DE1455754A1

DE1455754A1 - Verbundgetriebe fuer Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE1455754A1
Application number: DE19651455754
Authority: DE
Inventors: Otto Hausinger; Szodfridt Dipl-Ing Imre
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 1965-11-04
Filing date: 1965-11-04
Publication date: 1970-05-06
Also published as: DE1455754B2; DE1455754C3; US3398603A; GB1109357A

Description

Verbundgetriebe für Kraftfahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf ein Verbundgetriebe für Kraftfahrzeuge mit einem hydrodynamischen Drehmomentwandler und einer Trennkupplung für das nachgeschaltete mehrstufige Zahnräderwechselgetriebe, die durch den im Wandlerraum herrschenden Flüssigkeitsdruck in Abhängigkeit der Stellung des Getriebeschalthebels unter Vermittlung eines elektromagnetisch gesteuerten Schaltventils betätigt wird.
Es ist bekannt, die Trennkupplung eines Verbundgetriebes durch Hilfskraft zu betätigen, wobei die Schaltimpulse durch den Getriebeschalthebel ausgelöst über ein elektromagnetisch gesteuertes Schaltventil auf den Steuerkreislauf der Ausrückvorrichtung übertragen werden. Um eine Trockenkupplung verwenden zu können, wird bei gebräuchlichen Ausführungen als Hilfskraft der Unterdruck der Brennkraftmasehine des Fahrzeuges benützt. Da diese Hilfskraft kein gleichbleibendes Niveau für die Schaltung der Kupplung gewährleistete sind komplizierte und aufwendige Vorkehrungen notwendig, um den Schaltablauf sicherzustellen. Bekannt ist ferner eine hydrodynemisch-mechanisehe Wellenverbindung, bei welcher der Druokmittelkreiolauf für den Drehmomentwandler zugleich für die Schaltung der Trennkupplung benützt wird. Bei dieser Ausführung ist die Kupplung als Naßkupplung im Kandlerraum angeordnet und wird durch einen Ringkolben betätigt, dessen federbelastete Kolbenseite mit der Atmosphäre in Verbindung steht. Zum Auslösen der Kupplung wird dadurch eine Schalteinrichtung mit mehreren Druckregelventilen benötigt, die den im Wandlerraum vor dem Ringkolben herrschenden Druck erhöhen, was zwangsläufig eine unerwünschte Drucksteigerung in der gesamten Anlage hervorruft.
Demgegenüber besteht die Aufgabe darin, unter Verwendung des Druckmittelkreislaufes für den Drehmomentwandler eine Schaltvorrichtung zu schaffen, bei welcher man zum Betätigen der Trennkupplung ohne Druckerhöhung im Steuersystem auskommt, und die es ermöglicht bei kompakter Bauweise von Drehmomentwandler und Trennkupplung eine Trockenkupplung zu verwenden. Ferner soll die Schaltvorrichtung in solcher Weise vereinfacht werden, daß Schaltelemente und einzelne Bauteile der Ausrückvorrichtung mehrere Aufgaben im Schaltsystem wahrnehmen.
Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe im wesentlichen dadurch gelöst, daß die Ausrückvorrichtung der Trennkupplung einen doppelseitig vom Flüssigkeitsdruck des Drehmomentwandlers beaufschlagten Betätigungskolben umfaßt, dessen eine Kolbenseite durch das vorzugsweise im Nebenschluß zur Druckleitung des Drehmomentwandlers angeordnete Schaltventil mit der Rückströmleitung des Drehmomentwandlers verbindbar ist. Dadurch wird eine Aus-Führung erhalten, die es mit einfachen Mitteln gestattet, die Kupplung zu lösen, wobei der Wandlerdruck und damit die wandlerfüllung vor und während der Kupplungsbetätigung Konstant bleibt. Eine weitere Vereinfachung der Anlage wird dadurch erhalten, wenn das Schaltventil zwischen der Druckleitung und der Rückströmleitung des Drehmomentwandlers angeordnet ist, und zugleich das Druckhalteventil für den Drehmomentwandler bildet. In der Druckleitung zwischen dem Schaltventil und dem Betätigungskolben ist vorzüglich ein mit dem Leistungsregelglied des Fahrzeuges verbundener Drosselschieber eingefügt, während die Rückströmung vom Betätigungskolben über ein Überströmventil unter Umgehung des Drosselschiebers erfolgt. Dadurch wird beim Einrücken der Kupplung ein in Abhängigkeit der ätellung des Leistungsregelgliedes des Fahrzeuges gesteuerter Kraftschluß der Trennkupplung erhalten, wodurch ein weicher und stoßfreier Betrieb gewährleistet ist. Gleichzeitig ist sichergestellt, daß die Rückströmung vom-Betätigungskolben ungedrosselt erfolgt, was ein sofortiges Lösen der Kupplung zu Folge hat. Ist der Drosselschieber mit dem Leistungsregelglied des Fahrzeuges unter Vermittlung eines wärmeempfindlichen Gliedes verbunden, das vom Druckmittel des Drehmomentwandlers umspült wird, so sind sämtliche Faktoren berücksichtigt, welche den Ablauf des Kupplungseingriffes beeinflussen. Der Betätigungskolben der Ausrückvorrichtung ist vorteilhaft in einem einseitig offenen Arbeitszylinder im Wandlerraum angeordnet und steht durch eine den Wandlerraum durchsetzende Kolbenstange mit einem der Trennkupplung zugeordneten federbelasteten Ausrücklager in Verbindung. Dadurch ist eine aufgelöste Bauweise möglich, ohne den Raumbedarf zu vergrößern. Eine Vereinfachung der Schaltvorrichtung wird ferner dadurch erhalten, wenn die Kolbenstange einen Teil der Druckleitung zwischen dem Schaltventil und der Kolbenseite des Betätigungskolbens enthält, welche mit der Rückströmleitung des Drehmomentwandlers verbindbar ist.
In den Zeichnungen, welche eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung zeigen, sind Fig. 1 ein Längsschnitt durch einen Drehmomentwandler und die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung für eine Trennkupplung, und Fig. 2 ein vereinfachtes Schaltschema der Schaltvorrichtung für das Verbundgetriebe nach der Fig. 1.
Das Verbundgetriebe setzt sich aus einem Drehmomentwandler 1 und einem mehrstufigen Zahnräderwechselgetriebe 2 zusammen, zwischen welchen eine Trennkupplung 3 angeordnet ist, die beim Schalten der einzelnen, nicht gezeigten Gangstufen, den Antrieb zwischen den genannten Getriebeteilen 1 und 2 unterbricht. Der Drehmomentwandler 1 besteht aus einem Pumpenrad 4, einem Zeitrad 5 und einem Turbinenrad 6. Das Pumpenrad 4 steht in bekannter Weise mit der Kurbelwelle 7 einer im einzelnen nicht gezeigten Brennkraftmaschine in treibender Verbindung, Das Turbinenrad 6 ist mit einer Hohlwelle 8 in Eingriff, die in einen Antriebsflansch 9 endet, cTer das Widerlager 10 für die Reibscheibe 11 der Trennkupplung 3 trägt. Die Reibscheibe 11 ist mit der Getriebeeingangswelle 12 drehfest verbunden. Am Antriebsflansch 9 ist axial verschiebbar eine Druckplatte 13 angebracht, welche unter der Wirkung einer Tellerfeder 14 die Reibscheibe 11 gegen das Widerlager preßt. Die Tellerfeder 14 stützt sich auf einem Ausrücklager 15 ab, das ein Wälzlager 16 enthält. Die Nabe 17 des Ausrücklagers 15 ist mit der Kolbenstange 18 eines Betätigungskolbens 19 verbunden, welcher in einen Arbeitszylinder 20 gleitet. Der Arbeitszylinder 20 ist mit dem Pumpenrad 4 verbunden und ragt in den das Druckmittel enthaltenden Wandlerraum 21. Das Druckmittel wird dem Drehmomentwandler durch eine Bohrung 22 in der Zwischenwand 23 zugeführt, welche die Kupplung 3 vom Drehmomentwandler 1 trennt. Durch einen Kanal 24 im Träger 25 des Zeitrades 5 und Hingspalte 26 zwischen dem Freilauf 27 desselben, gelangt das Druckmittel zu den umlaufenden Teilen 4, 5 und 6 des Drehmomentwandlers. Durch den Spalt 28 zw%chen dem Pumpenrad 4 und dem Turbinenrad 6 gelangt das Druckmittel weiter auf die ständig dem Flüssigkeitsdruck ausgesetzte Seite 29 des Betätigungskolbene.1,9" Der gegenüberliegenden Kolbenseite 30 wird das Druokmittel durch eine Bohrung 31 in der Zwischenwand 23 zugeführt-0 Von der Bohrung 31 gelangt das Druckmittel in einen Ringspalt 32 zwischen dem Träger 25 und der Hohlwelle 8 und strömt von dort über Querbohrungen 33 in einen weiteren Ringspalt 34 zwischen der Kolbenstange 18 und der Hohlwelle B. Aus dem Ringspalt 34 wird das Druckmittel über Ausnehmungen 35 in eine Längsbohrung 36 der Kolbenstange 18 geleitet und strömt von dort in den von der Kolbenseite 30 und dem Arbeitszylinder 20 begrenzten Raum.
Das Druckmittel wird durch eine von der Brennkraf tmaschine angetriebene Füllpumpe 37 gefördert. Die Füllpumpe 37 ist druckseitig über eine Leitung 38 an die Bohrung 22 angeschlossen, von welcher aus das Druckmittel, wie vorstehend beschrieben, in den Wandlerraum 21 gelangt. Der Rückfluß desselben in den Vorratsbehälter 39 erfolgt über eine (ausschließlich in der Fig. 2 gezeigte) Rückströmleitung 40 gegen die Wirkung eines Drosselventils 41. Ein Überdruckventil 42 schließt die Anlage bei Überlastung_kurz. Zwischen der Druckleitung 38 und der Rückströmleitung 40 ist ein Schaltventil 43 angeordnet, das unter der Wirkung einer Feder 44 zugleich als Druckhalteventil für den Druckmittelkreislauf dient. Das Schaltventil 43 ist als Schieber mit drei im Abstand voneinander angeordneten Steuerbunden 45, 46 und 47 ausgeführt, wobei die Zwischenräume zwischen den Bunden 46 und 47 durch eine Querbohrung 48 untereinander in Verbindung stehen. Das Schaltventil 43 ist mit dem nicht gezeigten Anker eines Blektromagneten 49 verbunden, dessen zugehöriger Schalter 50 am Getriebeschalthebel 51 angebracht ist. Der andere Pol des Elektromagneten 49 ist an die Fahrzeugbatterie 52 angeschlossen. 'In das Schaltventil 43 mündet zwischen den Steuerbunden 45, 46 eine von der Druckleitung 38 abgezweigte Zeitung 53, welche sich bei Wandlerbetrieb durch das Schaltventil hindurch in eine Zeitung 54 fortsetzt, die an die Rückströmleitung 40 angeschlossen ist. Über die Querbohrung 48 ist die Zeitung 53 ferner mit einer Zeitung 55 verbunden, durch welche das Druckmittel in die Bohrung 31 gelangt und von dort, wie vorstehend beschrieben, in den Arbeitszylinder 20 auf die Seite 30 des Betätigungskolbens 19 strömt. In der Zeitung 55 ist ein federbelasteter Drosselschieber 56 angeordnet, welcher über eine auf Temperaturschwankungen ansprechende Bi-Metallfeder 57 mit dem Leistungsregelglied 58 des Fahrzeuges in Verbindung steht. Der Drosselschieber 56 und die Bi-Metallfeder 57 sind in einem Gehäuse 59 gelagert, das vom Druckmittel umspült wird. Die Zuführung des Druckmittels erfolgt durch eine Nebenleitung 60, welche von der Rückströmleitung abgezweigt ist. Zwischen dem Zu- und Ablauf des Drossel-. schiebers 56 ist in der Zeitung 55 eine Zweigleitung 61 mit einem Überströmventil 62 angebracht, durch welches die Rückströmung des Druckmittels in der Zeitung 55 gesteuert wird.
In der in den Zeichnungen gezeigten Zage ist die Trennkupplung 3 eingerückt, und der Druckmittelkreislauf in der Stellung für Wandlerbetrieb ausgesteuert. Der Antrieb der Eingangswelle 12 des Zahnräderwechselgetriebes 2 erfolgt hierbei durch die Kurbelwelle 7 über das.Pumpenrad 4, das Turbinenrad 6, die Hohlwelle 8 und die Trennkupplung 3. In dieser Betriebsstellung herrscht nach dem Schaltschema der Fig. 2 vor und hinter dem Betätigungskolben 19 der Ausrückvorrichtung ein Flüssigkeitsdruck, welcher dem Normaldruck des Wandlerkreislaufes entspricht.
Wird durch die Veränderung des Zugwiderstandes die nächsthöhere oder tiefere Gangstufe für den Fahrantrieb benötigt, so wird der Getriebeschalthebel 51 in gebräuchlicher Weise betätigt. Dadurch schließt der Schalter 50, so daß der Anker des Elektromagneten 49 angezogen wird und das Schaltventil 43 mit Bezug auf die Zeichnung der Fig. 2 nach rechts gleitet, bis der Steuerbund 45 die Zeitung 53 schließt und der Steuerbund 46 den unmittelbaren Durchlaß von der Leitung 55 in die Rückströmleitung 45 zuläßt. Unter Aufrechterhaltung der Druckmittelzufuhr in den gandlerraum 21 und damit auf die Seite 29 des Betätigungskolbens 1.9, wird dadurch schlagartig der Rückfluß des Druckmittels auf der gegenüberliegenden Kolbenseite 30 freigegeben. Der Betätigungskolben 19 gleitet nunmehr mit Bezug auf die Zeichnung der Fig. 1 nach rechts und nimmt dabei über die Kolbenstange 18 das Ausrücklager 15 in derselben Richtung mit, wodurch, entgegen der Wirkung unterstützt durch der Tellerfeder 14, die Reibscheibe 11 außer Eingriff kommt. Das im Arbeitszylinder 20 vor der Kolbenseite 30 befindliche Druckmittel fließt durch die Bohrungen 36, 35 und 33, bzw. die Ringspalte 34, 32 in die Rückströmleitung 55, und wird von dort unter Umgehung de.s Drosselschiebers 56 über die Zweigleitung 61 und weiter durch das Schaltventil 43 hindurch über die Zeitungen 54 und 40 in den Vorratsbehälter 39 zurückgeführt. Ist die Schaltbewegung mit dem Handschalthebel 51 vollzogen, so öffnet der Schalter 50, worauf das Schaltventil 43 unterstützt durch die Feder 44 in die in der Zeichnung gezeigte Ausgangsstellung zurückkehrt und erneut über die Zeitungen 55 und 53 die Druckmittelzufuhr zum Betätigungskolben 19 einsetzt. Der Drosselschieber 56 regelt dabei in Abhängigkeit der Stellung des Leistungsregdgliedes 58 durch einen mehr oder weniger freien Durchtrittsquerschnitt in der Zeitung 55 den Kupplungseingriff. Der Eingriff kommt zustande, indem der Kolben 19 mehr oder weniger schnell nach links gleitet und unterstützt durch die Tellerfeder 14, unter Vermittlung der Druckplatte 13, die Reibscheibe 11 gegen das Widerlager 10 preßt. Die Ausgangsstellung des Drosselschiebers 56 wird vom Aggregatzustand des Druckmittels mit Hilfe der BieMetallfeder 57 bestimmt.

Claims

P a t e n t ans p r ü c h e 1. Verbundgetriebe für Kraftfahrzeuge mit einem hydrodynamischen Drehmomentwandler und einer Trennkupplung für das nachgeschaltete mehrstufige Zahnräderwechselgetriebe, die durch den im dandlerraum herrschenden Flüssigkeitsdruck in Abhängigkeit der Stellung des Getriebeschalthebels unter Vermittlung eines elektromagnetisch gesteuerten Schaltventils betätigt wird, dadurch gekennzeichnet, da13 die Ausrückvorrichtung der Trennkupplung (3) einem doppelseitig vom Flüssigkeitsdruck des Drehmomentwandlers (1) beaufschlagten Betätigungskolben (19) umfaßt, dessen eine Kolbenseite (30) durch das vorzugsweise im Nebenschluß zur Druckleitung (38) des Drehmomentwandlers angeordnete Schaltventil (43) mit der Rückströmleitung (40) des Drehmomentwandlers verbindbar ist.
2. Verbundgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltventil (43) zwischen der Druckleitung (38) und der Rückströmleitung (40) des Drehmomentwandlers (1) angeordnet ist und zugleich das Druckhalteventil für den Drehmomentwandler bildet.
3. Verbundgetriebe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Druckleitung (55) zwischen dem Schaltventil (43) und dem Betätigungskolben (19) ein mit dem Leistungsregelglied (58) des Fahrzeuges verbundener Drosselschieber (56) eingefügt ist, während die Rückströmung vom Betätigungskolben (19) über ein Überströmventil (62) unter Umgehung des Drosselschiebers (56) erfolgt.
4. Verbundgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Droeselschieber (56) mit dem Zeistungsregelgled (58) des Fahrzeuges unter Vermittlung eines wärmeempfindlichen Gliedes (57) verbunden ist, das vom Druckmittel des Drehmomentwandlers umspült wird.
5. Verbundgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungskolben (19) der Ausrückvorrichtung in einem einseitig offenen Arbeitszylinder (20) im Wandlerraum (21) angeordnet ist und durch eine den dandlerraum durchsetzende Kolbenstange (18) mit einem der Trennkupplung (3) zugeordneten federbelasteten Ausrücklager (15) in Verbindung steht.
6. Verbundgetriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (18) einen Teil der Druckleitung (55) zwischen dem Schaltventil (43) und der Kolbenseite (30) des Betätigungskolbens (19) enthält, welche mit der Rückströmleitung (40) des Drehmomentwandlers (1) verbindbar ist.