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Turbogetriebe, insbesondere zur Kraftübertragung zwisetten Motor Ulnd Treibaellse bei Fahrzeugen.
Die Erfindung betrifft ein Turbogetriebe, insbesondere zur Kraftübertragung zwischen Motor und
Treibachse bei Fahrzeugen, und bezweckt die EiTreichung einer möglichst günstigen Zugkraftkurve.
Bei Fahrzeugantrieben mit der bisher üblichen Anordnung von Turbogetrieben wird ein aus Turbo- wandler und Turbokupplung bestehendes Turbogetriebe zwischen Antriebmasehine und Treibaehse angeordnet. Beim Antrieb von zwei Treibachsen durch eine gemeinsame Antriebsmasehine wird entweder ein beiden Treibachsen gemeinsames Turbogetriebe vorgesehen oder es wird durch zwei unter sich gleiche
Turbogetriebe jede Treibachse einzeln angetrieben.
Diese Antriebe zeigen dieselben charakteristischen in Fig. 1 dargestellten Kennlinien : Kurve Z zeigt den Verlauf der Zugkräfte am Radumfang, Kurve N den Verlauf der an der Sekundärgetriebewelle verfügbaren Leistung und Kurve'/j den Verlauf der Wirkungsgrade in Funktionen der Fahrge- schwindigkeit r. Diese Kurven, insbesondere diejenigen der an der Sekundärseite verfügbare Leistung N, zeigen deutlich die Unvollkommenheit solcher Antriebe, welche in der Nähe des Umsehaltpunktes vom Wandler-zum Kupplungsantrieb in einem Mangel an Leistung besteht, der im praktischen Fahrbetrieb erfahrungsgemäss stark störend empfunden wird.
Man hat versucht, diesen Mangel dadurch zu beheben, dass man für die mittleren Geschwindigkeiten einen zweiten Wandler einführte ; doch befriedigt auch diese Lösung nur wenig. Einmal ist seine Unterbringung im Gesamtgetriebe sehr verwickelt und er selbst teuer und schwer. Dann ist aber auch die durch ihn erreichbare Verbesserung der Zugkraftkurve so geringfügig, dass sie den Aufwand nicht lohnt.
In Fig. 1 ist in den bereits besprochenen Kurven die Abweichung durch die strichpunktierten Linien Z\ ? und 1) 1 gekennzeichnet.
Die Erfindung hilft den bisherigen Mängeln dadurch ab, dass ein weiterer Kupplungskreislauf vorgesehen ist, dessen Einsatz die bei der bisherigen Anordnung vorhandene nachteilige Übergangsstelle zwischen Wandler-und Kupplungsbetrieb überbrückt. Da nun eine einfache Strömungskupplung (ohne festes Leitrad) ihrer Natur nach immer nur eine Sekundärdrehzahl ergeben kann, die annähernd gleich der Primärdrehzahl ist, so ist zwischen dieser Zwischenkupplung und der Abtriebswelle erfindungsgemäss ein Untersetzungsgetriebe vorgesehen, das der Treibachse eine Drehzahl vermittelt, die höher ist als die des Wandlers, aber niedriger als die der Strömungskupplung für die höchsten Fahrgeschwindig- keiten.
Das Untersetzungsverhältnis dieser eingeschobenen Kupplung ist hiebei so gewählt, dass ihr Wirkungsbereich den letzten abfallenden Teil der Leistungskurve des Wandlers und den ersten ansteigenden Teil der Leistungskurve der direkten Strömungskupplung überdeckt, wobei die Leistungskurve dieser Kupplung infolge der günstigen Lage ihres Scheitels im zugehörigen Gesehwindigkeitsbereich die beiden genannten Kurven stark überhöht (siehe N2 in Fig.
2). Die Zugkraft-sowie die Wirkungsgradkurve gestalten sich bei Z2 und' in ähnlicher Weise günstiger, und das Gesamtergebnis ist, dass die Höchst- geschwindigkeit in wesentlich kürzerer Zeit erreicht wird als bisher und vor allem, dass Strecken mit stärkerer Steigung unter Einsatz der Zwischenkupplung mit erheblich grösseren Geschwindigkeiten befahren werden können, als dies mit einem oder auch sogar mit zwei Wandlern bisher möglich war.
Gemäss der Erfindung ergibt sich mit dieser Anordnung folgender praktischer Betrieb : Anfahren mit grossem Anzugsmoment unter Benutzung des Momentenwandlers, daran anschliessend Übergang zum Antrieb über die Kupplung mit der stärkeren Übersetzung ins Langsame für mittlere Geschwindigkeiten und schliesslich Übergang auf den Antrieb über die Kupplung mit der weniger starken Übersetzung ins Langsame für die höheren Geschwindigkeiten bis zur Höchstgeschwindigkeit.
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Die Fig. 3-7 enthalten verschiedene beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes, u. zw. zeigt Fig. 3 die schematische Darstellung einer grundsätzlichen Anordnung, Fig. 4 die schematische Darstellung einer weiteren Anordnung, Fig. 5 eine Anordnung für den Antrieb einer Achse, Fig. 6 eine Anordnung für den Antrieb von zwei Achsen und Fig. 7 eine Abart der Anordnung nach Fig. 6.
Gemäss Fig. 3 sind mit der Welle Al des Antriebsmotors A die Primärteile des Wandlers C und der Kupplungen D\ D2 fest verbunden. In bisher üblicher Weise besteht auch eine feste Verbindung zwischen den Sekundärteilen des Wandlers C und der Kupplung Dl für die mittleren Geschwindigkeiten, die beide gemeinsam über eine Übersetzung ins Langsame F mit der Treibachse B in Verbindung stehen.
Der Sekundärteil der Kupplung D2 ist mit der zur Treibachse B führenden Antriebswelle D3 unmittelbar verbunden, und es kann beispielsweise die Gesamtanordnung so getroffen sein, dass das der Kupplung D nachgeschaltete Übersetzungsgetriebe F zwischen jener und dem Sekundärteil der Kupplung D2 untergebracht ist. Im vorliegenden Fall ist das Übersetzungsgetriebe F beispielsweise als Umlaufgetriebe mit feststehendem Aussenkranz ausgebildet, doch kann an dessen Stelle auch jede beliebige andere zweckmässige Ausführung treten.
Gemäss Fig. 4 ist die Anordnung so getroffen, dass der Wandler C und die Kupplung D2 für die hohen Geschwindigkeiten in der bisher üblichen Weise so angeordnet sind, dass ihre beiden Primärteile auf der treibenden Welle A2 sitzen. Diese erhält ihre Bewegung von dem mit der Antriebsmaschine A verbundenen Zahnrad A3, das in derselben Weise eine zweite Antriebswelle Al antreibt, auf der der Primärteil der Kupplung Du four die mittleren Geschwindigkeiten sitzt. Die Sekundärteile von Wandler C und Kupplung D2 sind über ein Getriebe ?, der Sekundärteil der Kupplung D'ist über ein Getriebe EI mit der Abtriebswelle D3 für die Treibachse B fest verbunden. Dabei ist das Übersetzungsverhältnis
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ruft als E2.
Dieser Drehzahlunterschied an der Treibachse B könnte natürlich auch dadurch erreicht werden, dass man dem Primärteil der Kupplung D'bereits eine geringere Drehzahl gibt als dem Primärteil der Kupplung D2, und es würde sich hiedurch an dem Wesen der Erfindung nichts ändern. Es wird jedoch praktisch sein, beide Kupplungen Dl und D2 mit gleicher Primärdrehzahl anzutreiben, da sie in diesem Fall vollkommen identisch ausgebildet sein können, was die Herstellung des gesamten Getriebes vereinfacht.
Fig. 5 zeigt eine weitere erfindungsgemässe Anwendung des Getriebes, u. zw. für den Antrieb einer einzelnen Treibachse. Die Anordnung ist in ihren Grundzügen dieselbe wie die gemäss Fig. 4, doch ist mit der Antriebswelle Al noch der Primärteil eines weiteren Wandlers C, verbunden, so dass insgesamt zwei Wandler und zwei Kupplungen zur Verfügung stehen. Die beiden Wandler Cl und 02 sind hiebei so ausgelegt, dass sie unter Berücksichtigung der Zahnradübersetzungen jE und E2 bei gleicher Primärdrehzahl gleiche Zugkräfte auf die Treibachse B ergeben, so dass sie während der ersten Periode des Anfahrens beide gleichzeitig in Parallelschaltung zur Kraftübertragung dienen.
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D2, E2 an eine zweite Treibachse gelegt.
Die Arbeitsweise ist hiefür folgende : Für den Anfahrbetrieb werden beide Wandler Cl und 02 gemeinsam betrieben, wobei bei den grossen Zugkräften des Anfahrens in günstiger Weise noch das Reibungsgewicht zweier Treibachsen zur Verfügung steht. Ist der erste Umschaltpunkt mit den Wandlern erreicht, so wird auf diejenige Kupplung D übergegangen, welche die Treibachse Bu mit der niedrigeren Geschwindigkeitsstufe antreibt, wofür bereits das Reibungsgewicht einer einzelnen Treibaehse ausreicht. Ist mit dieser Stufe der zweite Umsehaltpunkt erreicht, so geht man auf die Kupplung D2 über, die mittels des mechanischen Getriebes E2 eine grössere Drehzahl zu erreichen gestattet und kommt damit auf die Höchstgeschwindigkeit des Fahrzeuges.
Fig. 7 endlich zeigt noch eine Ausführung, bei der grundsätzlich dieselbe Anordnung wie bei Fig. 6 getroffen ist. Abweichend ist lediglich, dass zwischen die Antrieb, maschine A und den Primärwellen Al und A2 sowie zwischen die Getriebe Ei und E2 einerseits und die Treibachsen B und B2 anderseits je ein Übersetzungsgetriebe eingesehoben ist. Diese Anordnung gestattet, die Drehzahlen der Turbogetriebe von der Drehzahl der Antriebsmasehine unabhängig zu machen, insbesondere die Turbogetriebe für grössere Drehzahlen auszulegen, wodurch ihre Abmessungen sich verringern.
Für den Umfang der Erfindung ist es belanglos, ob die Turbogetriebe wie in den Fig. 3 und 6 unmittelbar vom Motor aus getrieben sind und ob sie die Treibachsen unmittelbar oder über einfache Getriebe antreiben oder ob, wie in den Fig. 4,5, und 7 dargestellt, zwischen Motor und Turbogetrieben und zwischen Getrieben und Treibachsen mechanische Übersetzungsgetriebe liegen. Wesentlich ist, dass die in der Fig. 2 dargestellten Kennlinien erreicht werden.
Schliesslich können die Getriebe auch, wie in den Fig. 5-7 dargestellt, so ausgebildet sein, dass an geeigneter Stelle des Kraftflusses zwischen den Sekundärteilen der Strömungsgetriebe und den Treibachsen ein Wendegetriebe für die Rückwärtsfahrt eingeschoben ist.