DE3829550A1

DE3829550A1 - Single-web planetary gearing

Info

Publication number: DE3829550A1
Application number: DE19883829550
Authority: DE
Inventors: Erich Sindl
Original assignee: Beissbarth & Mueller & Co GmbH
Current assignee: Beissbarth & Mueller & Co GmbH
Priority date: 1988-08-31
Filing date: 1988-08-31
Publication date: 1990-03-08
Also published as: DE3829550C2

Abstract

The proposal is for a planetary gearing which consists of a sun gear, an internal gear and a web carrying the planet gears, of an input shaft and an output shaft. All the parts are rotatably mounted in a housing. Each of the three parts of the planetary gear set, the sun gear, the internal gear and the planet web can be connected selectively, by means of clutches, to the input shaft, the output shaft or the fixed point on the housing. Each of the rotatable parts can be coupled to an actuating element. <IMAGE>

Description

Stand der TechnikState of the art

Nach den Gesetzmäßigkeiten des Planetenradsatzes ist immer ein Glied Antrieb und ein Glied Abtrieb. Das dritte Glied wird festgehalten. Durch diese Rollenverteilung als Antrieb, Abtrieb und Festpunkt der verschiedenen Teile des Planetenradsatzes ent stehen die bekannten Übersetzungs-Möglichkeiten und die Drehrichtungs-Umkehrung. Die Automatik- Getriebe in Kraftfahrzeugen arbeiten nach diesem Prinzip. Das Festhalten eines bestimmten Gliedes erfolgt mit Bremsen. Um mehrere Funktionen eines Getriebes, verschiedene Übersetzungen oder beide Drehrichtungen zu erreichen, werden heute Getriebe mit mehreren Planetenradsätzen realisiert. Um stufen loses Wechseln der Übersetzungen zu ermöglichen, werden hydraulische Drehmomentwandler oder hydraulische Stellmotoren eingesetzt (DE-Prospekt der Firma Zahn radfabrik Friedrichshafen AG "ZF-Ecomat das Automat getriebe für Stadt- und Reisebusse" von 1987).According to the laws of the planetary gear set is always a link drive and a link output. The third link is held. Through this Role distribution as drive, output and fixed point ent of the different parts of the planetary gear set are the known translation options and the direction reversal. The automatic Gearboxes in motor vehicles work according to this Principle. Holding on to a particular link done with brakes. To have multiple functions of one Gears, different translations or both Achieving directions of rotation are now gearboxes realized with several planetary gear sets. To graduate to enable easy switching of translations, become hydraulic torque converters or hydraulic Servomotors used (DE brochure from Zahn radfabrik Friedrichshafen AG "ZF-Ecomat the automat gearbox for city and coach buses "from 1987).

Aufgabe des Einsteg-Planetengetriebes ist es, nicht nur ein oder zwei bestimmte Funktionen eines Planeten radsatzes innerhalb eines Getriebes zu ermöglichen, sondern alle möglichen Funktionen, also alle mög lichen Übersetzungen und Drehrichtungen möglich zu machen. Gelöst wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen vorgeschlagenen Merkmale des Planeten getriebes. It is not the job of the single-web planetary gear just one or two specific functions of a planet wheel set within a transmission, but all possible functions, so all possible possible translations and directions of rotation close. The task is solved by the in the Claims proposed features of the planet gear.

Vorteile dieses Einsteg-Planetengetriebes sind, daß es als stufenlos regelbares Getriebe mit vier Vorwärtsgängen und zwei Rückwärtsgängen in nahezu allen Antrieben einsetzbar ist. Durch die Kombination des Einsteg-Planetengetriebes mit anderen Getriebe bauelementen wird der Einsatzbereich noch erheblich erweitert.The advantages of this single-web planetary gear are that it is a continuously variable transmission with four Forward gears and two reverse gears in almost all drives can be used. Through the combination of the single-web planetary gear with other gear components, the area of application is still considerable expanded.

Die Ausführungsbeispiele werden anhand der Zeichnungen 1 bis 4 erläutert.The exemplary embodiments are illustrated in the drawings 1 to 4 explained.

Fig. 1 zeigt den Grundaufbau des Einsteg-Planeten getriebes ohne die Gehäusefestpunkte. Fig. 1 shows the basic structure of the single-web planetary gear without the housing fixed points.

Fig. 2 zeigt den Einsatz des Einsteg-Planetengetriebes in Verbindung mit einem vorgeschalteten regelbaren Planetengetriebes mit einem Stellglied; dargestellt ist nur die Antriebseite. Fig. 2 shows the use of the single-web planetary gear in connection with an upstream adjustable planetary gear with an actuator; only the drive side is shown.

Fig. 3 zeigt den Einsatz des Einsteg-Planetengetriebes mit Gehäusefestpunkten und Stirntrieben auf der An triebseite. Fig. 3 shows the use of the single-web planetary gear with fixed housings and spur gears on the drive side.

Fig. 4 zeigt den Einsatz des Einsteg-Planetengetriebes mit Gehäusefestpunkten und Stirntrieben auf der Ab triebseite. Fig. 4 shows the use of the single-web planetary gear with fixed housings and spur gears on the drive side.

Im folgenden wird das Einsteg-Planetengetriebe als Haupt-Planetengetriebe bezeichnet.
In the following, the single-stage planetary gear is referred to as the main planetary gear.

In Fig. 1 ist der Grundaufbau des Haupt-Planeten getriebes 2 mit sechs Funktionen und zugleich sechs verschiedenen Übersetzungs-Möglichkeiten dargestellt. Die drei Teile des Planetenradsatzes, Sonnenrad, Hohlrad und Steg, können wahlweise Antrieb 1 oder Abtrieb 3 sein oder festgehalten werden. Das Fest halten eines Teiles des Planetengetriebes ist hier nicht dargestellt.In Fig. 1 the basic structure of the main planetary gear 2 is shown with six functions and at the same time six different translation options. The three parts of the planetary gear set, sun gear, ring gear and web, can be either drive 1 or output 3 or held. The holding of a part of the planetary gear is not shown here.

Je nachdem, welche der antriebseitigen Kupplungen A, B, C gleichzeitig mit einer abtriebseitigen Kupplung D, E, F geschlossen ist, ist die Übersetzungs- Möglichkeit bestimmt. Dieses Schema zeigt, daß das Haupt-Planetengetriebe die möglichen sechs Funktionen erfüllen kann. Berechnungen haben ergeben, daß bei einer festlegbaren Zähnezahl (z. B. Sonnenrad z = 27, Planetenrad z = 26, Hohlrad z = 83) für die sechs möglichen Funktionen die Übersetzungen im Bereich vonDepending on which of the drive-side clutches A , B , C is simultaneously closed with a clutch D , E , F on the output side, the translation possibility is determined. This diagram shows that the main planetary gear can perform the six possible functions. Calculations have shown that with a definable number of teeth (e.g. sun gear z = 27, planet gear z = 26, ring gear z = 83) for the six possible functions, the translations in the range of

1. 2,5-5,0 (z. B. 4,07)1.2.5-5.0 (e.g. 4.07)
2. 1,25-1,67 (z. B. 1,31)2. 1.25-1.67 (e.g. 1.31)
3. 0,2-0,4 (z. B. 0,245)3.2.2-0.4 (e.g. 0.245)
4. 0,6-0,8 (z. B. 0,75)4. 0.6-0.8 (e.g. 0.75)
5. -4,0-1,5 (z. B. -3,07)5. -4.0-1.5 (e.g. -3.07)
6. -0,25-0,67 (z. B. -0,32)6. -0.25-0.67 (e.g. -0.32)

vorhanden sind. available.

Fig. 2 zeigt den mechanischen Antrieb des Haupt-Planetengetriebes. Es ist nur die Antriebs seite dargestellt. Dort befinden sich die Lamellen kupplungen A, B und C, womit das Sonnenrad, der Planetensteg und das Hohlrad wahlweise angetrieben oder abgeschaltet werden können. Vor das Haupt- Planetengetriebe 6 ist ein hydraulisch regulierbares Einsteg-Planetengetriebe 4 gesetzt. Es dient zusammen mit den Lamellenkupplungen 5 und mit der Durchtriebs welle dazu, die Kraftführung während der Schaltvor gänge für das Haupt-Planetengetriebe zu übernehmen. Dazu besitzt das vorgeschaltete regulierbare Planeten getriebe Überbrückungskupplungen und das Stellglied. Mit diesem Getriebe können die Übersetzungssprünge von Funktion zu Funktion bei den sechs möglichen Funktionen des Haupt-Planetengetriebes ausgeglichen werden. Außerdem dient es zur Anfahrhilfe. Fig. 2 shows the mechanical drive of the main planetary gear. Only the drive side is shown. There are the multi-plate clutches A , B and C , with which the sun gear, the planet gear and the ring gear can be driven or switched off. In front of the main planetary gear 6 is a hydraulically adjustable single-web planetary gear 4 . It serves together with the multi-plate clutches 5 and with the drive shaft to take over the power transmission during the gear changes for the main planetary gear. For this purpose, the upstream adjustable planetary gear has lock-up clutches and the actuator. With this gearbox, the gear ratio jumps from function to function can be compensated for in the six possible functions of the main planetary gearbox. It also serves as a starting aid.

Von den sechs möglichen Funktionen des Haupt-Planeten getriebes entfallen zwei auf die Drehrichtungsumkehr. Damit diese beiden Funktionen stufenlos angefahren werden können, muß in das vorgeschaltete regulierbare Planetengetriebe 4 ein rückwärts drehender Planeten radsatz integriert sein. Der nicht dargestellte rückwärts drehbare Planetenradsatz ist ebenso wie der vorwärts drehbare regulierbar ausgebildet. Mit den beiden vorgeschalteten regulierbaren Planetenradsätzen, die auch an anderer Stelle des Getriebes untergebracht sein können, besitzt die Durchtriebswelle beide Dreh richtungen. Der oder die Stellglieder sind mit einer Pumpe 2 mit Energiespeicher verbunden. Two of the six possible functions of the main planetary gearbox are used to reverse the direction of rotation. So that these two functions can be started continuously, a backward rotating planetary gear set must be integrated in the upstream adjustable planetary gear 4 . The backward rotatable planetary gear set, not shown, is designed to be adjustable, just like the forwardly rotatable one. With the two upstream adjustable planetary gear sets, which can also be accommodated elsewhere on the transmission, the drive shaft has both directions of rotation. The actuator or actuators are connected to a pump 2 with energy storage.

In Fig. 3 besitzt das Haupt-Planetengetriebe 2 mit sechs Funktionen wahlweise einen mechanischen, einen hydraulischen, einen elektrischen, einen pneumatischen oder einen kombinierten Antrieb. Der Antrieb ist mit je einem Stirntrieb für das Sonnenrad, für den Planetensteg und für das Hohlrad des Haupt-Planetengetriebes verbunden. Die Verbindung kann fest oder schaltbar ausgebildet sein. Hier ist sie jeweils schaltbar dargestellt. Eine zweite schaltbare Verbindung für die Stirntriebe ist zu den drei Festhaltepunkten hergestellt. Damit können die drei Teile des Haupt-Planetengetriebes, das Sonnenrad, der Planetensteg und das Hohlrad antriebsseitig einzeln festgehalten oder gelöst werden. Auf der Abtriebsseite des Haupt-Planetengetriebes sind drei Lamellenkupplungen D, E, F vorhanden, mit welchen das Sonnenrad, der Planetensteg und das Hohlrad jeweils für sich und von einander getrennt Abtriebe bilden können. Außerdem kann das Getriebe eine schaltbare Durchtriebswelle, die in der Figur nicht dargestellt ist, besitzen.In Fig. 3, the main planetary gear 2 with six functions optionally has a mechanical, a hydraulic, an electric, a pneumatic or a combined drive. The drive is connected to a spur gear for the sun gear, for the planet gear and for the ring gear of the main planetary gear. The connection can be fixed or switchable. Here it is shown switchable. A second switchable connection for the spur gears is made to the three retention points. This means that the three parts of the main planetary gear, the sun gear, the planet carrier and the ring gear can be individually held or released on the drive side. On the output side of the main planetary gear, there are three multi-plate clutches D , E , F , with which the sun gear, the planet gear and the ring gear can each form outputs separately and separately. In addition, the transmission can have a switchable drive shaft, which is not shown in the figure.

Bei den Schaltvorgängen wird wie bei mechanischen Schaltgetrieben mit Reibkupplungen durch die Gasweg nahme der Antrieb kurzfristig kraftlos gestellt. Damit ist es möglich, die abtriebseitigen und bei Lastschaltungen hochbelasteten Lamellenkupplungen lastfrei umzuschalten. Die antriebseitigen Stirntriebe sind zugleich als Stellglieder zu verstehen, die das Haupt-Planetengetriebe regulierbar gestalten. Mit diesen Stellgliedern können auch die Festpunkte angefahren werden. The switching operations are the same as for mechanical Manual transmissions with friction clutches through the gas path the drive is temporarily disabled. This makes it possible for the output side and Load shifting highly loaded multi-plate clutches switch over without load. The drive-side spur drives are also to be understood as actuators that Design main planetary gear adjustable. With The fixed points can also be used with these actuators be approached.

Die Fig. 4 zeigt die Abtriebseite des Haupt- Planetengetriebes. Das Sonnenrad, der Planetensteg und das Hohlrad sind über Stirntriebe 2 mit dem einwelligen Abtrieb 3 des Haupt-Planetengetriebes verbunden. Die drei Stirntriebe sind getrennt zu- und abschaltbar. Dazu besitzen die Stirntriebe jeweils Losradlagerungen, mit welchen die Losräder mit der durchgehenden Welle kraftschlüssig und ab schaltbar gestaltet werden können. FIG. 4 shows the output side of the main planetary gear. The sun gear, the planet carrier and the ring gear are connected via spur gears 2 to the single-shaft output 3 of the main planetary gear. The three spur gears can be switched on and off separately. For this purpose, the spur gears each have idler gear bearings with which the idler gears can be designed to be non-positive and switchable with the through shaft.

Da die abtriebseitigen Stirntriebe in einem Gehäuse untergebracht sind, können die einzelnen Teile des Haupt-Planetengetriebes, das Sonnenrad, der Planetensteg und das Hohlrad, über die Gehäusestege abgestützt und festgehalten werden. Die Lamellenkupplungen für die Losradlagerungen und für die Festpunkte sind in der Skizze nicht ausgeführt, sind jedoch Stand der Technik.Because the output side spur gears in one housing are housed, the individual parts of the Main planetary gear, the sun gear, the planet gear and the ring gear, supported on the housing webs and be held. The multi-plate clutches for the Idler gear bearings and for the fixed points are in the Sketch not executed, but are state of the art.

Die Anordnung mit antriebseitigen und abtriebseitigen Lamellenkupplungen oder mit antriebseitigen und ab triebseitigen Stirntrieben oder die kombinierte An ordnung kann für das jeweilige Haupt-Planetengetriebe wahlweise getroffen werden. Ferner ist die Übersetzung der Stirntriebe an- und abtriebsseitig wählbar.The arrangement with the input and output side Multi-plate clutches or with drive side and down drive end drives or the combined type can order for the respective main planetary gear can be taken optionally. Furthermore, the translation the spur gears can be selected on the input and output side.

Das abtriebseitige Haupt-Planetengetriebe kann so ausgebildet sein, daß die Festpunkte regulierbar und abstützbar sind und dazu jeweilig Stellmotoren besitzen. Ferner kann das Haupt-Planetengetriebe abtriebseitig eine schaltbare Durchtriebswelle besitzen.The main planetary gearbox on the output side can do this be trained that the fixed points are adjustable and can be supported and have respective actuators. Furthermore, the main planetary gear can be driven have a switchable drive shaft.

Claims

1. Planetengetriebe, bestehend aus Sonnenrad, Hohlrad und einem die Planetenräder tragenden Steg, aus einer Antriebswelle und einer Abtriebs welle, wobei alle Teile in einem Gehäuse drehbar gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der drei Teile des Planetenradsatzes, das Sonnen rad, das Hohlrad, der Planetensteg, jeweils wahlweise mit der Antriebswelle, der Abtriebswelle oder dem Gehäusefestpunkt über Kupplungen verbindbar sind.1. Planetary gear, consisting of a sun gear, ring gear and a web supporting the planet gears, a drive shaft and an output shaft, all parts being rotatably mounted in a housing, characterized in that each of the three parts of the planetary gear set, the sun gear, the Ring gear, the planetary web, each of which can optionally be connected to the drive shaft, the output shaft or the housing fixed point via couplings.

2. Planetengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß jede Kupplung hydraulisch, elektrisch, mechanisch oder pneumatisch betätigbar ist, daß sie elektronisch, elektrisch, hydraulisch, pneumatisch oder mechanisch ansteuerbar ist, wobei eine Steuer- und Regeleinheit vorgesehen ist.2. Planetary gear according to claim 1, characterized records that each clutch is hydraulic, electric, is mechanically or pneumatically actuated that they electronic, electrical, hydraulic, pneumatic or can be controlled mechanically, a control and control unit is provided.

3. Planetengetriebe nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Teil des Planeten radsatzes ein Stellglied zugeordnet ist, das mit einem Antrieb und einem Energiespeicher verbunden ist. 3. Planetary gear according to claim 1 or claim 2, characterized in that every part of the planet wheel set is assigned an actuator that with connected to a drive and an energy storage is.

4. Planetengetriebe, wobei ein Einsteg-Planeten getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3 vor gesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß weitere Getriebeelemente wie z. B. Stirnradsätze, Planetenradsätze an- und/oder abtriebsseitig zuordnenbar sind.4. Planetary gear, being a single-planet gearbox according to one of claims 1 to 3 before is seen, characterized in that further Gear elements such as B. spur gear sets, Planetary gear sets on the input and / or output side are assignable.