DE814705C - Turbogetriebe, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

• Turbogetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf Turbogetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, und bezweckt die Erreichung einer möglichst günstigen Zugkraftkurve.
• Bei Fahrzeugantrieben mit der bisher üblichen Anordnung von Turbogetrieben wird ein aus Turbo-«aniller u»d Turhokupphing hestelieiides Turbogetriebe zwischen Antriebsmaschine und Treibrädern angeordnet. Beim Antrieb von zwei Treibräderpaaren durch eine gemeinsame Antriebsmaschine wird entweder ein beiden Treibräderpaaren gemeinsames Turbogetriebe vorgesehen, oder es wird durch zwei unter sich gleiche Turbogetriebe jedes Treibräderpaar einzeln angetrieben.
• Diese Antriebsvorrichtungen zeigen dieselben charakteristischen, in Abb. t dargestellten Kennlinien; Kurve Z zeigt den Verlauf der Zugkräfte am Radumfang, Kurve N den Verlauf der an der Sekundärgetriebewelle verfügbaren Leistung und hure ii Ale» Verlauf der in Funktionen der Fahrgeschwindigkeit v. Diese Kurven, insbesondere diejenigen der an der Sekundärseite verfügbaren Leistung N, zeigen deutlich die Unvollkommenheit solcher Antriebsvorrichtungen, welche in der Nähe des Umschaltpunktes vom Wandler- zum Kupplungsantrieb in einem Mangel an Leistung besteht, der im praktischen Fahrbetrieb erfahrungsgemäß stark störend empfunden wird.
• Man hat versucht, diesen Mangel dadurch zu beheben, daß man für die mittleren Geschwindigkeiten einen zweiten Wandler einführte, doch befriedigte auch diese Lösung nur wenig. Einmal ist seine Unterbringung im Gesamtgetriebe sehr verwickelt und er selbst teuer und schwer. Dann ist aber auch die durch ihn erreichbare Verbesserung der Zugkraftkurve so geringfügig, daß sie den Aufwand nicht lohnt. In Abb. r ist in den bereits besprochenen Kurven die Abweichung durch die strichpunktierten Linien Z1, N1 und 171 gekennzeichnet. Die Erfindung hilft den bisherigen Mängeln dadurch ab, daß ein weiterer Kupplungskreislauf vorgesehen ist, dessen Einsatz die bei der bisherigen Anordnung vorhandene nachteilige Übergangsstelle zwischen Wandler- und Kupplungsbetrieb überbrückt. Da nun eine einfache Strömungskupplung ohne festes Leitrad ihrer Natur nach immer nur eine Sekundärdrehzahl ergeben kann, die annähernd gleich der Primärdrehzahl ist, so ist zwischen dieser Zwischenkupplung und der getriebenen Welle erfindungsgemäß ein ins Langsame übersetzendes Getriebe vorgesehen, das den Treibrädern eine Drehzahl vermittelt, die höher ist als die des Wandlers, aber niedriger als die der Strömungskupplung für die höchste Getriebestufe. Das Übersetzungsverhältnis dieser eingeschlossenen Kupplung ist hierbei so gewählt, daß ihr Wirkungsbereich den letzten abfallenden Teil der Leistungskurve des Wandlers und den ersten ansteigenden Teil der Leistungskurve der direkten Strömungskupplung überdeckt, wobei die Leistungskurve dieser Kupplung infolge der günstigen Lage ihres Scheitels im zugehörigen Geschwindigkeitsbereich die beiden genannten Kurven stark überhöht (s. N2 auf Abb. 2). Die Zugkraft- sowie die Wirkungsgradkurve gestalten sich bei Z2 und 712 in ähnlicher Weise günstiger, und das Gesamtergebnis ist, daß die Höchstgeschwindigkeit in wesentlich kürzerer Zeit erreicht wird als bisher und vor allem, daß Strecken mit stärkerer Steigung unter Einsatz der Zwischenkupplung mit erheblich größeren Geschwindigkeiten befahren werden können, als dies mit einem oder auch sogar mit zwei Wandlern bisher möglich war.
• Gemäß der Erfindung ergibt sich mit der neuen Anordnung folgender praktischer Betrieb: r. Anfahren mit großem Anzugsmoment unter Benutzung des Momentenwandlers, 2. daran anschließend Übergang zum Antrieb über die Kupplung mit der stärkeren Übersetzung ins Langsame für die mittlere Getriebestufe, 3. Übergang auf den Antrieb über die Kupplung mit der weniger starken Übersetzung ins Langsame für die höchste Getriebestufe.
• Die Abb.3 bis 7 enthalten beispielsweise verschiedene Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes, und zwar zeigt Abb. 3 die schematische Darstellung einer grundsätzlichen Anordnung, Abb. 4 die schematische Darstellung einer weiteren Anordnung, Abb. 5 eine Anordnung für den Antrieb eines Treibräderpaares, Abb. 6 eine Anordnung für den Antrieb von zwei Treibräderpaaren und Abb. 7 eine Abart der Anordnung nach Abb. 6. Gemäß Abb. 3 sind mit der Welle Al des Antriebsmotors A die Primärteile des Wandlers C und der Kupplungen Dl, D2 fest verbunden. In bisher üblicher Weise besteht auch eine feste Verbindung zwischen den Sekundärteilen des Wandlers C und der Kupplung Dl für die mittlere Getriebestufe, die beide gemeinsam über eine Übersetzung ins Langsame F mit den Treibrädern in Verbindung stehen. Der Sekundärteil der Kupplung D2 ist mit der zu den Treibrädern führenden getriebenen Welle D3 unmittelbar verbunden, und es kann beispielsweise die Gesamtanordnung so getroffen sein, daß das der KupplungDl nachgeschaltete CbersetzungsgetriebeF zwischen jener und dem Sekundärteil der Kupplung D2 untergebracht ist. Im vorliegenden Fall ist das Übersetzungsgetriebe F beispielsweise als Umlaufrädergetriebe mit feststehendem Außenkranz ausgebildet, doch kann an dessen Stelle auch jede beliebige andere zweckmäßige Ausführung treten.
• Gemäß Abb. 4 ist die Anordnung so getroffen, daß der Wandler C und die Kupplung D2 für die hohen Geschwindigkeiten in der bisher üblichen Weise so angeordnet sind, daß ihre beiden Primärteile auf der treibenden Welle A2 sitzen. Diese erhält ihre Bewegung von dem mit der Antriebsmaschine A verbundenen Zahnrad A3, das in derselben Weise eine zweite treibende Welle A1 antreibt, auf der der Primärteil der Kupplung Dl für die mittlere Getriebestufe sitzt. Die Sekundärteile von Wandler C und Kupplung D2 sind über ein Getriebe E2, der Sekundärteil der Kupplung Dl ist über ein Getriebe El mit der getriebenen Welle D3 für die Treibräder fest verbunden. Dabei ist das Übersetzungsverhältnis der beiden Zahnrädergetriebe El, E2 so gewählt, daß El eine geringere Drehzahl der Treibräder hervorruft als E2.
• Dieser Drehzahlunterschied an den Treibräderwellen B könnte natürlich auch dadurch erreicht werden, daß man dem Primärteil der Kupplung Dl bereits eine geringere Drehzahl gäbe als dem Primärteil der Kupplung D2, und es würde sich hierdurch am Sinn der Erfindung nichts ändern. Es wird jedoch praktisch sein, beide Kupplungen Dl und D2 mit gleicher Primärdrehzahl anzutreiben, da sie in diesem Fall vollkommen übereinstimmend ausgebildet sein können, was die Herstellung des gesamten Getriebes vereinfacht.
• Abb. 5 zeigt eine weitere Anwendung des Getriebes gemäß der Erfindung, und zwar für den Antrieb eines einzelnen Treibräderpaares. Die Anordnung ist in ihren Grundzügen dieselbe wie die gemäß Abb. 4, doch ist mit der treibenden Welle Al noch der Primärteil eines weiteren Wandlers Cl verbunden, so daß insgesamt zwei Wandler und zwei Kupplungen zur Verfügung stehen. Die beiden Wandler Cl und C2 sind hierbei so bemessen, daß sie unter Berücksichtigung der Zahnradübersetzungen F1 und F2, bei gleicher Primärdrehzahl gleiche Zugkräfte auf die Treibräder ergeben, so daß sie im ersten Zeitabschnitt des Anfahrens beide gleichzeitig in Parallelschaltung zur Kraftübertragung dienen.
• Abb. 6 zeigt einen Antrieb gemäß der Erfindung, bei dem eine gemeinsame Antriebsmaschine auf zwei Treibräderpaare wirkt. Die Anordnung entspricht in allen Teilen derjenigen der Abb. 5, nur ist hier die eine Getriebegruppe Cl, Dl, El mit dem einen Treibräderpaar und die andere Getriebegruppe C2, D2, E2 mit dem zweiten Treibräderpaar verbunden. Die Arbeitsweise ist hierbei folgende. Für den Anfahrbetrieb werden beide Wandler Cl und C2 gemeinsam betrieben, wobei bei den großen Zugkräften des Anfahrens in günstiger Weise noch das Reibungsgewicht zweier Treibräderpaare zur Verfügung stellt. Ist der erste C'nischaltpunkt mit den Wandlern erreicht, so wird auf diejenige Kupplung D1 übergegangen, welche die Treibräder in der mittleren Getriebestufe antreibt, wofür bereits das Reibungsgewicht eines Treihräderpaares ausreicht. Ist mit dieser Stufe der zweite Umschaltpunkt erreicht, so geht man auf die Kupplung Dz über, die mittels des mechanischen Getriebes E2 eine größere Drehzahl zu erreichen gestattet und kommt dann damit auf die höchste Getriebestufe des Fahrzeuges.
• Abb. 7 endlich zeigt noch eine Ausführung, bei der grundsätzlich dieselbe Anordnung wie bei Abb.6 getroffen ist. Abweichend ist lediglich, daß zwischen die Antriebsmaschine A und die Primärwellen Al und .42 einerseits sowie zwischen die Getriebe Ei und E2 und die Treibriiderpaare andererseits je ein Übersetzungsgetriebe eingeschoben ist. Diese Anordnung gestattet, die Drehzahlen der Turbogetriebe von der Drehzahl der Antriebsmaschine unabhängig zu machen, insbesondere die Turbogetriebe für größere Drehzahlen zu bemessen, wodurch ihre Abmessungen sich verringern.
• Für den Umfang der Erfindung ist es belanglos, ob die Turbogetriebe, wie in Abb. 3 und 6, unmittelbar vom Motor aus getrieben sind und ob sie die Treibräder unmittelbar oder über einfache Getriebe antreiben oder ob, wie in Abb. 4, 5 und 7 dargestellt, zwischen Motor und Turbogetrieben und zwischen Getrieben und Treibrädern mechanische Übersetzungsgetriebe liegen. Es ist ferner möglich, daß man die Wandler- und eine Kupplungsstufe in einem gemeinsamen Kreislauf mit einem bei Kupplungsgetrieben mitumlaufenden Leitrad zusammenfaßt. Wesentlich ist, daß die in Abb 2 dargestellten Kennlinien erreicht werden.
• Schließlich können die Getriebe auch, wie in Abb. 5 bis 7 dargestellt, so ausgebildet sein, daß an geeigneter Stelle des Kraftflusses zwischen den Sekundärteilen der Strömungsgetriebe und den Treibrädern ein Wendegetriebe für die Rückwärtsfahrt eingeschoben ist.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: r. Turbogetriebe finit mindestens drei hydraulischenGeschwindigkeitsstufen,insbesondere zum Antrieb von Kraftfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Überbrückung der Übergangsstelle ztvisclien den Kennlinien (Z-, !l@-, @-) der zum Anfahren vorgesehenen Wandlerstufe (C bz«-. Cl, ("2) und der fi.ir Vollfahrt bestimmten Ktil>plttngssttife (L)2) eine besondere hydraulische Kupplung (I)1) vorgesehen ist, die mit entsprechender Untersetzung auf die Treibr:ider arbeitet, wobei von allen in Richtung des Kraftflusses hintereinander angeordneten Ströinungskreisl:itifen jeweils höchstens einer und insgesamt höchstens zwei in Richtung des Kraftflusses nebeneinander angeordnete Anfahrwandler in Betrieb sind.
2. 2. Getriebe nach Anspruch i, bei dem die Primärteile der drei Strömungskreisläufe auf einer gemeinsamen vom Motor angetriebenen Welle, sitzen, dadurch gekennzeichnet, daß der Sekundärteil des Wandlers (C) mit dem der Kupplung (D1) für die mittlere Getriebestufe fest verbunden und der Sekundärteil der Kupplung (D2) für die höchste Getriebestufe mit der getriebenen Welle fest verbunden ist, und daß zwischen dem gemeinsamen Sekundärteil von Wandler und erster Kupplung und der getriebenen Welle (D3) eine durch ein Planetengetriebe gebildete Übersetzung (F) ins Langsame eingeschaltet ist.
3. 3. Getriebe nach Anspruch i, gekennzeichnet durch zwei zur Motorwelle parallele und von dieser über Zahnräder angetriebene Wellenstränge, die mit verschiedener Übersetzung auf die Abtriebswelle treiben, und von denen der eine den Anfahrwandler (C) und die Kupplung für den höchsten Geschwindigkeitsbereich (D2) und der andere die Kupplung für den mittleren Geschwindigkeitsbereich (D1) trägt. .
4. 4. Getriebe nach Anspruch i und 3, dadurch gekennzeichnet, daß für den Antrieb zwei Turbogetriebe, jedes bestehend aus Turbowandler (C) und Turbokupplung (D) mit mechanischen Übersetzungen (E), angeordnet und so bemessen sind, daß die beiden Turbowandler (C1, C2) gemeinsam die niedrigste Getriebestufe, die eine Kupplung (Dl) die mittlere und die zweite Kupplung (D2) die höchste Getriebestufe ergeben.
5. 5. Getriebe nach Anspruch i und 4 zum Antrieb eines Treibräderpaares, dadurch gekennzeichnet, daß die je aus Wandler (C) und Kupplung (D) bestehenden Getriebe achsparallel nebeneinander mit den vor- und nachgeschalteten mechanischen Getrieben und den Schaltgliedern in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind.
6. 6. Getriebe nach Anspruch i und 4 zum Antrieb von zwei Treibräderpaaren, dadurch gekennzeichnet, daß dem einen Treibräderpaar ein Wandler (C1) für die niedrigste Getriebestufe und die Kupplung (D1) für die mittlere Getriebestufe, dem anderen Treibräderpaar der andere Wandler (C2) für die niedrigste Getriebestufe und die Kupplung (D2) für die höchste Getriebestufe zugeordnet sind. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 399 133, 538018, 673 630; österreichische Patentschriften Nr. 133 952, 147 994; französische Patentschriften Nr. 404 542, 762 175; britische Patentschrift Nr. 407 510; Zeitschrift d. VDI, 1933, S. 23o.