DE19802285A1 - Hydrodynamisches Getriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein hydrodynamisches Getriebe mit einem hydrodynamischen Drehmomentwandler und einem Dif­ ferentialgetriebe, welches mit dem Abtrieb des Drehmoment­ wandlers gemäß Anspruch 1 verbunden ist.

Die Erfindung betrifft insbesondere die Verwendung eines solchen hydrodynamischen Getriebes zum Antrieb von Landfahrzeugen, jedoch kann es auch für Wasserfahrzeuge, Luftfahrzeuge und zum Antrieb von Industrieanlagen verwen­ det werden.

Es sind automatische Fahrzeuggetriebe für Busse be­ kannt, bei welchen ein unter Last automatisch schaltbares Getriebe und ein hydrodynamischer Drehmomentwandler vom Trilok-Typ in Reihe angeordnet sind. Ein solches Fahrzeug­ getriebe der Patentanmelderin ZF FRIEDRICHSHAFEN AG ist unter der Marke "ZF Ecomat" bekannt. Ein anderes bekanntes Fahrzeuggetriebe besteht aus einem hydrodynamischen Rück­ wärtswandler (Turbinenrad rotiert entgegengesetzt zum Pum­ penrad) und einer Leistungsverzweigung durch ein Differen­ tialgetriebe, welches dem Rückwärtswandler vorgeschaltet ist. Die mögliche Anzahl der Gänge und die Getriebesprei­ zung ist jedoch durch diese Anordnung begrenzt. Die "Ge­ triebespreizung" bedeutet hier die mögliche Gesamtsumme der Stufensprünge der einzelnen Gänge. Ferner ist bei den be­ kannten Getrieben der Gesamtwirkungsgrad begrenzt.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, eine einfache Konstruktion zu finden, mit welcher ein bes­ serer Wirkungsgrad der Leistungsübertragung erreicht wird.

Ferner soll die Möglichkeit geschaffen werden, daß in einem unter Last automatisch schaltbaren Stufengetriebe, welches dem hydrodynamischen Drehmomentwandler nachgeschaltet ist, größere Stufensprünge vorgesehen werden können.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch das hy­ drodynamische Getriebe von Anspruch 1 gelöst.

Die Erfindung besteht aus der Kombination eines hydro­ dynamischen Drehmomentwandlers mit einem schaltbaren Diffe­ rentialgetriebe, vorzugsweise zusammen mit einem ohne Zug­ kraftunterbrechung unter Last schaltbaren Stufengetriebe, wobei in Leistungsübertragungsrichtung das Differentialge­ triebe dem Drehmomentwandler nachgeordnet ist und das Stu­ fengetriebe dem Differentialgetriebe nachgeordnet ist. Der Drehmomentwandler und das Differentialgetriebe sind vor­ zugsweise zu einer Baueinheit zusammengefaßt. Das Leitrad des Drehmomentwandlers ist vorzugsweise mit einem Freilauf nach dem Trilok-Prinzip versehen. Das Differentialgetriebe besteht vorzugsweise aus einem Planetensatz, in welchem die Drehzahlen eines Motors und die Drehzahl der Turbinen des Drehmomentwandlers summiert werden. Auf diese Weise erfolgt eine definierte Leistungsverzweigung, bei welcher ein Teil der zu übertragenden Antriebsleistung mechanisch und ein anderer Teil hydraulisch übertragen wird.

Ein Pumpenrad-Antriebselement, vorzugsweise auch das Pumpenrad des Drehmomentwandlers, ist durch eine erste schaltbare Kupplungsvorrichtung mit einem Hohlrad des Dif­ ferentialgetriebes verbindbar und die Turbine des Wandlers ist mit einem Sonnenrad des Differentialgetriebes verbun­ den. Ein Planetenradträger des Differentialgetriebes ist das Abtriebselement. Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden ungefähr 2/3 (zwei Drittel) der zu übertragenden Antriebsleistung mechanisch und 1/3 (ein Drittel) der Antriebsleistung hydraulisch übertragen. Da­ durch wird der Gesamtwirkungsgrad der Kombination aus Drehmomentwandler und Differentialgetriebe sehr hoch. Die bekannten Drehmomentwandler haben bei hoher Drehmomentwand­ lung im allgemeinen einen schlechten Gesamtwirkungsgrad von manchmal weniger als 80%. Durch die Leistungsverzweigung gemäß der Erfindung kann der Gesamtwirkungsgrad der Kombi­ nation aus Drehmomentwandler und Differentialgetriebe bis zu 96% betragen (bei Vernachlässigung von sonstigen Verlu­ sten wie beispielsweise Verzahnungsverluste oder Lagerver­ luste).

Diese Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß damit nicht angefahren werden kann, weil im Anfahrzeitpunkt die Turbine von dem Differentialgetriebe entgegengesetzt zur Drehrichtung der Pumpe angetrieben wird und dadurch eine "negative Drehzahl" hat. Dieser Nachteil wird gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß das Differentialgetriebe in der Weise schaltbar ausgebildet wird, daß zum Anfahren des hydrodynamischen Getriebes die mechanische Motor- Differentialgetriebe-Verbindung gelöst und das Differenti­ algetriebe "durchgekuppelt" wird. Dadurch funktioniert die Anordnung für den Anfahrvorgang wie ein bekannter Trilok- Wandler. Der Begriff "durchgekuppelt" bedeutet gemäß der bevorzugten Ausführungsform, daß die Getriebeglieder des Differentialgetriebes miteinander derart blockiert werden, daß sie zusammen eine Rotationseinheit bilden. Dadurch wer­ den Leistungsverluste durch Schleppmomente zwischen den Getriebegliedern vermieden. Gemäß einer anderen Ausfüh­ rungsform kann das Differentialgetriebe in der Weise durch­ gekuppelt werden, daß es überbrückt wird ohne seine Getrie­ beglieder gegenseitig zu blockieren.

Durch die Erfindung sind zwei Betriebsbereiche mög­ lich:

• 1. Ein erster rein hydraulischer Betriebsbereich, in wel­ chem 100% der Antriebsleistung nur durch den Drehmo­ mentwandler hydraulisch übertragen wird und
• 2. ein zweiter leistungsverzweigter Betriebsbereich, in welchem ein Teil, beispielsweise maximal 33% der An­ triebsleistung hydraulisch und der andere Teil der An­ triebsleistung mechanisch übertragen wird.

Im ersten Betriebsbereich wird bis vorzugsweise unge­ fähr 2/3 (zwei Drittel) des Drehzahlverhältnisses Turbi­ ne/Pumpe gefahren, wobei das Differentialgetriebe durchge­ kuppelt ist durch eine zweite Kupplungsvorrichtung. Dann wird in den zweiten Betriebsbereich umgeschaltet, indem die erste Kupplungsvorrichtung geschlossen und die zweite Kupp­ lungsvorrichtung geöffnet wird. Dadurch wird die Turbine des Drehmomentwandlers zunächst fast bis auf die Drehzahl 0 abgebremst, weil der Schaltvorgang unter Lastbetrieb er­ folgt und dadurch vom Differentialgetriebe ein Drehmoment zurück auf den Drehmomentwandler übertragen wird. Erst nach dem Anfahrvorgang steigt dann die Turbinendrehzahl wieder bis auf ungefähr eins (Drehzahl Turbine/Drehzahl Pumpe ungefähr 1) bei einem Gesamt-Drehzahlverhältnis von Motor­ drehzahl zu Differentialgetriebe-Abtriebsdrehzahl von 2/3 bis ungefähr 1.

Der sehr gute Wirkungsgrad im zweiten Betriebsbereich erlaubt es, der Kombination aus Drehmomentwandler und Dif­ ferentialgetriebe ein Stufengetriebe nachzuschalten, wel­ ches zwischen seinen schaltbaren Gängen höhere Stufensprün­ ge aufweist als bei bekannten hydrodynamischen Getrieben.

Ein dritter Betriebsbereich der Kombination aus Dreh­ momentwandler und nachgeschaltetem Differentialgetriebe wird durch Überbrücken des Drehmomentwandlers gebildet, so daß dann die Antriebsleistung nicht mehr hydraulisch, son­ dern zu 100% nur mechanisch übertragen wird. Das Schalten vom zweiten Betriebsbereich in den dritten Betriebsbereich erfolgt vorzugsweise dann, wenn die Turbinendrehzahl nahezu die Pumpendrehzahl des Drehmomentwandlers erreicht. Vor dem Schalten von Gängen des lastschaltbaren Stufengetriebes, welches dem Differentialgetriebe nachgeordnet ist, wird vorzugsweise von dem dritten Betriebsbereich auf den zwei­ ten Betriebsbereich, oder in seltenen Fällen auf den ersten Betriebsbereich, umgeschaltet, damit während Schaltvorgän­ gen im Stufengetriebe keine störenden Drehmomentstöße ent­ stehen. Schaltvorgänge im lastschaltbaren Stufengetriebe sollen für Personen in einem Fahrzeug angenehm bleiben. Bei einer bevorzugten Ausführungsform des nachfolgend beschrie­ benen Stufengetriebes liegt der Stufensprung zwischen dem ersten und zweiten Gang bei ungefähr 2,0 und der Stufen­ sprung zwischen dem zweiten und dritten Gang bei ungefähr 1,5. Beim Schalten des Stufengetriebes vom ersten zum zweiten Gang beträgt der Drehzahlsprung des Motors von n_mot.1 zu n_mot.2 dadurch nur ungefähr 1,4, während die Kombi­ nation aus Drehmomentwandler und Differentialgetriebe auf den zweiten Betriebsbereich geschaltet ist und dadurch eine Leistungsteilung auf einen hydraulischen Antriebszweig und einen mechanischen Antriebszweig erfolgt. Zur Durchführung des Schaltungsvorganges vom zweiten auf den dritten Gang und für alle weiteren Hochschaltungen und Rückschaltungen kann der Wandler zur Verbesserung der Schaltqualität, zur Schwingungsdämpfung und zur kurzzeitigen Zugkrafterhöhung ebenfalls für kurze Zeit durch Öffnen der Kupplung B geöff­ net werden zur hydraulisch-mechanischen Leistungsübertra­ gung.

In Fahrsimulationsrechnungen für ein Kraftfahrzeug mit einem hydrodynamischen Getriebe gemäß der Erfindung wurde eine Reduzierung des Kraftstoffverbrauches errechnet gegen­ über bekannten Getrieben, obwohl noch keine Optimierung der Schaltpunkte des lastschaltbaren Stufengetriebes durchge­ führt wurde.

Vorteile der Erfindung sind:

• - Verwendung eines handelsüblichen Drehmomentwandlers in Kombination mit einem nachgeordneten Differentialge­ triebe, welches durchkuppelbar (in sich blockierbar oder überbrückbar) ist. Der schlechte Wirkungsgrad ei­ nes solchen Wandlers bei geringem Schlupf wird durch die Leistungsverzweigung sehr stark verbessert.
• - Die hydraulische Leistungsübertragung über einen gro­ ßen Fahrzeug-Geschwindigkeitsbereich ergibt einen ho­ hen Komfort bezüglich Schwingungen und Lastwechsel.
  Bei sehr niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten kann der mechanische Leistungsübertragungszweig vollständig ab­ gekuppelt werden, um nur mit dem hydraulischen Lei­ stungsübertragungszweig zu fahren. Im zweiten Be­ triebsbereich, in welchem die Antriebsleistung auf ei­ nen hydraulischen Zweig und einen mechanischen Zweig aufgeteilt ist, wird der hohe Komfort bezüglich Schwingungen und Lastwechsel durch den hydraulischen Leistungsübertragungszweig beibehalten.
• - Durch die Erfindung wird ein Summierungs-Differential­ getriebe anstelle eines Verteilerdifferentialgetriebes verwendet. Dies ergibt eine einfachere Bauweise und einfachere Montage. Beispielsweise ist auf der Motor­ seite kein Getriebedeckel erforderlich. Ferner ist kein aufwendiger Schwingungsdämpfer auf der Primärsei­ te des Getriebes notwendig. Ein Schwingungsdämpfer kann auf einfache Weise in die Welle 24 oder eine Kupplung A integriert werden. Als lastschaltbares Stu­ fengetriebe kann ein einfaches Planetengetriebe ver­ wendet werden und/oder ein Vorgelegegetriebe. Bereits mit zwei Planetensätzen oder einem reduzierten Plane­ tengetriebe (z. B. Ravigneaux-Satz) kann ein für die meisten Anwendungszwecke ausreichendes 4-Gang-Getriebe mit ausreichenden Gangstufen gebildet werden. Durch die Verwendung von nur 2 Planetensätzen ergibt sich ein guter Verzahnungswirkungsgrad. Da immer viele Schaltelemente (Schaltkupplungen und/oder Schaltbrem­ sen) gleichzeitig geschlossen sind ergibt sich ein besserer Wirkungsgrad durch geringere Schleppverluste in den Getrieben und im Drehmomentwandler.
• - Es sind große Stufensprünge der einzelnen schaltbaren Gänge und damit eine große Gesamtspreizung aller Gänge möglich, weil der Drehmomentwandler für Gangschaltvor­ gänge geöffnet und dadurch mindestens ein Teil der An­ triebsleistung hydraulisch übertragen werden kann.
• - Durch die räumliche Trennung des Stufengetriebes von der Drehmomentwandler-Differentialgetriebe-Kombina­ tion, anstatt der Integration des Differentialgetrie­ bes in das Stufengetriebe, ist eine einfache Realisie­ rung einer Neutralstellung (kein Gang eingeschaltet) des Stufengetriebes möglich, welches als lastschaltba­ res Automatikgetriebe ausgebildet ist.
• - Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung kann die Überbrückungskupplung des Drehmomentwandlers vom Drehmomentwandler in das Differentialgetriebe ver­ legt werden. Dadurch ergibt sich für die Wandler- Überbrückungskupplung eine einfachere Druckölversor­ gung und der Drehmomentwandler bekommt einen einfache­ ren Aufbau.

Die Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen anhand einer bevorzugten Ausführungsform als Beispiel beschrieben.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 schematisch im Axialschnitt ein hydrodynami­ sches Getriebe nach der Erfindung,

Fig. 2 das Getriebe von Fig. 1 auf einen ersten Betriebsbereich geschaltet (Leistungsüber­ tragung 100% hydraulisch),

Fig. 3 das Getriebe von Fig. 1 auf einen zweiten Betriebsbereich geschaltet (Leistung ver­ zweigt auf einen hydraulischen Zweig und ei­ nen mechanischen Zweig),

Fig. 4 das Getriebe von Fig. 1 auf einen dritten Betriebsbereich geschaltet (Drehmomentwand­ ler überbrückt, Leistungsübertragung 100% mechanisch) und

Fig. 5 das Getriebe von Fig. 1 in Kombination mit einem unter Last schaltbaren Automatikge­ triebe.

Im folgenden wird der Ausdruck "schaltbare Kupplungs­ vorrichtungen" stellvertretend für alle Arten von Schalt­ kupplungen und Schaltbremsen verwendet, wobei eine Kupp­ lungsvorrichtung aus einer oder mehreren Schaltkupplungen und/oder Schaltbremsen bestehen kann.

Gemäß den Fig. 1 bis 4 enthält die Drehmomentwandler- Differentialgetriebe-Kombination gemäß der Erfindung einen hydrodynamischen Drehmomentwandler 10 und ein ihm antriebs­ mäßig nachgeordnetes Differentialgetriebe 12. Der Drehmo­ mentwandler 10 enthält eine Pumpe P in Form von einem oder mehreren Pumpenrädern, eine Turbine T in Form von einem oder mehreren Turbinenrädern, und entsprechend mindestens ein Leitrad L. Das Leitrad L ist vorzugsweise mit einem Freilauf 14 nach dem Trilok-Prinzip versehen.

Das Differentialgetriebe 12 ist vorzugsweise ein Pla­ netengetriebe mit mindestens einem Planetensatz. Die Turbi­ ne T ist durch eine hohle Turbinen-Verbindungswelle 16 mit einem zentralen Sonnenrad 12-1 des Differentialgetriebes 12 verbunden.

Die Pumpe P ist über einen Flansch 18 und eine Antriebswel­ le 20 mit einem Motor 22 eines Fahrzeuges verbunden. Das Pumpen-Antriebselement 18, 20, bestehend aus dem Flansch 18 und der Antriebswelle 20, ist durch eine erste schaltbare Kupplungsvorrichtung "A", einen Drehmoment-Schwingungsdämp­ fer 23 und eine Antriebsverbindungswelle 24 mit einem Hohl­ rad 12-2 des Differentialgetriebes 12 wahlweise verbindbar und trennbar. Die Antriebsverbindungswelle 24 erstreckt sich axial durch die Turbinen-Verbindungswelle 16. Die er­ ste schaltbare Kupplungsvorrichtung A ist eine Lamellen­ kupplung und dient als Wandlerüberbrückungskupplung.

Die Wandlerüberbrückungskupplung A kann entsprechend Fig. 1 am Drehmomentwandler 10 angeordnet sein oder, gemäß einer anderen Ausführungsform, im Differentialgetriebe 12. Bei Unterbringung der Wandlerüberbrückungskupplung A im Differentialgetriebe 12 ergibt sich eine einfachere Druck­ ölversorgung für diese Wandlerüberbrückungskupplung A und für den Drehmomentwandler 10 ergibt sich ein einfacherer Aufbau.

Eine zweite schaltbare Kupplungsvorrichtung "B" in Form einer schaltbaren Lamellenkupplung ist auf ihrer Pri­ märseite mit dem Sonnenrad 12-1 und auf ihrer Sekundärseite mit einem Planetenträger 12-3 verbunden zum wahlweisen Durchkuppeln des Differentialgetriebes 12 von seinem Son­ nenrad 12-2 zum Planetenträger 12-3. Dadurch sind, wenn diese zweite Kupplungsvorrichtung B geschlossen ist, das Sonnenrad 12-1, das Hohlrad 12-2 und der Planetenträ­ ger 12-3 mit seinen Planetenrädern 12-3 miteinander blockiert und sie bilden zusammen eine Rotationseinheit gemäß Fig. 2. Bei geöffneter zweiter schaltbarer Kupplungsvor­ richtung B funktioniert das Differentialgetriebe als Lei­ stungssummierungsgetriebe gemäß Fig. 3.

Der Planetenträger 12-3 bildet das Abtriebselement der Drehmomentwandler-Differentialgetriebe-Kombination 10, 12. Die Übertragungsrichtung der Antriebsleistung des Motors 22 ist durch Pfeile 26 angegeben. Wenn beide Kupplungsvorrich­ tungen A und B geöffnet sind, ist der Motor 22 vom Plane­ tenträger 12-3 antriebsmäßig getrennt.

Durch eine schematisch dargestellte Steuerschaltung 28 kann die Drehmomentwandler-Differentialgetriebe-Kombina­ tion 10, 12 wahlweise auf je einen der folgenden drei Be­ triebsbereiche geschaltet werden:

• 1. Ein erster Betriebsbereich gemäß Fig. 2, bei welchem die erste Kupplungsvorrichtung A (Wandlerüber­ brückungskupplung) geöffnet und die zweite Kupplungs­ vorrichtung B (Differentialgetriebe-Überbrückungs­ kupplung) geschlossen ist, so daß die zu übertragende Antriebsleistung zu 100% nur hydraulisch durch den Drehmomentwandler 10 von der Antriebswelle 20 auf den Planetenträger 12-3 übertragen wird.
• 2. Ein zweiter Betriebsbereich gemäß Fig. 3, bei welchem die erste Kupplungsvorrichtung A (Wandlerüber­ brückungskupplung) geschlossen und die zweite Kupp­ lungsvorrichtung B (Differentialgetriebe-Über­ brückungskupplung)geöffnet ist, so daß an der ersten Kupplungsvorrichtung A eine Leistungsverzweigung ei­ nerseits auf einen hydraulischen Leistungszweig durch den Drehmomentwandler 10 hindurch zu dem Sonnen­ rad 12-1 und andererseits auf einen mechanischen Lei­ stungszweig zu dem Hohlrad 12-2 des Differentialge­ triebes 12 gebildet ist. Im Differentialgetriebe 12 erfolgt eine Leistungssummierung vom Sonnenrad 12-1 und vom Hohlrad 12-2 über die Planetenräder 12-4 auf den Planetenträger 12-3, wobei ein Teil von beispiels­ weise bis zu 33% der Antriebsleistung hydraulisch und der andere Teil mechanisch übertragen wird.
• 3. Ein dritter Betriebsbereich gemäß Fig. 4, bei welchem die erste Kupplungsvorrichtung A (Wandlerüber­ brückungskupplung) geschlossen und die zweite Kupp­ lungsvorrichtung B (Differentialgetriebe-Über­ brückungskupplung) ebenfalls geschlossen ist, so daß der hydrodynamische Drehmomentwandler 10 überbrückt ist und die Antriebsleistung zu 100% nur mechanisch übertragen wird.

Bei eingeschaltetem ersten Betriebsbereich gemäß Fig. 2 und bei eingeschaltetem dritten Betriebsbereich ge­ mäß Fig. 4 sind die Getriebeglieder 12-1, 12-2, 12-3 und 12-4 des Differentialgetriebes 12 miteinander blockiert, so daß sie zusammen als eine Rotationseinheit rotieren, ohne daß sie relativ zueinander rotieren. Dadurch wird auf ein­ fache Weise ein hoher Wirkungsgrad erreicht, weil keine Leistungsverluste durch Schleppmomente entstehen, weder im Drehmomentwandler 10 noch im Differentialgetriebe 12. Gemäß einer nicht gezeigten Ausführungsform besteht die zweite Kupplungsvorrichtung B aus zwei schaltbaren Lamellenkupp­ lungen, wovon eine zur wahlweisen Verbindung der Turbinen- Verbindungswelle 16 mit dem Planetenträger 12-3 und die andere zur wahlweisen Verbindung der Antriebs-Verbindungs­ welle 24 mit dem Planetenträger 12-3 angeordnet ist. Bei beiden Ausführungsformen kann der Planetenträger 12-3 das Abtriebselement sein oder mit einem Abtriebselement ver­ bindbar sein. In letzterem Falle kann die Turbinen-Ver­ bindungswelle 16 und/oder die Antriebs-Verbindungswelle 24 mit dem Abtriebselement anstatt mit dem Planetenträger 12-3 verbindbar sein.

Die erste Kupplungsvorrichtung A (Wandlerüber­ brückungskupplung) hat keine direkte mechanische Verbindung zur Turbine T, sondern nur die mechanische Verbindung über das Differentialgetriebe 12.

Das hydrodynamische Getriebe von Fig. 5 enthält das hydrodynamische Getriebe der Fig. 1 bis 4 und zusätzlich ein unter Last automatisch schaltbares Stufengetriebe 30. Das Stufengetriebe 30 enthält einen ersten Planetensatz 32 und einen zweiten Planetensatz 34, welche aus einem Sonnen­ rad 32-1 bzw. 34-1, einem Hohlrad 32-2 bzw. 34-2, einem Planetenträger 32-3 bzw. 34-3 und Planetenrädern 32-4 bzw. 34-4 bestehen. Sie sind axial hintereinander angeordnet. Der Planetenträger 32-3 des ersten Planetensatzes 32 ist mit dem Hohlrad 34-2 des zweiten Planetensatzes 34 mecha­ nisch verbunden und über eine dritte schaltbare Kupplungs­ vorrichtung "C" in Form einer schaltbaren Lamellenkupplung mit dem Planetenträger 12-3 des Differentialgetriebes 12 wahlweise ankuppelbar und abkuppelbar, und über eine sech­ ste schaltbare Kupplungsvorrichtung F in Form einer schalt­ baren Lamellenbremse mit einem nichtrotierbaren Getriebe­ teil 36 (Getriebegehäuse) wahlweise ankuppelbar und abkup­ pelbar.

Das zentrale Sonnenrad 32-1 des ersten Planetensat­ zes 32 ist über eine vierte schaltbare Kupplungsvorrichtung "D" in Form einer schaltbaren Lamellenkupplung mit dem Pla­ netenträger 12-3 des Differentialgetriebes 12 wahlweise ankuppelbar und abkuppelbar und außerdem durch eine fünfte schaltbare Kupplungsvorrichtung E in Form einer schaltbaren Lamellenbremse mit dem nichtrotierbaren Getriebteil 36 wahlweise ankuppelbar und abkuppelbar.

Das zentrale Sonnenrad 34-1 des zweiten Planetensat­ zes 34 ist durch eine siebte schaltbare Kupplungsvorrich­ tung "G" in Form einer schaltbaren Lamellenbremse mit dem nichtrotierbaren Getriebeteil 36 wahlweise ankuppelbar und abkuppelbar.

Der Planetenträger 34-3 des zweiten Planetensatzes 34 ist mit dem Hohlrad 32-2 des ersten Planetensatzes 32 dreh­ fest verbunden und bildet das Abtriebselement des Stufen­ getriebes 30.

Das Stufengetriebe 30 von Fig. 5 hat auf diese Weise vier Vorwärtsgänge 1, 2, 3 und 4. und einen Rückwärtsgang "R". Die Steuervorrichtung 28 schaltet automatisch alle Vorwärtsgänge des Stufengetriebes 30 und die drei Betriebs­ bereiche der Drehmomentwandler-Differentialgetriebe- Kombination 10, 12. Hierbei sind mindestens im ersten Vor­ wärts-Gang des Stufengetriebes 30 alle drei Betriebsberei­ che 1, 2 und 3 der Drehmomentwandler-Differentialgetriebe- Kombination 10, 12 wahlweise einschaltbar, vorzugsweise aber auch bei eingeschaltetem Rückwärtsgang. Gemäß der be­ sonderen Ausführungsform ist auch bei allen anderen Gängen die Möglichkeit gegeben, alle drei Betriebsbereiche wahl­ weise zu schalten.

In der nachfolgend angegebenen Gangschalttabelle sind für alle Vorwärtsgänge 1, 2, 3 und 4 und für den Rück­ wärtsgang R des Stufengetriebes 30 alle drei Betriebsberei­ che der Drehmomentwandler-Differentialgetriebe-Kombination 10, 12 angegeben, die in jedem Gang möglich sind. Die Mar­ kierungen "x" geben an, welche der schaltbaren Kupplungs­ vorrichtungen A, B, C, D, E, F und G geschlossen werden müssen, während die anderen offen sind, damit der betref­ fende Gang und der betreffende Betriebsbereich eingeschal­ tet wird.

Gangschalttabelle

Bezugszeichenliste

10

Hydrodynamischer Drehmomentwandler

12

Summierungs-Differentialgetriebe, Planetengetriebe

12-1

Sonnenrad

12-2

Hohlrad

12-3

Planetenträger

12-4

Planetenräder

14

Freilauf

16

Turbinen-Verbindungswelle

18

Flansch

20

Antriebswelle

22

Motor

23

Drehmoment-Schwingungsdämpfer

24

Antriebs-Verbindungswelle

26

Pfeile; zeigen die Richtung der Leistungsübertragung

28

Steuerschaltung

30

unter Last automatisch schaltbares Stufengetriebe

32

erster Planetensatz des Stufengetriebes

32-1

Sonnenrad

32-2

Hohlrad

32-3

Planetenträger

32-4

Planetenräder

34

zweiter Planetensatz des Stufengetriebes

34-1

Sonnenrad

34-2

Hohlrad

34-3

Planetenträger

34-4

Planetenräder

36

nichtrotierbarer Getriebeteil

Claims (11)

1. Hydrodynamisches Getriebe, enthaltend

• - einen hydrodynamischen Drehmomentwandler (10);
• - ein Differentialgetriebe (12);
• - eine Antriebsverbindung (16) zwischen einer Wandler- Turbine (T) und einem ersten Getriebeglied (12-1) des Differentialgetriebes (12);
• - eine erste schaltbare Kupplungsvorrichtung (A) zum wahlweisen Verbinden oder Trennen eines Pumpen-An­ triebselements (18, 20) mit oder von einem zweiten Ge­ triebeglied (12-2) des Differentialgetriebes (12);
• - eine zweite schaltbare Kupplungsvorrichtung (B) zum wahlweisen Durchkuppeln des Differentialgetriebes (12) von seinem ersten Getriebeglied (12-1) und/oder von seinem zweiten Getriebeglied (12-2) zu einem dritten Getriebeglied (12-3), welches das Abtriebselement des Differentialgetriebes (12) ist, wobei wahlweise fol­ gende Betriebsbereiche schaltbar sind: ein erster Be­ triebsbereich, bei welchem die erste Kupplungsvorrich­ tung (A) geöffnet und die zweite Kupplungsvorrich­ tung (B) geschlossen ist, so daß die zu übertragende Antriebsleistung zu 100% hydraulisch nur durch den Drehmomentwandler (10) übertragen wird,
• - ein zweiter Betriebsbereich, bei welchem die erste Kupplungsvorrichtung (A) geschlossen und die zweite Kupplungsvorrichtung (B) geöffnet ist, so daß an der ersten Kupplungsvorrichtung (A) eine Leistungsverzwei­ gung einerseits auf einen hydraulischen Leistungszweig durch den Drehmomentwandler (10) zu dem ersten Getrie­ beglied (12-1) und andererseits auf einen mechanischen Leistungszweig (24) zu dem zweiten Getriebe­ glied (12-2) gebildet ist und am Differentialgetrie­ be (12) eine Leistungssummierung vom ersten Getriebe­ glied (12-1) und vom zweiten Getriebeglied (12-2) auf das dritte Getriebeglied (12-3) gebildet ist und
• - ein dritter Betriebsbereich, bei welchem die erste Kupplungsvorrichtung (A) geschlossen und die zweite Kupplungsvorrichtung (B) auch geschlossen ist, so daß der Drehmomentwandler (12) durchgekuppelt ist und die Antriebsleistung zu 100% nur mechanisch übertragen wird.

2. Hydrodynamisches Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kupplungs­ vorrichtung (B), wenn sie geschlossen ist, die Getriebe­ glieder (12-1, 12-2, 12-3, 12-4) des Differentialgetrie­ bes (12) miteinander blockiert, so daß diese Getriebeglie­ der zusammen eine Rotationseinheit bilden.

3. Hydrodynamisches Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kupplungsvorrichtung (B) zwischen dem ersten Getriebe­ glied (12-1) und dem dritten Getriebeglied (12-3) des Dif­ ferentialgetriebes (12) angeordnet ist, so daß diese beiden Getriebeglieder (12-1, 12-3) wahlweise miteinander kuppel­ bar und entkuppelbar sind.

4. Hydrodynamisches Getriebe nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Differentialgetriebe (12) ein Planetengetriebe ist.

5. Hydrodynamisches Getriebe nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kupplungsvorrichtung (B) zwischen einem Sonnenrad (12-1) und einem Planetenträger (12-3) des Planetengetriebes (12) angeordnet ist, wobei das Sonnenrad das genannte erste Ge­ triebeglied und der Planetenträger das genannte dritte Ge­ triebeglied ist.

6. Hydrodynamisches Getriebe nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitrad (L) des Drehmomentwandlers (10) mit einem Freilauf (14) nach dem Trilok-Prinzip versehen ist.

7. Hydrodynamisches Getriebe nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandler-Pumpe (P) mit dem Pumpenrad-Antriebsele­ ment (18, 20) mechanisch verbunden ist, unabhängig davon, ob die erste Kupplungsvorrichtung (A) geöffnet oder ge­ schlossen ist.

8. Hydrodynamisches Getriebe nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Antriebsverbindung (24) zwischen der ersten schaltbaren Kupplungsvorrichtung (A) und dem zweiten Ge­ triebeglied ((12-2) des Differentialgetriebes (12) ein Schwingungsdämpfer (23) zur Dämpfung von Drehmomentschwin­ gungen angeordnet ist.

9. Hydrodynamisches Getriebe nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an das Abtriebselement (12-3) des Differentialgetrie­ bes (12) ein Stufengetriebe (30) angeschlossen ist, welches ohne Zugkraftunterbrechung unter Last automatisch schaltbar ist.

10. Hydrodynamisches Getriebe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,

• - daß das Stufengetriebe (30) mindestens einen ersten Planetensatz (32) und einen zweiten Planetensatz (34) aufweist;
• - daß ein Planetenträger (32-3) des ersten Planetensat­ zes (32) mit einem Hohlrad (34-2) des zweiten Plane­ tensatzes (34-2) mechanisch verbunden ist, ferner durch eine dritte schaltbare Kupplung (C) mit dem Ab­ triebselement (12-3) des Differentialgetriebes (12) wahlweise kuppelbar und entkuppelbar ist und außerdem über eine sechste schaltbare Kupplungsvorrichtung (F) mit einem nichtrotierbaren Getriebeteil (36) wahlweise kuppelbar und entkuppelbar ist;
• - daß ein zentrales Sonnenrad (32-1) des ersten Plane­ tensatzes (32) durch eine vierte schaltbare Kupplungs­ vorrichtung (D) mit dem Abtriebselement (12-3) des Differentialgetriebes (12) wahlweise kuppelbar und entkuppelbar ist und außerdem durch eine fünfte schaltbare Kupplungsvorrichtung (E) mit dem nichtro­ tierbaren Getriebeteil (36) wahlweise kuppelbar und entkuppelbar ist;
• - daß ein Sonnenrad (354-1) des zweiten Planetensatzes (34) durch eine siebte schaltbare Kupplungsvorrichtung (G) mit dem nichtrotierbaren Getriebeteil (36) wahl­ weise kuppelbar und entkuppelbar ist und
• - daß ein Planetenträger (34-3) des zweiten Planetensat­ zes (34) mit dem Hohlrad (32-2) des ersten Planeten­ satzes (32) mechanisch verbunden ist und das Abtrieb­ selement des Stufengetriebes (32) ist.

11. Hydrodynamisches Getriebe nach Anspruch 10, da­ durch gekennzeichnet, daß eine Steuervor­ richtung (28) zum Schalten der Kupplungsvorrichtungen (A, B, C, D, E, F, G) der Drehmomentwandler-Differentialge­ triebe-Kombination (10, 12) und des Stufengetriebes (30) vorgesehen ist, welche mindestens in einem Gang des Stufen­ getriebes (30) alle drei Betriebsbereiche schaltet.