DE1069002B - Wechselgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft ein Wechselgetriebe, insbesotudsse ivx KtaftiahtteVige, mit «.vasW- hydcaaU-schen Drehmomentwandler und einem ihm nachgeschalteten Planetenradgetriebe, dessen Planetenradträger über eine Zwischenwelle mit dem Turbinenrad des Drehmomentwandlers und dessen äußeres Ringrad mit der Abtriebwelle verbunden ist, während dessen inneres Sonnenrad über eine Freilaufkupplung mit dem Leitrad des Drehmomentwandlefs verbunden und durch eine Schaltbremse abbremsbar ist.

Die Aufgabe der Erfindung ist die Scliaffung eines zweistufigen, automatisch arbeitenden Getriebes, welches besonders einfach aufgebaut ist, einen zweiten Getriebegang aufweist und in hervorragender Weise eine Motorbremsung ermöglicht.

Zur Lösung der vorgenannten Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß das Sonnenrad außerdem durch eine Schaltkupplung mit dem Pumpenrad des Drehmomentwandlers zu verbinden ist. Das auf diese Weise geschaffene Getriebe paßt sich äußerst günstig den Anforderungen beim Überholen an.

Um das Fahrzeug motorisch abzubremsen, kann beim Getriebe gemäß der Erfindung entweder die Schaltkupplung oder die Schaltbremse angezogen werden.

Um ein besonders wirkungsvolles Motorbremsen zu erreichen, kann das Wechselgetriebe, dessen Turbinenrad durch eine weitere Schaltbrenise abbremsbar ist, so ausgebildet sein, daß die weitere Schaltbremse gemeinsam mit der Schaltkupplung zu bedienen ist. Auf diese Weise erfolgt die Fahrzeugbremsung über den Drehmomentwandler, indem man dessen Turbinenrad festsetzt.

Ein besonderer Vorteil des Getriebe^ gemäß der Erfindung besteht auch noch darin, daß mittels der Schaltkupplung, welche das Sonnenrad des Planetengetriebes mit der Antriebswelle verbindet, zwei parallele Kraftübertragungspfade für den hohen Getriebegang entstehen. Solche zweipfadigen Kraftübertragungen sind an sich bekannt, doch gibt die Erfindung die Möglichkeit, die erwähnte Wirkung in besonders einfacher Weise zu erreichen.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel in einem axialen Schnitt.

Das in der Zeichnung dargestellte Getriebe besteht aus einer Antriebswelle 10, einer Abtriebwelle 11, «.met Zw\scissxv"w«.U& VL, «.«Ära Vyjsit?i\!Ai«&fia Di^ivmomentwandler 13, einem Planetenradgetriebe 14, einer Schaltkupplung 15 sowie zwei Schaltbremsen 16 und 17.

Der hydraulische Drehmomentwandler 13 besteht aus einem Gehäuse 18, welches mit der Antriebswelle 10 verbunden ist und von dieser angetrieben wird. Ferner enthält der Drehmomentwandler 13 ein Wechselgetriebe,
insbesondere für Kraftfahrzeuge

Anmelder:

Borg-Warner Corporation,
Chicago, 111. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. H. Negendank, Patentanwalt,
Hamburg 36, Neuer Wall 41

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 11. Juni 1956

Richard L. Smirl, La Grange Park, 111.,
und Miczyslaw J. Waclawek, Chicago, 111. (V. St. Α.), sind als Erfinder genannt worden

Pumpenrad 19, dessen hohles Gehäuse einen Teil des Wandlergehäuses 18 bildet oder fest mit diesem verbunden ist. Das Pumpenrad 19 ist mit Schaufeln 20 ausgerüstet, die mit Abstand innerhalb des Gehäuses befestigt sind. Das Turbinenrad 21 des Drehmomentwandlers enthält Schaufeln 22, welche fest mit einem äußeren Gehäuse 23 verbunden sind. Ein Leitrad 24 des Drehmomentwandlers weist Schaufeln 25 auf, die fest an einem äußeren Gehäuse 26 angebracht sind.

Das Pumpenrad 19 ist mit einem Hülsenteil 27 und das Turbinenrad 21 mit einer Zwischenwelle 12 verbunden, auf die es aufgekeilt ist. Eine in einer Richtung wirkende Freilaufkupplung 28 ist zwischen dem Leitrad 24 und einer Hohlwelle 29 vorgesehen. Die Freilaufkupplung 28 kann in üblicher Weise ausgebildet sein und eine nach innen gerichtete zylindrische Lauffläche 30 aufweisen, die einen Teil des äußeren Gehäuses 26 des Leitrades 24 bildet. Eine nach außen gerichtete zylindrische Lauffläche 31 der Freilaufkupplung kann als Teil der Hohlwelle 29 ausgebildet sein. Zwischen den Laufflächen 30 und 31 sind kippbar -SptMStiiskt ZZ <vMgiax.<iBgk, <&Lt so. «isg^feiWs-t sind, daß sie an den Laufflächen 30 und 31 angreifen und ein Verdrehen des Leitrades 24 in der Gegenrichtung verhindern können. Unter Gegenrichtung wird die Richtung verstanden, die der Richtung, in der die Welle 10 vom Fahrzeugmotor angetrieben wird, entgegengerichtet ist, unter der Voraussetzung, daß die Hohlwelle 29 festgehalten wird und

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die Sperrstücke 32 gegenüber der Hohlwelle 29 so kippen, daß das Leitrad 24 freigegeben wird und sich frei in der Vorwärtsrichtung dreht.

Drehmomentwandler 13 ist in üblicher Weise aufgebaut und innerhalb seines Gehäuses 18 mit einem Strömungsmittel angefüllt. Das Turbinenrad 2t wird anfänglich gegenüber dem von der Antriebswelle 10 zugeführten Drehmoment mit vergrößertem Drehmoment angetrieben, wobei das Leitrad 24 das Gegendrehmoment aufnimmt, um dieses vergrößerte Drehmoment zu erzeugen. Während dieses Betriebes wird das Rückwärtsdreheh des Leitrades 24 durch den Freilauf 28 verhindert. Das Leitrad 24 wird auf der Hohlwelle 29 festgehalten. Nach Erreichen einer zuvor festgelegten Drehzahl des Turbinenrades 21 wechselt die am Leitrad 24 auftretende Reaktion von der Gegenrichtung zur Vorwärtsrichtung, so d^ß das LeVtTaa iiei m άετ YoTVartSTicVftraig mnYätift, &>■ durch diese Drehung die Sperrstücke 32 der Freilaufkupplung 28 umkippen und den Freilauf ermöglichen. Anschließend arbeitet der Drehmomentwandler 13 als einfache zweiteilige Strömungskupplung, Das Turbinenrad 21 wird bei einem solchen Betrieb mit dem gleichen Drehmoment angetrieben, welches auch der Antriebswelle 10 zugeführt wird.

Das Planetenradgetriebe 14 besteht aus einem Ringrad 33, welches mit der Abtriebwelle 11 verbunden ist, einem auf der Hohlwelle 29 angeordneten Sonnenrad 34, Planetenrädern 35, welche mit dem Ringrad 33 im Eingriff stehen, Planetenrädem 36, welche mit dem Sonnenrad 34 und auch jeweils mit einem der Planetenräder 35 im Eingriff stehen» sowie einem Planetenradträger 37 für die Planetenräder 35 und 36. Der Planetenradträger 37 ist mit Lagerbolzen 38 versehen, auf welchen die Planetenräder 35 und 36 drehbar gelagert sind. An seinem äußeren Umfang und an seiner linken Stirnseite ist der Planetenradträger als Hohltrommel 39 ausgebildet. Im übrigen ist der Planetenradträger 37 fest mit der Welle 12 verbunden. '

Die Schaltkupplung 15 besteht aus einer Mehrzahl von Kupplungsscheiben 40, welche fest mit der Hohlwelle 27 verbunden sind. 'Die Kupplungsscheiben 40 sind zwischen einer stirnseitigen Druckplatte 41, einer Kupplungsplatte 42 und einem Ringkolben 43 angeordnet. Die Teile 41, 42 und 43 sind mit einer Gleitfeder in einer Trommel 44 axial verschiebbar gelagert. Der Ringkolben 43 ist axial verschiebbar in einem ringförmigen Zylinder 45 des Trommelgehäuses 44 gelagert und hat die Aufgabe, die Scheiben 40 sowie die Platten 41 und 42 zusammenzudrücken und zu einem Reibungseingriff zu bringen.

Die Schaltbremse 16 besteht aus einem Bremsband 46, welches die außen auf dem Gehäuse 44 angebrachte zylindrische Trommelfläche 47 umschließt und diese abbremsen kann. Die Schaltbrefnse 17 weist ein ähnliches Bremsband 48 auf, welches an einer zylindrischen Bremstrommel 49 an der Außenseite der Trommel 39 angreifen kann. Das Afldrükken der Bremsbänder 46 und 48 an die ihnen zugeordneten Trommelflächen kann durch übliche ßremsbetätigungs-Stellmotoren erfolgen, beispielsweise mit VryaTaxAiscVieTi SelatigrnigsvOTTichVcmgen, Oei d«ren der Kolben an einem Ende des Bremsbandes angeschlossen ist.

In Betrieb wird bei dem Getriebe der niedere Vorwärtsgang durch Anziehen der Schaltbremse 16 geschaltet, der hohe Vorwärtsgang durch Einrücken der Schaltkupplung 15 und ein Rückwärtsgang durch Anziehen der Schaltbremse 17.

Der.niedere Vorwärtsgang wird dadurch geschaltet, daß die Schaltbremse 16 ihr Bremsband 46 an die 3remstrommelfläche 47 anlegt. Hierdurch wird das Sonnenrad 34 drehfest gehalten und über die'Hohl-

: 5 welle 29 und die Freilaufkupplung 28 auch ein Rückwärtslaufen des Leitrades 24 verhindert. Der Kraftfluß beim niederen Vorwärtsgang erfolgt von der Antriebswelle 10 ' zum Pumpenrad 19 des Drehmomentwandlers 13, zum Turbinenrad 21, zur Welle 12,

ίο zum Planetenradträger 37, zu den Planetenrädern 35 und 36 sowie über das Ringrad 33 zur Abtriebwelle 11. Da das Planetenradgetriebe 14 ein Doppelritzelgetriebe ist, bei dem zwischen dem Sonnenrad 34 und dem Ringrad 33 jeweils zwei Planetenräder 35 und 36 in Reihe geschaltet sind, werden das Ringrad 33 und die Abtriebwelle 11 mit vergrößertem Drehmoment und verminderter Drehzahl von der WtIVe.-12 2ÄVg«takb«.iV, 'Ktlcive b«.xv.g¹Aih des PViÄ«tefiradgetriebes 14 als Antriebswelle anzusprechen ist.

ao Der Drehmomentwandler 13 sorgt für einen Antrieb seiner Abtriebwelle 12 mit vergrößertem Drehmoment, und das Leitrad 24 wird durch die Freilaufkupplung 28 sowie durch die Schaltbremse 16 festgehalten, so daß der Antrieb der Welle 11 mit einem vergrößerten Drehmoment erfolgt, welches gleich dem Produkt aus der Drehmomentvervielfachung durch den Drehmomentwandler 13 und der Drehmomentvervielfachung des Planetenradgetriebes 14 ist. Wenn die Drehzahl des Turbinenrades 21 genügend groß geworden ist, werden das Turbinenrad und die Abtriebwelle 12 mit dem gleichen Drehmoment angetrieben wie die Antriebswelle 10, so daß zu diesem Zeitpunkt die Drehmomentenvervielfachung zwischen den Wellen 10 und 11 allein durch das Planetenradgetriebe 14 bewirkt wird.

Das Durchschalten des hohen Vorwärtsganges erfolgt durch das Lösen der Schaltbremse 16 und das Einrücken der Schaltkupplung 15. Beim hohen Vorwärtsgang entstehen zwei Pfade, über die der Kraftfluß von der Antriebswelle 10 zum Planetenradgetriebe 14 erfolgen kann. Der eine dieser Pfade führt von der Antriebswelle 10 über das Pumpenrad 19, das Turbinenrad 21 und die Welle 12 zum Planetenradträger 37. Der zweite Pfad führt von der Antriebswelle 10 über das Drehmomentwandlergehäuse 18, die Hohlwelle 27, die Schaltkupplung 15 und die Hohlwelle 29 zum Sonnenrad 34. Die zwei Pfade werden im Planetenradgetriebe 14 wieder vereinigt. Unter der Annahme, daß der Drehmomentwandler 13 als Strömungskupplung arbeitet, d. h. daß alle Elemente des Drehmomentwandlers im wesentlichen mit gleicher Drehzahl umlaufen, rotieren das Sonnenrad 34 und der Planetenradträger 37 im wesentlichen mit der gleichen Drehzahl. Das Planetenradgetriebe 14 ist effektiv verriegelt, so daß alle Bauelemente des Planetenradgetriebes zusammen umlaufen und das Ringrad 33 und die Abtriebwelle 11 mit der gleichen Drehzahl angetrieben werden wie die Antriebswelle 10.

Der Rückwärtsgang wird dadurch geschaltet, daß man die Schaltbremse 17 anzieht und die Schaltkupplung 15 dagegen ausgekuppelt und die Schaltbremse

16 ge'iöst Vkftt. Yhrrdi das Antiaren ter SuiaVtbrernse

17 greift das Bremsband 48 an der Zylinderfläche 49 an. Hierdurch hält die Schaltbremse 17 das Turbinenrad 21 des Drehmomentwandlers fest, da der Planetenradträger 37, an welchem die Bremsfläche 49 angeordnet ist, mit dem Turbinenrad 21 über die Welle 12 verbunden ist. Wird das Turbinenrad 21 festgehalten und das Pumpenrad 19 von der Welle 10 in

Claims (2)

der Vorwärtsrichtung angetrieben, so wird das Leitrad 24 in entgegengesetzter Richtung angetrieben. Diese Rotation des Leitrades wird über die Freilaufkupplung 28, die nun als Einwegkupplung wirkt, zur Hohlwelle 29, zum Sonnenrad 34, zu den Planetenrädern 35 und 36 sowie über das Ringrad 33 zur Abtriebwelle 11 übertragen. Da der Planetenradträger 37 der Planetenräder 35 und 36, wie vorbeschrieben, festgehalten wird, übt die Schaltbremse zwei Funktionen aus; denn sie hindert einerseits den Planetenradträger 37 und das Turbinenrad 21 an einer Rotation, andererseits nimmt sie das Reaktionsmoment sowohl vom Planetenradträger 37 als auch vom Turbinenrad 21 auf. Da das Planetenradgetriebe 14 mit Doppelritzeln ausgebildet ist, werden das Ringrad 33 und damit auch die Abtriebwelle 11 mit vergrößertem Drehmoment und verminderter Drehzahl gegenüber der ffohiweiie 29 angetrieben, weiche unter diesen Bedingungen als Antriebswelle für das Getriebe 14 anzusprechen ist und, wie zuvor erläutert, vom Leitrad 24 in der Gegenrichtung angetrieben wird. Das Abbremsen des Fahrzeuges mit Hilfe des Fahrzeugmotors ist sowohl beim niederen als auch beim hohen Vorwärtsgang bei angezogener Schaltbremse 16 bzw. bei eingerückter Schaltkupplung 15 möglich, da diese beiden Gänge in beiden Antriebsrichtungen wirksam sind. Eine erhöhte Bremswirkung bei Vorwärtsfahrt läßt sich durch ein gleichzeitiges Einrücken der Schaltkupplung 15 und Anziehen der Schaltbremse 17 bewirken. Wie zuvor beschrieben, kuppelt die Schaltkupplung 15 im eingerückten Zustand das Sonnenrad 34 mit der Antriebswelle 10. Durch das Anziehen der Schaltbremse 17 werden das Turbinenrad 21 und der Planetenradträger 37 festgehalten. Wenn das Turbinenrad 21 festgehalten wird, verzögert es erheblich den Umlauf des Pumpenrades 19 durch das im Drehmomentwandler 13 enthaltene Strömungsmittel. Wenn der Planetenradträger 37 mit der Schaltbremse 17 festgehalten wird, wirkt er als Reaktionselement für das Planetenradgetriebe 14, so daß die Abtriebwelle das Sonnenrad 34, die Hohlwelle 27, das Pumpenrad 19, das Drehmomentwandlergehäuse sowie die Antriebswelle 10 treibt und damit auch den Fahrzeugmotor. Der Fahrzeugmotor hat eine Drehzahl, die etwa dreimal so groß ist wie die Drehzahl der Abtriebwelle 11. Auf diese Weise werden der Fahrzeugmotor und das Strömungsmittel des Drehmomentwandlers zum Abbremsen des Fahrzeuges verwendet. Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß ein verbessertes Getriebe geschaffen worden ist, ίο bei welchem im hohen Gang ein über zwei Pfade erfolgender Kraftfluß dafür sorgt, daß einerseits der gewünschte Puffereffekt des Drehmomentwandlers und andererseits die erwünschte direkte Verbindung zwischen treibender und angetriebener Welle entsteht. Das verbesserte Getriebe hat auch noch den Vorteil, daß es eine günstigere Auswahl des Übersetzungsverhältnisses durch die spezielle Art der Fahrzeugabbremsung ermöglicht. ao Patentansprüche·.

1. Wechselgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem hydraulischen Drehmomentwandler und einem ihm nachgeschalteten Planetenradgetriebe, dessen Planetenradträger über eine Zwischenwelle mit dem Turbinenrad des Drehmomentwandlers und dessen äußeres Ringrad mit der Abtriebwelle verbunden ist, während dessen inneres Sonnenrad über eine Freilaufkupplung mit dem Leitrad des Drehmomentwandlers verbunden und durch eine Schaltbremse abbremsbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Sonnenrad (34) außerdem durch eine Schaltkupplung (15) mit dem Pumpenrad (19) des Drehmomentwandlers zu verbinden ist.

2. Wechselgetriebe nach Anspruch 1, dessen Turbinenrad durch eine weitere Schaltbremse abbremsbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Schaltbremse (17) gemeinsam mit der Schaltkupplung (15) zu bedienen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 925 388;
USA.-Patentschriften Nr. 2 456 328, 2 612 791.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen