DE2740741A1

DE2740741A1 - Getriebe

Info

Publication number: DE2740741A1
Application number: DE19772740741
Authority: DE
Inventors: Henri Lachaize
Original assignee: Automobiles Citroen SA
Current assignee: Automobiles Citroen SA
Priority date: 1976-09-09
Filing date: 1977-09-09
Publication date: 1978-03-16
Also published as: DE2740741C2; ES462200A1; FR2364380A1; US4177694A; FR2364380B1

Description

Die Erfindung betrifft ein hydromecbanisches Getriebe insbesondere für Kraftfahrzeuge» bei dem zwischen einer Antriebswelle und einer angetriebenen Welle eine hydrokinetische Kupplung nach Art einer Hydraulikkupplung oder eines Drehmomentwandlers und eine Laufumkehrvorrichtung angeordnet ist.

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf ein Getriebe, bei dem die hydrokinetische Kupplung und die Verbindunqseinrichtungen zwischen der hydrokinetischen Kupplung, der Umkehrvorrichtung und der angetriebenen Welle die Betriebszustände "Vorwärtslauf" oder "Rückwärtslauf" des Getriebes bestimmen.

Bei den bekannten Vorrichtungen dieser Art besteht die Laufumkehrvorrichtung aus einem Planetengetriebe, das ein zentrales Zahnrad, einen äußeren Zahnkranz und mit dem Zahnrad und dem Zahnkranz in Eingriff stehende Planetenräder aufweist.

Das zentrale Zahnrad ist mit dem angetriebenen Teil der hydraulischen Kupplung verbunden, der Zahnkranz ist mit der angetriebenen Welle verbunden, und die Planetenräder sind an einem Halter befestigt, der durch geeignete Verbindungseinrichtungen festgelegt oder mit den Planetenrädern drehfest verbunden werden kann. Auf diese Weise wird jeweils der Vorwärtslauf und der Rückwärtslauf des Getriebes bewirkt.

Einer der Nachteile dieser bekannten Vorrichtungen besteht darin, daß ein derartiger Umkehrmechanismus beim Vorwärts- und Rückwärtslauf nicht das gleiche übersetzungsverhältnis ergibt. Außerdem benötigt die Anordnung des Zahnrades, der Planetenräder und des Zahnkranzes radial sehr viel Platz, was dazu zwingt, die Umkehrvorrichtung neben der hydraulischen Kupplung anzuordnen, wodurch

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der axiale Platzbedarf des Getriebes erhöht wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beseitigen und ein hydromechanisches Getriebe der zuvor erwähnten Art zu schaffen, bei dein die Anordnung der Kupplung und der Umkehrvorrichtung derart ist, daß bei einfachem Aufbau und Verringertem axialen Platzbedarf beim Vorwärts- und Rückwärtslauf das gleiche Ubersetzunasverhältnise erhalten wird.

Gelöst wird diese Aufgabe bei einem Getriebe insbesondere für Kraftfahrzeuge, das zwischen einer Antriebswelle und einer angetriebenen Welle angeordnet ist und eine hydrokinetische Kupplung und eine Laufumkehrvorrichtung aufweist, wobei die hydrokinetische Kupplung aus einem mit Strömungsmittel gefüllten Gehäuse mit der Antriebswelle verbunden ist und im Inneren ein Antriebsrad trägt, unr" aus einem angetriebenen Rad besteht, das gegenüber dem Antriebsrad angeordnet ist und mit der angetriebenen Welle durch die Lauf umkehrvorrichtung, die in der· Gehäuse angeordnet ist, durch hydraulische Verbindungseinrichtungen verbindbar ist, die ebenfalls in dem Gehäuse angeordnet sind, gemäß der Erfindung dadurch, daß die Laufumkehrvorrichtung aus einem Planetengetriebe mit Kegelrädern besteht, die im wesentlicher in der Mitte der hydrokinetischen Kupplung angeordnet sind.

Weiterhin wird vorgeschlagen, daß das Planetengetriebe ein erstes Kegelrad aufweist, das mit dem angetriebenen Rad verbunden ist, ein zweites Kegelrad, das mit der angetriebenen Welle verbunden ist, und wenigstens ein Planetenrad aufweist, das von einem Halter gehalten ist und mit dem ersten und zweite Kegelrad in Eingriff steht.

Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß die Verbindungseinrichtungen derart ausgebildet sind, daß sie zwischen sich das erste und zweite

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Kegelrad wahlweise ebenso wie den Halter und die Planetenräder, die er trägt, festhalten und so die Vorwärtslaufstellung der Umkehrvorrichtung bestimmen, und den Halter festhalten und so die Rückwärts laufstellung der Umkehrvorrichtung bestimmen. Vorteilhafterweise werden die Stellungen für den Vorwärts- und Rückwärtslauf der Umkehrvorrichtung durch das wahlweise Einrücken zweier Reibungskupplungen erreicht, die auf beiden Seiten des Planetengetriebes liegen. Hierzu besteht die Kupplung für den Vorwärtslauf aus einer radialen Scheibe, die mit dem ersten Kegelrad verbunden ist, und aus einem Kolben, der bezüglich der Scheibe axial verstellbar ist und mit dieser eine Kammer veränderbaren Volumens bildet, in die sich eine Kupplungsscheibe erstreckt, die mit der angetriebenen Welle drehfest verbunden ist. Die Kupplung für den Rückwärtslauf besteht aus einer radialen Scheibe, die mit den Planetenrädern verbunden ist, und aus einem Kolben, der bezüglich der Scheibe axial verstellbar ist und mit dieser eine Kammer veränderbaren Volumens bildet, in die sich eine Kupplungsscheibe erstreckt, die mit einem festen Teil des Getriebes verbunden ist.

Eine vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, daß die Stirnseite jedes Kolbens, die zu derjenigen entgegengesetzt ist, die der Kammer zugewandt ist, mit dem in dem Gehäuse herrschenden Strömungsmitteldruck beaufschlagt ist. Außerdem wird vorgeschlagen, daß jede Kammer wahlweise mit einer Druckströmungsmittelquelle und einem Behälter derart verbunden ist, daß, wenn eine mit der Quelle verbunden ist, die andere mit dem Behälter und umgekehrt verbunden ist, und mit dem Gehäuse durch eine Rückschlagklappe verbunden ist, die den Durchgang des Strömungsmittels von der Kammer zu dem Gehäuse ermöglicht.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der anliegenden Zeichnung beispielsweise erläutert, die einen LHngs-

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schnitt einer Ausfuhrungsform der Erfindung zeigt.

Wie gezeigt ist, ist ein hydromechanisches Getriebe zwischen einer Antriebswelle 1, z.B. einer Kurbelwelle eines Kraftfahrzeugs, und einer angetriebenen Welle 2 koaxial zur Welle 1 angeordnet, die dazu bestimmt ist, in an sich bekannter Weise die Motorelemente des Kraftfahrzeugs (Räder, Raupen ...) anzutreiben, uer Mechanismus hat eine Hydraulikkupplung 3, die aus einem Antriebsrad 4 oder einer Pumpe und einem angetriebenen Rad 5 oder einer Turbine besteht. Das Antriebsrad 4 ist mit einem Gehäuse 6 einstückig ausgebildet, in dessen Inneren es sich erstreckt. Das Gehäuse, das durch Versorgungskanäle mit Strömungsmittel gefüllt ist, die später beschrieben werden, ist mit der Antriebswelle 1 verbunden.

Dieser Mechanismus hat außerdem eine Laufumkehrvorrichtung des Getriebes, die aus einem Planetengetriebe 7 besteht, dessen Funktion beim Vorwärts- oder Rückwärtslauf durch Kupplungseinrichtungen 8 und 9 bestimmt wird, die hier aus Reibungskupplungen bestehen. Die Elemente 7, 8 und 9 sind im Inneren des Gehäuses 6 angeordnet.

Das Planetengetriebe 7 besteht aus einem ersten Kegelrad 10 bzw. einem Eingangszahnrad, einem zweiten Kegel-

rad 11 bzw. einem Ausgangszahnrad und Kegelrädern 12, die an einem Halter 13 angeordnet sind und mit den Kegelrädern 10 und 11 in Eingriff stehen. Das Kegelrad 10 ist einem Ring 14 frei drehbar gelagert, der außen die Welle trägt. Das Kegelrad 11 wirkt bei der Drehung mit der Welle 2 durch Nuten 15 zusammen. Der Planetenradhalter 13 ist frei drehbar und auf einer zylindrischen Auflagefläche 11a zentriert, die das angetriebene Rad 5 bzw. die Turbine der Vorrichtung 3 ist durch Nuten 16 mit dem Eingangszahnrad 10 drehfest verbunden. Das Planetengetriebe 7 ist im wesentlichen in der Mitte der Hydraulikkupplung 3 ange-

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ordnet. Die Welle 2 ist bezüglich des Gehäuse«· ' zentriert und damit bezüglich der Welle 1 durch eine Führun'Tshilfe

17 ausgerichtet, die mit einem Teil des Mechanisr.us wie einem Gehäuse verbunden ist.

Entgegengesetzt zum Antriebsrad bzw. der Pumpe 4 trägt die Turbine 5 eine radiale Scheibe 18, deren Ende als etwa zylindrisches axiales Teil 19 ausgebildet ist und eine seitlich offene Ausnehmung bildet. Ein Scheibenkolben 20, der auf einem Ring 21 zentriert ist, ist auf dem Teil in dessen Ausnehmung axial verschiebbar angeordnet, um eine Kammer 22 mit veränderbarem Volumen zu bilden. Die axiale Verschiebung des Kolbens 20 bezüglich der Scheibe

18 ist außerdem durch zylindrische Blöcke 20a geführt, die in Sackbohrungen 18a verschiebbar sind, die entsprechend in der Scheibe 18 ausgebildet sind. Diese Elemente 18a und 20a bewirken außerdem eine drehfeste Anordnung des Kolbens 20 bezüglich der Scheibe 18.

In der Kammraer 22 trägt eine Reibscheibe 23 Reibbeläge 24 und 25. Die Scheibe 23 kann an dem genuteten Außenteil 26a einer Scheibe 26 angreifen, die durch Nuten 26b mit der Welle 2 zusammenwirkt.

Der Halter 13 ist mit einer Scheibe 27 versehen, die etwa symmetrisch zur Scheibe 18 bezüglich der Hydraulikkupplung 3 angeordnet ist. Die Scheibe 27 hat auch eine axiale äußere Verlängerung 28, die eine Gleitfläche für einen Scheiben-kolben 29 bildet, der auf einem Ring 30 zentriert ist. Blöcke 29a und zylindrische Ausnehmungen 27a, die entsprechend an dem Kolben und der Scheibe vorgesehen sind, vervollständigen die Kolbenführung an der Scheibe und bewirken eine drehfeste Anordnung. Der Kolben 29 bildet daher mit der Scheibe 27 eine Kammer 31 mit veränderbarem Volumen, in die sich eine Reibscheibe 32 erstreckt. Diese Scheibe trägt Reibbeläge 33 und 34, die mit der Scheibe 27 und dem Kolben 29 zusammenwirken können, und greift außerdem in der Mitte an dem äußeren

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genuteten Teil J5a eines Rings 35 an, der mit dem festen Teil 17 durch innere Nuten 35b zusammenwirkt.

Außerdem ist jeder Kolben 2O und 29 mit einer öffnung und 37 versehen. Die öffnung 36 verbindet die Kammer 22 mit dem Inneren des Gehäuses 6, und eine Rückschlagklappe 38 ermöglicht diese Verbindung nur in Richtung von der Kammer 22 zu dem Gehäuse 6.

Ebenso ermöglicht die öffnung 37, die mit einer Rückschlagklappe 39 versehen ist, eine Verbindung zwischen der Kammer 31 und dem Inneren des Gehäuses 6 in der einzigen Ausgangsrichtung der Kammer 6.

Außerdem ist die angetriebene Welle 2 hohl ausgebildet. Im Inneren der Welle ist eine rohrförmige Hülse 40 angeordnet, die über wenigstens einen Teil der Länge der Welle eine Umfangsleitung 41 bildet, die eine Strömungsmitteleinlaßöffnung 42 mit einer Strömungsmittelauslaßöffnung 43 verbindet. Die öffnung <*2 mündet in eine Nut 44, die an der Außenseite der Welle 2 ausgebildet ist. Die Nut ist wahlweise durch einen Steuerverteiler 45 mit einer Druckströmungsquelle 46 und einem Behälter 47 in Verbindung. Die öffnung 43 ist mit der Kammer 22 verbunden. Außerdem ist zwischen der Welle 2 und der Hülse 17 eine Umfangsleitung 48 vorgesehen, die es ermöglicht, eine Verbindung zwischen der Kammer 31 und wahlweise durch den Verteiler 45 mit der Quelle i6 und dem Behälter 47 herzustellen. Die Wahl der durch den Verteiler 45 hergestellten Verbindungen ist derart, daß, wenn die Kammer 22 mit der Quelle 46 verbunden ist, die Kammer 31 mit dem Behälter 47 und umgekehrt verbunden ist.

Eine geeichte Auslaßöffnung 49a ist in der Bodenwand 49 der rohrförmigen Hülse 40 vorgesehen und ermöglicht ein Ausströmen der Flüssigkeit in dem Gehäuse 6 in das Innere der Welle 2 bis zu dem Behälter 47.

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Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist folgende: Beim Vorwärtslauf wird der Verteiler 45 derart eingestellt, daß die Leitung 48 mit der Strömungsmittelquelle 46 und die Leitung 42 mit dem Behälter 47 verbunden ist. Daher fließt Druckströmungsmittel in die Kammer 31. Dieses Strömungsmittel fließt dann über die Öffnung 37 in das Gehäuse 6 und hebt die Klappe 39 ab, die mit einer Rückholfeder 50 versehen ist. Diese Strömung ist aufgrund des ständigen Austritts des Strömungsmittels, das in dem Gehäuse enthalten ist, über die geeichte Öffnung 49a möglich, so daß ein bestimmter Druck in der hydrokinetischen Vorrichtung möglich ist, und bildet außerdem einen Kühlkreislauf der Vorrichtung. Der Druck in der Kammer 31 ist wegen des leichten Ladungsverlustes über die Klappe 39 größer als der Druck, der in dem Gehäuse 6 herrscht. Dieser Druck schiebt den Kolben 29 axial von der Scheibe 27 weg, so daß die Scheibe 32 nicht festgehalten wird.

Gleichzeitig wird durch die Verbindungen am Verteiler die Kammer 22 mit dem Behälter 47 (Öffnung 43, Leitung 41, Öffnung 42 und Nut 44) verbunden. Der Druck, der in dem Gehäuse 6 herrscht, wirkt auf den Kolben 20 derart, daß er an der Scheibe 18 zur Anlage kommt. Dadurch wird die Scheibe 23 zwischen der Scheibe 18 und dem Kolben 20 festgehalten. Die Scheibe 18 ist daher durch den Ring mit der Scheibe 23 der Welle 2 drehfest verbunden. Dadurch sind die Kegelräder 10 und 11 drehfest verbunden. Das auf die Turbine 5 übertragene Drehmoment wird daher von der Scheibe 23 und dem Ring 26, dem Kegelrad 10, den Planetenrädern 12 und dem Kegelrad 11, die sich zusammen drehen, auf die Welle 2 übertragen.

Beim Rückwärtslauf wird der Verteiler 45 derart eingestellt, daß die Quelle 46 über die Nut 44, die öffnung 42, die Leitung 41 und die Öffnung 43 die Kammer 22 speist, während die Kammer 31 mit dem Behälter 47 über die Leitung 48 verbunden ist.

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Da die Klappe 38 für ihren Sitz ebenfalls mit einer Rückholfeder versehen ist, erfolgt das Ausströmen des Strömungsmittels aus der Kammer 22 in das Gehäuse 6 durch die Leitung 36 mit einem Ladungsverlust, der durch die mit einer Rückstellkraft beaufschlagte Klappe verursacht wird. Dadurch entsteht in der Kammer 22 ein Druck, der größer ist als der Druck, der in dem Gehäuse 6 herrscht. Dieser Differenzdruck hat zur Wirkung, daß der Kolben 20 zurückgeschoben wird und sich von der Scheibe 18 entfernt, so daß die Reibscheibe 23 nicht festgehalten wird. Da gleichzeitig die Kammer 31 geöffnet ist, wirkt das Strömungsmittel in der Kammer 6 auf den Kolben 29 und legt ihn an der Scheibe 27 an. Die feste Scheibe 32 wird somit zwischen der Scheibe 27 und dem Kolben 29 festgehalten. Die Scheibe 27 ist daher bezüglich der Hülse 17 festgelegt. Der Halter 13, der mit der Scheibe 27 verbunden ist, ist daher ebenfalls fest, und die Planetenräder 12, die er frei drehbar trägt, werden von dem Eingangszahnrad 11 angetrieben, das von der Turbine 5 gedreht wird. Die Planetenräder drehen daher das Zahnrad 12, das mit der Welle 2 drehfest verbunden ist, entgegengesetzt zu dem Zahnrad 11. Die Welle 2 wird daher entgegengesetzt zur Turbine 5 gedreht. Die Drehgeschwindigkeit ist daher beim Rückwärtslauf der Welle 2 gleich der beim Vorwärtslauf. Diese Anordnung ist insbesondere für bestimmte Fahrzeuge vorteilhaft, bei denen der Vorwärtslauf und der Rückwärtslauf "symmetrisch" verwendet werden.

Die Anordnung der Elemente ist sehr kompakt und ermöglicht die Herstellung einer hydrokinetischen Laufumkehrvorrichtung, die insgesamt axial sehr kompakt und vor allem auf dem Kraftfahrzeugsektor verwendbar ist.

In Abwandlung von der beschriebenen Ausführungsform können z,B. die Kupplungen 8 und 9, die hydraulisch gesteuert sind, auch aus Wellenkupplungen oder im Falle von Reibvorrichtungen aus Scheibenpaketen bestehen.

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Leerseite

Claims

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SOCIETE ANONYME AUTOMOBILES CITROEN

Paris / Frankreich Ba 3982

Getriebe

Ansprüche

'i. Getriebe insbesondere für Kraftfahrzeuge, das zwischen einer Antriebswelle und einer angetriebenen Welle angeordnet ist und eine hydrokinetische Kupplung und eine Laufumkehrvorrichtung aufweist, wobei die hydrokinetische Kupplung aus einem mit Strömungsmittel gefüllten Gehäuse mit der Antriebswelle verbunden ist und im Inneren ein Antriebsrad trägt, und aus einem angetriebenen Rad besteht, das gegenüber dem Antriebsrad angeordnet ist und mit der angetriebenen Welle durch die Laufumkehrvorrichtung, die in dem Gehäuse angeordnet ist, durch hydraulische Verbindungseinrichtungen verbindbar ist, die ebenfalls ir. dem Gehäuse angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufumkehrvorrichtung aus einem Planetengetriebe mit Kegelrädern besteht, die im wesentlichen in der Mitte der hydrokinetischen Kupplung angeordnet sind.

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ORIGINAL INSPECTED
2. Getriebe nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet , daß das Planetengetriebe ein erstes Kegelrad aufweist, das mit dem angetriebenen Rad verbunden ist, ein zweites Kegelrad, das mit der angetriebenen Welle verbunden ist, und wenigstens ein Planetenrad aufweist, das von einem Halter gehalten ist und mit dem ersten und zweiten Kegelrad in Eingriff steht.
3. Getriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinrichtungen derart ausgebildet sind, daß sie zwischen sich das erste und zweite Kegelrad wahlweise ebenso wie den Halter und die Planeträder, die er trägt, festhalten und so die Vorwärtslaufstellung der Umkehrvorrichtung bestimmen, und den Halter festhalten und so die Rückwärtslauf stellung der Umkehrvorrichtung bestimmen.
4. Getriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulisch gesteuerten Verbindungseinrichtungen aus zwei Reibungskupplungen auf beiden Seiten des Planetengetriebes bestehen.
5. Getriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung für den Vorwärtslauf aus einer radialen Scheibe, die mit dem ersten Kegelrad verbunden ist, und aus einem Kolben besteht, der bezüglich der Scheibe axial verstellbar ist und mit dieser eine Kammer veränderbaren Volumens bildet, in die sich eine mit der angetriebenen Welle drehfest verbundene Kupplungsscheibe erstreckt.
6. Getriebe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung für den Rückwärtslauf aus einer radialen Scheibe, die mit dem Halter verbunden ist, und aus einem Kolben besteht, der bezüglich der Scheibe axial verstellbar ist und mit dieser eine Kammer veränderbaren Volumens bildet, in

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die sich eine Kupplungsscheibe erstreckt, die mit einem festen Teil des Getriebes verbunden ist.
7. Getriebe nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Stirnseite jedes Kolbens, die zu derjenigen entgegengesetzt ist, die der Kammer zugewandt ist, mit den in dem Gehäuse herrschenden Strömungsmitteldruck beaufschlagt ist.
8. Getriebe nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß jede Kammer wahlweise mit einer Druckstörmungsmittelquelle und einem Behälter derart verbunden ist, daß, wenn eine mit der Quelle verbunden ist, die andere mit dem Behälter und umgekehrt verbunder, ist, und mit dem Gehäuse durch eine Rückschlagklappe verbunden ist, die den Durchgang des Strömungsmittels von der Kammer zu dem Gehäuse ermöglicht.

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