DE1292010B

DE1292010B - Hydrodynamische Drehmomentwandlung fuer Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE1292010B
Application number: DEB56596A
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1960-02-10
Filing date: 1960-02-10
Publication date: 1969-04-03

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydrodynamische Drehmomentwandlung für Kraftfahrzeuge, bei der mehrere hydraulische Drehmomentwandler für verschiedene Fahrbereiche ausgelegt, selbsttätig einzeln oder zusammen ein- und ausschaltbar und die Pumpenräder auf der Antriebswelle befestigt sind, während die Turbinenräder auf die Abtriebswelle arbeiten Bekannte Einrichtungen dieser Gattung für die Verwendung zum Antrieb von Schienenfahrzeugen, insbesondere Diesellokomotiven (französische Patentschrift 1162 981), weisen zwei oder - drei Drehmomentwandler auf, die für die verschiedenen Fahrbereiche vorgesehen sind. Beispielsweise dienen ein oder zwei zusammengeschaltete Wandler zum Anfahren, Rangieren oder zur Bewältigung von Steigungen. Sie arbeiten also in einem Fahrbereich, in dem geringere Geschwindigkeiten und höhere Drehmomente gefordert werden. Ein weiterer Wandler ist für den Fahrbereich höherer Geschwindigkeiten bei kleinerem Drehmoment ausgelegt. Dabei sitzen die Pumpenräder aller Wandler auf einer gemeinsamen Welle, die vom Antriebsmotor angetrieben ist. Entsprechend ihrer Bestimmung arbeiten die Wandler mit ihren Turbinenrädern über den jeweiligen Fahrbereichen angepaßte Zahnradvorgelege auf die Abtriebswelle, und zwar sind die Untersetzungen für den Fahrbereich geringerer Geschwindigkeit größer gewählt als die für den Fahrbereich größerer Geschwindigkeit. Das Zu- und Abschalten der Wandler, d. h. das Wählen der Geschwindigkeitsbereiche, erfolgt selbsttätig durch Füllen und Entleeren der Wandler mit Hydraulikflüssigkeit. Dementsprechend sind die Turbinenräder der einzelnen Wandler stets getrieblich mit der Abtriebswelle verbunden, und die Wandler üben zugleich die Funktion von Kupplungen aus, denn sie werden nur durch Füllen und Entleeren zu- oder abgeschaltet.
Zum Füllen und Entleeren der Wandler mit Hydraulikflüssigkeit werden besondere Einrichtungen, wie beispielsweise Füllpumpen, Leitungen, Flüssigkeitsvorratsbehälter und die erforderlichen Steuer- und Regelvorrichtungen benötigt. Nachteilig ist ferner, daß das Füllen und Entleeren einen gewissen Zeitablauf erfordert und daher der übergang von einem Fahrbereich auf den anderen verzögert wird. Auf Grund dieser technischen Eigenheiten sind derartige hydrodynamische Wandlereinrichtungen für die Anwendung bei Kraftfahrzeugen ungeeignet, bei denen es darauf ankommt, möglichst platzsparende kleine Aggregate vorzusehen, und bei denen das Umschalten auf den nächsten Fahrbereich in Sekundenbruchteilen möglich sein muß.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten hydrodynamischen Wandler-Systeme in einer für Kraftfahrzeuge besonders einfachen und geeigneten Ausführung auszubilden.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer hydrodynamischen Drehmomentwandlung der genannten Art erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Turbinenräder mittels je einer mechanischen Kupplung unmittelbar mit der axial auf einer Linie mit der Antriebswelle liegenden Abtriebswelle verbindbar sind und daß das bzw. die nicht unmittelbar auf der Abtriebswelle gelagerten Turbinenräder über ein Zahnradvorgelege mit der bzw. den zugehörigen Kupplungshälften der auf der Abtriebswelle sitzenden Kupplungen in. Verbindung stehen. Der technische Fortschritt dieser Ausbildungsweise besteht darin, daß zum Ein- und Ausschalten der Wandler diese nicht erst mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt oder entleert zu werden brauchen. Die durch diese zeitraubenden Vorgänge verursachte Verzögerung des übergangs von einem Fahrbereich zum anderen entfällt; ferner kann auf die zum Füllen und Entleeren der Wandler erforderlichen Hilfseinrichtungen verzichtet werden. Daraus ergibt sich ein geringerer Platzbedarf, Gewichtsersparnis und Verminderung des technischen Aufwandes. Da die einzelnen Wandler in ihren Abmessungen den Fahrbereichen, in denen sie arbeiten, angepaßt sind, werden keine Zahnradstufengetriebe benötigt. Das bzw: die nicht unmittelbar auf der Abtriebswelle gelagerten Turbinenräder stehen lediglich über je ein Zahnradvorgelege mit der bzw. den zugehörigen Kupplungshälften der auf der Abtriebswelle sitzenden Kupplung bzw. Kupplungen in Verbindung.
Bei der Verwendung von drei Wandlern sind bei der Erfindung sieben Fahrbereiche zu erzielen.
Die Verwendung von mechanischen Schaltkupplungen ist bei Wandlern für Fahrzeuge bereits bekannt (USA.-Patentschrift 2 089 590); hier handelt es sich um einen hydrodynamischen Wandler und eine hydrodynamische Kupplung, deren Pumpenräder auf der Antriebswelle sitzen. Das Turbinenrad des Wandlers ist mit der Abtriebswelle fest verbunden, während das Leitrad durch Verschieben mittels eines Servomotors unwirksam gemacht werden kann. Das Turbinenrad der hydrodynamischen Kupplung ist durch eine von einem Servomotor betätigte Schaltkupplung mit der Abtriebswelle verbindbar. Zweck dieses Getriebes ist es, mit dem Wandler allein anzufahren und die höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten mit dem Wandler als Kupplung und zusätzlich mit der hydrodynamischen Kupplung zu fahren.
Ferner ist noch eine Antriebsanordnung für Schienenfahrzeuge bekannt, bei der eine Anzahl von Wandlern, die starr auf die Treibachse arbeiten, durch Füllen oder Entleeren wahlweise zu- oder abgeschaltet werden können, je nachdem, .ob zum Anfahren oder zur überwindung von Steigungen ein höheres Drehmoment oder nur zur Aufrechterhaltung einer gleichbleibenden Geschwindigkeit in der Ebene ein geringeres Drehmoment erforderlich ist (deutsche Patentschrift 603 207).
Diese bekannten Einrichtungen sind jedoch zur Lösung der hier gestellten Aufgabe - Benutzung der Wandler zur stufenlosen Anpassung an die Anforderungen der Fahrverhältnisse unter Verzicht auf ein schaltbares Stufengetriebe oder starrer Stufenvorgelege - ungeeignet und vermitteln keine Hinweise zur Erkenntnis der hier vorgeschlagenen Erfindung.
Alle bekannten, mit hydrodynamischen Drehmomentwandlern arbeitenden Fahrzeuggetriebe benötigen zur Bestreichung der verschiedenen Fahrbereiche mindestens zwei, jedoch in der Regel mehrere Stufengetriebe, weil die Wandler nur bei einer bestimmten Drehzahl, für die sie ausgelegt sind, einen guten Wirkungsgrad aufweisen. Bei den bekannten Getrieben dieser Art, insbesondere für Kraftfahrzeuge, folgt auf den Antriebsmotor ein hydrodynamischer Drehmomentwandler, der für die Höchstgeschwindigkeit ausgelegt ist. Sein Kupplungspunkt liegt demzufolge bei der maximalen Motordrehzahl.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben.
Auf der Antriebswelle a sitzen die Pumpenräder b und c der beiden Wandler. Das Turbinenrad d des großen Wandlers ist, mit dem Zahnrad f fest verbunden, drehbar auf der Welle a gelagert. Von dem Zahnrad f wird das Moment des großen Wandlers über die Zahnräder h und i der Vorgelegewelle g auf das Zahnrad k übertragen, welches fest verbunden mit der antriebsseitigen Hälfte der Kupplung m frei drehbar auf der Antriebswelle l gelagert ist. Diese Kupplung m überträgt das Moment des großen Wandlers auf die Welle 1.
Das Turbinenrad e des kleinen Wandlers, mit der antriebsseitigen Hälfte der Kupplung n fest verbunden, ist frei drehbar auf der Abtriebswelle 1 gelagert. Diese Kupplung n überträgt das Moment des kleinen Wandlers auf die Abtriebswelle 1.
Die abtriebsseitigen Hälften der Kupplungen m und h sind auf der Antriebswelle 1 in Umlaufrichtung fest verbunden, jedoch axial verschiebbar angeordnet.
Die Kupplungen m und n können elektromagnetische Kupplungen oder Planetengetriebe mit elektromagnetisch betätigbaren Bremsen sein.
Der Rückwärtsgang wird durch gleichzeitiges Verschieben des Zahnrades i und des Radpaares o-p ge- schaltet.
Bis zum ersten Drittel des Drehzahlbereichs sind beide Wandler b, d und c, e eingeschaltet. Im folgenden Drehzahlbereich von einem Drittel bis zwei Dritteln ist nur der große Wandler b, d eingeschaltet, während in dem Bereich von zwei Dritteln bis zur maximalen Drehzahl nur der kleine Wandler c, e eingeschaltet ist. In allen drei Bereichen arbeiten die Wandler mit einem günstigen Wirkungsgrad. Stufengetriebe sind daher nicht erforderlich.

Claims

Patentanspruch: Hydrodynamische Drehmomentwandlung für Kraftfahrzeuge, bei der mehrere hydraulische Drehmomentwandler für verschiedene Fahrbereiche ausgelegt, selbsttätig einzeln oder zusammen ein- und ausschaltbar und die Pumpenräder auf der Antriebswelle befestigt sind, während die Turbinenräder auf die Abtriebswelle arbeiten, dadurch gekennzeichnet, daß die Turbinenräder (d, e) mittels je einer mechanischen Kupplung (m, n) unmittelbar mit der axial in einer Linie mit der Antriebswelle (a) liegenden Abtriebswelle (1) verbindbar sind und daß das bzw. die nicht unmittelbar auf der Abtriebswelle (0 gelagerten Turbinenräder (d) über ein Zahnradvorgelege (f, g, h, i, k) mit der bzw. den zugehörigen Kupplungshälften der auf der Abtriebswelle (1J sitzenden Kupplungen (m) in Verbindung stehen.