DE1550754C3 - Hydrodynamisch-mechanisches Verbundgetriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein hydrodynamisch-mechanisches Verbundgetriebe mit einem hydrodynamischen Wandler und einem Umlaufrädergetriebe der im Oberbegriff des Anspruchs 1 aufgeführten Gattung.

Bei einem aus der US-PS 2 390 645 bekannten Getriebe dieser Art ist das erste Glied des Umlaufrädergetriebes über das Pumpenrad des dabei zweiteilig ausgebildeten und als Flüssigkeitskupplung arbeitenden Wandlers direkt mit der Getriebeeingangswelle verbunden. Weiterhin ist dem dritten Getriebeglied ein Bremsband zugeordnet, welches zur Bereitstellung einer Direktgang-Antriebsverbindung zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle des Getriebes unter dabei erfolgender Mitwirkung der Flüssigkeitskupplung gelöst bleibt und welches angezogen wird, wenn diese hydraulische Direktgang-Antriebsverbindung durch eine mechanische Schnellgang-Antriebsverbindung ersetzt werden soll, wobei dann das dritte Glied des Umlaufrädergetriebes als feststehendes Reaktionsglied wirkt. Das bekannte Verbundgetriebe ist damit so ausgebildet, daß es nur im Schnellgang, also bei angezogenem Bremsband, eine augenblickliche Motorbremsung bei schiebendem Fahrzeug ergibt, während es zur Herbeiführung einer solchen Motorbremsung im Direktgang erforderlich ist, das dann gelöste Bremsband erst anzuziehen, um die für die Motorbremsung benötigte mechanische Verbindung zwischen der dann treibenden Ausgangswelle des Getriebes und der Getriebeeingangswelle zu erhalten. Soll in diesem Fall nach abgeschlossener Motorbremsung nicht im Schnellgang sondern im Direktgang weitergefahren werden, dann muß dazu erst wieder das Bremsband gelöst werden, damit dann das dritte Glied des Umlaufrädergetriebes nicht mehr als Reaktionsglied wirkt.

ίο Weiterhin ist aus der US-PS 2 835 145 ein ähnliches hydrodynamisch-mechanisches Verbundgetriebe mit einem dreiteiligen Drehmomentwandler und einem Umlaufrädergetriebe bekannt, von welchem ein erstes Glied über eine im Schnellgang eingerückte Überbrükkungskupplung und eine weitere Überholkupplung mit der Getriebeeingangswelle und dem Pumpenrad gekoppelt ist. Weiterhin ist dabei ein zweites Glied des Umlaufrädergetriebes direkt mit der Getriebeausgangswelle verbunden, während ein drittes Getriebe-

ao glied auch hier mittels eines zugeordneten Bremsbandes abbremsbar ist, so daß es dann als feststehendes Reaktionsglied des Umlaufrädergetriebes wirkt. Auch bei diesem Verbundgetriebe kann im Schnellgang sofort eine Motorbremsung stattfinden, weil dann die entsprechende mechanische Verbindung zwischen der dann treibenden Ausgangswelle des Getriebes und der Getriebeeingangswelle bereits besteht, welche mechanische Verbindung dagegen erst durch das manuelle Einrücken einer besonderen Klauenkupplung oder einer sonstigen Schaltkupplung hergestellt werden muß, wenn eine rein hydraulische oder bei diesem Getriebe auch mögliche hydraulisch-mechanische Antriebsverbindung zwischen der Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle besteht. In diesen Schaltzuständen des Getriebes ist folglich keine sofortige Motorbremsung möglich, und wird dabei nach abgeschlossener Motorbremsung ein sofortiger Übergang auf den Schnellgang gewünscht, dann muß dazu erst wieder die Klauenkupplung ausgerückt werden.

Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, das Verbundgetriebe der durch den Oberbegriff des Anspruchs 1 ausgewiesenen Gattung so weiterzubilden, daß es außer im Schnellgang auch im hydraulischen Direktgang ein sofortiges Überwechseln auf eine mechanische Motorbremsung bei schiebendem Fahrzeug erlaubt, ohne daß dazu erst besondere Vorkehrungen seitens des Fahrers zu treffen sind. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Durch die Erfindung ist damit ein Verbundgetriebe geschaffen, bei dem eine klare Trennung zwischen dem den Wandler einbeziehenden hydraulischen Antriebsverhältnis und dem mechanischen Antriebswechsel vorliegt, wo der Wandler umgangen wird. Infolge dieser klaren Trennung ist es in optimaler Weise möglich, den Wechsel zwischen diesen beiden Antriebsverhältnissen individuellen Vorstellungen anzupassen, wobei diese Anpassung ohne Beeinträchtigung der in beiden Antriebsverhältnissen ständig möglichen mechanischen Motorbremsung bei schiebendem Fahrzeug vorgenommen werden kann. Es ist folglich insbesondere möglich, das Überwechseln auf das mechanische Antriebsverhältnis erst dann vorzusehen, wenn der Wandler seinen Kupplungspunkt erreicht hat, so daß bis dahin optimale Beschleunigungen durchgeführt werden können. In Verbindung mit der stets vorhandenen mechanischen Motorbremsung bei schiebendem Fahrzeug ergeben sich daraus besondere Vorteile für den Stadtverkehr,

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weil dann während aller Beschleunigungsphasen ein sofortiger Wechsel auf eine Motorbremsung ebenso möglich ist wie ein sofortiges Wiedereintreten in eine Beschleunigungsphase sobald das Erfordernis für eine fortgesetzte Motorbremsung nicht mehr vorliegt.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung, die hauptsächlich eine kompakte und wenig störanfällige Bauweise des Getriebes ergeben, sind in den darauf bezogenen Unteransprüchen erfaßt. Dabei ist die Maßnahme nach Anspruch 2 grundsätzlich aus der US-PS 2 933 951 und die Maßnahme nach Anspruch 3 aus der DT-AS 1 178 270 schon bekannt.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines das Verbundgetriebe in einem Längsschnitt zeigenden Ausführungsbeispiels näher erläutert. . .

Eine mit der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine verbundene Triebwerksplatte 10 ist mittels Bolzen 12 am Gehäuse 14 des Pumpenrades eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers befestigt. Das Pumpen-. radgehäuse 14 besteht aus einem halbkreisförmigen so Teil 16 und einem mit diesem verbundenen Wandteil 18, 20, an welchem ein in eine endseitige Aussparung der Kurbelwelle einfassender Zentriervorsprung 20 ausgebildet ist. Der Gehäuseteil 16 ist über eine Nabe 24 an einer Hohlwelle 26 angeschweißt, die in einem Vorsprung 28 des Getriebegehäuses mittels einer Lagerbuchse 30 gelagert ist. Auf der Hohlwelle 26 ist ein Dichtungsring 32 angeordnet.

Das Pumpenrad hat einen Außenmantel 34, welcher an seinen beiden Enden 36 und 38 an den Gehäuseteil 16 angeschweißt ist. Weiterhin hat das Pumpenrad einen Innenmantel 40 und dazwischen angeordnete Schaufeln 42, welche radiale Durchströmkanäle bilden, in deren Fortsetzung die radialen Einströmkanäle des Turbinenrades 44 des Drehmomentwandlers angeordnet sind. Auch das Turbinenrad 44 hat einen Außenmantel 46, einen Innenmantel 48 und dazwischen angeordnete Schaufeln 50, welche die besagten Einströmkanäle begrenzen. Der Außenmantel 46 des Turbinenrades ist mit der Außenspur 52 einer Überholkupplung 54 fest verbunden, welche weiterhin einen Käfig 56 mit Druckscheiben 58 und 60 hat, die die Außenspur 52 abdecken. Der Käfig 56 hat öffnungen, durch welche hindurch Vorsprünge 62 der Außenspur 52 zur Anschweißung derselben an dem Außenmantel 46 des Turbinenrades nach außen vorstehen.

Ein insgesamt mit 64 bezeichnetes Umlaufrädergetriebe hat ein Hohlrad 66, ein Sonnenrad 68, einen Umlaufräderträger 70 und auf diesem gelagerte Umlaufräder 72. Das Sonnenrad 68 ist mit der Innenspur 74 einer Überholbremse 76 einstückig verbunden. Die Innenspur 74 ist bei 78 mit einer feststehenden Hohlwelle 80 verkeilt, welche innerhalb der Hohlwelle 26 angeordnet ist und das Leitrad 82 des Drehmomentwandlers trägt. Das Leitrad 82 hat Schaufeln 84 zwischen einem Innenmantel 86 und einem Außenmantel 88, welch letzterer in einer zentralen Bohrung 90 die Außenspur 92 der Überholbremse 76 aufnimmt. Die. Außenspur 92 ist mit dem Außenrriantel 88 des Leitrades verkeilt und durch Sprengringe 94,96 und Schubringe 98,100 gegen axiales Verschieben gesichert. Zwischen den beiden Spuren 74 und 92 sind Druckrollen 102 angeordnet, weiche im Zusammenwirken mit entsprechenden Nockenflächen an der Außenspur 92 einen Freilauf des Leitrades 82 in der Drehrichtung des Pumpenrades 34, 40, 42 ergeben und weiche in der entgegengesetzten Drehrichtung das Leitrad abbremsen.

Der eine Schubring 98 stützt sich über ein Drucklager 104 an der Nabe 24 des Gehäuseteils 16 ab. Dieser Schubring hat radiale Druchströmkanäle 106, über weiche der Hohlraum des Wandlergehäuses 14 mit dem Ringraum zwischen den beiden Hohlwellen 26 und 80 verbunden ist. Der andere Schubring 100 stützt sich über eine Druckscheibe 110 an der einen Seitenplatte 108 des Umlaufräderträgers 70 ab, der sich mit seiner anderen Seitenplatte 114 über eine weitere Druckscheibe 112 an dem Hohlrad 66 abstützt. Die Seitenplatte 108 ist bei 116 an die Nabe 118 eines Kupplungsteils 120 angenietet, der sich in einem Abschnitt 122 durch einen zwischen dem Turbinenrad und dem Leitrad geschaffenen Spalt hindurch erstreckt und dort öffnungen 124 aufweist, so daß sich keine Beeinträchtigung für den Kreislauf der Wandlerflüssigkeit ergibt. Der Kupplungsteil 120 erstreckt sich in einem weiteren Abschnitt 126 durch einen zwischen dem Pumpenrad und dem Turbinenrad geschaffenen Spalt hindurch, wo ebenfalls öffnungen 128 vorgesehen sind, damit auch dort nicht der Kreislauf der Wandlerflüssigkeit beeinträchtigt wird. Bei 130 ist der Kupplungsteil 120 mit einem weiteren topfförmigen Kupplungsteil 132, 134 verbunden, an welchem eine Nabe ausgebildet ist, mit welcher die Innenspur 136 einer Überholkupplung 138 verkeilt ist. Diese Überholkupplung 138 hat Druckrollen 140, welche im Zusammenwirken mit entsprechenden Nockenflächen an der Außenspur 142, die mit einem an dem Gehäuseteil 18, 20 befestigten Stützteil 144 verkeilt ist, einen Freilauf der Kupplungsteile 120, 132, 134 in der einen Örehrichtung und deren Festhalten in der entgegengesetzten Drehrichtung ergeben. Die Nabe des Kupplungsteils 132, 134 ist im übrigen über eine Lagerhülse 148 auf einer Zentrierbuchse 146 angeordnet, die ihrerseits über eine Lagerhülse 156 auf einer hülsenförmigen Verlängerung 150 des Hohlrades 66 angeordnet ist. Die Radhülse 150 ist bei 152 mit einer Welle 154 verkeilt, welche in der Hohlwelle 80 gelagert ist. Auf der Welle 154 ist das Sonnenrad 68 des Umlaufrädergetriebes gelagert.

Die Überholkupplung 54 hat ebenfalls Druckrollen 158, die im Zusammenwirken mit entsprechenden Nokkenflächen an der Außenspur 52 einen Freilauf des Hohlrades 66, an welchem die Innenspur 160 dieser Überholkupplung ausgebildet ist, in der einen Drehrichtung und eine Kupplungswirkung in der entgegengesetzten Drehrichtung ergeben. Weiterhin ist noch eine willkürlich betätigbare Überbrückungskupplung vorhanden, welche Reibflächen 162 und 164 umfaßt, die an dem einen Kupplungsteil 132,134 und an dem einen Gehäuseteil 18, 20 angeordnet sind. Diese Reibflächen liegen in einem radial ausgerichteten Abschnitt des Strömungsweges der Wandlerflüssigkeit, die in diesen Abschnitt über eine zentrale Bohrung 166 der Welle 154 und Druchströmkanäle 168 in der Zentrierbuchse 146 einströmen kann. Sofern der Druck der Wandlerflüssigkeit in diesem Abschnitt größer ist als auf der anderen Seite der Wand 134 des Kupplungsteils 132, 134, ist die Überbrückungskupplung ausgerückt, während sie dann eingerückt ist, wenn umgekehrte Druckverhältnisse vorliegen. Diese umgekehrten Druckverhältnisse sind dadurch ansteuerbar, daß die Wandlerflüssigkeit nicht mehr über die Bohrung 166 der Welle 154 sondern dann über den normalerweise als Rückströmkanal wirksamen ringförmigen Zwischenraum zwischen den beiden Hohlwellen 26 und 28 zugeströmt wird, so daß dann die Bohrung 166 zum Rückströmkanal wird Ist die Überbrückungskupplung infolge einer Reibverbindung zwischen den beiden Reibflächen 162

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und 164 eingerückt, dann besteht eine direkte Antriebsverbindung zwischen dem Umlaufräderträger 70 und dem Pumpenradgehäuse 14.

Im Normalbetrieb ist die durch die Reibflächen 162, 164 gebildete Überbrückungskupplung A ausgerückt. Die über die Bohrung 166 der Welle 154 zugeströmte Wandlerflüssigkeit gelangt dann über den radial ausgerichteten Strömungsabschnitt E in das Pumpenrad des hydrodynamischen Drehmomentwandlers, der die übliche Vervielfachung des Drehmoments vornimmt, so daß das vervielfachte Drehmoment über die eine Überholkupplung 54 bzw. B auf das Hohlrad 66 des Umlaufrädergetriebes und weiter auf die Welle 154 übertragen wird. Der Umlaufräderträger 70 läuft dann frei und ist unwirksam. Bei schiebendem Fahrzeug, wo dann die Welle 154 das Hohlrad 66 des Umlaufrädergetriebes D antreibt, wird dagegen der Drehmomentwandler umgangen, weil es dann zu einem Greifen der Überholkupplung C infolge einer gegenüber dem Turbinenrad 44 schnelleren Drehung der Kupplungsteile 120, 132, 134 kommt. Das Pumpenradgehäuse 14 ist folglich jetzt direkt mit dem Umlaufräderträger 70 verbunden, so daß durch letzteren auf die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine ein Drehmoment übertragen und damit eine Motorbremsung stattfinden kann. Ist dagegen die Überbrückungskupplung A eingerückt, dann ist das Getriebe in einen den Drehmomentwandler umgehenden Schnellgang geschaltet, weil jetzt das Sonnenrad 68 als Reaktionsglied des Umlaufrädergetriebes D wirkt und die Überholkupplung B dann infolge des schneller drehenden Hohlrades 66 überholt wird.

Sofern es im Schnellgang zu einem Schieben des Fahrzeuges kommt, findet auch dann eine Motorbremsung statt, weil wegen des eingerückten Zustandes der Überbrückungskupplung A ständig eine mechanische Verbindung von der Welle 154 zu der Kurbelwelle hin besteht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Hydrodynamisch-mechanisches Verbundgetriebe mit einem hydrodynamischen Wandler, insbesondere einem dreiteiligen Drehmomentwandler, und einem Umlaufrädergetriebe, dessen erstes Glied von dem Pumpenrad des Wandlers und von der Getriebeeingangswelle her antreibbar ist, dessen zweites Glied mit der über eine Überholkupplung mit dem Turbinenrad des Wandlers gekoppelten Getriebeausgangswelle verbunden ist und dessen drittes Glied als feststehendes Reaktionsglied des Umlaufrädergetriebes wirkt, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Getriebeglied (70) über eine nur im Schnellgang eingerückte Überbrükkiingskupplung (A-162,164) und eine weitere Überholkupplung (C-138) mit der Getriebeeingangswelle und dem Pumpenrad (34, 40, 42) gekoppelt ist, und daß das dritte Getriebeglied (68) immer — auch bei ausgerückter Überbrückungskupplung (A-162, 164) — feststeht.

2. Verbundgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte, feststehende Getriebeglied (68) mit der inneren Spur (74) einer Überholbremse (76) für das Leitrad (82) des dreiteilig ausgebildeten Wandlers in bekannter Weise fest verbunden ist.

3. Verbundgetriebe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Überbrückungskupplung (A) durch zwei in einem radial ausgerichteten Abschnitt (£) des Strömungsweges der Wandlerflüssigkeit liegende Reibflächen (162, 164) gebildet ist, von welchen die eine Reibfläche (164) an einem mit dem ersten Getriebeglied (70) verbundenen, in Abhängigkeit von der Größe des in diesem Abschnitt (£) vorherrschenden Flüssigkeitsdruckes relativ zu dem Pumpenrad begrenzt beweglichen Bauteil (120,132,134) angeordnet ist.