DE2038600C2

DE2038600C2 - Gangwechselgetriebe für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE2038600C2
Application number: DE2038600A
Authority: DE
Inventors: Hans Joachim Dr.-Ing. 7000 Stuttgart Förster
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1970-08-04
Filing date: 1970-08-04
Publication date: 1983-03-31
Also published as: DE2038600A1; US4184386A; GB1320608A; FR2103898A5

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gangwechselge triebe nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Aus der US-PS 30 84 568 ist ein unter Zugkraft schaltendes automatisches Gangwechselgetriebe nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 bekannt, bei dem nur zwei untersetzte Vorwärtsgänge möglich sind, wöbe auch im niedrigsten Gang die Drehmomentübertragung über einen der beiden hydrodynamischen Kreisläufe erfolgt.

Dagegen ist es Aufgabe der Erfindung, ein Gangwechselgetriebe nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 mit mehr als zwei untersetzten Vorwärtsgängen zu versehen und den niedrigsten Vorwärtsgang mechanisch zu übertragen.

Eine solche mechanische Leistungsübertragung im niedrigsten Vorwärtsgang ist vor allem dann von Vorteil, wenn dem Gangwechselgetriebe ein z. B. als Strömungsgetriebe wirkender Drehmomentwandler oder eine Gasturbine vorgeschaltet ist, weil dadurch eine hohe Wandlung im Bereich des Festbremspunktes erreicht werden kann.

Die erläuterte Aufgabe ist gemäß der Erfindung in vorteilhafter Weise mit den kennzeichnenden Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst.

Bei dem bekannten Gangwechselgetriebe ist zur Schaltung des Rückwärtsganges die Anordnung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 2 getroffen. Von dieser Anordnung ausgehend ist beim Gangwechselgetriebe nach der Erfindung auch eine mechanische Leistungsübertragung im Rückwärtsgang mit den kennzeichnenden Merkmalen von Patentanspruch 2 erreicht, ohne daß dabei zusätzliche Getriebeglieder oder Schaltservomittel gegenüber dem erfindungsgemäßen Gangwechselgetriebe nach Patentanspruch 1 verwendet werden.

Die Patentansprüche 3 bzw. 4 sind jeweils auf eine von zwei vorteilhaften Ausgestaltungen des Gangwechselgetriebes nach der Erfindung hinsichtlich der Anbindung des zusätzlichen Planetenrädergetriebes im niedrigsten Vorwärtsgang an das Koppelgetriebe als einfacher Vorschaltsatz oder als Getriebe mit Leistungsverzweigung abgestellt.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung anhand der Zeichnung erläutert. Hierbei zeigt

Fi g. 1 das Schema eines erfindungsgemäßen Viergang Wechselgetriebes,

Fig. 2 bis 5 Schaltschemen für das Getriebe nac Fig. 1 und

Fig. 6 das Schaltschema für eine andere Ausführungs form eines erflndungsgemäßen Viergang-Wechselgctrie bes.

, Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 wird durch die i vom Motor kommende Antriebswelle 10 über einen Strömungswandler 11 die Eingangswelle 12 des Gangwechsegetriebes angetrieben. Mit der Eingangswelle 12 ist eine umlaufende Antriebstrommel 13 fest verbunden, mit welcher die Pumpenräder 14a und 15a der Strömungskreisläufe (Strömungskupplungen) 14 und 15 ihrerseits fest verbunden sind. Das Turbinenrad 146 der Strömungskupplung 14 ist über eine Hohlwelle 16 mit einer umlaufenden Antriebstrommel 17, das Turbinenrad 15/> der Strömungskupplung 15 über eine Welle 18 mil einer umlaufenuen Antriebstrommel 19 fest verbunden.

Die ineinanderliegenden Antriebstrommeln 13, 17, 19 sind zum Antrieb von als zusätzliches Planetenrädergetriebc 20 bzw. als Koppelgetriebe 21, 22 ausgebildeten '⁵ Umlaufgetrieben verwendet, indem mit ihnen die Hohlräder 20i/. 21« bzw. 22fl fest verbunden sind. Die Antriebstrommel 17 b2w. das Hohlrad 21« des im Rückwärtsgang mit festgebremster Stegwelle bzw. Planetenradträger 21/> als Umkehrgetriebe arbeitenden Planetengetriebes 21 ist kinematisch gleichzeitig Planetenradträger 20b des zusätzlichen Planetengetriebes 20, die Antriebstrommel 19 bzw. das Hohlrad 22a des Planetengetriebcs 22 gleichzeitig Planelenradträger oder Stegwelle 21Λ des Planetengetriebes 21.

Der Planetenradträger 22b des Planetengeiriebes 22 ist ferner kinematisch gleichzeitig Ausgangswelle 23 des Getriebes, die z. B. über ein oder mehrere Achsgetriebe zu den angetriebenen Rädern des Fahrzeuges führt.

Auf den Planetenradträgern bzw. Stegwellen 20b, 21b und 22b sind die Planetenräder 20c. 21c und 22c in üblicher Weise lose drehbar gelagert. Sie stehen mit Sonnen rädern 20c/. 21</ bzw. 22</ in ständigem Eingriff, wobei das Sonnenrad 20i/ durch eine als Bremse arbeitendes Reibschaltstellglied 24, die Sonnenräder 21«¹ und 22«" gemeinsam durch ein als Bremse arbeitendes Vorwärtsgang-Reibschaltstellglied 25 am feststehenden Gehäuse des Getriebes oder an einem sonstigen feststehenden Teil festgebremst werden können. Des weiteren ist der Planelenradträger 21b durch ein als weitere Bremse arbeitendes •Rückwärtsgang-Reibschaltstellglied 26 am Gehäuse oder dgl. festbremsbar.

In Fig. 2 bis 5 ist die Kraftübertragung in den vier Vorwärtsgängen entsprechend Fig. 1 schematisch dargestellt. Hierbei ist lediglich der Kraftfluß über diejenigen Elemente angedeutet, die an der Gangübertragung beteiligt sind, wobei jeweils die in sich kurzgeschlossenen, d. h. abgesehen von einem Schlupf in den Strömungskreisläufen als Einheit umlaufenden Getriebeteile schraffiert sind. Lediglich bei den Bremsen 24, 25 hat die Sciiraffur die abweichende Bedeutung, daß die Bremsen angelegt sind und den zugehörigen Getriebeteil am Gehäuse festlegen. Der Kraftfluß in den einzelnen Gängen sowie die Schaltung derselben findet in folgender Weise statt:

1. Gang: Die Strömungskreisläufe 14 und 15 sind entleert, die zusätzliche Bremse 24 und die Vorwärtsgang-Bremse 25 angezogen. Die Kraftübertragung erfolgt bei festgebremsten Sonnenrädern 2Oi/, 21</ und 22</ über 12, 13, 2Oi7. 20e.20/>. 21«. 21c. 2lb, 22a, 22c, 22b zur Ausgangswelle 23 (Fig. 2).

2. Gang: Zum Überschallen vom ersten in den zweiten Gang wird die zusätzliche Bremse 24 gelöst und der Strömungskreislauf 14 gefüllt. Bei festgebremsten Sonnenrädern 21(/ und 22(/ erfolgt der Antrieb unter 12, 14, 16, 17, 21«. 21c. 21/;. 22«. 22c und 22b zur Ausgangswelle 23. Das zusätzliche Planetengetriebe 20 läuft hierbei leer mit (Fig. 3).

3. Gang: Zum Überschalten vom zweiten in den dritten Gang wird der Strömungskreislauf 14 entleert und der Strömungskreislauf 15 gefüll». Der Antrieb erfolgt alsdann über 12, 15, 18, 19, 22a. 22c. 22i> zur Ausgangswelle 23, wobei das Sonnenrad 22d abgebremst bleibt, während bei abgebremst bleibendem Sonnenrad 21i/ das eine Planetengetriebe 21 und das zusätzliche Planetengetriebe 20 leer mitlaufen (Fig. 4).

4. Gang: Die Vorwärlsgang-Bremse 25 wird gelöst und gleichzeitig zusätzlich zur Strömungskupplung 15 die Strömungskupplung 14 gefüllt. Durch die gleichzeitige Füllung beider Strömungskupplungen laufen die Planetengetriebe 21 und 22 des Koppelgetriebes als Einheit (abgesehen vom Schlupf in den beiden als Überbrükkungskupplung wirksamen Strömungskupplungen) um und treiben damit die Ausgangswelle 23 mit direkter Übersetzung an, wobei sich die zu übertragende Leistung auf die beiden Planetengetriebe 21 und 22 verteilt. In den Kupplungen 14 und 15 kann hierbei ein Schlupf entstehen. Das zusätzliche Planetengetriebe 20 läuft leer mit. Die direkte Übertragung ist hierbei durch Schraffur zwischen den beiden Übertragungssträngen angedeutet (Fig. 5).

Der Rückwärtsgang kann aus dem 1. Gang durch Anziehen der Rückwärtsgang-Bremse 26 und Lösen der Vorwärtsgang-Bremse 25 eingeschaltet werden. Die Bremse 24 ist angelegt. Die Kraftübertragung erfolgt in diesem Falle über 13. 20a. 20c. 20/>. 21«. 21c. 21</. 22</. 22c, 22b zur Ausgangswelle 23.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 sind die Getriebeelemente 10, 11, 12, 14 und 15 die gleichen wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1. Die zwei Planetengetriebe des Koppelgetriebes sind mit 120, 121 und das zusätzliche Planetengetriebe mit 122 bezeichnet, die Vorwärtsgang-Bremse mit 124 und die Rückwärtsgang-Bremse mit 126 (jeweils sinngemäß entsprechend den analogen Getriebeelementen der Fig. 1. deren Bezugszeichen jedoch jeweils um 100 vermehrt sind). Jedoch haben in der räumlichen Anordnung das Koppelgetriebe und das zusätzliche Planetenrädergetriebe ihre Plätze getauscht, so daß hierdurch Bezugszeichenabweichungen entstanden sind. Außerdem ist anstelle des als Bremse arbeitenden zusätzlichen Reibschaltstellgliedes 24 in Fig. 1 ein als Kupplung arbeitendes Reibschaltstellglied 127 angeordnet, welches die beiden Strömungskreisläufe 14 und 15 überbrückt und dessen abtreibende Kupplungshälfte mit dem Sonnenrad 122b des zusätzlichen Planetengetriebes 122 starr verbunden ist. Nach Fig. 6 ist die Stegwelle bzw. der Planelenradträger 120i> des Koppelgetriebes 120, 121 mit der Ausgangswelle 123 fest verbunden.

Die Gangübertragung und die AufwUrtsschaltung geschieht in folgender Weise:

1. Gang: Die Vorwärlsgang-Bremse 124 ist angezogen, die Kupplung 127 eingerückt. Die Kraftübertragung erfolgt von 12 über 127, 122«¹ zunächst zum zusätzlichen Planetengetriebe 122, wo sich der Antrieb verteilt und einerseits über 122c, 1226. 120«· und 120c und andererseits über 122c. 122«. 121/) und 121c je auf 120b bzw. 123 übertragen wird.

2. Gang: Zum Überschalten vom ersten auf den zweiten Gang wird die Kupplung 127 ausgerückt und die Strömungskupplung 14 gefüllt. Die Vorwärtsgang-Bremse 124 bleibt angezogen. Die Antriebsübertragung erfolgt über 14/). 122b, 12Oi/ und 120c auf den Plancleniräger 120 bzw. die Ausgangswelle 123.

3. Gang: Die Strömungskupplung 14 wird entleert und die Strömungskupplung 15 gefüllt. Die Bremse 124 bleibt angezogen. Der Antrieb erfolgt alsdann über 15«. ISA.

121ft. wo sich der Antrieb im Planetengetriebe 121 verzweigt und das Drehmoment über 12h. I2l·/, I20</ und 12Oc und andererseits über 12Ic 121t/ auf den Planetenträger 120Λ und damit auf die Ausgangswelle 123 übertragen wird.

4. Gang: Zum Überschalten vom drillen in den vierten Gang wird zusätzlich zur Strömungskupplung 15 die Strömungskupplung 14 wieder gefüllt, während die Vorwärtsgang-ßremse 124 ausgerückt wird. Über die Turbinenräder 14/' und 15Λ der beiden Strömungskupplungen sind dadurch die drei Planetengetriebe 120, 121 und 122 in sich /u einer direkten Übertragung des Antriebes auf die Ausganpswelle 123 zusammengekuppcll.

Zur umschaltung des Rückwärtsganges wird die Kupplung 127 bei entleerten Strömungskupplungen 14 und 15 eingeschaltet und bei gelöster Vorwärtsgang-Bremsc 124', ti ic Rückwärtsgang-Bremse 126 angezogen. Der Antrieb erfolgt alsdann über 127, 122(/. I22<\ I22/>. 121</. 12h auf 121a und damit über 120Λ auf die Ausgangswelle 123.

Wie aus dem Vorsiehenden ersichtlich, werden sowohl im Falle des ersten als auch des zweiten Ausführungs- ; beispiclcs bei Aufwärtsschallen der Gänge die mit Reibung arbeitenden Reibschaltsicllglieder. nämlich die Bremsen 24 und 25 bzw. die Kupplung 127 und die Bremse 124, lediglich nacheinander ausgerückt, wahrend ^; das übrige Schallen durch Füllen bzw. Entleeren der .Strömungskreisläufe 14 und 15 erfolgt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Gangwechselgetriebe für Fahrzeuge mit einer von einer Antriebsmaschine an'.reibbaren Einzelwelle und einer mit Fahrzeugrädern koppelbaren Ausgangswelle und mit einem aus zwei zweifach gegenseitig gekoppelten einstegigen Planetenrädergetrieben zusammengesetzten Koppelgetriebe mit vier Getriebegliedern, von denen ein Getriebeglied mit der Ausgangswelle - ein anderes Getriebeglied mit einem sowohl im niedrigsten als auch in wenigstens einem weiteren Vorwärtsgang eingerückten mechanischen Vorwärtsgang-Reibschallstellglied - und die beiden übiigen Getriebeglieder über je einen zum Gangwechsel in seiner Füllung steuerbaren hydrodynamischen Kreislauf mit der Eingangswelle verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, da;3 das Koppelgetriebe (21, 22 bzw. 12«, 121) unter Verwendung eines zusätzlichen mechanischen Reibscnaltstellgliedes (Gangschaltbremse 24 bzw. Gangschaltkupplung 127) mit einem dreigliedrigen Planetenrädergetriebe (20 bzw. 122) zusammenarbeitet, dessen eines Getriebeglied (Hohlrad 20a bzw. Sonnenrad 122c/ bei eingerücktem zusätzlichem Reibschaltstellglied (24 bzw. 127) unter Umgehung der hydrodynamischen Kreisläufe (14a, b) sowohl mit der F.ingangswelle (12) als auch mit einem anderen Getriebeglied (Stegwelle 20/> bzw. 122b) des zusätzlichen Planetenrädergetriebes (20 bzw. 122) in Antriebsverbindung steht, wobei 3< > dieses andere Getriebeglied (20Λ bzw. 1226) mit einem von der Ausgangswelle (23 bzw. 123) getrennten Getriebeglied (Hohlrad 21o bzw. Sonnenräder 12Oi/ und I2hl) des Koppelgetriebes (21, 22 bzw. 120, 121) verbunden ist. und daß das dritte Gelriebeglied (Son- ^⁵ nenrad 20</ bzw. Hohlrad 122a) des zusätzlichen Planetenrädergetriebes (20 bzw. 122) eine unmittelbare oder mittelbare Abstützverbindung (20i/. 24 bzw. Stegwelle 1216, Planetenräde; 121c, Hohlrad 121a. Stegwelle 120/), Planetenräder 12Oe₁) über ein wenigstens im niedrigsten Gang als eingerückte Bremse arbeitendes Gangschaltstellglied (24 bzw. 124) mit einem nichtdrehenden Gehäuseteil aufweist (Fig. 1-6).

2. Gangwechselgetriebc nach Anspruch 1, bei dem im Rückwärtsgang das eine Planetenrädergetriebe des Koppelgetriebes durch Einrücken eines mechanischen Rückwärtsgang-Reibschaltstellgliedes als Umkehrgetriebe arbeitet, indem seine Stegwelle unter eine Abstützreaktion gesetzt ist und dadurch seine beiden Zentralräder gegensinnigen Drehsinn zueinander aufweisen, von denen das zur Eingangswelle gegensinnig drehende Zentralrad in Antriebsverbindung mit der Ausgangswelle steht, und bei dem die Stegwelle des anderen Planetenrädergetriebes des Koppelgetriebes mit der Ausgangswelle drehfest verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Stegwelle (21/> bzw. 121Λ) des als Umkehrgetriebe arbeitenden Planetenrädergetriebes (21 bzw. 121) keine drehfeste Verbindung zur AusgangsweMe (23 bzw. 123) hat und im Rückwärtsgang auch das zusätzliche Reibschaltslellglied (Gangschaltbremse 24 bzw. Gangschaltkupplung 127) für den niedrigsten Gang eingerückt isl (Fig. 1-6).

3. Gangwechselgetriebe nach einem oder beiden der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß vom zusätzlichen Planetenrädergetriebe (20) das eine Getriebeglied (Ilohlrad 2Of/) mit der Eingangswelle (12) und das die Abstützverbindung aulweisende Getriebeglied (Sonnenrad 2Oi/) mit dem als Bremse arbeilenden zusätzlichen Reibschallstellglied (24), lüi den niedrigsten Gang jeweils drehfest verbunden sind (Fig. 1).

4. Gangwechselgetriebe nach einem oder beiden dei Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß vom zusätzlichen Planelenrädergetriebe (122) das ein Getriebeglied (Sonnenrad 122</) über das als Kupplung arbeitende zusätzliche Reibschaltstellglied (127) füi den niedrigsten Gang mit der Eingangswelle (12) und das die Abstützverbindung aufweisende Getriebeglied] (Hohlrad 122a) drehfesi mit der Stegwelle [UIb) de; als Umkehrgetriebe im Rückwärtsgang arbeitendeL Planetenrädergetriebes (121) verbunden sind (Fig. 6)