DE2945232A1 - Mehrgaengiges, automatisch schaltbares wechselgetriebe fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Mehrgaengiges, automatisch schaltbares wechselgetriebe fuer kraftfahrzeuge

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DE2945232A1 DE19792945232 DE2945232A DE2945232A1 DE 2945232 A1 DE2945232 A1 DE 2945232A1 DE 19792945232 DE19792945232 DE 19792945232 DE 2945232 A DE2945232 A DE 2945232A DE 2945232 A1 DE2945232 A1 DE 2945232A1
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Description

Mehrgängiges, automatisch schaltbares Wechselgetriebe für Kraftfahrzeuge
Die Erfindung bezieht sich auf ein mehrgängiges, automatisch schaltbares Wechselgetriebe für Kraftfahrzeuge, mit einem hydrokinetischen Drehmomentwandler und einem Planetenrädergetriebe, bei dem durch Verbinden, Festlegen oder Lösen bestimmter Getriebeelemente mittels von einem Steuersystem hydraulisch betätigter Kupplungen und Bremsen zwei untersetzte Vorwärtsgänge, ein direkter Gang, ein Schnellgang und ein Rückwärtsgang schaltbar sind.
Die Erfindung geht hierbei von Planetenrädergetrieben aus, wie sie z. B. aus den US-PS 3 473 412, 3 473 413 und 2 478 868 (Fig. 4) bekannt sind. Die Besonderheit dieser Planetenrädergetriebe besteht darin, daß bei diesen Verbund-Planetenrädergetrieben die Getriebe elemente des zweiten Planetenrädergetriebes radial zum ersten Planetenrädergetriebe angeordnet sind.
030024/0643
ORIGINAL INSPECTED Sitz der Gesellschaft: Köln - Registergerecht Kola HRB 84 - Vorsitzender des Aufsichtsrates: Robert A. Lutz
Vorstand: Peter Weiher, Vorsitzender - Hermann Deoerichs - Waldemar Ebers - WHhelm Inden - Alfred Langer - Hans-Joachim Lehmann Stellvertretend: Hans Wilhelm Gab · Paul A. Guckel - Dieter Ullsperger
Ford/US-1020/ 5. November 1979
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein solches Verbund-Planetenrädergetriebe in radialer Anordnung derart auszugestalten, daß ein für Kraftfahrzeuge geeignetes Wechselgetriebe geschaffen wird, das zwei untersetzte Vorwärtsgänge, einen direkten Gang, einen Schnellgang und einen Rückwärtsgang aufweist und nicht mehr Getriebeelemente benötigt als sie normalerweise für ein bekanntes Dreigang-Wechselgetriebe erforderlich sind. Die Kupplungen und Bremsen des Wechselge triebes sollen hierbei derart angeordnet sein, daß eine minimale axiale Baulänge des Wechselgetriebes erzielt wird, so daß es für eine Anwendung in Verbindung mit einem quer zur Längsrichtung des Kraftfahrzeuges eingebauten Verbrennungsmotor und angetriebenen Vorderrädern geeignet ist.
Der 4. Gang soll hierbei als Schnellgang ausgelegt sein, indem eine Drehmomentübertragung vom Verbrennungsmotor zu den Antriebsrädern unter Umgehung des Drehmomentwandlers rein mechanisch erfolgt. Der 3. Gang soll hierbei als ein direkter Gang ausgelegt sein, indem eine Drehmomentübertragung vom Verbrennungsmotor zu den Antriebsriidern einerseits über einen rein mechanischen Weg und andererseits über einen den Drehmomentwandler einschließenden Weg erfolgt.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst, indem ein Wechselgetriebe der eingangs genannten Art die im Patentanspruch 1 aufgezeigten Merkmale aufweist.
In den Patentansprüchen 2 bis 4 sind unterschiedliche, zweckmässige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erläutert.
Durch die erfindungs ge mäßen Verbindungen zwischen dem hydrokinetisehen Drehmomentwandler und dem Verbund-Planetenrädergetriebe in radialer Bauart wird ein Wechselgetriebe geschaffen, das durch seine
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Ford/US-1020/ 5. November 1979
Gangzahl und die erzielten Übersetzungen für eine Anwendung in Kraft fahrzeugen geeignet ist, wobei durch die kurze axiale Baulänge eine Anordnung in Verbindung mit einem quergestellten Verbrennungsmotor und angetriebenen Vorderrädern in günstiger Weise möglich ist.
Die Erfindung wird anhand einiger in den beiliegenden Zeichnungen gezeigter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Aus
führungsbeispieles eines Wechselgetriebes gem. der Erfindung;
Fig. la in Tabellenform eine Aufstellung der in den
verschiedenen Gangstufen betätigten Kupplungen und Bremsen sowie das hierbei erzielte Verhältnis bzw. die erzielte Übersetzung;
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines weiteren
Ausführungsbeispieles gem. der Erfindung mit einem am äußeren Ende des Wechselgetriebes angeordneten Drehmomentwandler;
Fig. 2 a eine entsprechende Tabelle für Fig. 2;
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines weiteren
Ausführungsbeispieles gem. der Erfindung, mit einer Überbrückungskupplung für den Drehmomentwandler;
Fig. 3 a eine entsprechende Tabelle für Fig. 3;
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Ford/US-1020/ 5. November 1979 Fig. 4 eine schematische Darstellung eines weiteren
Ausführungsbeispieles gem. der Erfindung mit einem außen am Wechselgetriebe angeordneten Drehmomentwandler und
Fig. 4 a eine entsprechende Tabelle für Fig. 4.
In Fig. 1 bezeichnet 10 die Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors und 12 das Abtriebeglied des Wechselgetriebes. Das Abtriebsglied 12 ist hierbei verhältnismäseig zentral angeordnet und kann über einen Riemen od:r über eine Kette mit einem Differentialgetriebe verbunden sein, das die Antriebsräder des Kraftfahrzeuges antreibt. Ein Drehmomentwandler 14 besteht aus einem Pumpenteil 16, einem Turbinenteil 18 und einem Statorteil 20, die in einem ringförmigen Strömungskreis lauf angeordnet sind. Der Statorteil 20 ist in bekannter Weise über eine Uberholkupplung 22 abgestützt.
Der Turbinenteil 18 ist über eine Turbinenwelle 24 mit dem Eingangsteril einer ersten Kupplung 50 verbunden. Der Pumpenteil 16 steht über eine Antriebsscheibe 26 mit der Kurbelwelle 10 des Verbrennungsmotors in treibender Verbindung.
Ein Verbund-Planetenrädergetriebe 28 besteht aus einem ersten Sonnenracl 30 und einem zweiten Sonnenrad 32. Das zweite Sonnenrad 32 ist hierbei am Außenumfang 34 eines ersten Ringrades 36 angeordnet. Ein zweit«:« Kingrad 38 umfaßt hierbei das Sonnenrad 30, das Sonnenrad 32 und das Ringrad 36.
Erste Planetenräder 42 stehen im Eingriff mit dem ersten Sonnenrad 30 und dem ersten Ringrad 36 und zweite Planetenräder 40 stehen in Eingriff mil dem zweiten Sonnenrad 32 und dem zweiten Ringrad 38.
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Ford/US-1020/ 5. November 1'
Die beiden Sätze von Planetenrädern 40 und 42 sind hierbei auf einem gemeinsamen Planetenräderträger 44 angeordnet, der fest mit dem Abtriebsglied 12 verbunden ist.
Das zweite Ringrad 38 ist hierbei mit einer Überholkupplung 46 ver bunden über die es als Reaktionsglied am Getriebegehäuse abgestützt wird. Das zweite Ringrad 38 kann weiterhin über eine erste Bremse 48 gegen eine Drehung in beiden Drehrichtungen am Getriebgehäuse festgelegt werden.
Das zweite Ringrad 38 ist hierbei über den Ausgangsteil der ersten Kupplung 50 mit der Turbinenwelle 24 verbindbar. Das erste Ringrad 36 bzw. das mit diesem aus einem Stück bestehende zweite Sonnenrad 32 ist über eine zweite Kupplung 52 mit der Turbinenwelle 24 verbindbar. Das erste Sonnenrad 30 ist weiterhin über eine dritte Kupplung mit der Turbinenwelle 24 verbindbar. Das erste Sonnenrad 30 ist weiterhin mit einer zweiten Bremse 56 verbunden, über die es als Reaktionsglied am Getriebegehäuse festgelegt werden kann.
Im 1. Gang ist die zweite Kupplung 52 eingerückt und das Turbinendrehmoment treibt das zweite Sonnenrad 32 an, das zweite Ringrad 38 ist über die Uberholkupplung 46 als Reaktionsglied festgelegt und der Planetenräderträger 44 wirkt als Abtriebsglied.
Im 2. Gang wird zusätzlich zur eingerückt bleibenden zweiten Kupplung 52 die zweite Bremse 56 angezogen. Das erste Sonnenrad 30 wirkt hierbei als Reaktionsglied und das erste Ringrad 36 wirkt als Antriebsglied. Der Planetenräderträger 44 wirkt wieder als Abtriebsglied, das mit einer höheren Drehzahl angetrieben wird.
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Ford/US-1020/ 5. November 1979
Im 3. Gang oder direkten Gang wird zusätzlich zur eingerückt bleibende λ zweiten Kupplung 52 die erste Kupplung 50 eingerückt. Dadurch wird das Verbund-Planetenrädergetriebe 28 gegeneinander verspannt un i läuft mit einer übersetzung von 1 : 1 um, Im 4. Gang oder Schnellgang wird nun die zweite Kupplung 52 ausgerückt und die zweite Rremse 56 angezogen. Das erste Sonnenrad 30 wirkt als Reaktionsglied und der Planetenräderträger 44 wird mit einer übersetzten Dreheahl angetrieben.
Im Rückwärtsgang sind nur die dritte Kupplung 54 und die erste Bremse 48 betätigt.
Die entsprechenden Verhältnisse und Übersetzungen in den einzelnen Gangstufen sind aus Fig. 1 a zu ersehen.
Bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispieles eines Wechselgetriebes gem. der Erfindung sind die Verbindungen zwischen den verschiedenen Getriebeelementen und dem Drehmomentwandler sowie die in den einzelnen Gangstufen betätigten Kupplungen und Bremsen über -einstimmend mit Fig. 1, wobei lediglich der Drehmomentwandler zum äußeren Ende des Wechselgetriebes verlagert wurde, wo bessere Kühlung s verhältnis se herrschen.
Bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel eines Wechselgetriebes gem. der Erfindung sind wieder die Verbindungen zwischen dem Verbund-Planetenrädergetriebe und dem Drehmomentwandler als auch die in den verschiedenen Gang stufe η betätigten Kupplungen und Bremsen im Wesentlichen gleich. Ein Unterschied besteht lediglich darin, daß mit der Kurbelwelle 10' ' des Verbrennungsmotors eine Zentralwelle 58 fest verbunden ist, die mit dem Eingangsteil der ersten Kupplung 50 ' ' verbunden ist. Die im 3. Gang und 4. Gang eingerückte erste Kupplung
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50 überträgt somit nicht wie in Fig. 1 und Fig. 2 das Turbinendrehmoment auf da β zweite Ringrad 38, sondern unmittelbar das Motordrehmoment auf das zweite Ringrad 38 ' ' . Auf diese Weise wird der Wirkungsgrad des Wechselgetriebes im 3. und 4. Gang durch Umgehung des Drehmomentwandlers verbessert.
Bei dem in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel eines Wechselgetriebes gem. der Erfindung sind die Verbindungen zwischen den verschiedenen Getriebeelementen des Verbund-Planetenrädergetriebee mit dem Drehmomentwandler und die in den verschiedenen Gangstufen betätigten Kupplungen und Bremsen im Wesentlichen die gleichen wie in Fig. 3. Der Drehmomentwandler ist hierbei wieder am äußeren Ende des Wechselgetriebes angeordnet und das Eingangsglied der im 3. Gang und im 4. Gang eingerückten ersten Kupplung 50 ' ' ' ist nicht unmittelbar mit der Kurbelwelle 10 ' '' des Verbrennungsmotors verbunden sondern über die Antriebsscheiben 26 ' ' ' , den Pumpenteil 16 ' '' und einer entsprechenden Ubertragungsscheibe. Obwohl auf diese Weise die erste Kupplung 50 ' ' ' wieder mit dem Motordrehmoment beaufschlagt wird, so werden eventuelle Drehschwingungen der Kurbelwelle durch die Antriebsscheibe 26 ' ' ' , dem Pumpenteil 16*'' und das Übertragungsteil gedämpft.
Die Erfindung schafft somit ein automatisch schaltbares Wechselgetriebe für Kraftfahrzeuge mit einer minimalen axialen Baulänge bei verschiedenen zweckmäs eigen Abwandlungen der Antriebs verbindung in den höheren Gang stufen.
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Claims (4)

  1. Ford/US-1020/ 5. November 1979
    Patentansprüche
    Mehrgängiges, automatisch schaltbares Wechselgetriebe für Kraftfahrzeuge, mit einem hydrokinetischen Drehmomentwandler und einem Planetenrädergetriebe, bei dem durch Verbinden, Festlegen oder Lösen bestimmter Getriebeelemente mittels von einem Steuersystem hydraulisch betätigter Kupplungen und Bremsen zwei untersetzte Vorwärtsgänge, ein direkter Gang, ein Schnellgang und ein Rückwärtsgang schaltbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der hydrokinetische Drehmomentwandler (14) bestehend aus einem mit dem Motor verbundenen Pumpenteil (16), einem Turbinenteil (18) und einem Statorteil (20) mit einem Verbund-Planetenrädergetriebe (28) bestehend aus einem ersten Sonnenrad (30) und einem ersten Ringrad (36) und einem mit diesem in Eingriff stehenden, ersten Satz Planetenrädern (42). die auf einem Planetenräderträger (44) angeordnet sind und aus einem am Außenumfang (34) des ersten Ringrades (36) ausgebildeten zweiten Sonnenrad (32) und einem alles umfassenden, zweiten Ringrad (38) und einem mit diesem in Eingriff stehenden, zweiten Satz Planetenrädern (40), die auf dem gleichen Planetenräderträger (44) angeordnet sind, derart verbunden ist, daß im 1. Gang der Turbinenteil (18) über eine zweite Kupplung (52) mit dem ersten Ringrad (36) verbunden ist, wobei das zweite Ringrad (38) über eine Uberholkupplung (46) festgelegt is!, und wobei der Planetenräderträger (44) fest mit dem Abtriebsglied (12) verbunden ist, im 2. Gang zusätzlich das erste Sonnenrad (30) über eine zweite Bremse (56) festgelegt ist, wobei die Uberholkupplung (46) löst, im 3. Gang der Drehmomentwandler (14) über eine erste Kupplung (50) zusätzlich mit dem zweiten Ringrad (38) verbunden ist, wobei die zweite Bremse (56) gelöst ist, im 4. Gang die zweite Kupplung (52) gelöst und die zweite Bremse (56) angezogen ist, und im Rückwärtsgang nur eine dritte, den Turbinenteil (18) mit dem ersten Sonnenrad (30) verbindende Kupplung (54) an-
    ORIGINAL INSPECTED 03Q024/0643
    Ford/US-102O/ 5. November 1979 - 2 -
    gelegt und eine erste, das zweite Ringrad (38) in beiden Drehrichtungen festlegende Bremse (48) angezogen ist.
  2. 2. Wechselgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangsteil der im 3. und 4. Gang eingerückten ersten Kupplung (50) mit dem Turbinenteil (18) des Drehmomentwandlers (14) verbunden ist.
  3. 3. Wechselgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangsteil der im 3. und 4. Gang eingerückten ersten Kupplung (50 '' ) über eine Zentralwelle (58) unmittelbar, mechanisch mit der Kurbelwelle (10 ' ' ) des Verbrennungsmotors verbunden ist.
  4. 4. Wechselgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangeteil der im 3. und 4. Gang eingerückten ersten Kupplung (50 ' ' ') mechanisch mit dem Pumpenteil (16 ' ' ') des Drehmomentwandler β (14 ' ' ' ) verbunden ist.
    030024/0643
DE2945232A 1978-12-06 1979-11-09 Verbundplanetenräder-Wechselgetriebe mit einem dreigliedrigen hydrokinetischen Drehmomentwandler für Kraftfahrzeuge Expired DE2945232C2 (de)

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