DE1178307B

DE1178307B - Hydrodynamic-mechanical transmission, especially for motor vehicles

Info

Publication number: DE1178307B
Application number: DEZ8434A
Authority: DE
Inventors: Otto Schwab
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1960-12-17
Filing date: 1960-12-17
Publication date: 1964-09-17
Also published as: GB931262A

Description

Hydrodynamisch-mechanisches Getriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung betrifft ein hydrodynamisch-mechanisches Getriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einem hydrodynamischen Dreh= momentenwandler und einem diesem nachgeschalteten, aus zwei Planetenrädersätzen bestehenden Planetenrädergetriebe, dessen Sonnenräder wahlweise über je eine Reibungskupplung mit dem Turbinenrad des hydrodynamischen Drehmomentenwandlers verbindbar sind, und bei dem das Sonnenrad des vorderen Planetenrädersatzes und der gemeinsame Planetenräderträger durch je eine Reibungsbremse abbremsbar sind, während das Ringrad des hinteren Planetenrädersatzes mit der Abtriebswelle verbunden ist.Hydrodynamic-mechanical transmission, in particular for motor vehicles The invention relates to a hydrodynamic-mechanical transmission, in particular for Motor vehicles, consisting of a hydrodynamic torque converter and a this downstream planetary gear train consisting of two planetary gear sets, its sun gears either via a friction clutch with the turbine wheel of the hydrodynamic torque converter can be connected, and in which the sun gear of the front planetary gear set and the common planetary gear carrier through each a friction brake can be braked, while the ring gear of the rear planetary gear set is connected to the output shaft.

Bekannt ist ein Umlaufrädergetriebe, das einem Strömungskreislauf nachgeschaltet ist und das aus zwei Sonnenrädern, zwei Planetenrädersätzen mit gemeinsamen Planetenräderträger und einem mit der Abtriebswelle fest verbundenen Hohlrad besteht, sowie aus mehreren Reibungskupplungen zur Verbindung der verschiedenen Getriebeelemente und aus mehreren Reibungsbremsen zum Abbremsen eines Getriebeelementes als Reaktionsglied. Bei Gangwechsel müssen jedoch die eingeschalteten Kupplungen bzw. Bremsen jeweils abgeschaltet und andere Kupplungen bzw. Bremsen zur Herstellung des nächsthöheren bzw. nächstniederen Ganges eingeschaltet werden. Das bedeutet, daß bei diesem Getriebe während des Gangwechsels die Drehmomentübertragung unterbrochen wird. Außerdem ist die das Strömungsgetriebe überbrückende Kupplung im hinteren Getriebeteil angeordnet, so daß zur Verbindung mit der Antriebswelle eine durch das ganze Getriebe sich erstreckende Verbindungswelle erforderlich ist.An epicyclic gear is known, which has a flow circuit is downstream and that consists of two sun gears, two sets of planet gears with common Planetary gear carrier and a ring gear firmly connected to the output shaft, as well as several friction clutches to connect the various gear elements and a plurality of friction brakes for braking a transmission element as a reaction element. When changing gears, however, the activated clutches or brakes must be used switched off and other clutches or brakes to produce the next higher or the next lower gear can be switched on. That means that with this gear the torque transmission is interrupted during the gear change. Also is the clutch bridging the fluid transmission is arranged in the rear part of the transmission, so that for connection to the drive shaft one extending through the entire transmission Connecting shaft is required.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein selbsttätig schaltendes Kraftfahrzeuggetriebe mit Gangwechsel ohne Zugkraftunterbrechung und ohne Stoß zu schaffen. Außerdem soll das Getriebe ein kleines Bauvolumen, geringe Verluste auch bei hohen Drehzahlen und niedrige Gestehungskosten aufweisen, um die Einführung selbsttätig schaltender Getriebe in die von einer breiten Käuferschicht bevorzugten Fahrzeugklasse zu fördern.The object of the invention is to provide an automatically shifting motor vehicle transmission with gear changes without interruption of tractive effort and without impact. Also should the transmission has a small volume, low losses even at high speeds and have low prime costs to the introduction of automatic switching To promote transmissions in the vehicle class preferred by a broad group of buyers.

Um das Getriebe ohne Zugkraftunterbrechung schalten zu können und um ferner ein kleines Bauvolumen für ein derartiges Getriebe zu erzielen, ist erfindungsgemäß zum Abbremsen des vorderen Sonnenrades eine in an sich bekannter Weise zweiteilige Reibungsbremse angeordnet, die eine fest mit der das vordere Sonnenrad tragenden Hohlwelle verbundene Bremsscheibe und eine über eine Einwegkupplung mit der Hohlwelle verbindbare Bremsscheibe aufweist. Außerdem ist zwischen dem gemeinsamen Planetenräderträger und dem Gehäuse bzw. einem mit dem Gehäuse fest verbundenen Teil eine Einwegkupplung angeordnet.In order to be able to shift the transmission without interrupting the tractive effort and in order to further achieve a small structural volume for such a transmission is according to the invention for braking the front sun gear a two-part in a manner known per se Friction brake arranged, the one fixed to the one carrying the front sun gear Brake disc connected to the hollow shaft and a brake disc connected to the hollow shaft via a one-way clutch having connectable brake disc. In addition, is between the common planet carrier and the housing or a part fixedly connected to the housing, a one-way clutch arranged.

Diese Getriebeanordnung ermöglicht ein selbsttätiges Gangschalten in Verbindung mit einem verhältnismäßig einfachen Schaltgerät. In sämtlichen drei Vorwärtsgängen bleibt die das hintere Sonnenrad mit dem Turbinenrad des Drehmomentenwandlers verbindende Reibungskupplung geschlossen; im übrigen ist bei Gangwechsel jeweils eine Kupplung bzw. Bremse abzuschalten und eine Kupplung bzw. Bremse einzuschalten. Durch die Anordnung von Einwegkupplungen wird in einfacher Weise eine Schaltung ohne Zugkraftunterbrechung beim Aufwärtsschalten erreicht. Beim Rückschalten unter Last wird einfach die Kupplung oder Bremse des bisher geschalteten Ganges geöffnet und der Motor beschleunigt, bis das Reaktionsteil sich über die entsprechende Einwegkupplung am Gehäuse abstützt.This gear arrangement enables automatic gear shifting in connection with a relatively simple switching device. In all three Forward gears remain the rear sun gear with the turbine wheel of the torque converter connecting friction clutch closed; otherwise is when changing gears switch off a clutch or brake and switch on a clutch or brake. The arrangement of one-way clutches creates a circuit in a simple manner reached without interruption of tractive effort when shifting up. When switching back below Load is simply opened the clutch or brake of the previously engaged gear and the motor accelerates until the reaction part is over the corresponding one-way clutch supported on the housing.

Durch die zur Schaltung des Rückwärtsganges fest mit dem Planetenräderträger verbundene Bremsscheibe und durch die fest mit der Hohlwelle des vorderen Sonnenrades verbundene Bremsscheibe wird eine Fahrzeugbremsung in den unteren Vorwärtsgängen ermöglicht. Da bei schiebendem Fahrzeug die angeordneten Einwegkupplungen öffnen, würde ohne diese Bremsen keine Verbindung zwischen den Fahrzeugrädern und dem Motor über das Getriebe bestehen.Due to the switching of the reverse gear firmly to the planetary gear carrier connected brake disc and through the fixed to the hollow shaft of the front sun gear connected brake disc will provide vehicle braking in the lower forward gears enables. Since the arranged one-way clutches open when the vehicle is pushing, Without these brakes there would be no connection between the vehicle wheels and the engine insist on the transmission.

Der dem Umlaufrädergetriebe vorgeschaltete hydrodynamische Drehmomentenwandler weist ein über einen Freilauf gegen das Gehäuse abstützbares Leitrad auf. Solange sich das Leitrad gegen das Gehäuse abstützt, wirkt es als Reaktionsglied und erhöht das Drehmoment des Turbinenrades. Um den Wirkungsgradverlust des Getriebes durch den Schlupf im hydraulischen Kupplungsgebiet auszuschalten, kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung in an sich bekannter Weise im Kernraum des Drehmomentenwandlers eine Fliehkraftkupplung angeordnet werden, die das Pumpen- und Turbinenrad miteinander verbindet. Dabei erhält die Getriebeanordnung keine größere Länge.The hydrodynamic torque converter upstream of the planetary gear train has a stator which can be supported against the housing via a freewheel. So long If the stator is supported against the housing, it acts as a reaction element and increases the torque of the turbine wheel. To the loss of efficiency of Switching off the transmission by the slip in the hydraulic clutch area, can according to a further feature of the invention in a manner known per se in the core space of the torque converter a centrifugal clutch can be arranged, which the pump and turbine wheel connects to each other. The gear arrangement does not receive any greater length.

Durch Anordnung des hydrodynamischen Drehmomentenwandlers wird eine auch in schwierigen Situationen ausreichende Anfahrwandlung erzielt. Gleichzeitig wird durch Anordnung einer festen Bremse und einer über eine Einwegkupplung wirkenden Bremse ein kontinuierlicher Kraftfluß gesichert, der einen fast unmerklichen Übergang von einem zum anderen Gang ermöglicht.By arranging the hydrodynamic torque converter a Sufficient start-up conversion achieved even in difficult situations. Simultaneously is achieved by arranging a fixed brake and one acting via a one-way clutch Brake ensured a continuous flow of power, which made an almost imperceptible transition from one aisle to the other.

In den Zeichnungen ist ein in der Beschreibung näher erläutertes Ausführungsbeispiel des hydrodynamisch-mechanischen Getriebes nach der Erfindung in den einzelnen Gangschaltungen schematisch dargestellt, wobei die stark ausgezogenen Teile an der Drehmomentenübertragung beteiligt sind. Es stellt dar F i g. 1 das hydrodynamisch-mechanische Getriebe im ersten Gang, F i g. 2 das hydrodynamisch-mechanische Getriebe im zweiten Gang, F i g. 3 das hydrodynamisch-mechanische Getriebe im dritten Gang und F i g. 4 das hydrodynamisch-mechanische Getriebe im Rückwärtsgang.The drawings show an exemplary embodiment explained in more detail in the description of the hydrodynamic-mechanical transmission according to the invention in the individual gear shifts shown schematically, with the strongly drawn-out parts at the torque transmission involved. It represents F i g. 1 the hydrodynamic-mechanical transmission in first gear, F i g. 2 the hydrodynamic-mechanical transmission in second gear, F i g. 3 the hydrodynamic-mechanical transmission in third gear and F i g. 4 that hydrodynamic-mechanical transmission in reverse.

In den F i g. 1 bis 4 bezeichnet 1 die Motorwelle, die mit dem Pumpenrad P des hydrodynamischen Drehmomentenwandlers fest verbunden ist. Das Turbinenrad T ist fest mit der Getriebewelle 3 verbunden. Eine Fliehkraftkupplung 2 ist im Kernraum des hydrodynamischen Drehmomentenwandlers angeordnet, die bei Überschreiten des Kupplungspunktes das Pumpenrad P mit dem Turbinenrad T drehfest verbindet. Das Leitrad L stützt sich vor Erreichen des Kupplungspunktes über die Einwegkupplung F1 am Gehäuse ab. Nach Erreichen des Kupplungspunktes löst sich das Leitrad und läuft mit dem Turbinenrad T um. Das Turbinenrad T treibt das aus zwei Planetenrädersätzen gebildete Planetenrädergetriebe über die Getriebewelle 3 und die Reibungskupplung R1 bzw. R, an. Der Sekundärteil der Reibungskupplung R1 ist über die Welle 4 mit dem hinteren Sonnenrad 5 trieblich verbunden, der Sekundärteil der Reibungskupplung R1 über die drehbar auf der Welle 4 gelagerte Hohlwelle 6 mit dem vorderen Sonnenrad 7. Auf dem gemeinsamen Planetenräderträger 8 des Planetenrädergetriebes sind die Planetenräder 9 angeordnet, die so breit ausgeführt sind, daß sie sowohl mit dem vorderen Sonnenrad 7 im Eingriff stehen, als auch mit den Planetenrädern 10, die gleichzeitig mit dem hinteren Sonnenrad 5 kämmen. Außerdem stehen die Planetenräder 9 im Eingriff mit dem Ringrad 11, das mit der Abtriebswelle 12 drehfest verbunden ist.In the F i g. 1 to 4, 1 denotes the motor shaft which is firmly connected to the pump wheel P of the hydrodynamic torque converter. The turbine wheel T is firmly connected to the transmission shaft 3. A centrifugal clutch 2 is arranged in the core space of the hydrodynamic torque converter, which connects the pump wheel P to the turbine wheel T in a rotationally fixed manner when the coupling point is exceeded. Before reaching the coupling point, the stator L is supported on the housing via the one-way clutch F1. After reaching the coupling point, the stator disengages and rotates with the turbine wheel T. The turbine wheel T drives the planetary gear train formed from two planetary gear sets via the gear shaft 3 and the friction clutch R1 or R, respectively. The secondary part of the friction clutch R1 is drivingly connected to the rear sun gear 5 via the shaft 4, the secondary part of the friction clutch R1 is connected to the front sun gear 7 via the hollow shaft 6 rotatably mounted on the shaft 4 arranged, which are made so wide that they mesh both with the front sun gear 7 and with the planet gears 10, which mesh with the rear sun gear 5 at the same time. In addition, the planetary gears 9 are in engagement with the ring gear 11, which is connected to the output shaft 12 in a rotationally fixed manner.

Die Hohlwelle 6 ist mittels der Reibungsbremse B 1 abbremsbar, wobei diese Reibungsbremse in zwei Teile aufgeteilt ist, von denen der eine Sekundärteil der Reibungsbremse mit der Hohlwelle 6 fest, der andere Teil über eine Einwegkupplung F2 mit der Hohlwelle 6 kuppelbar ist. Der Planetenräderträger 8 des Planetenrädergetriebes wird bei Vorwärtsfahrt durch die Einwegkupplung F3 gegen das Gehäuse abgestützt. Bei Talfahrt im ersten Gang muß die Reibungsbremse Bz geschlossen werden, da sich bei Antrieb von hinten die Einwegkupplung F3 löst.The hollow shaft 6 can be braked by means of the friction brake B 1, wherein this friction brake is divided into two parts, one of which is a secondary part the friction brake with the hollow shaft 6, the other part via a one-way clutch F2 can be coupled to the hollow shaft 6. The planet carrier 8 of the planetary gear is supported against the housing by the one-way clutch F3 when driving forward. When driving downhill in first gear, the friction brake Bz must be closed because if the drive is from the rear, the one-way clutch F3 releases.

Bei dieser Ausführung mit geteilter Reibungsbremse Bi kann die gesamte Bremsfläche für die Übertragung des Anfahrmomentes ausgelegt sein, d. h., das Fahrzeug kann in der Ebene im zweiten Gang angefahren werden.In this version with split friction brake Bi, the entire The braking surface must be designed for the transmission of the starting torque, d. i.e., the vehicle can be approached on the plane in second gear.

Claims

Claims: 1. Hydrodynamic-mechanical transmission, in particular for motor vehicles, consisting of a hydrodynamic torque converter and a planetary gear set downstream of this, consisting of two planetary gear sets, its sun gears either via a friction clutch with the turbine wheel of the hydrodynamic torque converter are connectable. and where the sun gear of the front planetary gear set and the common planetary gear carrier through each a friction brake can be braked, while the ring gear of the rear planetary gear set is connected to the output shaft, that is, that for braking the front sun gear (7) a two-part in a manner known per se Friction brake (B1) is arranged, the one fixed to that of the front sun gear (7) supporting hollow shaft (6) and a brake disc connected via a one-way clutch (F2) with the hollow shaft (6) has connectable brake disc and between the planetary gear carrier (8) and the housing or a part firmly connected to the housing a one-way clutch (F .;) is arranged.

2. A hydrodynamic-mechanical transmission according to claim 1, with a lock-up clutch connecting the pump and turbine wheel of the hydrodynamic torque converter, characterized in that a centrifugal clutch (2) is arranged as a lock-up clutch in a manner known per se in the core space of the hydrodynamic torque converter. Considered publications: German Auslegeschriften No. 1071499, 1001123-, French patent specifications No. 1 222 139, 1133 072; British Patent No. 191022; USA. Patents No. 2,640,572, 2 235 673. Contemplated older patents: German patent no. 1096 768th.