DE2928191A1 - Getriebeaggregat fuer motorfahrzeuge - Google Patents
Getriebeaggregat fuer motorfahrzeugeInfo
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Patentanwälte Dipl.-Ing. H. Weickmann, Dipl.-Pkys.
Dipl.-Ing. F. AAYeickmann, Dipl.-Chem. B. Huber
Dr. Ing. H. Liska
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· D-
8 000 MÜNCHEN 86, DEN
POSTFACH 860 820
MÜHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22
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Orbassano (Turin;
Orbassano (Turin;
Italien
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Die Erfindung betrifft ein Getriebeaggregat für Motorfahrzeuge mit einer Antriebswelle, mit einer Abtriebswelle zur Verbindung des1 Getriebeaggregats mit den .-kntriebsorganen
des Fahrzeuges sowie mit einem die Antriebswelle und die Abtriebswelle miteinander verbindenden Wechselgetriebe
mit automatisch veränderbarem Übersetzungsverhältnis. _ '"-. -
Bei bekannten Automobilen, die mit Getriebeaggregaten der vorstehend beschriebenen Art ausgestattet sind, wird die
beim Anfahren von dem Motor auf die Räder, d.h. die eigentlichen Antriebsorgane übertragene Leistung gänzlich über
das Wechselgetriebe mit veränderbarem Übersetzungsverhältnis geleitet/Letzteres muß infolgedessen so dimensioniert
sein, daß es die beim Anfahren auftretenden hohen Drehmomente
zu übertragen imstande istjdabei handelt es sich um Betriebsbedingungen, die im Grunde nur während eines ausserordentlich
geringen Teiles der Gesamtbetriebszeit des Getriebeaggregats auftreten.
Die bekannten Getriebeaggregate sind infolgedessen - bezogen
auf den Normalbetrieb des Fahrzeuges, d.h. auf die Betriebsbedingungen, in denen das Fahrzeug keiner starken
Beschleunigung unterliegt - überdimensioniert.
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Diese Betrachtungen gelten nicht nur für Kraftfahrzeuge wie Personenkraftfahrwagen und Lastkraftwagen sondern
auch für andere erdgebundene Fahrzeuge wie landwirtschaft-. liehe Traktoren und Erdbewegungsmaschinen. Das gleiche
gilt für Wasserfahrzeuge mit Schraubenantrieb, die einen Motor mit konstanter Geschwindigkeit und eine Vorrichtung
zur änderung der Rotationsgeschwindigkeit der Schiffsschraube besitzen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Getriebeaggregat der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei
dein das Wechselgetriebe mit veränderbarem übersetzungsverhältnis so dimensioniert sein kann, daß es nur für
die bei dem normalen Betrieb des Fahrzeuges auftretenden Drehmomente ausgelegt zu sein braucht, so daß sich im
Vergleich zu bekannten Getriebeaggregaten geringere Herstellkosten ergeben, wobei jedoch die Übertragung der Motorleistung
zu den Antriebsorganen (z.B. den Fahrzeugrädern) beim Anfahren nicht beeinträchtigt werden soll.
Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.
Bei dem Getriebeaggregat gemäß der Erfindung werden die beim Anfahrvorgang auftretenden hohen Drehmomente von dem
Motor zu den Rädern bzw. den entsprechenden andersartigen Antriebsorganen (z.B. einer Schiffsschraube) über das Festgetriebe
und die Freilaufkupplung übertragen. Die Geschwindigkeit, bei der die automatisch betätigbare Reibungskupplung
wirksam wird, ist derart festgelegt, daß das Fahrzeug bis zur Beendigung der Anfahrphase ausreichend beschleunigt
wird. Durch das Wirksamwerden der automatisch steuerbaren Reibungskupplung gewinnt das Wechselgetriebe gewissermaßen
die Oberhand gegenüber dem Festgetriebe. Dies wird durch die mit dem Festgetriebe in Reihe geschaltete Freilaufkupplung
ermöglicht.
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Der Eingang der Reihenschaltung von automatisch betätigbarer
Reibungskupplung und automatischem Wechselgetriebe ist vorzugsweise unmittelbar mit der Antriebswelle verbunden,
während der Eingang der aus dem Festgetriebe und der Freilaufkupplung bestehenden Reihenschaltung über
eine progressiv arbeitende Kupplung mit der Antriebswelle verbunden ist. Diese Kupplung kann als hydraulischer
Drehmomentwandler, als Fliehkraftkupplung oder als hy- ..
draulische Kupplung ausgebildet sein.
Die vorstehend beschriebene Anordnung eignet sich insbesondere für solche Getriebeaggregate, bei denen das Wechselgetriebe
mit veränderbarem Übersetzungsverhältnis ein Reibungsgetriebe, beispielsweise ein Getriebe .mit- dehnbaren
Riemenscheiben nach Art des Van-Doοrne-Getriebe3 mit
Metallriemen ist. Bei Getrieben dieser Art ist der 7ariationsbereich des Übersetzungsverhältnisses, die sogenannte
"Öffnung" im allgemeinen nicht sehr groß. Ihre öffnung
übersteigt den Wert 4 nur in seltenen Fällen. Bei Kraftfahrzeugen hat diese Beschränkung der "Öffnung" des
Getriebes zur Folge, daß eine relativ große Übersetzung oder ein sogenanntes "overdrive", das im Interesse einer
Kraftstoffersparnis des Fahrzeuges wünschenswert wäre,
praktisch nicht zu realisieren ist. Da die maximale Untersetzung bzw. der "kleinste Gang" des Wechselgetriebes so
ausgelegt sein muß, daß die größten Steigungen überwunden werden können und ein zügiges Anfahren möglich ist, gelangt man bei dem minimalen Untersetzungsverhältnis, bzw.
bei dem "größten Gang" kaum zu einem globalen Übersetzungsverhältnis,
das im wesentlichen dem direkten Gang eines herkömmlichen manuellen Schaltgetriebes entspricht.
Bei den erwähnten van-Doorne-Getrieben oder ähnlichen Getrieben ist üblicherweise eine Fliehkraftkupplung oder
eine hydraulische Kupplung vorgesehen, die ein weiches
Anfahren und Parkmanöver erlauben, jedoch kein zügiges Beschleunigen beim Anfahren ermöglichen.
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' - AO-
Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die progressiv arbeitende Kupplung ein hydraulischer Drehmomentwandler.
Durch ihn wird der Änderungsbereich der Übersetzungsverhältnisse gegenüber demjenigen des Wechselgetriebes
allein vergrößert. Infolgedessen ist eine bessere Beschleunigung beim Anfahren möglich. Während dieser Phase
wird das Drehmoment stromabwärts des Drehmomentwandlers
über das Festgetriebe übertragen.
Falls das Getriebeaggregat mit einem hydraulischen Drehmomentwandler
versehen ist, besitzt das Festgetriebe ein Untersetzungsverhältnis, das im wesentlichen dem Produkt aus
dem maximalen Untersetzungsverhältnis des Wechselgetriebes und dem minimalen Schlupfwert des Drehmomentwandlers entspricht.
Dadurch wird der Tatsache Rechnung getragen, daß der Drehmomentwandler
auch beim Normalbetrieb einen gewissen Schlupf besitzt, durch den die Winkelgeschwindigkeit an seiner Ausgangsseite
etwa dem 0,9-fachen Wert derjenigen der Eingangsseite entspricht. Die Geschwindigkeit, bei der die automatisch
betätigbare Reibungskupplung einrückt, ist in diesem Falle so bestimmt, daß sie dem Gleichlauf zwischen den Geschwindigkeiten
entspricht, die der Abtriebswelle von dem Festgetriebe und dem Wechselgetriebe mitgeteilt werden.Das
Wechselgetriebe gewinnt in diesem Fall die "Oberhand" über das Festgetriebe ohne irgendwelche Ruckerscheinungen.
Bei van-Doorne-Getrieben oder ähnlichen Getrieben, die mit
einer Fliehkraftkupplung ausgestattet sind, findet ein vollständiges Einkuppeln bei einer vergleichsweise großen Winkelgeschwindigkeit
statt, die in der Größenordnung von 2200 bis 2500 Umdrehungen pro Minute liegt, so daß es unmöglich
ist, das "längste" Übersetzungsverhältnis bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten beizubehalten, die Reibungskupplung
einen starken Schlupf erleidet, was wiederum zu zusätzlichem Verbrauch führt. Ein ähnlicher Nachteil ergibt
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sich auch dann, wenn statt der Fliehkraftkupplung eine hydraulische Kupplung verwendet wird.
•Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist es möglich,als
progressiv arbeitende Kupplung eine Fliehkraftkupplung oder eine hydraulische Kupplung zu verwenden, wobei der oben beschriebene
Nachteil durch ein Aggregat beseitigt wird, bei dem das Festgetriebe ein größeres Untersetzungsverhältnis
besitzt als es dem maximalen Untersetzungsverhältnis des Wechselgetriebes entspricht, und die automatisch betätigbare
Reibungskupplung eine progressiv arbeitende Kupplung ist.
Das Festgetriebe besitzt ein Untersetzungsverhältnis, das
etwa um den Faktor 1,5 größer ist als das größte Untersetzungsverhältnis
des Wechselgetriebes. Auch in diesel Falle
erhält man eine beträchtliche Vergrößerung der "Öffnung"
des Getriebeaggregats, da ein festes Untersetzungsverhältnis bzw. ein kleinster Gang existiert, der unter dem Variationsbereich des veränderbaren Übersetzungsverhältnisses
des Wechselgetriebes liegt, woraus auch eine Vergrößerung des Anfahrmomentes resultiert.
In dem zuletzt beschriebenen Fall ist es notwendig, daß die_
automatisch betätigbare Reibungskupplung eine progressiv arbeitende Kupplung ist, die einen weichen Übergang von dem
Getriebe mit festem Übersetzungsverhältnis zu dem Wechselgetriebe
mit variablem Übersetzungsverhältnis erlaubt, da zwischen beiden ein "Sprung" im Übersetzungsverhältnis
liegt.
Das Vorhandensein eines kleinen Ganges mit festem Übersetzungsverhältnis ermöglicht es, den Variatiansbereieh des
Übersetzungsverhältnisses, d.h. die "Öffnung" des Wechselgetriebes
in Richtung auf größere Übersetzungsverhältnisse zu schieben, so daß das Wechselgetriebe in weit höherem
Maße als üblich in der Lage ist, einen Overdrive-Effekt zu erzielen. " - :
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Sobald das Wechselgetriebe mit variablem Übersetzungsverhältnis
eingeschaltet ist, kann das größte Übersetzungsverhältnis beibehalten werden, ohne daß die progressiv ar-.beitende
Kupplung einen Schlupf erfährt, da sie durch die direkte Verbindung zwischen Motor und Wechselgetriebe ausgeschaltet
ist.
Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der in den Zeichnungen
dargestellten Ausführungsbeispiele:
Fig. 1, 2 und 3 zeigen drei unterschiedliche Ausführungsformen von Getriebeaggregaten für Kraftfahrzeuge.
Die in den Zeichnungen dargestellten Getriebeaggregate sind für Kraftfahrzeuge mit Frontantrieb und querliegendem Motor
bestimmt. In den Zeichnungen sind nur die zum Verständnis der Erfindung notwendigen Teile dargestellt, so daß beispielsweise
Wälzlager, Dichtungen und dergleichen in der Darstellung fehlen.
Das in Fig. 1 dargestellte Getriebeaggreagt besitzt ein in einzelne Abteilungen unterteiltes Gehäuse 10, das beispielsweise
aus einer Leichtmetallegierung besteht.
Das Gehäuse 10 umfaßt einen glockenförmigen Teil 12 mit einem Flansch 14, der zur Befestigung des Getriebeaggregats
an der Basis eines (nicht dargestellten) Verbrennungsmotors dient. Die Welle 16 des Motors bildet die Antriebswelle
des Getriebeaggregats und ist in herkömmlicher Weise mit einem Schwungrad 18 ausgestattet. An dem Schwungrad
18 ist koaxial das Gehäuse 20 eines hydraulischen Drehmomentwandlers befestigt, der in seiner Gesamtheit mit 22
bezeichnet ist.
Der Drehmomentwandler 22 beinhaltet eine mit dem Gehäuse 20 fest verbundene Pumpe 24, einen Stator 26 sowie eine
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Turbine 28. _■-"..' -
Sine Welle -30, die sich von der der Antriebswelle 16 gegenüberliegenden Seite zentral durch das Gehäuse 20 und
den glockenförmigen Gehäuseteil 12 erstreckt, ist über das Schwungrad 18 und das Gehäuse 20 drehfest mit der Antriebswelle
16 verbunden. -
Zentral durch das Gehäuse 20 und den glockenförmigen Gehäuseteil
12 erstreckt sich außerdem eine Hohlwelle 32, die drehfest mit der Turbine 28 verbunden ist.
Auf der Welle 30 ist eine Scheibe 34 aufgekeilt, die das
Antriebsteil einer Reibungskupplung bildet, die in ihrer Gesantheit mit 36 bezeichnet ist.
Das Abtriebsteil 38 der Reibungskupplung 36 ist mit einer
axial festen "Wange einer in ihrer Gesamtheit mit 40 bezeichneten dehnbaren Riemenscheibe verbunden, die koaxialfrei drehbar auf der zentralen Welle 30 angeordnet ist.
Die dehnbare Riemenscheibe 40 ist die Antriebsriemenscheibe eines automatischen Wechselgetriebes bekannter Art nämlich eines van- Doo me -Getriebes, dessen metallischer Riemen
mit 42 bezeichnet ist. Dieser Riemen 42 verbindet die Antriebsriemenscheibe 40 mit einer dehnbaren Abtriebsriemenscheibe,
die in ihrer Gesamtheit mit 44 bezeichnet ist und die drehfest mit einer parallel zur Welle 30 angeordneten
Abtriebswelle 46 verbunden ist. r
Die Hohlwelle 32 ist drehfest mit dem Antriebsteil 46 einer
weiteren Reibungskupplung verbunden, die in ihrer Gesamtheit mit 48 bezeichnet ist und die seitlich der Riemenscheibe
40 auf der zentralen Welle 30 angeordnet ist. Die Kupplung 48 ist eine Mehrscheibenkupplung.
Das Abtriebsteil 50 der Reibungskupplung 48 ist drehfest mit einem kleinen Kettenrad 52 verbunden, das Bestandteil
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eines Kettengetriebes ist,dessen Kette mit 54 bezeichnet
ist, Diese Kette 54 verbindet das kleinere Rad 42 mit einem größeren Kettenrad 56, das seitlich der Abtriebsriemenschei-.be
44 unter Zwischenfügung einer Freilaufkupplung 48 drehbar auf der Abtriebswelle 46 angeordnet ist.
In dem vorangehend beschriebenen Komplex bilden die Reibungskupplung
36 und das Wechselgetriebe 40, 42 und 44 mechanisch
eine Reihenschaltung. Parallel zu dieser Reihenschaltung ist eine zweite Reihenschaltung angeordnet, die
die Kupplung 48, das Festgetriebe 52, 54, 56 und die Freilaufkupplung 58 beinhaltet. Dieser ganze Komplex ist von
einem mit 60 bezeichneten Raumteil des Gehäuses 10 umschlossen.
Die Abtriebswelle 36 tritt seitlich des glockenföraxgen Gehäuseteiles
12 aus dem Raumteil 60 heraus und erstreckt sich in einen weiteren Raumteil 62 des Gehäuses 10, das seitlich
oder unterhalb des glockenförmigen Hauptteils 12 liegt.
In dem Raumteil 62 ist auf der Welle 46 ein Ritzel 64 aufgekeilt, das einerseits mit einem Zahnrad 46 für den Vorwärtsgang
und andererseits mit einem der Ritzel eines Doppelzahnrades 67 kämmt, dessen anderes Ritzel mit einem
Zahnrad 68 für den Rückwärtsgang im Eingriff steht.
Die beiden Zahnräder 66 und 68 für den Vorwärts- bzw. den Rückwärtsgang sind drehbar auf einer Vorgelegewelle 70 montiert, auf der eine Muffe 72 aufgekeilt ist, die zwischen
den beiden Rädern 66 und 68 axial verschiebbar ist. Diese Muffe 72 dient zur Wahl der Fahrtrichtung und ist Bestandteil
einer Doppelklauenkupplung, mittels derer das Rad 66 oder das Rad 68 selektiv drehfest mit der Vorgelegewelle
70 kuppelbar sind bzw. eine Leerlaufstellung realisierbar ist.
Auf der Vorgelegewelle 70 ist ferner ein Zahnritzel 74
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• Ab-
aufgekeilt, das mit einer Zahnkrone 78 im Eingriff steht,
die mit dem Gehäuse eines in seiner Gesamtheit mit 80 bezeichneten Differentials fest verbunden ist. Auch das Gehäuse 80 befindet sich in dem Raumteil 62 des Gehäuses 10.
Mit 82 und 84 sind zwei Ausgangswellen bezeichnet, die mit den betreffenden Planetenrädern des Differentials 80 verbunden
sind und an die die Halbachsen ankuppelbar sind,die die Bewegung zu den Vorderrädern des Kraftfahrzeuges übertragen.
Die beiden Wellen 82 und 84 verlaufen parallel zu den Wellen 30 und 46.
Im folgenden sei die Wirkungsweise des in Fig. 1 dargestellten Getriebeaggregats beschrieben, wobei weitere Einzelheiten
erläutert werden. ... -
Wenn das Kraftfahrzeug steht Und der Motor im Leerlauf
läuft, rotieren die Antriebswelle 16 und die zentrale Welle 30 mit niedriger Geschwindigkeit. _
Der Reibungskupplung 36 sind Steuermittel zugeordnet, die
auf die Winkelgeschwindigkeit der Abtriebswelle 46 und damit auf die Geschwindigkeit des Fahrzeuges ansprechen.Diese
Mittel können beispielsweise einen (nicht dargestellten)
Tachogenerator umfassen, der der Abtriebswelle 46 zugeordnet ist. -■]_■-'.
Die genannten Steuermittel sind so dimensioniert, daß die
Reibungskupplung 36 gelöst ist, wenn das Fahrzeug steht und der Motor im Leerlauf läuft, so daß die Antriebsriemenscheibe
40 des Wechselgetriebes in Ruhe ist.
Die Mehrscheibenkupplung 48 stellt eine Trennkupplung dar,
die lediglich die Funktion hat, ein Mitnehmen des Festgetriebes
52, 54, 56 und damit der Abtriebswelle 46 zu verhindern, wenn das Fahrzeug steht tuvd der Motor im Leerlauf
läuft. Es ist nämlich unter diesen Bedingungen unver-
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• IVO'
meidbar, daß die Pumpe 24 des Drehmomentwandlers 22 die Turbine 28 in einer langsamen Rotationsbewegung mitnimmt.
Wenn diese Rotationsbewegung auf die Abtriebswelle 46 -übertragen würde, wäre das Einlegen des Vorwärtsganges
oder des Rückwärtsganges mit Hilfe der Muffe 72 schwierig und geräuschvoll. Außerdem würde das Fahrzeug bei diesem
Einkuppeln einen kleinen Sprung nach vorwärts oder rückwärts machen.
Die Mehrscheibenkupplung 48 steht deshalb beispielsweise unter dem Steuereinfluß des mit der Muffe 72 verbundenen
manuellen Schalthebels, so daß siegelöst ist, wenn sich der Hebel in der neutralen Stellung befindet. Es ist auch
möglich, die Kupplung 48 unter den Steuereinfluß des Gaspedals des Fahrzeuges zu stellen, so daß sie dann gelöst
ist, wenn das Pedal ganz angehoben ist.
Sobald die Muffe 72 über den ihr zugeordneten Schalthebel derart verschoben wird, daß der Vorwärts- oder der
Rückwärtsgang eingelegt werden, oder wenn nach dieser Schaltbewegung das Gaspedal betätigt wird, greift die
Trennkupplung 48 allmählich, während die gesteuerte Reibungskupplung 36 noch gelöst ist. Auf diese Weise wird
die Bewegung der Antriebswelle 16 von der Pumpe 24 zu der Turbine 28 und von dieser über das Kettengetriebe 52, 54,
56 schließlich zu der Abtriebswelle 46 übertragen, wobei
das Untersetzungsverhältnis von der Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den Wellen 16 und 46 abhängt, während das
parallelliegende Wechselgetriebe 40, 42, 44 unwirksam ist.
Unter diesen Bedingungen kann das Fahrzeug anfahren, wobei
das anfängliche erhöhte Untersetzungsverhältnis des Getriebeaggregats durch den Drehmomentwandler 22 gegeben ist.
Dieses Untersetzungsverhältnis nimmt allmählich ab, bis schließlich die Winkelgeschwindigkeit der Turbine 28 abzüglich
des Schlupfes den gleichen Wert erreicht, wie die Winkelgeschwindigkeit der Pumpe 24. Das Untersetzungsver-
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- 2328191 • AJ-
hältnis des Kettengetriebes 52, 54, 56 ist so gewählt, daß
es diesen Schlupf "berücksichtigt. Im einzelnen ist dieses
Untersetzungsverhältnis so bemessen, daß es dem maximalen
Untersetzungsverhältnis des Wechselgetriebes 40, 42, 44, multipliziert mit dem Schlupfbeiwert des Drehmomentwandlers
22 entspricht, der normalerweise in der Größenordnung von 0,9 liegt.
Die Steuermittel der Reibungskupplung 36, die auf die Winkelgeschwindigkeit
der Abtriebswelle ansprechen, sind so tariert, daß sie die Kupplung 36 bei einer Geschwindigkeit
der Welle 46 eingreifen lassen, (die dieser über das Kettengetriebe
52,- 54, 56 mitgeteilt wird), die dem kleinsten _"
Schlupf (Schlupfbeiwert o,9) des Drehmomentwandlers 22 entspricht.
Das Einrücken der Reibungskupplung 36 bewirkt,daß
die Äbtriebswelle 46 über das Wechselgetriebe 40, 42, 44
mit im wesentlichen derselben Geschwindigkeit angetrieben
wird, die dieser Abtriebswelle 46 über das parallel wirkende Kettengetriebe 52, 54, 56 mitgeteilt wird,. d.h. es besteht Synchronismus.
Wenn die Motordrehzahl bzw. die Winkelgeschwindigkeit der
Wellen 16 una. "30- weiter- steigen, übernimmt das Wechselgetriebe
40, 42, 44 den Antrieb, während das Kettengetriebe 52, 54, 56 dank der Freilaufkupplung 58 unwirksam wird,
und keine Leistung mehr überträgt.
Von diesem Punkte an übt das Wechselgetriebe 40, 42, 44
seine normale Funktion aus, wobei sich sein Übersetzungsverhältnis unter dem Steuereinfluß der ihm zugeordneten
(nicht dargestellten) normalen Steuerorgane automatisch ändert.
Jedesmal, wenn das Fahrzeug derart verzögert wird, daß die Winkelgeschwindigkeit der Abtriebswelle 46 unter den
vorbestimmten Wert absinkt, wird die Kupplung 36 gelöst, und das Getriebeaggregat kehrt wieder in den oben für das
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Anfahren beschriebenen Betriebszustand zurück, in dem die Leistung über den Drehmomentwandler 32 und das Festgetriebe
52, 54, 56 übertragen wird.
Das in Fig. 2 dargestellte Getriebeaggregat gleicht dem Getriebeaggregat gemäß Fig. 1, ist jedoch billiger herzustellen. Diejenigen 3auteile der Darstellung gemäß Fig. 2,
die im wesentlichen mit denen des in Fig. 1 dargestellten Getriebeaggregats identisch sind, sind mit den gleichen Bezugszeichen
versehen wie diese, während analoge Bauteile, die im wesentlichen die gleiche Funktion ausüben mit Bezugszeichen
versehen sind,in dar Benennung um die Zahl 100 erhöht sind.Die Funktion derjenigen Bauteile, die in gleicher
Weise numeriert sind wie die in Fig. 1, wird nicht weiter beschrieben.
Die in Fig. 2 dargestellte Ausführunjsform unterscheidet
sich von derjenigen nach Fig. 1 durch die Tatsache, daß an dem Schwungrad 18 die Antriebsscheibe 120 einer Fliehkraft-Reibungskupplung
befestigt ist, die in ihrer Gesamtheit mit 122 bezeichnet ist. Die Abtriebsscheibe 128 der
Kupplung 122 ist drehfest mit der Hohlwelle 32 verbunden.
Das Festgetriebe 152, 154, 156 unterscheidet sich von dem entsprechenden Getriebe gemäß Fig. 1 nur dadurch, daß sein
Untersetzungsverhältnis größer ist als das minimale Untersetzungsverhältnis des Wechselgetriebes 40, 42, 44. Dadurch
wird erreicht, daß beim Anfahren ein erhöhtes Untersetzungsverhältnis
zur Verfugung steht, das ein festes Untersetzungsverhältnis
ist und das von dem Drehmomentwandler gelieferte variable Untersetzungsverhältnis ersetzt. Das feste Untersetzungsverhältnis
des Kettengetriebes 152, 154, 156 ist vorzugsweise um den Faktor 1,5 größer als das größte Untersetzungsverhältnis
des Wechselgetriebes 40, 42, 44.
Das Getriebeaggregat gemäß Fig. 2 unterscheidet sich im
übrigen von dem Getriebeaggregat gemäß Fig. 1 nur noch
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durch eine weitere Einzelheit, nämlich durch die Tatsache, daß die gesteuerte Reibungskupplung I36, die zur Verbindung
der zentralen Welle"30 mit der Antriebsriemenscheibe
40 dient, keine sprunghaft arbeitende Kupplung sondern eine progressiv arbeitende Kupplung ist. Damit wird vermieden,
daß beim Übergang der Kraftübertragung von dem Festgetriebe 152, 154, I56 auf das Wechselgetriebe 40, 42,
44 und umgekehrt ein Ruck auftritt, der durch ein sp'runghaftes Ändern des Übersetzungsverhältnisses verursacht würde.
Man erkennt, daß die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform preiswerter herzustellen ist als das Getriebeaggregat
gemäß Fig. 1, da die Fliehkraftkupplung billiger ist als ein hydraulischer Drehmomentwandler. Die Fliehkraftkupplung
kann auch durch eine hydraulische Kupplung oder eine andere progressiv arbeitende Kupplung ersetzt werden.
In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung
dargestellt, die sich von der Ausführungsform gemäß Fig.1 durch eine abweichende Ausbildung des Wendegetriebes unterscheidet. In Fig. 3- sind diejenigen Bauteile, die mit
denen gemäß Fig. 1 identisch sind oder analog arbeiten, mit denselben Bezugszeichen versehen wie dort, so daß
sich ihre neuerliche Beschreibung erübrigt. Diejenigen Bauteile, die sich konzeptionell oder funktionell von denen
gemäß Fig. 1 unterscheiden, sind mit Bezugszeichen versehen, deren Nummer um die Zahl 200 erhöht ist.
In Fig. 3 ist der Abtriebsteil oder innere Teil der Freilaufkupplung 158 auf einer Muffe oder Hohlwelle 286 aufgekeilt,
mit der die Antriebsscheibe 288 einer Reibungskupplung fest verbunden ist. Das Abtriebsteil 289 dieser
Reibungskupplung ist mit der festen Wange der dehnbaren
Abtriebsriemenscheibe des Wechselgetriebes und über dieses mit der Abtriebswelle 246 verbunden.Mit der Muffe'286
ist außerdem das Kronrad 290 eines epizyklischen Planeten-
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getriebes verbunden, dessen Sonnenrad 292 auf der Abtriebswelle 246 aufgekeilt ist. Zwischen dem Sonnenrad 292 und dem
Kronrad 290 sind die Satellitenräder eines Satellitenträgers 194 angeordnet, der mit einer Reibungsbremsscheibe
fest verbunden ist, deren Statorteil 298 mit dem Gehäuse verbunden ist.
Auf der Abtriebswelle 246 ist ein Zahnrad 264 aufgeteilt,
das über ein von einer Vorgelegewelle 270 getragenes Umlenkzahnrad 274 mit dem Kronrad 78 des Differentials 80 verbunden
ist. Man erkennt, daß bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel zwischen der Hohlwelle 32 und dem
Antriebs-Kettenrad 52 des Festgetriebes keine Reibungstrennkupplung vorgesehen ist.
Die Art und Weise, in der sich die Übersetzungsverhältnisse ändern, ist bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform dieselbe wie bei dem Getriebeaggregat gemäß Fig. 1.
Um das Fahrzeug im Vorwärtsgang anzufahren, wird die Reibungskupplung
288, 289 mit Hilfe eines zugeordneten manuell betätigbaren Schalthebels eingerückt. Diese Kupplung erfüllt
in diesem Fall die gleiche Funktion wie die Kupplung 48 in Fig. 1. Die Muffe 286 tritt auf diese Weise allmählich
in eine drehfeste Verbindung mit der Abtriebswelle 246, so daß sich das Getriebeaggregat in der gleichen Weise
verhält wie das anhand von Fig. 1 erläuterte Getriebeaggregat und ein Übergang der Leistungsübertragung von dem
Festgetriebe 52, 54, 56 zu dem Wechselgetriebe 40, 42, 44
bei Ende des Anfahrvorganges stattfindet.
Zum Rückwärtsfahren wird mit Hilfe desselben manuellen Schalthebels die Bremse 276, 278 betätigt, während die
Kupplung 288, 289 gelöst bleibt. Damit erfüllt die Bremse 296, 298 die gleiche Funktion wie die Kupplung 48 bei dem
Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1.
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Durch Betätigung der Bremse 296, 298 wird der Satellitenträger 294 blockiert, so daß die Bewegung, die von dem
Kettenrad 56 herrührt, in im Vergleich zu der vorangehend beschriebenen Betriebsart ungekehrtem Richtungssinn
über die Freilaufkupplung 258, die Muffe 286, das -Kronrad 290, die Satelliten des Satellitenträgers 294 und das'
Sonnenrad 292 zu der Abtriebswelle 246 übertragen wird.
Man erkennt, daß bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel
die Kraftübertragung im Rückwärtsgang nur über das Festgetriebe 52, 54, 56 und damit nur mit dem
Übersetzungsbereich stattfinden kann, der durch den Drehmomentwandler 22 gegeben ist.
Bei einer anderen (nicht dargestellten) Ausführungsform
kann der Drehmomentwandler durch eine progressiv arbeitende Kupplung, beispielsweise eine Fliehkraftkupplung
oder eine hydraulische Kupplung ersetzt sein. In diesem Fall ist das Festgetriebe in gleicher Weise ausgebildet
wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2, und die Antriebsriemenscheibe
des Wechselgetriebes ist mit einer progressiv arbeitenden Kupplung ähnlich der Kupplung 13
von Fig. 2 verbunden.
Es sind selbstverständlich auch weitere Änderungen im Rahmen der vorstehend dargelegten Prinzipien möglich: So kann
beispielsweise an Stelle eines Wechselgetriebes mit dehnbaren Riemenscheiben oder eines anderen stufenlosen mit
Reibung arbeitenden Getriebes ein automatisch arbeitendes Stufengetriebe mit mehreren diskreten Übersetzungen verwendet
werden. Außerdem kann das Festgetriebe, das bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen als Kettengetriebe ausgebildet
ist beispielsweise auch eine Folge von miteinander kämmenden Zahnrädern sein.
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e e r s e i t
Claims (1)
- PatentansprücheGetriebeaggregat für Motorfahrzeuge- mit einer Antriebswelle,- mit einer Abtriebswelle zur Verbindung des Getriebeaggregats mit den Antriebsorganen des Fahrzeuges- sowie mit einem die Antriebswelle und die Abtriebswelle miteinander verbindenden Wechselgetriebe mit automatisch veränderbarem Übersetzungsverhältnis,gekennz eichnet durch- eine mit dem genannten Wechselgetriebe (40, 42, 44) mechanisch in Reihe geschaltete automatisch betätigbare Reibungskupplung (36; 136)r- eine Steuervorrichtung zur Betätigung der Reibungskupplung (36j 136), die von der Winkelgeschwindigkeit der Abtriebswelle (46, 246) beeinflußbar ist, derart daß die Reibungskupplung (36; 136) unterhalb einer vorbestimmten Winkelgeschwindigkeit gelöst bzw. oberhalb dieser Winkelgeschwindigkeit eingerückt ist,- sowie ein Festgetriebe (52, 54, 56; 152, 154, I56) mit festem Übersetzungsverhältnis und eine Freilaufkupplung (58, 258), die mechanisch miteinander in Reihe angeordnet und zu der zwischen der Antriebswelle (16) und der Abtriebswelle (46; 246) liegenden Reihenschaltung von Reibungskupplung (38; 138) und Wechselgetriebe (40, 42, 44) mechanisch parallelgeschaltet sind, derart daß die Freilaufkupplung (58, 258) die Bewegung der Antriebswelle (16) über das Festgetriebe (52, 54, 56) zu der Abtriebswelle (46; 246) zu übertragen vermag.2. Getriebeaggregat nach Anspruch 1, d ä"d u r c h gekennzeichnet, daß der Eingang (30) der Reihenschaltung von automatisch betätigbar er. Reibungskupplung (36; 136) und automatischem Wechselgetriebe (40, 42, 44) unmittelbar mit der Antriebswelle (16) verbunden ist und daß der Eingang (32) der aus dem Festgetriebe (52, 54, 56; 152, 154, 156) und der Freilaufkupplung (58; 258) bestehenden Rei-909885/0757-s-henschaltung über eine progressiv arbeitende Kupplung (22; 122) mit der Antriebswelle (16) verbunden ist.3. Getriebeaggregat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die progressiv arbeitende Kupplung ein hydraulischer Drehmomentwandler (22) ist.4. Getriebeaggregat nach Anspruch 3, dadurch ge-kennzeichnet, daß das Festgetriebe (52, 54, 56)ein Untersetzungsverhältnis besitzt, das im wesentlichen dem Produkt aus dem maximalen Untersetzungsverhältnis des Wechselgetriebes (40, 42, 44) und dem minimalen Schlupf wert des Drehmomentwandlers (22) entspricht.5. Getriebeaggregat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die progressiv arbeitende Kupplung eine Fliehkraftkupplung (122) ist.6. Getriebeaggregat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die progressiv arbeitende Kupplung eine hydraulische Kupplung ist.7. Getriebeaggregat nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Untersetzungsverhältnis des Festgetriebes (152, 154, 156) größer ist als das maximale Untersetzungsverhältnis des Wechselgetriebes (40, 42, 44) und daß die automatisch betätigbare Reibungskupplung (136) eine progressiv arbeitende Kupplung ist.8. Getriebeaggregat nach Anspruch 7» d a-d u r c h gekennzeichnet, daß das Untersetzungsverhältnis des Festgetriebes (152, 154, 156) den 1,5-fachen Wert des maximalen Untersetzungsverhältnisses des Wechselgetriebes (40, 42» 44) besitzt.9. Getriebeaggregat nach einem oder mehreren der vorher-909885/0757gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die automatisch betätigbare Reibungskupplung ( 36; 136) mechanisch stromaufwärts, d.h. an der der Antriebswelle zugekehrten Seite des Wechselgetriebes (40, 42, 44) angeordnet ist.10. Getriebeaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da du r c h gekennzeichnet, daß die Freilaufkupplung (58; 258) mechanisch stromabwärts des Festgetriebes (52, 54, 56; 252, 254, 256) angeordnet ist.11. Getriebeaggregat nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtriebswelle ein mit Einrüekzähnen versehenes Wendegetriebe (66, 68, 72) zur Umkehr der Bewegungsrichtung der Antriebsorgane zugeordnet ist und daß die Reihenschaltung von Festgetriebe (52, 54, 56; 152, 154, 156) und Freilaufkupplung (58) ferner eine Reibungstrennkupplung (48) beinhaltet.12. Getriebeaggregat nach Anspruch 11, da d u r c h gekennzeichnet, daß die Reibungstrennkupplung (48) mechanisch stromaufwärts der Reihenschaltung von Festgetriebe (52, 54, 56; 152, 154, 156) und Freilaufkupplung (58) angeordnet ist.15. Getriebeaggregat nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtriebswelle (246) ein epizyklisches Planetenwendegetriebe (290, 292, 294) zur Umkehr der Bewegungsrichtung der Antriebsorgane zugeordnet ist, daß das Planetenwendgetrxebe (290, 292, 294) ein unmittelbar mit der Abtriebswelle (246) verbundenes Sonnenrad (292), ein mit dem Ausgang der Reihenschaltung von Festgetriebe (52, 54, 56) und Freilaufkupplung (258) verbundenes Kronrad (290), einen blockierbaren SäteHitenträger (294), eine Reibungskupplung (288, 289) zur Herstellung einer drehfesten Ver-909885/0757bindung zwischen dem Kronrad (290) und der Abtriebswelle (246) für den Vorwärtsantrieb des Fahrzeuges sowie eine Bremse (296, 298) zur Blockierung des Satellitenträgers (294) für den Rückwärtsantrieb umfaßt.14. Getriebeaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 13» dadurch gekennzeichnet, daß das Wechselgetriebe ein Riemengetriebe ist und einen Riemen (42), eine dehnbare Antriebsriemenscheibe (40) und eine dehnbare Abtriebsriemenscheibe (44) umfaßt, daß die Abtriebsriemenscheibe (44) auf der Abtriebswelle (46; 246) aufge- ■ keilt ist, daß die Antriebsriemenscheibe (40) freilaufend auf einer zentralen Welle (30) montiert ist, die drehfest mit der Antriebswelle (16) verbunden ist, daß die automatisch betätigbare Reibungskupplung (36; 136) einen drehfest mit der zentralen Welle (30) verbundenen Antriebsteil und einen drehfest mit der dehnbaren Antriebsriemenscheibe (40) verbundenen Abtriebsteil umfaßt, daß die progressiv arbeitende Kupplung (22; 122) einen drehfest mit der genannten zentralen Welle (30) verbundenen Antriebsteil (20; 120) sowie einen drehfest mit einer die zentrale Welle (30) koaxial umgebenden Hohlwelle (32) verbundenen Abtriebsteil (28; 128) umfaßt und daß das Festgetriebe (52, 54, 56; 152, 154, 156) ein seitlich der Antriebsriemenscheibe (40) angeordnetes Antriebszahnrad (52; 152) umfaßt, das die zentrale Welle (30) koaxial umgibt und, gegebenenfalls über die genannte Trennkupplung (46) mit der HohVelle (32) verbunden ist, sowie ein Abtriebszahnrad (56;156) das seitlich der Abtriebsriemenscheibe (44) angeordnet und koaxial zu der Abtriebswelle (46;"146) unter Zwischenschaltung der Freilaufkupplung (58; 258) drehbar auf dieser Abtriebswelle (46;146) angeordnet ist.15. Getriebeaggregat nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden genannten Zahnräder (52, 56; 152, 156) Kettenräder sind, die über eine Transmis-909885/0757sionskette (54; 154) miteinander verbunden sind.16. Getriebeaggregat nach. Anspruch 14 oder 15» dadurch gekennzeichnet, daß ein gemeinsames Gehäuse (10) vorgesehen ist, das alle Teile des Getriebeaggregats einschließlich des Wendegetriebes (68, 72, 74; 290, 292, 294) umschließt.17· Getriebeaggregat nach Anspruch 16, d a d u r c h gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) ferner eine Aüsgangsdifferentialvorrichtung (80) umschließt, dessen Achse parallel zu den Achsen der genannten Wellen verläuft.909885/0757
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