DE3712659A1

DE3712659A1 - Ein aus drei elementen bestehender mehrstufen-drehmomentwandler

Info

Publication number: DE3712659A1
Application number: DE19873712659
Authority: DE
Inventors: Kiyoharu Murakami
Original assignee: Exedy Corp; Daikin Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Exedy Corp
Priority date: 1986-04-15
Filing date: 1987-04-14
Publication date: 1987-10-22
Also published as: FR2597184A1; FR2597184B1; US4819510A; DE3712659C2; JPS62242175A

Description

Die Erfindung betrifft einen aus drei Elementen bestehenden Mehrstufen-Drehmomentwandler, der in erster Linie für Fahrzeuge geeignet ist.

Bei einem aus drei Elementen bestehenden, einstufigen Zweiphasen-Drehmomentwandler der herkömmlichen Art wird das Drehmomentverhältnis zum Zeitpunkt eines niedrigen Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlverhältnisses dadurch erhöht, daß der Stator festgelegt wird und zum Zeitpunkt eines hohen Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlverhältnis dessen Drehung in der normalen bzw. Betriebsrichtung ermöglicht wird. In diesem Falle aber beträgt das Drehmomentverhältnis nur etwa 3 ∼ 3,5, was für den normalen Anwendungsfall nicht ausreicht.

Bei einem aus vier Elementen bestehenden Zweistufen-Drehmomentwandler ist der Stator in zwei Hälften unterteilt, wovon eine entgegengesetzt zur anderen gedreht wird. Dabei wird ein Rückwärtsdrehmoment mit der Ausgangsleistung der Turbine kombiniert, so daß ein hohes Drehmomentverhältnis entsteht. In diesem Falle aber ist die Bauweise relativ kompliziert und entsprechend teuer.

Damit liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen aus drei Elementen bestehenden Mehrstufen-Drehmomentwandler derart auszubilden, daß das Drehmoment zum Zeitpunkt eines niedrigen Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlverhältnisses erhöht werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einem Gegenstand nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 erfindungsgemäß durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.

Dazu sind bei einem aus drei Elementen bestehenden Drehmomentwandler, bei welchem ein durch die Hydraulikkraft eines Pumpenlaufrads gedrehtes Turbinenrad und ein dazwischen angeordnetes Leitrad in einem Raum angeordnet sind, der gebildet wird durch ein die Motorkraft aufnehmendes Gehäuse und das mit dem Gehäuse verbundene Pumpenlaufrad, bei welchem des weiteren eine mit dem Turbinenrad verbundene ausgangsseitige Turbinenwelle in der Mitte angeordnet ist, und bei welchem eine mit dem Leitrad verbundene zylinderförmige Trägerwelle sich koaxial zur Leitradwelle erstreckt, ein Planetenrädermechanismus, der ein an der Turbinenwelle befestigtes Sonnenrad, ein mit dem Sonnenrad kämmendes Planetenrad, ein an der Leitradwelle befestigtes und mit dem Planetenrad kämmendes innenverzahntes bzw. Hohlrad und einen das Planetenrad tragenden Planetenträger aufweist, in dem genannten Raum angeordnet und eine sich koaxial zur Turbinenwelle erstreckende zylinderförmige Trägerwelle an dem Planetenträger befestigt.

Die Motorkraft wird über das Gehäuse an das Pumpenlaufrad abgegeben, und das Turbinenrad wird durch die Hydraulikkraft des Pumpenlaufrads gedreht. Das Drehmoment des Turbinenrads wird von der Turbinenwelle abgegeben. Die von dem Leitrad aufgenommene Hydraulikkraft wird auf die Leitradwelle übertragen.

Das auf die Turbinenwelle übertragene Drehmoment wird auch auf das Sonnenrad übertragen, und das Drehmoment der Leitradwelle wird auch auf das innenverzahnte bzw. Hohlrad übertragen. Das Umdrehungsdrehmoment des Planetenrades wird über den Planetenträger, an welchem das Planetenrad drehbar gehalten ist, auf die Trägerwelle übertragen.

Das Drehmomentverhältnis zum Zeitpunkt eines niedrigen Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlverhältnisses läßt sich durch Nutzung der Ausgangsleistung der Turbinenwelle, der Leitradwelle und der Trägerwelle erhöhen, deren Konstruktion wie vorstehend beschrieben getroffen ist.

Zum anderen ist der Planetenrädermechanismus in dem durch das Gehäuse und das Pumpenlaufrad gebildeten Raum angeordnet, weshalb der aus drei Elementen bestehende Mehrstufen-Drehmomentwandler seine mehrstufige Funktion stets beibehält, und zwar ungeachtet der Ausbildung des anzuschließenden Getriebes, das heißt der erfindungsgemäße Drehmomentwandler ist für verschiedene Getriebearten geeignet und zeichnet sich somit durch große Vielseitigkeit aus.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Es folgt die Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung im Zusammenhang mit den Zeichnungen.

Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Kraftübertragungssystems im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Drehmomentwandler;

Fig. 2 einen Teilschnitt nach der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 bis 5 jeweils eine schematische Darstellung eines Kraftübertragungssystems im Zusammenhang mit alternativen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Drehmomentwandlers;

Fig. 6 ein Diagramm, das die Charakteristik des erfindungsgemäßen Drehmomentwandlers zum Zeitpunkt eines niedrigen Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlverhältnis zeigt.

In Fig. 1 (der Pfeil F zeigt die Vorderseite) ist der vordere Abschnitt eines einen Drehmomentwandler 11 bildenden Gehäuses 12 an einen nicht dargestellten Motor angeschlossen. Ein dazu koaxial angeordnetes Pumpenlaufrad 13 ist mit dem rückseitigen Bereich des Gehäuses 12 verbunden, wobei das Gehäuse 12 zusammen mit dem Pumpenlaufrad 13 einen Raum 14 bilden, der innenseitig eingeschlossen ist. Ein Turbinenrad 15, das durch die von dem Pumpenlaufrad 13 abgegebene Hydraulikkraft drehend angetrieben wird, ist in dem Raum 14 dem Pumpenlaufrad 13 zugewandt angeordnet, und ein Leitrad 16 ist koaxial zu dem Turbinenrad 15 und dem Pumpenlaufrad 13 zwischen diesen angeordnet. Das Leitrad 16 ist derart ausgebildet, daß es die von dem Pumpenlaufrad 13 abgegebene Hydraulikkraft aufnimmt und sich im Bereich eines niedrigen Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlverhältnisses in einer Richtung (Rückwärtsrichtung) dreht, die jener (Normalrichtung) des Pumpenlaufrads 13 entgegengesetzt ist.

Eine über ein Verbindungsteil 17 mit dem Turbinenrad 15 verbundene ausgangsseitige Turbinenwelle 18 ist im mittleren Bereich des Drehmomentwandlers 11 angeordnet. Eine mit dem Leitrad 16 verbundene zylinderförmige Leitradwelle 19 erstreckt sich koaxial zur Turbinenwelle 18 und ist von dieser beabstandet. Eine Einwegkupplung 20, die nur ein Rückwärtsdrehmoment des Leitrads 16 überträgt, ist zwischen der Leitradwelle 19 und dem Leitrad 16 angeordnet.

In dem Raum 14 ist des weiteren ein Planetenrädermechanismus 21 angeordnet. Ein innenverzahntes bzw. Hohlrad 22 (Zähnezahl: Cz) des Planetenrädermechanismus 21 ist an dem vorderen Ende der Leitradwelle 19 befestigt. Das innenverzahnte Rad 22 kämmt zum Beispiel mit drei Planetenrädern 23 (Fig. 2). Das Planetenrad 23 ist durch einen Planetenträger 25 drehbar gehalten und kämmt mit einem Sonnenrad 24 (Zähnezahl: Az), welches an der Turbinenwelle 18 befestigt ist.

Das vordere Ende der zylinderförmigen Trägerwelle 26, die sich koaxial zur Turbinenwelle 18 erstreckt, ist an dem Planetenträger 25 befestigt. Kupplungen 27, die die Verbindung mit einem Getriebe herstellen, sind jeweils am rückseitigen Ende der Turbinenwelle 18, der Leitradwelle 19 und der Trägerwelle 26 vorgesehen. Eine solche Kupplung 27 ist zum Beispiel für eine keilförmige Verbindung ausgelegt, wobei deren äußeres Umfangsteil durch ein Lager gehalten und ein Nadellager oder Lagermetall zwischen den anderen Wellen angeordnet ist.

Eine Bremse 31 für hohe Geschwindigkeit und eine Bremse 32 für niedrige Geschwindigkeit, die beide an dem Getriebegehäuse befestigt sind, sind in das Getriebe 30 eingebaut. Das vordere Ende einer zylinderförmigen Welle 34, an welcher eine Bremsscheibe 33 der Bremse 31 für hohe Geschwindigkeit befestigt ist, ist mit der Kupplung 27 der Leitradwelle 19 verbunden, und eine zylinderförmige Welle 36, an welcher eine Bremsscheibe 35 der Bremse 32 für niedrige Geschwindigkeit festgelegt ist, ist mit der Kupplung 27 der Trägerwelle 26 verbunden. Die Bremse 31 für hohe Geschwindigkeit und die Bremse 32 für niedrige Geschwindigkeit werden durch einen Hydraulikkreis gesteuert, der an sich bekannt ist. Wie die nachfolgende Tabelle 1 zeigt, wird die Bremse 32 für niedrige Geschwindigkeit gesperrt und die Bremse 31 für hohe Geschwindigkeit gelöst, wenn sich der Drehmomentwandler 11 im Bereich eines niedrigen Geschwindigkeitsverhältnisses befindet. Befindet sich der Drehmomentwandler 11 dagegen im Bereich eines hohen Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlverhältnisses, so wird die Bremse 32 für niedrige Geschwindigkeit gelöst und jene 31 für hohe Geschwindigkeit gesperrt. Auf diese Weise läßt sich das Drehmomentverhältnis des aus drei Elementen bestehenden Drehmomentwandlers, das zum Zeitpunkt eines niedrigen Geschwindigkeitsverhältnisses nicht ausreicht, erhöhen.

Tabelle 1

Eine sich zur Turbinenwelle 18 koaxial erstreckende Hauptwelle 37 ist mit der Kupplung 27 der Turbinenwelle 18 verbunden, und zylinderförmige Wellen 34 und 36 erstrecken sich koaxial zur Hauptwelle 37 und sind von dieser beabstandet. Ein Ausgangsgetrieberad 39, das durch ein Lager 38 drehbar gehalten ist, ist auf halbem Weg der Hauptwelle 37 angeordnet, welche sich zu ihrer Rückseite hin erstreckt und am rückseitigen Ende eine hintere Bremse 40 aufweist. Die hintere Bremse 40 ist an einem Gehäuse 41 des Getriebes 30 befestigt. Kupplungsscheiben 44 und 45 für eine erste Kupplung 42 und eine zweite Kupplung 43 sind jeweils an dem Ausgangsgetrieberad 39 vorgesehen. Die erste Kupplung 42 ist an dem hinteren Ende der zylinderförmigen Welle 36 und die zweite Kupplung 43 an der Hauptwelle 37 befestigt.

Das Ausgangsgetrieberad 39 ist über ein nicht dargestelltes Übertragungssystem mit einem Antriebsrad verbunden.

Die hintere Bremse 40, die erste Kupplung 42 und die zweite Kupplung 43 sind durch einen nicht dargestellten Hydraulikkreis gesteuert, und zwar in der gleichen Weise wie die Bremse 31 für hohe Geschwindigkeit und die Bremse 32 für niedrige Geschwindigkeit. Wie die nachfolgende Tabelle 2 zeigt, ist ein Geschwindigkeitswechsel zwischen zwei Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang möglich durch Ein- und Ausrücken einer beliebigen Kupplung und Sperren und Lösen einer beliebigen Bremse. In Tabelle 2 kennzeichnet "O" den gesperrten Zustand, während "X" den gelösten Zustand kennzeichnet.

Tabelle 2

Die oberen Hälften des Drehmomentwandlers 11, der Planetenrädermechanismus 21, die Bremse 31 für hohe Geschwindigkeit, die Bremse 32 für niedrige Geschwindigkeit, die erste Kupplung 42 und die zweite Kupplung 43 etc. sind in Fig. 1 dargestellt. Diese Teile sind jedoch in Zylinderform ausgebildet, deren Achsen auf der Turbinenwelle 18 liegen.

Die Funktions- bzw. Betriebsweise des erfindungsgemässen Drehmomentwandlers wird nachfolgend erläutert.

(Vorwärtsantrieb)

Zunächst wird im niedrigen Geschwindigkeitsbereich (niedriges Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlverhältnis) jede der Bremsen und Kupplungen wie in den Tabellen 1 und 2 dargestellt betätigt. Wenn die Bremse 31 für hohe Geschwindigkeit gelöst und die Bremse 32 für niedrige Geschwindigkeit gesperrt ist, so wird das Leitrad 16 durch die Hydraulikkraft des Turbinenrads 15 in einer zur Drehrichtung (normal) des Turbinenrads 15 entgegengesetzten Richtung gedreht.

Der Planetenträger 25 ist durch die Bremse 32 für niedrige Geschwindigkeit verriegelt bzw. festgelegt, während sich das Planetengetrieberad 23 drehen kann, derart, daß das Leitraddrehmoment Ts der Leitradwelle 19 mit dem Turbinendrehmoment Tt der Turbinenwelle 18 über das innenverzahnte Rad 22, das Planetengetrieberad 23 und das Sonnenrad 24 kombiniert wird und so über die Kupplung 27 an die Hauptwelle 37 abgegeben wird.

Folglich läßt sich das Ausgangsdrehmoment To bei einem niedrigen Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlverhältnis durch folgende Gleichung ausdrücken:

To = Ti + Ts + Ts + Az/Cz (1)

Dabei entspricht To dem Ausgangsdrehmoment, Ti dem Eingangsdrehmoment und Ts dem Leitraddrehmoment.

Verglichen mit dem Fall eines aus vier Elementen bestehenden Drehmomentwandlers, bei welchem nur die Hälfte des Leitraddrehmoments Ts kombiniert wird, erhöht sich das aus Gleichung (1) ermittelte Ausgangsdrehmoment To um folgenden Wert:

(1/2) Ts × Az/Cz (2)

Ferner wird ein Drehmomentverhältnis t durch folgende Gleichung ermittelt:

t = (Ti + Ts + Ts + Az/Cz)/Ti (3)

Demzufolge kann im Falle von Ti = 1, Ts = 1,5, Tt = 2,5, Cz = 60 und Az = 40 zum Beispiel das Drehmomentverhältnis als t = 3,49 für die Ausführungsform gemäß Fig. 1 errechnet werden, welches größer ist als das Drehmomentverhältnis von t = 2,5 für einen aus drei Elementen bestehenden herkömmlichen Drehmomentwandler oder das Drehmomentverhältnis t = 2,99 für den aus vier Elementen bestehenden Drehmomentwandler.

Die vorstehende Kennlinie des Drehmomentwandlers in Relation zu dem Geschwindigkeitsverhältnis bei niedriger Geschwindigkeit zeigt eine besser entwickelte Leistung bzw. Wirksamkeit η x und ein besseres Drehmomentverhältnis tx (gestrichelte Linie) als die Leistung bzw. Wirksamkeit η y und das Drehmomentverhältnis ty (durchgezogene Linie) bei einem herkömmlichen, drei Elemente umfassenden Drehmomentwandler gemäß Fig. 6.

Zum Zeitpunkt des vorstehend beschriebenen niedrigen Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlverhältnisses ist die Strömungsrichtung des Betriebsöls an dem Leitrad 16 nicht umgekehrt, weshalb der Strömungswiderstand des Betriebsöls klein ist und nur eine geringe Erwärmung desselben stattfindet.

Im hohen Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlbereich wird jede der Bremsen und Kupplungen wie in den Tabellen 1 und 2 dargestellt betätigt. Da die Bremse 31 für hohe Geschwindigkeit gesperrt und die Bremse 32 für niedrige Geschwindigkeit gelöst ist, ist die Leitradwelle 19 verriegelt und kann sich nicht drehen, weshalb man eine Drehmomentwandler-Charakteristik erhält, die ähnlich ist wie jene eines herkömmlichen, aus drei Elementen bestehenden Drehmomentwandlers.

Das Ausgangsdrehmoment To bei einem hohen Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlverhältnis läßt sich anhand folgender Gleichung berechnen:

To = Ti + Ts (4)

Das Drehmomentverhältnis dabei errechnet sich folgendermaßen:

t = (Ti + Ts)/Ti (5)

(Rückwärtsantrieb)

Im R-Bereich beim Rückwärtsantrieb ist die hintere Bremse 40 gesperrt und die erste Kupplung 42 betätigt. Dadurch wird der durch das Pumpenlaufrad 13 erzeugte Ölstrom an dem Turbinenrad 15 umgekehrt, und das Leitrad 16 dreht sich in einer der Drehrichtung des Pumplaufrads 13 entgegengesetzten Richtung. Nutzt man das Umkehrdrehmoment des Rückwärtsantriebs, so läßt sich das Antriebsdrehmoment erhöhen, und zwar wegen einer Geschwindigkeitsreduzierungswirkung, die erreicht wird, indem das Sonnenrad 24 gesperrt, das innenverzahnte Rad 22 angetrieben und der Planetenträger 25 in den angetriebenen Zustand gebracht wird.

In diesem Falle läßt sich das Geschwindigkeitsreduktionsverhältnis anhand folgender Gleichung ausdrücken

(Az + Cz)/Cz

und berechnen als ein Wert von 1,666.

Demgemäß läßt sich das Rückwärtsantriebsdrehmoment in folgender Gleichung ausdrücken:

Ts × (Az + Cz)/Cz = Ts × 1,666

Dieses Drehmoment wird berechnet als

Ts × 1,666 = 1,5 × 1,666 = 2,499,

was in etwa dasselbe ist wie To = Ti + Ts = 2,5 bei einem aus drei Elementen bestehenden einstufigen Zweiphasen-Drehmomentwandler.

Wie vorstehend beschrieben kann der Wechsel der beiden Vorwärtsgeschwindigkeiten und der einen Rückwärtsgeschwindigkeit erfolgen durch das Lösen oder Sperren der hinteren Bremse 40, der ersten Kupplung 42, der zweiten Kupplung 43, der Bremse 32 für niedrige Geschwindigkeit und der Bremse 31 für hohe Geschwindigkeit in der in Tabelle 2 gezeigten Weise.

Bei der Montage des Übertragungssystems werden der bereits zusammengebaute Drehmomentwandler 11 und das Getriebe 30 durch Verwendung der Kupplung 27 miteinander verbunden. Der Drehmomentwandler 11 und das Getriebe 30 können an einer Trennlinie A in zwei Hälften getrennt werden. Aus diesem Grunde ist der Drehmomentwandler 11 problemlos auf verschiedene Getriebe unterschiedlichster Konstruktion (einschließlich der folgenden Ausführungsformen) anwendbar, so daß also Übertragungsmechanismen mit verschiedenen Charakteristiken erreichbar sind.

Da der Planetenrädermechanismus 21 in den Raum 14 eingebaut ist, der durch das Gehäuse 12 und das Pumpenlaufrad 13 gebildet wird, behält der aus drei Elementen bestehende Mehrstufen-Drehmomentwandler seine mehrstufige Funktion stets bei, und zwar ungeachtet der Konstruktion bzw. Ausbildung des anzuschließenden Getriebes. Damit zeichnet sich der erfindungsgemäße Drehmomentwandler durch große Vielfältigkeit aus.

Fig. 3 zeigt eine erste alternative Ausführungsform der Erfindung (dabei sind Teile, die jenen der Ausführungsform von Fig. 1 entsprechen mit den gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet).

In Fig. 3 sind die Kupplungsscheibe 51 einer Kupplung 50 und das Sonnenrad 53 eines Planetenrädermechanismus 52 an einer Hauptwelle 37 befestigt. Die Kupplung 50 ist an der Bremsscheibe 55 einer Bremse 54 und die Bremse 54 an dem Gehäuse des Getriebes 30 befestigt. Des weiteren ist an der Bremsscheibe 55 ein Planetenrad 56 des Planetenrädermechanismus 52 drehbar gehalten. Das Planetenrad 56 kämmt mit dem Sonnenrad 53 und gleichzeitig mit einem innenverzahnten Rad 58, das an einer Ausgangswelle 57 befestigt ist.

Die Kupplung 50 und die Bremse 54 sind durch einen nicht dargestellten Hydraulikkreis gesteuert, und der Geschwindigkeitswechsel zwischen den beiden Vorwärtsgeschwindigkeiten und der Rückwärtsgeschwindigkeit erfolgt dadurch, daß eine beliebige Kupplung oder Bremse gesperrt werden, nämlich wie das in der nachfolgenden Tabelle 3 gezeigt ist.

Tabelle 3

Bei der Montage des Übertragungssystems wird der bereits zusammengebaute Drehmomentwandler 11 durch Verwendung der Kupplung 27 mit dem Getriebe 30 verbunden, und beide Bauteile können an der Trennlinie A in zwei Hälften geteilt werden.

Eine zweite alternative Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 4 gezeigt. Auch hier gelten die Bezugsziffern von Fig. 1, wenn es sich um gleiche Teile handelt.

In Fig. 4 ist die Kupplungsscheibe 61 einer vorderen Kupplung 60 an der Hauptwelle 37 befestigt. Die vordere Kupplung 60 ist an der Bremsscheibe 63 einer Bremse 62 befestigt, welche wiederum an dem Gehäuse des Getriebes 30 festgelegt ist. Die Bremsscheibe 63 ist darüber hinaus an dem Sonnenrad 65 eines Lavineaux-Verbundgetriebemechanismus 64 festgelegt. Ein Planetenrad 66 des des Getriebemechanismus 64 ist durch einen Planetenträger 67 drehbar gehalten, welcher wiederum an der Bremsscheibe 69 einer Bremse 68 befestigt ist. Letztere ist an dem Gehäuse des Getriebes 30 befestigt.

Die hintere Kupplung 40 ist an dem vorderen Ende einer Verbindungswelle 70 und das hintere Ende der Welle 70 an einem Sonnenrad 71 des Lavineaux-Verbundgetriebemechanismus 64 befestigt. Ein Planetenrad 72 kämmt mit dem Sonnenrad 71 und ist drehbar durch einen Planetenträger 73 gehalten, der wiederum an dem Planetenträger 67 befestigt ist. Des weiteren kämmt der Planetenträger 72 mit dem Planetenrad 66, welches mit einem innenverzahnten Rad 75 einer Ausgangswelle 74 kämmt.

Bei der Montage des Übertragungssystems wird der bereits zusammengebaute Drehmomentwandler 11 durch die Kupplung 27 mit dem Getriebe 30 verbunden. In diesem Falle können Trennstellen für die Teile an allen Kupplungen 27 vorgesehen werden oder aber nur an jener Kupplung 27 zwischen der Turbinenwelle 18 und Hauptwelle 37, daß heißt der Drehmomentwandler 11 und das Getriebe 30 können an den Trennlinien A oder B in zwei Hälften zerlegt werden.

Eine dritte alternative Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 5 gezeigt. Auch hier gelten die Bezugsziffern von Fig. 1, soweit die Teile übereinstimmen.

In Fig. 5 sind die Kupplungsscheibe 81 einer Kupplung 80 und die Kupplungsscheibe 83 einer Kupplung 82 an der Hauptwelle 37 befestigt. Die Kupplung 80 ist an dem Sonnenrad 85 eines Simpson-Doppelplanetenrädergetriebemechanismus 84 und die Kupplung 82 an einem innenverzahnten Rad 86 des Getriebemechanismus 84 befestigt. Das innenverzahnte Rad 86 kämmt mit einem Planetenrad 87, welches wiederum mit dem Sonnenrad 85 kämmt. Das Planetenrad 87 ist durch einen Planetenträger 88 drehbar gehalten, und der Planetenträger 88 ist an einer Ausgangswelle 89 befestigt.

Des weiteren kämmt das Sonnenrad 85 mit einem Planetenrad 90, welches durch einen Planetenträger 91 drehbar gehalten ist. Der Planetenträger 91 ist an der Ausgangswelle 89 befestigt. Das Planetenrad 90 kämmt ferner mit einem innenverzahnten Rad 94, das an einer Bremsscheibe 93 einer Bremse 92 befestigt ist. Die Bremse 92 ist an dem Gehäuse des Getriebes 30 festgelegt, und die Bremsscheibe 93 ist über eine Einwegkupplung 95 mit dem Gehäuse des Getriebes 30 verbunden.

Bei der Montage des Übertragungssystems wird der bereits zusammengebaute Drehmomentwandler 11 durch die Kupplung 27 mit dem Getriebegehäuse verbunden. In diesem Falle kann eine Trennstelle an allen Kupplungen oder aber an der Kupplung 27 zwischen der Turbinenwelle 18 und der Hauptwelle 37 vorgesehen werden, und zwar können der Drehmomentwandler 11 und das Getriebe 30 an der Trennlinie A oder B in zwei Hälften zerlegt werden.

Des weiteren kann der Drehmomentwandler 11 als Flüssigkeitskupplung verwendet werden, wenn er zum Beispiel derart ausgebildet wird, daß das Leitrad 16 ohne Zwischenschaltung der Einwegkupplung 20 von Fig. 1 direkt mit der Leitradwelle 19 verbunden wird und sowohl die Bremse 31 für hohe Geschwindigkeit als auch die Bremse 32 für niedrige Geschwindigkeit gleichzeitig gelöst werden.

Bei dem aus drei Elementen bestehenden erfindungsgemäßen Drehmomentwandler, bei welchem das durch Hydraulikkraft des Pumpenlaufrads 13 gedrehte bzw. angetriebene Turbinenrad 15 und das dazwischen angeordnete Leitrad 16 in dem Raum 14 angeordnet sind, der gebildet wird durch das die Motorkraft aufnehmende Gehäuse 12 und das mit dem Gehäuse 12 verbundene Pumpenlaufrad 13, bei dem die mit dem Turbinenrad 15 verbundene ausgangsseitige Turbinenwelle 18 in der Mitte angeordnet ist, und bei welchem die mit Leitrad 16 verbundene zylinderförmige Leitradwelle 19 koaxial zur Turbinenwelle 18 angeordnet ist, ist der Planetenrädermechanismus 21, der das an der Turbinenwelle 18 befestigte Sonnenrad 24, das mit dem Sonnenrad 24 kämmende Planetenrad 23, das an der Leitradwelle 19 befestigte und mit dem Planetenrad 23 kämmende innenverzahnte Rad 22 und den das Planetenrad 23 tragenden Planetenträger 25 aufweist, in dem Raum 14 angeordnet, und die sich zur Turbinenwelle 18 koaxial erstreckende zylinderförmige Trägerwelle 26 ist an dem Planetenträger 25 befestigt. Dadurch lassen sich die folgenden Vorteile erzielen:

(a) Der aus drei Elementen bestehende Drehmomentwandler gemäß vorliegender Erfindung verfügt über folgende Leistung. Im niedrigen Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlbereich erzeugt dieser Drehmomentwandler ein größeres Drehmomentverhältnis als der aus vier Elementen bestehende Drehmomentwandler, weshalb das Übertragungsdrehmoment, das im niedrigen Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlbereich häufig zu gering ist, erhöht werden kann. Im hohen Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlbereich verfügt der aus drei Elementen bestehende Drehmomentwandler über dieselben Eigenschaften wie der aus drei Elementen bestehende Drehmomentwandler nach herkömmlicher Ausbildung, nämlich über die sogenannte Mehrstufenfunktion bzw. -charakteristik.

(b) Der Planetenrädermechanismus ist in dem durch das Gehäuse und das Pumpenlaufrad gebildeten Raum installiert, weshalb die Mehrstufenfunktion des erfindungsgemäßen Drehmomentwandlers erhalten bleibt, und zwar ungeachtet der Konstruktion bzw. Ausbildung des anzuschließenden Getriebes.

Der aus drei Elementen bestehende Mehrstufen-Drehmomentwandler gemäß vorliegender Erfindung eignet sich demnach für eine Vielzahl von Getrieben und zeichnet sich somit durch große Vielseitigkeit in der Anwendung aus.

Bezugsziffernliste 11 Drehmomentwandler
12 Gehäuse
13 Pumpenlaufrad
14 Raum
15 Turbinenrad
16 Leitrad
17 Verbindungsteil
18 Turbinenwelle
19 Leitradwelle
20 Einwegkupplung
21 Planetenrädermechanismus
22 innenverzahntes bzw. Hohlrad
23 Planetenrad
24 Sonnenrad
25 Planetenträger
26 zylinderförmige Trägerwelle
27 Kupplungen
28 -
29 -
30 Getriebe
31 Bremse für hohe Geschwindigkeit
32 Bremse für niedrige Geschwindigkeit
33 Bremsscheibe
34 zylinderförmige Welle
35 Bremsscheibe
36 zylinderförmige Welle
37 Hauptwelle
38 Lager
39 Ausgangsgetrieberad
40 hintere Bremse
41 Gehäuse des Getriebes 30
42 erste Kupplung
43 zweite Kupplung
44 Kupplungsscheibe
45 Kupplungsscheibe
50 Kupplung
51 Kupplungsscheibe
52 Planetenrädermechanismus
53 Sonnenrad
54 Bremse
55 Bremsscheibe
56 Planetenrad
57 Ausgangswelle
58 innenverzahntes bzw. Hohlrad
60 vordere Kupplung
61 Kupplungsscheibe
62 Bremse
63 Bremsscheibe
64 Lavineaux-Verbundgetriebe
65 Sonnenrad
66 Planetenrad
67 Planetenträger
68 Bremse
69 Bremsscheibe
70 Verbindungswelle
71 Sonnenrad
72 Planetenrad
73 Planetenträger
74 Ausgangswelle
75 innenverzahntes bzw. Hohlrad
80 Kupplung
81 Kupplungsscheibe
82 Kupplung
83 Kupplungsscheibe
84 Simpson-Doppelplanetenrädergetriebe
85 Sonnenrad
86 innenverzahntes bzw. Hohlrad
87 Planetenrad
88 Planetenträger
89 Ausgangswelle
90 Planetenrad
91 Planetenträger
92 Bremse
93 Bremsscheibe
94 innenverzahntes bzw. Hohlrad
95 Einwegkupplung

Claims

1. Ein aus drei Elementen bestehender Mehrstufen-Drehmomentwandler, bei welchem ein durch die Hydraulikkraft eines Pumpenlaufrads gedrehtes bzw. angetriebenes Turbinenrad und ein dazwischen angeordnetes Leitrad in einem Raum angeordnet sind, der gebildet ist durch ein die Motorkraft aufnehmendes Gehäuse und das mit dem Gehäuse verbundene Pumpenlaufrad, bei welchem eine mit dem Turbinenrad verbundene ausgangsseitige Turbinenwelle in der Mitte angeordnet ist, und bei welchem eine mit dem Leitrad verbundene Leitradwelle koaxial zur Turbinenwelle angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Planetenrädermechanismus (21), der ein an der Turbinenwelle (18) befestigtes Sonnenrad (24), ein mit dem Sonnenrad (24) kämmendes Planetenrad (23), ein an der Leitradwelle (19) befestigtes und mit dem Planetenrad (23) kämmendes innenverzahntes bzw. Hohlrad (22) und einen das Planetenrad (23) tragenden Planetenträger (25) aufweist, in dem vorgenannten Raum (14) angeordnet ist und daß eine sich zur Turbinenwelle (18) koaxial erstreckende zylinderförmige Trägerwelle (26) an dem Planetenträger (25) befestigt ist.

2. Drehmomentwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitrad (16) und die Leitradwelle (19) über eine Einwegkupplung (20) miteinander verbunden sind, die nur ein Umkehrdrehmoment auf das Leitrad überträgt.

3. Drehmomentwandler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitradwelle (19) mit einer Bremse (31) für hohe Geschwindigkeit ausgestattet ist, durch welche die Leitradwelle (19) wahlweise festgelegt und freigegeben werden kann, daß die Trägerwelle (26) mit einer Bremse (32) für niedrige Geschwindigkeit ausgestattet ist, durch welche die Welle (26) wahlweise festgelegt oder freigegeben werden kann, daß die Trägerwelle (26) über eine erste Kupplung (42) wahlweise mit einem Ausgangsgetrieberad (39) verbunden oder von diesem gelöst wird, daß die Turbinenwelle (18) über eine zweite Kupplung (43) wahlweise mit dem Ausgangsgetrieberad (39) verbunden oder von diesem gelöst wird und daß die Turbinenwelle (18) mit einer rückseitigen bzw. hinteren Bremse (40) ausgestattet ist.

4. Drehmomentwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitradwelle (19) mit einer Bremse (31) für hohe Geschwindigkeit ausgestattet ist, die deren wahlweise Festlegung oder Freigabe ermöglicht, daß die Trägerwelle (26) mit einer Bremse (32) für niedrige Geschwindigkeit ausgestattet ist, die deren wahlweise Festlegung oder Freigabe ermöglicht, daß eine Hauptwelle (37) mit der Turbinenwelle (18) verbunden ist und daß die Hauptwelle (37) und eine Ausgangswelle (57) über einen Planetenrädermechanismus (52) verbunden ist, der sich von dem in dem Raum (14) angeordneten Planetenrädermechanismus (21) unterscheidet.

5. Drehmomentwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sonnenrad (53) des die Ausgangswelle (57) mit der mit der Turbinenwelle (18) verbundenen Hauptwelle (37) verbindender Planetenrädermechanismus (52) an der Hauptwelle (37) befestigt ist, daß ein innenverzahntes bzw. Hohlrad (58) an der Ausgangswelle (57) befestigt ist, daß ein ein Planetenrad (56) aufweisender Planetenträger (55) mit einer Bremse (54) ausgestattet ist, die den Planetenträger wahlweise sperrt oder löst, und daß der Planetenträger (55) darüber hinaus über eine Kupplung (50) wahlweise mit der Hauptwelle (37) verbunden oder von dieser gelöst werden kann.

6. Drehmomentwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitradwelle (19) mit einer Bremse (31) für hohe Geschwindigkeit versehen ist und durch diese wahlweise festgelegt oder freigegeben werden kann, daß die Trägerwelle (26) mit einer Bremse (32) für niedrige Geschwindigkeit versehen ist und durch diese wahlweise festgelegt oder freigegeben werden kann, daß die mit der Turbinenwelle (18) verbundene Hauptwelle (37) mit einem Sonnenrad (65) versehen ist, welches über eine frontseitige bzw. vordere Kupplung (60) wahlweise angeschlossen oder gelöst werden kann, und mit einem Sonnenrad (71), das durch eine rückseitige bzw. hintere Bremse (68) angeschlossen oder gelöst wird, daß beide Sonnenräder (65, 71) über ein Lavineaux-Verbundgetriebe (64) mit einer Ausgangswelle (74) verbunden sind und daß ein Träger (23) des Lavineaux-Verbundgetriebes (74) und das erstere (65) der Sonnenräder jeweils mit Bremsen (62, 68) ausgestattet sind.

7. Drehmomentwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitradwelle (19) mit einer Bremse (31) für hohe Geschwindigkeit ausgestattet und durch diese wahlweise festlegbar oder lösbar ist, daß die Trägerwelle (26) mit einer Bremse (32) für niedrige Geschwindigkeit ausgestattet und durch diese wahlweise festlegbar oder lösbar ist und daß eine mit der Turbinenwelle (18) verbundene Hauptwelle (37) über eine Kupplung (82) und einen Simpson-Doppelplanetenrädermechanismus (84) an eine Ausgangswelle (89) angeschlossen ist.