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Dokumentenidentifikation DE102004060217B4 28.06.2007
Titel Handschalt-Planetengetriebe mit Synchronisierkupplungen und -bremsen
Anmelder General Motors Corp., Detroit, Mich., US
Erfinder Haka, Raymond J., Brighton, Mich., US;
Stevenson, Paul D., Ann Arbor, Mich., US;
Armstrong, Douglas C., Novi, Mich., US
Vertreter Manitz, Finsterwald & Partner GbR, 80336 München
DE-Anmeldedatum 14.12.2004
DE-Aktenzeichen 102004060217
Offenlegungstag 21.07.2005
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 28.06.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 28.06.2007
IPC-Hauptklasse F16D 23/04(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse F16D 23/06(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   

Beschreibung[de]

Diese Erfindung betrifft Getriebe mit Synchronisierkupplungen, und insbesondere eine Planetengetriebe, das Synchronisiermechanismen verwendet, um die erforderlichen Drehmomentverbindungen bereitzustellen.

Kraftfahrzeug-Handschaltgetriebe wenden Drehmomentübertragungsmechanismen mit Synchroneinrichtungen an, um die Drehmomentwege von einer Antriebswelle eines Getriebes zu einer Abtriebswelle des Getriebes herzustellen. Handschaltgetriebe sind im Allgemeinen Getriebe mit Vorgelegewelle, wobei eines der Zahnräder für den ersten Gang auf einer Haupt- oder zentralen Welle angeordnet ist, und das andere Zahnrad für den ersten Gang, das mit dem erstgenannten Zahnrad des ersten Ganges kämmt, an einer parallel zu der Hauptwelle liegenden Vorgelegewelle gelagert ist. Die Gangzahnräder kämmen derart, dass mehrere Übersetzungsverhältnisse zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle hergestellt werden können, wobei der Kraftfluss durch die Hauptwelle und die Vorgelegewelle verläuft.

Es werden mehrere Synchronisierkupplungen an einer der Wellen angewandt, um ein Verbinden und Trennen von einem der Sätze von Gangzahnrädern mit dieser zuzulassen. Wenn das Gangzahnrad mit der Welle verbunden ist, übertragen die zugehörigen Zahnräder zwischen der zentralen Welle und der Vorgelegewelle Drehmoment und Drehzahl zwischen den Wellen und auf die Abtriebswelle. Jeder Satz von Gangzahnrädern weist eine Synchronisierkupplung auf, die eine Vorrichtung zum Steuern der herankommenden Übersetzungsstufe ist, um eine Synchronisation zwischen dem Zahnradelement und der Welle, an dem es drehbar montiert ist, zuzulassen. Synchroneinrichtungen sind bekannte Vorrichtungen und wenden im Allgemeinen einen Synchronring an, der nicht zulässt, dass zwei Abschnitte der Synchroneinrichtung in Eingriff gelangen, bis eine gemeinsame Drehzahl zwischen den beiden Elementen erreicht ist. Eines der Synchronisierelemente ist mit einem Antrieb für das Zahnrad verbunden, und die anderen Elemente sind mit dem Zahnrad selbst verbunden. Derartige Synchroneinrichtungen sind beispielsweise aus der DE 33 30 303 A1 sowie aus der EP 1 096 165 A1 bekannt.

Die externe oder äußere Hülse der Synchroneinrichtung gleitet in den Synchronring, der mit einer Reibungseinrichtung in Eingriff gelangt, um das herankommende Zahnrad auf Drehzahl zu bringen, und verhindert einen Abschluss des Schaltvorganges, bis die Drehzahlsynchronisation hergestellt ist. Die Reibungsvorrichtung ist im Allgemeinen eine Kegelkupplung, die an einer Kegelfläche an dem herankommenden Element anschlägt. Die Hülse erzwingt einen Eingriff der Kegelkupplung mit der Kegelfläche, um eine Drehzahlsynchronisation dazwischen herzustellen. Wenn die konischen Elemente synchronisiert sind, tritt die Hülse durch den Synchronring und gelangt mit einem kerbverzahnten Element in Eingriff, das mit einem der Gangzahnräder in Antriebsverbindung steht.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Synchronisieranordnung für ein Lastschaltgetriebe, das Planetenradsätze umfasst, bereitzustellen.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst die Synchronisieranordnung einen Drehmomentübertragungsmechanismus mit Synchroneinrichtung, der nacheinander angeordnet ein Antriebselement und zwei auf jeder Seite von diesem angeordnete Abtriebselemente aufweist.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung weist der Drehmomentübertragungsmechanismus mit Synchroneinrichtung ein Paar Schaltmuffen auf.

Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine der Schaltmuffen an dem Außenumfang des Drehmomentübertragungsmechanismus mit Synchroneinrichtung angeordnet, und die andere Schaltmuffe ist an dem Innenumfang des Drehmomentübertragungsmechanismus mit Synchroneinrichtung angeordnet.

Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird jede der Schaltmuffen durch separate Schaltmechanismen betätigt.

Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung weist der Drehmomentübertragungsmechanismus mit Synchroneinrichtung zwei Abtriebselemente auf, die jeweils einen verzahnten Abschnitt umfassen.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist einer der verzahnten Abschnitte mit dem Außenumfang der Schaltmuffe ausgerichtet, und der andere der verzahnten Abschnitte ist mit dem Innenumfang der Schaltmuffe ausgerichtet.

Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist der Drehmomentübertragungsmechanismus mit Synchroneinrichtung zwei Synchronringe auf, von denen jeder eine Kegelkupplung anwendet, wobei einer der Synchronringe mit der äußeren Schaltmuffe ausgerichtet ist und der andere der Synchronringe einen verzahnten Abschnitt aufweist, der mit der inneren Schaltmuffe ausgerichtet ist.

Zeichnungskurzbeschreibung

Die einzige Zeichnungsfigur ist eine Querschnittsansicht eines Antriebsstrangs, der ein Handschalt-Planetengetriebe aufweist, das die vorliegende Erfindung umfasst.

Der in der Zeichnung gezeigte Antriebsstrang umfasst einen herkömmlichen Verbrennungsmotor 10, eine herkömmliche, selektiv in Eingriff bringbare Reibungskupplung 12, ein Lastschaltgetriebe 14 und einen herkömmlichen Achsantriebsmechanismus 16. Der Achsantriebsmechanismus 16 ist, wie es allgemein bekannt ist, mit einem Paar Antriebsrädern für ein Fahrzeug, nicht gezeigt, verbunden.

Das Getriebe 14 weist eine Antriebswelle 18 auf, die mit der Kupplung 12 verbunden ist und zulässt, dass Leistung von dem Motor 10 auf die Welle 18 übertragen werden kann. Wenn die Kupplung 12 ausgerückt ist, gibt es keine Leistungsübertragung. Bekanntlich wird die Kupplung 12 während des Schaltens ausgerückt sein. Das Getriebe 14 umfasst zwei Planetenradsätze 20 und 22, drei Drehmomentübertragungs-Synchroneinrichtungen 24, 26 und 28 und eine Abtriebswelle 30. Die Abtriebswelle 30 steht mit dem Achsantriebsmechanismus 16 in Antriebsverbindung.

Der Planetenradsatz 20 umfasst ein Sonnenrad 32, ein Hohlrad 34 und eine Planetenträgeranordnung 36. Die Planetenträgeranordnung 36 umfasst mehrere Planetenräder 38, die an einem Planetenträger 40 drehbar montiert und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 32 als auch dem Hohlrad 34 angeordnet sind.

Der Planetenradsatz 22 umfasst ein Sonnenrad 42, ein Hohlrad 44 und eine Planetenträgeranordnung 46. Die Planetenträgeranordnung 46 umfasst mehrere Planetenräder 48, die in Kämmung mit mehreren Planetenrädern 49 angeordnet sind. Beide Planetenräder 48 und 49 sind an einem Planetenträger 50 drehbar angeordnet. Das Planetenrad 48 kämmt mit dem Hohlrad 44, und das Planetenrad 49 kämmt mit dem Sonnenrad 42. Der Planetenradsatz 20 ist ein einfacher Planetenradsatz, der häufig Planetengetriebe mit einzelnen Planetenrädern genannt wird, und der Planetenradsatz 22 ist ein zusammengesetzter Planetenradsatz, der häufig Planetengetriebe mit doppelten Planetenrädern genannt wird.

Die Antriebswelle 18 umfasst eine Nabe 52, die an einem zentralen Abschnitt oder einer Nabe 54 der Drehmomentübertragungs-Synchroneinrichtung 24 befestigt ist. In dem zentralen Nabenabschnitt 54 ist ein Satz Arretiermechanismen 56 und 58 angeordnet, die mit jeweiligen Arretiernuten 60 und 62 in Eingriff stehen, die in jeweiligen Schiebe- oder Schaltmuffen 64 und 66 ausgebildet sind. Der Schaltmuffe 64 ist ein Schaltmechanismus 68 zugeordnet, und der Schaltmuffe 66 ist ein Schaltmechanismus 70 zugeordnet.

Der Schaltmechanismus 68 weist Lagerelemente 72 und 74 auf. Das Lagerelement 72 ist zwischen der Schaltmuffe 64 und mehreren Schaltfingern 76 angeordnet. Die Schaltfinger 76 erstrecken sich durch Öffnungen in einer Nabe 78. Das Lagerelement 74 ist zwischen den Schaltfingern 76 und einer Nabe 80 angeordnet, die Fingerverlängerungen 82 aufweist, mit denen ein Schalthebel 84 in Eingriff steht. Die Finger 82 erstrecken sich durch einen Abschnitt des Getriebekastens oder -gehäuses 86, und somit sind die Nabe 80 und die Fingerverlängerungen 82 feststehend, während die Finger 76 frei sind, mit der Nabe 78 zu rotieren, und der innere Abschnitt des Lagers 72 frei ist, mit der Schaltmuffe 64 zu rotieren.

Ein Lager 88 ist zwischen der Schaltmuffe 66 und einer Nabe 90 angeordnet, die mehrere Fingerelemente 92 umfasst, die sich durch den Getriebekasten 86 erstrecken und durch einen Schalthebel 94 betätigt werden. Der Abschnitt des Lagers 88, der in der Nabe 90 in Eingriff steht, ist natürlich feststehend, da er durch das Gehäuse 86 kontrolliert wird, und der äußere Abschnitt des Lagers 88 ist frei, mit der Schaltmuffe 66 zu rotieren.

Wie es zuvor erwähnt wurde, ist die Schaltmuffe 64 an der Nabe 52 befestigt und somit mit der Antriebswelle 18 drehbar. Die Nabe 78 ist an einer Nabe 96 befestigt, die einen verzahnten Abschnitt 98 umfasst. Zwischen der Nabe 96 und der Schaltmuffe 66 sind eine Kegelkupplung 100 und ein Synchronring 102 angeordnet. Die Kegelkupplung 100 weist eine konische Reibfläche 104 auf, die eingerichtet ist, mit einer konischen Fläche 106 an der Nabe 96 in Eingriff zu gelangen.

Die Schaltmuffe 66 weist mehrere Zähne 108 auf, die mit Zähnen an dem Synchronring 102, der Kegelkupplung 100 und dem verzahnten Abschnitt 98 ausrichtbar sind. Wenn es erwünscht ist, die Nabe 78 mit der Antriebswelle 18 in Eingriff zu bringen, wird die Schaltmuffe 66 durch den Schalthebel 94 nach links betätigt, bis die Schaltmuffe 66 mit dem Synchronring 102 in Eingriff gelangt, der die konischen Flächen 104 und 106 in Eingriff drängt, wodurch die Drehzahl der Nabe 76 bis zu einer Drehzahlsynchronisation mit der Antriebswelle 18 gesteuert wird. Wenn die Drehzahlen gleich sind, wird der Synchronring 102 zulassen, dass die Schaltmuffe 66 fortfährt, sich nach links zu bewegen, so dass die Zähne 108 mit den Zähnen 98 in Eingriff gelangen, wodurch der Schaltvorgang abgeschlossen wird und ein Drehmomentweg von der Antriebswelle 18 zur Nabe 78 bereitgestellt wird. Die Nabe 78 ist mit einem Gehäuse 109 verbunden, das wiederum mit dem Sonnenrad 42 verbunden ist. Wenn die Schaltmuffe 66 mit der Nabe 96 in Eingriff steht, wird somit das Sonnenrad 42 in Übereinstimmung mit der Antriebswelle 18 rotieren.

Die Schaltmuffe 64 weist mehrere Zähne 110 auf, die mit mehreren Zähnen 112 an einem Synchronring 113 und auch mit mehreren Zähnen 114, die an einer Kegelkupplung 116 angeordnet sind, und mehreren Zähnen 118, die an einer Nabe 120 angeordnet sind, ausrichtbar sind. Wenn die Schaltmuffe 66 durch den Schalthebel 84 nach rechts bewegt wird, wird die Schaltmuffe 64 mit den Synchronringzähnen 112 in Eingriff gelangen, wodurch die Kegelkupplung 116 in Eingriff mit einem konischen Abschnitt 122, der an der Nabe 120 ausgebildet ist, gedrängt wird. Dies wird bewirken, dass die Drehzahl der Nabe 120 zunimmt, bis sie gleich der Drehzahl der Antriebswelle 18 ist, wobei zu diesem Zeitpunkt zugelassen wird, dass die Schaltmuffe 64 durch den Synchronring 113, die Zähne 114 und in Kämmung mit den Zähnen 118 gelangt.

Die Nabe 120 ist mit einer Nabe 124 verbunden, die mit einer Welle 126 in Antriebsverbindung steht. Die Welle 126 ist mit einer zentralen Nabe 128 der Drehmomentübertragungs-Synchroneinrichtung 28 verbunden. Die Nabe 128 weist einen Hülsenabschnitt 130 auf, der mit einem Gehäuse 132 in Antriebsverbindung steht, das mit dem Hohlrad 44 des Planetenradsatzes 22 in Antriebsverbindung steht. Somit rotieren die Welle 126, die Nabe 128 und das Hohlrad 44 in Übereinstimmung.

Die Nabe 128 trägt eine Schaltmuffe 134, die mehrere Zähne 136 und eine Arretieröffnung 138 umfasst, die eingerichtet ist, mit einem Arretiermechanismus 140 zusammenzuwirken, um die Schaltmuffe 134 zentral auf der Nabe 128 zu positionieren. Die Muffe 134 weist eine Nut 142 auf, in der ein Traglager oder Steuerlager 144 angeordnet ist. Der äußere Abschnitt des Lagers 144 ist an mehreren Fingerelementen 146 befestigt, die sich durch eine Nabe 148 erstrecken und mit einem Lagerelement 150 in Eingriff stehen. Ein Abschnitt des Lagerelementes 150 ist mit mehreren Fingern 152 verbunden, mit denen ein Schalthebel 154 in Eingriff steht. Der Schalthebel 154 kann betätigt werden, um die Schaltmuffe 134 aus der in der Zeichnungsfigur gezeigten zentralen Stellung nach links und nach rechts zu bewegen.

Die Drehmomentübertragungs-Synchroneinrichtung 28 umfasst zwei Kegelkupplungen 156 und 158, zwei Synchronringe 160, 162 und zwei Abtriebsnaben 164 und 166. Die Schaltmuffe 134 gelangt, wenn sie nach rechts bewegt wird, mit Zähnen an dem Synchronring 160 in Eingriff, um zu bewirken, dass die Kegelkupplung 156 mit der Nabe 164 in Eingriff gelangt, wodurch eine Synchronisationsdrehzahl zwischen der Nabe 128 und der Nabe 164 bewirkt wird. Die Nabe 164 ist mit der Abtriebswelle 30 des Getriebes und auch mit dem Hohlrad 34 des Planetenradsatzes 20 verbunden. Wenn die Drehmomentübertragungs-Synchroneinrichtung 28 in der rechten Stellung in Eingriff steht, sind deshalb die Welle 126 und das Hohlrad 44 mit der Abtriebswelle 30 verbunden.

Wenn die Schaltmuffe 134 durch den Schalthebel 154 nach links bewegt wird, gelangt die Schaltmuffe 134 mit einem Synchronring 168 in Eingriff, der bewirkt, dass die Kegelkupplung 158 mit der Nabe 166 in Eingriff gelangt, wodurch eine synchrone Drehzahl zwischen der Nabe 128 und der Nabe 166 geschaffen wird. Wenn die synchrone Drehzahl erreicht worden ist, wird die Schaltmuffe 134 in Eingriff mit mehreren Zähnen an der Nabe 166 bewegt. Die Nabe 166 ist mit einer kreisringförmigen Scheibe 170 verbunden, die mit einem Gehäuse 172 verbunden ist, das wiederum an dem Planetenträger 40 des Planetenradsatzes 20 befestigt ist. Wenn die Schaltmuffe 134 nach links bewegt ist, steht somit die Welle 126mit dem Planetenträger 40 der Planetenträgeranordnung 36 in Antriebsverbindung.

Die Drehmomentübertragungs-Synchroneinrichtung 26 umfasst eine zentrale Nabe 174, die an dem Getriebegehäuse 86 befestigt ist. In der zentralen Nabe 174 ist auch ein Arretiermechanismus 176 angeordnet, der mit einem Arretierschlitz 178 in Eingriff steht, der in einer Schaltmuffe 180 ausgebildet ist. Die Drehmomentübertragungs-Synchroneinrichtung 26 umfasst auch ein Paar Kegelkupplungen 182 und 184 und ein Paar Synchronringe 186 und 188. Die Schaltmuffe 180 wird durch den Schalthebel 190 betätigt.

Wenn der Schalthebel 190 die Schaltmuffe 180 nach rechts bewegt, drängt der Synchronring 186 die Kegelkupplung 182 in Eingriff mit einer Nabe 192, was bewirken wird, dass die Nabe 192 mit der Null-Drehzahl mit der zentralen Nabe 174 synchron wird, bis das Schalten abgeschlossen ist. Die Nabe 192 ist an dem Planetenträger 40 des Planetenradsatzes 20 befestigt. Wenn die Synchroneinrichtung 26 mit der Nabe 192 in Eingriff steht, werden somit der Planetenträger 40, die Nabe 192, die Scheibe 170 und die Nabe 166 feststehend gehalten.

Wenn der Schalthebel 190 die Schaltmuffe 180 nach links bewegt, bewirkt der Synchronring 188, dass die Kegelkupplung 184 mit einer Nabe 194 in Eingriff gelangt. Wenn die Nabe 194 und die Nabe 174 synchronisiert sind, ist der Schaltvorgang der Muffe 180 abgeschlossen. Die Nabe 194 weist einen Hülsenabschnitt 196 auf, der mit sowohl dem Sonnenrad 32 des Planetenradsatzes 20 als auch mit dem Planetenträger 50 des Planetenradsatzes 22 in Eingriff steht. Wenn die Schaltmuffe 180 mit der Nabe 194 in Eingriff steht, werden sowohl das Sonnenrad 32 als auch der Planetenträger 50 feststehend gehalten.

Die Drehmomentübertragungs-Synchroneinrichtungen 26 und 28 sind im Wesentlichen normale oder herkömmliche Synchroneinrichtungen, indem die Schaltmuffen 180 bzw. 134 sich an dem Außenumfang des Synchronisiermechanismus befinden und nach rechts bewegbar sind, um eine Drehzahlkombination zu steuern, und links bewegbar sind, um die andere Drehzahlkombination zu steuern.

Die Drehmomentübertragungs-Synchronisieranordnung 24 unterscheidet sich jedoch wesentlich. Die Drehmomentübertragungssynchroneinrichtung 24 weist die äußere Schaltmuffe 64 auf, die eine Antriebsverbindung zwischen der Antriebswelle 18 und der Welle 126 und eine zentrale Position, in der kein Antriebszustand auftritt, herstellt. Die Drehmomentübertragungs-Synchroneinrichtung 24 weist auch die innere Schaltmuffe 66 auf, die betätigt werden kann, um einen Eingriff zwischen der Antriebswelle 18 und der Nabe 96 bereitzustellen. Die Schaltmuffe 66 weist auch einen neutralen Zustand auf, wie es gezeigt ist. Somit können alle diese Drehmomentübertragungs-Synchroneinrichtungen 24, 26 und 28 in einen neutralen Zustand gebracht werden. Jedoch kann die Drehmomentübertragungs-Synchronisieranordnung 24 derart betätigt werden, dass die äußere Schaltmuffe 64 mit der Nabe 120 in Eingriff gelangt und gleichzeitig die innere Schaltmuffe 66 mit der Nabe 96 in Eingriff gelangt. Somit können gleichzeitig sowohl die Welle 126 als auch die Nabe 124 durch die Antriebswelle 18 angetrieben werden.

Es ist anzumerken, dass mit diesem Eingriff das Sonnenrad 42 und das Hohlrad 44 des Planetenradsatzes 20 in Übereinstimmung mit der Antriebswelle 18 rotieren, und somit der Planetenradsatz 22 sich in einem Zustand befindet, der als 1:1- oder Überbrückungszustand bekannt ist. Es ist anzumerken, dass, wenn dies auftritt, auch das Sonnenrad 32 in Übereinstimmung mit der Antriebswelle 18 rotieren wird, da das Sonnenrad 32 mit dem Planetenträger 50 in Antriebsverbindung steht.

Es ist eine weitere Antriebswellen-Antriebsverbindung festzustellen. Das heißt, die zentrale Nabe 128 der Drehmomentübertragungs-Synchroneinrichtung 28 wird auch in Übereinstimmung mit der Antriebswelle 18 rotieren. Wenn beide Schaltmuffen 66 und 64 in ihren Antriebszuständen in Eingriff stehen, steht somit die Synchroneinrichtung oder Schaltmuffe 34 mit der Nabe 164 in Eingriff, und die Antriebswelle 18 und die Abtriebswelle 30 werden in Übereinstimmung rotieren. Dies wäre ein direkter Antrieb für das Getriebe 14.

Die Drehmomentübertragungs-Synchroneinrichtungen 24, 26 und 28 können betätigt werden, um sechs Vorwärts-Drehzahlverhältnisse und ein Rückwärts-Drehzahlverhältnis zwischen der Antriebswelle 18 und der Abtriebswelle 30 herzustellen.

Um das Rückwärts-Drehzahlverhältnis herzustellen, wird die Drehmomentübertragungs-Synchroneinrichtung 24 in der rechten Stellung in Eingriff gebracht, die Synchroneinrichtung 24 wird in der linken Stellung in Eingriff gebracht, und die Synchroneinrichtung 26 wird in der rechten Stellung in Eingriff gebracht. In diesem Zustand wird das Sonnenrad 32 mit der Antriebsdrehzahl angetrieben, der Planetenträger 40 wird feststehend gehalten, und das Hohlrad 34 und somit die Abtriebswelle 30 rotieren in entgegengesetzter Richtung zur Antriebswelle 18.

Um das erste Vorwärts-Drehzahlverhältnis herzustellen, befindet sich die Drehmomentübertragungs-Synchroneinrichtung 28 in der rechten Stellung, die Drehmomentübertragungs-Synchroneinrichtung 24 befindet sich in der rechten Stellung, und die Drehmomentübertragungs-Synchroneinrichtung 26 befindet sich ebenfalls in der rechten Stellung. In diesem Zustand wird das Sonnenrad 42 durch die Antriebswelle 18 vorwärts angetrieben, das Hohlrad 44 reagiert an der Abtriebswelle 30, indem bewirkt wird, dass der Planetenträger 50 rückwärts zusammen mit dem Sonnenrad 32 rotiert. Die Rückwärtsdrehung des Sonnenrades 32 bewirkt eine Vorwärtsdrehung des Hohlrades 34 und somit der Abtriebswelle 30. Die erste Übersetzungsverhältnisstufe ist ein Reduktionsantrieb.

Das zweite Vorwärts-Drehzahlverhältnis wird mit dem Eingriff der Drehmomentübertragungs-Synchroneinrichtung 28 in der linken Stellung, der Drehmomentübertragungs-Synchroneinrichtung 24 in der rechten Stellung, und der Drehmomentübertragungs-Synchroneinrichtung 26 in der rechten Stellung hergestellt. In diesem Zustand wird das Sonnenrad 42 mit der Antriebswelle 18 vorwärts angetrieben, und das Hohlrad 44 und der Planetenträger 40 werden feststehend gehalten, so dass der Planetenträger 50 entgegengesetzt zu der Antriebswelle 18 ebenso wie das Sonnenrad 32 angetrieben wird, was zu einer Vorwärtsdrehung des Hohlrades 34 und somit der Abtriebswelle 30 führt. Es ist anzumerken, dass der Unterschied zwischen dem ersten und dem zweiten Vorwärts-Drehzahlverhältnis die Tatsache ist, dass das Hohlrad 44 ein feststehendes Reaktionselement anstelle eines rotierenden Elementes ist.

Um das dritte Vorwärts-Drehzahlverhältnis herzustellen, befindet sich die Drehmomentübertragungs-Synchroneinrichtung 28 in der rechten Stellung, die Drehmomentübertragungs-Synchroneinrichtung 24 bleibt in der linken Stellung, und die Drehmomentübertragungs-Synchroneinrichtung 26 befindet sich in der rechten Stellung. In diesem Zustand wird das Sonnenrad 42 in Übereinstimmung mit der Antriebswelle 18 rotiert, und das Hohlrad 44 wird mit einem reduzierten Übersetzungsverhältnis vorwärts rotiert, und die Abtriebswelle 30 wird über die Drehmomentübertragungs-Synchroneinrichtung 28 ebenfalls mit einer reduzierten Drehzahl rotiert.

Um das vierte Vorwärts-Drehzahlverhältnis herzustellen, wird die Drehmomentübertragungs-Synchroneinrichtung 28 in eine Stellung nach links betätigt, die Drehmomentübertragungs-Synchroneinrichtung 24 bleibt in der linken Stellung, und die Drehmomentübertragungs-Synchroneinrichtung 26 befindet sich in der linken Stellung. Während des vierten Vorwärts-Drehzahlverhältnisses wird das Sonnenrad 42 vorwärts rotiert, der Planetenträger 50 und das Sonnenrad 32 sind feststehend, so dass Hohlrad 44 und der Planetenträger 40, der damit über die Drehmomentübertragungs-Synchroneinrichtung 28 verbunden ist, mit einem reduzierten Übersetzungsverhältnis vorwärts rotieren, und das Hohlrad 34 wird ebenso wie die Abtriebswelle 30 vorwärts angetrieben. Es ist anzumerken, dass der Planetenradsatz 22 ein Vorwärts-Übersetzungsverhältnis ins Langsame bereitstellt, während der Planetenradsatz 20 ein Vorwärts-Übersetzungsverhältnis ins Schnelle bereitstellt. Somit weist der vierte Gang ein höheres Drehzahlverhältnis als der dritte Gang auf.

Das fünfte Vorwärts-Drehzahlverhältnis wird mit der Drehmomentübertragungs-Synchroneinrichtung 28 in der linken Stellung, und der Drehmomentübertragungs-Synchroneinrichtung 24 in sowohl der linken als auch der rechten Stellung hergestellt. In diesem Zustand wird durch die Planetenradsätze 20 und 22 ein 1:1-Antrieb bereitgestellt.

Das sechste Vorwärts-Drehzahlverhältnis wird mit der Drehmomentübertragungs-Synchroneinrichtung 28 in der linken Stellung, der Drehmomentübertragungs-Synchroneinrichtung 24 in der rechten Stellung, und der Drehmomentübertragungs-Synchroneinrichtung 26 in der linken Stellung hergestellt. Während des sechsten Vorwärts-Drehzahlverhältnisses wird der Planetenträger 40 mit der Drehzahl der Antriebswelle 18 vorwärts angetrieben, das Sonnenrad 32 wird durch die Drehmomentübertragungs-Synchroneinrichtung 26 feststehend gehalten, und das Hohlrad 34 und somit die Abtriebswelle 30 rotieren mit einem Übersetzungsverhältnis ins Schnelle vorwärts. Die Drehmomentübertragungs-Synchroneinrichtung 28 und die Drehmomentübertragungs-Synchroneinrichtung 24 wirken zusammen, um den Eingangsantrieb von der Antriebswelle 18 zu dem Planetenträger 40 bereitzustellen.

Die selektiv einrückbare Kupplung 12 wird natürlich während eines jeden Gangwechsels gelöst, da diese keine Hochschaltvorgänge oder Herunterschaltvorgänge mit voller Leistung sind. Der einzigartige Aufbau der Drehmomentübertragungs-Synchroneinrichtung 24 lässt zu, dass die Steuerung des Planetenradsatzes 22 über den Planetenradsatz ein 1:1-Antriebsverhältnis herstellen kann.

Zusammengefasst umfasst ein Handschalt-Planetenlastschaltgetriebe zwei Planetenradsätze und drei Drehmomentübertragungs-Synchronisieranordnungen. Zwei der Synchronisieranordnungen erlauben die individuelle Steuerung von einem Zahnradelement der Planetenradsätze. Die dritte Synchroneinrichtung erlaubt die individuelle oder gleichzeitige Steuerung von zwei Planetenradelementen. Die drei Synchronisieranordnungen können in Kombinationen von dreien betätigt werden, um sechs Vorwärts-Drehzahlverhältnisse und ein Rückwärts-Drehzahlverhältnis in den Planetenradsätzen bereitzustellen.


Anspruch[de]
Synchronisieranordnung, umfassend:

ein zentrales Antriebselement (54),

eine äußere Abtriebseinheit (66, 100), die verschiebbar ist, um selektiv das zentrale Antriebselement (54) mit einem ersten Abtriebsmittel (78, 109) zu koppeln,

eine innere Abtriebseinheit (64, 116), die verschiebbar ist, um selektiv das zentrale Antriebselement (54) mit einem zweiten Abtriebsmittel (124, 126) zu koppeln, und

ein erstes der äußeren Abtriebseinheit (66, 100) zugeordnetes Verschiebungsmittel (70) sowie ein zweites der inneren Abtriebseinheit (64, 116) zugeordnetes Verschiebungsmittel (68), um die inneren und äußeren Abtriebseinheiten (64, 116; 66, 100) unabhängig zu verschieben und somit drei Eingriffskombinationen für die Synchronisieranordnung bereitzustellen.
Synchronisieranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Verschiebungsmittel (70, 68) betreibbar sind, um das zentrale Antriebselement (54) mit sowohl der inneren als auch der äußeren Abtriebseinheit (64, 116; 66, 100) gleichzeitig zu verbinden. Synchronisieranordnung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

dass die äußere Abtriebseinheit (66, 100) ein Abtriebselement (100) mit einer äußeren konischen Reibfläche umfasst (104), die mit einem ersten Element (96) koppelbar ist, das eine innere konische Reibfläche (106) aufweist und an dem zentralen Antriebselement (54) drehbar angeordnet ist, und

dass die innere Abtriebseinheit (64, 116) ein inneres Abtriebselement (116) mit einer inneren konischen Reibfläche umfasst, die mit einem zweiten Element (120) koppelbar ist, das eine äußere konische Reibfläche (122) aufweist und an dem zentralen Antriebselement (54) drehbar angebracht ist.






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