DE676338C

DE676338C - Fluessigkeitsgetriebe, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE676338C
Application number: DEP69031D
Authority: DE
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 1934-02-13
Filing date: 1934-02-13
Publication date: 1939-06-01

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Flüssigkeitsgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei welchem in der Strömungsrichtung hinter dem Turbinenrad ein als Leitapparat dienendes Schaufelrad angeordnet ist.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, die Bewegung des Leitapparates mit Hilfe von Gesperren zu beeinflussen. Hierbei ist ein Gesperre zwischen Leitapparat und Turbinen-

>o welle angeordnet, um den voreilenden Leitapparat an die Turbinenwelle anzukuppeln, während zugleich ein zweites Gesperre zwischen Leitapparat und Getriebegehäuse angeordnet ist, um die Rückwärtsdrehung des Leitapparates zu verhindern. Dadurch ist neben dem Kupplungsbetrieb auch ein Momentenwandlerbetrieb möglich, sobald an der Abtriebsseite erhöhter Momentenbedarf auftritt, wobei der feststehende Leitapparat das Differenzmoment aufnimmt und auf das Gehäuse überträgt. Diese einfache Momentenwandlung reicht nun in der Regel, insbesondere aber für den Antrieb von Kraftfahrzeugen, nicht hin, um die erforderlichen Übersetzungen ins Langsame zu gewährleisten. Mit einem solchen Getriebe ist es insbesondere nicht möglich, größere Steigungen zu befahren, da die Drehmomentenwandlung nicht bis auf die für den üblichen ersten Gang erforderliche Übersetzung gesteigert werden kann. Es ist daher versucht worden, derartige Getriebe mit Zahnrädergetrieben so zu vereinigen, daß der getriebene Teil des Flüssigkeitsgetriebes mit dem treibenden Teil eines Geschwindigkeitswechselgetriebes unmittelbar verbunden wird. Dadurch ist es zwar möglich, den übersetzten Getriebegang des Flüssigkeitsgetriebes nochmals zu übersetzen, doch führt die Hintereinanderschaltung dieser Getriebe zu recht verwickelten Einrichtungen, zu einer Vergrößerung der Baulänge und schließlich auch zu einer Verringerung des Gesamtwirkungsgrades. Die Verwendung solcher Verbundgetriebe für Kraftfahrzeuge stößt daher auf große Schwierigkeiten.

Die Erfindung besteht nun darin, daß zwischen Leitapparat und getriebener Welle des Flüssigkeitsgetriebes ein dauernd im Eingriff befindliches Vorgelege (Kegelradvorgelege) geschaltet ist. Dadurch ergeben sich ohne wesentliche Änderung des Getriebeaufbaues, der nach wie vor in einem einzigen geschlossenen Gehäuse erfolgt, nicht nur wesentlich kürzere Baulängen, sondern auch weitgehende Vereinfachungen in der Bedienung. Da dieses Getriebe die für den Fahrzeugbetrieb erfor- " derlichen zwei Übersetzungsgänge und außerdem noch eine Verbindung mit dem erforderlichen Rückwärtsgang ohne besonderen zusätzlichen Aufwand sicherstellt, ist es im her- vorragenden Maße für den Antrieb von Kraftfahrzeugen geeignet.

Der Gegenstand der Erfindung ist auf der Zeichnung als Flüssigkeitsgetriebe mit zwei Übersetzungsgängen, einem direkten Gang; und einem Rückwärtsgang für ein Kraftfalrf;·; zeug veranschaulicht. Es zeigt *5€i"

Fig. ι einen senkrechten Längsschnitt durch, das Getriebe,

Fig. 2 bis 4 die zugehörigen Schnitte längs der Linien H-II, JH-HI. und IV-IV in Fig. i. ίο Das Flüssigkeitsgetriebe besteht aus drei Schaufelrädern P, T₁-L₁. die ringförmige Zellen bilden. Das Pumpenrad P ist bei ι mit dem Schwungrad 2 des Antriebsmotors verbunden. Das Turbinenrad Γ ist bei 3 mit »5 dem Flansch 4 der Turbinenwelle S verbunden. Die Turbinenwelle 5 ist unter Vermittlung des Kugellagers 6 an einem Zapfen 7 der Kurbelwelle 8 geführt. Das Leitrad L ist mit einem doppelten Flanschstück 9,10 verbunden, das mittels der Lagerbuchse 11 an der Turbinenwelle 5 und zugleich mittels des Kugellagers 12 am Pumpenrad P abgestützt ist. Der Flansch9 ist durch ein Gesperre/⁷! nach Art eines Rollenfreilaufs unter Vermittlung des Ringes 13 mit der Turbinenwelle 5 kuppelbar. Der Flansch 10 ist durch ein ähnliches Gesperre F₂ mit einer Bremswelle 14 kuppelbar, die mittels einer Büchse 15 auf der Turbinenwelle 5 drehbar gelagert ist. Die Bremswelle 14 trägt eine Bremstrommel 16, die durch eine Bremsvorrichtung B nach Art einer Bandbremse gegenüber dem Getriebegehäuse 17 feststellbar ist.

Das Wendegetriebe besteht aus einem dauernd in Eingriff befindlichen Kegelradvorgelege R₁, R₂, i?₃. Das treibende Kegelrad R₁ ist auf der Turbinenwelle 5 mittels einer Büchse 18 drehbar gelagert. Das Kegelrad R₁ ist mit Klauen K₁' versehen und durch eine Schalthülse M₁ mit den Klauen K₁ der Bremswelle 14 kuppelbar. Die Wendekegelräder R₂ sind mittels einer Büchse 19 an je einem Zapfen 17' drehbar gelagert, der senkrecht zur Turbinenwelle 5 mit dem Gehäuse 17 verbunden ist. Das getriebene Kegelradi?₃ ist gleichachsig zur Turbinenwelle 5 mittels des Kugellagers 20 im Gehäuse 17 abgestützt. Das Kegelrad R_s ist durch ein Gesperre F₃ nach Art eines Rollenfreilaufs mit der getriebenen Welle 21 kuppelbar. Die als Hohlwelle ausgebildete Welle 21 ist mittels der Büchsen . 22, 22' auf der Turbinenwelle 5 und zugleich mittels des Kugellagers 23 im Gehäuse 17 abgestützt. Mit der getriebenen Welle 21 ist ein Flansch 24, der bei 25 öldicht aus dem Gehäuse 17 herausgeführt ist, sowie ein Abschlußpfropfen 26 verbunden. Zwischen den Kegelrädern R₁, R₂ ist eine Schalthülse M₂ in einem Keilprofil 27 der Turbinenwelle 5 axial verschiebbar gelagert. Die Schalthülse M₂ ist auf beiden Seiten mit Klauen K₂, K₃ versehen, durch welche sie entweder mit den Gegenklauen K₂' des Kegelrades R₁ oder aber mit .'■den Gegenklauen K₃ der getriebenen Welle 21 iij,Eingriff gebracht werden kann. Auf der !tgöifiebenen Welle 21 ist eine weitere Schalt- ^Sülse M₃ in einem Keilprofil 28 axial ver-' schiebbar gelagert, deren Klauen K₄ mit den Gegenklauen K₄' des Kegelrades R₃ in Eingriff gebracht werden können. Die Schaltgabeln S₁, S₂, S₃ für die Schalthülsen M₁, M₂, M₃ können über ein Gestänge 29, in welches nachgiebige Glieder 31, 31' eingefügt sind, durch einen Handhebel 30 gleichzeitig bewegt werden.

Die Wirkungsweise dieses Getriebes ist die folgende:

Direkter oder dritter Vorwärtsgang

Die Bremse B ist festgezogen: die Bremswelle 14 steht somit im Gehäuse 17 still. Die Klauen K₁, K₁ sind durch die Schalthülse M₁ verbunden: die Bremswelle 14 ist dadurch mit dem Kegelrad R₁ gekuppelt. Die Klauen K₃, K₃ stehen in Eingriff: die Turbinenwelle 5 ist daher mit der getriebenen Welle 21 verbunden. Die Klauen K ₄, K₄ stehen außer Eingriff: das Kegelrad R₃ läuft somit im Gehäuse 17 frei.

Weil das Primärmoment gleich dem Sekundärmoment ist, schließt sich das Leitrad L mit Hilfe des Gesperres F₁ selbsttätig an die Turbinenwelle 5 an. Bei der geringsten Entlastung der getriebenen Welle 21 würde das Leitrad L versuchen, der Turbinenwelle 5 vorzulaufen, woran es aber durch das Gesperre -F₁ gehindert wird. Das Gesperre F₂ gibt dabei die feststehende Bremswelle 14 frei. Das Kegelradvorgelege R₁, R₂, R₃ steht mit der Bremswelle 14 im Gehäuse 17 still. Die Kraftübertragung erfolgt direkt von der Turbinenwelle 5 auf die getriebene Welle 21, wobei diese durch das Gesperre P₃ gegenüber dem feststehenden Kegelrad R₃ freigegeben wird.

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Zweiter Vorwärtsgang (einfache Drehmomentenwandlung)

An der Stellung der Bremse und der Schalthülsen wird gegenüber dem vorgenannten Fall nichts geändert.

Weil das Sekundärmoment nunmehr größer ist als das Primärmoment, muß das Leitrad L das Differenzmoment aufnehmen. Es versucht sich also im entgegengesetzten Drehsinn der Turbinenwelle 5 zu bewegen. Daran wird es aber durch das Gesperre P₂ gehindert. Das Leitrad L stützt sich daher an der festgestellten Bremswelle 14 ab. Das Gesperre P₁ gibt dabei das Leitrad L gegenüber der Türbinenwelle 5 frei. An der Kraftübertragung selbst hat sich nichts geändert.

Erster Vorwärtsgang (erhöhte Drehmomentenwandlung)

Die Bremse B wird freigegeben: die Bremswelle 14 steht somit unter dem Einfluß des Gesperres F₂. An der Stellung der Schalthülsen wird gegenüber den vorgenannten Fällen nichts geändert.

Steigt das Sekundärmoment, beispielsweise beim Befahren einer größeren Steigung, noch weiter an, so treibt das Leitrad L über das Gesperre F₂ die Bremswelle 14 im negativen Drehsinn an. Diese treibende Wirkung wird durch das Wendegetriebe R₁, R₂, R_s im positiven Drehsinn an der getriebenen Welle 21 nutzbar gemacht, wobei das Gesperre F₃ das Kegelrad R₃ selbsttätig mit der getriebenen Welle 21 kuppelt. Die Kraftübertragung erfolgt mithin einerseits von der Turbinenwelle 5 über die Klauen K_s, K₃ auf die getriebene Welle2i und andererseits über das GesperreF₂, die Bremswelle 14, die Klauen K₁, K₁, das Wendegetriebe R₁, R₂, R₃ und das Gesperre F₃ auf die getriebene Welle 21.

Rückwärtsgang (bei einfacher Momentenwandlung)

Die Bremse B wird festgezogen ■ die Bremswelle 14 steht somit im Gehäuse 17 still. Die Klauen K₁, K₁ stehen außer Eingriff: das Kegelrad R₁ läuft somit gegenüber der Bremswelle 14 frei. Die Klauen K₂, K₂ stehen dagegen in Eingriff: das Kegelrad .R₁ ist daher mit der Turbinenwelle 5 gekuppelt. Die Klauen K₄, Ki stehen ebenfalls in Eingriff: das Kegelrad R₃ ist daher durch die Schalthülse M₃ mit der getriebenen Welle 21 verbunden.

Zur Umkehr des Drehsinns wird das Wendegetriebe R₁, R₂, R₃ zusätzlich benutzt. Das Leitrad L stützt sich hierbei über das Gesperre F₂ an der feststehenden Bremswelle 14 ab, so daß nur einfacher Momentenwandlerbetrieb möglich ist. Die Kraftübertragung erfolgt in diesem Fall von der Turbinenwelle 5 über die Klauen K₂, K₂ auf das Kegelrad R₁ und vom Kegelrad R₃ über die Klauen K₄,, Kl auf die getriebene Welle 21.

Die Drehmomentenwandlung dieses Getriebes paßt sich dem Drehmomentenbedarf bei Kraftfahrzeugen sehr gut an, weil das Maß der Momentenwandelfähigkeit nur durch die entsprechende Beeinflussung des Leitapparats geändert wird und das Pumpenrad stets der treibende, das Turbinenrad stets der angetriebene Teil ist.

In Fig. ι ist die Schaltung der Hülsen M₁, M₂, M₃ schematisch veranschaulicht. Die eingezeichnete Stellung der Hülsen entspricht hierbei der Vorwärtsstellung V des Handhebels 30. In dieser Stellung wird der dritte und zweite Gang selbsttätig und der erste Gang lediglich durch Lösen der Bremse B geschaltet. Die Bremsbedienung erfolgt hierbei vom Gasfußhebel aus, z. B. beim Durchtreten desselben über die Vollgasstellung hinaus, da die erhöhte Momentenwandlung in der Regel nur bei erhöhter Leistungsabgabe des Motors benötigt wird. Der Rückwärtsgang wird durch Umlegen des Handhebels 30 aus der \?brwärtsstellung V in die Rückwärtsstellung Z geschaltet. Hierbei werden unter Vermittlung des Gestänges 29 die Schaltgabeln S₁, S₂, S₃ für sämtliche Schalthülsen zugleich bewegt. In das Gestänge 29 sind in bekannter Weise zwei Schraubenfedern 31, 31' unter Vorspannung eingelegt, die den Zweck haben, die Verstellbewegung des Handhebels 30 ohne Rücksicht auf die jeweilige Klauenstellung zuzulassen. Die Schraubenfedern 31, 31' sind hierbei so angeordnet, daß der auf Druck beanspruchte, nachgiebige Stangenteil das Kuppeln, derauf Zug beanspruchte, unnachgiebige Stangenteil hingegen das Entkuppeln bewirkt. Auf diese Weise können die Klauen gegebenenfalls nacheinander in Eingriff gebracht werden. Zwischen der Vorwärtsstellung V und der Rückwärtsstellung Z ist noch eine Mittelstellung O des Handhebels 30 vorgesehen, in welcher die Schalthülsen M₂, M₃ außer Eingriff gehalten werden. Diese Mittelstellung entspricht somit, da keine Kraftübertragung auf die getriebene Welle 21 möglich ist, der Leerlaufstellung des Getriebes, in der der Antriebsmotor am Stand ohne weiteres angelassen werden kann.

Die Erfindung ist nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt. Sollen noch mehrere Übersetzungsgänge im Getriebe vorgesehen werden, dann sind auch mehrere als Wendegetriebe wirkende Kegelradvorgelege anzuordnen, die jeweils für sich mit der Brems- bzw. der getriebenen Welle zu kuppeln sind. Die Anzahl der Wendegetriebe ¹⁰S entspricht hierbei gleichzeitig auch der Anzahl der möglichen Rückwärtsgänge. Alle diese Kegelradvorgelege bilden notwendige Bestandteile des Flüssigkeitsgetriebes, da sie nicht die Aufgabe haben, die auf hydraulischem Wege erzielten Ubersetzungsgänge nochmals mechanisch zu untersetzen. An Stelle der Rollenfreiläufe kann jede andere Art von Einweggesperren verwendet werden; ebenso kann an Stelle der Klauenkupplungen jede andere Art von einrückbaren Kupplungen und schließlich an Stelle der Bandbremse jede andere Art von Feststellvorrichtungen Verwendung finden, ohne an der Wirkungsweise des Getriebes etwas zu ändern. Auch die Bauart des Wendegetriebes ist für das Wesen der Erfindung ohne Belang.

Claims

Patentansprüche:

ι. Flüssigkeitsgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei welchem in der Strömungsrichtung hinter dem Turbinenrad ein als Leitapparat dienendes Schaufelrad angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Leitapparat (L) und getriebener Welle (21) des Flüssigkeitsgetriebes ein dauernd im Eingriff befindliches Vorgelege (Kegelradvorgelege R₁, R₂, R₃) geschaltet ist.
2. Flüssigkeitsgetriebe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das getriebene Rad (R₃) des Wendegetriebes durch ein Vor lauf gesperre (F₃) mit der getriebenen Welle (21) kuppelbar ist und daß die Turbinenwelle (5) durch eine ausrückbare Kupplung (M₂, K₃, K₃) mit der getriebenen Welle (21) verbunden werden kann. (Erhöhte Drehmomentenwandlung.)
3, Flüssigkeitsgetriebe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitapparat (L) durch ein Rücklaufgesperre (F₂) mit einer Bremswelle (14) kuppelbar ist und daß diese durch eine ausrückbare Kupplung (M₁,K_v K₁) mit dem Antriebsrad (R₁) des Wendegetriebes verbunden werden kann. (Einfache und erhöhte Drehmomentenwandlung.)
4. Flüssigkeitsgetriebe nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsrad (R₁) des Wendegetriebes durch eine ausrückbare Kupplung (M₂, KpK₂') mit der Turbinenwelle (5) und das getriebene Rad (R₃) desselben durch eine ausrückbare Kupplung (M₃, K_it Ki) mit der getriebenen Welle (21) verbunden werden kann. (Rückwärtsgang bei einfächer Drehmomentenwandlung.)
5. Flüssigkeitsgetriebe nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Abstützen des Leitapparates (L) dienende Bremse (B) derart mit dem Gas- fußhebel verbunden ist, daß die Bremswelle (14) beim Durchtreten desselben über die Vollgasstellung hinaus gegenüber dem Getriebegehäuse (17) freigegeben wird.
6. Flüssigkeitsgetriebe nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalthülsen (M₁, M₂, M₃) für alle Kupplungen mit einem Handhebel (30) verbunden sind, durch den sie zugleich aus der Vorwärtsstellung (V) über die Leerlaufstellung (O) in die Rückwärtsstellung (Z) des Getriebes bewegt werden können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen