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-H_vdrodynamisch-mechanisches Wechselgetriebe für Kraftfahrzeuge Die
Erfindung betrifft ein hydrodynamisch-mechanisches Wechselgetriebe für Kraftfahrzeuge,
bestehend aus einem leistungsverzweigenden Getriebeteil mit einem Umlaufrädergetriebe,
in dessen hydraulischem übertragungszweig ein hydrodynamischer Drehmomentenwandler
angeordnet ist, und einem dem leistungsverzweigenden Getriebeteil nachgeschalteten,
willkürlich schaltbaren Wechselgetriebe. Ein erstes Glied des Umlaufrädergetriebes
ist mit einer von der Antriebsmaschine angetriebenen Antriebswelle verbunden und
ein zweites Glied des Umlaufrädergetriebes mit dem Pumpenteil des hydrodynamischen
Drehmomentenwandlers gekuppelt, die zusammen abbremsbar sind. Ein drittes Glied
des Umlaufrädergetriebes ist auf einer Zwischenwelle fest angeordnet, die das willkürlich
schaltbare Wechselgetriebe antreibt und auf der gleichfalls das Turbinenrad des
hydrodynamischen Drehmomentenwandlers sitzt.
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Bei hydrodynamisch-mechanischen Wechselgetrieben dieser Art ist zum
Schalten des nachgeschalteten Wechselgetriebes eine schaltbare Reibungskupplung
zwischengeschaltet, oder es sind reibungsschlüssige Schaltmittel zum vorzugsweise
selbsttätigen Schalten des nachgeschalteten Wechselgetriebes vorgesehen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verbindung zwischen
dem leistungsverzweigenden Getriebeteil und dem nachgeschalteten Wechselgetriebe
zu schaffen, die ein Schalten des Wechselgetriebes erlaubt, ohne daß zwischen der
das Sonnenrad des Umlaufiädergetriebes und das Turbinenrad des hydrodynamischen
Drehmomentenwandlers tragenden Welle und der Eingangswelle in das willkürlich schaltbare
Getriebe eine Reibungskupplung eingeschaltet zu werden braucht, und ohne daß im
Wechselgetriebe reibungsschlüssige Schaltmittel vorgesehen zu werden brauchen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die Erfindung bei einem hydrodynamisch-mechanischen
Wechselgetriebe für Kraftfahrzeuge der eingangs genannten Art darin, daß zum Antrieb
von der Antriebsmaschine her und zum willkürlichen Schalten des nachgeschalteten
Wechselgetriebes die das dritte Glied, vorzugsweise das Sonnenrad und das Turbinenrad
des hydrodynamischen Drehmomentenwandlers tragende Zwischenwelle mittels einer Freilaufkupplung
mit der Eingangswelle des willkürlich schaltbaren Wechselgetriebes verbunden ist.
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Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist zum übertragen des
Rücktriebes von den Fahrzeugrädern zur Antriebmaschine die beim Antrieb von der
Antriebmaschine her die Zwischenwelle und Eingangswelle verbindende Freilaufkupplung
durch eine beim Rücktrieb verbindende schaltbare Freilaufeinrichtung sperrbar.
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In der Zeichnung ist ein in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutertes
Ausführungsbeispiel des hydrodynamisch-mechanischen Wechselgetriebes nach der Erfindung
in einem Axialschnitt dargestellt, der einen Teil des Wechselgetriebes und den leistungsverzweigenden
Getriebeteil zeigt.
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Die Teile des hydrodynamisch-mechanischen Wechselgetriebes sind in
einem Getriebegehäuse 10
angeordnet, das an das Kurbelgehäuse der Antriebsmaschine
angeflanscht ist.
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Ein hydrodynaniischer Drehmomentenwandler herkömmlicher Bauart besitzt
ein Pumpenrad 20, ein Turbinenrad 21 und ein zwischen diesen liegendes Leitrad 22,
das sich frei in der gleichen Richtung wie das Pumpenrad 20 und das Turbinenrad
21 drehen kann, jedoch in der entgegengesetzten Richtung gegen eine Drehbewegung
durch einen Freilauf 23 festgehalten ist.
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Das Pumpenrad 20 bildet mit einem Deckel 25 das Arbeitsflüssigkeit
enthaltende Wandlergehäuse. Das Pumpenrad 20 trägt einen Bremsbelag, der mit einer
willkürlich betätigbaren Bremstrommel 16 in Eingriff gebracht werden känn
und das Pumpenrad festhält.
Ein Umlaufrädergetriebe umfaßt ein innen
verzahntes Hohlrad 30, - ein Sonnenrad 31, einen Umlaufräderträger
32 und von diesem mittels Bolzen 34 getragene, mit dem Hohlrad
30 und Sonnenrad 31
im Eingriff befindliche Umlaufräder 33.
Das innen verzahnte Hohlrad30 ist mittels SchraÜben35 'fest mit der Kurbelwelle
12 der- Antriebsmaschine 11 -und einem Schwungrad 13 verbunden. Der
Umlaufräderträger 32 ist mit dem Pumpenräd 20 des hydrodynamischen Drehmomentenwandlers
verbunden. Das Turbinenrad 21 des hydrodynamischen Drehmomentenwandlers und das
Sonnenrad 31 des Umlaufrädergetriebes sind mittels einer Keilverzahnung
36 fest mit einer Zwischenwelle 15 verbunden.
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Die Zwischenwelle 15 ist in einem Getriebegehäuse 40 .Giftes
willküfliäh -s"chältbären Weähselgetriebes gelagert. Eine mit einem Zahnrad 42-
des wiMrlich schaltbaren Wechselgetriebes verbundene Eingangs-.welle 41 erstreckt
sich.in das hohle Innere,der Zwi# schenwelle 15 und wird mittels eines zwischengeordneten
Lagers 43 in dieser abgestützt. Die -Eingangswelle 41 ist weiterhin übär ein- Kugellager
44 in dem Getriebegehäus.e.40Z#,#ager#. -
Zwischen der Zwischenwelle
15 und der Eingangswelle 41 des Wechselgetriebes ist eine Freilaufkupplung
50 angeordnet. Diese Freilaufkapplung besteht aus einer Außenhülse_51, die
eine Verlängerung- der Zwischenwelle 1-5- -dufstcllt, und - einer
Innenhülse 53,
die durch eine Keilverzahnung 54 mit der Eingangswelle 41 veibunden
ist.- Die Anordnung -des Freilaufs ist so- getroffen, daß.-er...das Drehmoment,
nur in An# triebsrichtuüg von der Antriebsmaschine her von der nur in dieser Drehrichtung
umlaufenden Zwischenwelle 15 auf die -Eiüäangswelle- 41 übertragen kann.
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Außerdem ist zwischen den Zwischenwellen 15
und der Eingangswelle
41 eine schaltbare - Einwegkupplung vorgesehen, die aus komplementären Schrägzähnen
55 und 56 besteht. Die einen Schrägzähne 55 sind einstückig
mit der Außenhülse 51 ausgeführt. Die a n-dereü7Schräg- zähne 56 sind
auf einem' Kragen 57 angeordnet, der über eine Keilverzahnung 58 mit
der Innenhülse 53 verbunden ist, so daß ein axiales Verschieben längs der
Innenhülse möglich ist. Der Kragen 57 weist eine ringförmige Ausnehmung
59 auf, in die eine nicht dargestellte Schaltgabel eingreift, mittels der
durch den Fahrer die Schrägzähne willkürlich in Eingriff gebracht werden können.
Auf den Kragen 57 wirkt ferner eine Druckfeder 60 ein, die gegen einen
Ring 61 anliegt, welcher seinerseits gegen das Kugellager 44 anliegt. Diese
Druckfeder drückt ununterbrochen auf den Kragen 57 in der Richtung, daß die
Schrägzähne 55 und 56 miteinander in Eingriff kommen. Die Schrägzähne
sind so angeordnet, daß ein Drehmoment nur, in der Rückwärtsdrehrichtung übertragen
weiden kann, und zwar von der Eingangswelle 41 auf die Zwischenwelle 15.
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Durch die willkürlich verschiebbare Schaltgabel können die Schrägzähne
55 und 56, wie in der Zeichnung gezeigt, gegen den Druck der Druckfeder
60
außer Eingriff kommen, wozu ein herunterdrückbarer Fußkolben oder
Knopf vorgesehen sein kann, durch den der Fahrer auch den Eingriff der Bremstrommel
16 mit dem Bremsbelag am Pumpenrad 20 verursacht.
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Es sei angenommen, daß das Fahrzeug steht, sich das Wechselgetriebe
in der Leerlaufstellung befindet oder in die Leerlaufstellung gebracht und die Antriebsmaschine
11 in Gang gesetzt worden ist. Das leistungsverzweigende--Umlaufrädergetriebe
und der hydrodynamische Drehmomentenwandler laufen frei um, wobei die Zwischenwelle15
und die Eingangswelle41mitdenselbenumlaufen.
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We';nn man unter di . esenB'edingungen versucht, den Schalthebel
in den'ersten Vorwärtsgang oder-Rückwärtsgang zu bringen, würde die Reaktionskraft
des mit der, übertragung zu den stehenden Fahrzeugrädern verbundenen -Zahnrades
sofort einen Kraftschluß bilden, der den notwendigen kämmenden Eingriff der Zähne
der antreibenden und angetriebenen Zahnräder verhindern würde. Der Fahrer drückt
jedoch den oben angegebenen Fußkolben oder Knopf herunteri- wodurch zunächst Schrägzähne
55 und 56
dbr schaltbaren Freilaufeinrichtung außer Eingriff kommen,
wobei die Schrägzähne normalerweise durch die Druckfeder 60 miteinander in
Eingriff gebracht werden und sodann die Bremstrommel 16 mit dem Bremsbelag
des Pumpenrades verbunden wird. Dies führt dazu, daß das Pumpenrad 20 und der damit
- verbundene Umlaufräderträger32 relativ gegenüber der Drehzahl des mit der Antriebsmaschine
11
verbundenen Hohlrades 30 ausreichend verlangsamt werden, wodurch
das dritte Glied, nämlich das Turbinenrad 21 und das mit diesem verbundene Sonnenrad
31 gezwungen wird, die Zwischenwelle15 sehr längsam in der umgekehrten Drehrichtung
zu drehen. Da die Freilaufkupplung 50 nunmehr unwirksam ist das Drehmoment
in dieser Drehrichtung zu übertragen, isf das willkürlich schaltbare Wechselgetriebe
von der Antriebsmaschine 11, dem Umlaufrädergetriebe und dem hydrodynamischen
Drehmomentenwandler getrennt, so daß kein Hindernis für das Einlegen des Ganges
mehr besteht.
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Es sei nun angenommen, daß sich das Fahrzeug in Bewegung befindet,
und zwar in Richtung nach vom oder nach hinten, und der Fahrer das Fahrzeug zu verlangsamen
wünscht, wobei er den Druck auf das Gaspedal mit oder ohne Betätigen der Fußbremsen
aufhebt, so daß das Fahrzeug nunmehr dazu neigt, die Antriebsmaschine anzutreiben.
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Nunmehr wird aber die schaltbare Freilaufeinrichtung durch die normalerweise
im Eingriff befindlichen Schrägzähne 55 und 56 selbsttätig wirksam,
um das entgegengesetzte Drehmoment Über die Zwischenwelle 15 (die Freilaufkupplung
50 ist nun unwirksam) auf das dritte Glied des Umlaufrädergetriebes, nämlich
Sonnenrad 31 und das Turbinenrad 21, und von diesem über die anderen Glieder
des Umlaufrädergetriebes und den hydrodynamischen Drehmomentenwandler auf die Antriebsmaschine
zu übertragen.