DE1177892B

DE1177892B - Planetenraederwechselgetriebe mit einem hydrodynamischen Drehmomentwandler

Info

Publication number: DE1177892B
Application number: DEW22720A
Authority: DE
Inventors: Axel Charles Wickman
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1957-02-07
Filing date: 1958-02-05
Publication date: 1964-09-10

Description

Planetenräderwechselgetriebe mit einem hydrodynamischen Drehmomentwandler Die Erfindung bezieht sich auf ein Planetenräderwechselgetriebe mit einem hydrodynamischen Drehmomentwandler, der ein feststehendes Gehäuse und hintereinander in Strömungsrichtung liegend ein Pumpenrad, zwei zueinander drehbare Turbinenräder und ein über eine Freilaufkupplung mit dem Gehäuse verbundenes Leitrad hat, wobei die Turbinenräder mit zwei Sonnenrädern eines Planetenrädergetriebes verbunden sind und die Verbindung des einen Turbinenrades mit seinem Sonnenrad über eine Freilaufkupplung erfolgt.
Derartige Wechselgetriebe ermöglichen über einen genügend großen Bereich eine stufenlose Änderung der Übersetzung. Nachteilig ist jedoch bei bekannten Getrieben dieser Art ihre große axiale Baulänge, die insbesondere bei Verwendung der Getriebe als Kraftfahrzeuggetriebe gewisse Schwierigkeiten bereitet. Die Erfindung bezweckt, die axiale Baulänge zu verkürzen und einen einfachen Aufbau zu erzielen. Hierdurch werden günstigere Einbauverhältnisse und geringeres Gewicht erreicht.
Die Erfindung besteht darin, daß die Sonnenräder in an sich bekannter Weise Teile eines einzigen Planetenrädergetriebes sind und durch ein Teil bildende Planetenräder miteinander verbunden sind und außerdem über weitere ein Teil bildende Planetenräder mit einem dritten, durch eine Bremse festbremsbaren Sonnenrad verbunden sind und daß alle Planetenräder in einem starr mit der Ausgangswelle des Getriebes verbundenen Planetenräderträger gelagert sind. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist mit dem Leitrad des hydrodynamischen Drehmomentwandlers ein durch eine Druckfeder belasteter Arm verbunden, der bei Drehen des Leitrades ein Ventil betätigt, das eine dem einen Sonnenrad zugeordnete Bremse und eine die Ausgangswelle des Getriebes mit dessen Eingangswelle verbindende Kupplung steuert.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. In dieser ist F i g. 1 ein Längsschnitt durch ein Planetenräderwechselgetriebe mit einem hydrodynamischen Drehmomentwandler nach der Erfindung und F i g. 2 ein Querschnitt durch eine zusätzliche Einrichtung des Getriebes.
Das in F i g. 1 dargestellte Getriebe besteht aus einem hydrodynamischen Drehmomentwandler und einem Planetenräderwecbselgetriebe. Der hydrodynamische Drehmomentwandler hat ein Pumpenrad i, zwei hintereinanderliegende Turbinenräder t1 und t2 und ein Leitrad r, die in Strömungsrichtung der Arbeitsflüssigkeit hintereinander liegen und von einem festen Gehäuse umschlossen sind. Das Pumpenrad i ist mit seiner Nabe auf einer hohlen Achse 2 gelagert, die an dem Gehäuse h befestigt ist. Die Nabe des ersten Turbinenrades t1 ist über eine Freilaufkupplung c2 mit einer Hohlwelle 3 und die Nabe des zweiten Turbinenrades t2 mit einer die Hohlwelle 3 umgebenden Hohlwelle 4 verbunden. Zwischen den beiden Turbinenrädern ist eine Freilaufkupplung cl vorgesehen. Das Leitrad r ist über eine Freilaufkupplung c mit der hohlen Achse 2 verbunden.
Am hinteren Ende der Hohlwelle 3 sitzt ein Sonnenrad s1, während das hintere Ende der Hohlwelle 4 zu einem Sonnenrad s2 ausgebildet ist, das größeren Durchmesser als das Sonnenrad s1 hat. Auf der Hohlwelle 4 ist eine Hohlwelle 5 gelagert, die ein drittes Sonnenrad s3 trägt und über eine Bremse an einem Gehäuse h' des Platnetenräderwechselgetriebes festbremsbar ist. Die Sonnenräder s1 und s2 kämmen mit einteiligen Doppelplanetenrädern p1, p2, die in einem Planetenräderträger 8 gelagert sind. In diesem sind weitere Doppelplanetenräder p3, p4 gelagert, von denen das eine, p3, mit dem Planetenrad p1 des ersten Doppelplanetenrades und das andere, p4, mit dem dritten Sonnenrad s3 kämmt. In abgewandelter Weise könnte das Planetenrad p3 auch mit dem Planetenrad p2 kämmen oder beide Planetenräder p1 und p2 mit einem besonderen dritten Planetenrad kämmen, das seinerseits mit dem Planetenrad p4 kämmt.
Der Planetenradträger 8 ist mit einer Ausgangswelle 7 des Getriebes verbunden, die mit einer nach vorn gerichteten, in der Hohlwelle 3 gelagerten Welle 10 verbunden ist. Das Planetenrad p4 kämmt ferner mit einem frei laufenden Ringrad a, das zur Erzielung des Rückwärtsganges durch eine Bremse 9 an dem Gehäuse h' des Planetenräderwechselgetriebes festbremsbar ist, wenn das dritte Sonnenrad s3 frei umlaufen kann, die Bremse 6 also gelöst ist. Die Bremsen 6 und 9 können in beliebiger an sich bekannter Weise, z. B. hydraulisch, betätigt werden.
Ferner kann ein mit dem Planetenrad p3 kämmendes Ringrad a' vorgesehen sein, das durch eine Bremse an dem Gehäuse h' des Planetenräderwechselgetriebes festbremsbar ist, um einen zusätzlichen Langsamgang zu erzielen.
Der Antrieb erfolgt von einer motorgetriebenen Welle 13 auf das Pumpenrad i des hydrodynamischen Drehmomentwandlers, der durch Kuppeln der motorgetriebenen Welle 13 mit der Welle 10 kurzgeschlossen werden kann. Hierzu dient eine auf der Welle 10 axial verschiebliche Kupplungsscheibe 11, die gegen einen Flansch 12 an einer Verlängerung der Pumpenradhülle durch eine Druckplatte 14 bewegbar ist. Diese ist durch Zapfen 15 mit der Verlängerung der Pumpenradhülle verbunden und trägt einen Kolben 16, der in einem Zylinder 17 gleitet. Bei Druckmittelzufuhr zum Zylinder 17 wird über die Kupplungsscheibe 11 die Welle 10 unmittelbar vom Motor angetrieben.
Beim Anfahren wird das Drehmoment zunächst über das erste Turbinenrad t1 auf das erste Sonnenrad s1 übertragen, wobei das zweite Turbinenrad t2 in Gleicher Richtung, jedoch mit kleinerer Drehzahl, umläuft, da die Freilaufkupplung c1 dies gestattet. Das Übersetzungsverhältnis wird dann durch das erste Sonnenrad s1 und das dritte Sonnenrad s3 bzw. durch das erste Sonnenrad s1 und das zweite Ringrad a1 bestimmt. Bei zunehmender Drehzahl kommt das zweite Turbinenrad t2 zur Wirkung, wobei das erste Sonnenrad s1 in gleicher Richtung mit größerer Drehzahl als das zweite Sonnenrad s2 umläuft und das erste Turbinenrad t1 überholt. Das Übersetzungsverhältnis wird dann durch das zweite Sonnenrad s2 und das dritte Sonnenrad s,, bzw. das zweite Sonnenrad s2 und das zweite Ringrad a1 bestimmt. Bei weiterer Drehzahlsteigerung erreicht der hydrodynamische Drehmomentwandler den Kupplungszustand, bei dem Glas Leitrad r in Vorwärtsrichtung zu drehen beginnt, so daß dann im Drehmomentwandler ein Übersetzungsverhältnis von im wesentlichen 1 : 1 besteht. In diesem Betriebszustand kann (las dritte Sonnenrad s3 oder das zweite Ringrad a1 freiegeben werden, um den hydrodynamischen Drehmomentwendler durch Betätigting der Kupplung 11 kurzzuschließen.
Der Rückwärtsgang wird durch Festbremsen des ersten Ringrades a erreicht.
Im Rahmen der Erfindung sind Abwandlungen möglich. So kann der hydrodynamische Drehmomentwandler mit drei Turbinenrädern ausgerüstet sein, die über Freilaufkupplungen mit je einem Sonnenrad verbunden sind. In diesem Falle sind dreigliedrige Planetenräder im Planetenrädergetriebe vorzusehen, von denen der erste Satz mit diesen drei Sonnenrädern kämmt.
Eine weitere Abwandlung besteht darin, daß das erste Ringrad a, das festgehalten den Rückwärtsgang bewirkt, in Fortfall kommt. Statt dessen trägt die aus baulichen Gründen unterteilte Hohlwelle 4, die das zweite Turbinenrad t2 mit dem zweiten Sonnenrad s2 verbindet, einen Bremskranz, der an dem Gehäuse h' des Planetenräderwechselgetriebes festbremsbar ist, um durch Festhalten des zweiten Sonnenrades s2 den Rückwärtsgang zu bewirken.
Eine weitere Abwandlung ist in F i g. 2 dargestellt. Die hohle Achse 2 ist in diesem Falle drehbar im Gehäuse h des hydrodynamischen Drehmomentwandlers gelagert und trägt einen Arm 22, dessen freies Ende auf eine Druckfeder 23 einwirkt. Auf der der Feder gegenüberliegenden Seite ist ein Ventil 24 vorgesehen, das die das dritte Sonnenrad s3 steuernde Bremse 6 betätigt. Solange das Leitrad r belastet ist, schwingt der Arm 22 im Sinne des Zusammendrückens der Feder 23. Sobald die Kraft der Feder 23 überwiegt, wird das Ventil 24 betätigt und bewirkt das Lösen der Kupplung 6 und das Einrücken der Kupplung 11, die die Welle 10 mit der Motorwelle verbindet.

Claims

Patentansprüche: 1. Planetenräderwechselgetriebe mit einem hydrodynamischen Drehmomentwandler, der ein feststehendes Gehäuse und hintereinander in Strömungsrichtung liegend ein Pumpenrad, zwei zueinander drehbare Turbinenräder und ein über eine Freilaufkupplung mit dem Gehäuse verbundenes Leitrad hat, wobei die Turbinenräder mit zwei Sonnenrädern eines Planetenrädergetriebes verbunden sind und die Verbindung des einen Turbinenrades mit seinem Sonnenrad über eine Freilaufkupplung erfolgt, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Sonnenräder (s1, s2) in an sich bekannter Weise Teile eines einzigen Planetenrädergetriebes sind und durch ein Teil bildende Planetenräder (p1, p2) miteinander verbunden sind und außerdem über weitere ein Teil bildende Planetenräder (p3, p4) mit einem dritten, durch eine Bremse (6) festbremsbaren Sonnenrad (s3) verbunden sind und daß alle Planetenräder in einem starr mit der Ausgangswelle (7) des Getriebes verbundenen Planetenräderträger (8) gelagert sind.
2. Planetenräderwechselgetriebe reit einem hydrodynamischen Drehmomentwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Leitrad (r) des hydrodynamischen Drehmomentwandlers (f) ein durch eine Druckfeder (23) belnsteter Arm verbunden ist, der bei Drehen des Leitrades ein Ventil (24) betätigt, das eine dem einen Sonnenrad (s3) zugeordnete Bremse (6) und eine die Ausgangswelle (7) des Getriebes mit deren Eingangswelle (13) verbindende Kupplung (Il) Steuert. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 673 83l. 87!) 362; deutsche Auslegeschrift G 6089 XII;`471i (bekanntgemacht am 16. 2. 1956): französische Patentschrift Nr. 925 529; britische Patentschriften Nr. 726 697, 764 0i)0; USA.-Patentschriften Nr. 2 -29S 797, 2 577 413, 2 584 965, 2 598 501. _' 762 238.