DE2065393A1 - Planetenwechselgetriebe mit vier saetzen - Google Patents
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Description
PATENTANWALTSBÜRO TlEDTKE - BüHLIfcÜ - KlNNE
8000 München 2
Postfach 202403
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
309832/0574
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.
309832/0S74
BAD ORIGINAL
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
309832/0574 ' iNAL
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
BAD ORIGINAL
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 S1 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 Pv 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 drehbara die mit der Achse der
Planetenr*adträger flucntet. Eine nähere Erläuterung des
S G 9 ü c I /'j δ 7 4
BAD ORIGiNAL
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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BAD
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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BAD ORiGINAL -
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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BAD ORIGINAL
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:
Nrn = Ns-, = 0 und Nr, = Nsn.
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
BAD ORiGINAL
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.
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:
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
Nrn = 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 Rx 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).
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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- 15 -
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.
JLLi_
' rück-
>u jwärt 3
>u jwärt 3
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— | 3er | setzi | inGsverhältni£ | 3se | \( 2, | |
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-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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BAD
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.
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.
BAD ORiQNAL
309832/0574
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.
309832/057Ä bad original
Mit Rücksicht auf die ständigen Verbindungen zwischen einigen der umlaufenden Glieder der Planetengetriebesätze bei
dieser Ausführungsform gilt die folgende Beziehung:
Npp = 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.
: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
309832/0574
20S5393
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 Ganga 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-
309832/0574
BAD ORIGINAL
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 ?„
BAD ORIGINAL
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:
!S>
ί Übersetzungsverhältnisse
1.
"Γ
! — -f· ■ —
IT
, 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.
309832/0574
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
309832/0574
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 ST 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.
309832/0 574
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
309832/0574
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
3098 3 2/0574
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.
(C {&■ 'J3 iB !
4_-^i_lj _ ^ J _ JL ÜbeES et zungs YerMlt_nJ.sj3.e
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
309 8 3 2/0574
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
3 09 8 32/0574
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 Sx 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 0On 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 Gangs
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. = Nsn = Ns, gilt, was gleich der Drehgeschwindigkeit
der Antriebswelle 10 ist. Es drehen sich nunmehr
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BAD ORiGiNAL
- 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.
BAD ORIGINAL 309832/0574
-■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 D3 betätigt»
309832/0574
BAD ORIGINAL
- 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.
309832/0574 bad obig.nal
1C4 jC2JC3J31 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.
3 0 9 8 3 2/0574
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
309832/0574
- 115 -
der Fig. 11a.
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
309832/0574
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.
309832/057 4
- 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
309832/0574
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.
2. | + | ] | — | Bi | — | B2 | V | ubersetzungsverhältniss | • | t - I ! ■ ι |
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309832/0574
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 " '
■ - 51 - -
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.
■ 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,
309832/0574
2005393
ist.
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—· | -#- | i ■ 5 ! . | Tabelle XIII | - | ■ - | 1 | 1 | Überset zunia:sverhälti^is£ | ~ *f | Ii ι ι ι ι ,r ι*. ■ ■ 1 1 ···< | se | I | ||
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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
309832/0574
diesem Fall gilt die folgende Beziehung:
= Ns2 = Ns, s 0
= 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·
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
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 Ri{ 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-
309832/0574
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:
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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^,
309832/0574 .
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-
309832/0574
■. ■ ■ . 20653^3
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)
- PATENTANWALTSBÜRO TlEDTKE - BüHLING ™ KlNNETEL. (0811) 53965346 TELiX: 52484F 'Ipat CABLE ADDRtSS: Germaniapatent München8000 München 2 Bavarlarlng 4 Postfach 202403lo.April 1973B 5315-Nissan Motor Company ,LimitedP 2o 65 393.4Patentansprüche, . 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 Plane1BAD ORSQiNAL309832/0S74Deutsche 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 ist309832/0574 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
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