DE2744342C2 - Hydrodynamisch-mechanisches Getriebe - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein hydrodynamisch-mechanisches Getriebe der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Bauart

Derartige Getriebe besitzen Eigenschaften, die sie besonders für den Einbau in Zugfahrzeugen, wie z. B. Ackerschleppern, die beim Anfahren unter Last einen hohen Zugkraftbedarf haben, geeignet machen. So stellt der hydrodynamische Wandler beim Anfahren des Zugfahrzeuges ein Anfahrmoment zur Verfügung, das etwa das Zwei- bis Dreifache des Abtriebsdrehmomentes des Antriebsmotors beträgt Weil das Wandler-Drehmoment annähernd über den gesamten Drehzahlbereich des Antriebsmotors höher liegt als dessen Abtriebsmoment, wirkt der Wandler als stufenloses Getriebe und kann das dem Wandler nachgeordnete Schaltgetriebe in seiner Stufenzahl stark beschränkt werden.

Da der Übertragungswirkungsgrad eines hydrodynamischen Wandlers im Vollastbereich — physikalisch bedingt — ungünstig ist sind in Fahrzeugen eingesetzte Drehmomentwandler seit langem praktisch ausnahmslos mit einer Überbrückungskupplung ausgerüstet mittels der im erwähnten Arbeitsbereich das Pumpenrad und das Turbinenrad miteinander verbunden werden und somit die auf einen gewissen Schlupf zwischen diesen beiden Teilen beruhende Wandlerwirkung ausgeschaltet wird. Die Betätigung der Überbrükkungskupplung bei Erreichen eines bestimmten Drehzahlverhältrisses zwischen Pumpenrad und Turbinenrad erfolgt in der Regel hydraulisch gegen Federkraft Bei einem in der US-PS 26 99 689 beschriebenen hydrodynamisch-mechanischen Getriebe, das mit Ausnahme der dort vorgesehenen nassen Fahrkupplung mit dem eingangs angegebenen hydrodynamisch-mechanischen Getriebe übereinstimmt, bei dem allerdings eine Trockenreibungskupplung zur Anwendung gelangen soll, wird das zur Betätigung der Überbrückungskupplung erforderliche Druckmittel über den sich bei der Durchführung der Nebenantriebswelle durch die hohle Turbinenradwelle ergebenden Ringkanal zugeführt Zur Abdichtung des Ringraumes gegenüber dem mit einem Schmieröl gefüllten Getriebegehäuse dienen zwei Dichtungssätze, zwischen denen sich ein Sammelraum befindet aus dem die Leckflüssigkeit drucklos abfließen kann.

Die Tatsache, daß die Nebenantriebswelle bei dem bekannten Getriebe sowohl im Bereich des hydrodynamischen Wandlers als auch im Bereich des Getriebes und der Fahrkupplung mit der dort jeweils verwendeten Betriebsflüssigkeit in Berührung kommt, ist aus mehreren Gründen unerwünscht.

Zunächst müssen, wie beschrieben, beide Getriebeteile, der hydrodynamische Drehmomentwandler und das mechanische Getriebe, durch die Nebenantriebswelle einbeziehende Dichtungen flüssigkeitsdicht voneinander getrennt werden. Dabei besteht immer die Gefahr eines Versagens der Dichtungen mit der Folge, daß wechselseitig die Betriebsflüssigkeit des einen Getriebeteils entlang der Nebenantriebswelle in den anderen Getriebeteil gelangt und sich mit der dort befindlichen Betriebsflüssigkeit vermischt Daneben ist der für eine sichere Dichtwirkung zu treibende Aufwand nicht unerheblich, weil zur Erreichung einer ausreichenden Lebensdauer der Dichtungen die relativ lange Nebenantriebswelle zumindest im Bereich der Dichtungen vollständig schlagfrei sein muß. Erreicht werden kann diese Forderung nur entweder durch eine gesonderte zusätzliche Lagerung der Nebenantriebswelle in der Nähe der Dichtstelle oder durch höchste Präzision

beider Lager der Nebenantriebswelle, von denen eine durch eine Kerbverzahnung realisiert ist Neben allem rertigungsaufwand bringt die Dichtungsanordnung ferner eine Erschwernis der Montage des Getriebes mit sich. Auch die Demontage des Getriebes gestaltet sich relativ aufwendig, weil zuvor aus beidcy Getriebeteilen die Betriebsflüssigkeit abgelassen werden muß. Im Falle z. B. einer Reparatur erscheint ein solches Ablassen nur bei dem beschädigten Getriebeteil sinnvoll.

Aufgabe der Erfindung ist es, für ein hydrodynamischmechanisches Getriebe der eingangs angegebenen Art, das mit einer Trockenreibungskupplung als Fahrkupplung ausgerüstet ist, die Druckmittelzufuhr zur Überbrückungskupplung des Drehmomentwandlers und die Leckflüssigkeitsabfuhr so zu gestalten, daß eine Benetzung der Nebenantriebswelle durch das Druckmittel mit Sicherheit vermieden wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist der zur Überbrükkungskupplung führende Druckmittelkanal durch eine die Turbinenradwelle umgebende äußere Hülse gebildet und gegenüber dem die Nebenantriebswelle aufnehmenden Innenraum der Turbinenradwelle abgedichtet

Dadurch, daß die Nebenantriebswelle vollkommen trocken bleibt, entfällt die Notwendigkeit, beide Getriebeteile im Bereich der Nebenantriebswelle flüssigkeitsdicht zu trennen, und somit die Gefahr, daß Leckflüssigkeit entlang der Nebenantriebswelle in das Gehäuse der Trockenreibungskupplung gelangt und dort zu Betriebsstörungen beim Schalten des mechanischen Getriebes führt Eine Montage und Demontage des hydrodynamisch-mechanischen Getriebes ist ebenfalls in sehr einfacher Weise möglich, da bei dem dabei stattfindenden Herausziehen der Nebenantriebswelle aus dem Bereich des hydrodynamischen Wandlers keine Rücksicht auf Dichtungen und/oder Lager genommen werden braucht.

Weitere vorteilhafte Einzelheiten und Merkmale der Erfindung gehen aus den übrigen Ansprüchen hervor.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung des hydrodynamischen Drehmomentwandlers mit einem nachgeordneten Schaltgetriebe und

F i g. 2 eine Schnittansicht des zentralen Bereichs des Drehmomentwandlers.

Der in F i g. 1 gezeigte Antrieb kann beispielsweise bei einem landwirtschaftlichen Schlepper Verwendung finden. Die Verbrennungsmaschine als Antriebsmotor ist mit 1 angedeutet In den Kraftfluß von der Verbrennungsmaschine 1 zu den Antriebsrädern 2 ist ein Drehmomentwandler 3, eine Trockenreibungskupplung 4 als Schaltkupplung ein Schaltgetriebe 5 und ein Differentialgetriebe 6 angeordnet Zentral durch den Drehmomentwandler 3, die Trockenreibungskupplung 4 und die Eingangshohlwelle 5a des Schaltgetriebes 5 ist eine Nebenantriebswelle 7 hindurchgeführt, die motorseitig drehfest mit der Kurbelwelle der Verbrennungsmaschine 1 verbunden ist und getrieboseitig zwei Zahnräder 8 und 9 trägt, die mit weiteren Zahnrädern 10 und 11 konstant in Eingriff sind und wahlweise über eine Kupplung 12 mit der Verbindungswelle 13 zur Zapfwelle 14 schaltbar sind. Der besseren Schaltbarkeit der Kupplung 12 wegen ist der Zapfwelle 14 eine weitere Kupplung 45 zugeordnet. Außer zum Antrieb der Zapfwelle 14 dient die Nebenantriebswelle 7 zum Antrieb verschiedener Einrichtungen des Schleppers z. B. einer Pumpe 15 für den Kraftheber und/oder einer hydraulischen Lenkpumpe 16 und/oder eines Kompressors 17 für die DruckJuftbeschaffungsanlage und/oder Klimaanlage.

Der Drehmomentwandler 3 besteht aus einer mit dem Pumpenrad 18 verbundenen Wandlerschale 19, einem auf der zwecks Durchführung der Nebenantriebswelle 7 hohlen Turbinenradwelle 20 sitzenden Turbinenrad 21 und einem Leitrad 22, das mittels Freilauf auf einem hohlen, gehäusefesten Leitradträger 23 angeordnet ist Die Turbinenradwelle 20 ist durch den Leitradträger 23

ίο hindurchgeführt und trägt am getriebeseitigen Ende die Trockenreibungskupplung 4 für den Fahrantrieb und am anderen Ende eine Überbrückungskupplung 24.

Die Einrückung der Überbrückungskupplung 24 erfolgt über einen hydraulisch beaufschlagbaren Ringkolben 25. Das hierzu erforderliche Druckmittel wird über den Druckmittelkanal 26 zugeleitet, welcher getriebeseitig im Leitradträger 23 beginnt und sich nach dem Durchqueren des Drehmomentwandlers 3 innerhalb der Turbinenradwelle 20 durch die Turbinenradnabe 27 und die Wandlerschale 19 fortsetzt von wo aus er schließlich in dem Raum 28 hinter dem Ringkolben 25 mündet

Zur Realisierung des Druckmittelkanals 26 innerhalb der Turbinenradwelle 20 ist diese in dem in Frage kommenden Bereich mit einer äußeren Hülse 29 umgeben, die am getriebeseitigen Ende mit der Turbinenradwelle 20 öldruckdicht verlötet ist und einen zur Fortleitung des Druckmittels geeigneten Ringraum 30 bildet Am motorseitigen Ende der Hülse 29 ist der Druckmittelkanal 26 zur Turbinennabe 27 mittels eines O-Ringes31 zwischen Hülse 29 und Turbinenradnabe 27 zum Wandlerinneren abgedichtet Innerhalb der Turbinenradnabe 27 ist der Druckmittelkanal 26 durch die Verzahnung 32 zwischen der Turbinenradnabe 27 und der Turbinenradwelle 20 geführt, indem die Zahnkopfhöhe entsprechend verkleinert wurde.

Gegenüber dem Innenraum der hohlen Turbinenradwelle 20 ist der Druckmittelkanal 26 an drei Stellen durch jeweils eine Dichtung 33, 34, 35 abgedichtet.

-»ο Diesen drei Dichtungen ist unter Bildung eines Zwischenraumes 36 eine weitere, zwischen Wandlerschale 19 und der Turbinenradwelle 20 angeordnete Dichtung 37 nachgeschaltet, die den Zwischenraum 36 vom Innenraum der Turbinenradwelle 20 trennt. Die sich hinter den Dichtungen 33, 34, 35 ansammelnde Leckflüssigkeit wird über eine an den Zwischenraum 36 angeschlossene Leckflüssigkeitsleitung 38 abgeführt, die den Drehmomentwandler 3 ebenfalls innerhalb der Turbinenradwelle 20 durchquert Sie besteht aus einem

w Ringraum 39, welcher durch eine innere Hülse 40 gebildet ist, die die innere Begrenzung der Turbinenradwelle 20 darstellt. Auch diese Hülse 40 ist am getriebeseitigen Ende mit der Turbinenradwelle 20 öldruckdicht verlötet und auf der entgegengesetzten Seite gegenüber der Turbinenradwelle 20 durch einen O-Ring41 abgedichtet.

Wie ferner aus F i g. 2 zu ersehen ist, dient der Ringraum 42 zwischen der durch die Hülse 29 gebildeten äußeren Begrenzung der Turbinenradwelle 20 und dem das Leitrad 22 aufnehmenden Leitradträger 23 der Abfuhr der zur Vermeidung von Kavitation ständig unter Druck zu haltenden Druckflüssigkeit des Drehmomentwandlers über die Druckmittelleitung 43 zu einem nicht gezeigten Kühler. Von dort wird es anschließend über eine Druckmittelleitung 44 im gehäusefesten Leitradträger 23 dem Drehmomentwandler 3 wieder zugeführt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Hydrodynamisch-mechanisches Getriebe für Fahrzeuge, insbesondere land- und/oder bauwirtschaftlich nutzbare Zugfahrzeuge, bestehend aus einem hydrodynamischen Drehmomentwandler und einem über eine Trockenreibungskupplung mit diesem verbindbaren Schaltgetriebe, wobei der Drehmomentwandler aus einem Pumpen-, einem Turbinen- und einem auf einem hohlen Leitradträger Ό angeordneten Leitrad besteht, sowie einer den Leitradträger durchdringenden, zwecks Durchführung einer unabhängigen Nebenantriebswelle hohlen Turbinenradwelle, einer mit dem Pumpenrad umlaufenden Wandlerschale und einer innerhalb der Wandlerschale befindlichen, hydraulisch einrückbaren Überbrückungskupplung, die über einen durch die Turbin^nradwelle geführten Druckmittelkanal mit Druckmittel beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Überbrückungskupplung (24) führende Druckmittelkanal (26) durch eine die Turbinenradwelle (20) umgebende äußere Hülse (29) gebildet ist und gegenüber dem die Nebenantriebswelle (7) aufnehmenden Innenraum der Turbinenradwelle (20) abgedichtet ist

2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung des zur Überbrükkungskupplung (24) führenden Druckmittelkanals (26) gegenüber dem Innenraum der Turbinenradwelle (20) aus zwei hintereinander geschalteten Dichtungen (33, 37) besteht, und daß an den zwischen diesen Dichtungen (33, 37) befindlichen Zwischenraum (36) eine Leckflüssigkeitsleitung (38) angeschlossen ist, die durch die Turbinenradwelle (20), jedoch getrennt von ihrem Innenraum, nach außen geführt ist.

3. Getriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorhandensein mehrerer Dichtstellen allen dort angewendeten Dichtungen (33,34,35) ein gemeinsamer Zwischenraum (36) zugeordnet ist, der vom Innenraum der Turbinenradwelle (20) nur durch eine Dichtung (37) getrennt ist.

4. Getriebe nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Turbinenradwelle (20) eine innere Hülse (40) zwecks Bildung der Leckflüssig- ⁴^ keitsleitung (38) aufweist.

5. Getriebe nach Anspruch 4, dessen Turbinenrad mittels einer Verzahnung drehfest mit der Turbinenradwelle verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Hülse (29) am getriebeseitigen Ende drehfest mit der Turbinenradwelle (20) verbunden ist und am anderen Ende zur Turbinenradnabe (27) abgedichtet ist.

6. Getriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckmittelkanal (26) zur Überbrückungskupplung (24) über die Verzahnung (32) zwischen der Turbinenradnabe (27) und der Turbinenradwelle (20) geführt ist.

7. Getriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckmittelkanal (26) durch Verkleinerung der Zahnhöhen der Verzahnungen (32) gebildet ist.