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Hydrodynamisch-mechanisches
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Getriebe für Kraftfahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf ein hydrodynamisch-mechanisches
Getriebe für Kraftfahrzeuge, das aus einem Drehmomentwandler und einem nachgeschalteten
Planetengetriebe mit den einzelnen Getriebeelementen zur Einschaltung der verschiedenen
Getriebegänge zugeordneten, hydraulisch betätigbaren Schaltgliedern besteht, wobei
das Planetengetriebe ein erstes,über eine erste Kupplung mit dem Turbinenrad des
Drehmomentwandlers verbindbares Sonnenrad, ein zweites, über eine zweite Kupplung
mit dem Turbinenrad verbindbares Sonnenrad, einen Planetenträger, der über eine
dritte Kupplung unter Umgehung des Drehmomentwandlers direkt mit dessen den Antrieb
bildenden Pumpenrad verbindbar ist und auf dem erste und zweite, miteinander und
mit den Sonnenrädern im Eingriff stehende Planetenräder gelagert sind, und ein den
Abtrieb bildendes Ringrad aufweist, das mit den mit dem zweiten Sonnenrad kämmenden
ersten Planetenrädern im Eingriff steht, und wobei die Schaltglieder neben den drei
Kupplungen zwei Bremsen enthalten, von denen eine erste auf den Planetenträger und
eine zweite auf eine das zweite Sonnenrad mit der zweiten Kupplung verbindende Kupplungsglocke
einwirkt.
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Mit solchen Getrieben lassen sich auf relativ engem Raum vier Vorwärtsgänge
und ein Rückwärtsgang verwirklichen, wobei der vierte Vorwärtsgang eine Übersetzung
der Abtriebswelle in's Schnelle bringt (overdrive). Ein weiterer Vorteil bei diesen
Getrieben besteht darin9 daß beim Betätigen der dritten Kupplung im dritten und
vierten Gang eine teilweise bzw. vollständige Überbrückung des mit Schlupfverlusten
arbeitenden, andererseits jedoch Drehmomentungleichförmigkeiten des Bntriebsmotors
hydrodynamisch dämpfenden Drehmomentwandlers erreicht werden kann.
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Bekannte Ausführungen solcher Getriebe (DT-OS 16 25 124 und 25 13
570) sind als sogenannte durchtreibende Getriebe ausgelegt, bei denen also der Antrieb
an einem Ende und der Abtrieb an dem anderen Ende erfolgt. Solche Ausführungen sind
jedoch für Kraftfahrzeuge, bei denen Motor und Getriebe unmittelbar hintereinanderliegen,
im Hinblick auf eine günstige Anordnung eines das Ichsgetriebe antreibenden Ritzels
unvorteilhaft. Ganz besondere Schwierig keiten ergeben sich dann, wenn ein solches
Motor Getriebe-AggreS gat in Queranordnung im Fahrzeug untergebracht werden soll.
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Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin,
diese Nachteile und Schwierigkeiten zu beheben und ein Getriebe der eingangs genannten
Bauart zu schaffen, das in Reihe mit einem Antriebsmotor und zudem in Querbauweise
des Antriebsag gats in einem Fahrzeug verwendet werden kann.
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Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung dadurch, daß
die Bremsen als Lamellenbremsen ausgebildet sind, deren gehäusefeste Lamellen in
einem die erste und zweite Kupplung sowie die Kupplungsglocke übergreifenden, hohlzylindrischen
Gehäuse-Tragarm gelagert sind, und daß das Ringrad durch eine konzentrisch den Gehäuse-Tragarm
umgebende Abtriebswelle mit einem zwischen dem Drehmomentwandler und den Planetengetriebe
angeordneten Abtriebsritzel verbunden ist. Eine solche sogenannte rücktreibende
Bauweise ermöglicht
eine günstige Anordnung des Bchsgetriebes und
der Achswellen und schafft somit die Voraussetzungen für den Einsatz dieses Getriebes
bei in Quer- oder Längsanordnung zusammengebauten Motor-Getriebe-Aggregaten in Kraftfahrzeugen.
Dabei wird die rücktreibende Bauweise mit dem zwischen dem Planetengetriebe und
dem Drehmomentwandler angeordneten Abtriebsritzel erst durch die busbildung der
Bremsen als Lamellenbremsen möglich, die an dem die Kupplungen und die Kupplungsglocke
übergreifenden Gehäuse Tragarm abgestützt sind und die von der konzentrisch den
Gehäuse-Tragarm umgebenden kbtriebswelle übergriffen werden. Gleichzeitig ermöglicht
dieser hohlzylindrische Gehäuse-Tragarm eine günstige Unterbringung der Leitungen
zur Zuführung des die Bremsen und Kupplungen beaufschlagenden hydraulischen Druckmittels.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand
eines schematischen Längsschnittes durch das Getriebe gezeigt, das im folgenden
näher erläutert wird In der Zeichnung ist lIlib 1 ein hydrodynamischer Drehmomentwandler
und mit 2 ein Planeten oder Umlaufrädergetriebe bezeichnet. Der Drehmomentwandler
1 besteht im wesentlichen aus einem von einer Motorwelle 3 angetriebenen Pumpenrad
4, einem Turbinenrad 5 und einem mittels eines Freilaufes 7 am Gehäuse 25 abgestützten
Leitrad 6. Das Turbinenrad 5 ist mit einer hohlen Turbinenwelle 8 verbunden, die
zu zwei in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel nebeneinanderliegenden Kupplungen
9 und 10 führt. Dabei verbindet die erste Kupplung die Turbinenwelle 8 mit einem
zu dem ersten Sonnenrad 11 des Planetengetriebes 2 führenden Getriebeteil 29, während
die zweite Kupplung 10 über eine Kupplungsglocke 27 die Verbindung zu einem zweiten
Sonnenrad 12 herstellt.
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Das Planetengetriebe 2 weist mehrere Paare von über den Umfang verteilten
ersten und zweiten Planetenrädern 13 und 14 auf, von denen die ersten mit dem zweiten
Sonnenrad 12 und die zweiten mit den ersten Sonnenrad 11 im Eingriff stehen. Die
Planetenräder 13 und 14
kämmen jeweils paarweise miteinander und
sind auf einem Planetenträger 18 drehbar gelagert, der durch einen Freilauf 19 gegenüber
dem Gehäuse abgestützt ist. Die ersten Planetenräder 13 stehen außerdem mit einem
innenverzahnten Ringrad 15 im Eingriff, das über eine Ibtriebswelle 16 mit einem
Abtriebsritzel 28 zum Antrieb eines hier nicht weiter gezeigten Achsgetriebes in
Verbindung steht. Am lußenumfang des Ringrades 15 ist noch eine Verzahnung 17 zum
Eingriff einer hier ebenfalls nicht gezeigten Parksperrenanordnung vorgesehen.
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An einem lii 26 des Planetenträgers 18 greift eine als Lamellen bremse
ausgebildete Bremse 22 an, die am Innenunfang eines hohlzylindrischen, die erste
und die zweite Kupplung 9, 10 sowie die Kupplungsglooke 27 übergreifenden Gehäuse-Tragarm
24 abgestützt ist. Bine zweite Lamellenbremse 23, die an der Kupplungsglocke 27
angreift, stützt sich ebenfalls an diesem Gehäuse-Tragarm ab.
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Schließlich dient der Gehäuse-Tragarn 24 auch zur Iufnabie der Leitungen
zur Zuführung des hydraulischen DTucksittels für die Beaufschlagung der Kupplungen
9, 10 und der Bremsen 22 und 23.
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Wie aus der Zeichnung weiter hervorgeht, umgibt die oben bereits erwähnte
dbtriebswelle 16 den Gehäuse-Tragarm 24 konzentrisch, so daß das Abtriebsritzel
28 lagegunstig zwischen den Drehnonentwandler 1 und den Planetengetriebe 2 angeordnet
werden kann.
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Durch das Innere der Turbinenwelle 8 ist schließlich noch eine sentrale
Welle 20 hindurchgefunrt, die die Motorwelle 3 über eine dritte Kupplung 21 mit
dem Planetenträger 18 verbindet.
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Mit diesen in der Zeichnung schenatisch gezeigten Planetengetriebe
nach Ravigneaux lassen sich nun durch entsprechende hydraulische Betätigung der
Schaltglieder insgesamt vier Vorwärtagän&e und ein Rückwärtsgang entsprechend
der nachfolgenden Tabelle einstellen, in der die in den einzelnen Gängen betätigten
Schaltglieder durch
ein x gekennzeichnet sind.
| Schalt- |
| \glieder |
| 1 9 i0 21 22 2 19 |
| 3a x E |
| 3b 1 (1) 1 |
| 4 1 |
| R 1 |
Nach dieser Tabelle wird der erste Getriebegang durch Einschalten der ersten Kupplung
9 erreicht. Die Drehmomentreaktion des Planetengetriebes 2 erfolgt dabei über den
Planetenträger 18, der während der Beschleunigungsperiode durch den Freilauf 19
festgelegt ist. Diese Bremswirkung kann, insbesondere beim Lastbetrieb, zusätzlich
durch die Bremswirkung der ersten Lamellenbremse 22 unterstützt werden, die eine
Bremswirkung in beiden Drehrichtungen und somit auch einen Motorbremsbetrieb ermöglicht.
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Der zweite Vorwärtsgetriebegang wird bei eingeschalteter erster Kupplung
9 durch Festlegung des zweiten Sonnenrades 12 eingestellt, und zwar durch Beaufschlagung
der zweiten Lamellenbremse 23, die dabei die Kupplungsglocke 27 festhält.
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Im dritten oder direkten Getriebegang wird die zweite Lamellenbremse
23 gelöst und dafür entweder die zweite Kupplung 10 oder die dritte Kupplung 21
oder aber auch alle beide Kupplungen gemeinsam mit Druckmittel beaufschlagt. Durch
das Anziehen der Kupplungen erfolgt eine Verblockung des gesamten Planetengetriebes,
das als
Block umläuft und bei einem Übersetzungsverhältnis von 1
: 1 die Abtriebswelle 16 direkt mit der Turbinenwelle 8 bzw. der zentralen Welle
20 verbindet. Die beiden verschiedenen Schaltmöglichkeiten des dritten Getriebeganges
sind in der Tabelle mit 3a und 3b angegeben, die sich dadurch unterscheiden, daß
in dem ersten Fall die Drehmomentübertragung ohne Leistungsverzweigung und im zweiten
Fall mit Leistungsverzweigung und teilweiser Überbrückung des Drehmomentwandlers
1 erfolgt.
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Im vierten Vorwärtsgang, der eine Übersetzung der Abtriebswelle 16
in's Schnelle bringt, wird neben der dritten Kupplung 21 noch die zweite Lamellenbremse
23 beaufschlagt, die das zweite Sonnenrad 12 festlegt. In diesem Gang wird der Drehmomentwandler
1 mit den darin infolge Schlupf auftretenden Verlusten vollständig überbrückt und
eine direkte Einspeisung des Notordrehmomentes in das Planetengetriebe 2 auf rein
mechanischem Wege über die zentrale Welle 20 bewirkt. Ggf. kann in diesem Übertragungsweg
noch eine Uberholkupplung eingeschaltet sein, die im Schubbetrieb den Antriebsmotor
von den Antriebsrädern abkuppelt und so für eine weitere Kraftstoffeinsparung sorgt.
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Der Rückwärtsgang wird schließlich dadurch verwirklicht, daß die zweite
Kupplung 10 und die erste Lamellenbremse 22 eingeschaltet werden, wobei sich an
den zwischen dem zweiten Sonnenrad 12 und dem innenverzahnten Ringrad 15 kämmenden
ersten Planetenrädern 13 eine Drehrichtungsumkehr für die Abtriebswelle 16 ergibt.
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Dadurch, daß die den Drehmomentwandler 1 voll überbrückende dritte
Kupplung 21 in das Planetengetriebe 2 eingebaut werden konnte, ist der Wandler relativ
einfach aufgebaut und es ergeben sich nur verhältnismäßig geringe Schleppveriuste
dieser dritten Kupplung im ersten, zweiten und R(Lckwärtsgang. Das Getriebe ist
in der sogenannten ruckkehrenden Bauweise ausgeführt worden, die sich für LEngs-
und Qtieranordnung eines aus Motor und Getriebe zusaniengesetzte Antriebsaggregats
eignet.