DE1218888B

DE1218888B - Hydrodynamisch-mechanisches Verbundgetriebe, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE1218888B
Application number: DEL42045A
Authority: DE
Inventors: Alf Lysholm
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1962-05-23
Filing date: 1962-05-23
Publication date: 1966-06-08

Description

Hydrodynamisch-mechanisches Verbundgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung betrifft ein hydrodynamischmechanisches Verbundgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei dem einem ein hohes Anfahrdrehmoment erzeugenden hydrodynamischen Drehmomentwandler mit ortsfestem Gehäuse und einstufigem Turbinenrad, dessen Schaufelkranz irn Strömungskreislauf hinter dem Schaufelkranz des Pumpenrades liegt, ein einebeniges Planetenrädergetriebe vorgeschaltet ist, wobei in einer ersten Gangstufe teils mechanisch und teils über den hydrodynamischeu Drehmomentwandler, in einer zweiten Gangstufe durch Kuppeln des Sonnenrades mit dem Planetenräderträger rein mechanisch und in einer dritten Gangstufe durch Festbremsen des Sonnenrades rein mechanisch mit einer übersetzung ins Schnelle das über den Planetenräderträger eingeleitete Antriebsdrehmoment der Antriebsmaschine auf die mit dem Hohlrad des Planetenrädergetriebes verbundene Abtriebswelle übertragen wird, wozu druckmittelbetätigte Schaltmittel vorgesehen sind, die als in axialer Richtung nebeneinander angeordnete Einscheibenkupplungen und eine Bremse ausgebildet sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Getriebe dieser Bauart zu schaffen, das die insbesondere an Getriebe für Personenkraftfahrzeuge zu stellenden Anforderungen hinsichtlich einfachen und raumsparenden Aufbaus, guter Wirkungsgrad, großer mittlerer Antriebsleistung und üblicher Gangsprünge zwischen den verschiedenen Gangstufen in möglichst vollkommener Weise erfüllt.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die beiden Einscheibenkupplungen und die als Einscheibenbremse ausgebildete Bremse das Planetenrädergetriebe in an sich bekannter Weise ringförmig umgeben und die beiden Einscheibenkupplungen, wie ebenfalls an sich bekannt, durch einen Doppelkolben wechselweise betätigbar sind.
Die genannten Merkmale sind, wie erwähnt, in Verbindung mit Kraftfahrzeug- oder Schienenfahrzeuggetrieben schon an sich bekannt, wobei jedoch diese Getriebe die geforderten Eigenschaften nicht in ebenso vorteilhafter Weise vereinigen.
Bei einem bekannten hydrodynamisch-mechanisehen Verbundgetriebe wird beispielsweise ein hydrodynamischer Drehmomentwandler mit umlaufendem Gehäuse und zweistufigem Turbinenrad - an Stelle des eingangs genannten Drehmomentwandlers - verwendet. Dieser bekannte Wandler ist aber nicht nur im Aufbau verwickelter und daher kostspieliger, sondern hat auch den Nachteil, daß er beim Anfahren die - durch die teilweise mechanische Leistungsübertragung ohnehin schon verminderte - Drehzahl des Antriebsmotors weiter stark herabdrückt und daher für das Verbundgetriebe eine im Mittel zu geringe Abtriebsleistung ergibt. Das ist dadurch bedingt, daß im Strömungskreislauf der zweite Schaufelkranz des Turbinenrades unmittelbar vor dem Schaufelkranz des Pumpenrades liegt und damit die Leistungsaufnahme des Wandlers beeinflußt.
In Weiterbildung der Erfindung kann das Druckmittel zum Betätigen der Einscheibenkupplungen für das Sonnenrad durch Querbohrungen in einer Stirnwand des Gehäuses, Ausdrehungen und Längsbohrungen in einer der Getriebewellen sowie durch Querbohrungen in einem Flansch des Sonnenrades geführt werden. Für dieses Merkmal wird nur in Verbindung mit dem Patentanspruch 1 Schutz begehrt.
In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung ein für Kraftfahrzeuge bestimmtes hydrodynamisch-mechanisches Verbundgetriebe, teilweise in axialem Schnitt und teilweise in Ansicht, schematisch dargestellt.
Das Schwungrad 1, das am Flansch 2 der Kurbelwelle 3 einer nicht dargestellten Antriebsmaschine angeschraubt ist, ist über die Radialverzahnung 4 mit der Antriebswelle 5 des Getriebes verbunden. Diese ist mittels eines Kugellagers 6 im Getriebegehäuse 7 drehbar gelagert und mit zwei Paaren von ringförmigen Ausdrehungen 8 und 9 sowie mit zwei diese miteinander verbindenden Quer- und Längsbohrungen 10 versehen, die über anschließende Querbohrungen 11 im Getriebegehäuse wechselweise an eine (nicht gezeichnete) Druckmittelquelle angeschlossen werden können.
Die Abtriebswelle 12 ist ebenfalls mittels eines Kugellagers 13 im Getriebegehäuse 7 gelagert. An ihrem linken, als Hohlwelle ausgebildeten und auf der Antriebswelle 5 drehbar gelagerten Ende ist sie mit dem Hohlrad 14 eines einebenigen Planetenrädergetriebes fest verbunden. Der zugehörige Planetenräderträger 15 der Planetenräder 16 ist mit der Antriebswelle 5 fest verbunden. Das zugehörige Sonnenrad 17 ist auf der Abtriebswelle 12 drehbar gelagert und trägt einen mit an die Ausdrehungen 9 anschließenden Bohrungen versehenen radialen Flansch 18. In dessen äußerem, das Planetenrädergetriebe ringförmig umgebenden Teil sind die beiden miteinander verbundenen Druckkolben 19 und 20 von zwei druckmittelbetätigten Einscheibenkupplungen angebracht. Außerdem trägt der Flansch 18 die Verzahnung 21 für die Druckscheibe 22 einer Ein--scheibenbremse, deren zugehöriger Druckkolben 23 - im. Getriebegehäuse 7 angebracht ist und über eine Druckmittelleitung 24 betätigt wird.
Die Druckscheiben 25 und 26 der beiden Einscheibenkupplungen sind über entsprechende Verzahnungen mit dem Planetenräderträger 15 bzw. mit einem Flansch des Pumpenrades 27 des hydrodynamischen Drehmomentwandlers verbunden. Das Turbinenrad 28 dieses Drehmomentwandlers ist über den Freilauf 29 mit einem Flansch 30 der Abtriebswelle 12 verbunden. Das ortsfeste Gehäuse 31 des Drehmomentwandlers ist ein Teil des Getriebegehäuses 7 und trägt den Leitschaufelkranz 32. Das Turbinenrad 28 trägt einen einzigen Schaufelkranz 33, der im Strömungskreislauf hinter dem Schaufelkranz 34 des Pumpenrades 27 liegt.
Die Wirkungsweise des dargestellten Verbundgetriebes ist die folgende: Die Kurbelwelle 3 ist über das Schwungrad 4 mit der Antriebswelle 5 und daher auch mit dem Planetenräderträger 15 des Planetenrädergetriebes ständig verbunden.
Beim Anfahren in der ersten Gangstafe mit Leistungsteilung wird von den Querbohrungen 11 die linke unter Druck gesetzt und die rechte entlüftet. Dadurch werden die beiden miteinander verbundenen Druckkolben 19 und 20 nach rechts bewegt, so daß die Druckscheibe 26 mit dem Druckkolben 20 verbunden und damit das Pumpenrad 17 an das -Sonnenrad 17 des Planetenrädergetriebes angekuppelt wird. Vom angetriebenen Planetenräderträger 15 mit -den Planetenrädem 16 wird somit ein Teil des Antriebsmoments über das Hohlrad 14 unmittelbar auf die Abtriebswelle 12 übertragen und der andere, Teil über das Sonnenrad 17 auf das Pumpenrad 27 und von dort auf hydraulischem Wege auf das Turbinenrad 28, das üb.er den Freilauf 29 ebenfalls auf die Abtriebswelle 12 arbeitet.
Zum Einschalten der zweiten Gangstufe wird die Druckmittelzuführung durch die Querbohrungen 11 umgekehrt. Der Doppelkolben 19 und 20 bewegt sich daher nach links, so daß die Druckscheibe 25 mit dem Druckkolben 19 und daher der Planetenräderträger 15 mit dem Sonnenrad 17 gekuppelt wird. Hierdurch wird das gesamte Planetenrädergetriebe zu einer Einheit verblockt, und die Antrjebswelle 5 ist mit der Abtriebswelle 12 im Direktgang mechanisch verbunden. Dabei ist sowohl das Pumpenrad 27 als auch das Turbinenrad 28 vom Antrieb gelöst, da die zum Druckkolben 20 gehörige Kupplung ausgerückt ist und der Freilauf 29 sich selbsttätig löst.
Zum Einschalten der dritten Gangstufe werden L---ide Querbohrungen 11 entlüftet und die Druckmittelleitung 24 unter Druck gesetzt. Dadurch wird die Blockierung des Planetenrädergetriebes aufgehoben, dagegen das Sonnenrad 17 festgebremst. Die An-ffiebswelle 5 ist nunmehr über den Planetenräderträger 15 und das Hohlrad 14 mit einer Übersetzung ins Schnelle mit der Abtriebswelle 12 mechanisch verbunden. Bei geeigneter Wahl der Raddurchmesser ini Planetenrädergetriebe kann für diese übersetzung ein Wert im Bereich von 1,3 bis 1,7, vorzugsweise der Wert 1,5"erzielt werden.
Die drei Gangstufen können entweder von Hand oder selbsttätig, in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit, schaltbar sein. Ferner kann das Getriebe durch Hinzufügen weiterer Zahnräder und Kupplungen auch Rückwärtsgänge enthalten und dadurch zu einem vollständigen Kraftfahrzeuggetriebe ergänzt werden.

Claims

Patentansprüche: 1. Hydrodynamisch-mechanisches Verbundgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, beidem einem ein hohes Anfahrdrehmoment erzeugenden hydrodynamischen Drehmomentwandler mit ortsfestem Gehäuse und einstufigem Turbinenrad, dessen Schaufelkranz im Strömungskreislauf hinter dem Schaufelkranz des Pumpenrades liegt, ein einebeniges Planetenrädergetriebe vorgeschaltet ist, wobei in einer ersten Gangstufe teils mechanisch und teils über den hydrodynamischeu Drehmomentwandler, in einer zweiten Gangstufe durch Kuppeln des Sonnenrades mit dem Planetenräderträger rein mechanisch und in einer dritten Gangstufe durch Festbremsen des Sonnenrades rein mechanisch mit einer übersetzung ins Schnelle das über den Planetenräderträger eingeleitete Antriebsdrehmoment der Antriebsmaschine auf die mit dem Hohlrad des Planetenrädergetriebes verbundene Abtriebswelle übertragen wird, wozu druckmittelbetätigte Schaltmittel vorgesehen sind, die als in axialer Richtung nebeneinander angeordnete Einscheibenkupplungen und eine Bremse ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Einscheibenkupplungen(19,25 bzw. 20,26) und die als Einscheibenbremse (23, 22) ausgebildete Bremse das Planetenrädergetriebe (14 bis 17) in an sich bekannter Weise ringförmig umgeben und die beiden Einscheibenkupplungen, wie ebenfalls an sich bekannt, durch einen Doppelkolben (19,20) wech#selweise betätigbar sind.
2. Hydrodynamisch-mechanisches Verbundgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckmittel zum Betätigen der Einscheibenkupplungen (19, 25 und 20, 26) für das Sonnenrad (17) durch Querbohrungen (11) in einer Stimwand des Gehäuses (7), Ausdrehungen (8 und 9) und Längsbohrungen (10) in einer der Getriebewellen (Antriebswelle 5) sowie durch Querbohrungen in einem Flansch (18) des Sonnenrades geführt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschriften Nr. 1086 727, 1083 614, 1064 820, 1039 850; USA.-Patentschrift Nr. 2 302 714.