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| Dkuplex-Trans miss ion mit hyd c@odynamis chem Antrieb |
Die Erfindung betrifft ein Schongetrie@e im Zusammenhang mit der Anwendung einer
Mehrfachgeschwindigkeits-Transmissior mit einen hydrodynamischen Antrieb. Es ist
vorgesehen, daß ein derartiges Schongetriebe wahlweise durch den Fanrer in eine
Motorfahrzeug in Eingriff gebracht werden kann.
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Der Betrieb von Kraftfahrzeugen auf den derzeitigen Autobahnen führt
zu übermäßigen Motorengeschwindigkeiten, wodurcn sich eine schlechte Wirtschaftlichkeit
bezüglich der brennstoffausnutzung und hohe Wartungskosten ergeben. ein Schongetriebe
könnte angewandt werden, u@ so niedrigere Motorengeschwindigkeiten bei automatischen
Transmissionen zu erzielen, jedoch stellt dies aus verschiedenen Gründen keine praktische
Lösung dar. Erstens ist ein getrenntes Gehäuse für den Schongang kostspielig und
zu voluminös, um leicht in den bereits weitestgehend ausgenutzten Fahrgestellraum
des durchschnittlichen Kraftfahrzeuges leicht eingepaßt zu werden.
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Zweitens führt das Anwenden eines Schongangs bei einer Transmission,
die einen hydrodynamischen Antrieb aufweist, und zwar entweder in Form eines Drehkraftwandlers
oder einer Kupplungsart zu einem überräßigen Gleiten (fluid slip), wodurch die Wirkung
des Schongangs wieder aufgehoben wird. Daher werden Schongänge gewöhnlich nur bei
manuell betätigten Transmissionen angewandt, die keine Flüssigkeitsantriebe eamfweisen.
r ßrfindungsgemäß werden nun.die angegebenen Nachteile überwunden.
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hie erfindungsgemäße Arbeitsweise der Anordnung eines einfachem
Schongetriebes
in einer automatischen Transmission unter Anwenden eines Flüssigkeits-Drehkraftwandlers
ist neu aufgrund einer @eihe besonderer Merkmale, durch die eine große Einfachheit,
korpakter Aufbau und niedrige uosten erreicht werden und das Gleiten vermiede: wird.
Das Anwenden eines selektiv in Eingriff bringbaren Platnetenrad-Sd@ngetriebes erfordert
z.B. normalerweise nicht nur eine gebrennte Kupplung, durch die das Antriebsverhältnis
gelöst wird, das zuvor benutzt worden ist, sondern ebenfalls eine Reaktions bremse,
durch die der Schongang in Eirgriff gebracrht wird, nachdem der vorherige Antriebsgang
gelöst worden ist. Erfindungsgemäß @indet nun zusätzlich eine Bremse Anwendung,
da der zuvor eineeschaltete Gang durch Kupplungen gelöst wird, die bereis in ddr
Haupttransmission vorliegen.
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Eine der Erfindung zugrundeliegende Aufgabenstellung besteht somit
darin, ein einfaches und billiges Schongetriebe zu schaffen.
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Urm das Gleiten eines Wandlers auszuschalten, ist es normalerweise
erforderlich eine getrennte Kupplung vorzusehen, durch die der Wandler in einen
festen mechanischen Gang verriegelt wird, dies ist jedoch erfindungsgemäß nicht
erforderlich. Dies wird dadurch erreicht, daß das Antriebselement sowohl des Schonganges
als aucrh des Wandlers so angeordnet werden, daß zu jeder Zeitpunkt eine direkte
Ankupplung an dem Motor vorliegt. Dies ermöglicht es, daß das Haupt- oder Mehrfachgeschwindigkeitsteil
der Transmissionskombnation immer durch den Wandler angetrieben wird, jedoch der
Schongang immer direkt mit dem Transmissionsabtrieb über eine hohle Welle in der
Haupttransmission angekuppelt ist, so daß bei einer Fahren im Schongang das Gleiten
vermieden wird.
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Eine weitere der E-b:,findung zugrundeliegende Aufgabenstellung besteht
darin, eine billige Anordnung für das Umgehen desWandlers
| einer automatischen Transmissiom zu schaffen, ohne daß eine
@Jandler |
| Yerrie,%elungskupplung ,ängewandt wd, wobei jedoch immer- ein |
100%iger Wandlerantrieb in allen Uebersetzungsverhälntissen und
in dem direkten 1:1 Antriebsverhältnis aufrechterhalten wird. Die Erfindung wird
im folgenden beispielsweise unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert:
Fig. 1 ist ein Teilaufriß im Schnitt einer bevorzugten Ausführung2sform des einstückigen
Schongang- und Wandlerteils der Kombination. Fig. 2 ist ein Diagramrmförmiger Teilaufriß
im Schnitt der bevorzugten Ausführungsform und weist die Viergeschwindigkeits-Planetenradtransmission
nach der US-Patentschrift 2 838 960 auf. Hierbei stellt das den Schongang ingangsetzende
Reibteil eine bremse dar, die ein Reaktionsteil stationär hält.
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Fig. 3 ist ein daigrarmmförmiger Teilaufriß im Scehnitt einer wahlweisen
Ausführungsformr bei der Kombination mit einer Viergeschwindig keits-Planetenradtransmission
nach der US-Patentschrift 2 865 23@. Hierbei ist das den Schongang ingangsetzende
Reibteil eine Kupplung für das Ankuppeln des Schongangabtriebes an das letzte Abtriebsteils
der Transmission.
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Nach der Fig. 1 treibt die Motorenwelle 10 die Platten 11 und 12 an,
die Torsions-Vibrations-Dämpferfedern 13 aufweisen und antreiben die ihrerseits
die Antriebswelle 15 antreiben, welche mit der Ancriebsnabe 25 des Schongang-Planetenradträgers
24 verkeilt ist. Die Nabe 25 weist eine Luchse 44 auf und auf der Ringradnabe 28
geführt. Das vordereGehäus e 21 des Wandlers ist an dem Träger in der geiaeigten
Weise befestigt und an dem hinteren Gehäuse 60 vers@hweißt, die zusammen mit den
Flügeln 32 die Wandlerpumpe bilden. Der Motor kann durch das Starterrad 63 inganggesetzt
werden, das an der Platte 11 befestigt ist. Die an Stiften 29 angeordneten Planetenrräder
26 kämmen reit der Ringrad 27 und Sonnenrad 22, das sich frei an der ikntriebswelle
15 drehen kann.
Die Bremsplatten19 liegen gleitend auf den Zähnen
21 vor und stehen hiermit im antreibenden Eingriff. Gleitbar angetriebene Bremsplasten
18 kämmen mit den Zähnen in der Platte 16, die an dem stationären Gehäuse @2 befestigt
ist.
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Der Kolben 17 ist beweglich in der Platte 16 unter dem Druck des Strömungsmittels
durch den Kanal 23 angeordnet, um so zu einem Eingriff der Bremsplatten 18 und 19
mit der Stirnplatte 30 zu führen, wodurch das Sonnenrad 22 gehalten wird. Die Ringradnabe
28 ist mit der Abtriebswelle 64 verkeilt, die das Fahrzeug antreibt.
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Die Turbine 33 wird vermittels Flüssigkeit aus der Wandlerpumpe angetrieben
und besitzt eine Nabe 40, die an der Rohrwelle 61 verkeilt ist, die in Buchsen 43
und 140 in der stationären Pumpenabdeckung 51 umläuft. Die Abtriebswelle 64 läuft
in der Buchse 39 in der rohrförmigen Welle 61. Der Wandlerreaktor 34 wird gegen
eine Drehung nach hinten durch eine Einwegebremse 38 gehalten, die in einem Laufring
35 läuft, der an dem Reaktor befestigt ist. Es werden Druckdichtungsringe 36 in
dem Reaktor vermittels Springringen 37 gehalten. Die Druckdichtungsringe 62 und
45 laufen den Reaktor axial an. Der innere Laufring 42 ist an der Pumpenabdeckung
51 befestigt und wird somit gegen eine Drehbewegung gehalten.
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Die Pumpe 48 ist zwischen den Gehäusen 52 und 53 befestigt und wird
durch die röhrenförmige Welle 47 angetrieben, die an dem hinteren Gehäuse 60 verschweißt
ist. Hierdurch wird die Pumpe 48 immer dann angetrieben, wenn der Motor läuft und
Oel unter Druck für den Betrieb der verschiedenen Kupplungs- und Bremsservoanordnungen
in der Transmission und ebenfalls an den Kolben 17 überführt. Die Pumpe 48 führt
ebenfalls Oel unter geringem Druck durch nicht gezeigte Kanäle zu, um so die gesamten
Umwandler und damit verbundenen Hohlraum des S@ohganggetriebes zu füllen.
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Federnde Oeldichtungen 20 und 41 verhindern ein Austreten des Oels
aus dem Schonganggetriebe und die Oeldichtung 46 verhindert einen Austritt cle:"
Oels aus der Nabe rler-fa'#npe 480
Die röhrenförmige Welle 61 ist
mit dem Antriebsringrad 54 der Haupttransmission verbunden. Nur ein Teil des Getriebesystems
ist hier gezeigt und weist ein Ringrad 54, Träger 55, Sonnenrad 56 und Planetenräder
57 auf und stellt den vorderen oder linken Planetenradsatz dar, der in den ähnlichen
Getriebe nach der Fig. 3 gezeigt ist. Die Bremstrommel 59 wird einstückig mit der
Sonnenrad 56 gehalten, und das Bremsband 58 arbeitet dergestalt, daß das Sonnenrad
56 als ein Reaktionsteil gehalten wird.
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Nach der Fig. 2 treibt die Motorenwelle 65 die damit verbundenen Platten
66 an , die die Antriebswelle 68 antreiben. Der Planetenträger 70 und Gehäuse 77,
die mit dem Träger 70 verbunden sind, treiben die Wandlerpumpe 78 an. Das Sonnenrad
69 kann sich frei drehen mit der Ausnahme, wenn dasselbe durch die Scneibenbremse
74 in der Platte '75 gehalten wird, die an dem Gehäuse 76 befestig ist. Das Starterrad
67 überträgt eine Direnkraft für das Starten durch die Platten 66.
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Die Planetenräder 71 drehen sich in der q Träger 70 und kämmen rmit
der Ringrad 72, das mit der Abtriebswelle 171 durch die Nabe 73 verbunden ist. Die
Turbine 79 wird durch die Wandlerpumpe 78 angetrieben und ist an der rönrenförrigen
Welle 82 durcn die Nabe 74 tiefes tigt.
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Der Wandlerreaktor 80 wird gegen eine Drehung nach hinten durch eine
Einwegebremse 81 gehalten, die an der Nabe der Pumpenabdeckung 83 angeordnet ist,
die an dem Gehäuse 76 befestigt ist. Die Dr uckpumpe 85 wird durch die röhrenförmige
Welle 84 angetrieben, die an der Wandlerpumpe 78 befestigt ist.
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Die Röhrenförmige Welle 82 treibt den Planetenradsatz an, der ein
Sonnenrad 90, Planetenräder 91, Ringrad 92 und Planetenradträger 97 aufweist, der
mit den Sonnenrad 86 des anderen Planetenradsa-tzes .turch das Verbindungsteil 89
verbunden ist.
| mit |
| Die 2lanetentäder 87 l@ämmen/dem Sonnenrad 86 und derj Ringrad
882. |
und der Planetenträger 93 ist mit dem Ringrad 92 verbunden.
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Es sind Bremsbänder 98, 99pund 100 so angepaßt, daß dieselben das
Sonnenrad 86 und Ringräder 88 und 9 bei aufeinanderfolgender Betätigung der Bremsservoanordnungen
(nicht gezeigt) festhalten. Dieselben bedingen zusammen mit der Kupplung 94, die
durch den Planetenträger 97 angetrieben wird, sowie Kupplung 95, die durch das Ringrad
92 angetrieben wird, vier Vorwärtsgänge nd einen Rückwärtsgang, wobei der abschließende
Antrieb durch die Kupplungen am die Antriebswelle 141 durch das Verbindungsteil
96 übertragen wird. Nach der Fig. 3 treibt die Motorenwelle 101 die damit verbundenen
Platten 102 an, die das Eintriebsteil 103 antreiben. Der Träger 142 vorderes Gehäuse
111 und Wandlerpumpe 112 sind miteinander verbunden und werden zu jedem Zeitpunkt
durch das Eintriebsteil 103 angetrieben. Das Sonnenrad 106 ist an der Platte 105
befestigt und wird somit zu jedem Zeitpunkt stationär gehalten, da die Platte 105
bleibend an dem Gehäuse 135 befestigt ist. Das Drehen des Trägers 142 führt dazu,
daß sich die Planetenbäder 107 um das Sonnenrad 106 bewegen, s o daß ein Ueberlauf
en des Ringrades 108 erfolgt und wenn die Kupplung 109 in Eingriff gebracht ist,
läuft die Antriebswelle 110 ebenfalls über.
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Die Wandlerpumpe 112 treibt die Turbine 113, hohle Welle 116, Ring
rad 123 und Sonnenrad 132 an. Der Reaktor 114 wird gegen eine Drehung nach hinten
durch eine Einwegebremse 115 gehalten, die an dem Pumpengehäuse 117 angeordnet ist.
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Der Geldruck für das Füllen des Wandlers und den Betrieb der verschiedenen
Kupplungen und Reaktionsbremsen wird durch die Pumpe 119 erhalten, die durch die
hohle Welle 118 immer dann angetrieben wird wenn der Motor läuft.
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Die Planetenräder 121 kämmen mit der- Dingrad 123 und deriSonnenrad
120. Miteinander veroundene rlanetenradträger 122 und 134 treiben
die
Kupplung 131 an. Die Planetenträder 131 kämmen mit dem Ringred 143 und Sonnenrad
132, und die Kupplung 130 wird durch das Ringrad 143 angetrieben. Die Abtriebswelle
110 kann durch Kupplungen 130 oder 131 durch das Verbindungsteil 144 angetrieben
werden.
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Das Mehrgeschwindigkeitsteil nach den Fig. 1,2 und 3 ist hier nur
beispielsweise gezeigt, da der Erfindungsgegenstand bei beliebigen Transmissionen
Anwendung finden kann, die eine hohle Welle aufweisen, so daß der Schongang umgangen
wird.
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Arbeitsweise der Anordnung nach der Fig. 1 Sobald der Kraftfahrzeugmotor
inganggesetzt wird, füllt die Druckpumpe 48 den Wandler mit 0el unter niedrigem
Druck und die Zentrifugalkraft dreht das Oel entgegengesetzt der Uhrzeigerrichiung
in der Ebene der Zeichnung, wodurch die Turbine 33 und die Zahnräder in der Haupttransmission
angetrieben werden. Sobald die Niedriggeschwindigkeits-Kupplung und Bremse in der
Haupttransmission im Eingriff stehen,beginnen die Abtriebswelle 64 und das Ringrad
27 sich langsam nach vorne zu drehen.
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Da der Träger 24 rmit der Motorengeschwindigkeit gedrent wird, die
schneller als diejenige des Hingrades 27 ist, werden das Sonnenrad 22 und die Platte
19 sich nach vorne schneller als mit der Motorengdschwindigkeit drehen. Der Kolben
17 wird nach links durch den Oeldruck in dem Schongetriebehohlraum gedrückt und
beaufsehlagt sormit nicht eine Bremskraft.
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Die Geschwindigkeit des Ringrades 27 wird mit jeder nachfolgenden
höheren Geschwindigkeit in der Haupttransmission erhöht, bis der direkte Antrieb
in Eingriff kommt, und zu diesem Zeitpunkt drehen sich alle Bauteile praktisch mit
der Motorengeschwindigkeit, jedoch dreht sich das Ringrad 27 geringfügig langsamer
als der-Träger 24, und das Sonnenrad 22 dreht sich geringfügig schneller aufgrund
des Glei-t,ens des Wandlers. Zu dieam Zeitpunkt liegt die Haupttransmis:jiori verrid-;elt
in direktem, Antriebsverhältnis durch die
Kupplungen vor, jedocn
ist der Wandler nicht verriegelt und führt weiterhin in gewünschter Weise den Antrieb
durch die Flüssigkeit aüs.
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Sobald eine Reisegeschwindigkeit erreicht ist, bei der es zweckr äßig
wird, die Motorengescnwindigkeit zu verringern um s o die Wirt@chaftlichkeit zu
verbessern und Geräuschentwicklung zu verringern, kann der Fahrer die Hauptkupplungen
lösen und Oeldruck auf die Schongetriebebremse über den Kanal 23 beaufschlagen.
Da dieser Oeldruck höher als derjenige in dem Hohlraum des Schongetriebte6s ist,
wird der Kolben 17 in die in der Fig. 1 gezeigte Lage bewegt und kommt mit den Bremsplatten
18 und 19 in Eingriff. Hierdurch wird das Umlaufen des Sonnenrades 22 unterbrochen
und die bewegung des Trägers 24 wird verlangsamt.
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Wlenn das Sonnenrad 22 die Hälfte der Anzahl der Zähne wie das Ringrad
27 aufweist, wird vder Motor verlansamt werden, um ein Drittel unter der Voraussetzung,
daß das Gaspedal geringfügig herunterge-@rückt wird, um so die gleiche Drehkraft
des Motors und Straßernge-Schwindigkeit wie zuvor aufrechtzuerhalten.
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Obgleich die Zahnradeinheit hier als ein Schongetriebe bezeichnet
wird, besteht der Zweck darin, die Motorengeschwindigkeit zu ve@ingern. Da eine
manuelle Betätigung vorgesehen ist, ist keine besondere zeitliche Abstimmung des
Umschaltens von den Hauptkupplungen zu Gier Schongetriebebremse erforderlich, da
der Kraftfahrzeugfahrer leicht vorübergehend das Gaspedal loslassen kann, sobald
das Schongetriebe in Eingriff gebracht wird, um so einet glatten Scnaltvorgang zu
erreichen. ' Arbeitsweise der Anordnung nach der Fig. 2 Da der Schongetriebeträger
70, Wandlerpumpe 78 und Druckpumpe 85 direkt r:.it der NIo@orenwelle 65 verbunden
sind, drehen sich diese
| :b&uteile zu jedem Zeitpunkt rrkt der I!-Zotorengeschwinciigkeit.
S2 lieg- |
| keine ab Lrieb:j |
bei niedririen Motorengeschwindigkeiten vor, jedoch bei erhöhter
Motorengerchwindikeit, und die Wandlerturbine 79 treibt die hohle welle 82 und das
Sonnenrad 90 in Richtung nach vorne hin an. Die Abtriebswelle 141 verbleibt im stationären
Zustand i Dia einer vder Bremsbänder 98, 99 und 100 und ebenfalls eine der Kupplungen
94 und 95 in Eingriff gebracht worden sind. Die Arbeitsfolge dieser bauteile zwecks
erzielen von vier Vorwärtsgängen und eines Rückwa@tsgang ist im einen in der US-Patentschrift
2 979 9r0 beschrieben. Während sich die Abtriebswelle 141 mit verschiedenen Geschwindigkeiten
dreht, wie sie durch die mit vier Arbeitsgeschvindigkiten arbeitende Einheit bestfitmmt
werden, läuft das Schongetriebe im Leerlauf bis der Kiraftfahrzeugfrer dasselbe
benutzen will. D)aS Schongetriebe kann automatische vermittels einer allgemrein
bekannten Steuervorrichtung in Eingriff gebraeht werden, die durch eine hydraulische
Ventilanordnung gesteuert wird, sobald sich die Strapengeschwindigkeit auf etwa
70km/h z.B3. beläuft, es wird jedoch angenommen, daß eine manuelle Betätigung der
Ventilanordnung zu bevor-@ugen ist . Die Ventilanordnung liegt s o vor, daß rein
gleichzeitiges Lösen der Kupplungen 94 und 95 reit dem Eingriif der Bremse 74 erfolgt.
Hierdureh wird es ermöglieht, daß der Wandler, Hauptgetriebe und Motorr um etwa
1/3 verlangsamt werden, wenn sich der Ganghöhenäurchmesser des Sonnenrades 69 auf
die Hälfte desjenigen des Ringrades 72 beläuft, wie es in der Fig. 2 gezeit ist.
Da die Kupplungen 94 und 95 nunmehr gelöst sind, laufen die Wandler- und Haupttransmissionsteile
im Leerlauf und das Schongetriebe-Ringrad 72 nimmt die Last auf und treibt das Fahrzeug
über die Abtriebswelle 141 an.
Arbeitsweise der Anordnung nach
der Fig. 3.
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Die Betriebsweise dieser Ausführungsform ist die gleiche wie diejenige
nach der Fig. 2, jedoch wird die Plattenkupplung 109 für den eingriff mit dem Schongetriebe
anstelle der Scheibenbremse 74 nach der Fig. 2 angewandt.
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Nach der Fig. 3 liegt das Sonnenrad 106 immer im stationären Zustand
vor und das hingrad 108 dreht sich immer etwa 50% schnoller als die Motorengeschwindigkeit,
wenn dessen Ganghönendurchmesser sich auf das Zweifache desjenigen des Sonnenrades
106 beläuft, wie es gezeigt ist. Sobald die Kupplungen 103 und 131 gelöst werden,
laufen die uWandlerturbine 113 und die Haupttansmissionsteile im Leerlauf, da dieselben
immer noch durch den Wandler angetrieben werden, jedoch kann keine Energie auf die
Abtriebswelle 110 übertragen werden, bis die Schonganggetriebekupplung im Eingriff
vorliegt. Sobald dies ausgeführt ist, werden der Planetenträger 142, Eintriebsteil
103 und Motorenwelle 101 um ein Drittel bezüglich der Geschwindigkeit der iAbtriebswelle
110 verlangsamt. Wenn das Schongetriebe in Eingriff gebracht wird, bevor die hohe
oder direkte Antriebsgeschwindigkeit in der Haupttransmission erreicht worden ist,
kann der Fahrzeugmotor aufgrund einer nicht ausreichenden Geschwindigkeit überlastet
werden und dies ist zu vermeiden, da der Schongang nicht einer weiteren Unterteilung
(splitter) der Hauptgetriebe-@eoers etzungsverhältniss e dient.