DE2505584A1 - Hydrodynamisch-mechanisches getriebe, insbesondere fuer kraftfahrzeuge - Google Patents
Hydrodynamisch-mechanisches getriebe, insbesondere fuer kraftfahrzeugeInfo
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Description
Patentanwälte
Dipl.-Ing. Wcrnsr Beyer
Dipi.-Wirlsch.-Ing. Bernd Jochem 6 FRANKFURTJMv Staufenstr. 36,H,
Dipi.-Wirlsch.-Ing. Bernd Jochem 6 FRANKFURTJMv Staufenstr. 36,H,
Hydrodynamisch-irechanisches Getriebe, insbesondere
für Kraftfahrzeuge.
Die Erfindung betrifft ein hydrodynamisch-mechanisches Getriebo,
insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem undrehbarer. Getriebe-'
gehäuse und einem ein drehbares Wandlergehäuse aufweisenden
hydrodynamischen Drehmomentwandler, dessen Leitrad in einen
ersten Betriebsbereich über ein mechanisches Getriebe mit der
Turbir.enwelle antriebsmäßig verbindbar und in einem zweiten.
Betriebsbereich mittels einer servobetätigten Bremse an un~
drehbaren Getriebegehäuse festlegbar ist.
Getriebe der vorgenannten Art werden in Schienenfahrzeugen,
Omnibussen, Lastkraftwagen und Erdbewegungsfahrzeugen verwendet
und bilden für gewöhnlich vollautornatische-Einheicen, die
außerdem eine Direktkupplung zur überbrückung des hv-drodynamischen
Drehmomentwandler^ enthalten. "".""
Die bekannten Ausführungen derartiger Getriebeeinheiten sind gewöhnlich aufwendig in der Konstruktion und verlangen besonders in axialer·Richtung enge Toleranzen, die es bisher
erforderlich machten, die Einstellung der Axialabstände durch .Passbleche oder Passstreifen zu korrigieren. Desweiteren lassen
die bekannten Konstruktionen hur in geringen Umfang die Zu-
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-f
samrienfassung der vielen Einzelteile zu Montagegruppen zu, und
die Auswechslung von Hilfseinrichtungen für den hydrodynamischen
Drehmomentwandler wie beispielsweise Zahnräderscitzen ist mit
Schwierigkeiten verknüpft.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Getriebe
der eingangs genannten Art zu schaffen, das sich aus einer Vielzahl
von Montagegruppen herstellen läßt und die Verwei dur.g von
Paßblechen oder Paßscheiben bein Zusammenbau weitgehend erübrigt.
Dies bedeutet zugleich die Schaffung eines Getriebes, bei den keinerlei Ventile oder sonstige Elemente der autcraatischen
cder Fernsteuerung mit Ausnahme der Brems- und XupolunciP-servos
vorhanden sind, welche nicht von der Außenseite des Getriebes zugänglich sind, und bei dem ferner größere Exzentrizitäten
zwischen Führungsflächen zugelassen werden können, no
daß sich die Herstellung, die Montage,der Anbau von Zusatzeinrichtungen
und das Anflanschen des Getriebes an einer Antriebsmaschine,
beispielsweise einer Brennkraftmaschine, wesentlich
vereinfachen. Weiterhin soll der Ölverlust infolge Leckage durch das Fehlen äußerer Rohrleitungen und das weitestgehande
Vermeiden von im Guß gebildeten Druckkammern mit Begrenzur.crsflachen
an der Außenseite des mit Flüssigkeit gefüllten Teils des Getriebe-Hauptgehäuses so weit wie möglich vermieden werden.
Erfir.dungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst daß ein zentrales
feststehendes Bauteil mit der servobetätigten Bremse,
mindestens Teilen des mechanischen Getriebes einschließlich der Leitradwelle sowie Verbindungsleitungen für Arbeits- oder
Steuerflüssigkeit zu einer innerhalb des Getriebegehäuses angeordneten Baugruppe vereinigt ist, wobei die Verbindungsleitungen
zu einem wesentlichen Teil innerhalb des zentralen Bauteils angeordnet sind und die Verbindung zu einer von der .Außen-
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BAD-ORlGiNAL
seite des undrehbaren Gehäuses zugänglichen Steuerventilgruppe herstellen.
EiT. besonderes Merkmal zur vorteilhaften Ausgestaltung der
Erfindung besteht darin, daß ein Wärmetauscher einen Teil des ölsumpfes des stationären"Gehäuses bildet und in Flüssigkeitsverbindung mit der zentralen Baugruppe steht.
Erfindung besteht darin, daß ein Wärmetauscher einen Teil des ölsumpfes des stationären"Gehäuses bildet und in Flüssigkeitsverbindung mit der zentralen Baugruppe steht.
Ein anderes Merkmal zur vorteilhaften Ausgestaltung 1er Erfindung
sieht vor, daß ein Wärmetauscher einen Teil des "ilsumpfes
des stationären Gehäuses bildet und in Flüssigkeitsverbincung
mit der zentralen' Baugruppe steht. Dadurch werden in gevrünsch- ·
ter Weise äußere Leitungen vermieden und der Druckabfall dvrch
der. Wärmetauscher wird bei gleicher Kühlleistung und demselben-Durchsatz
an Arbeitsflüssigkeit vermindert.
Ueitere Merkmale zur vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung
sowie nit der Erfindung erreichbare Vorteile ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten
bevorzugten Ausführungsbeispiels.
In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein
hydrodynamisch-mechanisches Getriebe gemäß der Erfindung nit
einem hydrodynamischen Drehmomentwandler der gattungsgemäSen
Art, Fig. 2 einen Querschnitt durch den Drehmomentwandler
nach Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3 einen Längsschnitt durch
eine abgeänderte Ausführungsform des Getriebes nach Fig. 1 irit einem zusätzlichen mechanischen Getriebe, wobei nur der rückwärtige Bereich des hydrodynamisch-mechanischen Getriebes geschnitten dargestellt ist.
einem hydrodynamischen Drehmomentwandler der gattungsgemäSen
Art, Fig. 2 einen Querschnitt durch den Drehmomentwandler
nach Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3 einen Längsschnitt durch
eine abgeänderte Ausführungsform des Getriebes nach Fig. 1 irit einem zusätzlichen mechanischen Getriebe, wobei nur der rückwärtige Bereich des hydrodynamisch-mechanischen Getriebes geschnitten dargestellt ist.
Das in Fig. 1 gezeigte hydrodynamisch-mechanische Getriebe kann
als eine Vereinigung von drei Hauptteilen, nämlich einem hydrodynamischen Drehmomentwandler TC mit rotierendem TCandlerrrehäuse,
_ ■ " ' BAD ORfGiNAL
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einen zentralen mechanischen Getriebe CA und einem rückwärtigen
Mechanischen Getriebe RA angesehen werden, die im Betrieb zusammenwirken.
Die zum zentralen mechanischen Getriebe CA gehörenden Komponenten
sind von einem zentralen Block 4 getragen, der innerhali des undrehbaren Gehäuses 2 befestigt ist und durch den
sich die-Leitradwelle 6 mit einem Kugellager S darin erstreckt,
welche außerdem mittels eines Gleitlagers 1o innerhalb des
Turbirenrades des Drehmomentwandlers gelagert ist.
In dem zentralen Block 4 sind ferner eine Leitradbremse 12
und eine v/eitere Bremse 14 für den Planetenradträger 16 eines
Planetenradgetriebes angeordnet, dessen Sonnenrad auf der Leitrc!dwelle 6 befestigt ist und dessen Ringrad mit der Turbinerradwelle
18, die eine Axialbohrung 19 aufweist·, fest
verbunden ist.
Eine Speisedruckpunpe 2o weist zwei stirnseitig miteinander
kärmende Zahnräder 21, 23 (Fig. Z) auf, von denen das eine
durch einen Zahnkranz am rotierenden Gehäuse 22 des hydrodyneiriischer
Drehmomentwandlers angetrieben wird, welches
seir.en Antrieb von dem in Fig. 1 strichpunktiert angedeuteten
Schwungrad 32 eimer Antriebsmaschine wie beispielsweise
eir.es Dieselmotors über Gummikissen erhält.
Die Yurbiienwelle 18 ist in dem rotierenden VJandlergehäuse
22 nlttels eines Gleitlagers 26 gelagert. Das S'andlergehäune
22 ist an seinem rückwärtigen Ende in dem zentralen Block 4 »ittels eines Wälzlagers 28 und an seinem vorderen
End*» mittels eines Wälzlagers 3o innerhalb des Schwungrad2s
32 gelagert. Die Turbinenradwalle 18 ist an ihren rückwärtigen Ende mittels, eines Gleitlagers 34 in einer Ab-
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triebsv.'olle 36 gelagert, die ihrerseits in dem rückwärtigen
Getriebedeckel 38 mittels eines Kugellagers 4o und eine s Gleitlagers 42 ihre Lagerung erfährt.
Zwischen der Turbinenradw&lle 18 und der Abtriebswelle ^G befindet
sich ein als Planetenradgetrieba ausgebildetes _ iteversiergetriebe
44, das eine Direktverbindung zwischen der Turbinenwelle
IB und der Abtriebswelle 36 herstellt, wenn ^ina Kupplung
■ £6 eingerückt ist, und die Drehrichtung der Abtriebsweile 36
gegenüber der Turbinenradwelle 18 umkehrt, "wenn eine Brer.se 4C
. boi ausgerückter Kupplung 46 eingerückt ist.
Innerhalb des V?andlergehauses 22sind ein Leitschaufelkranz
auf der Leitradweife 6 und ein zwei Schaufelkränze aufweisendes
Turbinenglied 52 auf der Turbinenwelle 18 befestigt. Das.Wandlergehäuse
22 enthält ferner ein Punipenglied 54,. das nit der..
Kandiergehäuse 22 wahlweise über eine Kupplung 56 kuppelbar'
oder frcilegbar ist. Außerdem ist noch eine Direktkupplung
zur unmittelbaren Verbindung der Turbinanwelle 18'-mit der.
Kandiergehäuse 22 vorhanden.
Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch das hydroGyna*?.isch-ricchanische
Getriebe geinäß Linie II-II in Fig. 1 im Bereich des
zentralen Blocks 4 und veranschaulicht zusanunen mit Fig. 1, wie
die Speisedruckpumpe 2o Druckflüssigkeit zu eine:n an der
Außenseite des undrehbaren Gehäuses 2 angebrachten.Ventil-,
syster. V liefert. Die Druckflüssigkeit strörat von der SpsisccruckpuiTipe
2o durch eine Speisedruckleitung 64 zu der einen oder anderen von zwei Verbindungsleitungen 66 und 68, die
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alternativ durch ein 5/3-Wegeventil 112 innerhalb des Ver.til-'systems
V mit der Speisedruckleitung 64 verbindbar -sind, während die verbleibende Verbindungsleitung 63 bzw. 66 die
Druckflüssigkeit, nämlich öl, nach dem Durchströmen des Schaufelblattsystems
in der Wandlerkammer 22 zurückieitot. ?ig. 2 zeigt ferner im undrehbaren Getriebegehäuse 2 einen Rückführkanal
84 vom Ventilsystem zu einem Wärmetauscher 62 und eine Rohrverbindung 6o von der Auslaßseite des Wärmetauschers zur
Speisedruckpumpe 2o. Der Strömungspfad zwischen den Verbindungsleitungen 66 und 68 über den hydrodynamischen Drehmonantvandler
verläuft durch den zentralen Block 4 zu einer Kammer und veiter durch R^dialbohrungen 86 in der Leitradwelle 6 in
-einen axialen Ringkanal zwischen dieser und der Tur^inenveiie
13 und durch axial gerichtete Bohrungen 9o im Turbinenrad zur
Y.*arid!erkannter 92 und den Schaufelringen 5o, 52 und 54 und vor.
dort durch axial gerichtete Bohrungen 94 mit darin angeordneten Maxirr.alärucJiventilen 96, eine Bohrung 98 und ein Rück-•
schlacTver.til 1oo in der Kupplungsscheibe der Direktkuoplunq· 58,
durch eine Radialbohrunc 1o2, durch die Zentralbohrung 19 der
Turbinenwelle 18 sowie schließlich durch Radialbohrur.gen 1o4,
1o6 und 1o8 zurück zu einer Kammer Ho innerhalb des zentrale"!
Dlocks 4, in welcher die Rohrleitung 66 mit der oben erwähnten Kammer 3 8 und die Rohrleitung 68 mit der Kanister 11o verbunden
sind.
Der Druckflüssigkeitsstrom verläuft in. der vorbeschrieber.en
Richtung, wenn sich der hydrodynamische Drehmomentwandler in Hydraulikantrieb befindet und das 5/3-V7egeventil hierzu die
Stellung nach Fig. 2a eingenommen hat. In dieser Stellung ist das Purtpenglied 54 mit dem Wandlergehäuse 22 durch die Kupplung
56 unter der von der Druckdifferenz an den Maxinaldruckventiler.
9ö erzeugten Kraft gekuppelt. Bei Direktantrieb hingegen ist
der Druckflüssigkeitsstrom zwischen den Verbindungsleitur.gcr.
66 und 68 mit Hilfe des 5/3-Wegeventils 112 derart umgekehrt,
daß er durch die Leitung 68 zur Wandlerkammer gelangt ur.d durch
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die Leitung 66 aus dieser zurückkehrt. Anstelle des Durchtritts durch das Rückschlagventil 1oo strömt in diesen Fall
die durch die Radialbohrung 1o2 eintretende Druckflüssigkeit weiter durch ein Maximaldruckventil 114 in der Kupplung?scheibe
der Direktkupplung 46 und wirkt aufgrund des Druckabfalls dann,
dergestalt auf den Servo*olben 116 dieser Kupplung, daß diese
eingerückt wird. Mach Passieren des Maximaldruckventils 11-4
strör.t die Druckflüssigkeit darin weiter zv/ischen den Kurplungs-flachen
der Reibungskupplung 56 hindurch, legt da'5 Puntpcnglied
54 frei, verläßt die Kandlerkanmer 92 durch die axial gerichteter.
Bohrungen 9o und strömt von dort zurück auf den oben beschriebenen
Wege zur Rohrleitung 6S und zum 5/3-Uegeventil 112.
In beiden Fällen erfolgt der Rückfluß über das Ventil 112 und"
von dort zurück durch den Kanal 84 im undrehbaren Gehäuse 2 -zum
'Wärnetauscher 62 und durch diesen über den Kanal 6o erneut zur
Speisedruckpumpe 2o.
Der Querschnitt nach Fig. 2 verläuft durch die Längsachse der. 5/3-VJegeventils 112, das, wie beschrieben, die Aufgabe hat, üie
Speisedruckleitung 64 alternativ an eine der VerbindungBlutungen 66, 63 und die nicht damit verbundene Verbir.dur.csleitung
an eine zum Rückführkanal 34 führende Entlüftungsöffnung 35 anzuschließen.
Das 5/3-V7egeventil 112 hat eine dritte Stellung (Mittelstellung),
in welcher die Speiscdruckleitung 64 weder reit .der Leitung 66
noch der Leitung 6S verbunden ist. Stattdessen ist äie Sr>eisedruckleitung
64 dann unmittelbar zun Wärmetauscher 62 über ein
(nicht gezeigtes) Maxinaldruckventil entlüftet. In Fiq. 1 ist jedoch ein Kanal 118 gezeigt, welcher die Speisedruckpunoe 2o
über Radialbohrungen 12o, 121 und 122, einen axial verlaufenden
"final 124 in dor Turbinenweile sowie über weitere Radialbohrungen
126 und 128 in dieser Welle mit der Arbeitskannver 32
verbindet. Die durch diese Bohrungen und Kanäle strömende Arbeitsflüssigkeit, die von begrenzter Menge ist, verläßt die
BAD ORIGINAL
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Arbeitskammer 92 durch das Rückschlagventil loo, dar. hierbei.
als Niederdruckdifferenz-iiaximaldruckventil wirkt, und fließt
durch die Leitung 68 und ein im Ventilsystem V angeordnetes
Niederdruckdifferenz-M^xinaldruckventil 132 (Fig. 2) zur Rückführkanal
84. Ein entsprechendes liaxiiaaldruckventil 13o, das an die Leitung 68 angeschlossen ist, ist für einen verhältnismäßig
hohen öffnungsdruck ausgelegt, um einen genügend hohen
Druck" in der Wandlerkammer 9 2 beim hydraulischen Bremser sicherzustellen.
Dieses Ventil ist in der Neutralstellung geschlossen. Die Kammern 134 und 136 in 5/3-Wegeventil stehen -nit den· Rückführkanal
.84 im feststehenden Gehäuse in Verbindung.
Das 5/3-Wegeventil 112 ist derart ausgebildet, daß alle seine
Teile, nämlich die Ventilteller, Ventilschäfte und Ventilsitze
koaxial angeordnet sind, wobei die Ventile durch Axialbevegur.g
öffnen bzw. durch axialen Andruck gegen ihre Sitze schließen.
Fig. 3 veranschaulicht wie bei dem erfindungsgemäßen GetriV; e
der hintere Gehäusedeckel ohne Austausch der G3triebe,teile -lurch
ein zusätzliches Getriebe, beispielsweise eir. fJbersetzuri~s-(
Overdrive) oder Untersetzungsgetriebe mit mehreren Getriebesuufen
ersetzt werden kann. Dies bedeutet, daß die erfindungsgamS.te
Getriebekonstruktion zusätzlich zu den bereits beschriebenen Merkmalen auch die Möglichkeit der leichten Anpassung
an die Verwendung verschiedener Zusatzgetriebe eröffnet, so daß verschiedene Drehzahlbereiche der Zusatzgetriebe unter
allen Antriebsbedingungen bei normalem Vorwärtsantrieb zur Verwendung kopssten können«
Patentansprüche /
6 0 9 8 3 4 / 0 2 6 5 BAD ordinal
Claims (11)
- Patentansprücheι .ι Hydrodynaaisch-mechsnisches Getriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, nit einem undrehbaren Getriebegehäuse urd einen ein drehbares War.dlergeh.5use aufweisenden hydrodyn inisc: er. Drehmomentwandler, desser Leitrad in einem ersten 3etriebsbereich über ein mechanisches Getriebe mit der Turbinenweile antriebsnäßig verbindbar und in einem zweiten Betriebsfcereich · mittels einer ser/obetätigten bremse am undrehbarin Getriebegehäusefestlegbar ist, dadurch g e k -» η η zeichnet, daß ein zentrales feststehendes Bauteil (4) mit der servobetätigten Bremse (12) , mindestens Teiler des mechanischen Getriebes (16) einschließlich der Loitracwelle (6) scwie Verbindungsleitungen für Arbeits- oder Steuerf 1-üssiqkeit zu einer innerhalb des Getriebegehäuses angeordneten Baugruppe vereinigt ist, wobei die Verbindungsleitungen zu einem wesentlichen Teil innerhalb des zentralen Bauteils (4) angeordnet sind und die Verbindung zu einer von der Außenseite des undrehbaren Gehäuses (2) zugänglichen Steuerventiigrupne (132) herstellen.
- 2. Hydrodynamisch-mechanisches Getriebe nach Anspruch \, bei dem das mechanische Getriebe als Planetengetriebe rtit einem durch eine servobetätigte Bremse festlegbaren Plar.etenträger ausgebildet ist, dadur ch gekennzeichnet, daß auch die servobetätigte Bremse (14) für den Planetcnträger Teil der zentralen.Baugruppe ist.
- 3. Kydrodynamisch-mechanisches Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die als Hohlwelle ausgebildete Leitradwelle des Drehmomentwandlers dessen Turbinenwelle koaxial umschließt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Turbir.er.welle (18) und der-Leitradwelle (6) ein im Querschnitt kreisringförmiger Strömungskanal für Arbeitsflüssigkeit von und zum hydrodynamischen Drehmomentwandler ausgebildet ist.BAD ORIGINAL509834/026S- 1ο -
- 4. 'Bydrodynanisch-nechanisches Getriebe nach einen der Ansprüche 1 bis 3 mit einem von einen Servo schaltbaren weiteren mechanischen Getriebe, dessen Eingangswelle die Turbinen- \'/e.lie ist, dadu rch gekennzeichnet, daß die Leitradwelle (6) bis an den Servo {46) des zweiten mechanischer. Getriebes (44) reicht und zusammen mit. der Turbinenwelle (18) einen im Querschnitt kreisringförmigen Kanal zur Führung.von Steuerflüssigkeit zu diesen Servo bildet.
- 5. Hydrodynamisch-mechanisches Getriebe nach Anspruch 4, bei welchem das zweite mechanische Getriebe ein als ria^.etor.-radgetriebe ausgebildetes Reversiergotriebe ist, cesstn Planeten träger wahlweise mit der Turbinenv/elie kuppelbar oder art undrehbaren Gehäuse festlegbar ist, dadurch g e k e nnzeichnet , daß der Kupplungsseryo für der. Planetenträger des zweiten mechanischen Getriebes (4t) an den Kanal zwisehen der Turbinenwelle (18) und der Lcitradwtlle (6) angeschlossen ist und der Servo für die Bremse (4 8) zur Festlegung dieses Planetenträgers in der Rückwand des uidrehbaren Gehäuses (2) angeordnet ist.
- 6. Hydrodynamisch-mechanisches Getriebe nach Anspruch 2 und 5, dadurch gekennzeichnet,-daß die Bremser. (14, 13) für die Planetenträger der mechanischen Getriebe als Doppelkonusbremscn ausgebildet sind.
- 7. Hydrodynamisch-mechanisches Getriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die D.eibteile der Bremsen (1-4, 48) im ausgerückten Zustand vor. Blattfedern außer Berührung miteinander gehalten v/erden.
- 8» Hydrodynamisch-mechanisches Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die zentrale Baugruppe innerhalb des Flüssigkeit enthaltenden Teils des undrehbaren Gehäuses (2) angeordnet ist. .809834/0265 §ad original
- 9. Hydrodynamisch-mechanisches Getriebe nach einen dor vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zentrale Bauteil (4) hauptsächlich in seinen Inneren Mittel zur Flüssigkeitsleitung zu und von de:i drehbaren »vand ler gehäuse (22) aufweist.
- 10. Hydrodynamisch-mechanisches Getriebe nach einoir der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e η χ ζ e i c h η"e t , daß im unteren Teil der zentralen Baugruppe eine als außenachsige Zahnradpumpe ausgebildete fpeisectruckpunpe (2o) angeordnet ist, die innerhalb des Flüssigkeit enthaltenden Teils des unclrehbaren Gehäuses von rotierenden War.dlergehäuse (22) antreibbar ist.
- 11. Hydrodynamisch-mechanisches Getriebe nach eineni dervorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e η ηzeichnet, daß ein Wärmetauscher (62) einen Teil des .ölsimpfes des stationären Gehäuses (2) bildet und in Flüssig— keitsverbindung mit der zentralen Baugruppe steht.509834/0265 ßAD-ΛLeerseite
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