DE2802368C2 - Getriebe - Google Patents

Description

dadurchgekennzeichnet, daß

e) die Zwischenwelle (28) mit dem Planetenträger (136) der ersten Flanetenradstufe (98) des Koppelgetriebes drehfest verbunden ist,

0 die Sonnenräder (130,114, 100) des Koppelgetriebes mit der Ausgangswelle (30) drehfest verbunden sind,

g) jedes Ringrad (140, 122) des Koppelgetriebes mit dem Planetenträger (120,106) der nachfolgenden Planetenradstufe drehfest verbunden ist.

2. Getriebe mit einem aus zwei Planetenradstufen bestehenden Vorschaltgetriebe, wobei die eine Eingangswelle mit dem Sonnenrad der ersten Planetenradstufe und die zweite Eingangswelle mit dem Ringrad der zweiten Planetenradstufe verbunden ist, sowie mit Bremsen zum Festlegen der jeweiligen Reaktionsglieder der beiden Planetenradstufen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die erste Planetenradstufe als vierwelliges Planetengetriebe für Vor- und Rücklauf mit zwei Ringrädern (74, 88) und einem gemeinsamen Planetenträger (50,68) für beide Planetenradstufen ausgebildet ist.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Getriebe gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Es ist bereits ein Getriebe bekannt, dessen Vorschaltgetriebe über lediglich eine Eingangswelle mit dem Antrieb verbunden ist (US-PS 31 47 643). Eine Zwischenwelle ist mit dem Planetenträger der Planetenradstufe des nachgescha'.teten Koppelgetriebes drehfest verbunden. Ferner ist das Vorschaltgetriebe als vierweiliges Planetengetriebe für Vor- und Rücklauf mit zwei Ringrädern und einem gemeinsamen Planetenträger ausgebildet, der Teil der Zwischenwelle ist. Dieses Getriebe weist zwar ein Koppelgetriebe auf, bei dem die ersten beiden Planetenradstufen untereinander gekoppelt sind, jedoch fehlt die dritte Stufe. Bei desem Getriebe ist lediglich das erste Ringrad mit dem zweiten Planetenttäger verbunden. Mit diesem bekannten Getriebe sind drei Übersetzungsverhältnisse schaltbar, wobei jedoch eines davon, nämlich das niedrigste, zwangsweise vorgegeben ist, so daß dadurch das gesamte Koppelgetriebe im Blockumlauf läuft Da dieses Getriebe keine direkte durchtreibende Welle aufweist wird mit den drei Vorwärts- und Rückwärtsgängen nur ein relativ kleiner Drehzahlbereich abgedeckt Der Drehzahlbereich läßt sich nur durch Anbau eines weiteren Planetenradsatzes an das Koppelgetriebe erweitern, so daß hierdurch sechs Vorwärtsgänge und Rückwärtsgänge entstehen. Aus dieser Anordnung ergibt sich, daß über den Nachschaltplanetenradsatz die volle Leistung laufen müßte, was eine entsprechend starke Dimensionierung der einzelnen Getriebeteile zur Folge hätte. Dadurch kann vor allem die an sich günstige Anordnung des Rückwärtsplanetenradsatzes am Ausgang des Wandlers nicht voll zur Geltung kommen. Darüber hinaus erfordert die Betätigung dieser Nachschaltstufe zwei zusätzliche Schaltglieder, nämlich eine Bremse und eine weitere Überbrückungskupplung.
Bei einem bekannten Getriebe der eingangs aufge-

führten Art (US-PS 33 47 113) ist eine Eingangswelle direkt mit drei miteinander gekoppelten Planetenradstufen oder über eine zweite Eingangswelle und eine Planetenradstufe mit den gekoppelten Planetenradstufen antriebsverbindbar. Da bei diesem Getriebe nur die ersten Planetenradstufe des Koppelgetriebes leistungsgeteilt ist und im entscheidenden ersten Gang, also bei hohem Drehmoment keine Leistungsteilung auftritt ist ebenfalls eine entsprechend starke Dimensionierung der belasteten Getriebeteile erforderlich. Eine Drehzahlumkehr wird durch die ausgangsseitige Planetenradstufe des Koppelgetriebes erreicht, wodurch diese besonders stark ausgelegt werden muß, da auch hier der volle Leistungsfluß über diese Stufe läuft.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zu-

gründe, das Getriebe so auszubilden und anzuordnen, daß bei den wählbaren Übersetzungsverhältnissen im Koppelgetriebe für alle Drehzahlbereiche, also auch bei Drehzah'umkehr, eine bessere Leistungsaufteilung im Getriebe sowie eine kompaktere Bauweise ermöglicht

wird.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.

Durch die vorteilhafte Ausbildung des Getriebes erfolgt insbesondere im langsamen Gang, also bei hohen

Drehmomenten, eine Leistungsteilung über alle Planetenradstufen des Koppelgetriebes, wodurch die einzelnen Getriebeteile, gleichmäßig belastet werden. Dabei ist es vorteilhaft, daß die Zwischenwelle eine feste Antriebsverbindung zwischen der Ausgangsseite des Vor-

Schaltgetriebes und der Eingangsseite des Koppelgetriebes herstellt Da die Bremsen jeweils auf das Ringrad der Planetenradstufen des Koppelgetriebes wahlweise einwirken können, kann auf zusätzliche Kupplungselemente als Antriebsverbindung verzichtet werden. Hierzu ist es besonders vorteilhaft, daß die einzelnen Sonnenräder der Planetenradstufen des Koppelgetriebes über eine einzige Welle drehfest miteinander verbunden sind, so daß auf einfache Weise eine Drehmomentenaufteilung über die Planetenräder und über die Ausgangs-

welle möglich ist. Da das Vorschaltgetriebe für zwei Drehzahlbereiche ausgelegt ist, läßt sich auf einfache Weise der Drehzahlbereich bei gleichzeitiger Drehmomentaufteilung für alle Über- bzw. Untersetzungsstufen verdoppeln. Hierzu ist es vorteilhaft, daß die erste PIa-

b5 netenradstufe als vierwelliges Planetengetriebe für Vor- und Rücklauf mit zwei Ringrädern und einem gemeinsamen Planelenträgcr für beide Planetenradstufen ausgebildet ist. Durch die vorteilhafte Ausgestaltung des Vor-

Schaltgetriebes, das in Verbindung mit dem nachgeschalteten Planetengetriebe einsetzbar ist. läßt sich nicht nur der Drehzahlbeceich ohne weiteres erweitern, sondern auch auf einfache Weise eine Drchzahlumkehr vornehmen und ebenfalls für alle Gänge des Getriebes eine Drehmomentenaufteilung erreichen. Da das Vorschaltgetriebe ein Planetenradgetriebe mit zwei Eingangswellen ist, erhält man auf kleinstem Raum ein sehr kompaktes Getriebe mit der Möglichkeit, bereits über die Zwischenwelle auf einfache Weise eine Drehmomentenaufteilung vorzunehmen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch ein Planetengetriebe,

Fig.2 bis 10 verschiedene Schaltstellungen des Planetengetriebes gemäß Fig. 1, wobei die dicken, ausgezogenen Linien den Kraftflußverlauf innerhalb des Planetengetriebes zeigen.

In der Zeichnung is;t in F i g. 1 ein Planetengetriebe mit 10 bezeichnet, das ein Gehäuse 12 aufweist, das in ein vorderes Gehäuseteil 14 und in ein hinteres Gehäuseteil 16 mittels einer Trennwand 18 aufgeteilt ist. Im vorderen Gehäuseteil 14 befindet sich ein Eingangsteil 20 und im hinteren Gehäuseteil 16 ein Ausgangsteil 22 des Plantetengetriebes 10. Eine Eingangswelle 24 erstreckt sich in das Gehäuseteil 14 und ist mit ihrem rechten Ende an eine Ausgangswelle einer Antriebsmaschine 26 angeschlossen und mit ihrem linken Ende drehbar in einer Zwischenwelle 28 aufgenommen, die sich durch die Trennwand 18 in das Gehäuseteil 14 erstreckt. Das linke Ende der Zwischenwelle 28 lagert im rechten Ende einer Ausgangswelle 30, deren linkes Ende drehbar in einer Stirnwand 32 des Gehäuseteils 16 gelagert ist.

Konzentrisch zur Eingangswellc 24 verläuft eine zweite Eingangswelle in Form einer Hohlwelle 34, die an die Ausgangsseite einer Turbine 36 eines Drehmomentenwandlers 38 angeschlossen ist. Die Turbine 36 ist mit Schaufelrädern 40 ausgerüstet.

Auf dem Wellenende der Eingangswelle 24, das mit einer Keilverzahnung ausgerüstet ist, befindet sich eine Nabe 41 eines Ringrades 42, das Bestandteil einer Planetenradstufe 44 mit Planetenrädern 46 ist, die auf Zupfen 48 eines Planetenträgers 50 gelagert sind. Der Planelenträger 50 ist Bestandteil der Zwischenwelle 28. Ein mit den Planetenrädern 46 in Eingriff stehendes Sonnenrad 52 ist auf der Zwischenwelle 28 drehbar gelagert. Eine Bremse 54 für den direkten Antrieb befindet sich in dem Gehäuse 12 und ist mit ihren Bremsplatten mit einer Bremsplatte 56 verbindbar, die am Sonnenrad 52 angeordnet ist und einen Kranz 58 aufweist.

Zu dem Eingangsteil 20 gehört ferner eine eingangsseitige Planetenradstufe 60 mit einem auf der Hohlwelle 34 über eine Keilverzahnung fest angeordneten Sonnenrad 62. Das Sonnenrad 62 steht mit zahlreichen, in gleichmäßigem Abstand untereinander angeordneten Planetenrädern 64 in Antriebsverbindung, die auf in einem Planetenträger 68 gelagerten Zapfen 66 angeordnet sind. Der Planetenträger 68 ist mit einer Nabe 70 ausgerüstet, die in einer Stirnwand 72 des Gehäuses 12 drehbar gelagert ist. Die Planctenräder 64 kämmen ferner mit einem Ringrad 74, das mit einer Außenverzahnung 76 versehen ist, die Bremsplatten einer im Gehäuse 12 vorgesehenen Bremse 78 trägt.

Neben der Planetenradsiufc 60 befindet sieh eine Umkehr-Planetenradstufe 80, die mit Planctenrädern 82 ausgerüstet ist, die mit den Planelenrädern 64 fest verbunden sind und somit ein auf dem Zapfen 66 angeordnetes Doppelzahnrad bilden. Das Planetenrad 82 kämmt mit einen gleichmäßigen Abstand untereinander aufweisenden Planetenrädcrn 84, die auf im Planctcn-

■; träger 68 befestigten Zapfen 86 drehbar gelagert sind. Die Planelcnräder 84 stehen ferner mit einem Ringrad 88 in Eingriff, das mit einer Außenverzahnung 90 zur Aufnahme von Bremsscheiben einer im Gehäuse 12 vorgesehenen Bremse 92 ausgerüstet ist. Der Planetenträger 68 ist mit dem Planetenträger 50 über zahlreiche Schraubenbolzen 95 fest verbunden, so daß bei Betätigung der Bremse 92 der Antrieb über die Umkehr-Planetenradstufe 80 auf die Zwischenwelle 28 geleitet wird. Das Eingangsteil 20 arbeitet wie nachfolgend beschriebcn. Der Kraftfluß des Planetengetriebes 10 geht über die Antriebsmaschine direkt auf die Eingangswelle 24 und über den Drehmomentenwandler 38 auf die Hohlwelle 34. Wenn die Bremsen 54, 78 und 92 nicht betätigi werden, so werden die Planetenradstufen 44,60 und die Umkehr-Planetenradstufe 80 nicht angetrieben, und es wird kein Drehmoment auf die Zwischenwelle 28 übertragen.

Soll das Planetengetriebe 10 für Vorwärtsfahrt angetrieben werden, so wird die Bremse 54 betätigt, die dann das Sonnenrad 52 festsetzt. Dadurch wird der Planetenträger 50 und somit der Planetenträger 68 sowie die Zwischenwelle 28 vorwärts angetrieben. Der Kraftfluß verläuft über das Ringrad 42, das Planetenrad 46, den Planetenträger 50 und die Zwischenwelle 28. Da die

jo Bremsen 78 und 92 nicht beaufschlagt sind, werden die Außenverzahnungen 76 und 90 der Ringräder 74 und 88 nicht betätigt, so daß die Planetenradstufe 60 und die Umkehr-Planetenradstufe 80 leerlaufen.

Durch Betätigung der Bremse 78 wird das Ringrad 74 festgestellt und eine Antriebsverbindung zwischen der Planetenradstufe 60 und dem Drehmomentenwandler 38 für Vorwärtsfahrt hergestellt. Dadurch wird der PIanctenträger 68 und somit der Planetenträger 50 und die Zwischenwelle 28 für Vorwärtsfahrt in Drehung versetzt. Der Kraftfluß verläuft nunmehr vom Sonnenrad 62 über das Planctenrad 64, den Planetenträger 68 und somit über den Planetenträger 50 und die Zwischenwelle 28. Wird die Bremse 54 nicht beaufschlagt, so tritt am Sonnenrad 52 keine Reaktion ein, so daß die Planetenradstufc 44 frei läuft.

Die Rückwärtsfahrt wird durch Betätigung der Bremse 92 ermöglicht, die das Ringrad 88 festsetzt. Dadurch wird der Planetenträger 68 und somit der Planetenträger 50 und die zweite Eingangswelle 28 rückwärts angetrieben. Der Kraftfluß läuft nunmehr vom Sonnenrad 62 über die Planetenräder 64, 82 und 84, den Planetenträger 68 und somit über den Planetenträger 50 auf die Zwischenwelle 28. Da die Bremse 54 nicht beaufschlagt ist, läuft die Planetenradstufe 44 frei.

Es wird darauf hingewiesen, daß das Übersetzungsverhältnis der Planetenradstufen 44, 60 und der Umkehr-Planetenradstufe 80 so gewählt ist, daß die Zwischenwelle 28 über den Drehmomentenwandler 38 langsamer angetrieben wird als bei direktem Antrieb.

bO Ferner ist bei Rückwärtslauf die Drehzahl kleiner als bei Vorwärtslauf.

Aus Vorstehendem ergibt sich, daß die Zwischenwelle 28 zwischen dem Eingang und dem Ausgang bzw. dem Ausgangsteil 22 des Planetengetriebes 10 eine Antriebs-

b5 verbindung herstellt. Im hinteren bzw. linken Gehäuseteil 16 befindet sich eine Planetenradstufe 94 für langsame Drehzahlen und eine Planetenradstufe % für mittlere Drehzahlen sowie eine ersie PUinctenradsmfe 98 für

hohe Drehzahlen.

Die Planetenradstufe 94 weist ein Sorinenrad 100 auf, das mit der Ausgangswelle 30 einteilig verbunden ist und mit mehreren, einen gleichmäßigen Abstand untereinander aufweisenden Planetenrädern 102 in Eingriff steht, die auf in einem Planetenträger 106 vorgesehenen Zapfen 104 drehbar gelagert sind. Das Planetenrad 102 kämmt ferner mit einem Ringrad 108, das mit einer Außenverzahnung 110 zur Aufnahme von Bremsplatten einer Bremse 112 versehen ist, die im Gehäuse 12 angeordnet ist.

Die Planetenradstufe % weist ein mit der Ausgangswelle 30 einteilig verbundenes Sonnenrad 114 auf, das mit zahlreichen, einen gleichmäßigen Abstand untereinander aufweisenden Planetenrädern 116 kämmt, die auf in einem Planetenträger 120 vorgesehenen Zapfen 118 drehbar lagern. Die Planetenräder 116 kämmen ferner mit einem Ringrad 122, das mit einer Außenverzahnung 124 zur Aufnahme von Bremsplatten einer weiteren Bremse 126 ausgerüstet ist. Das Ringrad 122 erstreckt sich in Richtung der Planetenradstufe 94 für niedrige Drehzahlen und steht mit am Planetenträger 106 der Planetenradstufe 94 vorgesehenen Zähnen 128 in Eingriff.

Die Planetenradstufe 98 weist ebenfalls ein mit der Ausgangswelle 30 fest verbundenes Sonnenrad 130 auf, das mit mehreren, einen gleichmäßigen Abstand untereinander aufweisenden Planetenrädern 132 kämmt, die auf in einem Planetenträger 136 vorgesehenen Zapfen 134 drehbar lagern. Der Planetenträger 136 ist mit einer Nabe 138 ausgerüstet, die drehbar in der Trennwand 18 lagert und mit ihrem Ende auf das eine Keilverzahnung aufweisende Ende der Zwischenwelle 28 aufgeschoben ist. Die Planetenräder 132 kämmen mit einem Ringrad 140, das zur Aufnahme von Bremsplatten einer Bremse 144 eine Außenverzahnung 142 aufweist. Das Ringrad 140 erstreckt sich in Richtung der Planetenradstufe % und kämmt mit am Planetenträger 120 vorgesehenen Zähnen 146.

Die Übersetzungsverhältnisse der Planetenradstufe 94, 96 und 98 sind so gewählt, daß durch wahlweises Betätigen der Bremsen 112, 126 und 144 eine niedrige, eine mittlere und eine hohe Drehzahl für die Ausgangswelle 30 eingestellt werden kann. Die Drehzahl an der Ausgangswelle 30 wird wiederum von der Drehzahl der Zwischenwelle 28 beeinflußt.

Um beispielsweise eine niedrige Drehzahl am Ausgangsteil 22 des Planetengetriebes 10 einzustellen, wird die Bremse 112 betätigt, die das Ringrad 108 festsetzt. Der Kraftfluß läuft nun über die Zwischenwelle 28 und den Planetenträger 136. Der Kraftfluß teilt sich an den Planetenrädern 132, so daß ein Teil des Kraftflusses über das Sonnenrad 130 auf die Ausgangswelle 30 und der Rest über das Ringrad 140 und den Planetenträger 120 geht. An diesem Punkt teilt sich wieder der Kraftfluß und geht zum Teil über die Planetenräder 116 und das Sonnenrad 114 auf die Ausgangswelie 30 sowie über das Ringrad 122 und den Planetenträger 106, die Planetenräder 102 und das Sonnenrad 100 auf die Ausgangswelle 30. Es wird darauf hingewiesen, daß das Übersetzungsverhältnis der Planetenradstufen 94,96 und 98 für das Ausführungsbeispiel so gewählt ist, daß bei niedriger Drehzahl 46% der Eingangsleistung auf die Ausgangswelle 30 geleitet werden. Ober die Planetenradstufe 98 werden 31% der Eingangsleistung an die Ausgangswelle 30 abgegeben, und über die Planetenradstufe 96 werden 23% der Eingangsleistung über die Planetenradstufe 94 geleitet Aufgrund dieser Ausbildung und Anordnung können die Zahnräder der Planetenradstufen 94, % und 98 relativ schmal bzw. klein ausgelegt werden.
Um das Ausgangsteil 22 des Planetengetriebes 10 mit einer mittleren Drehzahl anzutreiben, wird die Bremse 126 betätigt, die das Ringrad 122 festsetzt. Nun wird der Kraftfluß über die Zwischenwelle 28 auf den Planetenträger 136 geleitet und dann in den Planetenrädern 132 geteilt, wobei ein Teil des Kraftflusses über das Sonnenrad 130 auf die Ausgangswelle 30 und der Rest des Kraftflusses über das Ringrad 140, den Planetenträger 120, die Planetenräder 116 und das Sonnenrad 114 auf die Ausgangswelle 30 geleitet wird. Die Planetenradstufe 94 läuft frei, da über das festgesetzte Ringrad 122 der Antrieb nicht weitergeleitet wird. Bei dieser Schaltstellung werden mit dem gleichen Planetengetriebe 61% der Leistung über die Planetenradstufe 98 auf die Ausgangswelle 30 und 39% der Leistung über die Planetenradstufe % auf die Ausgangswelle 30 geleitet. Um eine Antriebsverbindung zwischen dem Drehmomentenwandler 38 und dem Ausgangsteil 22 des Planetengetriebes 10 für eine hohe Drehzahl herzustellen, wird die Bremse 144 betätigt, die das Ringrad 140 festsetzt. Wenn das Ringrad 140 festgesetzt ist, verläuft der Kraftfluß von der Zwischenwelle 28 zum Planetenträger 136 und dann über die Planetenräder 132 und das Sonnenrad 130 auf die Ausgangswelle 30. Die Planetenradstufen 94 und 96 laufen dann frei, da das Ringrad 140 festgesetzt ist.

Es wird darauf hingewiesen, daß die Drehzahl der Zwischenwelle 28 bei direkter Antriebsverbindung mit der Antriebsmaschine 26 größer ist als bei einer Antriebsverbindung mit dem Drehmomentenwandler 38. Die kleinste einstellbare Drehzahl an der Ausgangswel-Ie 30 bei Direktantrieb des Planetengetriebes ist größer als die höchste einstellbare Drehzahl an der Ausgangswelle 30, wenn der Antrieb über den Drehmomentenwandler 38 erfolgt. Somit kann das Planetengetriebe 10 in einem ersten, zweiten und dritten Gang arbeiten, wenn der Antrieb über den Drehmornentenwandler erfolgt Es arbeitet in einem vierten, fünften und sechsten Gang, wenn der Direktantrieb gewählt wird. Der erste, zweite und dritte Gang sind bei dem Antrieb über den Drehmomentenwandler 38 reversierbar bzw. für Rückwärtsfahrt ausgelegt Der Kraftfluß für das Planetengetriebe 10 für den ersten bis sechsten Vorwärtsgang und den ersten bis dritten Rückwärtsgang ist in den F i g. 2 bis 10 veranschaulicht.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Getriebe mit

a) einem einem zwei Drehzahlbereiche und zwei Eingangswellen aufweisenden Vorschaltgetriebe nachgeschalteten und aus mindestens zwei miteinander gekoppelten Planetenradstufen bestehenden Koppelgetriebe,

b) einer Zwischenwelle, welche eine feste Antriebsverbindung zwischen dem Vorschaltgetriebe und dem Koppelgetriebe herstellt,

c) gehäusefesten und jeweils auf das Ringrad von mindestens zwei Planetenradstufen des Koppelgetriebes einwirkenden, (wahlweise) schaltbaren Bremsen,

d) einer untereinander drehfesten Verbindung der Sonnenräder der Planetenradstufen des Koppelgetriebes,