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Planetenrädergetriebe insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung
bezieht sich auf ein Planetenrädergetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit
einer mit der Eingangswelle verbundenen Doppelkupplung, deren Abtriebsteile jeweils
mit einer ersten und zweiten Zwischenwelle verbunden sind, die konzentrisch zueinander
angeordnet sind, mit einer Bremse zum Feststellen der zweiten Zwischenwelle, mit
einem ersten auf der zweiten Zwischenwelle sitzenden Sonnenrad, mit einem zweiten
mit der Abtriebswelle gekuppelten Sonnenrad, dessen Durchmesser von dem des ersten
Sonnenrades verschieden ist, mit einem auf der ersten Zwischenwelle sitzenden Planetenräderträger,
wobei erste und zweite Planetenräder im Planetenräderträger auf einer gemeinsamen
Welle sitzen und mit den Sonnenrädern kämmen, und mit einer Freilaufvorrichtung,
die eine Rückdrahung des Planetenräderträgers verhindert. Gegenüber einem bekannten
Getriebe dieser Gattung wird ein weiteres Übersetzungsverhältnis dadurch erreicht,
daß ein um die Abtriebswelle drehbares Ringrad mit dem ersten Planetenrad kämmen
und durch eine Kupplung mit der Abtriebswelle gekuppelt werden kann. Dabei kann
das zweite Sonnenrad von der Abtriebswelle entkuppelt und der Schnellgang dadurch
eingeschaltet werden, daß die zweite Zwischenwelle von der Eingangswelle gelöst
und durch die Bremse festgestellt wird.
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Eine Weiterentwicklung des Erfindungsgedankens besteht noch darin,
daß die Kupplung zum Kuppeln des Ringrades mit der Abtriebswelle und zum Entkuppeln
des zweiten Sonnenrades von der Abtriebswelle eine Klauenwechselkupplung sein kann.
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Schließlich kann der Gegenstand gemäß der Erfindung noch eine Bremse
aufweisen, durch die das Ringrad gegen Drehung feststellbar ist.
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Die Erfindung soll nunmehr ausführlicher an Hand der sie beispielsweise
wiedergebenden Zeichnung erläutert werden, und zwar zeigt Fig. 1 das erfindungsgemäße
Übersetzungsgetriebe in schaubildlicher Darstellung, während Fig. 2 das Übersetzungsgetriebe
in größerer Ausführlichkeit und in Längsschnittdarstellung wiedergibt.
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In Fig. 2 sind verschiedene Lager, Bolzen usw. gezeigt, deren Funktion
offenbar ist und deren genaue Ausbildung für das Verständnis der Erfindung keine
ausschlaggebende Bedeutung hat. Diese Bauteile sollen daher nicht weiter behandelt
werden.
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Die fluchtenden Antriebs- und Abtriebswellen sind jeweils mit 1 und
2 bezeichnet. Ein relativ feststehendes Gehäuse ist mit 3 bezeichnet.
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Die Doppelkupplung 4, die an der Eingangswelle 1 sitzt, hat die Abtriebswelle
5 und 6. Sie ist eine Magnetpulverkupplung bekannter Art, wobei der elektrische
Strom für ihre Erregerwicklungen 25 und 26 über die Schleifringe 27 zugeführt wird.
Der Abtriebsteil 5 sitzt auf der ersten Zwischenwelle 7, die fluchtend mit den Wellen
1 und 2 angeordnet ist und sich konzentrisch durch die hohle zweite Zwischenwelle
8 hindurch erstreckt, deren eines Ende am Abtriebsteil 6 befestigt ist, während
ihr anderes Ende ein erstes Sonnenrad 9 trägt. Eine Bremse 10 ist an der Zwischenwelle
8 vorgesehen und kann am Gehäuse 3 vermittels üblicher Bandbremsen 28 festgestellt
werden.
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Ein zweites Sonnenrad 11 sitzt auf dem einen Ende einer dritten Zwischenwelle
21, die größer im Durchmesser als das Sonnenrad 9 ist. Die Welle 21 fluchtet mit
den Wellen 1 und 2. Ein Planetenräderträger 12 sitzt an dem einen Ende der Welle
7, wobei er über das Sonnenrad 9 hinausragt und als Lager für gleichartige kurze
Wellen 13 dient, von denen jede ein erstes Planetenrad 14 trägt, das mit dem Sonnenrad
9 kämmt, sowie ein zweites Planetenrad 15, das mit dem Sonnenrad 11 kämmt.
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Eine Freilaufvorrichtung 20 sitzt zwischen dem Planetenräderträger
12 und dem Gehäuse 3 und ist in solcher Weise ausgebildet, daß sie sich frei dreht,
wenn sich die Welle in ihrer normalen Richtung dreht und die Kupplung5 eingerückt
ist. Der Planetenträger 12 kann am Gehäuse 3 durch eine Sperre 29 verriegelt werden,
die in einen gezahnten Ring 30 eingreifen kann, der am Träger 12 sitzt. Ein Ringrad
16 ist konzentrisch zum Sonnenrad 9 und in der gleichen Ebene mit diesem vorgesehen
und kämmt mit den Planetenrädern 14. Es wird von einer Hohlwelle 17 gehalten, die
die dritte Zwischenwelle 21 umgibt.
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Die Welle 17 trägt eine Bremse 19 in der Form eines Zylinders, der
das Ringrad 16 umgibt, wobei es jedoch in Fig. 1 zwecks Verdeutlichung verschoben
dargestellt ist.
Die Bremse 19 kann am Gehäuse 3 durch die üblichen
Bremsbänder 31 festgestellt werden.
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Die Abtriebswelle 2 kann entweder mit der dritten Zwischenwelle 21
oder mit der Hohlwelle 17 vermittels einer Klauenwechselkupplung 18 verbunden werden.
Die Kupplung 18 weist eine gleitbare Buchse 32 auf, die zwei Sätze von Innenzähnen
33 und 34, voneinander über einen Spalt 35 geschieden, aufweist. Die Zähne 34 sind
in dauernder Wirkverbindung mit den Keilen 36, die an der Welle 2 angeformt sind.
In der einen Stellung greift die Buchse 32 (Fig. 2) in die Zähne 37 ein, die am
Ende der Welle 21 angeformt sind.
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In der anderen Stellung der Buchse 32 ist die Verbindung der Zähne
34 mit den Zähnen 37 gelöst, während die Zähne 33 mit den Zähnen 38 zusammenwirken,
die am Ende der Hohlwelle 17 angeformt sind, wobei dann die Buchse 32 nach rechts
relativ zu der Stellung, die in Fig. 2 angedeutet ist, verschoben ist. Die Buchse
32 ist mit einer ringförmigen Außennut 39 versehen, die mit dem einen Ende eines
unter Federspannung stehenden angelenkten Winkelhebels 40 in Eingriffsverbindung
steht, dessen anderes Ende mit dem Tauchanker 41 eines Topfmagneten 42 in Verbindung
steht. Wenn der Topfmagnet nicht erregt ist, hat die Buchse 32 die in Fig. 2 gezeigte
Stellung, während sie sich nach rechts bewegt, wenn der Topfmagnet erregt wird.
Die Zähne 33 und 38 kommen in Eingriff.
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Die verschiedenen Übersetzungsverhältnisse des Getriebes werden dadurch
eingeschaltet, daß die Erregung der Wicklungen 25 und 26, die Bremsbänder 28 und
31 und die Stellung der Sperre 29 sowie die Erregung des Topfmagneten 42 in entsprechender
Weise gesteuert werden. Diese Steuervorgänge können durch beliebige Steuermittel
entweder von Hand oder selbsttätig durchgeführt werden.
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Zweckmäßige Zähnezahlen für die verschiedenen Räder bzw. Zahnräder,
welche alle die gleiche Zahnteilung bzw. den gleichen Modul haben, sind die folgenden:
| Sonnenrad 9 ................. 24 Zähne |
| Planetenrad 14 ................ 39 Zähne |
| Ringrad 16 ................... 102 Zähne |
| Sonnenrad 11 ................. 42 Zähne |
| Planetenrad 15 ................ 21 Zähne |
Die entsprechenden Übersetzungsverhältnisse (d. h., das Verhältnis der Drehzahl
der Welle 1 zur Drehzahl der Welle 2) können dann der folgenden Tabelle entnommen
werden
| Kupplungen und Bremsen |
| Übersetzungs- Bezugszeichen |
| verhältnis |
| (zu 1) 5 6 10 18 19 20 29 |
| 1. Gang................................ 3,25 D E D 21 D gesperrt
D |
| 2. Gang................................ 2,28 D E D 21 E frei
D |
| 3. Gang................................ 1,45 E D E 21 D
frei D |
| Direktgang ............................ 1,00 E E D 21
D frei D |
| Schnellgang ............................ 0,81 E D E 17 D
frei D |
| Rückwärtsgang ......................... 4,25 D E D 17 D gesperrt
E |
wo »E« und »D« jeweils die in Betracht kommende Kupplung oder Bremse als eingerückt
oder ausgerückt kennzeichnen. Soweit die Klauenwechselkupplung 18 in Betracht kommt,
zeigen die Bezugszeichen »21«, »17«; an, ob die Welle 2 mit der Welle 21 oder 17
gekuppelt ist.
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Es ist auch erwünscht, das Drehmoment zu untersuchen, das durch jede
Kupplung oder Bremse hervorgerufen wird, wenn sie betätigt wird. Die verschiedenen
Drehmomente können der folgenden Tabelle entnommen werden, die unter der Annahme
eines 100 % Wirkungsgrades und der weiteren Unterstellung, daß das der Welle 1 übermittelte
Drehmoment gleich 1 ist, aufgestellt wurde:
| 5 6 10 18 19 20 |
| 1. Gang ............................. - +1,0 - - - -2,25 |
| 2. Gang ............ . ................ - +1,0 - - -1,28 - |
| 3. Gang ...... . ................ . ..... +1,0 - -0,45 - -
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| Direktgang .......................... +0,692 +0,308 - - - - |
| Schnellgang .......................... +1 - +0,19 - - - |