DE2208502C3 - Fahrzeugwechselgetriebe - Google Patents

Description

delsiiblichcs Fahrzeugwcchselgeiiicbe mit einem Kleinstaufwsnd an Antriebsteilen einlachcr Ausgestaltung ermöglicht, wobei cine Vertat-emut der Pumpe vun der üblichen Steile entbehrlich wird, wie auch eine Vergrößerung der Baulänge des Fahrzeugsvccliselgetriebes vermieden ist.

Die erfindungsgemäße Ausbildung zeigt also die Vorteile einer Zsveipumpenanordnung be; Versvendung nur einer hydraulischen Pumpe, wodurch beträchtliche Kosien eingespart werden, insbesondere dadurch, daß die hydraulische Pumpe an der üblichen Stelle zwischen dem hydrodynamischen Drehmomentwandler und dem mechanischen Getriebe angeordnet verbleiben kann. Durch den durch den Stn'MTiungsweg der Arbeitsflüssigkeit des hydrodynamischen Drehmomentwandlers hindurclu',efiihrten Λπι-ieb vom Turbinenrad zur Freilaufkupplung und dti- danebenliegenden Antrieb über die andercFrcilaui kupplung vom Pumpenrad des hydrodynamischen Di'.-hmomentsvandlers ist eine Veräußerung der Ri-ulänge des hydrodynamischen Drchmomentsvand-K r< und damit des gesamten Fahr/eugwechselgetriebcs vermieden.

Der in den Antrieb der zsveiten Freilaufkupplung eingegliederte dünne Streifen ist einfach herzustellen und behindert nicht die Strömung der Arbeitsflüssigkdt in seinem Bereich. Ferner svird eine Ersparnis d'.ireh den für beide Freilaufkupplungen und gemeinsamen inneren Laufring erzielt.

In der Zeichnung ist ein Ausführunasbeispiel der I.rfindung dargestellt. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen Teilmittellängsschnitt durch ein Fahrzeugsvechselgetriebe nach der Eifindung und

Fig. 2 einen Teilschnitt nach der Linie 2-2 in »''£·!·

Das Fahrzeugwcchselgetriebe besteht aus einem dreigliedrigen hydrodynamischen Drehmomcntsvandler 10 und einem nachgeschalteten mechanischen Wechselgetriebe, das nicht dargestellt ist, die in einem Getriebegehäuse 12 untergebrach: sind. Dem Fahrzeugwechselgetriebe ist eine nicht dargestellte hydraulische Steueranlage zugeordnet, durch die mehrere Vorwärlsgänge und ein Rückwärtsgang eingeschaltet werden können. Die DruckmiUcIsersorgung der hydraulischen Steueranlage erfolgt durch eine hydraulische Pumpe 14. Die hydraulische Pumpe 14 kann entweder vom Eingang oder vom Ausgang des hydrodynamischen Drehmomentsvandlers angetrieben sverden, je nachdem welcher dieser Teile schneller als der andere umläuft, wobei die dieses ermöglichenden Freilaufkupplungen vollständig innerhalb des hydrodynamischen Drehmomentwandler 10 angeordnet sind.

Der hydrodynamische Drehmomentsvandler 10 hat folgenden Aufbau: Ein vorderer Gehäuseteil 18 des hydrodynamischen Drehmomentwandlers 10 hat am Umfang Augen 16, über die er mit der Kurbelwelle der Antriebsmaschine des Fahrzeugs verbunden ist. Der vordere Gehäuseteil 18 ist mit einem hinteren Gehäuseteil 20 verschweißt, wodurch ein umlaufendes Drchmomentwandlergehäuse gebildet ist. Der hintere Gehäuseieil 20 trägt auf der Innenseite Schaufeln zur Bildurg eines Pumpenrades 21, das angetrieben Arbeitsflüf iigkeit zu den Schaufeln eines mit einer Hülle 24 versehenen Turbinenrades 22 fordert. Zwischen dem ΛικΙαβ des Turbinenrades 22 und dem Einlaß des Pumpenrades 21 ist ein Leitrad voreeschen. das auf einer Nabe 28 sitzt. Die Arbeitsiliissigkeit wird in bekannter Weise in einem ringförmigen Strümungsweg umgewälz!. Eine Frei-Iauikupplung29 verhindert ein Rüekwärtsdrehen des I.eitrudes und hat hierzu einen äußeren Laufring 30, der mit der Nabe 28 verkeilt ist. Mit diesem arbeiten Rollen 31 zusammen, die gegen einen zylindrischen inneren Laufring 32 anliegen, der mit einer ortsfesten Büchse 34 verkeilt ist. Die Büchse 34 erstreckt sich durch eine Öffnung an der Rückseite des Drehn inientwandlergehäuses und ist an dem Getriebegehäuse 12 in noch zu beschreibender Weise festgelegt. Die Freilaufkupplung 29 ist so ausgebildet, daß das Leitrad 26 in der Drehrichtung des Pumpenrades 21 für Vorwärtsfahrt frei laufen kann, während seine Drehbewegung in der entgegengesetzten Richtung gespcirt ist. Der beschriebene hydrodynamische Drehmomentwandler ist üImc, \on üblicher Bauart und bewirkt eine Drehmoments erstä:kung bis zum Kupplungspunkt des hvürod\nami.. her. Drehmomer.twandlers, worauf er anschließend Im Kupplungszustand weiterarbeitet. Die Verbinduni; mit dem nachgcschalteten mechanischen Wechselgetriebe erfolg! über fine Nabe 36, an die das Turbinenrad 22 angenietci ist und die auf das vordere Finde einer Getriebccingangswelle 37 aufgekeilt ist. Die Eingangswelle 37 erstreckt sich durch die Büchse 34 zum mechanischen Wechselgetriebe.

Die hydraulische Pumpt stellt die Druckmittelquellc für die Betätigung des Fahrzcugwechselgctricbes dar einschließlich der Versorgung des hydrodynamischen Drehmomentwandler 10 und der Steueranlage, und sie kann fernerhin auch für andere hydraulische Verbraucher des Fahrzeugs, beispielsweise eine Hilfskraftlenkung als Druckmittclquelle Verwendung finden. Die hydraulische Pumpe liegt zwischen dem hydrodynamischen Drehmomentwandler 10 und dem mechanischen Wechselgetriebe und ist axial vu diesen ausgerichtet. Die hydraulische Pumpe 14 weist einen Läufer 38 mit Schaufeln 39 auf und ist in einer vorderen Zwischenwand 41 zwischen dem hydrodynamischen Drehmomentwandler 10 und dem darunterliegenden mechanischen Wechselgetriebe untergebracht. Beiderseits des Läufers 38 sind zur Begrenzung des Pumpengehäuses vordere und hintere Deckplatten 42 bzw. 44 vorgesehen, die mit der Vorder- bzw. Rückseite der Zwischenwand 41 verbunden sind. Die Büchse 34 ist mit ihrem hinteren Ende mit der Rückseite der Deckplatte 44 verkeilt und hierdurch festgelegt, wodurch ein Reaktionspunkt für da: Leitrad des hydrodynamischen Drehmomentwandler geschaffen ist. In der vorderen Deckplatte 42 ist ein Lager für das umlaufende Drehmomentwandlergehäuse 18, 20 in Form einer Nabe 46 gebildet, die an der Rückseite des hinteren Drehmomcntwandlergehäuseteils 20 am radial inneren Ende angeschweißt ist. Eine Dichtung 47 zwischen der vorderen Deckplatte 42 und der Nabe 46 verhindert Ölverluste aus dem Drehmomentwandlergehäuse. Die hydraulische Pumpe 14 hat eine Einlaßöffnung 48 zum Ansaugen von Flüssigkeit aus dem Sumpf des Fahrzeugwechselgetrijbes, die durch die Schaufeln 39 des Läufers 38 zu einer Auslaßüffnung 49 gefördert wird und als Druckflüssigkeit für die Betätigung des Getriebes oder anderer hydraulischer Verbraucher zur Verfugung steht. Der Läufer 38 der Pumpe ist zum Antrieb über eine Zungen-Schlitzverbindung 50 mit einer Hohlwelle 51 verbunden, die zwischen der Nabe 46 und der Büchse 34 liegt und drehbar auf

der letzteren über cine Lagerbüchse 52 abgestützt ist. Diese Abstützung erfolgt in dem Bereich, in dem die Büchse 34 durch die vordere Deckplatte 42 des Pumpcngchäuses tritt.

Der Antrieb der Hohlwelle 51 kann über zwei Wege erfolgen. Der eine Weg geht über eine Freilaufkupplung von dci Antriebsmaschine über das umtaufende Drchmomcntwandlcrgehäuse und dessen Pumpenrad, während der andere Weg über eine Freilaufkupplung von dem Turbinenrad des hydrodynamischen Drehmomentwandler abgeleitet ist. Der ersterwähnte Weg enthält eine Freilaufkupplung 56, die innerhalb des Drehmomentwandlcrgchüuses liegt und axial zwischen der Nabe 28 des Leitrades und dem mittleren Teil des hinteren Drehmomentwandlcrgehäuseteils 20 liegt. Die Freilaufkupplung 56 hai einen äußeren Laufring 58 mit Aussparungen 60 am Rand, die axial gerichtete Schenkel 61 von Lappen 62 aufnehmen, deren anderer Schenkel an dem hinteren Drchmomcntwandlcrgchäusetcil 20 angeschweißt ist, so daß der äußere Laufring 58 mit dem Pumpenrad und dem Drchmomentwandlergchäusc und damit mit der Antriebsmaschine umläuft. Der äußere Laufring 58 hat mehrere Nockcnflächcn an der Innenfläche, die mil Rollen 64 zusammenarbeiten, die zur Anlage durch kleine Vorspannungsfedcrn 65 (Fig. 2) in Anlage gehalten werden. Die Rollen 64 stützen sich an der äußeren Fläche eines zylindrischen inneren Laufringes 66 ab. Der innere Laufring 66 liegt zwischen der Nabe 28 des Leitrades 26 und der Nabe 46 des hinteren Drehmomentwandlcrgehäuseteils 20. in welchem Bereich zwei Nadeldrucklager 68 und 69 vorgesehen sind. Der innere Laufring 66 ist mit seiner Innenfläche mit dem vorderen linde der Hohlwelle 51 verkeilt, die sich zu diesem Zwecke in das Dpclimomcntwandlcrgchäuse erstreckt und in diesem Bereich durch eine Lagerbuchse 70 zwischen der Hohlwelle 51 und der Büchse 34 abgestützt ist. Wie Fig. 2 zeigt, sind dir Nockcnflächcn des äußeren Laufringes 58 so geneigt, daß die Freilaufkupplung 56 die Drehbewegung des inneren Laufringes 66 in Richtung des eingezeichneten Pfeiles in Fig. 2 sperrt. Die Freilaufkupplung 56 arbeitet also so, daß ein Antrieb bei schneller laufendem Pumpenrad erfolgt, während bei schneller laufendem Turbinenrad die Freilaufkupplung frei läuft. In dem anderen Antriebsweg vom Turbinenrad 22 zur Hohlwelle 51 ist eine Freilaufkupplung 71 vorgesehen, die ebenfalls innerhalb des Drehmomentwandlergchäuses axial zwischen der Freilaufkupplung 56 und der Nabe 58 des Leitrades 26 angeordnet ist. Die Freilaufkupplung 71 enthält mehrere Rollen 72, die gegen die äußere Fläche des zylindrischen inneren Laufringes 66 der Freilaufkupplung 56 anliegen. Beide Freilaufkupplungen haben also einen gemeinsamen inneren Laufring. Die Rollen 72 sind gegen Nocken an der Innenfläche eines äußerei Laufrings 74 durch Federn 75 in Anlage gehalten Die Nockenfjächen des äußeren Laufrings 74 sind ii gleicher Richtung geneigt wir die des Laufringes 51 der Freilaufkupplung 56. Der äußere Laufring 74 is durch Nieten 76 mit einem Ringflansch 78 verbun den, der sich radial auswärts zwischen dem Leitrac 26 und dem Pumpenrad 21 erstreckt und radial einwärts des Strömungsweges der Arbeitsflüssigkeit de<

ίο hydrodynamischen Drehmomentwandlers endet Durch den Strömungsweg der Arbeitsflüssigkeit hindurch wird der Antrieb durch eine ringförmige Strebe 81 (F i g. 2) übertragen, die aus einem dünnen, in Umfangsrichtung wellenförmig gestalteten Streifen 82 besteht, der trapezförmige Kanäle in diesem Bereich des Strömungsweges der Arbeitsflüssigkeit bildet, wobei sich die nicht parallelen Seiten 84 des Streifens 82 durch den Strömungsweg der Arbeitsflüssigkeit hindurch erstrecken. Da diese Seiten 84 parallel zur Drehachse des Drehmomentwandlers liegen, stören sie den Durchfluß der Arbeitsflüssigkeit durch diesen Bereich des Strömungswegcs nur wenig. Der ringförmige Streifen 82 ist mit seinen radial innenliegrndcn, in Umfangsrichtung liegenden Teilen

ts 86 mit dem Ringflansch 78 und mit seinen radial äußeren, in Umfangsrichtung liegenden Teilen 88 mit einem Ring 89 verschweißt. Der Ring 89 erstreckt sich in den Hohlraum 90 des Drehmomentwandler», der durch die Innenwände 91 und 92 des Pumpcnra-

des 21 bzw. des Turbinenrades 22 gebildet wird. Der Ring 89 übergreift das Leitrad 26 und ist über eine Zungen-Schlitzverbindung 93 innerhalb des Hohlraumes 90 mit einer axialen Verlängerung der Innenwand 92 des Turbinenrades 22 verbunden. Auf diese Weise ist die Freilaufkupplung 71 antriebsmäßig mit dem Turbinenrad 22 verbunden, so daß bei schneller laufendem Turbinenrad der Antrieb vom Turbinenrad erfolgt, während die Freilaufkupplung 71 bei schneller laufendem Pumpenrad frei laufen kann.

*o Durch die gewählte Anordnung der hydraulischen Pumpe 14 wird diese normalerweise über die Freilaufkupplung 56 angetrieben, wenn die Antriebsmaschine Leistung auf das mechanische Wechselgetriebe überträgt, wobei das Turbinenrad 22 stets mit geringerer Drehzahl als das Pumpenrad 21 umlaufen wird. Bei diesen Drehzahlbedingungen Iäuti die zweite Freilaufkupplung 71 frei.

Bei Schubbetrieb jedoch, bei dem vom Fahrzeug über das eingeschaltete mechanische Wechselgetriebe

Leistung auf die laufende Antriebsmaschine übertragen wird, wobei dieser Antrieb über das Turbinenrad 22 erfolgt, ergibt sich eine größere Drehzahl des Turbinenrades 22 gegenüber dem Pumpenrad 21, so daß die zweite Freilaufkupplung 71 faßt und den Antrieb

der hydraulischen Pumpe 14 bewirkt, während die Freilaufkupplung 56 frei läuft.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

1 2 Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Patentansprüche: Leitrad (26) in bekannter Weise über eine Frei laufkupplung (29; und eine Büchse (34) mit dem

1. Hydrodynamischer Drehmomentwandler für ortsfesten Gehäuse (44) der hydraulischen Pumpe

ein Fahrzeugwechselgetriebe mit einem Pumpen- 5 verbunden ist. rad, einem Turbinenrad und einem Leitrad in
einem Drehmomentwandlergehäuse und einer

hydraulischen Servopumpe mit einem Pumpen-

läufer, der bei schneller als das Turbinenrad laufendem Pumpenrad über einen Außenlaufring io

einer ersten Freilaufkupplung vom Pumpenrad Bei bekannten Wandier-Bauarten (deutsche Pa-

und bei schneller als das Pumpenrad laufendem ter'schrift 737 400 und USA.-Patentschriu Turbinenrad über einen Außenlaufring einer 2 598 501) der im Oberbegriff des Anspruchs 1 aufzweiten Freilaufkupplung vom Turbinenrad an- geführten Gattung ist eine einzige hydraulische treibbar ist, dadurch gekennzeichnet, 15 Pumpe vorgesehen, die bei Antrieb des Fahrzeugdaß das Turbinenrad (22) mit dem Außenlauf- durch das Getriebe vom Eingang des Getriebes um! ring (74) der zweiten Freilaufkupplung (71) bei Schubbetrieb von dem Ausgang des Getriebes andurch Antriebsräder (78, 81, 89) verbunden ist, getrieben wird. Eine derartige Pumpenanlage ist bedie sich durch den Strömungsweg der Wandlerar- sonders vorteilhaft, wenn eine zentrale hydraulisch:, beitsflüssigkeit zwischen dessen Leitrad (26) und ao Anlage mit einer einzigen Druckmittelquelle vorgese-Pumpenrad (21) erstrecken. ' hen wird, die außer der Versorgung des Getriebe:,

2. Wandler nach Anspruch I, dadurch gekenn- auch andere hydraulische Verbraucher des Fahrzeichnet, daß die beiden Freilaufkupplungen (56 zeugs versorgt.

und 71) in bekannter Weise nebeneinander im Bei derartigen Faiirzcugwechselgetrieben ergibt

Gehäuse (18, 20) des hydrodynamischen Dreh- as sich die Aufgabe, wie die einzige hydraulische momentwandlers (10) angeordnet sind. Pumpe und ihr Antrieb einschließlich der beiden not-

3. Wandler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch wendigen Freilaufkupplungen eingegliedert werden gekennzeichnet, '^%iß in bekannter Weise die inne- kann, ohne den Gesamtdurchmesser und die Gesamtren Laufringe (66) der beiden Freilaufkupplun- länge des Getriebes vergrößern zu müssen, die Eingen (56, 71) antriebsmüßig mit _mer gemeinsa- 30 gliederung also in ein in üblicher Weise ausgelegtes men Hohlwelle (51) verbunden sind, die den Fahrzeugwechselgetriebe vorzunehmen.

Läufer (38) der hydraulischen Pumpe (14) an- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch getreibt, löst, daß das Turbinenrad mit dem Außenlaufring

4. Wandler nach einem der vorhergehenden der zweiten Freilaufkupplung durch Antriebsglieder Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die 35 verbunden ist, die sich durch den Strömungsweg der Achse des Läufers (38) der hydraulischen Pumpe Wandler-Arbeitsflüssigkeit zwischen -dessen Leitrad (14) in bekannter Weise koaxial zur Drehachse und Pumpenrad erstrecken. Durch diese Ausbildung des hydrodynamischen Drehmomentwandlers kann die Verbindung des Pumpenrades des hydrody-(10) liegt. namischen Drehmomentwandlers mit der ersten

5. Wandler nach einem der vorhergehenden 40 Freilaufkupplung wie auch die Verbindung des Tur-AnspriJche, dadurch gekennzeichnet, daß das binenrades mit der zweiten Freilaufkupplung äußerst Turbinenrad (22) des hydrodynamischen Dreh- gedrängt ausgebildet werden und im Bereich des hymomentwandlers (10) in bekannter Weise mit drodynamischen Drehmomentwandlers untergceincm mechanischen Wechselgetriebe verbunden bracht werden.

ist und die hydraulische Pumps (14) zwischen 45 Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist dem hydrodynamischen Drehmomentwandler vorgesehen, daß die beiden Freilaufkupplungen ne- und dem mechanischen Wechselgetriebe angeord- beneinander im Gehäuse des hydrodynamischen net ist. Drehir;omentwandlers angeordnet sind, wodurch

6. Wandler nach einem der vorhergehenden nicht nur die gedrängte Bauweise des Getriebes er-Ansprüchc, dadurch gekennzeichnet, daß die An- 50 möglicht wird, sondern auch eine einwandfreie triebsmittel zwischen dem Turbinenrad (22) und Schmierung der Freilaufkupplungen durch die Ardcm äußeren Laufring (74) der zweiten Freilauf- beitsflüssigkeit des hydrodynamischen Drehmomentkupplung (71) aus einem mit der Innenwand des wandlers gewährleistet ist.

Turbinenrades (22) verbundenen Ring (89) und Weitere vorteilhafte Weiterbildung des Erfin-

cincm mit dem äußeren Laufring der zweiten 55 dungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen aufFreilaufkupplung verbundenen Ringflansch (78) geführt.

bestehen, die durch einen in Umfangsrichtung Für die Unteransprüche 2 bis 5 und 8 wird nur

wellenförmig gestalteten dünnen, im Bereich des Schutz in Zusammenhang mit dem Anspruch I be-Strömungsweges der Wandler-Arbeitsflüssigkeit gehrt.

liegenden Streifen (82) miteinander verbunden 60 Durch die Ausgestaltung der Antriebsglieder gesind, maß Anspruch 6 und 7 erhalten die im Strömungs-

7. Wandler nach Anspruch 6, dadurch gekenn- weg der Arbeitsflüssigkeit des hydrodynamischen zeichnet, daß der wellenförmig gestaltele Streifen Drehmomentwandler liegenden Antriebsteile eine (82) eine Reihe von parallel zum Strömungsweg Form, die geringstmögliche Störung des Umlaufs der der Arbeitsflüssigkeit des hydrodynamischen 65 Arbeitsflüssigkeit des hydrodynamischen Drehmo-Drehmomentwandlers liegende Sirömungskanäle mentwandlers bedingt.

trapezförmigen Querschnitts bildet. Durch die Erfindung wird die Eingliederung einer

8. Wandler nach einem der vorhergehenden hydraulischen Pumpe mit ihrem Antrieb in ein han-