DE1102571B

DE1102571B - Getriebe, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE1102571B
Application number: DEZ6619A
Authority: DE
Inventors: Otto Schwab
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1958-04-24
Filing date: 1958-04-24
Publication date: 1961-03-16
Also published as: CH382571A; BE578005A

Description

Getriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung betrifft ein Getriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem hydrodynamischen Drehmomentenwandler und einem diesem nachgeschalteten Umlaufrädergetriebe, dessen als Hohlwellen ausgebildete Getriebewellen auf der koaxial zur Antriebswelle angeordneten Abtriebswelle des Umlaufrädergetriebes gelagert sind, wobei das Umlaufrädergetriebe für direkten Antrieb überbrückt werden kann.
Von einem solchen Getriebe wird ein weiches Anfahren aus dem Stillstand und ein stoßfreier Gangwechsel ohne Zugkraftunterbrechung gefordert.
Es ist ein mehrgängiges Wechselgetriebe für Kraftfahrzeuge bekannt, bei dem der zweite und dritte Gang je durch eine in beiden Richtungen mitnehmende Kupplung und zugleich durch eine nur in Vorwärtsrichtung mitnehmende Überholkupplung elektromagnetisch schaltbar sind. Ein elektrisches Schaltglied versorgt entweder die in beiden Richtungen mitnehmende Kupplung und die Überholkupplung des gleichen Ganges oder während des Gangwechsels die Überholkupplung dieses Ganges und die in beiden Richtungen mitnehmende Kupplung des nächsthöheren Ganges mit Strom, so daß beim Gangwechsel eine Kupplung des nächsten Ganges eingeschaltet wird, während die Überholkupplung des zuletzt benutzten Ganges noch eingeschaltet ist bzw. bei einem Schalten des nächstniederen Ganges eingerückt wird. Dadurch wird ein Gangwechsel ohne Zugkraftunterbrechung erreicht. Beim Anfahren und beim Gangwechsel muß jedoch eine einzige Kupplung das volle Antriebsdrehmoment übertragen.
Es ist ferner bekannt, einen hydrodynamischen Drehinomentenwandler mit einem ein- oder mehrstufigen Umlaufrädergetriebe zu vereinigen. In einem bekannten zweistufigen Getriebe dieserArt wird das Abstützinoment im untersten Gang durch ein einziges Bremsband aufgenommen. Dieses hat also beim Anfahren ein Mehrfaches des größten Motormomentes aufzunehmen und muß entsprechend groß bemessen sein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die aufgezeigten Mängel zu beseitigen und ein Getriebe zu schaffen, bei dem die zur Aufnahme des größten Motormomentes vorgesehenen Bremsen kleine Abmessungen aufweisen.
Die Erfindung besteht darin, daß für jede Übersetzungsstufe einesUmlaufrädergetriebes mit vorgeschaltetem hydrodynamischem Drehmomentenwandler in an sich bekannter Weise zwei Reibungsbremsen angeordnet sind, von denen die eine direkt und die andere über einen Freilauf auf die abzustützende Getriebewelle wirkt und die so bemessen sind, daß sie gemeinsam jeweils das volle Antriebsmoment, insbesondere das bei größter positiver Momentenwandlung auftretende Reaktionsmoment der abgestützten Getriebewelle aufnehmen können.
Beide Bremsen brauchen also je nur etwa die Hälfte des maximalen Abstützmomentes aufzunehmen und können entsprechend klein bemessen sein.
Beim Gangwechsel wird das Antriebsmoment in an sich bekannter Weise durch die über den Freilauf wirkende Bremse aufgenommen.
Bei Fahrt mit bremsendem Motor ist die direkt wirkende Kupplung allein imstande, das im Wandler nicht übersetzte Bremsmoment aufzunehmen.
Für ein Getriebe mit Vor- und Rückwärtsfahrt sind nach der Erfindung zwei Umlaufrädersätze mit einem vom Turbinenrad des Drehmomentenwandlers angetriebenen Hohlradkörper und zwei auf die die Sonnenräder tragende Getriebewelle wirkende Reibungsbremsen vorhanden.
Zum Erzielen eines weiteren Getriebeganges sind die Umlaufräder des für den Rückwärtsgang vorgesehenen Umlaufrädersatzes drehfest mit einem weiteren Umlaufrädersatz verbunden, der mit einem zusätzlichen Sonnenrad kämmt, auf dessen Getriebewelle ebenfalls zwei Reibungsbremsen angeordnet sind, von denen die eine fest und die andere über einen Freilauf mit der Getriebewelle verbunden ist.
In den Zeichnungen sind Ausführungsformen des Getriebes nach der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 schematisch ein Getriebe mit Drehmomentenwandler und ein nachgeschaltetes Zweigang-Umlaufrädergetriebe, Fig. 2 schematisch ein ähnliches Getriebe wie Fig. 1, jedoch mit nachgeschaltetem Dreigang-Umlaufrädergetriebe, Fig. 3 ein ähnliches Getriebe wie Fig. 2, jedoch mit einer im Umlaufrädergetriebe angeordneten Überbrückungskupplung.
In Fig. 1 bezeichnet 101 die Motor- bzw. Antriebswelle und 102 die Abtriebswelle. Bei offener Überbrückungskupplung 113 zwischen An- und Abtriebswelle treibt die Antriebswelle 101 das Pumpenrad 106 des hydrodynamischen Drehmomentenw andlers 103 an. Solange imDrehmomentenwandler eine Drehzahldifferenz zwischen Pumpenrad 106 und Turbinenrad 107 besteht, das eingeleitete Drehmoment also positiv übersetzt wird, stützt sich das Leitrad 104 über den Freilauf 105 gegen das Getriebegehäuse ab.
Das Turbinenrad 107 ist auf einer Hohlwelle 108 angeordnet, die auf der Abtriebswelle 102 drehbar gelagert ist. Über die Hohlwelle 108 werden die in einem Hohlradkörper 112 angeordneten Innenzahnkränze 145 und 146 des zweigängigen Umlaufrädergetriebes angetrieben, deren Sonnenräder 147 und 148 auf der hohlen Getriebewelle 124 fest angeordnet sind. Die Innenzahnkränze 145 und 146 können auch zu einem gemeinsamen Innenzahnkranz vereinigt sein. Die hohle Getriebewelle 124 ist ebenfalls auf der Abtriebswelle 102 drehbar gelagert. Sie verbindet die Sonnenräder 147 und 148 mit den Reibungsbremsen 109 und 110. Die Reibscheibe 114 der Reibungsbremse 109 ist mit der hohlen Getriebewelle 124 fest verbunden. Die Reibscheibe 115 der Reibungsbremse 110 stützt sich auf der hohlen Getriebewelle über den Freilauf 127 ab.
Zwischen dem Innenzahnkranz 145 und dem Sonnenrad 147 sind die Umlaufräder 149 angeordnet, deren Steg 141 mit der Abtriebswelle 102 fest verbunden ist. Zwischen dem Innenzahnkranz 146 und dem Sonnenrad 148 sind die Umlaufräder 150 angeordnet, deren Steg 116 zugleich die Reibscheibe zur Reibungsbremse 111 bildet.
Zum Anfahren werden die Reibungsbremsen 109 und 110 geschlossen, die Überbrückungskupplung 113 bleibt offen. Die Abtriebswelle 102 wird über den Drehmomentenwandler 103, die Hohlwelle 108, den Innenzahnkranz 145 und den Steg 151 angetrieben, wobei die hohle Getriebewelle 124 mit den Sonnenrädern 147 und 148 festgehalten ist und der Freilauf 127 infolge des Anfahrwiderstandes in Sperrstellung geht. Es nehmen also beide Reibungsbremsen 109 und 110 an der Kraftübertragung teil. Nach Beschleunigung des Fahrzeuges wird die Reibungsbremse 109 geöffnet und die Überbrückungskupplung 113 geschlossen, so daß die Abtriebswelle 102 unmittelbar mit der Antriebswelle 101 gekuppelt ist. Die hohle Getriebewelle 124 wird dabei über den Steg 151 vorwärts gedreht, und der Freilauf 127 gibt die Reibscheibe 115 infolge erhöhter Drehzahl frei. Während des Umschaltens von der Reibungsbremse 109 auf die Überbrückungskupplung 113 stützt sich das Sonnenrad 147 an der Reibungsbremse 110 ab. Es tritt also keine Zugkraftunterbrechung ein.
Beim Rückschalten auf den Getriebegang, d. h. beim Öffnen der Überbrückungskupplung 113 und Schließen der Reibungsbremse 109, wird bei Fahrt in der Ebene die Antriebs- bzw. Motorwelle 101 durch die schneller umlaufenden Massen des Getriebes beschleunigt, so daß dieser Gangwechsel stoßfrei erfolgt. Der Freilauf 127 bleibt abgehoben, bis dieReibungsbreinse 109 gefaßt hat.
Wird die Fahrgeschwindigkeit im Direktgang verzögert, z. B, bei Bergfahrt, so stützt sich bereits beim Rückschalten auf den Getriebegang die hohle Getriebewelle 124 am Freilauf 127 ab, so daß beim Öffnen der Überbrückungskupplung 113 die Zugkraft nicht unterbrochen wird und nach Schließen der Reibungsbremse 109 beide Reibungsbremsen 109 und 110 an der erhöhten Drehmomentenübertragung auf die Abtriebswelle 102 teilnehmen. Für den Rückwärtsgang ist die Reibungsbremse 111 vorgesehen, deren Reibscheibe 116 zugleich den Steg des zweiten Umlaufrädersatzes 146, 150, 148 bildet.
In Fig. 2 ist der Getriebeaufbau der gleiche wie in Fig. 1, jedoch besitzt das Umlaufrädergetriebe in diesem Fall zwei Vorwärtsgänge. Zu diesem Zweck ist auf der hohlen Getriebewelle 224 noch eine weitere hohle Getriebewelle 258 gelagert, die ein zusätzliches Sonnenrad 253 trägt, das mit den Umlaufrädern 252 kämmt. Diese Umlaufräder sind mit den Umlaufrädern 250 des zweiten Umlaufrädersatzes drehfest verbunden. Über die zwei Reibungsbremsen 254 und 255 ist die hohle Getriebewelle 258 abbremsbar. Die Reibungsbremse 254 ist über ihre Reibscheibe 256 mit der Getriebewelle 258 fest verbunden, und die Reibscheibe 257 zur Reibungsbremse 255 über den Freilauf 259 gegen die Getriebewelle 258 abgestützt. Es kann sowohl mit dem ersten als auch mit dem zweiten Getriebegang über den Drehmomentenwandler angefahren werden. Im ersten Gang sind die Reibungsbremsen 209 und 210 .geschlossen. Beim Aufwärtsschalten in den zweiten Gang wird die Reibungsbremse 209 geöffnet und die Reibungsbremse 254 .geschlossen. Die Umlaufräder 250 stützen sieh jetzt am Sonnenrad 253 ab, und die Getriebewelle 224 wird in Richtung des Hohlradkörpers 212 angetrieben. Im übrigen ist die Wirkungsweise die gleiche wie bei dem Getriebe nach Fig. 1.
Der in Fig.3 gezeigte Getriebeaufbau ist dem in Fig.2 dargestellten ähnlich. Jedoch wird bei dieser Ausführung in allen Gängen die Kraftübertragung über den Drehmomentenwandler geleitet, also auch im Direktgang. Daher ist keine Kupplung zur Überbrükkung des Drehmomentenwandlers 303 angeordnet. Statt dessen ist in dem die Innenzahnkränze 345 und 346 enthaltenden Hohlradkörper 312 die Überbrükkungskupplung 371 angeordnet, deren Reibscheibe 372 mit der Abtriebswelle 302 fest verbunden ist. Im übrigen ist die Wirkungsweise die gleiche wie beim Getriebe nach Fig. 2.
Eine Kupplung mit der gleichen Funktion wie die der Überbrückungskupplung 371 kann in ein Getriebe gemäß Fig. 1 eingebaut werden. Die Überbrückungskupplung 113 fehlt dann. Statt dessen ist eine Kupplung zwischen dem Hohlradkörper 112 und der Abtriebswelle 102 vorhanden, welche das Umlaufrädergetriebe überbrückt. Es werden dann beide Getriebegänge über den Drehmomentenwandler 103 geleitet.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Getriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem hydrodynamischen Drehmomentenwandler und einem diesem nachgeschalteten Umlaufrädergetriebe, dessen als Hohlwellen ausgebildete Getriebewellen auf der koaxial zur Antriebswelle angeordneten Abtriebswelle des Umlaufrädergetriebes gelagert sind, wobei das Umlaufrädergetriebe für direkten Antrieb überbrückt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Übersetzungsstufe des Umlaufrädergetriebes in an sich bekannter Weise zwei Reibungsbremsen angeordnet sind, von denen die eine direkt und die andere über einen Freilauf auf die abzubremsende Getriebewelle wirkt und die so bemessen sind, daß sie gemeinsam das bei größter positiver Momentenwandlung des hydrodynamischen Drehmomentenwandlers auftretende Reaktionsmoment der Getriebewelle (124 biw. 224 bzw. 258) aufnehmen können.
2. Getriebe für Vorwärts- und Rückwärtsfahrt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Umlauf rädersätze (145, 147, 149 und 146, 148, 150) mit einem vom Turbinenrad (107) des Drehmomentenwandlers angetriebenen Hohlradkörper (112) und zwei auf die die Sonnenräder (147 und 148) tragende Getriebewelle (124) wirkende Reibungsbremsen (109 und 110) vorhanden sind.
3. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlaufräder (250) des für den Rückwärtsgang vorgesehenen Umlaufrädersatzes drehfest mit einem weiteren Umlaufrädersatz (252) verbunden sind, der mit einem zusätzlich angeordneten Sonnenrad (253) kämmt, auf dessen Getriebewelle (258) ebenfalls zwei Reibungsbremsen (254 und 255) angeordnet sind, von denen die eine (254) fest und die andere (255) über einen Freilauf (259) mit der Getriebewelle verbunden ist-In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 875 762, 920 830; deutsche Auslegeschriften Nr. 1001 123, 1003 049, 1020 874, D 19640 I1/63 c (bekanntgemacht am 31. 10. 1956) ; österreichische Patentschrift Nr. 177 322; französische Zusatzpatentschrift Nr. 62 974 zum französischen Patent Nr. 1054 399; USA.-Patentschriften Nr. 2 703 500, 2 737 827, 2 745 295, 2 806 388.