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Anordnung an Übersetzungsvorrichtungen, insbesondere für Motorfahrzeuge
Die Erfindung bezieht sich auf Übersetzungsvorrichtungen, insbesondere für Motorfahrzeuge,
bei welchen das Moment einer treibenden Welle auf zwei Zwischenwellen geteilt wird,
von denen die eine mit einem Sonnenrad und die andere mit einem Ringrad eines Planetengetriebes
verbunden ist, von dessen Planetenradträger das Moment auf eine getriebene Welle
übertragen wird.
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Derartige Getriebe haben meist einen komplizierten Aufbau, insbesondere
werden zur Lagerung der Planetenradträger äußerst komplizierte Konstruktionen verwendet.
Es ist daher das Ziel der Erfindung, ein Getriebe mit drei Vorwärtsgängen und einem
Rückwärtsgang zu schaffen, das mit einer wesentlich geringeren Anzahl von Teilen
als die bekannten Getriebe auskommt und bei dem der konstruktive Aufbau so einfach
wie möglich ist, so daß der Zusammenbau keine Schwierigkeiten bereitet.
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Dies wird im wesentlichen dadurch erreicht, daß der Planetenradträger
mit einem Ringrad in einem zweiten Planetengetriebe verbunden ist, dessen Planetenradträger
mit der getriebenen Welle verbunden ist.
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Die Erfindung wird im folgenden mit Hinweis auf die Zeichnungen beschrieben,
in welchen die Fig. 1 und 2 zwei bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung schematisch
veranschaulichen.
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In Fig. 1 bezeichnet 1 beispielsweise die Motorwelle eines Motorfahrzeuges,
welche Welle die Eingangswelle einer Übersetzungsvorrichtung bildet, deren Ausgangs-
oder getriebene Welle mit 2 bezeichnet. ist. Die Eingangswelle ist mit dem Pumpenrad
3 eines hydraulischen Momentumwandlers verbunden, dessen Turbinenrad mit 4 bezeichnet
ist. Der Momentumwandler ist mit einem Leitschaufelkranz 5 versehen, welcher über
eine Freilaufvorrichtung 6 gegen ein festes Element? des Momentumwandlers stützen
kann.
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Das Turbinenrad 4 ist mit einem Ringrad 8 eines Planetengetriebes
verbunden, dessen Planetenräder mit 9 bezeichnet sind. Zu dem fraglichen Planetenetriebe
gehört ein Sonnenrad 10, das auf einer Zwischenwelle 11 angebracht ist, welche mittels
einer Lamellenkupplung 12 mit der Eingangswelle 1 verbunden werden kann.
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Die Planetenräder 9 sind von einem Träger 13 getragen, welcher als
eine Trommel für ein Bremsband 14 ausgebildet ist, welches beim Anziehen den Planetenradträger
13 am Umlaufen verhindert. Der Planetenradträger 13 ist ferner mit einem Ringrad
15 eines zweiten Planetengetriebes verbunden, dessen Planetenräder 16 verhältnismäßig
lang und dabei eingerichtet sind, um mit zwei Sonnenrädern 17 und 18 zusammenzuwirken.
Die Planetenräder 16 sind von der Ausgangs- oder getriebenen Welle 2 getragen. Von
den Sonnenrädern 17, 18 kann das Rad 17 mit der Zwischenwelle 11 mittels einer Lamellenkupplung
19 zusammengekuppelt werden, wobei zwischen dem Rad 17 und der Zwischenwelle 11
eine Freilaufvorrichtung 20 vorgesehen ist. Das Sonnenrad 18 ist eingerichtet, um
von einem Bremsband 21 beeinflußt zu werden, so daß dasselbe am Umlaufen verhindert
ist.
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Wenn man sich denkt, daß das Fahrzeug vom Stillstehen angelassen werden
soll, wird das Bremsband 21 angezogen. Das Moment wird hierbei über das Pumpenrad
3 nach dem Turbinenrad 4 passieren, wobei der L eitschaufelkranz 5 stillsteht. Vom
Turbinenrad 4 passiert das Moment über die als Zwischen-,velle dienende Turbinenwelle
4a zum Ringrad 8, das dabei bestrebt ist, die Zwischenwelle 11 rückwärts zu drehen.
Dieses wird aber durch das Freilaufrad 20 verhindert, welches sich gegen das Sonnenrad
17 stützt, welch letzteres nicht umlaufen kann, weil das Sonnenrad 18 verriegelt
ist. Das Moment wird somit auf den Planetenradträger
13 des Ringrades
15 und über die Planetenräder 16 auf die Ausgangswelle2 übertragen. Hierdurch wird
eine Momentübersetzung sowohl im hydraulischen Teil als auch in den beiden Planetengetrieben
erhalten, wobei das ganze Moment durch den hydraulischen Momentumwandler passiert.
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Für einen Übergang auf eine Zwischengeschwindigkeit wird nun die Lamellenkupplung
12 eingerückt, wodurch die Eingangswelle unmittelbar mit der Zwischenwelle 11 verbunden
wird. Das Moment wird hierbei auf die letztgenannte Welle und auf die Zwischenwelle
4a geteilt, wobei die beiden Wellen in derselben Richtung umlaufen. Der Momentfluß
folgt nach den Planetenrädern 9 demselben Weg wie früher, aber mit verminderter
Untersetzung, und zwar deshalb, weil nur ein Teil des Momentflusses durch den hydraulischen
Momentumwandler passiert, sowie deshalb, weil eine mechanische Übersetzung lediglich
im zweiten Planetenrädersatz erhalten wird.
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Wenn man nun das Bremsband 21 löst und statt dessen die Lamellenkupplung
19 einrückt, leuchtet es ein, daß die Untersetzung weiter vermindert wird, indem
die Eingangswelle 1 auch mit dem Sonnenrad 17 unmittelbar verbunden wird. Der größere
Teil des Moments wird diesen Weg gehen, während ein geringerer Teil über den Momentumwandler
3 bis 5 passiert.
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In der obigen Weise hat man mit der beschriebenen Anordnung drei Vorwärtsgeschwindigkeiten
erhalten, welche beim normalen Ingangsetzen und Fahren verwendet werden können.
Wenn man aber die Lamellenkupplung 19 und das Bremsband 21 einberückt hält, während
die übrigen Kupplungselemente ausgerückt sind, hat man die Zwischenwelle 11 endgültig
verriegelt. Die Lamellenkupplung 19 ersetzt hierbei das Freilaufrad 20, und man
hat dadurch dieselben Übersetzungsverhältnisse wie bei der nach dem obigen für das
Anfahren verwendeten niedrigen Geschwindigkeit. Ein Unterschied liegt aber darin,
daß man infolge der Lamellenkupplung 19 ein Motorbremsen erhält, indem ein eventuelles
treibendes Moment von der Ausgangswelle 2, d. h. beispielsweise beim Rollen auf
abschüssigem Weg, mit Zurückführung desselben zur Motorwelle 1 über den Momentumwandler
3 bis 5 erhalten wird.
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Eine Rückwärtsgeschwindigkeit wird erhalten, wenn das Bremsband 14
angezogen wird, während andere Glieder der Kupplung ausgerückt sind. Hierbei ist
jedoch das Freilaufrad 20 wirksam. Das ganze Moment geht über den Momentumwandler
3 bis 5 und vom Ringrad 8 nach dem Sonnenrad 10 und über das Freilaufrad 20 nach
dem Sonnenrad 17 hinüber. Indem das Ringrad 15 stillsteht, werden die Planetenräder
16 nach rückwärts abrollen und die Ausgangswelle 2 rückwärts drehen.
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In Fig. 2 ist eine abgeänderte Ausführungsform der Anordnung gemäß
Fig. 1 gezeigt, wobei gewisse Teile des Momentumwandlers usw. fortgelassen sind.
Gemäß Fig. 2 ist der Leitschaufelkranz 5 eingerichtet, um mittels einer Lamellenkupplung
22 mit dem Planetenradträger verbunden zu werden. Hierbei wird ein Wirkungsgrad-
und Momentübersetzungsverlauf ähnlich demjenigen bei Doppelumlauf gewonnen. Der
Leitschaufelkranz wird aber hierbei in derselben Richtung wie die Turbine, aber
mit einer niedrigeren Geschwindigkeit als die letztere umlaufen. Dieses beeinflußt
den Strömungsverlauf in dem hydraulischen Momentumwandler in solcher Weise, daß
bei vorwärts umlaufendem Leitschaufelkranz eine niedrigere Anlaßübersetzung und
ein höherer Kupplungspunkt als bei stillstehendem Leitschaufelkranz erhalten werden.
Die Ausführung ermöglicht eine Verbesserung sowohl der Leistungen als auch des Motor-
und des hydraulischen Bremsens.
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In Fig.2 ist mit gestrichelten Linien auch eine Lamellenkupplung 23
zwischen den Zwischenwellen 4a und 11 gezeigt. Bei eingerückter Lamellenkupplung
12 zwischen der Motorwelle 1 und der Zwischenwelle 11 und bei eingerückter Lamellenkupplung
23 wird die ganze Übersetzungsvorrichtung als eine Einheit umlaufen, und man erhält
eine unmittelbare feste Kupplung zwischen der Motorwelle 1 und der Ausgangswelle
2.
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Für die im vorstehenden beschriebenen Ausführungsformen ist es zutreffend,
daß man zwei Sätze von Planetenrädern und insgesamt mindestens vier Sonnen- und
Ringräder hat, wobei die Räder des einen Satzes mit mindestens drei anderen Rädern
im Eingriff stehen, welcher Umstand es ermöglicht, daß man in vorteilhafter Weise
den Momentfluß über die Zwischenwellen verteilen und bei der Verwendung eines hydraulischen
Momentumwandlers den letzteren bei normalem Fahren ganz oder teilweise ausschalten
kann, was einen verbesserten Wirkungsgrad mit sich bringt. Das eingehende Planetengetriebe
setzt aber nicht notwendigerweise einen hydraulischen Momentumwandler voraus. Die
Erfindung ist im übrigen auch nicht an die gezeigten Vorrichtungen gebunden, sondern
kann im Rahmen der nachfolgenden Patentansprache verändert werden.