DE2429267A1

DE2429267A1 - Wechselgetriebe

Info

Publication number: DE2429267A1
Application number: DE2429267A
Authority: DE
Inventors: Tetsuya Iijima
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1973-06-20
Filing date: 1974-06-19
Publication date: 1975-01-16
Also published as: JPS5018857A; US3952613A; GB1426662A; JPS537575B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Wechselgetriebe, und zwar ein Wechselgetriebe für Personenkraftwagen mit vier Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang, das ein zusammengesetztes Räderwerk aus zwei einfachen Planeten- bzw. Umlaufgetrieben und einem Planeten- bzw. Umlaufgetriebe mit Zwillingsplanetenrädern aufweist.

Es sind bisher zahlreiche Wechselgetriebe mit vier Vorwärtsgängen vorgeschlagen worden, mit denen für Personenkraftfahrzeuge geeignete Übersetzungsverhältnisse erreicht werden. Da die Übersetzungsverhältnisse auf dem grundsätzlichen Aufbau des Umlaufgetriebes basieren, sind die Abstände zwischen benachbarten Übersetzungsverhältnissen in der Regel auf Grundwerte beschränkt. Solche Beschränkungen fallen dann mehr ins Gewicht, wenn die Auslegung einzelner Umlaufgetriebe unter dem Gesichtspunkt der Kostenverminderung und Vereinfachung der Herstellung standardisiert wird.

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Erfindungsgemäß wird ein Wechselgetriebe vorgeschlagen, das sich auszeichnet durch ein erstes einfaches Umlaufgetriebe mit einem Sonnenrad, einem zum Abtrieb dienenden Träger und einem Ringrad, wobei das Sonnenrad über eine Vorwärtskupplung mit einem Antrieb verbindbar ist und das Ringrad von einer ersten Bremse gebremst werden kann, ein zweites einfaches Umlaufgetriebe mit einem Sonnenrad, einem Träger und einem Ringrad, wobei der Träger des zweiten einfachen Umlaufgetriebes von einer zweiten Bremse gebremst werden kann und das Sonnenrad des zweiten einfachen Umlaufgetriebes über eine zweite Kupplung mit dem Antrieb verbindbar ist sowie von einer dritten Bremse gebremst werden kann, und ein Umlaufgetriebe mit Zwillingsplanetenrädern mit einem Sonnenrad, einem Träger und einem Ringrad, wobei das Sonnenrad des Umlaufgetriebes mit Zwillingsplanetenrädern mit dem Sonnenrad des zweiten Umlaufgetriebes so verbunden ist, daß diese Sonnenräder sich gemeinsam drehen, wobei ferner der Träger des Umlaufgetriebes mit Zwillingsplanetenrädern mit dem Sonnenrad des ersten einfachen Umlaufgetriebes so verbunden ist, daß diese Teile sich gemeinsam drehen, und wobei die Ringräder des ersten und zweiten einfachen Umlaufgetriebes mit dem Ringrad des Umlaufgetriebes mit Zwillingsplanetenrädern so verbunden sind, daß sich diese Ringräder gemeinsam drehen.

Ziele und weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

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Fig. 1 Fig. 2 eine schematische Darstellung der oberen Hälfte einer bevorzugten Äusführungsform eines erfindungsgemäßen Viergangwechselgetriebes;

ein Drehzahldiagramm des in Fig. 1 dargestellten Viergangwechselgetriebes ;

Fig. 3 eine Seitenansicht einer Ausführungsferm eines einfachen Umlaufgetriebes, das bei dem' Wechselgetriebe gemäß Fig. 1 verwendet wird; und

Fig. 4 eine Seitenansicht einer Äusführungsform eines Umlaufgetriebes mit Zwxllingsplanetenrädern, das bei dem Wechselgetriebe gemäß Fig. 1 verwendet wird.

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Das schematisch in Fig. 1 dargestellte Wechselgetriebe umfaßt ein erstes einfaches Umlauf- bzw. Planetengetriebe 10 sowie ein zweites einfaches Umlauf- bzw. Planetengetriebe 12 (siehe Fig. 3). Das Umlaufgetriebe 10 umfaßt ein Ringrad R₁, ein Sonnenrad S-, einen Steg bzw. Träger C₁ und drehbar am Träger C₁ gelagerte Planetenräder 20. Das Umlaufgetriebe 12 umfaßt ein Ringrad R«, ein Sonnenrad S_, einen Steg bzw. Träger C und drehbar am Träger C₉ gelagerte Planetenräder 28.

Der Träger C- ist direkt mit einer Getriebeausgangswelle verbunden. Das Sonnenrad S₁ ist über eine Keilverzahnung oder auf andere Weise mit einer Welle 17 verbunden, mit der sich das Sonnenrad zusammen dreht.

Zwischen dem ersten und zweiten einfachen Umlaufgetriebe bzw. 12 ist ein Umlaufgetriebe 30 mit Zwillingsplanetenrädern angeordnet. Dieses Umlaufgetriebe 30 umfaßt ein Ringrad R_, ein Sonnenrad S^, einen Steg bzw. Träger C_, am Träger C₃ befestigte Planetenradwellen 38 sowie Planetenräder 40, die auf den Planetenradwellen 38 drehbar so gelagert sind, daß sie mit dem Sonnenrad S-, kämmen (siehe auch Fig. 4). Die Planetenräder 40 kämmen mit weiteren Planetenrädern 42, die ebenfalls mittels Planetenradwellen am Träger C-, gelagert sind. Die Planetenräder 42 kämmen mit dem Ringrad R₃. Der Träger C₃ ist über eine Keilverzahnung oder auf andere Weise mit. der Welle 17 verbunden. Die Welle 17 läuft durch eine Hohlwelle 46, innerhalb derer sie drehbar ist. Die Sonnenräder S- und S-, sind über eine Keilverzahnung oder auf andere Weise mit der Hohlwelle so verbunden, daß sie sich zusammen mit dieser, d^ h.

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simultan, drehen. Bei Bedarf können die Sonnenräder S„ und S₃ als gemeinsames. .Sonnenrad ausgebildet sein. Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, daß die Umlaufgetriebe 10, 12 und 30 konzentrisch zur Welle 17 angeordnet sind.

Die Ringräder R₁, R₀ und R_ sind mit einer Trommel 38 verbunden, mit der zusammen sie sich drehen können. Eine Getriebeeingagswelle 50 ist axial mit der Welle 17 ausgerichtet. Die Getriebeeingangswelle 50 ist mit einem nicht dargestellten Turbinenrad eines Drehmomentwandlers oder mit einer Drehmomentübertragunsvorrichtung verbunden, wobei auch diese Elemente nicht dargestellt sind.

Es ist eine Vorwärtskupplung K, vorgesehen und so ausgebildet, daß sie die Getriebeeingangswelle 50 mit der Welle 17 verbinden kann. Ferner ist eine Rückwärtskupplung K_ vorgesehen, die so ausgebildet ist, daß sie die Getriebeeingangswelle 50 mit der Hohlwelle 46 verbinden kann.

Es ist eine erste Bremse B, vorgesehen, die die Trommel 48 festlegen kann. Eine zweite Bremse B₂ kann den Träger C„ des zweiten Umlaufgetriebes 12 festlegen. Eine dritte Bremse B₃ kann, die Hohlwelle 46 festlegen.

Das Wechselgetriebe wird auf folgende Weise gesteuert: Für alle Vorwärtsgänge ist die Vorwärtskupplung K, eingerückt. Der erste Vorwärtsgang wird dadurch erhalten, daß zusätzlich die Bremse B- angelegt wird. Für den zweiten Vorwärtsgang wird die Bremse B₂ angelegt. Für den dritten Vorwärtsgang wird die Bremse B₃ angelegt. Für den vierten Vorwärtsgang wird die Kupplung K₂ eingerückt. Dann sind alle drei Um- ...

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laufgetriebe 10, 12 und 30 in sich gesperrt, so daß sie sich als Ganzes drehen. Für den Rückwärtsgang wird die Kupplung K₂ eingerückt und die Bremse B^ angelegt.

Tabelle

	^Kl	^K2	^Bl	^B2	^B3	Übers et zungs- verhältnis	^1+al~^a3"^al'^a2	Beispiel
I.Gang	X		X			1 + B₁	^al · ^a3	3,22
2. Gang	X			X		^al
3. Gang	X				X	^al"^a2^+al-^a3^+a2^+a3	2,Q0
4. Gang	X	X				^al-^a2^+al-^a3-^a2'^a3^+a2	1,45
Rück- . wärts- gang		X	X			1 + a₁	1,00
1 + a_r a₃	-3,94
1

Die Schaltfolge für das Einrücken und Ausrücken bzw. Anlegen und Lösen der verschiedenen Kupplungen und Bremsen des Wechselgetriebes gemäß Fig. 1 ist in der einzigen Tabelle angegeben. Die als Beispiel angegebenen Übersetzungsverhältnisse sind mit der Annahme berechnet, daß a, = a = a^ =* 0,45 ist, wobei a, das Verhältnis der Zähnezahl des Sonnenrades 5, zur Zähnezahl des Ringrades R, im ersten einfachen Umlaufgetriebe 10, a₂ das Verhältnis der Zätaszahl des Sonnenrades S- zur Zähnezahl des Ringrades R₂ im zweiten einfachen Umlaufgetriebe 12 und a₃ das Verhältnis der Zähnezahl des

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Sonnenrades S_ zur Zähnezahl des Ringrades R-. im Umlaufgetriebe 30 mit Zwillingsplanetenrädern ist.

Die Übersetzungsverhältnisse können mittels der in der Tabelle angegebenen Gleichungen berechnet werden; sie können jedoch auch mittels eines Drehzahldiagramms bestimmt werden, das für solche Zwecteüblich ist. Fig. 2 zeigt ein solches Drehzahldiagramm, das graphisch die Untersetzungsdrehzahlen der sich drehenden Glieder des in Fig. 1 gezeigten Wechselgetriebes wiedergibt, wenn die Kupplungen und Bremsen gemäß dem in obiger Tabelle angegebenen Schema angelegt bzw. gelöst werden. Zum besseren Verständnis des in Fig. 2 wiedergegebenen Diagramms wird auf die US-PS 3 701 293 oder die GB-PS 1 308 001 oder die DT-OS 2 021 368 verwiesen. Wie eine Betrachtung des Diagramms in Fig. 2 zeigt, wird die an der Ausgangswelle 58 im ersten Vorwärtsgang erzeugte Ausgangsdrehzahl durch einen Vektor LL.. wiedergegeben. Die Ausgangsdrehzahl im zweiten Vorwärtsgang wird durch einen Vektor LL₂ wiedergegeben; die Ausgangsdrehzahl im dritten Vorwärtsgang wird durch einen Vektor LL₃ wiedergegeben, und die Ausgangsdrehzahl im vierten Vorwärtsgang bzw. im direkten Gang ist als Vektor LL. eingezeichnet, während die Ausgangsdrehzahl im Rückwärtsgang durch einen Vektor LL angezeigt wird.

Da das von den Kupplungen übertragene Drehmoment nicht größer als das bzw. nicht überschritten -wird von dem Drehmoment auf der Getriebeeingangswelle, wie sich leicht aus der vorstehenden Beschreibung und den zugehörigen Zeichnungen ergibt, können die Kupplungen verhältnismäßig klein dimensioniert sein. Dies ist im Hinblick

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auf eine kompakte Ausbildung des Wechselgetriebes vorteilhaft.

Eine Betrachtung der Tabelle zeigt, daß der Gangwechsel zwischen zwei beliebigen Vorwärtsgängen dadurch erreicht werden kann, daß eine Bremse angelegt und eine andere Bremse gelöst wird. Dies ist im Hinblick auf eine Vereinfachung der Steuerschaltung für das Wechselgetriebe vorteilhaft.

P at ent ansprüche:

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Claims

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P at ent ansprüche

Wechselgetriebe, gekennzeichnet durch ein erstes einfaches Umlaufgetriebe (10) mit einem Sonnenrad (S,), einem zum Abtrieb dienenden Träger (C₁) und einem Ringrad (R-,)* wobei das Sonnenrad über eine Vorwärtskupplung (K,) mit einem Antrieb (50) verbindbar ist und das Ringrad von einer ersten Bremse (B,) gebremst werden kann, ein zweites einfaches Umlaufgetriebe (12) mit einem Sonnenrad (S₂), einem' Träger (C-) und einem Ringrad (R.), wobei der Träger des zweiten einfachen Umlaufgetriebes von einer zweiten Bremse (B₂) gebremst werden kann und das Sonnenrad des zweiten einfachen Umlaufgetriebes über eine zweite Kupplung (K„) mit dem Antrieb verbindbar ist sowie von einer dritten Bremse (B_) gebremst werden kann, und ein Umlaufgetriebe (30) mit Zwillingsplanetenrädern mit einem Sonnenrad (S-), einem Träger (C_) und einem Ringrad (R₃). wobei das Sonnenrad des Umlaufgetriebes mit Zwillxngsplanetenradarn mit dem Sonnenrad (S₂) des zweiten Umlaufgetriebes (12) so verbunden ist, daß diese Sonnenräder sich gemeinsam drehen, •wobei ferner der Träger des Umlaufgetriebes mit Zwillingsplanetenrädern mit dem Sonnenrad des ersten einfachen Umlaufgetriebes (10) so verbunden ist, daß diese Teile sich gemeinsam drehen, und wobei die Ringräder (R₁ , R₉) des ersten und zweiten einfachen Umlaufgetriebes mit dem Ringrad (R₃) des Umlaufgetriebes mit Zwillingsplanetenrädern so verbunden sind, daß sich diese Ringräder gemeinsam drehen.
2. Wechselgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen des ersten und zweiten einfachen Umlaufgetriebes (10, 12) und des Umlaufgetriebes (30) mit Zwillingsplaneten-'

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rädern mit dan Antrieb (50) und dem Abtrieb (58) ausgerichtet sind.
3. Wechselgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das UmlaufgetrLäae (30) mit Zwillingsplanetenrädern zwischen dem ersten einfachen Umlaufgetriebe (10) und dem zweiten einfachen Umlaufgetriebe (12) angeordnet ist.
4. Wechselgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im ersten Vorwärtsgang das Sonnenrad (S,) des ersten einfachen Umlaufgetriebes (10) mit dem Antrieb (50) verbunden und das Ringrad (R,) des ersten einfachen Umlaufgetriebes bremsbar ist, daß im zweiten Vorwärtsgang der Träger (C ) des Umlaufgetriebes (30) mit Zwillingsplanetenrädern und das Sonnenrad (S,) des ersten einfachen Umlaufgetriebes mit dem Antrieb verbindbar sind und der Träger (C_) des zweiten einfachen Umlaufgetriebes (12) bremsbar ist, daß im dritten Vorwärtsgang der Träger (C_) des Umlaufgetriebes mit Zwillingsplanetenrädern und das Sonnenrad (S-) des ersten einfachen Umlaufgetriebes ' mit dem Antrieb verbindbar und die Sonnenräder (S₂, S,) des zweiten einfachen Umlaufgetriebes und des Umlaufgetriebes mit Zwillingsplanetenrädern bremsbar sind, daß im vierten Vorwärtsgang der Träger (C₃) des Umlaufgetriebes mit Zwillingsplanetenrädern und die Sonnenräder (S₂, S₃) des zweiten einfachen Umlaufgetriebe s und des Umlaufgetriebes mit Zwillingsplanetenrädern mit dem Antrieb verbindbar sind und daß im Rückwärtsgang die Sonnenräder (S₂* S₃ des zweiten einfachen Umlaufgetriebes und des Umlaufgetriebes mit Zwillingsplanetenrädern mit dem Antrieb verbindbar und die Ringräder (R₁, R„, R-.) des ersten und zweiten einfachen Umlaufgetriebes und des Umlaufgetriebes mit Zwillingsplanetenrädern bremsbar sind.

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