DE2505584B2 - Hydrodynamisch-mechanisches verbundgetriebe, insbesondere fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Bei einem Getriebe der im Oberbegriff des Anspruchs 1 aufgeführten Gattung (US-PS 32 61 232) ist die Leitradwelle an zwei axial voneinander entfernten Stellen auf der beiderseits überstehenden TurbinenweJle gelagert, deren hinteres Ende in eine in der hinteren Endwand des undrehbaren Getriebegehäuses doppelt gelagerte Abtriebswelle mit Keilverzahnung eingeschoben ist und deren vorderes Ende in dem an der Motorabtriebswelle zentrierten Wandlergehäuse gelagert ist, welches seine zweite Lagerung auf der Leitradwelle erfährt. Das hintere Ende der Leitradwelle trägt das oonnenrad des als Planetengetriebe ausgebildeten mechanischen Getriebes, dessen Ringrad in einem Stück mit der Abtriebswelle ausgebildet ist, während der Planetenträger dieses Getriebes alternativ zu einer auf der Leitradwelle sitzenden Bremsscheibe mittels servobetätigter Scheibenbremsen abbremsbar sind, deren stationäre Teile einschließlich hydraulisch beaufschlagter Betätigungskolben in einem topfförmigen Innengehäuse untergebracht sind, das mittels Zentrierflächen an der Innenseite der Vorderwand des undrehbaren Getriebegehäuses zentriert und daran befestigt ist.

Das bekannte Verbundgetriebe ist demgemäß aufwendig in der Konstruktion und verlangt besonders in axiaier Richtung enge Toleranzen, die es erforderlich machen, die Einstellung der Axialabstände durch Paßbleche oder Paßstreifen zu korrigieren.

Auch läßt das bekannte Getriebe nur in geringem Umfang die Zusammenfassung der vielen Einzelteile zu Montagegruppen zu, was die Auswechselung von Hilfseinrichtungen für den hydrodynamischen Drehmomentwandler wie beispielsweise Zahnrädersätzen erschwert, und die Ausbildung und Abdichtung der Verbindungsleitungen zwischen der Druckflüssigkeitspumpe, der Ventileinrichtung, der Servomotoren der Bremsen, der Arbeitskammer und dem Pumpensumpf bringt weitere konstruktive Probleme insbesondere auch unter dem Gesichtspunkt einer guten Zugänglichkeit dieser Teile mit sich.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, die vorgenannten Schwierigkeiten bei der

ho Herstellung eines solchen Verbundgetriebes mit entsprechend großem Gehäuse unter der Forderung enger Toleranzen zu vermeiden und soweit wie möglich die rotierenden Teile, die empfindlich gegenüber exzentrischen Verlagerungen sind, in unmittelbare Nähe

ι,, zueinander zu bringen, wobei gleichzeitig die Schwierigkeiten bezüglich der Abdichtung des hydraulischen Steuersystems bei einfacher /ugängliehkeit beseitigt werden sollen.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Es ist. bei hydrodynamisch mechanischen Verbundgetrieben bereits bekannt, zwischen dem Getriebeinnenraum und dem Wandler eine eingesetzte Trennwand vorzusehen, an der wenigstens eine der servobetätigten Bremsen und andere Teile des mechanischen Getriebes angeordnet sind (z. B. DT-PS 8 48 603). Es ist auch bekannt, zwischen voneinander getrennte Gehäusen für den hydrodynamischen und mechanischen Teil eines Verbundgetriebes eine Trennwand einzusetzen, welche die Druckflüssigkeitspumpe und sämtliche Verbindungsleitungen zur Schaltplatte und den anderen Anschlußeinrichtungen in sich aufnimmt (DT-OS 15 00 358). Hierbei handelt es sich jedoch nicht um zentrale Zwischenwände im Inneren des vom Wandler getrennten Getriebegehäuses, sondern um abschließende Endwände eines solchen Gehäuses.

Es ist zwar auch schon bekannt, bei hydrodynamischmechanischen Verbundgetrieben im Innern der abge- schlossenen Getriebegehäuse — für den mechanischen Getriebeteil — eine Zwischenwand vorzusehen, die als Abstützung für Getriebeteile, Bremsen usw. dient (US-PS 30 99 172, US-PS 26 12 792). Jedoch handelt es sich hierbei um einstückig mit dem Getriebegehäuse gegossene Wände, die als Abstützung für mehrere hintereinander angeordnete Planetenradsätze dienen.

Merkmale zur vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

In der nachfolgenden Beschreibung ist anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch ein hydrodynamischmechanisches Verbundgetriebe gemäß der Erfindung mit einem hydrodynamischen Drehmomentwandler der gattungsgemäßen Art,

Fig.2 einen Querschnitt durch den Drehmomentwandler nach Linie II-Il in F i g. 1 und

Fig.3 einen Längsschnitt durch eine abgeänderte Ausführungsform des Verbundgetriebes nach F i g. 1 mit einem zusätzlichen mechanischen Getriebe, wobei nur der rückwärtige Bereich des hydrodynamisch-mechanischen Getriebes geschnitten dargestellt ist.

Das in F i g. 1 gezeigte hydrodynamisch-mechanische Verbundgetriebe kann als eine Vereinigung von drei Hauptteilen, nämlich einem hydrodynamischen Drehmomentwandler TC mit drehbarem Wandlergehäuse, einem 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 innerhalb des undrehbaren Gehäuses 2 befestigt ist und durch den sich die Leitradwelle 6 mit einem Kugellager 8 darin erstreckt, welche außerdem mittels eines Gleitlagers to innerhalb des Turbinenrades des Drehmomentwandler gelagert ist.

In dem zentralen Block 4 sind ferner eine Leitradbremse 12 und eine weitere Bremse 14 für den wi Planetenradträger 16 eines Planetenraclgetriebes angeordnet, dessen Sonnenrad auf der Leitradwelle 6 befestigt ist und dessen Ringrad mit der Turbinenradwelle 18, die eine Axialbohriing 19 aufweist, fest verbunden ist. ι,,

Eine Speisedruckpumpe 20 weist zwei stirnseitig miteinander kiimmtMidc Zahnräder 21, 23 (Fig. 2) auf, von denen das eine dunh i-inen Zahnkranz am rotierenden Gehäuse 22 des hydrodynamischen Drehmomentwandlers angetrieben wird, welches seinen Antrieb von dem in F i g. 1 strichpunktiert angedeuteten Schwungrad 32 einer Antriebsmaschine wie beispielsweise eines Dieselmotors über Gummikissen erhält.

Die Turbinenwelle 18 ist in dem rotierenden Wandlergehäuse 22 mittels eines Gleitlagers 26 gelagert. Das Wandlergehäuse 22 ist an seinem rückwärtigen Ende in dem zentralen Block 4 mittels eines Wälzlagers 28 und an seinem vorderen Ende mittels eines Wälzlagers 30 innerhalb des Schwungrades 32 gelagert. Die Turbinenradwelle 18 ist an ihrem rückwärtigen Ende mittels eines Gleitlagers 34 in einer Abtriebswelle 36 gelagert, die ihrerseits in dem rückwärtigen Getriebedeckel 38 mittels eines Kugellagers 40 und eines Gleitlagers 42 ihre Lagerung erfährt.

Zwischen der Turbinenradwelle 18 und der Abtriebswelle 36 befindet sich ein als Planetenradgetriebe ausgebildetes Reversiergetriebe 44, das eine Direktverbindung zwischen der Turbinenwelle 18 und der Abtriebswelle 36 herstellt, wenn eine Kupplung 46 eingerückt ist, und die Drehrichtung der Abtriebswelle 36 gegenüber der Turbinenradwelle 18 umkehrt.wenn eine Bremse 48 bei ausgerückter Kupplung 46 eingerückt ist.

Innerhalb des Wandlergehäuses 22 sind ein Leitschaufelkranz 50 auf der Leitradwelle 6 und ein zwei Schaufelkränze aufweisendes Turbinenglied 52 auf der Turbinenwelle 18 befestigt. Das Wandlergehäuse 22 enthält ferner ein Pumpenglied 54, das mit dem Wandlergehäuse 22 wahlweise über eine Kupplung 56 kuppelbar oder freilegbar ist. Außerdem ist noch eine Direktkupplung 58 zur unmittelbaren Verbindung der Turbinenwelle 18 mit dem Wandlergehäuse 22 vorhanden.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch das hydrodynamisch-mechanische Getriebe gemäß L-inie II-Il in F i g. 1 im Bereich des zentralen Blocks 4 und veranschaulicht zusammen mit Fig. 1, wie die Speisedruckpumpe 20 Druckflüssigkeit zu einem an der Außenseite des undrehbaren Gehäuses 2 angebrachten Ventilsystem V liefert. Die Druckflüssigkeit strömt von der Speisedruckpumpe 20 durch eine Speisedruckleitung 64 zu der einen oder anderen von zwei Verbindungsleitungen 66 und 68, die alternativ durch ein 5/3-Wegeventil 112 innerhalb des Ventilsystems 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 zurückleitet. Fig. 2 zeigt ferner im undrehbaren Getriebegehäuse 2 einen Rückführkanal 84 vom Ventilsystem zu einem Wärmetauscher 62 und eine Rohrverbindung 60 von der Auslaßseite des Wärmetauschers zur Speisedruckpumpe 20. Der Strömungspfad zwischen den Verbindungsleitungen 66 und 68 über den hydrodynamischen Drehmomentwandler verläuft durch den zentralen Block 4 zu einer Kammer 88 und weiter durch Radialbohrungen 86 in der Leitradwelle 6 in einen axialen Ringkanal zwischen dieser und der Turbinenwelle 18 und durch axial gerichtete Bohrungen 90 im Turbinenrad zur Wandlerkammer 92 und den Schaufelringen 50, 52 und 54 und von dort durch axial gerichtete Bohiungen 94 mit darin angeordneten Maximaldruckventilen 96, eine Bohrung 98 und ein Rückschlagventil 100 in der Kupplungsscheibe der Direktkupplung 58, durch eine Radialbohrung 102, durch die ZentralbohiLirig 19 der Turbinenwellc 18 sowie schließlich durch

Radialbohrungen 104, 106 und 108 zurück zu einer Kammer 110 innerhalb des zentralen Blocks 4, in welcher die Rohrleitung 66 mit der obenerwähnten Kammer 88 und die Rohrleitung 68 mit der Kammer 110 verbunden sind.

Der Druckflüssigkeitsstrom verläuft in der vorbeschriebenen Richtung, wenn sich der hydrodynamische Drehmomentwandler im Hydraulikantrieb befindet und das 5/3-Wegeventil hierzu die Stellung nach Fig. 2a eingenommen hat. In dieser Stellung ist das Pumpenglied 54 mit dem Wandlergehäuse 22 durch die Kupplung 56 unter der von der Druckdifferenz an den Maximaldruckventilen 96 erzeugten Kraft gekuppelt. Bei Direktantrieb hingegen ist der Druckflüssigkeitsstrom zwischen den Verbindungsleitungen 66 und 68 mit Hilfe des 5/3-Wegeventils 112 derart umgekehrt, daß er durch die Leitung 68 zur Wandlerkammer gelangt und durch die Leitung 66 aus dieser zurückkehrt. Anstelle des Durchtritts durch das Rückschlagventil 100 strömt in diesem Fall die durch die Radialbohrung 102 eintretende Druckflüssigkeit weiter durch ein Maximaldruckventil 114 in der Kupplungsscheibe der Direktkupplung 46 und wirkt aufgrund des Druckabfalls dann dergestalt auf den Servokolben 116 dieser Kupplung, daß diese eingerückt wird. Nach Passieren des Maximaldruckventils 114 strömt die Druckflüssigkeit dann weiter zwischen den Kupplungsflächen der Reibungskupplung 56 hindurch, legt das Pumpenglied 54 frei, verläßt die Wandlerkammer 92 durch die axial gerichteten Bohrungen 90 und strömt von dort zurück auf dem oben beschriebenen Wege zur Rohrleitung 66 und zum 5/3-Wegeventil 112. In beiden Fällen erfolgt der Rückfluß über das Ventil 112 und von dort zurück durch den Kanal 84 im undrehbaren Gehäuse 2 zum Wärmetauscher 62 und durch diesen über den Kanal 60 erneut zur Speisedruckpumpe 20.

Der Querschnitt nach Fig. 2 verläuft durch die Längsachse des 5/3-Wegeventils 112, das, wie beschrieben, die Aufgabe hat, die Speisedruckleitung 64 alternativ an eine der Verbindungsleitungen 66, 68 und die nicht damit verbundene Verbindungsleitung an eine zum Rückführkanal 84 führende Entlüftungsöffnung 85 anzuschließen.

Das 5/3-Wegeventil 112 hat eine dritte Stellung (Mittelstellung), in welcher die Speisedruckleitung 64 weder mit der Leitung 66 noch der Leitung 6i verbunden ist. Statt dessen ist die Speisedruckleitung 64 dann unmittelbar zum Wärmetauscher 62 über ein (nichi gezeigtes) Maximaldruckventil entlüftet. In Fig. 1 isi jedoch ein Kanal 118 gezeigt, welcher die Speisedruckpumpe 20 über Radialbohrungen 120,121 und 122, einer axial verlaufenden Kanal 124 in der Turbinenwelle

ίο sowie über weitere Radialbohrungen 126 und 128 in dieser Welle mit der Arbeitskammer 92 verbindet. Die durch diese Bohrungen und Kanäle strömende Arbeitsflüssigkeit, die von begrenzter Menge ist, verläßt die Arbeitskammer 92 durch das Rückschlagventil 100, das hierbei als Niederdruckdifferenz-Maximaldruckventil wirkt, und fließt durch die Leitung 68 und ein im Ventilsystem V angeordnetes Niederdruckdifferenz-Maximaldruckventil 132 (F i g. 2) zum Rückführkanal 84 ein entsprechendes Maximaldruckventil 130, das an die

jo Leitung 68 angeschlossen ist, ist für einen verhältnismäßig hohen öffnungsdruck ausgelegt, um einen genügend hohen Druck in der Wandlerkammer 92 beim hydraulischen Bremser sicherzustellen. Dieses Ventil ist in der Neutralstellung geschlossen. Die Kammern 134 und 136 im 5/3-Wegeventil stehen mit dem 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 Axialbewegung öffnen bzw. durch axialen Andruck gegen ihre Sitze schließen.

Fig.3 veranschaulicht wie bei dem Getriebe der hintere Gehäusedeckel ohne Austausch der Getriebeleile durch ein zusätzliches Getriebe, beispielsweise ein Übersetzungs- (Overdrive) oder Untersetzungsgetriebe mit mehreren Getriebestufen ersetzt werden kann. Dies bedeutet, daß die 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 kommen können.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Hydrodynamisch-mechanisches Verbundgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem flüssigkeitsdichten undrehbaren Getriebegehäuse, einem außerhalb davon befindlichen und mit drehbarem Gehäuse versehenen hydrodynamischen Drehmomentwandler, dessen drehbare Leitradwelle mittels einer im Getriebegehäuse angeordneten servobetätigten Bremse festbremsbar ist, und einem gleichfalls im Getriebegehäuse angeordneten, zumindest teilweise von der Leitradwelle getragenen und durch eine weitere servobetätigte Bremse einschaltbaren mechanischen Getriebe, wobei außerdem eine vom Wandlergehäuse antreibbare Druckflüssigkeitspumpe und eine Ventileinrichtung zum Steuern der Druckflüssigkeitszufuhr zu den Servomotoren der Bremsen sowie durch axiale Kanäle in den Wellen hindurch zur Arbeitskammer des hydrodynamischen Drehmomentwandlers und von dort zurück zu einem an der Unterseite des Getriebegehäuses gelegenen Pumpensumpf vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitradwelle (6) innerhalb des Getriebegehäuses (2) in einer in dessen Mantelteil eingesetzten zentralen Zwischenwand (4) gelagert ist, an welcher außerdem wenigstens eine der servobetätigten Bremsen (12,14) angeordnet ist, daß die Ventileinrichtung (V) außerhalb des Getriebegehäuses nahe der Zwischenwand (2) gelegen ist und daß die Zwischenwand (2) mit der Leitradwelle (6), Teilen des mechanischen Getriebes (16) und den an ihr angeordneten Bremsen (12, 14) zu einer von der Zwischenwand getragenen zentralen Baugruppe vereinigt ist, wobei sämtliche Verbindungsleitungen (60, 64, 66, 68, 84) zwischen der Druckflüssigkeitspumpe (20), der Ventileinrichtung (V), den Servomotoren der Bremsen (12, 14), den axialen Kanälen in den Wellen (6, 18) und dem Sumpf zumindest in unmittelbarer Nähe der Zwischenwand (4) angeordnet und zum Teil als Kanäle in dieser ausgebildet sind.

2. Verbundgetriebe nach Anspruch 1, bei dem das mechanische Getriebe als Planetengetriebe mit einem durch eine servobetätigte Bremse festlegbaren Planetenträger ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Servobetätigung der Bremse (14) für das Planetengetriebe in der Zwischenwand (4) angeordnet ist.

3. Verbundgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, mit einem von einem Servogerät schaltbaren weiteren mechanischen Getriebe, dessen Eingangswelle die Turbinenwelle ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitradwelle (6) des Drehmomentwandlers bis an das Servoelement (46) des weiteren mechanischen Getriebes (44) reicht und zusammen mit der Turbinenwelle (18) einen im Querschnitt kreisringförmigen Kanal zur Hin- und Rückleitung von Steuerfliissigkeit zu diesem Servo bildet.

4. Verbundgetriebe nach Anspruch 3, bei welchem das weitere mechanische Getriebe ein als Planetengetriebe ausgebildetes Reversiergetriebe ist, dessen Planetenträger wahlweise mit der Turbinenwelle kuppelbar oder am undrehbaren Getriebegehäuse mittels einer weiteren Bremse festlegbur ist, dadurch gekennzeichnet, dal) die Servobetätigung dieser Hreinse (48) in der abtriebsseitigen I'ndwand des iiMilrehbaren (ieuiebegehaiises(2) angeordnet ist.

5. Verbundgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die als außenachsige Zahnradpumpe ausgebildete Druckflüssigkeitspumpe (20) an der Zwischenwand (4) angeordnet und innerhalb des feststehenden Getriebegehäuses (2) von dem dichtend in dieses hineinragenden rückwärtigen Ende des rotierenden Wandlergehäuses (22) antreibbar ist.

6. Verbundgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Sumpfes von einem an der Unterseite des stationären Gehäuses angeordneten Wärmetauscher (62) gebildet ist.