DE1500331A1 - Hydromechanisches Verbundgetriebe fuer Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

• Hydromechunisches Verbundeetriebe füir Kraftfahrzeuge

  .Die. "-'rfindung betrifft ein hydromechi--.--2--hes Verb--

  gütriobe für ##raftfahl'zeug2 mit Ott2fen100

  1)rel."zalilen, bestehend aus eine2 1)rehmoment#,i"uler Zeit

  einem vom £!"ab.rzeugmotor angetriebenen 2umpenradp

  fest nit einer Zwischenwelle verbundenen ersten Tur'--'nen-

  radp das ein Kupplungsglied antreibt, das mit einer Ab-

  triebowolle kuppelbar ist, einem in umGekehrter Rieb-

  tori,g wie das erste i.'urbinenrad umlaufendei zweiten

  'ji#urbineiiradp das das i,onrienrad eines die -)rehrichtung

  ui--,kührenden Illanotengotriebes antreibt, das mittels

  eiaer zwischeli dem Getriebegehäuso und einem Glied des

  .L,1,.,n2terigetriebes an,-,eordneten l-reilaufkupplung nur in

  uer umgekehrten Drehrichtung wie das erate Turbinenr.-

  wirksam und mit dem Getriebezu, des ersten Turbinenrl,-'Zin

  vereinigbar istg und dau fvrner ein durch eine Bremse

  festatellbares Glied aufweistg um eine umgekehrte Drehrichtung der Atbtriebswelle zu erzeugen und einem zwischen dem zweiten Turbinenrad und dem Pumpenrad angeordneten Leitkranzv der durch eine Freilaufkupp lung In einer Drehrichtung blockiert ist. Hydromechaniaohe Verbundgetriebe der vorstehenden Artg bei denen die Drehmomente zweier sich gegenläufig drehender Turbinentäder eines Drehmomentwandlern durch ein nachgee±altetee Planetengetriebe vereinigt auf die getriebene Welle Übertragen werdeng sind in vorschiedenen Ausführungen bekannt.
• Bei dem bekannten Getriebe, von dem die Erfindung eusgeht, treibt das erste Turbinenrad eine Zwischenwelle, mit der ein erstes Kupplungeelement drohfeat verbunden ist. Das zweite Turbinenrad treibt eine die Zwischenwelle koaxial umgebende Hohlwelle, die ein zweiten Kupplungselement benachbart zum ersten angeordnet und ein Sonnenrad trägtp das über Plametenräder, deren Träger durch eine Freilaufkupplung In einer Drehrichtung entgegen der Drehrichtung den 2umpenradeu festgehalten ist, ein äußeren Zentralrad antreiben, dan drehfest mit der Abtriebewolle verbunden ist und ein dritten Kupplungselement aufweist. Der Planotenradträger kann durch eine Bremee festgehalten worden. bei gelöster bremse dreht sich das äußere Zentralrad in gleicher hichtung wie die vom ersten Turbinenrad angetriebene Zwischenwelle. Bei angezoeener Bremse und featstehendem 2lanetenradträger wirken die ilemente des Drehmomentenwandlers als zlüssiekeitskupplungsschwungrady wobei das zweite Turbinenrad als Flüsoigkeitskupplungselement des ichwungrades wirkt und sich und das Gonnenrad in Vorwärtsrichtung dreht, so dats sich das Gußere Zentrulrud rü'ckwzirte drehtg so d,ß durch @nleien der Dremse aie Voraussetzune zum zirschalten eines Rückwäitirtaetugeo gegeben ist. Es est eine ichiebekupplung vorgesehen, die wahlweise in drei btellungen verschlebbar ist. In der ersten oder laerlaufstellung steht die Schiebekupplung nur mit dem ersten Kupplungeelement im Eingriff. In der zweiten Vorwärtagangstellung verbindet sie bei gelöster Dreise das erste mit dem dritten Kupplungeelement und vereinigt damit die vom ersten und zweiten 2urtinenrad auageübten Drehmomente. In der dritten Riackwärtsgangetellung verbindet sie bei angezogener Bremse das erste mit dem zweiten Aupplungselement. Die Verwendung derartiger Sichiebekupplungeln, die beim Kupplungevorgang eine weitere Kupplung una Einriehtungei zur Erzeug ung eines Synchronlaufes der Kupplunoelezen-te voraussetzen, uz überhaupt den Vorwärts oder Rüekicrtagang schalten zu können# j-,estatten kein sanftes chalten und zind au--erdem recht ct#irLr.fällig. Die der ßrfindung zugrundeliegende Aufgabenstellung besteht darine ein hydrozechanisches Verbundgetriebe der eingang erwähnten Art zu achafteng das ein sanftes Sichalten sowohl In den Vorwärts- als auch den tückwärtegang bei Vorsehung einer minimalen Anzahl von Kupplunge-und Reibungs-elementen ermöglicht. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, außer dem normalen Vorwärtsgang noch einen Langsamvorwärtagang vorzusehen, der wahlweine ein- und aueschaltbar Ist. Diose Aufgabenstellung wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das erste Turbinenrad einen gemeinsamen 21anetenradträger für zwei Planotengetriebesätse antreibt, der durch eine Kupplung mit der Abtriebewolle verbindbar ist und daß der erste Getriebeaats zwei miteinander Iriimmende Plauetenräder aufweintg von denen da@ eine

  mit dem vom zweiten Turbinenrad angetriebenen bomenrad

  und das andere mit dem äußeren Zentralradv da@ nitteln

  der Preilaütkupplung da* Reaktionaglied bildetpie Ungriff

  steht# während der zweite Getriebeaats zwei miteinander

  kämmend@ Planotenräder aufweist, von denen den eine nit

  den Zonnenrad und das andere mit den duzoh eine Ir«»

  zur Einechaltung einen RUckwärtegangen fentetellb«Är«

  äußeren Zentralrad in ju'ingriff steht.

  Bei dem erfindungegemäß ausgebildeten Getriebe eM4lich«

  die einen gemeinsamen Planetenradträger aufweisenden

  Planetengetriebesätze ein sehr einfaches und sanftes behalten des Vorwärte- und Rückwärtagangesq wobei Kauen- oder dergleichen Kupplungen, die einen Synchronlaut der Kupplungeelemente voraussetzeng vermieden werdeng wobei es zum Einschalten des Rückwärtsganges lediglich notwendig ist, die das äußere Zentralrad des zweiten Getriebeaatzen festhaltende Bremse anzu-, legen.
• Eine bevorzugte Ausführungeform des Erfindungegegenstandes, die zur Übertragung extrem hoher Drehmomente, d .h.
• zur Einschaltung eines Langeamvorwärtaganges für das kahrzeug dientg zeichnet sich dadurch ausq daß ein dritter Planatengetriebeaatz vorgesehen Ist, dessen Planetenradträger fest mit der Abtriebewolle und dem Sonnenrad den zweiten Getriebeaatzen und dessen äußeren Zentralrad fest mit dem gemeinsamen Planotenradträger des ersten und zweiten Getriebeaatzen verbunden ist, während das Sonenrad und das äußere Zentralrad den dritten Getriebesatzes durch die Kupplung miteinander und über den Planotenradtrager mit der Abtriebewelle verbindbar sind und das Sonnenrad durch eine Bremse zur Einschaltung einen langsamen Vorwärteganges bei ßelbeter Kupplung fentetellbar ist.
• Ein AuafUhrungebeispiel der bevorzugten Ausführung den Erfindungsgegenctandes soll nunmehr anhand der beigefügten Zeichnung, die einen schematischen Längeschnitt den Getriebes zeigt, beechrieben werden.
• Das dargestellte Getriebe umfaßt eine Antriebewolle 10p eine Abtriebewelle 11, einen Drehmomentwandler 12 und ein Planotengetriebe 13. Die Antriebewelle 10 ist an den Antriebemotor einen Fahrzeugen angeschlosnang und die Abtriebewelle 11 steht mit den Rädern des Fahrzeuges in Triebverbindung.
• Der Drehmomentwandler 12 weist ein fest mit der Antriebswelle 10 verbundenee 2umpenrad 29 ein erstes vom Pumpenrad 20 angetriebenes Turbinenrad 21p einen Leitkranz 22 und ein zweites Turbinenrad 23 auf. Das erste Turbinenrad 21 treibt eine wolle 24 und das zweite Turbinenrad 23 eine die Wolle 24 konzentriech umgebende Hohlwelle 25 ans während der Leitkranz 22 durch eine Freilaufkupplung mit einer Hohlwelle 27 verbunden ist#

  die am Getriebegehäuse befestigt ist und die aellen,#24

  und 25 konzentriaob umßibt.

  .Das 21anstengetriebe 13 umfaßt einen Getriebeabachnitt 30

  fUr den Vorwärts- und Rückwärtsgang den Pahrzeugen und

  einen Getriebeabachnitt 31 fUr einen Iangsamvorwärtagang.

  Der Getriebeabuchnitt 30 tUr den Vorwärte- und Rückwärts-

  gang umfaßt ein fast mit der Velle 25 und dadurch mit

  dem zweiten Turbinenrad 23 verbundenen ernten jonnenrad

  32gein feut mit der Abtriebswelle 11 verbundenen zweiten Sonnenrad 33,ein ersten äußeren Zentralrad 34 und ein zweites äußeres Zentralrad 35. Ein eeaeinnamer Planotenradträger 36 ist fest mit der 'Volle 24 und dadurch mit dem ernten Turbinenrad 21 des Drehmomentwandlern verbunden. Am Flanetenradträger 36 ist ein erster uatz Planetenrüder 37, 38 und ein zweiter Satz Planeten-, rüder 39, 40 drehbar Gelagert, die ja iatz miteinander Im zingriff stehen. Außerdem stehen die ilanotenriader 37 und 38 den ernten Siatzen mit dem ernten bzw. dem zweiten äußeren Zentralrad 34 bzw. 35 und die Planotenräder 399 40 den zweiten Satzen mit dem ersten bzw. zweiten qgnnenrad 32 bzw. 33 im ßingriff. Am zweiten äußeren Zentralrad 35 iat eine Bremetrommel 45 befentigte die von einem Bremsband 46 umgriffen ist. Das ernte äußere Zentra1rad 34 ist mit einer Nabe 47 unter Zwiechenechaltung biner kreilaufkupplung 48 auf der footetehenden Hohlwelle 27 gelagert. _N.

  Der Getriebeabschnitt für den langeamgang untait OLROn

  tent mit der Abtriebewolle 11 und den Sonnearad'3Y den

  Getriebeabeehnitten 30 verbundenen PlänetenradträZer 509

  ein mit den Ylanetenradträger 36 den Getriebeabuchnitten

  30 verbundenen äußeren Zentralrad 51 und ein mit einer

  Brenstromel 53 verbundenen Jonnenrad 52. An Ylaneten-

  radträger 50 sind Planetenräder 54 drehbar geln«,ert@ die

  mit dem äußeren Zentralrad 51 und dem Sonnenrad 52 im iingriff stehen. Das äußere Zentralrad 51 greift mit einem nabenartigen Ansatz 55 in die Bremstrommel 53 eing wobei zwischen dem Ansatz 55 und der Bremstrommel 53 eine Kupplung 60 vorgesehen ist, mit der diese Teile ein- bzw. auskuppelbar sind. Auf der Bremstrommel 53 ist ein Bremsband 61 angeordnetg mit dem das Sonnenrad 52 des Getriebeabachnittes 31 für den Langsamgang feststellbar ist. Im Betrieb treibt die mit dem Fahrzeugmotor (nicht gezeigt) verbundene Antriebewelle 10 das Pumpenrad 20 an. Für den normalen Vorwärtsgang wird die Kupplung 60 eingekuppelt und damit der Getriebeabschnitt 31 für den Langsamgang geaperrtg eo daß das Turbinenrad 21 über die Welle 24 und den 21anetenradträger 36 unmittelbar mit der Abtriebewelle 11 verbunden ist. Beim Antrieb des 2umpenrades 20 durch die Antriebawelle 10 wird das in dem Drehmomentwandler befindliche Strömungemittel in die behaufeln den Turbinenrades 21 gepumpt und erteilt diesem ein Drehmoment, das auf die Antriebswelle 11 übertragen wird. Beim Langsamgangg d.h. bei der Jbertragung hoher Drehmomente kommt die Freilaufkupplung 26 zum Eingriff und hält den Leitkranz 22 fest# um die Reaktion des Utrömungsmittela innerhalb des Drehmomentwandlers 12 in bekareater leine aufzunehmen. vas durch die Schaufeln deu Turbinonrades 21 gepumpte itrömungsmittel wirkt gegen die schaufeln des zweiten turbinenrades 23 und treibt dieces in umgekehrter DrehrichtunG wie das erste Turbinenrad 21 an. Das umgekehrte Antriebedrehmoment wird durch die Welle 25 auf das Sonnenrand 32 des Getriebeabschnitten 30 übertragen. Bei den geringen Vorwärtageaohwindigkeiten wird auch die Freilaufkupplung 48 wirksam und hält das äußere Zentralrad 34 fest, ao daß der Getriebeabsohnitt 30 die Reaktionskräfte aufnimmt. Die Rückwärtsdrehung dea Sonnenrades 32 wird durch die beiden Planetenräder 37 und 39 in eine Vorwärtadrohung umgewandelt, eo daß der Planetenradträger 36 und die Abtriebewolle 11 in Vorwärterichtung des Fahrzeugeo angetrieben werden, wobei sich die vom eraten und zweiten Turbinenrad 21 bzw. 23 entwickelten Drehmomente addieren.

  denn bei Cherer Vorwärtsgeschwindigkeit der Lreh-

  Momentwandler sich der itrömungemittelupplangestute

  näherty löst sich die Preilaufkupplung 26p und der

  Leitkranz 22 kann sich frei drehen. beim Betrieb dieser

  Geschwindigkeitestute ist die Plußrichtung den das

  zweite Turbinenrad 23 beaufschlagenden StrömunGsmitteln

  umgekehrt, so daß es auf die Rückseite der sohaufeln einwirkt und dia Welle 25 und daß bionnenrad 32 in Vorwärtarichtung des 2ahrzeuges antreibt. Bei dieser Betriebeatufe ist die Freilaufkupplung 48 ebenfalls gelöst, und der Getriabeabochnitt 30 läuft somit im weaentlichen mit einem ubereatzungaverhältnie von 1 t 1 mit Bezug auf die Abtriebewolle 11 um.

  e#

  Somit erzeugt der Drehmomentwandler gemäß der ßrfindung

  ein ausreichend hohen Anfahrdrehmoment, um während den

  normalen Vorwärteantriebes eines ?ahrzeuge's jegliches

  uchalten dbarflUaeig zu machen.

  .,Un langsamer Vorwärtsgang zur ubertragung extrem hoher

  Jrehmomente auf die Antriebewelle 11 Ist darch Anlegen

  der Bremse 61 und Lösen der Kupplung 60 erzielbarg da dann

  das Gonnenrad 52 festgehalten wirdg so daß das zentrale

  Außenrad 519 das'durch das Turbinenrad 21 In Vorwärts-

  richtung angetrieben wird, den Planotenradträger 50 und

  damit die Abtriebewelle 11 In Vorwärterichtung antreibt#

  wobei Uber die Planetenräder 54 und das Sonnenrad 52

  eine starke Untersetzung etattfindet.

  Der Rückwärtagang wird durch Betätigung der Bremse 4t eingeschaltetu die das äußere Zentralrad 35 festhält. Da der 21anotenradträger 36 durch dau erste eurbinearad 21 in Vorwiirtsrichtung angetrieben wird, wthrend das äußere Zentralrad 35 feststeht, wird durch den singriff der Planetenruder 38 und 40 das Sonnenrad 33 und somit die ibtriebowelle 11 in Rückwärtsrichtung angetrieben. Aus der Deschreibung ist ersichtlich, daß durch die 2rfindung ein äußerst saft arbeitendes Getriebe geschaffen worden istg das im normalen Antriebebereich in befriedigender Weise arbeitatg und zwar durch Verwendung eines Drehmomentwandlers mit einem irebmomentübertragungsbereichp der ausreicht, um das sonst notwendige ichalten der Getriebeatufen durch Anlegen und lönen von Reibungselementen zu vermeiden. Im normalen Antriebebereich des Getriebes bleibt die Kupplung 60 Im hingriff, und die bremsen 46 und 61 bleiben gelöst. Durch die 2rfindung ist ein Getriebe geschaffenp das nur eine Kupplung und zwei Bremsen besitztg um einen stufenlos veränderlichen normalen Vorwärtsantriebebereich sowie einen Vorwärteantrieb Im Langeamgang und einen Rückwärteantriebebereich vorzusehen. Das jetriebe gemäß der Mindung kann durch ein überaus einfaches 2trömungsmitteleteuersystem betätigt werdeng da eine komplizierte Ventilanordnung zum achalten aufeinanderfolgender Getriebestufen nicht erforderlich ist.

  - . )ie soll nicht auf (1z-u be.-ichrieborie ".uE3-

  fWirunCoboisl)itil be-#-cli.-,;#-nkt sein# sondern kann im

  -#iihmen der nachfolgenden Ansprüche abt-,eviandelt werden.

Claims (2)

1. Patent an sp rüche #,llydromechanisches Verbundgetriebe für Kraftfahrzeuge mit stufenlos veränderlichen Drehzahlenp bestehend aus einem Drehmomentwandler mit einem vom iFahrzeuzmotor angetriebenen Pumpenradg. einem fest mit einer Zwiochenvielle verbundenen ersten murbinenradp das ein Kupplungsglied antreibtp das mit einer Abtriebeivelle kuppelbar ist, einem in umgekehrter Richtung wie das erste Turbinenrad umlaufenden zweiten Turbinenrady das das Sonnenrad eines die Drehrichtung umkehrenden 21anetengetriebeo antreibto das mittels einer zwischen den Getriebegehäuse und einem Glied den 21anetengetriebes angeordneten Freilaufkuppluna nur In der umgekehrten Drehrichtung wie das erste Turbinenrad wirksam und. mit dem Getriebezug des ersten Turbinenradas vereinigbar ist und das ferner ein durch eine Bremse festetellbares Glied aufweist# um eine umgekehrte Drehrichtung der Abtriebewolle zu erzeugen, und einem zwischen dem zweiten Turbinenrad und dem Pumpenrad angeordneten Leitkranz, der duireii eine Freiltufkuppltig in in einer i)rehrichtung blockiert istg dadurch gekennzeichnet , daß das erste Glurbinenrad (21) einen gomeinsamen 21anetenradträger (36) für zwei Planetengetriebeeätze (32, 34, 369 37e 39 und 33, 359 36, 38p 40) antreibtp der dure h eine Kupplung (60) mit der Aibtriebowielle (11) verbindbar ist, und daß der erste Getriebesatz (329 34o 36, 379 39) zwei miteinander kämmende Planetenrüder (37, 39) aufweist, von denen das eine (39) mit dem vom zweiten Turbinenrad (23) angetriebenen Sonnenrad (32) und dau andere (37) mit dem äußeren Zentralrad (34'), dar mittels der Freilaufkupplung (48) das Reaktionoglied bildetg in ßingriff steht, während der zweite Getriebeaatz (339 35, 36, 38v 40) zwei miteinander kEMmende Planetenräder (389 40) aufweiste von denen das eine (40) mit den ionnenrad (33) und das andere (38) mit dem durch eine Bremse (46) zur Einschaltung einen Rückwärtaganges fentetellbaren äußeren Zentralrad (35) im ßingriff eteht.
2. 2, Getriebe nach Anspruch 1, dadurch ggkennseichnet, daß ein dritter Planetengetriebeaatz (52, 59 59 54) vorgesehen ist, dessen Planetenradträear (50) fest mit der Abtriebewelle (11) und dem bonnenrad (33) den zweiten Getriebeaatzes (33, 359 36, 38v 40) und densen äußeren Zentralrad (51) fest mit dem gemeinsamen 21anotenradträger (36) des ersten und zweiten Getriebeeatzen verbunden ist# während das Sonnenrad (52) und das äußere Zentralrad (51) deu dritten Getriebesatzet (52, 5v, 5U9 54) durch die Kupplung (60) miteineaider und über den elaietenrtadträger (50) mit uer nbtriebawelle (11) verbindbur aiid und das ijonnenrad (52) durch eine brenee (61) zur zinschaltung einea langnamen Vorwärtaganges bei gelönter @upplunG (GO) fentetellbar ist.