DE2009907A1 - Kraftubertragungsanlage mit Dreh momentwandler und stufenlos regelbarem Getriebe, insbesondere fur Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE 8902 AUGSBURG-GÖGGINGEN, den

v. EidiendoffF- Straße 10

DR.ING. E. LIEBAU UnserZeichen R 7867 2009907

DIPLING. G. LIEBAU (Bei Rückantwort begeben)

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REGIE NATIONALE DES USINES RENAULT 8/10 Avenue Emile· Zola
Billancourt (Hauts de Seine)

und

AUTOMOBILES PEUGEOT

75, Avenue de la Grande Armee

Paris / Frankreich

Kraftübertragungsanlage mit Drehmomentwandler und stufenlos regelbarem Getriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge

Die Erfindung betrifft eine Kraftübertragungsanlage für Kraftfahrzeuge und andere Motoren, insbesondere eine Kraftübertragungsanlage mit hydrokinetisehern Drehmomentwandler und einem mit Reibungskraft arbeitenden Drehzahlvariator, der innere und äussere, einander berührende konische Scheiben besitzt.

Mit der Erfindung wird eine verbesserte Kraftübertragungsanlage angegeben, die die Vorteile des hydrokinetischen Drehmomentwandlers (Ausschaltung der von einem Motor her-

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vorgerufenen Schwingungen) mit denen des Variators mit einzelner Antriebsscheibe (grösserer Untersetzungsbereich bei verringertem Raumbedarf) verbindet und die eine stufenlose Änderung des Übersetzungsverhältnisses im Vorwärtsgang und daneben einen Rückwärtsgang bietet.

Die Erfindung gestattet ausserdem durch Flüssigkeitsdruck leicht die Steuerung aller Funktionen vorzunehmen, nämlich das Klemmen der Variatorscheibe, die Steuerung der Untersetzung und die Betätigung des Rückwärtsgangs.

Kraftübertragungsanlagen für Fahrzeuge mit einem hydrokinetischen Drehmomentwandler, der in Reihe mit einem Variator mit inneren und äusseren, einander berührenden konischen Scheiben geschaltet ist, sind bekannt. Der Wirkungsgrad dieser bekannten Anordnungen ist jedoch wegen der grossen Zahl miteinander in Eingriff stehender Zahnräder relativ niedrig. Ausserdem weisen diese Anordnungen getrennte Betätigung mit Kupplungen für den Übergang von der Voraus- zur Rückwärtsbewegung auf. Die grosse Zahl bewegter Teile, der Raumbedarf der Kupplungen und ihrer Betätigungsmittel erschweren eine Großserienherstellung.

Diese Nachteile werden bei der Erfindung vermieden, die demnach eine Kraftübertragungsanlage für Fahrzeuge mit einem hydrokinetischen Drehmomentwandler darstellt, dessen Abtriebsachse einen Reibungsvariator antreibt, der eine formschlüssig mit seiner Eingangswelle verbundene Scheibe aufweist, die zwischen zwei kraftschlüssig mit seiner Abtriebswelle verbundenen Ringen liegt, die durch Klemmen bzw. Lösen den Variator ein- bzw. abschalten; die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebswelle des Drehmomentwandlers ein mit dieser formschlüssig verbundenes Antriebsritzel trägt, das mit zwei angetriebenen Ritzeln kämmt, von denen das eine formschlüssig mit der Eingangswelle des Variators verbunden ist, der dreh-

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bar in einem Gehäuge angeordnet ist, das eine Schwenkbewegung um die Abtriebswelle des Wandlers auszuführen vermag, wobei die Abtriebswelle des Variators und die Abtriebswelle der Gesamtanlage, die parallel zu der Abtriebswelle des Wandlers liegen, durch ein Zahnradpaar verbunden sind, das bei eingeschaltetem Variator die Vorausbewegung bewirkt, während das andere angetriebene Ritzel frei auf der Abtriebswelle der Gesamtanlage umläuft, und daß Mittel für die zeitweilige Herstellung der Verbindung des letztgenannten angetriebenen Ritzels mit der genannten Abtriebswelle der Gesamtanlage vorgesehen sind, um diese für die Rückwärtsbewegung anzutreiben, wobei der Variator abgeschaltet ist.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung, in der eine Ausführungsform der erfindungsgemässen Kraftübertragungsanlage an Hand von Zeichnungen dargestellt ist, die folgendes zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die KraftÜbertragungeanlage;

Fig. 2 einen Teilquerschnitt durch die Kraftübertragungsanlage längs der Linie 11-II in Fig.1.

Die Einrichtung besteht gemäß Fig. 1 aus einemhydrokinetischen Drehmomentwandler C, der auf der von dem Motor angetriebenen Hauptwelle 1 sitzt. An der Welle 1 ist eine Antriebsscheibe 2 angebracht, an deren Umfang ein mit Zähnen versehener Flansch 3 befestigt ist; die Zähne können mit dem Anlasserritzel in Eingriff gebracht werden. Der Flansch 3 ist formschlüssig mit dem Schaufelrad 6 der Pumpe des Wandlers C verbunden, dessen Leitrad 8 in dem Gehäuse 9 mittig durch den Freilauf 10 und die Lagerung 11 gehalten wird, an der auch die Pumpe gelagert ist. Die Turbine 7 des Wandlers ist mit Hilfe einer Nutenverbindung formschlüssig auf das Ende der Abtriebswelle 12 des Wandlers gesetzt.

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Die Welle 12 verläuft dann durch das Differentialgehäuse der KraftUbertragungeanlage und trägt ein durch Nutenverbindung drehfest mit ihr verbundenes Antrieberitzel 13, dessen Schaft 13a zusammen mit dem Ende 12a der Welle 12 in Nadellagern IHa, 14b umläuft, die in einem beweglichen Gehäuse 20 angeordnet sind, das um eine mit der Achse der Welle zusammenfallende Achse schwenkbar ist} Einzelheiten und Zweck dieses Gehäuses werden weiter unten beschrieben.

Das Antriebsritzel 13 kämmt mit einem angetriebenen Ritzel 15, das leer auf einer Welle 16 umläuft und mit dieser kuppelbar ist; die Welle 16 trägt das Antriebskegelrad 17 des Differential-Tellerrades 18,

Das Ritzel 13 steht ferner in Eingriff mit einem durch Nutenverbindung drehfest mit einer Eingangswelle 21 des Variators verbundenen angetriebenen Ritzel 19} die Welle 21 dreht sich in dem Gehäuse 20 in Rollenlagern 39, 39a und trägt eine Doppelkegelscheibe 22, die vorzugsweise aus Manganstahl oder einen anderen verschleißfesten Material besteht. Diese Scheibe ist durch eine Nutenverbindung drehfest mit der Welle 21 verbunden und wird durch eine Feststelleinrichtung an einer Längsbewegung auf dieser Welle gehindert} die Feststelleinrichtung besteht aus einer die Welle durchsetzenden Schraube 23 und einer Mutter 2H, die sich gegen eines der genannten Rollenlager legt, während die gegenüberliegende Scheibe sich an den anderen Rollenlager abstützt.

Zwei Ringe 25 und 26 wirken mit der Scheibe 22 zusammen} sie liegen jeweils auf einer Seite der Scheibe und weisen Reibungeflächen auf, die denen der Scheibe angepaßt sind. Die Ringe bestehen vorzugsweise aus einen Sintermaterial, damit ein hoher Reibungskoeffizient zwischen den Ringen und der Scheibe besteht. Sie werden durch Reibungskräfte in Halterungen angebracht, die sich in einer Trommel 27 befinden, die dreh-

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fest auf einer Abtriebswelle 28 des Variators sitzt, die drehbar in einer Lagerung 28a des Gehäuses angebracht und mit einem Zahnrad 29 versehen ist, das mit einer Nutenverbindung drehfest auf der Welle 28 angebracht ist und einen Schaft 23a aufweist, der von einem Wälzlager in dem Gehäuse aufgenommen ist. Die Ringhalterungen bestehen einerseits aus einer Platte 30, die drehfest durch Nutenverbindungen mit der Trommel verbunden ist und in axialer Richtung durch einen federnden Ring 31 gehalten wird; die andere Halterung besteht aus einem Kolben 32, der in der Trommel gleitend verschiebbar ist. Eine durch eine Umfangezahnung, die in Nuten der Trommel 27 eingreift, drehfest mit dieser verbundene federnde Membran 33 steht zwischen dem Ring 25 und dem Kolben 32. Die federnde Membran 33 ist von der Platte 30 in axialer Richtung durch einen Versteifungsring 34 getrennt und ist bestrebt, die Ringe von der Scheibe zu lösen. Mit dieser Membran wirkt auf der den Ringen abgewandten Seite ein druckausübendes Organ zusammen, dag von dem Kolben 32 mit einem Schaftteil 32a gebildet wird, das in der Welle in einem zweiteiligen Lager 35 gleitend verschiebbar ist; der Kolbenschaft 32a grenzt zusammen mit dem Schaft 29a des Zahnrads 29 einen Raum 12 ab, der eine Druckflüssigkeit aufzunehmen vermag, während der Kolben durch eine Dichtung 36 abgedichtet in der Trommel 27 hin und her bewegbar ist, mit der zusammen er einen Raum 37 abgrenzt, der über einen Kanal HO in der Welle 28 ständig mit dem Raum 4 2 verbunden ist. Der Raum 42 wird über eine mit Stopfbüchse gegen den Schaft 29a des Zahnrads 29 abgedichtete Leitung 43 gespeist, die fest in dem Gehäuse liegt.

Aus den Fig. 1 und 2 ist zu entnehmen, daß da· Gehäuse 20 aus zwei, ungefähr halbkreisförmigen Teilen besteht, die in der Verbindungsebene 20a zusammenstößen und in einer geeigneten Lagerung 9a aufgenommen sind, die in dem Gehäuse vorgesehen und so ausgeführt ist, daA das Gehäuse 20 sich in der Lagerung um eine mit der Achse der Welle 12 susanmen-

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fallende Achse O drehen kann; die Welle 12 wird, wie erwähnt, von den Flanschen des Gehäuses 20 aufgenommen. Das Gehäuse 20 wird in seiner Lagerung 9a in axialer Richtung durch einen Halbring 9b gehalten, der mit der Schulter 20b an die8em Gehäuse zusammenwirkt.

Das Gehäuse 20 bildet in einer radial zur Achse 0 verlaufenden Ebene einen Kolbenkörper 53, der dichtend in einem gekrümmten Zylinderraum 50 gleitet, welcher in dem Gehäuse 9a vorgesehen ist; dieser Kolben und dieser Zylinder grenzen einen Raum 51 ab, der eine unter einstellbarem Druck stehende Flüssigkeit aufzunehmen vermag, die über ein in das Gehäuse 9a eingearbeitetes Verbindungerohr 52 eintritt.

Das Zahnrad 29 kämmt mit einem durch Nutenverbindungen drehfest mit der Welle 16 verbundenen Zahnrad 44. Auf dieser Welle ist, ebenfalls durch Nutenverbindung, eine Klauenkupplung 45 für das angetriebene Ritzel 15 angebracht; die zusammenarbeitenden Klauen sind mit 45a, 45b bezeichnet. Die Kupplung 45 ist zur Ausführung von Axialbewegungen an einen doppeltwirkenden Arbeitszylinder angeschlossen, dessen Kolben 46 auf der Welle 16 und in einem Zylinder 47 gleitend verschiebbar ist; der Zylinder wird teilweise durch einen feststehenden Gehäuseteil gebildet, in dem der Kolben zwei Räume 48, 49 abtrennt, die eine Druckflüssigkeit für die Kupplungsbetätfcgung aufnehmen können.

Die Kraftübertragungsanlage arbeitet folgendermaßen:

In der Ruhelage bei laufendem Motor sind die Klauen 45a, 45b ausser Eingriff, indes Druckflüssigkeit in den Raun 49 eingeleitet wurde. Die Kupplung 45 wird in dieser Lage durch eine Kugelraste 45c gehalten»

Der Rau« 51 wird in der Weis· mit Druckflüssigkeit versorgt,

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daß das Gehäuse 20 in Richtung des Pfeils F (vgl. Fig. 2) derart verschwenkt wird, daß die Drehachse der Scheibe 22 des Variators und des Ritzels 19 anfänglich gegenüber der Achse der Ringe 25, 26 in einer höchsten Lage liegt, die in Fig. 2 mit Da bezeichnet ist, was einer maximalen Untersetzung entspricht, während die andere Extremlage, die mit Dd bezeichnet ist, der Lage entspricht, in der die Achse der Scheibe 22 mit der Achse der Welle 28 zusammenfällt.

Anfahren und Vorwärtsbewegen ergeben sich durch Zuführen von unter zunehmendem Druck stehender Flüssigkeit in die Räume 37 und 12 derart, daß bei Beschleunigung des Motors, was den Antrieb der Scheibe 22 über den Wandler C zur Folge hat, die Ringe 25, 26, die anfänglich in ihrer Halterung umlaufen können, nun die Scheibe 22 des Variators mit einer Druckkraft einzuklemmen beginnen, die so hoch wird, daß die Ringe sich kraftschlüssig mit der Platte 30 und der Membran 33 verbinden. Der Variator fügt damit seine wachsende Wirkung derjenigen der Drehmomentübertragung durch den Wandler C hinzu.

Man erkennt, daß die Scheibe 22 des Variators währenddes Betriebs sich in den Ringen 25, 26 gegen die Wirkung der Druckflüssigkeit in dem Raum zu zentrieren sucht, d.h., daß eine Steuerung dieses Drucke die durch den Variator herbeigef ührte Untersetzung kontinuierlich zu verändern gestattet, und zwar zwischen größter Untersetzung entsprechend der Stellung Da und der Untersetzung entsprechend der Stellung Dd. Diese Steuerung kann durch einen automatischen Regler vorgenommen werden, der in an sich bekannter Weise den Flüssigkeitsdruck in Abhängigkeit von Motorbelastung und Fahrzeuggeschwindigkeit so verstellt, daß eine Geschwindigkeitszunahme des Obersetzungsverhältnis heraufzusetzen und eine Belastungszunahme das ObersetZungsverhältnis herabzusetzen sucht; ein solcher automatischer Regler ist beispiels-

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weise in dem deutschen Patent 1.208.634 beschrieben.

Bei der Vorwärtsbewegung verläuft der Drehmomentfluß über den Drehmomentwandler C und die Zahnradpaare 13-19 und 29-44.

Bei der Rückwärtsbewegung verläuft der Kraftfluß über die Zahnräder 13-1S₁ nachdem das letztere eingekuppelt ist; d.h., daß die Drehmomentübertragung allein über den Wandler und das genannte Zahnradpaar erfolgt.

Die Betätigung des Rückwärtsgangs aus der Ruhelage, d.h. die Betätigung der Klauen 45a und 45b, die durch Einlassen von Druckflüssigkeit in den Raum 48 des Zylinders 47 erfolgt, wird hier erleichtert und geht stoßfrei vor sich, ohne daß eine Synchronisiereinrichtung erforderlich wäre, denn das Ausüben eines geringen Flüssigkeitsdrucks in den Räumen 37 und 42 in der Ruhelage gestattet, die Scheibe 22 des Variators und mit ihr die Abtriebswelle 12 des Drehmomentwandlers und das einzukuppelnde Ritzel 15 stillzusetzen. Wenn diese Kupplung erfolgt ist, wird der Druck in den Räumen 37 und 42 aufgehoben, so daß der Variator bei der Kraftübertragung für die Rückwärtsbewegung vfillig unwirksam ist, weil die federnde Membran 33 die Ringe 25, 26 von der Scheibe 22 abhebt.

Patentansprüche:

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Claims (5)

1. Patentansprüche ;

   y aftübertragungsanlage für Fahrzeuge mit einem hydroki-

   I^ /netischen Drehmomentwandler, dessen Abtriebeachse einen

   Reibungsvariator antreibt, der eine formschlüssig mit seiner Eingangswelle verbundene Scheibe aufweist, die zwischen zwei kraftSchlussig mit seiner Abtriebswelle verbundenen Ringen liegt, die durch Klemmen bzw. Lösen den Variator ein- bzw. abschalten, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebswelle (12) des Drehmomentwandlers (C) ein mit dieser formschlüssig verbundenes Antriebsritzel (13) trägt, das mit zwei angetriebenen Ritzeln (19, 15) kämmt, von denen das eine (19) formschlüssig mit der Eingangswelle (21) des Variator· verbunden ist, der drehbar in einem Gehäuse (20) angeordnet ist, das eine Schwenkbewegung um die Abtriebswelle (12) des Wandlers auszuführen vermag, wobei die Abtriebswelle (28) des Variators undäie Abtriebswelle (16) der Gesamtanlage, die parallel zu der Abtriebswelle (12) des Wandlers liegen, durch ein Zahnradpaar (29, UU) verbunden sind, das bei eingeschaltetem Variator die Vorausbewegung bewirkt, während das andere angetriebene Ritzel (15X frei auf der Abtriebswelle (16) der Gesamtanlage umläuft, und daß Mittel (U5) für die zeitweilige Herstellung der Verbindung des letztgenannten angetriebenen Ritzels (15) mit der genannten Abtriebswelle (16) der Gesamtanlage vorgesehen sind, um diese für die Rückwärtsbewegung anzutreiben, wobei der Variator abgeschaltet ist.
2. 2..Kraftübertragungsanlage nach Anspruch 1, daduroh gekenn-

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   zeichnet, daß das Halterungegehäuse (20) für die Eingangewelle (21) des Variators schwenkbar in dem in dem Anlagengehäuse (9) geführt ist und in seiner Schwenkachse die Lagerung für die Abtriebswelle (12) des Wandlers (C) bildet.
3. 3. Kraftübertragungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Halterungsgehäuse (20) für die Eingangswelle (21) des Variators einen Kolben (53) aufweist, der in einem gekrümmten Zylinder (50) des Anlagengehäuses (9) verschiebbar ist und einem veränderbaren Öldruck ausgesetzt ist.
4. U. Kraftübertragungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel für die zeitweilige Herstellung der Verbindung durch eine Kupplungseinrichtung (45) gebildet werden, die das genannte angetriebene Ritzel (15) mit der Abtriebswelle (16) der Anlage verbindet und eine af dieser axial verschiebbare Muffe aufweist, welche von einem konzentrisch angeordneten doppeltwirkenden Arbeitszylinder (U6-19) angetrieben wird.
5. 5. Kraftübertragungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (22) des Variators aus Manganstahl und die Klemmringe (25, 26) aus Sintermaterial bestehen.

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