DE1775037C3

DE1775037C3 - Leistungsverzweigendes hydrodynamischmechanisches Verbundgetriebe

Info

Publication number: DE1775037C3
Application number: DE1775037A
Authority: DE
Inventors: Alexander H. Southfield Mich. Galaniuk (V.St.A.)
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: Ford Werke GmbH
Priority date: 1967-10-12
Filing date: 1968-06-28
Publication date: 1978-03-09
Also published as: DE1775037A1; DE1775037B2; US3425295A

Description

Bei einem aus der GB-PS 9 31331 bekannten Verbundgeiriebe nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruches I sind die beiden Planetengetriebe außerhalb des dabei dreirädrigen Drehmomentwandlers angeordnet, wodurch sich eine entsprechend lange axiale Getriebeerstreckung ergibt. Weiterhin sind dabei zum Abbremsen des Leitrades für die Bereitstellung <«> eines ersien Fahrbereiches im Vorwärtsantrieb und zum zusätzlichen Abbremsen des Pumpenrades für die Bereitstellung eines weiteren Fahrbereichs im Vorwärtsantrieb mittels einer jeweiligen Senkvorrichtung betätigte Bandbremsen verwirklicht, und eine weitere, <>i ebenfalls mittels einer eigenen Servovorrichtung für den Rückwärtsantrieb betätigte Bandbremse ist zum Abbremsen des über eine Überholkupplung mit dem Turbinenrad verbundenen Planetenradträgers des abtriebsseitigen Planetengetriebes vorgesehen. Durch die Anordnung und Ausbildung solcher Bandbremsen wird das wegen der größeren axialen trstreckung ohnehin wenig kompakte Getriebe noch weniger kompakt, ganz abgesehen davon, daß für die Servovorrichtungen eine geeignete hydraulische Steuervorrichtung bereitgestellt werden muß, was die Getriebeausführung entsprechend verteuert.

Aus der US-PS 27 66 641 ist es für ein Getriebe anderer Gattung bekannt, zur Erzielung einer axial kurzen Getriebebauart die einzelnen Glieder eines oder mehrerer Planetengetriebe auch innerhalb eines Wandlers anzuordnen. Weiter ist noch aus der US-PS 26 99 236 bekannt, zum Abbremsen eines Wandlerrades am Wandlergehäuse durch den Druck der Wandlerflüssigkeit aneinander anlegbare Reibflächen vorzusehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das nach der Gattung bekannte Verbundgetriebe so weiterzubilden, daß es eine wesentlich kürzere axiale Erstreckung erhält und ohne das Erfordernis für ein Umschalten von Bremsen oder Kupplungen zur Überdeckung des gesamten Übersetzungsbereiches in einer Drehrichtung der Ausgangswelle äußerst kompakt ausgeführt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruches 1 vorgesehen. Dadurch, daß erfindungsgemäß die beiden Planetengetriebe innerhalb des Wandlers angeordnet sind, ist die primäre Voraussetzung für eine axial kurze Getriebebauart geschaffen. Dazu trägt auch die zweiteilige Ausbildung der Wandlerturbine bei, die ein sehr enges Zusammenrücken der verschiedenen Getriebeglieder erlaubt, wobei diese kompakte Anordnungsmöglichkeit auch dadurch noch gefördert wird, daß sowohl das Leitrad als auch das eine Turbinenrad unmittelbar am Wandlergehäuse abgebremst werden, wofür insbesondere eine entsprechend raumsparend auszuführende mechanische Lösung in Betracht kommen kann So ist es beispielsweise in Übereinstimmung mit dem Patentanspruch 2 möglich, für das Abbremsen des Leitrades im Vorwärtsantrieb eine gegenüber dem Wandlergehäuse wirksame Wechselkupplung vorzusehen, die im Rückwärtsantrieb unter Freigabe des Leitrades dann zur gleichartigen Abbremsung des daneben angeordneten Turbinenrades benutzt wird. Die Abstützung des abbremsbaren Koppelgliedes (im Rückwärtsgang) erfolgt durch den Wandler hindurch mittels der Überholkupplung am festlegbaren ersten Turbinenrad. Hierdurch kann in einfacher Weise ohne Einbußen an axialer Kompaktheit das Koppelglied gehäusefest abgestützt werden.

Weitere zweckmäßige Ausbildungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 3 und 4 erfaßt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch ein Verbundgetriebe, F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie 2-2 in F i g. 1,
F i g. 3 einen Schnitt nach der Linie 3-3 in F i g. I,
F i g. 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 in F i g. 1,
F i g. 5 einen Schnitt nach der Linie 5-5 in F i g. 1 und
F i g. 6 einen Schnitt nach der Linie 6-6 in F i g. 1.
Mit. der Kurbelwelle 10 einer Brennkraftmaschine ist eine Triebwerkplatte 14 über ihre Nabe 16 verbunden, und an der Triebwerkplatte ist ein Zahnkranz 12 zur Verbindung mit einem nichtgezeigten Anlasser ausgebildet. Ein mit der Kurbelwelle 10 verkeiltes Sonnenrad

18 gehört einem ersten Planetengetriebe 20 an, das noch auf Wellen 24 drehbar gelagerte Planetenräder 22 umfaßt sowie einen Planetenradträger 26, der über seine Nabe 28 mittels der Lager 30 und 32 auf dei Kurbelweile 10 angeordnet ist. Die Planetenräder 22 kämmen mit einem Hohlrad 34, das über ein damit verkeiltes Koppelglied 36 mit dem Sonnenrad 38 eines zweiten Planetengetriebes 40 verbunden ist. Das Planetengetriebe 40 umfaßt ein Hohlrad 43 und zwei miteinander kämmende Planetenradsätze, von denen der eine Satz die auf Wellen 44 drehbar gelagerten und mit dem I lohlrad 43 kämmenden Planetenräder42 umfaßt.

Die Wellen 44 sind an dem Planetenradtrager 46 angeordnet, der auf einer Schulter 48 an der Nabe des Koppelgliedes 36 drehbar gelagert ist. Die Planetenräder des anderen Planetenradsatzes kämmen noch mit dem Sonnenrad 38.

Ein hydrodynamischer Drehmomentwandler 50 umfaßt ein Pumpenrad 52, ein erstes Turbinenrad 54, ein Leitrad 56 und ein zweites Turbinenrad 58. Das Pumpenrad 52 ist bei 60 mit einem sich radial erstreckenden Bremsträger 62 verbunden, der eine Reibfläche 64 trägt, welche einer Reibfläche 66 an einer Vorderwand 68 des Wandlergehäuses 70 gegenüberliegt. Die Vorderwand 68 ist an ihrem Außenrad 72 an das Wandlergehäusi- 70 angeschraubt und hat mittig eine Öffnung 74, m der eine auf der Nabe 16 der Triebwerkplatte 14 aufsitzende Dichtungsmanschette 76 angeordnet ist.

Das Leitrad 56 ist über seinen Mantel 78 bei 80 mit einer das Planetengetriebe 40 umschließenden hohlzylindrischen Verlängerung des Planetenradträgers 46 verkeilt, wobei diese Verlängerung auch eine Lagerfläche für eine Kupplungsnabe 82 schafft, die über eine Vielkeilverzahnung 84 mit der Nabe 86 des Turbinenrades 58 verbunden ist. Andern Mantel 78 des Leitrades 56 ist ein Vorsprung 88 ausgebildet, der in eine ringförmige Ausnehmung 90 in der Rückwand 136 des Wandlergehäuses 70 einfaCt. Weiter ist an diesem Mantel 78 ein Bremsring 92 ausgebildet, der Ausnehmungen 94 aufweist. Gleichartig ist an dem Mantel % des Turbinenrades 54 ein Brcinsring 98 ausgebildet, der entsprechende Ausnehmungen 100 aufweist zum Zusammenwirken mit Rollen 102 und 104, welche durch einen Käfig 110 gehalten sind. Der Käfig 110 ist in einer Aussparung 112 der Rückwand 136 des Wandlergehäuses 70 aufgenommen und bei 114 gegenüber diesem verriegelt. Die Rollen 102 und 104 sind mittels eines mit Aussparungen 108 versehenen Nockenringes 106 so verstellbar, daß für den Vorwärtsantrieb die Rollen 104 von den Ausnehmungen 100 gelöst und die Rollen 102 in Eingriff mit den Ausnehmungen 94 gebracht sind, wie in Fig. 2 festgehalten. Dadurch wird das Leitrad 56 an dem Wandlergehäuse 70 abgebremst, während das Turbinenrad 54 frei umlaufen kann. Im Rückwärtsantrieb ist der Nockenring 106 nach der entgegengesetzten Seite verstellt, so daß dann die Rollen 102 aus den Ausnehmungen 94 gelöst und die Rollen 104 mit den Ausnehmungen 100 in Eingriff gebracht sind. Dadurch ist dann das Turbinenrad 54 am Wandlergehäuse 70 abgebremst, während das Leitrad 56 frei umlaufen kann. Im übrigen sind noch Zapfen 116 vorgesehen, welche den Nockenring 106 und damit auch den Käfig 110 axial unverschieblich halten.

Das Turbinenrad 54 bildet mit seinem Innennianiel 118 die äußere Spur von zwei Überholkupplungen 120 und 122. Die innere Spur der einen Kupplung 120 ist durch einen Ringkörper 124 gebildet, der mit dem

Mantel 126 des Turbinep.rades 58 verkeilt ist. während die innere Spur der anderen Kupplung 122 durch einen Ringkörper 128 gebildet ist, der mit einem zwischen dem Pumpenrad 52 und dem Turbinenrad 58 angeordneten Teil 130 verbunden ist. Das noch mit dem Hohlrad 34 verkeilte Teil 130 ist in seinem Durchtrittsbereich zwischen den beiden Rädern 52 und 58 mit Öffnungen versehen, die eine Unterbrechung de; Wandlerströmung verhindern. Das Hohlrad 34 bildet auch die innere Spur 132 für eine Überhohlkupplung 134, deren äußere Spur durch die Kupplungsnabe 82 gebildet ist.

Die Rückwand 136 des Wandlergehäuses 170 ist mit einer Lagerbohrung 138 für die Schieberhülse 140 eines Universalgelenks 142 versehen. Die Hülse 140 ist mit dem Hohlrad 43 verbunden, wodurch dasselbe über das Universalgelenk 142 eine Verbindung mit der Abtriebswelle 144 des Getriebes erhält. Weiter ist an der Hülse 140 mittels Bolzen 14(5 noch eine Bremsscheibe 148 befestigt, die für die Abbremsung der Welle 144 vorgesehen ist. An dein Hohlrad 43 isi noch ein Zahnkran/. 152 ausgebildet, mit welchem eine auf einem Zapfen 156 schwenkbar gelagerte Klinke 154 durch einen dafür vorgesehenen Nocken 158 in Eingriff bringbar ist. wenn die Welle 144 abgebremst werden soll.

Im Vorwärtsantrieb aus dem Stand wird das Hohlrad 43 Anfangs stationär gehalten, d;i es mit der Welle 144 verbunden ist. Damit werden auch das Sonnenrad 38 und das Hohlrad 34 stationär gehalten. Sobald das Sonnenrad 48 durch die Brennkraftmaschine angetrieben wird, erfolgt ein Antrieb des Pumpenrades 52 in gleicher Drehrichtung, und das Hohlrad 34 ist dann wegen der Verbindung über die Überholkupplung 122 versucht, das Turbinenrad 54 in der entgegengesetzten Drehrichtung anzutreiben. Gleichzeitig wird innerhalb des Turbinenrades 54 durch die mittels des Pumpenrades 52 in Strömung versetzte Wandlerflüssigkeit ein Drehmoment erzeugt, das wegen des Leitrades 56 auch innerhalb des Turbinenrades 58 in derselben Richtung wirkt und mithin über die Überholkupplung 134 an das Hohlrad 34 abgegeben wird. Das auf das Sonnenrad 38 in der mithin zu dem Pumpenrad 52 entgegengesetzten Drehrichtung einwirkende Drehmoment stellt somit die Resultierende aus dem an das Hohlrad 34 hydrodynamisch und mechanisch übertragenen Drehmoment dar. In derselben Drehrichtung wie das Sonnenrad 38 wird auch das Hohlrad 43 und damit auch die Welle 144 angetrieben.

Während der Beschleunigung behält das Turbinenrad 54 seine Drehrichtung bei, wobei mit der Drehzahlerhöhung eine entsprechende Verringerung des Drehmoments stattfindet. Folglich sinkt auch die Drehzahl des Pumpenrades 52, und sobald keine Drehmomentabgabe mehr durch das Turbinenrad 54 erfolgt, wird wegen des durch die Überholkupplung 134 geschaffenen unabhängigen Freilaufs des Turbinenrades 58 dann von diesem eine Drehmomentabgabe über die Kupplung 134 vorgenommen. Sobald die Drehzahl des Pumpenrades 52 auf ein Minimum abgefallen ist, erfolgt dessen Abbremsung an der Vorderwand 68 des Wandlergehäuses 70, indem dann über eine entsprechende Erhöhung des Druckes der Wandlerflüssigkeit die Reibflächen 64 und 66 aneinander angelegt werden. Die Drehmomentabgabe von der Kurbelwelle 10 zu der Welle 144 ist dann ausschließlich mechanisch.

Im Rückwärtsantrieb ist anstelle des Leitrades 56 das Turbinenrad 54 an der Rückwand 135 des Wandlerge häuses 70 abgebremst, so daß dann also das Leitrad 56

frei läuft und mithin als Turbinenrad wirkt. Wieder wird dann das Pumpenrad 52 durch das Sonnenrad 18 angetrieben, und weil dann das Hohlrad 34 durch das abgebrcnv te Turbinenrad 54 und die Übcrholkupplung 122 ebenfalls abgebremst wird, kann es folglich dann als Reaktionsglied wirken und mithin auch verbundene Sonncnrad 38. so dal.! unter Mi Hohlrades 43 dann die Welle 144 i Vorwiirtsantricb entgegengesetzten Dreh dreht wird.

Hierzu 2 Blatt Zciclinunc.''i

Claims

Patentansprüche:

1. Leistungsverzweigendes hydrodynamisch-mechanisches Verbundgetriebe mit einem hydrodyna- ?> mischen Drehmomentwandler und zwei Planetengetrieben, von denen das eine Getriebe mit der Eingangswelle und dem Pumpenrad des Wandlers und das andere Getriebe mit der Ausgangswelle und dem abbremsbaren Leitrad des Wandlers verbunden iu ist, dessen Turbinenrad über eine Überholkupplung an ein die beiden Getriebe miteinander koppelndes Koppelglied angeschlossen ist, wobei im Vorwärtsantrieb mit der Erhöhung der Drehzahl der Getriebeabtriebswelle der hydrodynamisch übertragene Leistungsanteil von einem Maximum auf ein Minimum abfällt und der mechanisch übertragene Leiftungsanteil von einem Minimum auf einen Maximum ansteigt und wobei im Rückwärtsantrieb bei abgebremstem Koppelglied nur eine hydraulisehe Leistungsübertragung stattfindet, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Planetengetriebe (20, 40) innerhalb des Wandlers (50) angeordnet sind und die Wandlerturbine zwei Laufräder (54, 58) aufweist, von denen das zwischen dem Pumpenrad (52) und dem am Wandlergehäuse (70) abbreinsbaren Leitrad (56) angeordnete eine Turbinenrad (54) ebenfalls am Wandlergehäuse (70) abbremsbar (bei 98, 100) und wie das zweite Turbinenrad (58) über eine Überholkupplung (122) J° an das Koppelglied (36) angeschlossen ist.

2. Verbundgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Turbinenrad (54) und das daneben angeordnete Leitrad (56) mittels einer gemeinsamen, wechselweise einrückbaren Wechselkupplung (92, 94,98, 100, 102, 104, 106, 108, 110) am Wandlergchäuse (70) abbremsbar sind.

3. Verbundgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Turbinenräder (54,58) über eine weitere Überholkupplung (120) miteinander verbunden sind.

4. Verbundgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis J mil einem abbremsbaren Pumpenrad, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremse für das Pumpenrad (52) aus zwei an dem Pumpenrad und an dem Wandlergehäuse (70) angeordneten Reibflächen (64, 66) gebildet ist, die durch den Druck der Wandlerflüssigkeit aneinander anlegbar sind, wenn das Pumpenrad unter eine untere Drehzahlgrenze abgesunken ist.