DE2239871A1

DE2239871A1 - Kraftfahrzeuggetriebe

Info

Publication number: DE2239871A1
Application number: DE2239871A
Authority: DE
Inventors: Robert Eldon Annis
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1971-08-16
Filing date: 1972-08-10
Publication date: 1973-03-01
Also published as: DE2239871B2; JPS4828855A; AU453449B2; GB1347185A; SE370668B; CA960064A; AU4525972A; FR2150054A5; IT962115B; US3733920A; DE2239871C3

Description

Patentanwalt Dtpl>*lng> K* WaWwT

1 BERLIN It ,

ΤθΙ.3(Μ42β·

¥/vh-2873 ¹O. Aug. 1972

General Motors Corporation, Detroit, Mich., T.St.A.

Kraftfahrzeuggetriebe

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kraftfahrzeuggetriebe mit einer von einer Antriebsmaschine angetriebenen Eingangswelle, die antriebsmässig mit einem hydrodynamischen Drehmomentwandler und einer Flüssigkeitspumpe verbunden ist, und mit flussigkeitsbetätigten wahlweise einrückbaren Eingangskupplungen zu einem Mehrgangplanetenrädergetriebe, das wahlweise durch flüssigkeitsbetätigte Schalteinrichtungen auf verschiedene ι Gänge schaltbar ist und eine mit den lahrzeugrädern verbundene

Ausgangswelle antreibt.

Ein derartiges Kraftfahrzeuggetriebe ist bei-- I 3pielaweise durch die TJS-Pß 3 321 056 bekannt. Bei derartigen '

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Getrieben wird das Getriebe unter Verwendung von Druckflüssigkeit gesteuert, deren Druck durch die flüssigkeitspumpe aufrecht erhalten wird, die ihrerseits von der Antriebsmaschine des Fahrzeugs angetrieben wird. Ea ist erwünscht, insbesondere, wenn von der gleichen Druckflüsaigkeitaquelle andere Steuersysteme versorgt werden, zu gewährleisten, dass die Flüssigkeitspumpe betriebsfähig bleibt, solange das Fahrzeug in Bewegung ist, selbst wenn aus irgend einem Grunde die Antriebsmaschine des Fahrzeugs unwirksam ist.

Bei bekannten Anordnungen ist vorgesehen, dass eine Verdrängungspumpe von der Ausgangswelle angetrieben wird oder Freilaufkupplungen das unmittelbare Kuppeln der Ausgangswelle mit der Eingangswelle des Getriebes ermöglichen oder ein elektrischer Antrieb zum Antrieb der Druckflüssigkeitsquelle vorgesehen ist. Alle diese Wege sind im wesentlichen in der Herstellung teuer und erfordern zusätzliche übertragung einrichtungen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,

diese Nachteile zu überwinden und den Antrieb der Flüssigkeitspumpe bei unwirksamer Antriebsmaschine mit einfachen Mitteln sicherzustellen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass in den -k'ingangakupplungen selbsttätige Kupplungsein- ! richtungen vorgesehen sind, die die Eingangskupplungen zur

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Herstellung eines Antriebs von der Ausgangswelle zum hydrodynamischen Drehmomentwandler einrücken, um "bei in Torwarts- oder^; in Rückwärtsrichtung auslaufendem fahrzeug den Antrieb der Flüssigkeitspumpe von der vom Fahrzeug angetriebenen Ausgangszeile zu bewirken, während die Antriebsmaschine und die flüssigkeitsbetätigten Schalteinrichtungen des Planetenrädergetriebes ■ unwirksam sind. Durch die erfindungsgemässe Ausgestaltung wird ein Schubautrieb durch das sich vorwärts oder rückwärts bewegende Fahrzeug bewirkt, wobei die Einstellung des Planetenrädergetriebes auf Torwarts- oder Rückwärtsantrieb oder Leerlauf vorgenommen sein kann.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Eiηgangskupplungen einen Kolben und eine Druckplatte enthalten, und die selbsttätigen Kupplungseihrichtungen aus einer im Winkel zur Druckplatte liegenden Rampe am Kolben und einer zwischen der Rampe und der Druckplatte liegenden Kugel bestehen, und über die Rampe eine Einrückkraft ausüben. Es ergibt sich hierdurch eine sehr gedrängte Bauart der selbsttätigen Kupplungseinrichtungen, die ohne wesentliche TergrösseruiiGj Formänderungen oder Erhöhung der Herstellungskosten in die Einrückkupplungen eingliederbar sind.

Um die Rampe im Kolben und die Druckplatte nicht mit engen mechanischen Toleranzen herstellen zu müssen, ist es nach

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einem weiteren Merkmal der Erfindung vorteilhaft, dass zwischen

i der Kugel,der Rampe und der Druckplatte bei ausgerückter Ein- \ gangskupplung und unwirksamen Schalteinrichtungen des Planetenrädergetriebes eine geringe Berührungskraft wirksam ist.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorge- ' sehen, dass die Eingangskupplungen wahlweise getrennt einrück- :

bar sind und Antriebe zwischen dem hydrodynamischen Drehmoment- .

j wandler und je einem Eingangsglied des Planetenrädergetriebes ι

, herstellen. !

Hierbei ist es zweckmässig, wenn das mit der ersten j

, ; Eingangskupplung verbundene Eingangsglied die Sonnenräder

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! zweier Planetenrädersätze des Planetenrädergetriebes antreibt,

¹ und das mit der zweiten Eingangskupplung verbundene Eingangs-' glied das Ringrad des zweiten Planetenrädersatzes antreibt, : das Ringrad des ersten Planetenrädersatzee mit dem Planeten-

räderträger des zweiten Planetenrädersatzee und der Ausgangswelle verbunden ist, und dem Planetenräderträger des ersten Planetenrädersatzes Reaktionsglieder zugeordnet sind, so dass ein Getriebe mit drei Vorwärts- und einem Rückwärtsgang geschaffen wird.

In der schematischen Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Kraftfahrzeuggetriebes nach der Erfindung darge- ίstellt. Es zeilen

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Pig. 1 eine schematische Darstellung des Getriebes, Pig. 2 einen Querschnitt durch die Eingangskupplungen

des Getriebes und Pig. 3 einen Schnitt nach der Linie 3-3 in Pig. 2

- durch die selbsttätigen Kupplungseinrichtungen

der Eingangskupplungen.

Das in Pig. I dargestellte Kraftfahrzeuggetriebe hat eine Eingangswelle 10 und eine Ausgangswelle 12 sowie einen hydrodynamischen Drehmomentwandler 14 und ein Planetenrädergetriebe 16 mit zwei Eingangskupplungen 18 und 20. Die Ausgangswcplle 12 ist mit den nicht dargestellten Pahrzeugrädern über die ! übliche Antriebswelle und ein Ausgleichsgetriebe verbunden. Der hydrodynamische Drehmomentwandler 14 besteht aus einem Pumpenrad 22, das von der Eingangswelle 10 angetrieben ist, einem Turbinenrad 24 und einem Leitrad 26, das über eine Preilaufkupplung 30 am Getriebegehäuse 28 abgestützt ist. Das | Pumpenrad 22 und das Turbinenrad 24 sind über Freilaufkupplungen 32 bzw* 34 mit einer üblichen Verdrängerpumpe 36 verbunden, die Druckflüssigkeit einer Steueranlage zuleitet, die die Schalteinrichtungen des Planetenrädergetriebes steuert. Eine nähere Beschreibung des hydrodynamischen Drehmomentwandlers·14 und der Pre!laufkupplungen 32 und 34 ist in der Anmeldung P 22 00 502.5-12 der Anmelderin beschrieben.

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Die Pumpe 36 fördert Druckflüssigkeit durch j eine Leitung 37 zu einem bekannten Verteilerventil 37a, das die Druckflüssigkeit zu einem an sich bekannten Lenkgetriebe 37b und einer an sich bekannten Steueranlage 37c für das Plane-

j tenrädergetriebe leitet. Die Verteilerpumpe 36 versorgt also sowohl die Steueranlage des Getriebes als auch die Lenkanlage. Aus diesem Grunde ist es erwünscht, dass die Pumpe 36 angetrieben wird, solange sich das Fahrzeug bewegt. Dies wird

: durch einen Antrieb des Turbinenrades über die nachstehend beschriebenen selbstbetätigten Kupplungseinrichtungen der Eingangskupplungen erreicht. Wird die Pumpe 36 angetrieben, so wird der hydrodynamische Drehmomentwandler 14 mit Flüssigkeit

|. gefüllt, so dass ein Antrieb von der Antriebsmaschine zu den Fahrzeugrädern erfolgt. Der vorgesehene RUckantrieb des Turbinenrades gestattet ein Anfahren des Fahrzeugs durch Anschieben.

Das Turbinenrad 24 treibt eine Eingangswelle ;">β des Planetenrädergetriebes über eine Nabe 40, die eine äusnere Nabe 42 der Eingangskupplung 10 und eine innere Wabe 44 der Eingangskupplung 20 antreibt. Eine innere Nabe 46 der Eingangs kupplung 10 l3t über eine Zwiechenwelle 48 mit einem Ringrad des Planetenrüdergetriebes 16 verbunden. Eine üussere Nabe ü2

der Bngangskupplung 20 ist über eine Zwischenwelle 54 mit zwei Sonnenrüdern 56 und 50 des Planetenrudergetriebea 16 verbunden.

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Die Nabe 52 und die Zwischenwelle 54 sind ferner über eine

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Freilaufkupplung/mit einer wahlweise anlegbaren Reibungsbremse 62 verbunden, die ein Festlegen am Getriebegehäuse 28 ermöglicht. Die ITabe 52 kann v/ahlweise durch eine Bandbremse 64 am Getriebegehäuse 28 festgelegt werden. Die Ausgangswelle ist mit einem Planetenräderträger 66 und einem Ringrad 68 des Planetenrädergetriebes 16 verbunden. Der Planetenräderträger trägt drehbar mehrere Planetenräder 70, die mit dem Sonnenrad 58 und dem Ringrad 50 kämmen. Das Sonnenrad 56 kämmt mit Planetenrädern 72, die ihrerseits mit dem Ringrad 68 kämmen. Die Planetenräder 72 sind drehbar in einen Planetenräderträger 74 gelagert, der über eine Freilaufkupplung 76 mit dem Getriebegehäuse 28 und über eine wahlweise betätigbare Bandbremse

mit dem Getriebegehäuse 28 verbunden ist. Die bisher beschriebene Anordnung des Getriebes ist im einzelnen in der US-PS 3 321 056 beschrieben, in der auch die Arbeitsweise näher erläutert ist. Hier ist es ausreichend festzustellen, dass ; das Getriebe in drei Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang durch wahlweise Betätigung der verschiedenen Schalteinrichtungen betrieben werden kann. Eine zweclanässige Steueranlage für diese Arbeitsweise ist ebenfalls in der US-PS 3 321 056 beschrieben.

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Das Getriebe dach der US-Ps 3 321 056 ermöglicht : jedoch nicht einen Rückwärtsantrieb des hydrodynamischen Dreh-I momentwandlers 14 von der Ausgangszeile 12, wenn die Flüssig- ; keitspumpe 36 nicht von der Eingangsseite her angetrieben wird. ^: Das in Pig. 1 beschriebene Kraftfahrzeuggetriebe unterscheidet ! sich von der bekannten Bauart dadurch, dass selbsttätige Kupplungseinrichtungen 80 und 82 in die Eingangskupplungen 18 i . ■ ί , bzw. 20 eingegliedert sind, durch die ein Einrücken der Kupplungen I ermöglicht wird, um einen Antrieb von der Ausgangswelle 12 zum hydrodynamischen Drehmomentwandler 14 herzustellen, wenn die Flüssigkeitspumpe 36 von der Eingangsseite her nicht angei trieben wird.

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. . Die in den Fig. 2 und 3 dargestellten selbsttätigen j

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Kupplungseinrichtungen 80 und 82 sind einander gleich. Die

selbsttätige Kuplungseinrichtung 82 ist in der Eingangskupplung i ■
■20 angeordnet und besteht aus einer Rampe 86, die an einem Kolben 88 gebildet ist, der verschieblich in der Nabe 52 ange- ; ordnet ist. Weben der Rampe 86 liegt eine Kugel 90. Der Kolben 88 ist verschieblich in der Nabe 52 über mdhrere Keile 91 !verbunden, die über den Umfang verteilt zwischen Keile in der Nabe 52 greifen. Die Kugel 90 liegt gegen eine schwimmend gelagerte Druckplatte 92 an, die normalerweise mit dem Kolben 88 umläuft. Ist die Eingangskupplung 20 ausgerückt, so erfolgt eine

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Relativdrehung zwischen mit der Nabe 52 verbundenen Reibscheiben und mit der Habe 44 verbundenen Reibscheiben 98. Ein Schlupf tritt auch zwischen der Druckplatte 92 und der benachbarten Reibscheibe 98 auf. Bei normalem Betrieb wird die Eingangs- ' kupplung 20 durch Druckmittelzufuhr zu einer Kammer 94 zwischen . der Habe 52 und dem Kolben 88 eingerückt. Dann wird der Kolben 88 gegen die Druckplatte 92 gegen die Reibscheiben 98 gedrückt^ die zur Anlage gegen die Reibscheiben 96 gelangen und damit die Eingangswelle 38 mit der Zwischenwelle 54 kuppelt. Wird der Druck in der Kammer 94 abgesenkt, so wird dar Kolben 88 durch mehrere Rückstellschraubenfedern 100 ζurückgedrückt, so dass die Eingangskupplung 20 ausgerückt ist. In. der ausgerücktem Stellung liegt die Kugel 90 jedoch nach wie vor gegen die Rampe 86 und die Druckplatte 92 mit einer geringen Kraft an.

Die Eingangskupplung 18 und die selbsttätige Kupplungseinrichtung 80 sind in gleicher Weise ausgebildet, wie dies bei der Eingangskupplung 20 der Pail ist, so dass die entsprechenden Teile gleiche Bezugszeichen mit dem Index a

erhalten haben. Es sind über den Umfang des Kolbens 88 drei oder mehr Rampen 86 verteilt. Die Rampen 86 und die zugeordhe- I ten Kugeln 90 üben eine leichte Yorspannungskraft über die · Druckscheibe 92 aus, so dass ein geringer Mitnahmedruck zwischen! der Druckplatte 92 und der benachbarten Reibscheibe 98 besteht«¹ i

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Werden jedoch die Nabe 52 und der Kolben 88 von der Ausgangswelle 12 über das Planetenrädergetriebe 16 und die Zv/ischenv/elle 54 angetrieben, wie dies bei auslauf enden} Fahrzeug bei stillstehender Antriebsmaschine oder bei geschobenem Fahrzeug der Pail ist, so dreht sich der Kolben 08 in Richtung des Pfeiles A in Pig. 3 relativ zur Druckplatte 92, so dass die Kugeln 90 längs der Rampe 86 rollen. Durch die Bewegung der Kugeln 90 wird die Druckplatte 92 vom Kolben 08 fortbewegt und bewirkt ein Zusammendrücken der Reibscheiben 96 und 98 und damit mit zunehmender Kraft ein Einrücken der Eingangskupplung 20. Das mechanische Einrücken der Kupplung ist gesteuert und die Drehmomentaufnahmefähigkeit der Kupplung ist durch den Neigungswinkel der Rampe 86 bestimmt.

Die selbsttätige Kupplungseinrichtung 80 entspricht, wie bereits erwähnt, der selbsttätigen Kupplungseinrichtung Ihre Arbeitsweise ist die gleiche mit der Ausnahme, dass in der Eingangskupplung 18 die Reibscheibe 98a von der Ausgangswelle angetrieben wird, wenn das Fahrzeug im Schubbetrieb arbeitet, so dasa die Reibscheibe 98a,die von der Habe 46 angetrieben ist, die Bewegung der Kugel 90a veranlasst, um die Eingangskupplung 18 einzurücken, während die Eingangskupplung 20 durch die Bewegung des Kolbens 88 relativ zur Druckplatte die Bewegung der Kugeln 90 veranlasst, um die Eingangskupplung . 20 einzurücken.

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In der Annahme, dass in der Steueranlage des Planetenrädergetriebes eine Einstellung auf Leerlauf vorgenommen worden ist und da das Fahrzeug sich in Yorwärtsriehtung zu "bewegen /beginnt, wird die Ausgangswelle 12 utrl damit der Planetenräderträger 66und das Ringrad 68 vorwärts angetrieben. Dies bewirkt ein Yorwärtslaufen der Sonnenräder 56 und 58 und des Ringrades 50. Das Ringrad 50 treibt die Zwischenwelle 48 und die Nabe 4-6 vorwärts an,und zwar schneller als die labe 42 von der Eingangswelle 38 angetrieben wird, da diese stillsteht, wodurch ein Einrücken der Eingangskupplung 18 über ihre selbsttätige Kupplungseinrichtung 80 erfolgt. Die Zwischenwelle 54 und die Habe 52 werden vorwärts durch die Sonnenräder 56 und 58 angetrieben, um über die selbsttätige Kupplungseinrichtung 82 die Eingangskupplung 20 einzurücken. Die Eiηgangskupplungen 18 und 2ü bewirken den Antrieb der Flüssigkeitspumpe 36 über die Freilaufkupplung 34, so dass der Druck in der Hilfskraftlenk- ; anlage 57b aufrechterhalten bleibt, so dass das Fahrzeug gelenkt " werdeu kann. Die erfindungpgemässe Anordnung ermöglicht auch ;

ein Bremsen des Fahrzeugs über die Antriebsmaschine. Läuft das : Fahrzeug in Rückwärtsrichtung aus, so laufen die Ausgangswelle i 12, das Ringrad 68 uflfl der Planetenräderträger 66 rückwärts. , Die Freilaufkupplung 76 verhindert ein Rückwärtslaufen des Planetenräderträgers 74, so dass die Sotinenräder 56 und 58

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! vorwärts angetrieben werden. Die vorwärtslaufenden Sonnenräder ' 56 und 58 bewirken wiederum ein Einrücken der Eingangskupplung 1 20 wie zuvor beschrieben, so dass ein Antrieb über das Turbinen-¹ rad 24 des hydrodynamischen Drehmomentwandlers und die Freilauf-. kupplung 34 zur Flüssigkeitspumpe 36 hergestellt ist. Befindet j sich die Steueranlage des Planetenrädergetriebes in der

i Stellung für Vorwärts- oder Rückwärtsantrieb und beginnt das ϊ

Fahrzeug auszulaufen, so werden die Eingangskupplungen 18 1

und/oder 20 durch die zugeordneten Kupplungseinrichtungen 80 und 02 abhängig von der Bewegungsrichtung in gleicher Weise eingerückt wie im Leerlauf. Ist jedoch die Steueranlage auf

ί einen Antrieb vorbereitet, der der tatsächlichen Bewegung des

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Fahrzeugs entgegengerichtet ist, so bev/irkt die Steueranlage ,

j i

37c das Betätigen der notwendigen Schalteinrichtungen, um 1

das Getriebe so einzuschalten, dass eine Bremswirkung auf das Fahrzeug ausgeübt wird.

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Claims

Patentansprüche

_u 1. kraftfahrzeuggetriebe mit einer von einer Antriebsmaschine angetriebenen Eingangs-welle, die antriebsmässig mit einem hydrodynamischen Drehmomentwandler und einer Flüssigkeitspumpe verbunden ist, und mit flüsqigkeitsbetätigten "wahlweise einrückbaren Eingangskupplungen zu einem Mehrgangplanetenrädergetriebe, das wahlweise durch flüssigkeitsbetätigte Schalteinrichtungen auf verschiedene Gänge schaltbar ist und eine mit den Fahrzeugradern verbundene Ausgangswelle antreibt, dadurch gekennzeichnet, dass in den Eing^gskupplungen (18,20) selbsttätige Kupplungseinrichtungen (80,82) vorgesehen sind, die die Eingangskupplungen zur Herstellung eines Antriebes (66,50,48,46,4-2 und 68,56,54,52,44) von der Ausgangswelle (12) zum hydrodynamischen Drehmomentwandler (14) einrücken, um bei in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung auslaufendem Fahrzeug den Antrieb der Flüssigkeitspumpe (36) von der vom Fahrzeug angetriebenen Ausgangswelle (12) zu bewirken, während die Antriebsmaschine und die flüssigkeitsbetätigten Schalteinrichtungen (62,64*78) des Planetenrädergetriebes (16) unwirksam sind.

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2. Kraftfahrzeuggetriebe nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangskupplungen (13,20) einen Kolben (88,88a) und eine Druckplatte (92,92a) enthalten, und die selbsttätigen Kupplungseinrichtungen (00, 82) aus einer im Winkel zur Druckplatte liegenden Rampe (06, 86a) am Kolben (38,88a) und einer zwischen der Rampe und der Druckplatte liegenden Kugel (90,90a) bestehen, und über die Rampe eine Einrückkraft ausüben.
3. Kraftfahrzeuggetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Kugel (90,90a), der Rampe (86,86a) und der Druckplatte (92,92a) bei ausgerückter Eingangskupplung (18,20) und unwirksamen Schalteinrichtungen (62,64,78) dea Planetenrädergetriebes (16) eine geringe Berührungskraft wirksam ist.
4. Kraftfahrzeuggetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangskupplungen (18,20) wahlweise getrennt einrückbar sind und Antriebe zwischen dem hydrodynamischen Drehmomentwandler (14) und je einem Eingangsglied (54,48) des Planetenrädergetriebes (16) herstellen.
5. Kraftfahrzeuggetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das mit der ersten Eingangskupplung (20)

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verbundene Eingangsglied (54) die Sonnenräder (56,58) zweier j Planetenrädersätze des Planetenrääergetriebes antreibt, und · das mit der zweiten Eingangskupplung (18) verbundene Eingangsglied (48) das Ringrad (50) des zweiten Planetenrädersatzes antreibt, das Ringrad (68) des ersten Planetenrädersatzes mit dem Planetenräderträger (66) des zweiten Planetenrädersatzes und der Ausgangswelle (12) verbunden ist, und dem Planetenräderträger (72) des ersten Planetenrädersatzes Reaktionsglieder (?6,78) zugeordnet sind, so dass ein Getriebe mit drei Yorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang geschaffen wird.

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