen, die solche Kombinationen benutzen, können durch Eingliederung zusätzlicher kleinerer Anordnungen leicht in solche umgewandelt werden, die fünf oder sechs Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang liefern.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert.

Pig. 1 bis 8 sind schematisch Schnittansichten durch verschiedene bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung, von denen jede drei Planetengetriebesätze mit zwei Kupplungen und drei Bremsen benutzt, die vier Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang liefern; _{ßAD OPHri}

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Pig. 9 ist eine den Fig. 1 bis 8 entsprechende Darstellung, die eine weitere Ausführungsform zeigt, welche drei Planetengetriebesätze mit drei Kupplungen und zwei Bremsen benutzt, um vier Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang zu erhalten;

Fig. 10,11 und 12 sind Ansichten, die weitere Ausführungsformen der Erfindung verdeutlichen, die drei Planetengetriebesätze mit drei Kupplungen und drei • Bremsen benutzen, um vier Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang zu erhalten;

"Fig. 13 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung,die vier (einen zusätzlichen) Planetengetriebesätze mit drei Kupplungen und vier Bremsen verwendet, um vier Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang zu erhalten;

Fig. 14 zeigt eine weitere Ausführungsform, die drei Planetengetriebesätze mit drei Kupplungen und drei Bremsen benutzt, um fünf Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang zu erhalten;

Fig. 15 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, die vier (einen zusätzlichen) Planetengetriebesätze mit zwei Kupplungen und drei Bremsen

verwendet, um fünf Vorwärtsgänge und einen Rück-309832/0574

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wärtsgang zu erhalten;

Fig. 16 verdeutlicht eine weitere Ausführungsform der

Erfindung, die vier (einen zusätzlichen) Planetengetriebesätze mit drei Kupplungen und vier Bremsen verwendet, um sechs Vorwärts- und einen Rückwärtsgang zu liefern;

Fig. la bis-l6a sind graphische Darstellungen, die die unterschiedlichen Umlaufgeschwindigkeiten der einzelnen Umlaufglieder der Planetengetriebesätze verdeutlichen, die bei den Ausführungsformen nach den Fig. 1 bis 16 verwendet sind;

Fig. Ib, 4b, 6b, 7b, 8b, 9b und 10b sind Ansichten, die

jeweils eine Abwandlung der Ausführungsform nach den Fig.* 1, 4, 6, 7, 8, 9 und 10 verdeutlichen.

In allen Figuren sind für einander entsprechende Teile gleiche Bezugszeichen verwendet worden.

Im übrigen ist in den Zeichnungen lediglich die obere Hälfte jedes Zahnradübertragungswegs zur Vereinfachung der Darstellung gezeigt, da der Zahnradübertra~ungsweg generell symmetrisch zur Antriebs- und Abtriebswelle liegt.

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Gemäß Pig. 1 ist der Zahnrädübertragungsweg oder kurz das Getriebe nach einer Ausfuhrungsform der Erfindung wie gewöhnlich an einem Ende über eine Eingangswelle und einen Drehmomentwandler oder eine Strömungsmittelkupplung (nicht gezeigt) an einen Motor und an dem anderen Ende über eine Ausgangswelle oder Abtriebswelle 11 der Übertragungsanlage an ein Differential (nicht gezeigt) angeschlossen.

Das Getriebe besitzt einen ersten., zweiten und dritten Planetengetriebesatz 12, 13 und IH₃, die jeweils als einfache Planetengetriebesätze ausgebildet sind und im wesentlichen in ihrer Geometrie identisch untereinander sind.

Der erste Planetengetriebesatz 12 besitzt einen äußeren Zahnkranz oder ein Hohlrad FL,. einen Planetenrad P^₃ das mit dem Hohlrad kämmt und ein Sonnenrad S_{1 3} das mit dem Planetenrad kämmt. Der zweite Planetengetriebesatz 13 besitzt in gleicher Weise ein Hohlrad F^₃, ein mit dem Hohlrad kämmendes Planetenrad Pp und ein mit dem Planetenrad kämmendes Sonnenrad Sp. Der dritte Planetengetriebesatz 14 besitzt in gleicher Weise ein äußeres Hohlrad R,_s ein mit dem Holilrad kämmendes Planetenrad P-, und ein mit den Planetenrad kämmendes Sonnenrad S,. Die Planetenräder P^ _s Pp und P_v werden jeweils von einem Planetenradträger 15, 16 und 17 getragen und durch diesen in Umlauf gebracht. Die Kohlräder, Planetenträger und Sonnenräder sind alle um eine gemeinsame Achse drehbar_a die mit der Achse der Planetenr*adträger flucntet. Eine nähere Erläuterung des

S G 9 ü c I /'j δ 7 4

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und der Bewegungen der Planetengetriebesätze wurde weggelassen, da dies bekannt ist.

Das Sonnenrad R₁ des ersten Planetengetriebesatzes 12 ist ständig über den einen Teil einer Trommel 18 bildenden Planetenradträger mit dem Planetenrad P„ des zweiten Planetengetriebesatzes 13 verbunden und mit diesem drehbar. Die Sonnenräder S- und Sp des ersten und zweiten Planetengetriebesatzes g 12 bzw. 13 sind ständig über mechanische Anschlüsse 19 bzw. mit der Eingangswelle oder Antriebswelle 10 der Übertragungsanlage verbunden und mit dieser drehbar. Das Hohlrad Rp ist ständig durch eine Trommel 21 mit dem Sonnenrad S, des dritten Planetengetriebesatzes Ik verbunden und mit diesem drehbar. Der Planetenradträger 17 ist ständig mit der Abtriebswelle 11 der Übertragungsanlage verbunden und mit dieser drehbar, um eine Abtriebskraft auf das Differential (nicht gezeigt) zu übertragen.

Der Planetenradträger 15 des Planetenritzels P- ist an eine erste Bandbremse B- aigeschlessen, die beim Anziehen das Planetenrad P- festhält. Die das Hohlrad R- mit dem Planetenrad Pp verbindende Trommel 18 arbeitet mit einer zweiten Bandbremse Bp zusammen, die beim Anziehen sowohl das Hohlrad R- als auch das Planetenrad P₂ festhält. Die das Hohlrad R₂ und das Sonnenrad S, verbindende Trommel 21 arbeitet mit einer dritten Bandbremse B, zusammen, die beim Anlegen sowohl das Hohlrad R₂

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als auch das Sonnenrad S, festhält.

Es sind zwei Kupplungen CL und Cp vorgesehen, die selektiv das Hohlrad R, an die Trommel 21 bzw. an die Antriebswelle anschließen.

Es sei angenommen, daß die Umlaufgeschwindigkeiten eines Hohlrads, Sonnenrads und Planetenradträgers eines gegebenen Planetengetriebesatzes die Werte N bzw. N bzw. N haben

χ S ρ

und daß das Verhältnis der Anzahl der Zähne des Sonnenrads zu der Anzahl der Zähne des Hohlrads ex. ist; dann gilt die folgende Gleichung:

•(c* 4- 1) . Np = Nr -t- <=* "Ns

Somit können für die Planetengetriebesätze 12, 13 und 14 die folgenden Gleichungen abgeleitet werden: (^₁ + 1) · Up₁ =

(o(₂ +1) · Np₂ = Nr₂-F^₂ . Ns₂, und (<* + l) ♦ Np₃ = Nr₃ + °<3 · Ns,,

worin die Indizes 1, 2 und 3 den ersten bzw. zweiten bzw. dritten Planetengetriebesatz 12, 13 und 14 repräsentieren.

Mit Rücksicht auf die ständigen Verbindungen zwischen einigen der umlaufenden Gliedern der Planetengetriebesätze gilt die folgende Gleichung:

Ns₁ = Hs₂, Nr₁ = Np₂ und Nr₂ = Ns,.

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Die Geschwindigkeiten Ns₁ und Np, sind gleich den Umlaufgeschwindigkeiten der Antriebswelle 10 bzw. der Abtriebswelle 11.

Diese mathematischen Beziehungen zwischen den Umlaufgeschwindigkeiten der einzelnen umlaufenden Teile der Planetengetriebesätze können in der Fig. la graphisch wiedergegeben werden, in der die Punkte L, M und N derart auf einer Linie 0-0' liegen, daß die folgenden Beziehungen beibehalten werden:

OL/LM = Oi₁, ON/NO¹ = Ci ₂, und O'L/LO = #,. Die Punkte 0, L, M, N und 0' stehen für die Beziehungen zwischen den einzelnen umlaufenden Gliedern der Planetengetriebesätze, die jeweils unter diesen Punkten gezeigt sind. Der Geschwindigkeitsvektor jedes umlaufenden Glieds der Planetengetriebesätze ist durch eine Länge von dem jeweiligen Punkt 0, L, M, N oder O¹ auf einer sich hiervon erstreckenden Linie an-

gezeigt. I

Soll beim Betrieb der erste Gang gewählt werden, wird die zweite Kupplung C- eingerückt und die erste Bremse B. angezogen. Es dreht sich dann das Hohlrad R, des dritten Planetengetriebesatzes Ik mit der Antriebswelle 10, während der Planetenradträger 15 festgehalten wird, so daß die folgende Gleichung gilt:

Ns₂ = Nr, und Np₁ = 0.

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Unter dieser Bedingung^ wird das Sonnenrad S. unmittelbar durch die Antriebswelle 10 gedreht, während das Planetenrad P₁ festgehalten wird, so daß das Hohlrad R₁ und der Planetenradträger 16 des Planetenrads Pp mit einer Geschwindigkeit gedreht werden, die dem Vektor NN. in Fig. la entspricht. Dreht sich das Sonnenrad S„ mit der Antriebsvielle 10, drehen sich das Hohlrad R₂ und das Sonnenrad S, mit einer einem Vektor 0O₁ ™ entsprechenden Geschwindigkeit. Dreht sich das Hohlrad R, mit der Antriebswelle und das Sonnenrad S^, mit einer O¹O entsprechenden Geschwindigkeit, dreht sich der Planetenradträger 17 des Planetenrads P, mit einer LL₁ entsprechenden Geschwindigkeit, so daß sich ein übersetzungsverhältnis für den ersten Vorwärtsgang ergibt.

Das den ersten Gang liefernde, von der Abtriebswelle 11 abgegebene übersetzungsverhältnis läßt sich durch die folgende fe Gleichung ausdrücken:

Nc, ι -a₂ -a-, - Of₁ .#

Soll eine Schaltung vom ersten zum zweiten Gang erfolgen, wird die erste Bremse B₁ gelöst und stattdessen die zweite Bremse B_ angezogen, während die zweite Kupplung Cp eingerückt bleibt. Damit gilt:

Wr₁ = Up₂ = 0.

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Bei angezogener Bremse B_? wird das Planetenrad Pp festgehalten, während sich das Sonnenrad S-. mit der Antriebswelle 10 dreht, so daß sich das Hohlrad R„ und das Sonnenrad S, mit einer Geschwindigkeit drehen, die einem Vektor O'O'p in Fig. la entspricht. Bei eingerückter Kupplung Cp dreht sich das Hohlrad S, mit der Antriebswelle 10, ,so daß der Planetenradträger 17 des Planetenrades P, mit einer Geschwindigkeit dreht, die einem Vektor LLp entspricht, so daß ein übersetzungsverhältnis für den zweiten Vorwärtsgang erhalten wird.

Das übersetzungsverhältnis für den zweiten Gang wird durch die folgende Gleichung ausgedrückt:

'^l H-o(

Soll eine Umschaltung vom zweiten Gang auf den dritten

Gang erfolgen, wird die zweite Bremse B- gelöst und stattdessen i die dritte Bremse B-, angezogen, wobei die zweite Kupplung C~ eingerückt bleibt. Daraus ergibt:

Nr_n = Ns-, = 0 und Nr, = Ns_n.

d 3 5 2

Bei angezogener Bremse B, und eingerückter Kupplung C_? wird das Sonnenrad S, festgehalten und dreht sich das Hohlrad R, mit der Antriebswelle 10, so daß der Planetenradträger 17 des Planetenritzels P, mit einer Geschwindigkeit umläuft, die

entspricht, wodu] 309832/0574

einem Vektor LL., entspricht, wodurch ein übersetzungsverhältnis

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erhalten wird., das den dritten Vorwärtsgang liefert.

Das Übersetzungsverhältnis für den dritten Gang wird da mit durch die folgende Beziehung ausgedrückt:

Ns₁

Soll eine Schaltung vom dritten Gang in den vierten Gang erfolgen, wird die dritte Bremse B-, gelöst und die erste Kupplung C₁ eingerückt, während die zweite Kupplung C₂ eingerückt bleibt. Daraus ergibt sich:

• Nr_? = Nr., = Ns„.

Sind die Bremsen B₁, B₂ und B, gelöst und die Kupplungen C₁ und C₂ eingerückt, drehen sich alle Planetengetriebesätze
mit der Antriebswelle, so daß die Umlaufgeschwindigkeit des
Planetenradträgers 17' des Planetenrads P., gleich der Geschwindigkeit der Antriebswelle ist, wie es durch den Vektor LjL^
in Fig. la verdeutlicht ist.

Das auf diese Weise erhaltene Übersetzungsverhältnis
für den vierten Gang ist wie folgt:

Np₃

1.

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Soll das Fahrzeug rückwärts bewegt werden, wird die erste Kupplung C₁ eingerückt und die zweite Bremse B_? angezogen. Daraus ergibt sich

Nr_n = Nr, und Nr. = Np₀ = 0.

d J 1 c.

Ist die Bremse B₂ angezogen und dreht sich das Sonnenrad

S₀ mit der Antriebswelle 10, drehen sich das Hohlrad R_x und

das Sonnenrad S₇, mit einer Geschwindigkeit, die einem Vektor

O'Op entspricht. Da in diesem Fall die Kupplung C₁ eingerückt ist, dreht sich auch das Hohlrad R-, mit einer Geschwindigkeit, die gleich der Geschwindigkeit des Hohlrads R₂ und des Sonnenrads S-T ist. Drehen sich sowohl das Hohlrad R₀ und das Sonnenj d

rad S-z mit einer dem Vektor O¹O₂ entsprechenden Geschwindigkeit, dreht sich der Planetengetriebesatz 14 als Ganzes mit dieser Geschwindigkeit. Die Abtriebswelle 11 wird somit mit einer O¹O₂ entsprechenden Geschwindigkeit in Gegenrichtung zur Drehrichtung der Antriebswelle 10 gedreht. i

Das übersetzungsverhältnis für den Rückwärtsgang läßt sich somit durch die folgende Beziehung ausdrücken:

NPT ^{= 1}

Die Betriebszustände der Kupplungen und Bremsen für die einzelnen Fahrzeuggänge und Übersetzungsverhältnisse, die unter diesen Bedingungen erhalten werden, sind in der Tabelle I zusammengefaßt, in der das Zeichen "+." bedeutet, daß die je-

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weilige Kupplung oder Bremse betätigt ist, während das Zeichen "-" bedeutet, daß die Kupplung oder Bremse gelöst ist. Die in Klammern gesetzten Übersetzungsverhältnisse ergeben sich aus der Annahme, daßC^i. = ⁰L = oU = 0,45 ist. (Dies gilt für alle im folgenden angegebenen Tabellen).

Tabelle I

Übersetzungsverhältnisse

■c ²/⁸⁸^

Zur Erleichterung des Schaltens zwischen dem ersten und zweiten Gang kann auf dem Planetenradträger 15 des ers-ten Planetengetriebesatzes 12 eine Einwegkupplung 23 vorgesehen werden, wie es in der Fig. Ib angedeutet ist.

Es ergibt sich, daß die Getriebe nach Fig. 1 und Ib für leichte Schaltvorgänge geeignet sind, da die Übersetzungsverhältnisse lediglich durch Lösen einer der Kupplungen und Bremsen und Betätigen einer anderen gewechselt werden können.

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Die Pig. 2 zeigt eine andere Form eines erfindungsgemäßen Getriebes. Das Getriebe ist im wesentlichen gleich demjenigen nach Fig. 1 aufgebaut, in dem vier Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang unter Verwendung von drei identischen Planetengetriebesätzen, 12, 13 und 14 geliefert werden, die durch Kupplungen C₁ und Cp und durch drei Bandbremsen B₁, B« und B₇. betätigt werden.

Die erste Kupplung C. ist einerseits mit der Antriebswelle 10 der Übertragungsanlage und andererseits mit dem llohlrad R₁ des ersten Planetengetriebesatzes 12 verbunden. Die ebenfalls mit der Antriebswelle 10 verbundene zweite Kupplung Cp ist' durch eine Trommel 24 für die erste Bandbremse B₁ mit den Sonnenrädern S. und Sp des ersten und zweiten Planetengetriebesatzes 12 bzw. 13 verbunden. Die Sonnenräder S₁ und Sp sind daher ständig miteinander verbunden und drehen sich miteinander. Das Planetenrad P₁ des ersten Planetengetriebesatzes i 12 steht durch den Planetenträger 15 und eine Zwischenwelle 25 ständig mit dem Hohlrad Rp des zweiten Planetengetriebesatzes 13, dem Sonnenrad S^, des dritten Planetengetriebesatzes 14 und der Abtriebswelle 11 der Übertragungsanlage in Verbindung und wird hiermit gedreht. Das Planetenrad P₂ des zweiten Planetengetriebesatzes 13 ist ständig mit dem Planetenrad P-z des dritten Planetengetriebcsatzes 14 verbunden und wird mit diesem gedreht, und zwar durch die Planetenträger 16 und 17, die einen Teil einer Trommel 26 für die zweite Band-

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bremse EL· bilden. Das Hohlrad R, des dritten Planetengetriebesatzes 14 ist mit einer Trommel 27 für die dritte Bandbremse B, verbunden.

Die Betriebszustände der Kupplungen und Bremsen für die einzelnen Pahrzeuggänge und Übersetzungsverhältnisse, die unter diesen Bedingungen erhalten werden, sind in der Tabelle II dargelegt. Die Übersetzungsverhältnisse sind in gleicher Weise ermittelt worden, wie sie in Verbindung mit dem Getriebe nach Fig. 1 angewendet wurde.

Tabelle II

JLLi_

' rück-
>_u jwärt 3

	\C2	-	'< -	i + f / ϊ	—	3er	setzi	inGsverhältni£	3se	\( 2,
I "T" I	i	-	-	• -			*f +
I ~*~	4-				+
! +
! +■ ! * • I				-1	"2.	— .

Wird der erste Vorv/ärtsgang gewählt, ist die Kupplung C₁ eingerückt und die Bremse B₂ angezogen. Für diesen Fall wird der Einsatz der einzelnen drehbaren Glieder ohne Sclwierigkeit verständlich, wenn angenommen wird, daß zunächst die Abtriebswelle 11 gedreht wird, um eine Drehkraft auf die Antriebswelle 10 auszuüben, also umgekehrt zu dem tatsächlichen Betrieb. Wird somit die Abtriebswelle 11 mit einer Geschwindig-

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keit gedreht, die einem Vektor L L^ in Fig. 2a entspricht, dann dreht sich das Hohlrad R₂ und der Planetenträger 15 des Planetenrads P^ mit derselben Geschwindigkeit wie die Abtriebswelle 11. Bei angezogener Bremse Bp wird das Planetenrad Pp festgehalten, so daß sich die Sonnenräder Sp und S. mit einer einem Vektor O¹O, entsprechenden Geschwindigkeit drehen. Derartige Drehung des Sonnenrads S₁ unter Umlauf des Planetenrads

P. (der mit einer Geschwindigkeit umläuft, die gleich der Umlaufgeschwindigkeit der Abtriebswelle 11 ist) diktieren die Geschwindigkeit, mit der das Ilohlrad IL· des ersten Planetengetriebesatzes 12 umläuft, wie es durch einen Vektor 00_ in Pig. 2a verdeutlicht ist. Die Antriebskraft wird tatsächlich zur 'Antriebswelle 10 und nicht zur Abtriebswelle 11 übertragen, so daß der Lauf der Drehung genau umgekehrt zu dem erläuterten ist. Daraus ergibt sich, daß der erste Gang dem Vektor LL in Fig. 2a entspricht.

Wenn ein Umschalten vom ersten auf den zweiten Gang erfolgt, wird die Bremse B_? gelöst und die Bremse B, angezogen, während die Kupplung C. eingerückt bleibt. Hier sei auch angenommen, daß die Antriebskraft anfänglich zu der Abtriebswelle 11 übertragen wird. Wird die Abtriebswelle 11 mit einer Geschwindigkeit gedreht, die einem Vektor LL₂ in Fig. 2a ent- · spricht, dreht sich das Sonnenrad S-, mit der Abtriebswelle Das Ilohlrad FU wird bei angezogener Bremse B, festgehalten, so daß sich die Planetenträger 16 und 17 mit einer Geschwindigkeit drehen, die einem Vektor MM¹ entspricht. Da in diesem Fall

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das Hohlrad R₂ mit der Abtriebswelle 11 mit einer Geschwindigkeit umläuft, die dem Vektor LL₂ entspricht, drehen sich die Sonnenräder Sp und S₁ mit einer Geschwindigkeit, die dem Vektor O¹O₁ entspricht. Das Planetenrad P₁ wird mit dem mit der Abtriebswelle 11 umlaufenden Planetenträger 15 gedreht, so daß das Hohlrad R₁ mit einer Geschwindigkeit umläuft, die dem Vektor 00p in Fig. 2a entspricht. Die tatsächliche Betriebsweise der Planetengetriebesätze ist genau umgekehrt zu der erläuterten Arbeitsweise, wobei man jedoch ersieht, daß der zweite Gang dem Vektor LL₂ in Fig. 2a entspricht.

Erfolgt ein Schalten vom zweiten zum dritten Gang, wird anstelle der Bremse B, die Bremse B₁ angezogen und die Kupplung C₁ bleibt eingerückt, so daß die Sonnenräder S₁ und S₂ festgehalten werden und sich das Hohlrad R₁ mit der Antriebswelle 10 dreht. Somit dreht sich der das Planetenrad P₁ tragende Planetenradträger 15 mit einer Geschwindigkeit, die einem Vektor LL-* entspricht, wodurch das übersetzungsverhältnis für den dritten Vorwärtsgang geliefert wird.

Erfolgt ein weiteres Hochs ehalten vorn dritten auf den vierten Gang, sind alle Bremsen angezogen und alle Kupplungen eingerückt, so daß der erste Planetengetriebesatz 12 in seiner Gesamtheit mit derselben Geschwindigkeit wie die Antriebswolle 10 umläuft. Die Geschwindigkeit der Antriebswelle 10 wird auf diese Weise ohne Änderung auf die Abtriebswelle 11 übertragen.

BADOR_IQ!NAL

Für die Erzielung der Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs wird die Kupplung C₂ eingerückt und die Bremse Bp angezogen. Dann dreht sich das Sonnenrad S₂ mit der Antriebswelle 10, während das Planetenrad P₂ festgehalten wird, so daß das Hohlrad R₂ mit einer Geschwindigkeit umläuft, die dem Vektor LL entspricht, wodurch das übersetzungsverhältnis für den Rückwärtsgang geliefert wird.

Die Getriebegruppe nach Fig. 2 möglichst in gleicher Weise wie die Fig. 1 leichte Schaltvorgänge, da die Übersetzungsverhältnisse durch bloßes Lösen lediglich einer der Kupplungen und Bremsen und Betätigen einer anderen von ihnen geändert werden können, wobei das Getriebe oder die Getriebegruppe dadurch, daß die Abgabeleistung vom Zwischenabschnitt der Getriebegruppe ohne Beeinträchtigung des Abtriebsdrehmoments entnommen werden kann, für ein Fahrzeug mit Frontmotor, mit Frontantrieb oder Heckmotor oder Heckantrieb benutzt wer- a den kann.

Die Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Getriebes für vier Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang. Das Getriebe oder die Getriebegruppe hat drei identische Planetengetriebesätze 12, 13 und I^ mit zwei Kupplungen C₁ und Cp und drei Bremsen B., B₂ und B,, wie man aus der Darstellung ersieht.

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Die erste Kupplung C. ist an der einen Seite an die Antriebswelle 10 und auf der anderen Seite an das Hohlrad R₁ des ersten Planetengetriebesatzes 12 über eine Trommel 28 der ersten Bandbremse B₁ angeschlossen. Die zweite Kupplung Cg ist auf der einen Seite mit der Antriebswelle 10 und auf der anderen Seite über eine Zwischenwelle 29 mit den Sonnenrädern S₁, Sp und S-, des ersten, zweiten und dritten Planetengetriebesatzes 12, 13 und 14 verbunden. Die Sonnenräder S₁, S₂ und S₇ sind somit ständig miteinander verbunden und drehen sich mit der Antriebswelle 1O₃ wenn die Kupplung C- eingerückt ist. Der Planetenträger 15 des Planetenrads P₁ des ersten Planetengetriebesatzes 12 ist durch eine Trommel 30 für die zweite Bandbremse Bp ständig mit dem Hohlrad Rp des zweiten Planetengetriebesatzes 13 verbunden und wird hiermit gedreht. Der Planetenradträger 16 des Planetenrads Pp des zweiten Planetengetriebesatzes 13 ist ständig mit dem Hohlrad R, des dritten Planetengetriebesatzes 14 verbunden und wird mit diesem gedreht und ist über eine Trommel 31 an die dritte Bremse B₇ angeschlossen. Der Planetenradträger 17 des Planetenrads P, des dritten Planetengetriebesatzes lh ist an die Abtriebswelle 11 angeschlossen. Es ist eine Einwegbremse 32 vorgesehen, um zu verhindern, daß sich das Planetenrad Pp und das Sonnenrad S₇ in Gegenrichtung zur Drehrichtung der Antriebswelle 10 drehen.

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Mit Rücksicht auf die ständigen Verbindungen zwischen einigen der umlaufenden Glieder der Planetengetriebesätze bei dieser Ausführungsform gilt die folgende Beziehung: Np_p = Nr,, Np₁ = Nr₅ und Ns₁ = Ns₉ = Ns,.

Die Betriebszustände der Kupplungen und Bremsen für die verschiedenen Pahrzeuggänge und Übersetzungsverhältnisse, wie sie unter diesen Bedingungen erhalten werden, sind in der f Tabelle III dargelegt.

Tabelle III

:r

! χ.	— ί +» — ·+·
1
	i . !

j g ■: j ι _: . _: j 4,+ia,+-«^ +

rückwärts

·+■'·—: ~- — ■ -r — 3 ^ 4 2*. 2.

■. (3,5S-J

Bei dem ersten Vorwärtsgang ist die Kupplung C- eingerückt und sind die Bremsen B., Bp und B, gelöst. Die drei Planetengetriebesätze laufen zusammen mit derselben Geschwindigkeit wie die Antriebswelle 10 um. In diesem Fall möchte sich das Hohlrad R, in Gegenrichtung zur Drehrichtung der

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Planetengetriebesätze drehen, und zwar wegen des von den Radachsen übertragenen Laufwicterstands des Fahrzeugs. Diese Tendenz wird jedoch durch die Einwegbremse 32 unterbunden, so daß die Beziehung Nr, = 0 gilt. Die von der Abtriebswelle 11' gelieferte Abtriebsgeschwindigkeit ist in Fig. 3a als Vektor LL^ angegeben.

Erfolgt eine Schaltung auf den zweiten Gang_a wird bei eingerückter Kupplung C_? die Bremse B„ angezogen. Da das Sonnenrad Sp durch die Antriebswelle 10 über die Kupplung C₂ und die Zwischenwelle 29 gedreht wird, dreht sich der Planetenträger 16 des Planetenrads P₂ mit einer Geschwindigkeit, die einem Vektor i#L in Fig. 3a entspricht, wobei das Hohlrad Rp durch die Bremse B₂ festgehalten wird. Das Hohlrad R, dreht sich somit mit derselben Geschwindigkeit wie der Planetenträger l6, während das Sonnenrad S-, mit derselben Geschwindigkeit wie die Antriebswelle 10 gedreht wird. Daraus ergibt sich, daß der Planetenradträger 17 des Planetenrads P, mit einer Geschwindigkeit umläuft, die einem Vektor LL„ entspricht, wodurch ein übersetzungsverhältnis für den zweiten Gang erhalten wird.

Für das Schalten vom zweiten auf den dritten Gang wird bei eingerückter Kupplung C₂ die Bremse B^ angezogen. Bei festgehaltenem Hohlrad R. drehen sich der Planetenradträger 15 des Planetenrads 1 und das Hohlrad R~ mit einer Geschwindigkeit, die einem Vektor NN₁ in Fig. 3a entspricht. Der Planeten-

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radträger l6 des Planetenrads P_? und das Hohlrad R, drehen sich somit mit einer Geschwindigkeit, die einem Vektor MMp entspricht, wodurch der Planetenradträger 17 des Planetenrads P., mit einer Geschwindigkeit umläuft, die einem Vektor LL, entspricht.

Für das Schalten vom dritten auf den vierten Gang v/erden die beiden Kupplungen C^ und C₂ eingerückt und alle Brem- ^ sen gelöst, so daß die drei Planetengetriebesätze zusammen umlaufen und die Abtriebswelle 11 mit derselben Geschwindigkeit wie die Antriebswelle 10 gedreht wird.

Für die Wahl des Rückwärtsgangs wird die Kupplung C. eingerückt und die Bremse B, angezogen. Das Hohlrad R. dreht sich somit mit der Antriebswelle 10; da der Planetenradträger 16 des Planetenrads Pp durch die Bremse B-, festgehalten wird, läuft der Planetenradträger 17 des Planetenrads P_ mit einer Geschwindigkeit um, die einem Vektor LL in Fig. 3a entspricht .

Man ersieht, daß die Bremse B,, die notwendig ist, um für die Bewirkung der Rückwärtsdrehung der Abtriebswelle 11 eine relativ große ürehmomentkapazität zu haben, nicht betätigt ist, wenn das Fahrzeug sich im Vorwärtsantrieb befindet, so daß aus diesem Grund die Übersetzungsverhältnisse für die Vorwärtsgänge weich geschaltet werden können.

2/057/, ^ ^0Riül'^JAL

- 2h -

In der Fig. h ist ein weiteres Getriebe dargestellt, das vier Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang bei Verwendung drei identische Planetengetriebesätze liefert.

Das Getriebe hat gemäß Darstellung einen ersten, zweiten und dritten Planetengetriebesatz 12, 13 und Ik, die durch zwei Kupplungen CL und CL und drei Bandbremsen B., B„ und B, betätigt werden.

Die Antriebswelle 10 ist ständig mit dem Hohlrad R. verbunden und lösbar an den Planetenradträger 15 des Planetenrads P. des ersten Planetengetriebesatzes angeschlossen, und zwar durch die erste Kupplung CL und eine Trommel 33 für die erste Bandbremse B,. Dieser Planetenradträger 15 ist ständig mit dem Hohlrad R„ des zweiten Planetengetriebesatzes 13 verbunden und wird mit diesem gedreht. Das Sonnenrad S₁ des ersten Planetengetriebesatzes 12 ist lösbar an das Sonnenrad Sg des zweiten Planetengetriebesatzes 13 und an das Hohlrad R, des dritten Planetengetriebesatzes 14 angeschlossen₉ und zwar über die zweite Kupplung C₁ und eine Trommel 3^ für die zweite Bandbremse B_?. Das Sonnenrad S₉ und das Hohlrad R₇ sind somit > ständig miteinander verbunden. Der Planetenradträger 16 des Planetenrads P_? ist ständig mit dem Sonnenrad S, des dritten Planetengetriebesatzea 1 '4 und mit der Antriebswelle 11 verbunden und wird hiermit gedreht= Der⁵ Planetenradträger 17 dos dritten Planetengetriebesatzes lh ist lösbar mit- der· dritten .or em se B, verbunden _?„

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Bei dieser Anordnung der Planetengetriebesätze gelten die folgenden Beziehungen:

Np,

Nr₂, Ns₂ a Nr, und

Ns

Die Betriebszustände der Kupplungen und Bremsen für die verschiedenen Fahrzeuggänge und die dabei erzielbaren Übersetzungsverhältnisse sind in der Tabelle IV angegeben:

Tabelle IV

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ί Übersetzungsverhältnisse

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, rückwärts ;— (-j- ;+- :— '

C Ί fOO)

'(-I₁

Die Betriebsweise des Getriebes nach Pig. 4 für die Erzielung des ersten Vorviärtsgangs wird am besten verstanden unter der Annahme, daß das Getriebe durch die Abtriebswelle angetrieben wird, wie es auch im Falle der Fig. 2 erfolgte. Die Arbeitsweise des Getriebes für die verbleibenden Gänge ist selbstverständlich, wenn auf die graphische Darstellung gemäß Fig. 4a sowie auf die Tabelle IV verwiesen wird, so daß eine weitere Erläuterung weggelassen wurde.

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Das Getriebe nach Fig. 4 hat ähnlich dem Getriebe nach Fig. 3 den Vorteil, daß die den Rückwärtsgang bewirkende Bremse B. für die Wahl für irgendeinen Vorwärtsgang nicht be·*

nutzt.wird, so daß ein weiches Schalten des ersten Vorwärtsgangs erreicht wird.

Im Bedarfsfall kann die Kupplung C. zwischen dem Hohlrad Ro und dem Sonnenrad Sp des zweites Planetengetriebesatzes 13 angeordnet werden und die zweite Kupplung Cp zwischen der Trommel 3^ und dem Sonnenrad Sp des zweiten Planetengetriebesatzes 13, wie es aus Fig. 4b ersichtlich ist. Bei dieser Abwandlung des Getriebes nach Fig. 4 können durch Betätigen derselben Kupplungen und Bremsen wie bei der Fig. 4 dieselben Übersetzungsverhältnisse erhalten werden.

Für das Erleichtern der Schaltvorgänge vom zweiten auf den dritten Gang im Getriebe nach Fig. 4b kann eine Einwegkupplung 35 parallel zur zweiten Kupplung C^ vorgesehen werden. Folgt eine Schaltung vom zweiten auf den dritten Gang, wird die Bremse Bp angezogen und die Kupplung C₁ eingerückt, während die Kupplung Cp ausgerückt ist. Versagt das Einrücken der Kupplung C^ vor dem Ausrücken der Kupplung C-, wird das Getriebe im Neutralzustand gehalten. Wird demgegenüber die Kupplung Cp nach dem Einrücken der Kupplung C.. ausgerückt, wird das Getriebe in seiner Gesamtheit blockiert, wodurch die Radachsen an einer Drehung gehindert werden. Dieses Problem kann dadurch beseitigt werden, daß die Einwegkupplung vorgesehen

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wird, wobei selbst bei ausgerückter Kupplung C_? das Sonnenrad S₂ durch die Einwegkupplung 35 festgehalten wird, bis die Kupplung C₁ vollständig eingerückt ist, wobei die Einwegkupplung 35 sich abhebt, sobald die Kupplung C₁ bei zuvor ausgerückter Kupplung C2 faßt.

Die Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, die im wesentlichen gleich den vorbeschriebenen Ausfüh- " rungsformen ist.

Das Getriebe nach Fig. 5 hat ebenfalls drei identische Planetengetriebesätze 12, 13 und 14, die durch zwei Kupplungen C₁ und Cp und drei Bremsen B₁, B„ und B, betätigt werden.

Die Antriebswelle 10 ist unmittelbar mit dem Ilohlrad R₁ des ersten Planetengetriebesatzes 12 verbanden. Die Antriebswelle 10 und das Hohlrad R₁ sind durch* die erste Kupplung C₁ Jj und eine Zwischenwelle 29 lösbar mit den Sonnenrädern Sp und S-, des zv/eiten und dritten Planetengetriebesatzes 13 bzw. lh verbunden. Die Sonnenräder S₂ und S, sind lösbar mit dem Hohlrad Rp des zv/eiten Planetengetriebesatzes 13 und dem PIanetenradträger 17 des Planetcnrads P, des dritten Planetengetriebesatzes l8 verbunden. Das Hohlrad Rp und der Planetenradträg&r 17 sind somit ständig miteinander in Verbindung. Das Gcnr.enrad S„ des ersten Planetengetriebesatzes 12 ist IL;.;bar mit der ersten Bremse 3., verbunden. Der Planetenr.a^tr:'.;^·· :· 15

r,rads P.. des ernten Pianetengetriebe:-;c.te-?3 1/ Lit 3 <: / G 5 7 4

BAD ORIGINAL

durch eine Trommel 36 für die zweite Bremse B_? ständig mit dem Planetenradträger 16 des zweiten Planetengetriebesatzes 13 verbunden und dreht sich hiermit. Das Hohlrad R, des dritten Planetengetriebesatzes 14 ist lösbar mit der dritten Bremse B, verbunden. Der Planetenradträger 17 des dritten Planetengetriebesatzes 14 ist unmittelbar an die Abtriebswelle 11 angeschlossen.

Mit Rücksicht auf die ständige Verbindung zwischen einigen der drehbaren Glieder , gelten die folgenden Beziehungen:

Np₁ = Np₂, Nr,

= Np, und NSp

Werden die Kupplungen CL und C„ und die Bremsen B₁, B_? und B, bei diesem Getriebeaufbau gemäß der Tabelle V selektiv betätigt, können die dort angegebenen Übersetzungsverhältnisse für vier Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang erhalten werden. Die Arbeitsweise jedes Planetengetriebesatzes zur Erzielung dieser Übersetzungsverhältnisse ergibt sich aus der Fig. 5a.

	-τ I ί I Γ ι	1.	■	C2	I	Tabelle	I	I 1	V	( 1,82)
	1 ι j	2,	+		ί		— !		( 1,tS)
		3.			Γ	\Bl\B3\	Übersetzungsverhältnisse
I W •P				+	i I
>			I	1 tCLx
		1 +«<

.; rückwärts'+- ,'— I— ;■+- ■ — ' -

LIl⁰⁰J.

CL,

_ I

309832/05 7 k

Das in dieser V/eise aufgebaute und angeordnete Getriebe erweist sich dort als vorteilhaft, wo es erwünscht ist, eine verminderte Drehmomentkapazität einer Kupplung zur Verfügung zu haben. Da darüber hinaus die Ausgangsleistung aus dem Zwischenabschnitt des Getriebes ohne bemerkenswerte Verringerung des Ausgangsdrehmoments abgeleitet werden kann, ist das Getriebe nach Fig.. 5 besonders bei einem Fahrzeug mit Frontmotor, mit Frontantrieb oder Heckmotor und mit Heckantrieb anwendbar. Mit Rücksicht darauf, daß die Bremse B₀ nur dann betätigt wird, wenn der Rückwärtsgang gewählt wird, können die Übersetzungsverhältnisse zwischen den Vorwärtsgängen weich gewechselt werden.

Anhand der Fig. 6 wird eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Getriebes erläutert.

Gemäß Darstellung hat das Getriebe einen ersten, zweiten und dritten Planetengetriebesatz 12, 13 und 14, die durch zv/ei Kupplungen C₁ und C₂ und drei Bremsen B₁, B₂ und B, betätigt werden.

Das Hohlrad R₁ des ersten Planetengetriebesatzes 12 ist ständig mit der Antriebswelle 10 verbunden. Die Antriebswelle 10 ist durch die erste Kupplung C₁ lösbar mit dem Sonnenrad S₁ des ersten Planetengetriebesatzes 12 verbunden, das seinerseits lösbar mit der ersten Bremse B₁ verbunden ist.

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Der Planetenr,adträger 15 des Planetenräds P. des ersten PIanetengetriebesatzes 12 ist ständig mit dem Hohlrad Rp des zweiten Getriebesatzes 13 verbunden und wird hiermit gedreht. Die Antriebswelle 10 und das. Hohlrad R^ wird ebenfalls durch die zweite Kupplung C- lösbar mit dem Planetenradträger 16 des Planetenrads 2 des zweiten Planetengetriebesatzes 13 verbunden sowie mit dem Hohlrad R, des dritten Planetengetriebesatzes 14. Der Planetenradträger 16 und das Hohlrad R₇ sind somit ständig miteinander in Verbindung. Das Planetenradträger 16 ist ferner lösbar mit der zweiten Bremse B_? verbunden. Die Sonnenräder S„ und S_T sind ständig miteinander durch die Zwischenwelle 29 und lösbar mit der dritten Bremse B-,'verbunden. Der Planetenradträger 17 des Planetenrads P, des dritten Planetengetriebesatzes Ik ist mit der Abtriebswelle 11 verbunden.

Die Kupplungen C. und C„ und die Bremsen B., B„ und B, werden in der aus der Tabelle VI ersichtlichen V/eise selektiv betätigt und gelöst. Der Einsatz der einzelnen drehbaren Glieder des so aufgebauten Getriebes und die dadurch erzielbaren Übersetzungsverhältnisse werden aus der graphischen Darstellung in Fig. 6a und den mathematischen Ausdrücken in der Tabelle VI verständlich.

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I	•Ρ Si	C2	ft	i i — I	Übersetzungsverhältnisse	: c	1,00j
	k .	-I-	I+			i (	*tAOi
		} —	j		(
1 3, j		j-	i	! ; + 3	i (-
		ί —	1+ i
. rück- ■■ i wärts I t		i
	-H H-'
-- ί—- •

Für das Erleichtern der Schaltvorgänge zwischen dem ersten und zweiten Gang im Getriebe nach Fig. 6 kann in Verbindung mit der Bremse B₁ gemäß Fig. 6b eine Einwegkupplung 37'vorgesehen werden.

Die Vorteile des Getriebes nach Fig. β und 6b sind im wesentlichen gleich denjenigen, die mit dem Getriebe nach Fig. 5 erhalten werden.

Die Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, die vier Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang bei Verwendung von drei Planetengetriebesätzen mit zwei Kupplungen und drei Bremsen liefert.

Gemäß Darstellung besitzt das Getriebe einen ersten, zweiten und dritten Planetengetriebesatz 12, 13 und Ik, die durch erste und zweite Kupplungen C₁ und Cp und eine erste, zweite und dritte Bremse B₁, B₀ und B, betätigt werden.

309832/0574 .

BAD ORIGINAL

Die Antriebswelle 10 ist durch die erste Kupplung C₁ lösbar mit dem Hohlrad R. des ersten Planetengetriebesatzes 12 und durch die zweite Kupplung C_?' lösbar mit den Sonnenrädern S₁, S₂ und S, der Planetengetriebesätze 12, 13 und 14 verbunden. Die Sonnenräder S₁, S~ und S, stehen somit ständig miteinander durch eine Zwischenwelle 29 in Verbindung. Der Planetenradträger 15 des Planetenrads P₁ des ersten Planetengetriebesatzes 12 ist ständig mit dem Hohlrad R₂ des zweiten, Planetengetriebesatzes 13 verbunden und dreht sich hiermit. Der Planetenradträger 16 des Planetenrads P₂ des zweiten Planetehgetriebesatzes 13 ist ständig mit dem Hohlrad R-, des dritten Planetengetriebesatzes 14 verbunden und dreht sich hiermit. Das Planetenrad P₂ und das Hohlrad R-, sind lösbar mit der ersten Bremse B₁ verbunden, während das Planetenrad P, außerdem lösbar mit der zweiten Bremse B₂ verbunden ist. Die die Sonnenräder S₁, S₂ und S, verbindende Zwischenwelle ist lösbar mit der dritten Bremse B-. verbunden.

In Verbindung mit der ersten Bremse B₁ ist eine Einwegbremse 3 7 vorgesehen^» damit sich der Planetenradträger ίβ und das Hohlrad R, nicht in Gegenrichtung zur Drehrichtung der Antriebswelle 10 drehen.

Die Stellungen der Kupplungen und Bremsen für die verschiedenen Gänge und die dabei erhaltenen ÜbersetsungsVerhältnisse sind in der Tabelle VII-festgelegt. Die Arbeitswaise der* einzelnen drehbaren Teile ergibt sich aus der Figo 7a,

BAD ORIGINAL

	'C 1C	I	— -	Tabelle VII	Übersetzungsverhältnisse	ι ί	•7,86)
		(			a2(CS^}+a7
			3	α2		^Λ5) ί
I	-h —		C^ f-7 ; Ca2-M ) (CL +7 ) -ί	ί	1 .σο) !
	+ " +	—	α2+α2**3^3		'2Λ 22> ί •
5 2· '		-f-
!η -3 ' O ύ' ■
> ___		«ar
rück wärts

Die Einwegbremse 37 arbeitet derart, daß bei Wahl des ersten Gangs bei eingerückter Kupplung C. der Planetenradträger 16, der sich mit Rücksicht auf den von den Radachsen übertragenen Laufwiderstand in Gegenrichtung zur Drehrichtung der Antriebswelle 10 drehen möchte, an einer Drehung in dieser Gegenrichtung durch die Einwegbremse gehindert wird. Ist der erste Gang geschaltet, gilt die Beziehung Np₀ = Ns.

O.

Im Bedarfsfall kann in Verbindung mit der zweiten Bremse B₂ gemäß Fig. 7b eine zweite Einwegbremse 38 zusätzlich vorgesehen werden, damit sich der Planetenradträger 17 des Planetenrads P., nicht in Gegenrichtung zur Drehrichtung der Antriebswelle 10 dreht, wodurch das Schalten vom ersten auf den zweiten Vorwärtsgang erleichtert wird. Die Ausbildung

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^ßAD OHlGlNAL

■- 34 -

der Plahetengetriebesätze und der Reibungselemente des Getriebes nach Fig. 7b ist insgesamt identisch mit dem Getriebe nach Fig. 7 mit Ausnahme der zusätzlichen Einwegbremse 38. ' .

In Fig. 8 ist eine weitere' Ausführungsform des erfindungsgemäßen Getriebes gezeigt, das ebenfalls einen ersten, zweiten und dritten Planetengetriebesatz 12, 13 und 14 mit einer ersten und zweiten Kupplung C. und CL und drei Bremsen B., Bp und B, gezeigt.

Die Antriebswelle 10 ist.ständig mit dem Sonnenrad S. des' Planetengetriebesatzes 12 und lösbar mit dem Hohlrad R₁ des ersten Planetengetriebesatzes 12 und den·Sonnenrädern Sp und S., des zweiten und dritten Planetengetriebesatzes 13 und 14 verbunden, und zwar über die erste Kupplung C₁. Der Planetenradträger 15 des Planetenrads P₁ des ersten Planetengetriebesatzes 12 ist lösbar mit der ersten Bremse B₁ verbunden, während das Hohlrad R₁ und die Sonnenräder Sp und S,, die ständig miteinander in Verbindung stehen, ebenfalls lösbar mit der zweiten Bremse B₂ verbunden sind. Der Planetenradträger 16 des Planetenrads P₂ des zweiten Planetengetriebesatzes 13 ist lösbar mit der dritten Bremse B, verbunden. Die Antriebswelle 10 ist ebenfalls lösbar mit dem Hohlrad R, des dritten Planetengetriebesatzes 14 über die zweite Kupplung C^ verbunden. Der Planetenradträger 17 des Planetenrads P, des dritten Planetengetriebesatzes 14 ist ständig verbunden mit

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dem Hohlrad R₂ des zweiten Planetengetriebesatzes 13 sowie mit der Abtriebswelle 11. Die Arbeitsweise des Getriebes und die dabei erzielten Übersetzungsverhältnisse ergeben sich aus der Tabelle VIII sowie aus der Fig. 8a, so daß sich eine weitere Diskussion erübrigt.

Tabelle VIII

(C {&■ 'J3 iB !
4_-^i_lj _ ^ J _ JL ÜbeES et zungs YerMlt_nJ.sj3.e

!rückwärts i+ \- — ;-

C-Tt ₁22)

Die Pig. 8b verdeutlicht ein Getriebe, das derart abgewandelt ist, daß die relativen Stellungen des zweiten und dritten Planetengetriebesatzes 13 und 14 miteinander vertauscht sind. Unter Berücksichtigung dieser Änderungen ist das Getriebe nach Fig. 8a im.wesentlichen gleich demjenigen nach Fig. 8 aufgebaut und angeordnet und liefert dieselben Übersetzungsverhältnisse.

Die Getriebe nach den Fig. 1 bis 8 besitzen zwei Kupplungen und drei Bremsen, um selektiv die drehbaren Glieder

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BAD

der drei Plänetengetriebesätze au ärehehi Se'iBsivferstähdlieh kahn die Anzahl der Kupplungen und Bremsen geMder*t w'ferd'enj um gleiche übersetzuhgsverhälthisse' für vier Vorwarfsgäftge und einen Rückwärtsgang zu erhalten j ohfti daß we'seHtiiehB Sndirungen im Gesamt auf bau des Getriebes hötwelüdii sind;

Die Fig. 9 verdeutlicht ein Beispiel für ein Getriebe* das drei Kupplungen und zwei Bremsen zur Betätigung drei identischer Planetenradsätze verwendet;

Dieses abgewandelte Getriebe besitzt wie auch die zuvor, beschriebenen Ausführungsformen einen erster* zweiten und dritten Planetengetriebesatz 32, 13 und 14, die mit einer ersteh, zweiten und dritten Kupplung C^, C„ und C, und einer ersten und zweiten Bremse B. und B₂ kombiniert und durch diese betätigt werden.

Die Antriebswelle 10 ist über die erste Kupplung C. mit dem Planetenradträger 15 des Planetenrads P^ des ersten Planetehgetriebesatzes 12, über die zweite Kupplung C₀ mit den Ilohlrädern R. und R„ des ersten und zweiten Planetengetriebesatzes 12 bzw. 13 und durch die dritte Kupplung C-r mit den Sonnenrädern S₂ und S₇ des zweiten und dritten Planetengetriebesatzes 13 bzw. m lösbar verbunden. Die Hohlräder R. und R_? und die Sonnenräder S₂ und S₅ sind somit ständig miteinander in Verbindung. Das Sonnenrad S₁, der Planetenradträger 16 des

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BAD

Planetenrads Pp des zweiten Planetengetriebesatzes 13 und das Hohlrad R, des dritten Planetengetriebesatzes 14 sind ständig miteinander und mit der Antriebswelle 11 verbunden. Die Sonnenräder S₂ und S, sind lösbar mit der ersten Bremse B₁ verbunden, während der Planetenradträger 17 des Planetenrads P, des dritten Planetengetriebesatzes Ik ebenfalls lösbar mit der zweiten Bremse B„ verbunden ist.

Soll der erste Vorwärtsgang gewählt werden, wird die f zweite Kupplung C₂ eingerückt und die zweite Bremse B_? angezogen, so daß die Beziehung Np, = 0 gilt. Die Betriebsweise des Getriebes unter dieser Bedingung läßt sich leicht verstehen,we-nn angenommen wird, daß das Getriebe durch die Abtriebswelle 11 angetrieben wird, obwohl die Antriebskraft tatsächlich von der Antriebswelle 10 auf das Hohlrad R₂ des zweiten Planetengetriebesatzes 13 übertragen wird.

-Wird das Ilohlrad R,, der Planetenradträger ίβ und das Sonnenrad ' S. durch die Abtriebswelle 11 mit einer Geschwindigkeit angetrieben, die einem Vektor MM₁ in Fig.9a entspricht,

_ω während der Planetenradträger 17 festgehalten wird, dann dreht

co sich das Sonnenrad S_x und dementsprechend das Sonnenrad S_ oo ■> *

°* mit einer Geschwindigkeit, die einem Vektor 0'O₁ entspricht.

Q Dreht sich der Planetenradträger mit einer Geschwindigkeit MM'

-j und das Sonnenrad S₂ mit einer Geschwindigkeit O¹O₁,dreht sich das Hohlrad R_? mit einer Geschwindigkeit entsprechend dem Vektor 0O₂, Der Antriebsfluß der drehbaren Teile ist tatsächlich umgekehrt; wenn nämlich das Hohlrad R₁ (durch die Antriebswelle 10) mit einer Geschwindigkeit gedreht wird, die

BAD

dem Vektor 0O_n entspricht, dann dreht sich der mit der Abtriebswelle 11 verbundene Planete«nradträger 16 mit einer Geschwindigkeit „ die dem Vektor MNL in Fig. 9a entspricht.

Erfolgt eine Schaltung vom ersten auf den zweiten Gang_s wird die Kupplung Cp ausgerückt und die Kupplung C. eingerückt-, während die Bremse B„ angezogen bleibt. Die Arbeitsxieise des Getriebes unter dieser Bedingung läßt sich in der Weise verstehen₃ wie im Falle des ersten Gangs, wobei sich ergibt, daß das Sonnenrad S. und der Planetenradträger 16, die die Abtriebskraft übertragen, mit einer Geschwindigkeit umlaufen., die einem Vektor MM₀ in Fig. 9a entspricht.

Beim Schalten vom zweiten auf den dritten Gang wird die Bremse B„ gelöst und die Bremse B. angezogen, während die Kupplung C.. eingerückt bleibt, so daß die Beziehung Ns_? = Ns, = gilt. Auch in diesem Fall ergibt sich die Betriebsweise des Getriebes unter der Annahme, daß der Planetenradträger 17 und das Sonnenrad S. durch die Abtriebswelle 11 mit einer Geschwindigkeit angetrieben werden, die einem Vektor MM, in Fig. 9a entspricht.-

Für das Schalten vom dritten auf den vierten Gang wird die Bremse B. gelöst und die dritte Kupplung C-, eingerückt, während die erste Kupplung C. eingerückt bleibt, wobei die Beziehung Np. = Ns_n = Ns, gilt, was gleich der Drehgeschwindigkeit der Antriebswelle 10 ist. Es drehen sich nunmehr

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- 39 - ,

die Plänetengetriebesätze 12, 13 und I¹I zusammen^ so daß die Abtriebswelle 11 eine Äbtriebskraft erhält> wie sie durch die Antriebswelle 10 geliefert wird.

Soll Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs bewirkt werden, wird die dritte Kupplung C, eingerückt und die zweite Bremse Bp angezogen. Unter dieser Bedingung werden die Sonnenräder Sp und S», durch die Antriebswelle 10 gedreht, wobei die Be- « Ziehung Np-, = 0 gilt. Wird der Planetenradträger 17 festgehalten und das Sonnenrad S, mit derselben Geschwindigkeit wie die Antriebswelle 10 gedreht, dreht sich das Hohlrad R^ mit einer Geschwindigkeit, die einem Vektor MM in Fig. 9a entspricht.

Im Bedarfsfall kann der zweiten Bremse B„ gemäß Fig. 9b eine Einwegkupplung 39 zugeordnet werden, die das Schalten vom zweiten auf den dritten Gang erleichtert.

Die Betriebszustände der Kupplungen und Bremsen für die Lieferung der verschiedenen Gänge und Übersetzungsverhältnisse sind in der Tabelle IX angegeben.

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-■no -

. Tabelle IX

Ph j m

h !-

Ai Übersetzungsverhältnisse

C 2,45) ( I₁OO) ( 1,31)

rück-i- ·- ·+ ■♦" -

Unter Bezugnahme auf die Getriebe nach den Fig. 9 und 9b sei bemerkt, daß beim Umschalten des Übersetzungsverhältnisses keine Geräusche entstehen, da kein Glied gedreht wird, wenn das Getriebe in einer Neutralstellung gehalten wird und dabei alle Kupplungen ausgerückt sind,

Die Fig. 10 zeigt ein Getriebe mit drei Planetengetriebesätzen, die durch drei Kupplungen und drei Bremsen betätigt werden,, um vier Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang zu liefern . ■·-■-,: ■·■ .

Das Getriebe besitzt einen ersten, zweiten und dritten Planetengetriebesatz 12, 13 und 14. Diese Planetengetriebesätze werden durch eine erste, zweite und dritte Kupplung C₁J Cp und C, und durch eine erste, zweite und dritte Bremse

•A· Cm. J

^Bl» ^B2 ^{und D}3 betätigt»

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- ill -

Die Antriebswelle 10 ist ständig mit dem Höhirad IL· des ersten Planetengetriebesatzes 12 und über die erste Kupplung C₁ lösbar mit dem Sonnenrad S^, des ersten Planetengetriebesatzes 12 verbunden« Dieses Sonnenrad S. ist ferner lösbar mit der ersten Bremse B. verbunden. Der Planetenradträger 15 des Planetenrads P. des ersten Planetengetriebesatzes 12 ist ständig mit dem Sonnenrad S_? des zweiten Planetengetriebesatzes 13 über eine Zwischenwelle 29 verbunden. Der Planeten- J radträger 15 und dementsprechend das Sonnenrad Sp sind durch die zweite Kupplung C„ lösbar mit dem Ilohlrad FU des dritten Planetengetriebesatzes 14 verbunden. Der Planetenradträger 16 des Planetenrads Pp des zweiten Planetengetriebesatzes 13 ist'lösbar mit der zweiten Bremse B_? verbunden. Das Hohlrad Rp des zweiten Planetengetriebesatzes 13 ist ständig mit dem Sonnenrad S, des dritten Planetengetriebesatzes 1H verbunden. Dieses Sonnenrad S, ist durch die dritte Kupplung C-, lösbar mit dem Hohlrad R, verbunden. Das Ilohlrad R₂ und das Sonnenrad S, sind weiterhin lösbar verbunden mit der dritten Bremse "

Die Betriebszustände der Reibungsglieder, die vier Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang im Getriebe liefern, und die dabei erzielbaren Übersetzungsverhältnisse sind in der Tabelle X angegeben. Die Arbeitsweise des Getriebes bei derartigen unterschiedlichen Betriebszuständen der Kupplungen und Bremsen ergibt sich aus der graphischen Darstellung in Fig. 10a.

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Tabelle. X

1^C4 j^C2J^C3J³1 ^BZ\ ^!Übersetzungsverhältnisse

ί w Ζ· ·>

-P ι

U J--1.

— ■ — — -f- 1 fCL·

C C

_t82i

■f- - -H ι — ^: - . — i

rück-

wärtS j J ' '

Im Bedarfsfall können parallel zu der ersten und zweiten Bremse B^ und B„ gemäß Pig. 10b zwei Einwegbremsen *1O und. 41 vorgesehen werden. Diese Einwegbremsen 40 und 41 dienen dazu, das Sonnenrad S. und den Planetenradträger 16 des Planetenrads P₂ daran zu hindern, sich in Gegenrichtung zur Drehrichtung der Antriebswelle 10 zu drehen» Wird der erste Gang ge'-wählt und die Antriebswelle 10 durch den Motor (nicht gezeigt) bei ausgerückter Kupplung C₁ angetrieben, wird der Innenring 40a der Einwegbremse 40 gegenüber dem Außenring 40b in Gegenrichtung zur Drehrichtung der Antriebswelle 10 gedreht, so daß das Sonnenrad S. durch die Einwegbremse 40 gestoppt wird, wie wenn die Bremse B- angezogen würde. Erhält jedoch die Antriebswelle 10 eine Drehkraft, die eine Beschleunigung der Antriebswelle 10 verursacht j wird die Einwegbremse 40 in dieselbe Richtung wie die Antriebswelle gedreht, so daß das Sonnenrad S.

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BAD

"■' ^:; ""■''■ ^ιΓιι "^T">'i !»:'■

- 113 -

unverriegelt bleibt. Die Bremse B₁, die für das Sperren des Sonnenrads S. unter dieser Bedingung vorgesehen ist, wird in seinem Sperreinsatz durch die Einwegbremse 40 unterstützt, wobei für diesen Grund die Bremse B₁ derjenigen Bauart sein kann, die eine relativ kleine Drehmomentkapazität besitzt.

Wird die Kupplung C₁ eingerückt, dreht sich der Innenring 40a der Einwegbriiiise 40 in dieselbe Richtung wie die An- J triebswelle 10. Das Schalten vom ersten auf den zweiten Gang kann somit durch die Anordnung der Einwegbremse 40 beträchtlich erleichtert werden.

'Die Einwegbremse 41 arbeitet im wesentlichen in gleicher Weise wie die Einwegbremse 40, wobei der Innenring 4la und der Außenring 4lb in gleicher Weise wie ihre Gegenstücke der Einwegbremse 40 angeordnet ist. Es ist jedoch klar, daß die Einwegbremse 4l für weiches Schalten vom zweiten zum dritten _Ί Gang in Verbindung mit der Bremse B₂ dient. ^

Die Fig. 11 zeigt ein weiteres Beispiel eines Getri&es, das drei Planetengetriebesätze mit drei Kupplungen und drei Bremsen liefert, um vier Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang zu erhalten.

Gemäß Darstellung besteht das Getriebe aus einem ersten, zweiten und dritten Planetengetriebesatz 12, 13 und 14, die mi_- einer ersten, zweiten und dritten Kupplung C₁, Cp und C,

309832/0574 ' , "

BAD OBiGiNAL

und einer ersten, zweiten und dritten Bremse B₁, B- und B, kombiniert sind.

Die Antriebswelle 10 ist ständig mit dem Hohlrad R₁ des ersten Planetengetriebesatzes 12 und durch die erste Kupplung ' C, lösbar mit dem Sonnenrad Sp des zweiten Planetengetriebesatzes 13 verbunden. Der Planetenradtrager 15 des Planetenrads P₁ des ersten Planetengetriebesatzes 12 ist ständig mit dem Planetenradträger 16 des Planetenrads P₂ des zweiten Planetengetriebesatzes 13 verbunden. Die Planetenradträger 15 und 16 sind durch eine Bremstrommel (nicht bezeichnet) lösbar mit der zweiten Bremse Bp verbunden. Das Sonnenrad S₂ ist durch die zweite Kupplung Cp lösbar mit den Hohlrädern R₂ und R, des zweiten und dritten Planetengetriebesatzes 13 und 14 verbunden. Die Hohlräder R₂ und R^. sind somit ständig miteinander verbunden und sind lösbar mit dem Sonnenrad S^ des dritten Plänetengetriebesatzes 14 durch die dritte Kupplung C-, verbunden. Das Sonnenrad S, ist lösbar mit der dritten Bremse B, verbunden. Der Planetenradträger 17 des Planetenrads P-, des dritten Planetengetriebesatζes 14 ist an die Abtriebswelle 11 angeschlossen. Mit Rücksicht auf die ständige Verbindung zwischen einigen der drehbaren Glieder gelten die Beziehungen Np₁ = Np₂ und Nr₂ = ^1*3«

Die Betriebsweise des in dieser Weise aufgebauten Getriebes zur Erzielung der verschiedenen Gänge und der dabei erhaltenen Übersetzungsverhältnisse ergibt sich aus der Tabelle XI und

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- 115 -

der Fig. 11a.

Tabelle XI

ι j

I I I

rück- I;.

wärts ! !

. _j i.

Ä.L±. _ ^Ä .3 JJbersetzungsVerhältnisse.

Die Fig, 12 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Getriebes, bei dem drei Planetengetriebesätze abgewandelter Bauart in Verbindung mit drei Kupplungen (unter Einschluß einer Einwegbremse) und drei Bremsen benutzt werden.

Das Getriebe besitzt einen ersten, zweiten und dritten Planetenradsatz 12a, 13a und 14, die mit einer ersten und zweiten Kupplung C₁ und Cp, einer Einwegbremse k2 (C,). und einer ersten, zweiten und dritten Bremse B^, B₂ und B_ kombiniert sind.

Der erste Planetengetriebesatz 12a hat ein äußeres Hohlrad R₁, das innen verzahnt ist, ein Planetenrad P₁, das mit dem

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ÖAD ORiGiNAL

Hohlrad A₁ kämmt und ein Sonnenrad S.j das außen mit dem Planetenrad P. kämmt. Der zweite*Planetengetriebesatz 13a hat ein Planetenrad Pp, das außen mit dem verlängerten Abschnit P₁ des Planetenrads P₁ kämmt und ein Hohlrad Rp, das im Inneren mit dem Planetenrad Pp kämmt. Die Planetenräder P₁ und Pp sind auf einem gemeinsamen Planetenradträger 15a getragen. Der dritte Planetengetriebesatz Ik hat ein Hohlrad R,, ein Planetenrad P·,, das auf einem Planetenradträger 17 getragen ist und ein Sonnenrad S,, die alle miteinander kämme.

Die Antriebswelle 10 der Übertragungsanlage ist über die erste Kupplung C₁ und ZwJschsnwelle 29 lösbar mit dem Sonrenrad R, des ersten Planetengetriebe sat ze s 12a verbunden sowie über die zweite Kupplung Cp mit den Sonnenrädern S^. und S,. Die Sonnenräder S₁ und S-* stehen ständig miteinander in Verbindung. Der Planetenradträger 15a des Planetenrads P₁ und P₂ ist ständig mit dem Hohlrad R, des dritten Planetengetriebesatzes 1*1 verbunden und dreht sich hiermit. Das Hohlrad R₂ des zweiten Planetengetriebesatzes 13a ist lösbar mit der ersten Bremse B₁ verbunden, während der Planetenradträger YJ des Planetenrads P-, lösbar mit der zweiten Bremse B„ durch eine Einwegkupplung 42 (C,) verbunden ist, die das Planetenrad P, an einer Drehung in Gegenrichtung zur Drehrichtung der Antriebswelle 10 hindert. Die Sonnenräder S₁ und S, sind lösbar mit der dritten Bremse B, verbunden. Der Träger 15a der Planetenräder P₁ und P₂ ist an die Abtriebswelle 11 angeschlossen.

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- 117 -

Das Hohlrad Rp dreht sich in Gegenrichtung zur Drehrichtung des Sonnenrads S₁. ■

Gemäß Vorbeschreibung arbeiten der erste und der zweite Planetengetriebes at 25 12a und 14 unter den folgenden Beziehungen miteinander:

(Of₁+ 1) · Np₁ = Nr₁-J-Oi ₁* Ns₁ und

(c*₃f 1) · Np₃ = Nr₃I-Of₃. Ns₃, j

worin ζΚ α und o( -, die Beziehungen der Zahl der Zähne der Sonnenräder S₁ und S, zu der Zahl der Zähne der Hohlräder R₁ bzw. R, sind*

Nimmt man an, daß das Verhältnis der Zähnezahl des Sonnenrads S₁ zu der Zähnezahl des Hohlrads Rp= <X „ ist, dann gilt in Verbindung mit dem zweiten Planetengetriebesatz 13a die folgende Beziehung:

(1 - ot ₂) . . Np₂ = Ql ₂ ν Ns₁ - Nr₂; I

da das Hohlrad R₂ in Gegenrichtung zum Sonnenrad S₁ umläuft.

Unter Berücksichtigung der ständigen Verbindungen zwischen einigen drehbaren Gliedern gelten die folgenden Beziehungen: Np₁ = Np₂ = Ns, und Ns₁ = Ns₃.

Wird der erste Gang gewählt, wird die erste Kupplung C₁ eingerückt. Wird das Getriebe durch die Antriebswelle 10 ange-' trieben» sperrt die Einwegkupplung 42 (C₃) den Planetenraäträger

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17 des Planetenrads P,, wodurch Np, = O ist. In diesem Fall kann bei Bedarf die Bremse B, angezogen werden.

Die unter diesem Zustand erhaltenen Übersetzungsverhältnisse lassen sich wie folgt ausdrücken:

Nr₁ Qf i

Für das Schalten vom ersten zum zweiten Gang wird bei eingerückter oder gekuppelter Kupplung C₁ die zweite Bremse B₂ angezogen oder angelegt, wobei die Beziehung Nr₂ = O gilt und sich das übersetzungsverhältnis wie folgt ergibt:

Für das Schalten vom zweiten auf den dritten Gang wird die Bremse Bp gelöst und die Bremse B₁ angezogen,so daß Ns₁ . = Ns', = O ist. Das übersetzungsverhältnis ergibt sich wie folgt:

Nr₁

Wird vom dritten auf den vierten Gang geschaltet ₉ wird die Bremse B₁ gelöst und die zweite Kupplung C₂ eingerückt, während die erste Kupplung eingerückt bleibt. Es dreht sich somit der erste Planetengetriebesatz 12a in seiner Gesamtheit mit derselben Geschwindigkeit wie die Abtriebswelle 10.

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Für die Erzielung des Rückwärtsgangs wird die zweite Kupplung C₂ eingerückt und die dritte Bremse B-* angezogen, womit Np^, = 0 ist. Das übersetzungsverhältnis für den Rück wärtsgang ist demnach:

Ns

"ÖT3

Diese Betriebszustände der Reibungselemente für die einzelnen Gänge und die dabei erhaltenen Übersetzungsverhältnisse sind in der Tabelle XII niedergelegt, in der die in Klammern gesetzten Übersetzungsverhältnisse unter der Annahme errechnet wurden, daß^ = ÖC _ = 0,40 und O( ₂ = 0,50 ist. Die Betriebsweise aller di?ehbaren Glieder ergibt sich aus der graphischen Darstellung in Pig. 12a.

Tabelle XII

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Das* Getriebe nach Fig. 12 ist insofern von Vorteil, wo es erwünscht ist, einen Übertragungsanlageaufbau kompakter Konstruktion zu erhalten, da sich durch die Erfindung eine Reduzierung in der Länge ergibt.

Die Getriebe, die drei Kupplungen und drei Bremsen verwenden, können zur Lieferung einer vergrößerten Anzahl von .Übersetzungsverhältnissen umgeordnet werden, vorausgesetzt;, daß kleine Abwandlungen getroffen werden, wofür ein Beispiel in der Fig. 13 verdeutlicht ist.

Das Getriebe nach Pig. 13 besitzt einen ersten, zweiten

und dritten Planetengetriebesatz 12, 13 und 14 mit einer ersten, zweiten und dritten Kupplung C₁, C₂ und C~ und eine erste, zweite und dritte Bremse B₁, Bp und B,.

Die Antriebswelle 10 ist durch die erste Kupplung C₁ mit dem Sonnenrad S. des Planetengetriebesatzes 12 lösbar verbunden und durch die zweite Kupplung C„ mit dem Hohlrad R₁, dem Sonnenrad S- und dem Sonnenrad S, des ersten, zweiten und dritten Planetengetriebesatzes 12, 13 und Ik ebenfalls lösbar verbunden. Das Sonnenrad S₁ ist mit der ersten Bremse B₁ lösbar verbunden. Das Hohlrad R₁ und die Sonnenräder S~ und S, steheE ständig miteinander in Verbindung. Die Antriebswelle 10 ist ferner durch die dritte Kupplung C, lösbar mit dem Planetenraö- ~trägern 15 und 16 der Planetenräder P₁ und P₂ des ersten und zweiten Planetengetriebesatses 12 und 13 und mit dem HohXrad

309832/0574 " '

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R-, des dritten Planetengetriebesatzes I^ verbunden. Die Planetenradträger 15 und 16 und das Hohlrad R, stehen ständig miteinander in Verbindung und sind lösbar mit der Bremse B~ verbunden. Diese zweite Bremse ist mit einer Einwegbremse HH kombiniert, um zu verhindern, daß sich· das Hohlrad R-,₃ der Planetenradträger 16 und das Hohlrad R, in Gegenrichtung zur Drehrichtung der Antriebswelle 10 drehen. Das Hohlrad R₂ des zwei- * ten Planetengetriebesatzes 13 ist lösbar mit der dritten Bremse B, verbunden.

Bei dieser Anordnung des Getriebes ergeben sich die stets gültigen Beziehungen:

Hr. = NSp = Ns, und Np. = Np„ = Ns,.

Wird der erste Gang gewählt, wird die zweite Kupplung C~ eingerückt und werden das Hohlrad R₁ und die Sonnenräder S« und S, durch die Antriebswelle 10 angetrieben. In diesem Fall möchte " sich das Hohlrad R-, mit Rücksicht auf den von den Radachsen

übertragenen Laufwiderstand in Gegenrichtung zur Drehrichtung der Antriebswelle 10 drehen. Dies wird jedoch durch die Wirkung der Einwegbremse 4*J verhindert, so daß die Beziehung Np₁ = Np₂ = Nr, = 0 gilt. Dadurch ergibt sich das folgende Übersetzungsverhältnis:

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Pur das Pesthalten des Hohlrads R, kann insbesondere bei Berg abfahrt des Fahrzeugs die zweite Bremse Bp angezogen werden.

Pur das Schalten vom ersten auf den zweiten Gang wird die dritte Bremse B, angezogen und die Kupplung C„ eingerückt gehalten. Daraus, ergibt sich:
■ Nr₂ = O.

Das übersetzungsverhältnis für den zweiten Vorwärtsgang ist:

^Np3

Für das Schalten vom zweiten auf den dritten Gang wird die dritte Bremse B, gelöst und stattdessen die erste Bremse B₁ angezogen und die Kupplung Cp noch in eingerücktem Zustand gehalten.

In diesem Fall ergibt sich das übersetzungsverhältnis wie folgt:

da Ns₁ = 0 ist.

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Für das Schalten vom dritten auf den vierten Gang wird die dritte Kupplung C, gekuppelt, wobei alle Bremsen gelöst sind und die Kupplung C~ eingerückt bleibt. In diesem Fall werden sowohl das Hohlrad R₁ als auch der Planetenträger 15 unmittelbar durch die Antriebswelle IO gedreht, so daß die drei Planetengetriebesätze 12, 13 und Ik zusammen mit der Antriebswelle 10 umlaufen. Das übersetzungsverhältnis ist dann 1:1.

Erfolgt das Schalten vom vierten auf den fünften Gang, wird die zweite Kupplung C₂ ausgerückt und die erste Brenrae B₁ angezogen. Das übersetzungsverhältnis für den fünften Gang ergibt sich wie folgt:

Für die Wahl des Rückwärtsgangs wird die erste Kupplung C₁ eingerückt und die, zweite Bremse B₂ angezogen, wodurch sich das folgende übersetzungsverhältnis ergibt: Ns₁

Diese Betriebszustände der Reibungselemente zur Erzielung der fünf Vorwärtsgänge und des einen Rückwärtsgangs und die dabei erreichbaren Übersetzungsverhältnisse sind in der Tabelle XIII niedergelegt, in der die in Klammern gesetzten Übersetzungsverhältnisse unter der Annahme ermittelt wurden,

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ist.

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Tabelle XIII

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Die Arbeitsweise der Planetengetriebesätze dieses Getriebes zusammen mit den gemäß Yarbeschreibung betätigten Reibungselementen ergibt sich aus der Fig. 13a.

Die Anzahl der Übersetzungsverhältnisse, die bei dem Getriebe nach Pig. 13 erzielbar ist, kann noch durch geringfügige zusätzliche Abwandlungen erhöht werden* Die Fig. 11"zeigt. ein Beispiel eines derartig abgewandelten Getriebes» das im wesentlichen aus drei identischen und einem zusätzlichen Planetengetriebesatz besteht, um seeiss Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang zu liefern.

Das Getriebe nach Fig. %k isfe im wesentlichen gleich~'üem-

jenigen nach Pig. 13 aufgebaut, soweit die Planetengetriebesätze 12j 13 und Ik und die Kupplungen C., Cp und C, und die erste und die dritte Bremse B, und B, betroffen sind. Die zweite Bremse Bp und die zugehörige Einwegbremse 44 befinden sich nunmehr zwischen den Planetenradträgern 16 und 17 des zweiten und dritten Planetengetriebesatzes 13 und 14.

Im Unterschied zum Getriebe nach Fig. 13 ist -in Verbin- Λ dung siit dem dritten Planetengetriebesatz 14 ein zusätzlicher Planetengetriebesatζ 45 vorgesehen. Der Planetengetriebesatz 45 hat ein Planetenrad P^, das mit dem Planetenrad P, aus einem Stück besteht und durch den Planetenradträger 17 getragen*wird, sowie ein Sonnenrad Sn, das außen mit dem Planetenrad Vu kämmt. Das Sonnenrad S₁, ist lösbar mit einer vierten Bremse B₁. verbunden, die als ein Beispiel als Scheibenbremse dargestellt ist und zum Pesthalten des Sonnenrads S^ beim Anziehen dient. Da das "Planetenrad P₁. durch den Planetenradträ- ^ ger 1? des Planetenrads P, getragen wird, ist auch die Abtriebswelle 11 mit dem Planetenrad P₁. verbunden.

Beim Schalten in den ersten Gang wird die Kupplung C₁ eingerückt und die vierte Bremse B^ angezogen. Bein Anziehen der Bremse B₁. wird das vierte Sonnenrad S₁J festgehalten, während sich der Planetenträger 17 mit einer Geschwindigkeit dreht, die zu bewirken ist, wenn das Sonnenrad S, blockiert wird. In

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diesem Fall gilt die folgende Beziehung:
= Ns₂ = Ns, s 0

Das so erhaltene Übersetzungsverhältnis lautet wie folgt:

_Nc - L·— _J

⁵ tfl

Setzungsverhältnis für den ersten Vorwärtsgang 4,66.

= & ₂ = öf , = 0,45 ist, dann ist das Über

Die Übersetzungsverhältnisse für die Erzielung des zweiten, dritten, vierten-, fünften und sechsten Gangs und des
Rückwärtsgangs und die Betriebsweise des Getriebes zur Erzielung dieser . Übersetzungsverhältnisse entsprechen den Vorgängen
beim ersten, zweiten, dritten, vierten und fünften Gang sowie dem Rückwärtsgang bei dem Getriebe nach Fig. 13·

Man ersieht, daß das Getriebe nach Fig. 14 größere Übersetzungsverhältnisse als dasjenige nach Fig. 13 liefern kann.

Im Bedarfsfall kann die Kupplung C- beim Getriebe nach ' Fig. 14 weggelassen werden, wobei der Planetenträger 15 zu
jeder Zeit von der Abtriebswelle 10 getrennt ist, so daß sich vier Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang ergeben, wie es in
Fig. 15 dargestellt ist. In diesem Fall sind die Betriebsvorgänge im Getriebe und die erhaltenen Übersetzungsverhältnisse

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vollständig gleich dem Getriebe nach Fig. Ϊ4 beim Schalten des ersten, zweiten, dritten und vierten Vorwärtsgangs und des Rückwärtsgangs.

Eine weitere abgewandelte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Getriebes, das einen vierten Planetengetriebesatz verwendet, ist in Pig. 16 gezeigt, bei dem fünf Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang geliefert werden. Das dargestellte Getriebe j ist eine spezielle Abwandlung des Getriebes nach Fig. 3* so daß die Erläuterung der Planetengetriebesätze 12, 13 und Ik weggelassen wurde.

• Im Unterschied zu Fig. 3 hat das Getriebe nach Fig. 16 einen zusätzlichen Planetengetriebesatz 45a abgewandelter Ausführungsform mit einem im Inneren gezahnten Hohlrad Rj, und einen Planetenrad P₂J, das sich mit dem Hohlrad R_i{ in Eingriff befindet. Das Planetenrad Pj, besteht aus einem Stück mit dem >, Planetenrad P, und wird durch den Planetenradträger 17 getra- ^ gen, der an die Abtriebswelle 11 angeschlossen ist. Die erste und die zweite Bremse-B₁ und B₂ befinden sich zwischen der ersten Kupplung C- und dem Hohlrad R^ bzw. zwischen- dem Planetenradträger 15 und dem Hohlrad R₂, und zv/ar in ähnlicher Weise wie bei der Anordnung nach Fig. 3· Die dritte Bremse B, und die zugehörige Einwegbremse 32 befinden sich nun zwischen dem Planetenradträger 16 und dem Hohlrad R,. Alle Planetengetriebesätze 12, 13 und 14 werden selektiv durch die Antriebs-

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welle 10 angetrieben, die mit einer Turbine T eines Drehmoment

wandlers 46 verbunden ist, wie es üblich ist.

Bei dem Getriebe nach Fig. 16 wird das Hohlrad R^ des vierten Planetengetriebesatzes 45a durch eine zweite Antriebswelle 10a angetrieben, die lösbar an das Pumpenrad P des Drehmomentwandlers 46 durch eine dritte Kupplung C, angeschlossen ist.

Diese dritte Kupplung C, wird mit der ersten Bremse B. gekuppelt, die für den Schnellgang vom vierten Gang angezogen wird.

Bei angezogener Bremse B,, wird das Hohlrad FL des ersten Planetengetriebesatzes 12 festgehalten und die mit den Kupplungen C^ und C₂ gekuppelte Kupplung C, ausgerückt, wobei das Hohlrad R^ des vierten Planetengetriebesatzes 45a durch die zweite Antriebswelle 10a angetrieben.wird, die ihrerseits durch die Pumpe P des Drehmomentwandlers 46 angetrieben wird«

• Das den fünften Gang liefernde Übersetzungsverhältnis ergibt sich aus der folgenden Gleichung:

T* ' i + oi, - du M₁*.!) M₂+ D U₃-* D

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Die Betriebsweise des Getriebes für die Bewirkung des fünften Gangs ergibt sich aus der Linie OLj, in Fig. 3a. Die Übersetzungsverhältnisse für die verbleibenden Gänge sind gleich denjenigen, wie sie bei dem Getriebe nach Fig. 3 erhalten werden.

Bei dem Getriebe nach Fig. 16 wird ein Anteil des Ausgangsdrehmoments des Motors zur zweiten Antriebswelle 10a f übertragen, wenn die Kupplung C, eingerückt ist, so daß der Wirkungsgrad in der Kraftübertragung erhöht wird. Zur Vermeidung des Auftretens mechanischer Stöße in der Übertragungsanlage kann die zweite Antriebswelle 10a mit der ersten Antriebswelle 10 durch eine Strömungsmittelkupplung verbunden werden, wodurch die zweite Antriebswelle 10a durch die Kupplung C, mit der Turbine T des Drehmoinentwandlers 46 verbunden werden kann.

Die Fig. 17 zeigt eine weitere Abwandlung des Getriebes nach Fig. 3 für die Lieferung eines SchnelLgangs aus dem vierten Gang; diese Abwandlung ist im wesentlichen gleich derjenigen nach Fig. 16.

Wie man aus der Darstellung ersieht, hat das Getriebe einen vierten Planetengetriebesatz 45a, der nunmehr zwischen dem zweiten und dem dritten Planetengetriebesatζ 13 bzw. 14 liegt. Der Planetengetriebesatz 45a besitzt ein Sonnenrad S₁^,

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das ständig mit dem Sonnenrad S, verbunden ist und ein Planetenrad P₁., das sich mit dem Sonnenrad S₁, in Eingriff befindet. Das Pianetenrad P₁J besteht aus einem Stück mit dem Planetenrad P₂ und wird durch den Planetenradträger 16 des Planetenrads Pp getragen. Der Planetenradträger 16 ist in gleicher Weise wie bei den Getrieben nach Fig. 3 und 16 ständig mit dem Hohlrad R-, verbunden und durch eine zweite Antriebs- ψ welle 10a und eine dritten Kupplung C, mit der Turbine T des Drehmomentwandlers ¹Jo verbunden, ähnlich wie es in dem Fall des Getriebes nach Fig. 16 vorliegt. Die Bremse B₁ befindet sich zwischen der ersten Kupplung CL und dem Hohlrad R₁; die zweite Bremse B₀ und die zugehörige Einwegbremse 32 befinden sich zwischen dem Planetenradträger 16 und dem Hohlrad R,. Die dritte Bremse B, ist mit einer Einwegbremse 47 kombiniert, die beide zwischen dem Planetenradträger 15 und dem Hohlrad R« angeordnet sind.

Die Arbeitsweise des so aufgebauten Getriebes für die Bewirkung des fünften Gangs, und des dabei erzielten Übersetzungs verhältnisses ist gleich, dem Fall des Getriebes nach Fig. 16.

Aus der Vorbeschreibung der verschiedenen bevorzugten Aüsführungsformen der Erfindung ergibt eich, daß man Abwandlungen und Modifikationen ohne Schwierigkeit vornehmen kann, ohne daß der Schutzbereich der Ansprüche verlassen wird und zwar können folgende Abwandlungen vorgenommen werden:

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(1) Der Fluß der Energieübertragung durch die Planetengetriebesätze kann umgedreht werden, indem die Welle 11 an den Drehmomentwandler (oder Strömungsmittelkupplung) und die Welle 10 an das Differential angeschlossen wird, obwohl erstere als Abtriebswelle und letztere als Antriebswelle bezeichnet worden ist.

(2) Die in den Getriebegruppen benutzten Bremsen können jeg- J liehe Bauart haben, wie sie derzeit für Kraftübertragungsanlagen in Gebrauch sind.

(3) Die Kupplungen können solange verlegt werden, sofern bei ' einem speziellen Gangschaltvorgang die beabsichtigten drehbaren Glieder oder das beabsichtigte drehbare Glied festgehalten werden.

(4) Die Planetengetriebesätze, die gemäß Vorbeschreibung im ^ wesentlichen in ihrer Geometrie identisch sind, können insoweit abgewandelt werden, daß sie voneinander unterschiedliche Abmessungen haben, so daß jegliche gewünschte Zahnradkombination von Übersetzungsverhältnissen geliefert werden kann.

(5) Die Getriebegruppen können nicht nur für die Kraftübertragungsanlage eines Kraftfahrzeugs verwendet werden, sondern für jegliche andere Anlage, bei der von einem Antriebs-

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motor mechanische Kraft mit einer modifizierten Geschwindigkeifc zu übertragen ist»

(6) Wird irgendeiner der Planetengetriebesätse aus dem erfindungsgemäßeri Getriebe entfernt₃ verwandelt sich das Getriebe von selbst zu einem Kraftübertragungssystem mit drei Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang.

Zu den mit der Erfindung, verbundenen Vorteilen der Getriebeausgesfealfcungen gehören;

(a) breite Mahl von Kombinationen der Übersetzungsverhältnisse j

(b) KoiapakfciEit des gesamten Getriebeaufbaüä* der die Beschränkungen in der Aufnahme- des Getriebes in-der Übertragungsanlage überwindet; -

Cc) Anpassungsmöglichkeit an Massenproduktion auf wirtschaftlicher Basis im Falle identischer Geometrie der Planeten- ■

getriebesäfcze; - - " -

(d) Leichtes Gangschalten; jeder der Vorwärtsgänge kann rauf- und runtergeschaltet werdenj, indem lediglieh eines der Reibungselemente gelöst und ein anderes öefeifeigfe wird;

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(e) Für jede Kupplung ist eine verminderte Drehmomentkapazi·

tat notwendig;

(f) Beim Schalten in der übertragungsanlage werden weniger Geräusche erzeugt.

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Claims (1)

1. PATENTANWALTSBÜRO TlEDTKE - BüHLING ™ KlNNE

   TEL. (0811) 53965346 TELiX: 52484F 'Ipat CABLE ADDRtSS: Germaniapatent München

   8000 München 2 Bavarlarlng 4 Postfach 202403

   lo.April 1973

   B 5315

   -Nissan Motor Company ,Limited

   P 2o 65 393.4

   Patentansprüche

   , . l.. Planetenwechselgetriebe für Personenkraftwagen mit drei hintereinander geschalteten Getriebeeinheiten, die bei gleicher Zentralachse jeweils von einem zentralen Sonnenrad, einem hierzu konzentrischen Kohlrad, einem mit beiden in Eingriff stehendem Planetenrad und einem Planetentriiger gebildet sind, wobei ausgewählte umlaufende Glieder benachbarter Einheiten miteinander verbunden und mittels zwei Kupplungen und drei Bremsen selektiv Glieder für Umlauf als ganzes blockierbar bzw. gegen Umlauf sperrbar sind, um mindestens vier Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang zu erhalten, wobei ferner ein vierter Planetensatz mit einem Sonnenrad und einem Plane¹

   BAD ORSQiNAL

   309832/0S74

   Deutsche Bank (München) Kto. 61/61070 Dresdner Bank (München) Kto. 3939844 Postscheck (Müntiien) Kto. 87043404

   ,.J^t zt genannt en Sonnendes zweiten PIa-

   Vnetensät'z^ daß die Sonnenräder (S^, S-) des e'rs't&h und zweiten Planetensatzes (12, 13) . ständig miteinander verbunden sind, daß die Sonnenräder (S,, S₁.) des dritten und vierten Planetensatzes (14, 45a) ständig miteinander verbunden sind, daß der Planetenträger (15) des ersten Planetensatzes ständig mit dem Hohlrad (R₂) des zweiten Planetensatzes verbunden ist, daß der Planetenträger (16) des zweiten Planetensatzes ständig mit dem Kohlrad (R,) des dritten Planetensatzes verbunden ist, daß der Planetenträger (17) des dritten Planetensatzes ständig mit der Abtriebswelle (11) verbunden ist, daß die erste Kupplung (C₁) zwischen der Antriebswelle (10) und dem Hohlrad (R₁) des ersten Planetensatzes angeordnet und für die Wahl des dritten Vorwärtsgangs und des Rückwärtsgangs einsetzbar ist, daß die zweite Kupplung (C₃) zwischen der Antriebswelle und den Sonnenrädern des ersten und zweiten Planetensatzes angeordnet und für die Wahl des ersten, zweiten, dritten und vierten Vorwärtsgangs einsetzbar ist, daß die erste | Bremse (B₁) mit dem Hohlrad des ersten Planetensatzes verbunden und für die Wahl des dritter. Vorwärtsgangs einsetzbar ist, daß die zweite Bremse (B-) mit dem Planetenträger des zweiten Planetensatzes und dem Hohlrad des dritten Planetensatzes verbunden und für die V/ahl des zweiten Vorwärtsgangs einsetzbar ist, daß die dritte Bremse (B,) mit dem Planetenträger des ersten Planetensatzes und dem Hohlrad des zweiten Planetensatzes verbunden und für die V/ahl des Rückwärtsgangs einsetzbar ist

   309832/0574 bad original

   \&'V-£a-H "Av-'-'".2." Gotrie.be'.nach .AnsprucfrV.! ,.dadurch gekennzeichnet,

   ·.:>:'L^aßv'di« ..ilri-tt'e .Bremse -ΐηϋ^;: einer-. Eiriy/egbremse · (^7) kombiniert

   ^'r-'^istv-iä.i.e-Verh des ersten Planetensatzes und das Hohlrad "des zweiten "Planetensatzes im Gegensinn zur Antriebswelle umlaufen.

   3. Getriebe nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Bremse mit einer Einwegbremse (32) kombiniert

   / ist, die verhindert, daß der Planetenträger des zweiten Planetensatzes und das Hohlrad des dritten Planetensatzes im Gegensinn zur Antriebswelle umlaufen.

   4. Getriebe nach Anspruch '3, gekennzeichnet durch eine zweite Antriebswelle (10a) und eine dritte Kupplung (C,),, wobei, die zweite Antriebswelle ständig mit dem Planetenträger des zweiten Planetensatzes verbunden und mit einer weiteren Antriebsquelle über die dritte Kupplung verbindbar ist, wobei die erste Bremse und die dritte Kupplung für die Wahl eines .

   P über den vierten Gang hinausgehenden Schnellgangs einsetzbar sind, so daß die Antriebskraft der Antriebswelle mit fünf Vor-. wärtsgängen und einem Rückwärtsgang auf die Antriebswelle übertragbar ist.

   309832/0574 bad-original