DE2740741C2

DE2740741C2 - Hydrodynamisch-mechanisches Verbundgetriebe

Info

Publication number: DE2740741C2
Application number: DE2740741A
Authority: DE
Inventors: Henri Frontenay-Aux-Roses Lachaize
Original assignee: Automobiles Citroen SA
Current assignee: Automobiles Citroen SA
Priority date: 1976-09-09
Filing date: 1977-09-09
Publication date: 1984-12-13
Also published as: DE2740741A1; ES462200A1; FR2364380B1; US4177694A; FR2364380A1

Description

triebs- bzw. Pumpenrad 4 und einem angetriebenen Turbinenrad 5 besteht Das Pumpenrad 4 ist mit einem Gehäuse 6 einstückig ausgebildet, in das es sich hinein erstreckt Das Gehäuse 6. das — wie später beschrieben — durch Versorgungskanäle mit einem Druckströmungsmittel gefüllt ist steht mit der Antriebswelle 1 in Verbindung.

Außerdem besitzt das Verbundgetriebe eine Wendeeinrichtung, die aus einem Planetengetriebe 7 besteht dessen Funktion beim Vorwärts- und Rückwärtslauf durch je eine Schaltkupplung 9 und Bremse 8 bestimmt wird, wobei diese aus Reibungselementen bestehen. Die Teile 7,8 und 9 sind im Inneren des Gehäuses 6 angeordnet

Das Planetengetriebe 7 besteht aus einem Eingangskegelrad 10, einem Ausgangskegelrad 11 und Planeten-Kegelrädern 12, die an einem Planetenradträger 13 angeordnet sind und mit den Kegelrädern 10 und 11 in Eingriff stehen. Das Eingangskegelrad 10 ist auf einem Ring 14 frei drehbar gelagert der außen die Ausgangswelle 2 trägt Das Ausgangskegelrad 11 wirkt bei der Drehung mit der Ausgangswelle 2 durch Nuten 15 zusammen. Der Planetenradträger 13 ist frei drehbar und auf einer zylindrischen Auflagefläche 11a zentriert, während das Turbinenrad 5 der Hydraulikkupplung 3 durch Nuten 16 mit dem Eingangskegelrad 10 drehfest verbunden ist

Das Planetengetriebe 7 ist im wesentlichen in der Mitte der Hydraulikkupplung 3 angeordnet. Die Ausgangswelle 2 ist in bezug auf das Gehäuse 6 zentriert und damit im Bezug auf die Eingangswelle 1 durch eine Führungshülse 17 ausgerichtet, die mit einem Teil des Mechanismus, z. B. einem Gehäuse.verbunden ist.

Wie bereits erwähnt worden ist, werden die hydraulisch gesteuerte Schaltkupplung und Bremse für den Vorwärts- und den Rückwärtslauf durch Reibungselemente 8 und 9 gebildet wobei die beiden Schaltelemente auf beiden Seiten des Planetengetriebes 7 angeordnet sind.

Für die Reibungskupplung 9 trägt das Turbinenrad 5 auf der entgegengesetzten Seite zum Pumpenrad 4 eine mit dem Eingangskegelrad 10 verbundene radiale Scheibe 18, die in einen etwa zylindrischen axialen Teil 19 ausläuft, der eine seitlich offene Ausnehmung bildet Ein Scheibenkolben 20, der auf einem Ring 21 zentriert ist, ist auf dem Teil 19 in dessen Ausnehmung axial verschiebbar angeordnet, um eine Kammer 22 mit veränderbarem Volumem zu bilden. Die axiale Verschiebung des Kolbens 20 gegenüber der Scheibe 18 wird außerdem durch zylindrische Blöcke 20a geführt, die in Sackbohrungen 18a verschiebbar sind, die entsprechend in der Scheibe 18 ausgebildet sind. Diese Teile 18a und 20a bewirken außerdem eine drehfeste Anordnung des Kolbens 10 in bezug auf die Scheibe 18.

In die Kammer 22 erstreckt sich eine Kupplungsscheibe 23, die Reibbeläge 24 und 25 trägt und mit der genuteten Außenseite 26a einer Scheibe 26 in Eingriff steht, die ihrerseits durch Nuten 26b mit der Ausgangswelle 2 zusammenwirkt, so daß die Kupplungsscheibe drehfest mit dieser Ausgangswelle 2 verbunden ist.

Das Turbinenrad 5 'st auf diese Weise sowohl mit dem Eingangskegelrad 10 des Planetengetriebes 7 als auch mit der Reibungskupplung 9 in fester Antriebsverbindung.

Bezüglich der Reibungsbremse 8 für den Rückwärtslauf ist der Planelenträger 13 mit einer radialen Scheibe 27 versehen, die etwa symmetrisch zur Scheibe 18 in bezug auf die Hydraulikkupplung 3 angeordnet ist. Die Scheibe 27 besitzt ebenfalls einen axialen äußeren Verlängerungsteil 28, der eine Gleitfläche für einen Scheibenkolben 29 bildet der auf einem Ring 30 zentriert ist Blöcke 29a und zylindrische Ausnehmungen 27a sind in entsprechender Weise am Kolben und an der Scheibe vorgesehen und vervollständigen die Kolbenführung an der Scheibe, wobei sie außerdem für eine drehfeste Verbindung sorgen. Der Kolben 29 bildet daher mit der Scheibe 27 eine Kammer 31 mit veränderbarem VoIumen, in die sich eine Reibscheibe 32 erstreckt die Reibbeläge 33 und 34 trägt die mit der Scheibe 27 und dem Kolben 29 zusammenwirken können. Die Scheibe steht außerdem in der Mitte mit dem genuteten Teil 35a eines Ringes 35 in Eingriff, wobei dieser Ring 35 mit dem festen Teil 17 durch inere Nuten 356 zusammenwirkt

Jeder Kolben 20 und 29 ist außerdem mit einer öffnung 36 bzw. 37 versehen. Die Öffnung 36 verbindet die Kammer 22 mit dem Inneren des Gehäuses 6, wobei eine Rückschlagklappe 38 diese Verbindung nur in Richtung von der Kammer 22 zum Gehäuse 6 gestattet, so daß in dieser Richtung ein Durchgang für ein Druckströmungsmittel ermöglicht wird.

Ebenso ermöglicht die öffnung 37, die mit einer Rückschlagklappe 39 versehen ist, eine Durchgangsverbindung von der Kammer 31 zum Inneren des Gehäuses 6.

Wie sich aus der weiteren Beschreibung noch im einzelnen ergibt ist daher die der Kammer 22 bzw. 31 abgewandte Stirnseite jedes Kolbens 20,29 mit dem im Gehäuse 6 herrschenden Strömungsmitteldruck beaufschlagt.

Die Ausgangswelle 2 ist außerdem hohl ausgebildet. In ihrem Inneren weist die Ausgangswelle 2 eine rohrförmige Hülse 40 auf, die über wenigstens einen Teil der Wellenlänge eine Umfangsleitung 41 bildet, die eine Druckströmungsmittel-Einlaßöffnung 42 mit einer Druckströmungsmittel-Auslaßöffnung 43 verbindet. Die Einlaßöffnung 42 mündet in eine Nute 44, die an der Außenseite der Ausgangswelle 2 ausgebildet ist. Die Nute ist wahlweise durch einen Steuerverteiler 45 mit einer Druckströmungsquelle 46 oder einem Behälter 47 verbindbar. Die Ausgangsöffnung 43 ist mit der Kammer 22 verbunden. Außerdem ist zwischen der Ausgangswelle 2 und der Führungshülse 17 eine Umfangsleitung 48 vorgesehen, die es ermöglicht, eine Verbindung zwischen der Kammer 31 sowie durch den Verteiler 45 wahlweise mit der Quelle und dem Behälter 47 herzustellen. Die Wahl der durch den Verteiler 45 hergestellten Verbindungen ist derart, daß, wenn die Kammer 22 mit der Quelle 26 verbunden ist, die Kammer 31 mit dem Behälter 47 verbunden ist und umgekehrt.

Eine kalibrierte Auslaßöffnung 49a ist in der Bodenwand 49 der rohrförmigen Hülse 40 vorgesehen und ermöglicht ein Ausströmen der Flüssigkeit aus dem Gehäuse 6 in das Innere der Ausgangswelle 2 bis zum Behälter 47.

Die Arbeitsweise des Verbundgetriebes ist folgendermaßen:
Beim Vorwärtslauf wird der Verteiler 45 derart eingestellt, daß die Leitung 48 mit der Druckströmungsmittelquelle 46 und die öffnung 42 mit dem Behälter 47 in Verbindung steht. Daher fließt Druckströmungsmittel in die Kammer 31. Dieses Druckströmungsmittel fließt dann über die Öffnung 37 in das Gehäuse 6 und hebt dabei die Rückschlagplatte 39 ab, die mit einer Rückholfeder 50 versehen ist. Diese Strömung ist aufgrund des ständigen Austritts von im Gehäuse 6 enthaltenen Druckströmungsmittel durch die kalibrierte öffnung

49a möglich, so daß ein bestimmter Druck in der hydrokinetischen Kupplung 3 möglich ist, wobei diese Strömung außerdem einen Kühlmittelkreislauf bildet. Der Strömungsmitteldruck in der Kammer 31 ist wegen des leichten Ladungsverlustes über die Klappe 39 größer als der Druck, der in dem Gehäuse 6 herrscht. Dieser schiebt den Kolben 29 axial von der Scheibe 27 weg, so daß die Scheibe 32 nicht festgehalten wird.

Gleichzeitig wird durch die Verbindungen im Verteiler 45 die Kammer 42 mit dem Behälter 47 (Öffnung 43, Leitung 41, Öffnung 42 und Nute 44) verbunden. Der in dem Gehäuse 6 herrschende Strömungsmitteldruck wirkt auf den Kolben 20 derart, daß er an der Scheibe 18 zur Anlage kommt, wodurch die Kupplungsscheibe 23 zwischen der Scheibe 18 und dem Kolben 20 festgehal- !5 ten wird. Die Scheibe 18 ist daher durch den Ring 26 drehfest mit der Kupplungsscheibe 23 und der Ausgangswelle 2 verbunden, wodurch auch die Kegelräder 10 und 11 drehfest verbunden sind. Das auf das Turbinenrad 5 übertragene Drehmoment wird auf diese Weise von der Kupplungsscheibe 23 und dem Ring 26, dem Eingangskegelrad 10, den Planetenrädern 12 und dem Ausgangskegelrad 11, die sich gemeinsam drehen, auf die Ausgangswelle 2 übertragen.

Beim Rückwärtslauf wird der Verteiler 45 derart eingestellt, daß die Quelle 46 über die Nute 44, die Öffnung 42, die Leitung 41 und die Öffnung 43 die Kammer 22 speist, während die Kammer 31 mit dem Behälter 47 über die Leitung 48 verbunden ist.

Da die Rückschlagklappe 38 für ihren Sitz ebenfalls 30 mit einer Rückholfeder versehen ist, erfolgt das Ausströmen des Druckströmungsmittels aus der Kammer 22 in das Gehäuse 6 durch die Öffnung 36 mit einem Ladungsverlust, der durch die mit einer Rückstellkraft beaufschlagte Rückschlagklappe verursacht wird. Da- 35 durch entsteht in der Kammer 22 ein Druck, der größer ist als der im Gehäuse 6 herrschende Druck. Dieser Differenzdruck bewirkt, daß der Kolben 20 zurückgeschoben wird und sich von der Scheibe 18 entfernt, so daß die Kupplungsscheibe 23 nicht mehr festgehalten 40 wird. Da gleichzeitig die Kammer 31 geöffnet ist, wirkt das Druckströmungsmittel in der Kammer 6 auf den Kolben 29 und legt ihn an der Scheibe 27 an. Die Reibscheibe 32 wird somit zwischen der Scheibe 27 und dem Kolben 29 festgehalten. Die Scheibe 27 ist daher in be- 45 zug auf die Führungshülse 17 festgelegt. Hierdurch ist auch der Planetenträger 13, der mit der Scheibe 27 verbunden ist, festgelegt, während die von ihm frei drehbar getragenen Planetenräder vom Eingangskegelrad 10 angetrieben werden, das vom Turbinenrad 5 gedreht 50 wird. Die Planeter.räder !2 drehen daher das mit der Ausgangswelle 2 drehfest verbundene Ausgangskegelrad 11 entgegengesetzt zum Eingangskegelrad 10. Die Ausgangswelle 2 wird daher entgegengesetzt zum Turbinenrad 5 gedreht Die Drehgeschwindigkeit ist da- 55 durch beim Rückwärtslauf der Ausgangswelle 2 genauso groß wie beim Vorwärtslauf. Diese Anordnung ist insbesondere für bestimmte Fahrzeuge vorteilhaft, bei denen der Vorwärtslauf und der Rückwärtslauf gewissermaßen symmetrisch verwendet werden. 60

In Abwandlung der vorbeschriebenen Ausführungsform können beispielsweise die hydraulisch gesteuerte Kupplung 9 und Bremse 8 auch aus Wellenkupplungen oder — im Falle von Reibungskupplungen — aus Scheibenpaketen bestehen. 65

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 klappe (38,39) für einen Durchgang des Strömungs-Patentansprüche: mittelsvonderKammerzumGehäuseverbundenisL

1. Hydrodynamisch-mechanisches Verbundgetrie-

be, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer Wen- s

deeinrichtung, die einer hydrokinetischen Kupplung Die Erfindung betrifft ein hydrodynamisch-mechani-

nachgeschaltet ist, wobei die Wendeeinrichtung aus sches Verbundgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeu-

einem Planetengetriebe mit Kegelrädern sowie aus ge, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

mindestens einer hydraulisch betätigten Reibungs- Bei einem solchen Getriebe bestimmen die hydroki-

Schaltkupplung sowie aus einer Bremse besteht, mit io netische Kupplung sowie Kupplungseinrichtungen zwi-

denen Glieder des Planetengetriebes entweder an sehen der hydrokinetischen Kupplung, der Wendeein-

das Turbinenrad, an das Gehäuse oder untereinan- richtung und der Ausgangswelle die Betriebszustände

der festlegbar sind, dadurch gekennzeich- »Vorwärtslauf« oder »Rückwärtslauf« des Getriebes,

net, daß Ein Verbundgetriebe der im Oberbegriff des Anspru-

15 ches 1 vorausgesetzten Art ist aus der GB-PS 6 85 877

a) das Planetengetriebe (7) im wesentlichen in der bekannt Bei diesem bekannten Getriebe sind neben ei-Mitte der hydrokinetischen Kupplung (3) ange- nem Rückwärtsgang fünf Vorwärtsgänge vorgesehen, ordnet ist, wobei der Rückwärtsgang gegenüber dem direkten

b) das Turbinenrad (5) sowohl mit dem Eingangs- Gang mit 1 :3 übersetzt ist Wollte man in diesem Falle kegelrad (10) des Planetengetriebes als auch mit 20 den an sich großen Aufwand für die vielen vorgeseheder einen Kupplungshälfte (18) der einzigen nen Vorwärtsgänge reduzieren und würde man darüber Schaltkupplung (9) in fester Antriebsverbin- hinaus auch noch den zusätzlichen Versuch machen, für dung steht, den Rückwärtsgang ein Übersetzungsverhältnis von

c) die Ausgangswelle (2) sowohl mit dem Aus- 1 :1 zu erreichen, dann könnte man damit zwar eine gangskegelrad(ll)des Planetengetriebes (7) als 25 gewisse Verringerung der Abmessungen der dort vorauch mit der anderen Hälfte (23) der einzigen handenen Doppelplanetstufe herbeiführen, wobei je-Schaltkupplung (9) in fester Antriebsverbin- doch noch ein unerwünscht großer Konstruktionsaufdung steht, wand für diese bekannte Ausführungsform verbliebe.

d) mit der Bremse (8) der Planetenradträger (13) Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein am Gehäuse (6) festlegbar ist. 30 Verbundgetriebe der im Oberbegriff des Anspruches 1

vorausgesetzten Art zu schaffen, das sich bei gleichen

2. Verbundgetriebe nach Anspruch 1, dadurch ge- Übersetzungsverhältnissen für Vorwärts- und Rückkennzeichnet, daß die Schaltkupplung und die Brem- wärtslauf gegenüber der bekannten Ausführung vor alse für Vorwärts- und Rückwärtslauf auf beiden Sei- lern durch seinen einfacheren, platzsparenden Aufbau ten des Planetengetriebes (7) angeordnet sind und 35 auszeichnet.

auch die Bremse (8) als hydraulisch betätigte Rei- Erfindungsgemäß wird dies durch die Kombination

bungsbremse ausgebildet ist. der kennzeichnenden Merkmale a) bis d) des Anspru-

3. Verbundgetriebe nach Anspruch 2, dadurch ge- ches 1 erreicht.

kennzeichnet, daß die eine Kupplungshälfte (18) der Aus der US-PS 26 30 023 sind nun zwar die kenn-Schaltkupplung (9) für den Vorwärtslauf durch eine 40 zeichnenden Merkmale a) und d) des Anspruches 1 beradiale Scheibe (18) gebildet wird sowie einen KoI- reits an sich bekannt; hier ist jedoch vor allem zu beachben (20) enthält, der relativ zur Scheibe axial ver- ten, daß als Planetengetriebe ein Stirnradgetriebe vorstellbar ist und mit dieser eine Kammer (22) verän- handen ist, das bereits einen anderen inneren Gesamlderbaren Volumens bildet, in die sich die mit der aufbau des Getriebes mit sich bringt.
Ausgangswelle (2) drehfest verbundene Kupplungs- 45 Durch die erfindungsgemäße Ausbildung und Anordscheibe (23) erstreckt. nung der wesentlichen Elemente innerhalb des Getrie-

4. Verbundgetriebe nach Anspruch 2 oder 3, da- bes ergibt sich ein äußerst kompakter und doch einfadurch gekennzeichnet, daß die Reibungsbremse (8) eher Aufbau, wobei der Kraftfluß im Direktantrieb über für den Rückwärtslauf eine radiale Scheibe (27) ist, die eine Kupplungshäifte direkt auf die Ausgangsstelle die mit dem Planetenradträger (13) verbunden ist, 50 erfolgt, ohne daß dabei das Planetengetriebe belastet und einen Kolben (29) enthält, der relativ zur Schei- wird. Dieses erfindungsgemäße Verbundgetriebe ist bebe axial verstellbar ist und mit dieser eine Kammer sonders gut auf dem Kraftfahrzeugsektor verwendbar.
(31) veränderbaren Volumens bildet, in die sich eine Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind Kupplungsscheibe (32) erstreckt, die mit einem fe- Gegenstand von Unteran:sprüchen und ergeben sich aus sten Teil (35,17) des Getriebes verbunden ist. 55 der folgenden Beschreibung eines anhand der Zeich-

5. Verbundgetriebe nach Anspruch 3 oder 4, da- nung erläuterten Ausführungsbeispieles.

durch gekennzeichnet, daß die der Kammer (22,31) Die einzige Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch

abgewandte Stirnseite jedes Kolbens (20, 29) mit ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Ver-

dem in dem Getriebegehäuse (6) herrschenden Strö- bundgetriebes.

mungsmitteldruck beaufschlagt ist. eo Wie in der Zeichnung veranschaulicht ist, befindet

6. Verbundgetriebe nach einem der Ansprüche 3 sich das hydrodynamisch-mechanische Verbundgetriebis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kammer be zwischen einer Antriebswelle 1,/.. B. der Kurbel welle (22, 31) wahlweise mit einer Oruckströmungsiniltel- eines Kraftfahrzeugs, und einer angetriebenen Aiisquelle (46) oder einem Behälter (47) derart verbind- gangswelle 2, die koaxial zur Welle 1 angeordnet und bar ist, daß die eine Kammer mit der Quelle in Ver- 65 dazu bestimmt ist, in an sich bekannter Weise die Anbindung steht, wenn die andere mit dem Behälter triebselemente (Räder, Raupen usw.) des Kraftfahrverbunden ist und umgekehrt, und daß jede Kammer zeugs anzutreiben. Der Mechanismus hat eine hydroki-(22, 31) mit dem Gehäuse (6) über eine Rückschlag- netische bzw. Hydraulikkupplung 3, die aus einem An-