DE1186754B

DE1186754B - Hydrodynamic-mechanical transmission for vehicles

Info

Publication number: DE1186754B
Application number: DEK48218A
Authority: DE
Inventors: Dr Albert Finsterwalder
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1962-11-13
Filing date: 1962-11-13
Publication date: 1965-02-04

Description

Hydrodynamisch-mechanisches Getriebe für Fahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf ein hydrodynamischmechanisches Getriebe für Fahrzeuge, bei dem einem hydrodynamischen Drehmomentwandler ein Zahnräderwechselgetriebe nachgeordnet ist und eine von der Primärseite des hydrodynamischen Drehmomentwandlers angetriebene zweistufige Zahnradpumpe vorgesehen ist, deren Niederdruckstufe Druckflüssigkeit über eine Wandlerfülleitung zum hydrodynamischen Drehmomentwandler fördert und deren HochdruckstufeDruckflüssigkeit über ein willkürlich schaltbares Steuerventil zum Betätigen einer Kupplung fördert.Hydrodynamic-mechanical transmission for vehicles The invention relates based on a hydrodynamic-mechanical transmission for vehicles, in which a hydrodynamic Torque converter a gear change transmission is downstream and one of the Primary side of the hydrodynamic torque converter driven two-stage gear pump is provided, the low pressure stage of which pressurized fluid via a converter filling line to the hydrodynamic torque converter and its high pressure stage promotes via an arbitrarily switchable control valve for actuating a clutch.

Es ist bereits bekannt, einem hydrodynamischen Drehmomentwandler ein Zahnräderwechselgetriebe nachzuordnen, dessen erster Gang mit einem Freilauf ausgestattet ist und dessen zweiter Gang über eine Lamellenkupplung schaltbar ist. Das Umschalten der Fahrtrichtung kann bei Betätigung einer in bekannter Weise zwischen der Antriebsmaschine und dem Getriebe angeordneten Trennkupplung jedoch nicht stoßfrei erfolgen. Die Schmierung des Freilaufs erfordert eine erhebliche öhnenge, insbesondere, wenn Klemmstücke Verwendung finden, die durch hydrodynamische Schmierung verschleißfrei gehalten werden sollen. Die Entnahme des Öles aus der Zuführungsleitung zum hydrodynamischen Drehmomentwandler ist nicht mehr vertretbar, weil dabei die umlaufende Ölmenge reduziert wird und die Temperatur des Öles als Folge davon unzulässig ansteigt. Es ist ferner bekannt, von der Primärseite des hydrodynamischen Drehmomentwandlers eine zweistufige Zahnradpumpe antreiben zu lassen, deren Niederdruckstufe Druckflüssigkeit über eine Wandlerfülleitung zum hydrodynamischen Drehmomentwandler fördert und dessen Hochdruckstufe Druckflüssigkeit über ein willkürlich schaltbares Steuerventil zum Betätigen einer Trennkupplung fördert.It is already known a hydrodynamic torque converter To arrange gear change transmission, the first gear is equipped with a freewheel and whose second gear can be shifted via a multi-plate clutch. Switching the direction of travel can when actuated in a known manner between the drive machine and the clutch arranged in the gearbox, however, do not take place smoothly. the Lubrication of the freewheel requires a considerable amount of time, especially when using sprags Find use that is kept wear-free by hydrodynamic lubrication should be. The removal of the oil from the supply line to the hydrodynamic Torque converter is no longer justifiable because it reduces the amount of oil circulating and the temperature of the oil rises inadmissibly as a result. It is further known, from the primary side of the hydrodynamic torque converter a two-stage To let drive gear pump, whose low pressure stage pressure fluid via a Converter filling line to the hydrodynamic torque converter promotes and its high pressure stage Hydraulic fluid via an arbitrarily switchable control valve for actuating a Separating clutch promotes.

Die Drehmomentübertragung ist mittels der bekannten Einrichtung ohne Entleerung des- Wandlergehäuses nicht so . weit . herabsetzbar; daß bei Weglassung einer Trennkupplung zwischen der Antriebsmaschine und dem Getriebe Umschaltstöße vermieden werden. Die eine stoßfreie Umschaltung, z..` B. bei Fahrtrichtungswechsel, gewährleistende teilweise Entleerung des Wandlergehäuses hat bei erneuter Fülleng des- Wandlergehäuses zwecks Herstellung der vollen Drehmomentübertragung erhebliche Zeitverluste zur Folge.The torque transmission is by means of the known device without Emptying the converter housing not so. far . dismissable; that if omitted a separating clutch between the prime mover and the gearbox be avoided. A bumpless changeover, e.g. when changing the direction of travel, ensuring partial emptying of the converter housing has when filling again des- converter housing for the purpose of producing the full torque transmission considerable Loss of time as a result.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein hydrodynamisch-mechanisches Getriebe zu schaffen, bei. dem eine Trennkupplung zwischen der Antriebsmaschine und dem Getriebe zwecks Vermeidung von Umschaltstößen entfällt, bei dem der Freilauf verschleißfrei arbeitet, ohne daß die umlaufende Ölfüllmenge durch die Freilaufschnrierung beeinträchtigt und ohne daß die ölfüljmenge unzulässig erwärmt wird und bei dem der zweite Gang durch eine öldruckbetätigte Lamellenkupplung einrückbar ist. Außerdem soll durch Erzeugung eines Unterdruckes im hydrodynamischen Drehmomentwandler die Drehmomentübertragung auf ein Mindegtmaß herabsetzbar sein, um das Schalten der Fahrtrichtung zu erleichtern. .The object on which the invention is based is to provide a hydrodynamic-mechanical To create gear at. which is a separating clutch between the prime mover and the gearbox is omitted in order to avoid switching shocks, in which the freewheel works wear-free, without the circulating oil filling quantity being affected by the free-running ring impaired and without the oil volume being heated inadmissibly and with the the second gear can be engaged by an oil pressure operated multi-plate clutch. aside from that should by generating a negative pressure in the hydrodynamic torque converter Torque transmission can be reduced to a minimum in order to switch the To facilitate the direction of travel. .

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß in der Wandlerfülleitung.zwischen der Niederdruckstufe der Zahnradpumpe und dem hydrodynamischen Drehmomentwandler ein Steuerventil eingeschaltet ist, das durch die von der Hochdruckstufe der Zahnradpumpe geförderte Druckflüssigkeit über das. willkürlich schaltbare Steuerventil in einer Stellung desselben und über -eine Zuleitung beaufschlagbar ist, wodurch die von der Niederdruckstufe geförderte Druckflüssigkeit in eine vom hydrodynamischen Drehmomentwandler abgehende Leitung einspeisbar ist und die von der Hochdruckstufe geförderte Druckflüssigkeit in einer anderen Stellung des willkürlich schaltbaren Steuerventils über einen Durchlauf in die Wandlerfülleitung einspeisbar ist und in einer weiteren Stellung des Steuerventils über eine Zuleitung zum Betätigeri@einer Kupplung dient. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist mittels der Niederdruckstufe der Zahnradpumpe Druckflüssigkeit durch das Steuerventil umleitbar und dadurch ein Druckbegrenzungs- und Entlastungsventil betätigbar, indem ein in dem Gehäuse -des Druckbegrenzungs- und Ent lästungsventils verschiebbar angeordneter, den ungehinderten Abfluß vom hydrodynamischen Wandler über eine zum Sumpf führende Leitung freigebender Kolben gegen die Kraft einer Feder: anhebbar ist und die den Kolberi - anhebende Druckflüssigkeit durch eine in dem unteren, sich von einem Sitz abhebenden Kolbenteil befindliche Bohrung in die zum Sumpf führende Leitung einstrahlbar ist.This is achieved according to the invention in that in the converter filling line between the low pressure stage of the gear pump and the hydrodynamic torque converter a control valve is switched on, which is controlled by the high pressure stage of the gear pump Pumped hydraulic fluid via the arbitrarily switchable control valve in one Position of the same and can be acted upon via a supply line, whereby the of the hydraulic fluid conveyed in the low-pressure stage into one of the hydrodynamic torque converter outgoing line can be fed in and the hydraulic fluid conveyed by the high pressure stage in another position of the arbitrarily switchable control valve over one pass can be fed into the converter filling line and in a further position of the control valve serves via a supply line to the actuator of a coupling. In further development the invention is pressure fluid by means of the low pressure stage of the gear pump diverted through the control valve and thus a pressure relief and relief valve can be actuated by a pressure relief valve in the housing of the pressure relief valve displaceably arranged, the unimpeded outflow from the hydrodynamic converter Piston releasing via a line leading to the sump against the force of a spring: can be raised and the hydraulic fluid that lifts the Kolberi one in the lower piston part that lifts off from a seat in the line leading to the sump can be irradiated.

Dadurch ist bei einer unteren Stellung des Steuerventils die Drehmomentübertragung ohne Entleerung des hydrodynamischen Drehmomentwandlers verzögerungslos zwecks Herbeiführung eines Fahrtrichtungswechsels auf ein Mindestmaß herabsetzbar, wobei zusätzlich eine Wandlerbremse betätigbar ist. Andererseits kann derhydrodynamische Drehmomentwandler auch ohne Verzögerung zwecks übertragung der vollen Leistung mit Druckflüssigkeit versorgt werden. Bei einer oberen Stellung des Steuerventils ist eine Kupplung zwecks Durchführung von Getriebeschaltungen und gleichzeitig die Wandlerbremse betätigbar, wobei Freilauf und Kupplung selbsttätig schmierbar sind, während bei einer mittleren Stellung des Steuerventils die Hochdruckstufe und die Niederdruckstufe der vom hydrodynamischen Drehmomentwandler angetriebenen Zahnradpumpe Druckflüssigkeit zu diesem fördern, wobei die Schmierung des Freilaufs und der Kupplung wie bei der oberen Stellung des Steuerventils gewährleistet ist. Durch die indirekte Entnahme von Schmieröl aus dem Wandlerabfiuß erübrigt sich eine Vergrößerung der Füllpumpenleistung, und es wird ein unzulässiges Ansteigen der COltemperatur vermieden.As a result, the torque transmission is in a lower position of the control valve without emptying the hydrodynamic torque converter without delay for the purpose of induction a change of direction can be reduced to a minimum, with an additional Converter brake can be actuated. On the other hand, the hydrodynamic torque converter even without delay for the purpose of transferring full power with hydraulic fluid are supplied. When the control valve is in an upper position, a clutch is used Carrying out gear shifts and at the same time actuating the converter brake, whereby the freewheel and clutch can be lubricated automatically, while a middle one Position of the control valve the high pressure stage and the low pressure stage of the hydrodynamic Torque converter driven gear pump deliver hydraulic fluid to this, the lubrication of the freewheel and clutch as in the upper position of the control valve is guaranteed. Through the indirect extraction of lubricating oil from the converter outflow there is no need to increase the filling pump output, and an unacceptable increase in the temperature of the oil is avoided.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des hydrodynamisch-mechanischen Getriebes nach der Erfindung dargestellt.In the drawing is an embodiment of the hydrodynamic-mechanical Transmission shown according to the invention.

Eine von der Primärseite eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers angetriebene Zahnradpumpe 1 ist zweistufig ausgebildet. Der Hochdruckstufe 2 ist ein Steuerventil 4 nachgeordnet, das in drei Stellungen schaltbar ist. In der Zeichnung ist die mittlere Stellung dargestellt. Durch eine Zuleitung 7 ist ein Steuerventil 4 einmal mit einer nicht dargestellten Kupplung verbunden, zum anderen durch einen Durchlauf 5 mit einer Wandlerfülleitung 6 und weiterhin durch eine Zuleitung 8 mit einem in der Wandlerfülleitung 6 angeordneten Steuerventil 13 und einer nicht dargestellten Wandlerbremse. Der Niederdruckstufe 3 ist über eine Leitung 12 das Steuerventil 13 nachgeordnet. Wenn das Steuerventil 13 nicht betätigt ist, gelangt die von der Niederdruckstufe 3 geförderte Druckflüssigkeit unmittelbar über die Wandlerfüllleitung 6 zu dem nicht dargestellten hydrodynamischen Drehmomentwandler. In der gezeichneten Steuerventil-Mittelstellung arbeiten beide Stufen 2 und 3 der Zahnradpumpe 1 als Füllpumpe, und die Zuleitungen 7 und 8 sowie Rücklaufleitungen 9,10 und 11 sind druckfrei. Das Steuerventil 4 wird durch Verstellen eines Steuerschiebers 29 betätigt. Im Steuerventil 13 steht ein Steuerschieber 23 unter dem Druck einer Druckfeder 24, wobei die von der Niederdruckstufe 3 geförderte Druckflüssigkeit über die Leitung 12 ungehindert in die Wandlerfülleitung und zum hydrodynamischen Drehmomentwandler gelangen kann. Die gesamte Druckflüssigkeitsmenge fließt aus dem nicht gezeichneten hydrodynamischen Drehmomentwandler über eine Leitung 14 in ein Druckbegrenzungs- und Entlastungsventil 15, von dort teils über eine Leitung 16 direkt in den Sumpf 1.7 des hydrodynamisch-mechanischen Getriebes und teils über ein dem Druckbegrenzungs- und Entlastungsventil zugeordnetes Rückschlagventil18 in eine Schmierleitung 28 zum nicht gezeichneten Freilauf und zu der Kupplung. Beim Verstellen des Steuerschiebers 29 nach unten werden die Zuleitungen 5 und 7 am Steuerventil 4 verschlossen, und die von der Hochdruckstufe 2 geförderte Arbeitsflüssigkeit gelangt über die Zuleitung 8 einmal zur Wandlerbremse, und zum anderen wird durch die Druckflüssigkeit der im Steuerventil 1.3. verschiebliche Steuerschieber 23 beaufschlagt und gegen die Kraft der Druckfeder 24 nach oben gedrückt, wobei der Einlaß zur Wandlerfülleitung am Steuerventil 13 verschlossen wird, so daß die von der Niederdruckstufe 3 geförderte Druckflüssigkeit über eine Zuleitung 22 zum Druckbegrenzungs- und Entlastungsventil 15 gelangt, in dem ein Kolben 20 verschieblich angeordnet ist. Der Kolben 20 wird durch eine Feder 19 gegen einen Sitz 21 des Druckbegrenzungs- und Entlastungsventils 15 gedrückt. Durch die Umleitung der Druckflüssigkeit sinkt der Fülldruck im hydrodynamischen Drehmomentwandler augenblicklich. Gegen die Kraft der Feder 19 hebt sich unter der Einwirkung. der über die Zuleitung 22 in das Druckbegrenzungs- und Entlastungsventil 15 geförderten Druckflüssigkeit der Kolben 20 vom Sitz 21 ab und gibt über eine Bohrung 25 den Abfluß aus dem hydrodynamischen Drehmomentwandler in die Leitung 16 frei, wobei im. hydrodynamischen Drehmomentwandler ein Unterdruck entsteht und die Zugkraft infolge eines sich. in einem Drosseldichtsitzraum 27 bildenden Ejektoreffektes abgebaut wird. Der Ejektoreffekt entsteht dadurch, daß durch das Anheben des Kolbens 20 die im Kolbenunterteil befindliche Bohrung 25 freigegeben wird, durch die die von der Niederdruckstufe 3 der Zahnradpumpe 1 geförderte Druckflüssigkeit in die Leitung 16 und damit in den Sumpf 17 gepreßt wird, wobei die im Drosseldichtsitzraum 27 befindliche Druckflüssigkeit aus dem Wandlerabfluß mitgerissen wird. Das Rückschlagventi118 dichtet die Schmierleitung 28 zum Freilauf und zur Kupplung ab, so daß von dieser Seite keine Luft in das Druckbegrenzungs- und Entlastungsventil 15 gelangen kann. Bei diesen Betriebsverhältnissen ist ein Umschalten der Fahrtrichtung stoßfrei durchführbar. Das Umschalten kann durch Verringerung der Motordrehzahl erleichtert werden.A gear pump 1 driven by the primary side of a hydrodynamic torque converter is designed in two stages. The high pressure stage 2 is followed by a control valve 4 which can be switched into three positions. The middle position is shown in the drawing. A control valve 4 is connected through a feed line 7 to a coupling (not shown), to a passage 5 with a converter filler line 6 and furthermore through a feed line 8 to a control valve 13 arranged in the converter filler line 6 and a converter brake (not shown). The low-pressure stage 3 is followed by the control valve 13 via a line 12. When the control valve 13 is not actuated, the pressure fluid conveyed by the low-pressure stage 3 reaches the hydrodynamic torque converter (not shown) directly via the converter filling line 6. In the center position of the control valve shown, both stages 2 and 3 of the gear pump 1 work as a filling pump, and the feed lines 7 and 8 and return lines 9, 10 and 11 are depressurized. The control valve 4 is actuated by adjusting a control slide 29. In the control valve 13, a control slide 23 is under the pressure of a compression spring 24, whereby the pressure fluid conveyed by the low pressure stage 3 can reach the converter filling line and the hydrodynamic torque converter unhindered via the line 12. The entire amount of hydraulic fluid flows from the hydrodynamic torque converter (not shown) via a line 14 into a pressure limiting and relief valve 15, from there partly via a line 16 directly into the sump 1.7 of the hydrodynamic-mechanical transmission and partly via a check valve 18 assigned to the pressure limiting and relief valve into a lubrication line 28 to the freewheel (not shown) and to the clutch. When the control slide 29 is adjusted downwards, the supply lines 5 and 7 on the control valve 4 are closed, and the working fluid conveyed by the high pressure stage 2 reaches the converter brake via the supply line 8 and, on the other hand, the pressure fluid in the control valve 1.3. displaceable control slide 23 is applied and pressed upwards against the force of the compression spring 24, the inlet to the converter filling line at the control valve 13 being closed so that the pressure fluid conveyed by the low pressure stage 3 passes through a feed line 22 to the pressure relief and relief valve 15 , in which a Piston 20 is displaceably arranged. The piston 20 is pressed by a spring 19 against a seat 21 of the pressure limiting and relief valve 15. By diverting the hydraulic fluid, the filling pressure in the hydrodynamic torque converter drops immediately. Against the force of the spring 19 is raised under the action. the pressure fluid conveyed into the pressure relief and relief valve 15 via the supply line 22 from the piston 20 from the seat 21 and releases the drainage from the hydrodynamic torque converter into the line 16 via a bore 25, wherein in the. hydrodynamic torque converter creates a negative pressure and the tractive force as a result of a. is reduced in a throttle sealing seat space 27 forming ejector effect. The ejector effect arises from the fact that when the piston 20 is raised, the bore 25 in the lower part of the piston is released, through which the pressure fluid conveyed by the low-pressure stage 3 of the gear pump 1 is pressed into the line 16 and thus into the sump 17, the pressure fluid being pressed into the throttle sealing seat space 27 located hydraulic fluid is entrained from the converter outlet. The check valve 118 seals off the lubrication line 28 to the freewheel and to the clutch, so that no air can get into the pressure limiting and relief valve 15 from this side. With these operating conditions, the direction of travel can be switched smoothly. Switching can be made easier by reducing the engine speed.

Wird der Steuerschieber 29 nach oben verschoben, so wird der Durchlauf 5 verschlossen, und die Zuleitung 7 zur Kupplung wird geöffnet. Die nach dem Einrücken der Kupplung überschießende Druckflüs-, sigkeit strömt durch ein die Leitung 12 und die an die Hochdruckstufe 2 angeschlossene Leitung verbindendes Sicherheitsventil 26 in die Leitung 12 und die Wandlerfülleitung 6 zum hydrodynamischen Drehmomentwandler.If the control slide 29 is moved upwards, the passage 5 closed, and the feed line 7 to the coupling is opened. The one after the indentation The pressure fluid excess of the coupling flows through the line 12 and the safety valve connecting the line connected to the high pressure stage 2 26 into the line 12 and the converter filling line 6 to the hydrodynamic torque converter.

Der Anspruch 5 soll nur in Verbindung mit dem Hauptanspruch gelten.Claim 5 should only apply in conjunction with the main claim.

Claims

Claims: 1. Hydrodynamic-mechanical transmission for vehicles in which a hydrodynamic torque converter is followed by a gear change transmission and a two-stage gear pump driven by the primary side of the hydrodynamic torque converter is provided, the low pressure stage of which conveys pressure fluid via a converter filling line to the hydrodynamic torque converter and the high pressure stage of which supplies pressure fluid via a arbitrarily switchable control valve for actuating a clutch promotes, dadurchge -kennz eichnet that a control valve (13) is switched on by the high-pressure stage in the wanderer filling line (6) between the low-pressure stage (3) of the gear pump (1) and the hydrodynamic torque converter (2) conveyed hydraulic fluid can be acted upon via the arbitrarily switchable control valve (4) in one position of the same and via a feed line (8), whereby the hydraulic fluid conveyed by the low-pressure stage (3) into a from the hydrodynamic torque converter line (16) can be fed in and the pressure fluid delivered by the high pressure stage (2) can be fed into the converter fill line (6) via a passage (5) in another position of the arbitrarily switchable control valve (4) and in a further position of the control valve (4) is used to actuate a clutch via a feed line (7). -2. Hydrodynamic-mechanical transmission according to claim 1, characterized in that by means of the pressure fluid diverted from the low-pressure stage (3) of the gear pump (1) through the control valve (13), an unimpeded outflow is displaceable in a housing of a pressure-limiting and relief valve (15) from the hydrodynamic torque converter via a line (16) leading to the sump (17) releasing piston (20) can be raised against the force of a spring (19) and the hydraulic fluid that lifts the piston (20) through a pressure fluid in the lower, extending from a seat ( 21) lifting piston part located bore (25) into the line (16) leading to the sump (17) can be irradiated. 3. A hydrodynamic-mechanical transmission according to claim 1, characterized in that a converter brake is connected to the feed line (8) of the arbitrarily switchable control valve (4) leading to the pressure fluid conveyed by the high pressure stage for actuating the control valve (13). 4. Hydrodynamic-mechanical transmission according to claims 1 to 3, characterized in that between the throttle sealing seat space (27) of the pressure-limiting and relief valve (15) and a freewheel and a hydraulically actuated clutch of the downstream gear change transmission located in the converter outlet, which can be actuated by hydraulic fluid Lubrication line (28) is arranged with a check valve (18). 5. Hydrodynamic-mechanical transmission according to claims 1 to 4, characterized in that between the high pressure stage (2) and the low pressure stage (3) of the gear pump (1) a safety valve (26) opening to the low pressure stage is arranged. Considered publications: German Patent Nos. 856 414, 736 791, 680 694; French Patent No. 1242 651; U.S. Patent Nos. 2,792,716, 2,548,208, 2332593.