DE2129448A1 - Hydrokinetisches Getriebe fuer Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

MEIN ZEICHEN: GFK-258^

. Juni 1971

Anwaltsakte; GFK-2583

FORD-WERKE Aktiengesellschaft, 5 Köln-Deutz, Ottoplatz 2

"Hydrokinetisches Getriebe für Kraftfahrzeuge."

Die Erfindung betrifft ein hydrokinetisches Getriebe für Kraftfahrzeuge mit einem Drehmomentwandler als hydrokinetischer Einheit und einem von der Maschine abgeleiteten Zusatzantrieb für Zusatzgeräte. Ein solcher Zusatzantrieb ist beispielsweise für die Lichtmaschine, für den Luftverdichter einer Klimaanlage, für den Lüfter, für eine Wasserpumpe oder für die Pumpe einer Lenkhilfevorzusehen.

Hinsichtlich des Antriebes derartiger Zusatzgeräte ist zu berück-

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sichtigen, daß diese für den Regelfall im niedrigen Drehzahlbereich der Maschine, also insbesondere im Leerlauf und im Langsambzw. Kriechgang, den höchsten Lastanforderungen unterliegen. Wenn nun der Antriebe auf die Übertragung eines konstanten Drehmomentes von der.Kurbelwelle auf die Zusatzgeräte ausgelegt ist, dann hat dies -nachteilig zur Folge, daß die Zusatzgeräte dabei meistens ihre einzelnen Arbeitsbedingungen nur unzureichend erfüllen. Ist der Antrieb andererseits durch Bereitstellung eines geeigneten Übersetzungsverhältnisses so ausgelegt, daß er für den niedrigen Drehzahlbereich der Maschine einen Ausgleich zu diesen erhöhten Lastanforderungen an die Zusatzgeräte schafft, dann hat dies wiederum nachteilig zur Folge, daß die Zusatzgeräte in den höheren Drehzahlbereichen der Maschine mit einer zu hohen Geschwindigkeit angetrieben werden. Es geht also dann beträchtliche Antriebsenergie verloren..

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für ein hydrokinetisches Getriebe für Kraftfahrzeuge der eingangs genannten Art einen solchen von der Maschine abgeleiteten Zusatzantrieb für derartige Zusatzgeräte zu schaffen, welcher für die verschiedenen Drehzahlbereiche der Maschine eine variable Anpassung an die darin unterschiedlichen Lastanforderungen an die Zusatzgeräte bringt. .

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der ρ Zusatzantrieb ein Planetenradgetriebe ist, dessen Planetenradträger mit dem Pumpenrad und dessen Sonnenrad mit dem Turbinenrad oder mit dem Leitrad des Drehmomentwandlers verbunden und von dessen Hohlrad die Zusatzgeräte angetrieben sind. Dabei wird es als besonders vorteilhaft erachtet, den Planetenradträger und das Hohlrad über eine Überholkupplung miteinander zu verbinden.

Mit einer derartigen Ausbildung wird also das variable Anpassungsvermögen des Drehmomentwandlers an die verschiedenen Drehzahlbereiche der Maschine dazu ausgenutzt, den Antrieb für die Zusatzgeräte für jeden vorgegebenen Drehzahlbereich optimal zu gestalten.

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Wenn nämlich im einen Fall bei der Verbindung des Sonnenrades mit dem Turbinenrad letzteres stillsteht oder im unteren Drehzahlbereich dreht, dann überholt das Hohlrad des Planetenradgetriebes dessen Planetenradträger, indem das Sonnenrad dabei als Reaktionsglied wirkt. Die Zusatzgeräte werden folglich mit relativ hoher Geschwindigkeit angetrieben, so daß sie eine entsprechend hohe Ausgangsleistung liefern und folglich den erhöhten Lastanforderungen genügen können. Wenn sich nun die Fahrgeschwindigkeit erhöht, also die Maschine und folglich auch das mit dieser gekoppelte Pumpenrad des Drehmomentwandlers in die höheren .Drehzahlbereiche kommen, wobei hinsichtlich der Zusatzgeräte dann von einer geringeren Lastanforderung auszugehen ist, dann erhöht sich dabei auch die Drehzahl des Turbinenrades in ™ ihrer Relation zu derjenigen des Pumpenrades. Die Schnellübersetzung zwischen dem Planetenradträger und dem Hohlrad wird folglich reduziert, d.h. das Hohlrad nähert sich allmählich der Drehzahl des Planetenradträgers an_#und es kommt zwischen diesen beiden Gliedern zu einer Direktübersetzung, wenn der Drehmomentwandler seinen Kupplungspunkt erreicht.

Im anderen Falle, wenn also das Sonnenrad mit dem Leitrad des Drehmomentwandlers verbunden ist, liegen gleichartige Verhältnisse vor. In diesem Falle wirkt das Sonnenrad zu Anfang als Reaktionsglied, weil dann das Leitrad durch die ihm zugeordnete Überholbremse stationär gehalten ist. In dem Augenblick, in welchem das Leitrad in seinen Freilauf versetzt wird, also im Kupplungspunkt des Drehmomentwandlers, wird dann auch hier die Schnellübersetzung zwischen dem Planetenradträger und dem Hohlrad des Zusatzantriebes in ein direktes Übersetzungsverhältnis abgewandelt, so daß dann auch hier die Drehzahl des Hohlrades im wesentlichen derjenigen der Maschine entspricht.

Es ist damit erkennbar, daß sich die. Erfindung besonders für Kraftfahrzeuge eignet, die mit einer Lenkhilfe ausgerüstet sind. Eine solche Lenkhilfe stellt bekanntlich im Stillstand des Fahrzeuges die höchsten Druckanforderungen, welche bei fahrendem Fahrzeug wesentlich niedriger sind. Diese gegensätzlichen Bedingungen er-

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füllt die Erfindung auf einfachste Weise.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1A und TB einen Längsschnitt durch ein hydrokinetisches Getriebe gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 in schematischer Darstellung das Getriebe gemäß

den Fig. 1A und 1B,

Fig. JA und 3B einen Längsschnitt durch ein hydrokinetisches Getriebe gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel,

Fig. 4 in schematischer Darstellung das Getriebe gemäß W ■ den Fig. JA und J5B,

Fig. 5A und 5B in schaubildlicher Darstellung das Drehzahlverhalten· einzelneer Bauteile des Getriebes gemäß den Fig. 1A und 1B in Abhängigkeit von der Fahrge- * schwindigkeit, und

Fig. 6a und 6B in schaubildlicher Darstellung das Drehzahlverhalten einzelner Bauteile des Getriebes gemäß den Fig. 3A und ]5B in Abhängigkeit gleichfalls von der Fahrgeschwindigkeit.

Das in den Fig. 1A, 1B und 2 gezeigte Getriebe ist innerhalb eines in seiner Gesamtheit mit 10 bezeichneten Gehäuses untergebracht. α Die das Drehmoment übertragenden Getriebeglieder 12 leiten ihren Antriebe von einer zentral angeordneten Welle 14 ab, welche bei 16 mit der Nabe 18 des Turbinenrades 20 eines Drehmomentwandlers 22 verkeilt ist. Das über ein Leitrad 26 in einer to rpidaleb Strömungsverbindung mit diesem Turbinenrad 20 stehende Pumpenrad 24 dieses Drehmomentwandlers besitzt in bekannter We.is,e. einen Mantel 28 zur Befestigung seiner Schaufeln. Der Mantel 28 des Pumpenrades ist an die Nabe 30 der aus den beiden Teilen 32 und 34 bestehenden Wandlerglocke angeschweißt. Die beiden Teile 32, 34 sind bei 36 miteinander verschweißt, und die in der Zeichnung nicht gezeigte Kurbelwelle der Maschine ist mit dem einen Teil 34 direkt verbunden.

In der zaentralen öffnung 40 der Nabe 38 des Leitrades 26 sitzt eine Überholkupplung, deren innerer Lagerring 42 für die Klemm-

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rollen 44 über eine Keilverzahnung: 46 mit·. meiner, HoMMelle48 bunden ist. Diese Überholkupplung erlaubt einen Freilauf des Leitrades 26 = in der Drehrichtuhg des: Pumpenrades; 24,:? Während sie>: Drehung "^dW -Leitrades· An; der· lamgekeh^tenr Richtung; verhindert^- konz^htr-isrch: zu deaft ⁵WeIIe;: 1 4; länge ordnetet und auf dies er; ge/lagert% j;^:: Hohlwelle^ ^ääfc/än ih'rem/ireöhteefti Ettde iii3rfc ejmem ftlngflansch 50 vertou^ei^ü¥e*"weaähalp SjLe. art ;<@&mt Sirtifeuiiänd φ2 des Getriebege-_>:; c " häuses 10 befestigt ist. Die StUtawarid^SSiistg an einem ringförmigen Gehäuseteil/ '$¥ ähgeifb^mtv^weiöhör Wi^tölS'Bölzen 5θ» 7©: an.daM, JL:; GetriebegeHäu#ö:; I^'an^efaänsch^ ist -ttrid äii einer· ia einer Zentrierbohrurig ^CT ^ausgef'örmt^en iSchulter^ß ariliegt. Die Bolzen 58 dienen,,; gleichzeitig der Festlegung einea-^ertWand-ler^ umgebenden Gehäuses 62y-wfeKihes2 aft ^seüiöm linken ΈτϊύΒ 64 ah-äemi^Mötorblocic "einer "V^er-^; : brennüngs^:kra£trftasohi;ner 'belftestiJgitP"IsI^ 'Sin-asaaiale^ Bef estigungs- . ίΐΒη50^Μ^β^3-0^^ΐί3β%β3ίΪΒ^62-Ϊ8^ ^teitS 6&"bezelotoefc. Die Bolzen 70 dienen andererseits gleichzeitig* deri Festlegung meiner Lager-

^ 54 :an-t5t I

Eine zu der Hohlwelle 48 konzent^i^fe^an^eördftete Hohlwelle 74 ist mit der Nabe 50 des Pumpenrades 24 fest verbunden. Sie stutzt sich über-Eage^ "78 Und-8ö' äAif-e^er ^wea/teren Hohlwelle 76 ab* welche: are ihrem ¹StIiKeIi ^:Snde^; "bei _;82^%iit ^der ^TaISe ^;84 einer Triebwörksoheibe 86c verkeilt isW^ese ^f^elawä^ den --: ■

Späat¹ ^zwiisohejtf dehf Pum#eiirad ^f2^;4 %ind ^lem' Lei1>rad 26 des Drehmoment·*-^: v/andlerä S2 ^räx Geissen ^MrbiMenra# 20 hdM; Mi^ dessen Innenmantel ■-■; diese■"i^e^e'Hnorsc&eiÄ^sifc^ ^;&ntft ^die^ tör/oictale Strömung zwi« -^r scheri""dÄ Iii2£*föad ^!r26^^unif ^Qefn⁴ Mt^eiairää 2^ dürrch die ^ritebwe^kseöeil^¹ toe^[ Ä&isiit-^BslÄti:¹ wlÄf ^iM Äes^^&irchlöehert^ i)£e^vHabe ^;S4 de*--^-·

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triebskgifefeieiiOfealSrvTeil^^eines -Kefetentriebes für wolehe-^usatz^ _u geräte gßi§gtrwts% Andererseits^ist^deE PlanetenradträgerQto69; b: dieses t©eir|ebes 94 - mittels >eines ^lsenf prmigen Abs;cWitts 1?O8.r.ge mit de^^Q.nlweMe-i^ verkeilti-scndaßwderoalso über diese miti PumpenraaÄg4cyerbianden: ists^ Derghülsenföa?mige: Abschnitt Uber;i;einnl.agereil-ilö in deraStützwandi 68?gelagej?ti Der^ innere ring-jliigaein^roÜbeiFholicupplung ist mittels Bolzen: 11Λ-an iiem neten^ad|>rägei>i|I;ö(§atoefestigt;/tweleher über diese Überholfeupplungi ;: mit dem^Hoßlrads 96 3 vefteindensistV' Zwisaben dem Lauf ring 112 undi^ s_;r der-gtUtzwsndojSB; 4ist einiSchubring: A1 & angeordnet« Die ein. Überf-i ;-holen des Hohlrades 96 bezüglich des Planetenradträgers XQ&Aßp&s i%■,·-* laubende Überholkupplung wird vervollständigt durch einen äußeren Lamfrtog'tMe^BnäidKlemmrollene^
auf WeliejiutS&tdieirmi&^dem^

welle 76ibeiestigtenr Sonnenrad, 126 ständig dm Eingriff; stehenden^y ^ PlaneteniP.äderdJr22 lagertej; kann somit niemals schneller: drehend .aäLs-ce dasiiHöhl^ad 9Si:iil«ses PlajEtenradgeferiebes· ^ : f " -^^^.,ΐίί. s^Kl ^n-;

Wenn bei^; der^ v.orbesöhriebenen Getriebeausführung das Turbinenradic^ 20 des Drehmomentwanülerjs 22 stillsteht?Qaerriifflr.Tunit-epeii-DreBfsi^r v*;^:#ä zahlber.eichsdreht^aöann treibt; das von der Masehirie^; Angetrlefeaig S2 Pumpeiürad g^CÜber^dleiiiolalwelliei^^ ^e^^lanet

scheibe 86 mit dem turbinenrad 20 verbunden ist, nd-rkt dieses

fetenraöge^rie^ ^äßnaigsÄiÄ

³^ ^osSii

BAD ORIGINAL

Wenn sich nun die Fahrgeschwindigkeit erhöht, das Pumpenrad 24 also in die höheren Drehzahlbereich kommt, dann erhöht sich auch allmählich die Drehzahl des Turbinenrades 20 in ihrer Relation zu derjenigen des Pumpenrades 24, so daß die Schnellübersetzung zwischen dem Planetehradträger 106 und dem Hohlrad 96 des Planetenradgetriebes 94 allmählich abgebaut wird. Brreichtder Drehmomentwandler 22 seinen Kupplungspunkt, welcher in der graphischen Darstellung gemäß Fig. 5A mit der gestrichelten Linie A angedeutet ist, dann liegt zwischen dem Planetenradträger I06 und dem Hohlrad 96 etwa ein direktes Übersetzungsverhältnis vor, so daß also dann das Antriebsglied 98 die Zusatzgeräte entsprechend langsamer antreibt. Hinsichtlich des Leitrades 26 wäre dabei noch fest zu- f halten, daß dieses bei dem vorerwähnten Kupplungspunkt zu drehen beginnt, um schließlich die Drehzahl des Pumpenrades 24 zu erreichen, wenn das Fahrzeug seine höchste Fahrgeschwindigkeit erreicht hat.

Für die graphische Darstellung gemäß den Fig. 5A und 5B wurden die Verhältnisse bei einem Dreiganggetriebe mit den Übersetzungsstufen 2.46:1 im Langsamgang, 1.46:1 im Zwischengang und 1:1 im Direktgang berücksichtigt. Der Kupplungspunkt des Drehmomentwanälers lag bei einer Fahrgeschwindigkeit von etwa 53 km/h (=33 MPH). Die einzelnen mit dem SymbolOund der entsprechenden Bezugsziffer bezeichneten Kurven zeigen das Drehzahlverhalten der Maschine, j des Turbinenrades 20 und des Leitrades 26 des Drehmomentwandlers 22 und schließlich des Hohlrades 96 und der Planetenräder 122 des Planetenradgetriebes 94 in diesen drei Fahrbereichen. Die Drehzahl des Abtriebsgliedes 98 entspricht derjenigen des Hohlrades

Bei dem in den Fig. 3A, 3B und 4 dargestellten Getriebe gemäß der zweiten AusfUhrungsform sind einander entsprechende Teile mit gleichen Bezugszßffern bezeichnet. Dieses Getriebe ist gleichfalls als Dreiganggetriebe mit den vorerwähnten Übersetzungsstufen konzipiert, und die entsprechende graphische Darstellung der Fig. 6A und 6b hält das Drehzahlverhalten der entsprechenden Bauteile in entsprechender Wels$ fest.

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Das Getriebegehäuse 10' bzw. 1J0 besteht aus den Teilen 132 und "134. Der Gehäuseteil 134 umfaßt den Drehmomentwandler 22' bzw.. . 136, und an einer Schulter I38 des Gehäuseteils I32 ist mittels Schrauben 14O eine Lagerstützwand Ί42 angeflanscht. Diese ist mit einer Hohlwelle 144 einstückig verbunden, welche über eine Überholbremse 146 mit dem Leitrad 26' gekoppelt ist.

Abweichend von der ersten. Ausführungsfarm ist hier die Nabe 148 dieses Leitrades 26¹ bei I52 mit einer Hohlwelle I50 Verkeilt, welche wie die Hohlwelle 144 die mit der Nabe I54 des Turbinenrades 20' verkeilte Antriebswelle Ί56 konzentrisch umgibt. An der m Nabe 162 des Gehäuseteils 164 für das Pumpenrad 24' ist eine weitere Hohlwelle I60 befestigt, welche sich über Lager 166 und 168 auf der Hohlwelle I50 abstützt. Mit dieser Hohlwelle I60 ist der Planetenradträger 170 eines dem Getriebe 94 entsprechenden Planetenradgetriebes 172 verkeilt, dessen Hohlrad 174 auch hier über die auf Wellen I80 gelagerten Planetenräder I78 mit dem mit der Hohlwelle I50 fest verbundenen Sonnenrad 176 ständig im Eingriff steht. Das Hohlrad 174 dient über ein Antriebsglied 182 dem Direkten Antrieb eines Kettenrades 184, über welches in entsprechender Weise eine Antriebskette 102^! als Teil eines Kettentriebes zum Antrieb der Zusatzgeräte gelegt ist. Der Planetenradträger I70 ist mittels einer Lagerbuchse I88 mit der Stützwand 186 gelagert. Er ist auch hier über eine Überholkupplung, bestehend aus den Laufringen 190.und 192 und den zwischen diesen angeordneten Klemmrollen 194, mit dem Hohlrad 174 verbunden, so daß dieses den Planetenradträger zu überholen vermag.

Für die Zeitdauer, über welche das Leitrad 26' verankert bleibt, wirkt also auch hier das Sonnenrad I76 als das Reaktionsglied des Planetenradgetriebes I72, so daß es zwischen dem durch das Pumpenrad 24' angetriebenen Planetenradträger I70 und dem Hohlrad 174 zu einer Schnellübersetzung kommt. In dem Augenblick aber, in welchem das Leitrad 26' in seinen Freilauf versetzt wird, wird dieses Übersetzungsverhältnis ein direktes, d.h. wenn der Drehmomentwandler 22' bzw. 136 den Kupplungspunkt A' erreicht hat,

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'*" S 212944Γ

dann fällt die Drehzahl des Hohlrades 174 ab, fels sie die Drehzahlkurve der Maschine erreicht.

¹A

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Claims (2)

1. Ansprüche ·

   Hydrokinetisches Getriebe für Kraftfahrzeuge mit einem Drehmomentwandler als hydrokinetischer Einheit und einem von der Maschine abgeleiteten Zusatzantrieb für Zusatzgeräte, wie Lichtmaschine, Pumpe einer Lenkhilfe, Lüfter u.dgl., dadurch ge kenn ζ e i c h;n e t, daß der Zusatzantrieb ein Plänetenradgetriebe (94; 172)- ist, dessen Planetenradträger (106; 170) mit dem Pumpenrad (24; 24*) und dessen Sonnenrad (I261 I76) mit dem Turbinenrad (20) oder mit dem Leitrad (26¹) verbunden und von dessen Hohlrad (96; 174) die Zusatzgeräte angetrieben sind.
2. 2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ze i c h net, daß der Planetenradträger (106; I7Ö) und das Hohirad (965 174) über eine Überholkupplung (112,118, 120; 190*192, 194) miteinander verbunden sind.

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