DE2327471C3

DE2327471C3 - Hydrodynamisch - mechanisches Getriebe für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2327471C3
Application number: DE2327471A
Authority: DE
Inventors: Manfred 3180 Wolfsburg Kalversberg
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1973-05-30
Filing date: 1973-05-30
Publication date: 1979-11-15
Also published as: DE2327471B2; JPS5021170A; US3924491A; GB1464363A; JPS5930939B2; DE2327471A1

Description

Bei einem bekannten Getriebe nach dem Ausgangspunkt der Erfindung (SAE-Paper Nr. 6 60 075) ist die Lamellenbremse konzentrisch über dem zweiten Planetensatz angeordnet, während die als Klemmrollenfreilauf ausgebildete Überholbremse axial neben di:m Planetengetriebe liegend eingebaut ist. Die Lamellenbremse wird dabei durch einen glockenförmig über den Freilauf geführten Betätigungskolben von der dt;m Freilauf benachbarten Seite des Gelriebegehäuse:» her mit Druck beaufschlagt. Diese Ausbildung eines automatischen Getriebes für ein Kraftfahrzeug erfordert daher eine verhältnismäßig große axiale Baulan^e, die sich besonders dann als nachteilig bemerkbar macht.

wenn das Getriebe zusammen mit dem Motor quergeslellt in dem Fahrzeug angeordnet werden soll.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht daher darin, eine kompaktere und zumindest in axialer Richtung kürzere Bauweise für ein Getriebe zu erzielen.

Durch die erfindungsgemäße Lösung wird zwai eine geringfügige Vergrößerung der radialen Abmessungen des Getriebes verursacht, andererseits jedoch eine

ίο entscheidende Verkürzung in axialer Richtung erreicht. So ergibt sich durch die Anordnung der Lamellenbremse konzentrisch über der Kupplungsglocke, der Vorwärtskupplung und dem ersten Planetensatz zunächst die Möglichkeit, die Überholbremse über dem

i.«i zweiten Planctensatz anzuordnen, wodurch gegenüber der bekannten Getriebeausführung der für den dort axial neben dem zweiten Planetensatz liegenden Freilauf benötigte axiale Bauraum eingespart wird. Diese Anordnung der Sohaltglieder wurde aber erst dadurch möglich, daß der Servodruckraum für den Betätigungskolben der Lamellenbremse an die dem Freilauf entfernte Stirnseite des Geiriebcgehäuses verlegt wurde, wo über der dort fixierten Ölpumpe genügend radialer und axialer ßauraum für die Druckbeaufschlagung bzw. für die Hubbewegung des Betäligungskolbens zur Verfügung steht. Gleichzeitig wird damit auch eine zuvor für die Unterbringung des Servodruckraumes gesondert erforderliche axiale Baulänge entbehrlich. Der Betätigungskolbon der Lamcllcnbremse erstreckt sich also gemäß der Erfindung von der Ölpumpen-Stirnseite des Getriebegehäuses rohrförmig über die Kupplungsglocke, die Bandbremse und die unter der Kupplungsglocke liegende Direkt- und Rückwärtskupplung zu der Lamellenbremse. Insgesamt gesehen ergibt sich damit eine in axialer Richtung äußerst kurze Bauweise eines hydrodynamisch-mechanischen Getriebes, wodurch der Einbau eines aus einem derartigen automalischen Getriebe und einem Motor bestehenden Antriebsaggregates quer zur Längsachse eines Fahrzeuges möglich wird.

Es ist eine andere Getriebeausführung bekannt (DE-OS 21 31 483), bei der sich die Lamellenbremse direkt, d. h. ohne Zwischenschaltung eines weiteren Schaltgliedes, über einem Planetensutz befindet. Auch erstreckt sich dort der Betätigungskolben für die Lamellenbremse zu der neben dem /weiten Planetensatz liegenden Gehäusestirnseite, wo ein Servodruckraum unter Beanspruchung einer zusätzlichen axialen Baulänge vorgesehen ist. Schließlich ist dort der Freilauf axial neben dem Planetengetriebe untergebracht und erfordert ebenfalls axialen Bauraum. Bei diesem bekannten Getriebe wird zwar der Betätigungskolben für die Lamellenbremse ebenfalls von einem an einer Stirnseite des Getriebegehäuses angeordneten Servodruckraum beaufschlagt. Dieser Servodruckraum ist jedoch nicht konzentrisch über der ölpumpe angeordnet, und der Betätigiingskolben ist folglich auch nicht auf dem äußeren Zentrierdurchmesser des ölpumpengehäuses geführt, sondern benötigt einen besonderen Zentrierdurchmesser an der Stirnwand des Getriebegehäuses.

Bei einem weiteren bekannten Getriebe (DE-OSi 21 48 053) ist die an dem Planetenträger des zweiten Planetensatzes angreifende Bremse als radial über dem zweiten Planetensatz angeordnete Bandbremse ausge- ^; 'Idet, und die als Klemmrollen-Freilauf ausgeführte Uberholbremse befindet sich axial neben flieser Bandbremse. Da jedoch die Bandbremse und die

danebenliegende Überholbremse zusammen eine wesentlich größere axiale Baulänge erfordern als der /weite Planetensalz, baui auch dieses Getriebe relativ lang.

Aus einer anderen bekannten Getriebeanordnung (DE-OS 20 36 743) ist es bereits bekannt, einen Betätigungskolben für eine Lamellenbremse mit einer Ausnehmung für den Durchgriff einer Feststellvorrichtung zu versehen.

Die wesentlichen Merkmale der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung enthalten, die das in der Zeichnung gezeigte Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung des hydrodynamisch-mechanischen Getriebes nach der Erfindung,

Fig.2 einen Längsschnitt durch den aus einem Planetengetriebe mit zugeordneten Schaltgliedern bestehenden mechanischen Teil des Getriebes und

Fig. 3 einen Querschnitt gemäß den Schnittlinien lll-lllnach Fig.2.

In der Fig.l ist mit I ein hydrodynamischer Drehmomentwandler und mit 2 ein Planeten- oder Umlaufrädergetriebe bezeichnet. Der Drehmomentwandler I besteht im wesentlichen aus einem von einer Motorwelle 4 angetriebenen Pumpenrad 3, aus einem Turbinenrad 5 und einem mittels eines Freilaufes 7 abgestützten Leitrad 6. Das Turbinenrad 5 ist über eine hohle Turbinenwelle 8 mit einem Kupplungsteil 9 verbunden, das den Eingang für das aus zwei einfachen Planetensätzen 11 und 12 bestehende Planetengetriebe 2 bildet.

In dem Planetengetriebe 2 ist mit 10 eine als Lamellenkupplung ausgebildete Vorwärtskupplung bezeichnet, die das Kupplungsteil 9 mit einem äußeren Zentralrad (Ringrad) 13 des ersten Planetensatzes Π verbindet. Dieser erste Planetensatz Il weist weiterhin Planetenräder 14 auf, die auf einem Planetenträger 16 gelagert sind und mit dem äußeren Zentralrad 13 einerseits und mii einem den beiden Planetensätzen 11 und 12 gemeinsamen inneren Zentralrad (Sonnenrad) 15 andererseits in Eingriff stehen. Der Planetenträger 16 des ersten Planetensatzes Il ist mit einer Abtriebswelle 17 verbunden, auf der ein Antriebsritzel 17a für das hier nicht gezeigte Achsgetriebe des Kraftfahrzeuges befestigt ist.

Der zweite Planetensatz 12 ist in gleicher Weise wie der erste Planetensatz Il aufgebaut und weist Planetenräder 18 auf, die zwischen dem inneren Zentralrad 15 und einem äußeren Zentralrad 19 kämmen und auf einen Planetenträger 21 gelagert sind. Das äußere Zentralrad 19 des zweiten Planetensatzes 12 ist über einen Steg 20 ebenfalls mit der Abtriebswelle 17 verbunden und bietet somit neben dem Planetenträger 16 des ersten Planetensatzes 11 einen zweiten Drehmomentenweg durch das Getriebe.

Neben der Vorwärtskupplung IO ist eine zweite als Lamellenkupplung ausgebildete Direkt- und Rückwärtskupplung 24 vorgesehen, die bei ihrer Betätigung das Kupplungsteil 9 mit einer die Vorwärtskupplung 10 und den ersten Planetensatz 11 umgreifen den Kupplungsglocke 22 verbindet. Die Kupplungsglokke 22 steht mit dem inneren Zentralrad 15 in Verbindung und kann mit Hilfe einer Bandbremse 23 festgelegt werden.

Das Gelriebe 2 weist eine zweite, als Lamellenbremse 25 ausgebildete Bremse auf. die an dein Planetenträger 21 des zweiten Planetensat/es 12 angreift. Diese Lamellenbremse 25 wird von einem rohrförmigen Betätigungskolben 26 betätigt, der konzentrisch die Kupplungsglocke 22 und das Bremsband 23 umgibt und eine ringförmige Druckfläche 27 aufweist, die einen Servodruckraum 29 an der Stirnseite des das Getriebe 2 umgebenden Gehäuses 28 einschließt.

Mit 30 ist eine als Klemmrollenfreilauf ausgebildete Üherholbremse bezeichnet, die den Planetenträger 21 des zweiten Planetensatzes 12 in der einen Drehrichtung gegen das Getriebegehäuse 28 abstützt

ίο Mit 31 ist schließlich eine Öl-Zahnradpumpe bezeichnet, die von einer durch die hohle Turbinenwelle 8 hindurchgeführten und mit dem Pumpenrad 3 des Drehmomentwandlers 1 verbundenen Pumpenwelle 32 angetrieben wird und von einem an der Stirnseite des Getriebegehäuses 28 zentrierten Pumpengehäuse 33 umgeben ist.

Mit dem in der Fig.l schematisch gezeigten Planetengetriebe 2 lassen sich nun durch entsprechende Betätigung der Schaltglieder drei Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang einstellen. So muß für den Vorwärtsbetrieb in einem der Vorwärtsgänge die Vorwärtskupplung 10 angezogen werden, wodurch die Turbinenwelle 8 direkt mit dem äußeren Zentralrad 13 des ersten Planetensatzes 11 verbunden ist. Im niedrigen Gang (1. Gang) erfolgt eine Drehmomentaufteilung, indem das Drehmoment teils über den Planetenträger 16 des ersten Planetensatzes 11 und teils über das äußere Zentralrad 19 des zweiten Planetensatzes 12 auf die Abtriebswelle 17 gebracht wird. Die Drehmomentreaktion des Planetengetriebes erfolgt dabei über den Planetenträger 21 des zweiten Planetensatzes 12, der während der Beschleunigungsperiode durch die Überholbremse 30 festgelegt ist. Diese Bremswirkung kann, insbesondere beim Lastbetrieb, zusätzlich durch die Bremswirkung der Lamellenbremse 25 unterstützt werden, die eine Bremswirkung in beiden Drehrichtungen und somit auch einen Motorbremsbetrieb ermöglicht.

Der mittlere Gang (2. Gang) wird durch Festlegung des den beiden Planetensätzen Il und 12 gemeinsamen inneren Zentralrades 15, und zwar durch Beaufschlagung der Bandbremse 23, die dabei die Kupplungsglokke 22 festhält, eingestellt. Der Drehmomentabtrieb erfolgt in diesem Fall allein über den Planetenträger 16 des ersten Planetensatzes 11 auf die Abtriebswelle 17, während der Planetenträger 21 des zweiten Planetensatzes 12 frei mitläuft.

In dem Direktgang (3. Gang) wird die Bandbremse 23 gelöst und zusätzlich die Rückwärts- und Direktkupplung 24 angezogen. Dadurch erfolgt eine Verblockung des gesamten Planetengetriebe», das als Block umläuft und bei einem Übersetzungsverhältnis von 1:1 die Abtriebswelle 17 direkt mit der Turbinenwelle 8 verbindet.

Im Rückwärtsgang ist die Vorwärtskupplung 10 gelöst und an Stelle dessen die Direkt- und Rückwärtskupplung 24 angezogen. Außerdem ist die Lamellenbremse 25 mit Druck beaufschlagt und legt somit den Planetenträger 21 des zweiten Planetensatzes 12 fest.

Über die Kupplungsglocke 22 wird dabei das Drehmoment von der Turbinenwelle 8 auf das innere Zentralrad 15 des Planetengetriebes gebracht und nach Drehrichtungsumkehr an den Planetenrädern 18 über das äußere Zenii alrad 19 und den Steg 20 des zweiten Planetensat-7.es 12 auf die Abtriebswelle 17 abgeleitet.

Aus den F i g. 2 und 3 der Zeichnung, gehen weitere Einzelheiten des in der Fig.l nur schematisch angedeuteten hydrodynamisch-mechanischen Getrie-

bes hervor. So zeigt die F ig. 2 einen Längsschnitt durch das Planetengetriebe, in dem zur Vereinfachung konzentrisch ineinandergeführte Wellen, nämlich die Pumpenwelle 32, die Turbinenwclle 8 und die Abtricbswcllc 17 nicht gezeigt sind. Die Zeichnung zeigt das Kupplungsteil 9, das an seinem radial inneren Umfang 35 mit der Turbinenwelle verbunden wird und das auf einem ersten trommeiförmigen, außenverzahnten Absatz 36 Kupplungslamellen für die Direkt- und Rückwärtskupplung 24 und auf einem zweiten trommelförmigen, innenverzahnten Absatz 37 Kupplungslamellen für die Vorwärtskupplung 10 trägt. Mit 38 ist ein in dem Kupplungsteil 9 geführter Betätigungskolben für die Vorwärtskupplung 10 bezeichnet, während 39 ein in der zweiteiligen Kupplungsglocke 22 geführter Betätigungskclbers für die Direkt- und Rückwärlskupplung 24 ist.

Die F i g. 2, in der im übrigen für gleiche Bauteile die gleichen Bezugsziffern wie in der Fig. I verwendet wurden, zeigt weiterhin eine Verzahnung 40 am radial inneren Umfang des Planetenträgers 16 des ersten Planetensatzes II, sowie eine Verzahnung 41 am inneren Umfang des mit dem äußeren Zentralrad 19 des zweiten Planctensatzes 12 verbundenen Stegs 20, mit denen diese Teile jeweils mit der hier nicht gezeigten Abtriebswelle verbunden sind.

Aus der F i g. 2 ist nun die genaue Unterbringung des Betätigungskolbens 26 für die Lamellenbremse 25 ersichtlich. Dieser Betätigungskolben 26 ist rohrförmig ausgebildet und erstreckt sich von der dem Drehmomentenwandler I abgewandten Stirnseite 42 des Getriebegehäuses 28 konzentrisch über die Kupplungsglocke 22 und das an dieser angreifende Bremsband 23 bis zu der Lamellenbremse 25, an der der Betätigungskolben 26 mit einem endseitigen Ringkragen 43 angreift. An dem gegenüberliegenden Ende weist der Betätigungskolben 26 einen ringförmigen Druckkolben 27 auf, der zwischen einer Ausdrehung 44 des Getriebegehäuses 28 und dem Zentrierdurcrunesser 45 des Öl-Pumpengehäuses 33 geführt ist. Der Druckkolben 27 weist dabei Lippendichtringe 46 an seiner radial äußeren und radial inneren Lauffläche auf, die den zwischen dem Kolben 27 und dem Getriebegehäuse 28 eingeschlossenen Seivodruckraum 29 nach außen abdichten. Wird dieser Servodruckraum 29 über hier nicht gezeigte Druckleitungen mit Servodruck beaufschlagt, erfolgt eine Verschiebung des Betätigungskolbens 26 entgegen dem Druck einer Rückstellfeder 47, die auf einem an dem Pumpengehäuse 33 befestigten Federteller 48 abgestützt ist

Der Betätigungskolben 26 weist, wie aus der F i g. 2 und noch deutlicher aus der Fig. 3 hervorgeht, an seinem Umfang einen fensterartigen Durchbruch 49 auf, durch den die Betätigungselemente der Bandbremse 23 zum Anziehen des mit einem Reibbelag 51 versehenen Bremsbandcs 50 hilldurchgreifen. Die Fig. 3 zeigt ir einem seitlichen Ansatz 52 des Getriebegehäuses 2i einen eine Druckkammer 53 bildenden F.insat/. 54, it dem ein Druckkolbcn 55 geführt ist.
Dieser Druckkolben 55 weist eine Betätigungsstange 56 auf, die durch den fenstcrartigen Durchbruch 49 dtv ßctätigungskolbens 26 hindurchreicht und an cinei Ausnehmung 57 am verdickten F.ndc 58 des Brcinsban des 50 angreift. Mit 59 ist eine auf dem Getriebegehäuse

ίο 28 abgestützte Rückstellfeder für den Druckkolbcn 55 und mit 60 eine kräftig ausgebildete Dämpfungsfcdet bezeichnet, die sich einerseits auf einem auf dei Betätigungsstange 56 befestigten Federteller 61 unc andererseits auf dem zwischen zwei Anschlägen auf dei Betätigungsstangc 56 axial beweglich gehaltener Druckkolbcn 55 abstützt. Die Zuführung des Druckmittels /u der Druckkammer 53 erfolgt über eine Leitung 62 in den dem Gehäuscansatz 52 und über Bohrungen 63 im FJnsatz54.

Während das Bremsband 50 an dem einen linde 51 über die Betätigungsstange 56 und den Druckkolben 5! mit der Anlegekrafl beaufschlagt werden kann, stützt sich das entgegengesetzte linde 64 des Bremsbandes 5C über einen Verbindungsbolzen 65 und eine mit einei Kontermutter 67 gesicherte Einstellschraube 66 in den Getriebegehäuse 28 ab. An der Einstellschraube 66 wire das Spiel zwischen dem gelösten Bremsband 50 und dei als Bremstrommel dienenden, in der F i g. 3 dei Einfachheil halber nicht gezeigten Kupplungsglockc 2i eingestellt.

Die Zeichnungen zeigen sehr anschaulich, daß durcl· die erfindungsgemäße Anordnung der Lamellenbremse 25 konzentrisch über dem ersten Planetensatz, dei Vorwärtskupplung und der Kupplungsglocke sowie durch die geschickte Anordnung des der Lamellenbrem se zugeordneten Betätigungskolbens, der rohrförmig über das Bremsband 50 und die Kupplungsglocke 2i greift, ohne zusätzlichen axialen Bauraum zu erfordern eine sehr gedrungene und in axialer Richtung kürzt Bauweise des Planetengetricbes erreicht werden kann Zu dieser kurzen axialen Baulänge trägt auch bei, daf die als Klcmmrollcnfrcilauf ausgebildete Überholbrem se konzentrisch über dem zweiten Planetensatz liegenc angeordnet ist. Gegenüber den bekannten Ausführun gen von hydrodynamisch-mechanischen Getrieber ergibt sich durch diese Ausbildung sowie durch di< Anordnung des Achsantriebsritzels zwischen derr Planetengetriebe und dem Drehmomentwandler eine se kurze axiale Baulänge, daß ein mit einem derartiger Getriebe ausgerüstetes Motor-Getriebe-Aggregat aLcl· quer zur Längsrichtung in einem Fahrzeug eingebau werden kann.

Die Erfindung besteht in der Kombination allei Merkmale des Patentanspruchs i.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Hydrodynamisch-mechanisches Getriebe für Kraftfahrzeuge, das aus einem Drehmomentwandler und einem nachgeschalteten Planetengetriebe rnit zugeordneten, von einer Ölpumpe versorgten Schaltgliedern besteht, wobei das Planetengetriebe zwei über ein gemeinsames irine:res Zentralrad verbundene Planetensätze aufweist und die Schaltglieder aus einer die Turbinenwelle des Drehmomentwandlers mit dem Ringrad des ersten Planetensatzes verbindenden Vonvärtskupplung und einer die Turbinenwelle mit einer die Vorwärtskupplung umgreifenden, mit dem inneren Zentralrad verbundenen Kupplungsglocke kuppelnden Direkt- und Rückwärtskupplung, sowie einer an der Kupplungsglocke angreifenden Bandbremse, einer auf devi Planetenträger des zweiten Planetensatzes wirkenden Lamellenbremse und einer ebenfalls an diesem Planetenträger angreifenden Überholbremse bestehen und wobei der erste Planetensatz, die Vorwärtskupplung und die Kupplungsglokke konzentrisch übereinanderliegend angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellenbremse (25) konzentrisch über der Kupplungsglocke (22), der Vorwärtskupplung (10) und dem ersten Planetensatz (11) und die Überholbremse (30) konzentrisch über dem zweiten Planetensatz (12) angeordnet ist und daß zur Betätigung der Lamellenbremse ein die Kupplungsglocke und die Bandbremse (23,50) rohrförmig umgebender Betüligungskolben (26) vorgesehen ist, der von einem an der der Überholbremse entfernten Stirnseite des das Planetengetriebe (2) aufnehmenden Gehäuses (.28) konzentrisch über der ölpumpe (31) angeordneten ringzylindrischen Servodruckraum (29) mit Druck beaufschlagbar ist.

2. Hydrodynamisch-mechanisches Getriebe mich Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungskolben (26) an seinem druckbeaufschlagten Ende (27) zwischen einem Innendurchmesser (44) des Getriebegehäuses (28) einerseits und ein.;m Zentrierdurchmesser (45) des in der Stirnwand des Getriebegehäuses zentrierten Öl-Pumpengeh;iuses (33) andererseits den ringförmigen Servodruckraum (29) einschließend öldicht geführt ist.

3. Hydrodynamisch-mechanisches Getriebe nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungskolben (26) an seinem Mantel fensterartige Durchbrüche (49) zum Durchgriff von das Bremsband (50) der Bandbremse (23) beaufschlagenden Betätigungselementen (56,65) aufweist.