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DE2830543A1 - Hydrodynamisch-mechanisches getriebe fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Hydrodynamisch-mechanisches getriebe fuer kraftfahrzeuge

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DE2830543A1
DE2830543A1 DE19782830543 DE2830543A DE2830543A1 DE 2830543 A1 DE2830543 A1 DE 2830543A1 DE 19782830543 DE19782830543 DE 19782830543 DE 2830543 A DE2830543 A DE 2830543A DE 2830543 A1 DE2830543 A1 DE 2830543A1
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hydrodynamic
sun gear
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Volkswagen AG
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Structure Of Transmissions (AREA)

Description

AKTIENGESELLSCHAFT
3180 Wolfsburg
- 3 -
Unsere Zeichen: K 2551
1702pt-we-jä
Hydrodynamisch-mechanisches Getriebe für Kraft fahr ζ euge
Die Erfindung bezieht sich auf ein hydrodynamisch-mechanisches Getriebe für Kraftfahrzeuge, das aus einem hydrodynamischen Drehmomentwandler und einem nachgeschalteten Planetengetriebe mit den einzelnen Getriebeelementen zur Einschaltung der verschiedenen Getriebegänge zugeordneten, hydraulisch betätigbaren Schaltgliedern besteht, wobei das Planetengetriebe ein erstes über eine erste Kupplung mit dem Turbinenrad des Drehmomentwandler verbindbares Sonnenrad, ein zweites über eine zweite Kupplung mit dem Turbinenrad verbindbares Sonnenrad, einen Planetenträger, der über eine dritte Kupplung unter Umgehung des Drehmomentwandlers direkt mit dessen den Antrieb bildenden Pumpenrad verbindbar ist und auf dem erste und zweite miteinander und mit den Sonnenrädern im Eingriff stehende Planetenräder gelagert sind, und ein den Abtrieb bildendes Ringrad aufweist,
8-4/0 2-71
Vorsitzender Vorstand: Toni Schmucker, Vorsitzender · Horst Backsmanrr · ProLDr. techrt. Ernst FIaIa · Dr. jur. Peter Frerk
des AufsichtsMts: Günter HartwiiH · Horst Müniner · Dr ror. poi Werner P. Sdimldl Gottlieb M. Strobt · Prof. Dr. rer. poL Friedrich Thomie
Hans Wrnba-,.τη Sitrder Gesoi!«chait: WoHsburg- AmUgarlchr Wolfsburg HRB 21Γ
das mit den mit dem zweiten Sonnenrad kämmenden ersten Planetenrädern im Eingriff steht, und wobei der Planetenträger sich über einen ersten Freilauf an dem feststehenden Gehäuse abstützt sowie mittels einer ersten Bremse festlegbar ist, und wobei eine zweite, das zweite Sonnenrad festlegende Bremse vorgesehen ist.
Kit solchen Getrieben lassen sich auf relativ engem Raum, vier Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang verwirklichen, wobei der vierte Torwärtsgang eine Übersetzung der Abtriebswelle ins Schnelle bringt (overdrive). Ein weiterer Torteil bei diesen Getrieben besteht darin, daß beim Zuschalten der dritten Kupplung im dritten und vierten Gang eine teilweise,beziehungsweise vollständige ■Überbrückung des mit Schlupfverlusten arbeitenden Drehmomentwandlers erreicht werden kann.
Bekannte Ausführungen solcher Getriebe (DT-OS 16 25 124 und 25 15 570) sind als sogenannte durchtreibende Getriebe ausgelegt, bei denen also der Antrieb an einem Ende und der Abtrieb an dem anderen Ende des Planetengetriebes erfolgt. Solche Ausführungen sind jedoch für Kraftfahrzeuge, bei denen Motor und Getriebe unmittelbar hintereinander liegen, im Hinblick auf eine günstige Anordnung eines das Achsgetriebe antreibenden Ritzels unvorteilhaft. Ganz besondere Schwierigkeiten ergeben sich dann, wenn ein solches Motor-Getriebe-Aggregat in Queranordnung in einem Fahrzeug untergebracht werden soll.
Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende .Aufgabe besteht daher darin, ein Getriebe der eingangs genannten Bauart zu schaffen, das in rückkehrender Bauweise ausgestaltet ist, bei dem also der Abtrieb zwischen dem Drehmomentwandler und dem Planetengetriebe liegt. Besonderer Vert vird auf eine axial möglichst kurze Bauweise gelegt, um so das Getriebe in Reihe mit dem Antriebsmotor und zudem in Querbauweise in einem Fahrzeug verwenden zu können.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung dadurch, daß das Leitrad des Drehmomentwandlers über einen zweiten Freilauf mit
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dem Planetenträger verbunden ist, daß der erste Freilauf und die erste Bremse radial über dem Planetengetriebe angeordnet sind, und daß das zweite Sonnenrad und die auf dieses einwirkende zweite Bremse auf der dem Drehmomentwandler abgewandten Seite des Planetengetriebes angeordnet sind. Im Gegensatz zu den bekannten Getriebeausführungen stützt sich also bei der vorliegenden Erfindung das Leitrad nicht mehr direkt über einen Freilauf auf einem gehäusefesten Teil ab, sondern erreicht diese Abstützung erst auf dem Umweg über den Planetenträger, der seinerseits über den ersten Freilauf und gegebenenfalls die erste Bremse an dem Gehäuse abgestützt ist. Dadurch wird es auch möglich, den Planetenträger auf kürzest möglichem Wege über die dritte Kupplung mit dem dem Leitrad benachbarten Pumpenrad zu verbinden. Wenn weiter der erste Freilauf und die erste Bremse radial über dem Planetengetriebe angeordnet sind und ebenso wie das zweite Sonnenrad und die auf dieses einwirkende zweite Bremse auf der dem Drehmomentwandler abgewandten Seite des Planetengetriebes angeordnet sind, dann kann ohne Schwierigkeiten auf der dem Drehmomentwandler zugewandten Seite des Planetengetriebes eine Verbindung zwischen dem Ringrad und dem zwischen dem Drehmomentwandler und dem Planetengetriebe angeordneten Abtriebsritzel hergestellt werden.
Eine weitere "Verkürzung der axialen Baulänge wird dann erreicht, wenn gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung die erste und zweite Kupplung durch eine unterhalb der Sonnenräder angeordnete Ziehkeilanordnung gebildet ist, die je nach Schaltstellung eine mit dem Turbinenrad verbundene zentrale Welle mit dem ersten oder dem zweiten Sonnenrad formschlüssig verbindet und wenn eine die Triebverbindung zwischen dem Drehmomentwandler und der zentralen Welle unterbrechende Vorrichtung vorgesehen ist. Diese Unterbrechungsvorrichtung, die entweder durch eine das Turbinenrad mit der zentralen Welle verbindende vierte Kupplung oder aber dadurch geschaffen wird, daß der Drehmomentwandler als Füll- und Entleerwandler mit einem das hydraulische Arbeitsmittel aus dem Wandler ablassenden Wandlerventil ausgebildet ist, ist notwendig, um eine
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Schaltung der Ziehkeilanordnung durchführen zu können und um beispielsweise auch im vierten Gang eine vollständige Umgehung des Drehmomentwandlers zu erreichen.
In der Zeichnung sind drei verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand schematischer Längsschnitte durch das Getriebe gezeigt, die im folgenden näher erläutert werden. Dabei sind in den einzelnen Figuren für gleiche-Positionen die gleichen Bezugszeichen, gegebenenfalls mit einem Strich versehen, verwendet worden.
In der Zeichnung ist jeweils mit 1 der hydrodynamische Drehmomentwandler und mit 2 das als Ravigneaux-Satz ausgeführte Planetenoder Umlaufgetriebe bezeichnet. Der Drehmomentwai dler 1 besteht im wesentlichen aus einem von einer Motorwelle 3 angetriebenen Pumpenrad 4» einem Turbinenrad 5 und einem Leitrad 6. Das Leitrad 6 ist über einen Freilauf oder tiberholkupplung 7 3^ eine Hohlwelle 8 angeschlossen, die mit einem Steg 9a des Planetenträgers 9 der Planetengetriebes 2 verbunden ist. Das Turbinenrad 5 des Drehmomentwandlers 1 ist mit einer zentralen Welle 12 verbunden, die zu zwei in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel nebeneinanderliegenden Kupplungen 11 und 14 führt. Dabei verbindet die erste Kupplung 11 die zentrale Turbinenwelle 12 mit dem ersten Sonnenrad 10 des Planetengetriebes 2, während die zweite Kupplung 14 über eine Kupplungsglocke 16 die Verbindung zu einem zweiten Sonnenrad 13 herstellt.
Das Planetengetriebe 2 weist entsprechend der Eavigneaux-Bauweise mehrere Paare von über den Umfang verteilten ersten und zweiten Planetenrädern 17 und 18 auf, von denen die ersten Planetenräder mit dem zweiten Sonnenrad 13 und die zweiten Planetenräder 18 mit dem ersten Sonnenrad 10 im Eingriff stehen. Die Planetenräder 17 und 18 kämmen jeweils paarweise miteinander und sind auf dem Planetenträger 9 drehbar gelagert, der durch einen Ixeilauf 24 gegenüber dem Gehäuse abgestützt ist. Die ersten Planetenräder 17 stehen
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außerdem mit einem innenverzahnten Ringrad 19 im Eingriff, das über eine konzentrisch über der Hohlwelle 8 verlaufende Abtriebswelle 20 mit einem Abtriebsritzel 21 zum Antrieb eines hier nicht veiter gezeigten Achsgetriebes in Verbindung steht. Am Außenumfang des Ringrades 19 ist noch eine Terzahnung 22 zum Eingriff einer hier ebenfalls nicht gezeigten Parksperrenanordnung vorgesehen.
Der dem Drehmomentwandler 1 abgewandte Steg 9b des Planetenträgers kann durch eine als Lamellenbremse ausgebildete Bremse 25 festgelegt werden, die ebenso wie der an dem gleichen Steg angreifende Freilauf 24 radial oberhalb des Planetengetriebes 2 angeordnet ist. Auch eine zv/eite, als Bandbremse ausgebildete Bremse 15» die auf die mit dem zweiten Sonnenrad 13 verbundene Kupplungsglocke 16 einwirkt, ist auf der dem Drehmomentwandler 1 abgewandten Seite des Planetengetriebes 2 angeordnet. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, das Hingrad auf der den Drehmomentwandler 1 zugewandten Seite des Planetengetriebes 2 anzuordnen und ohne Schwierigkeit mit der konzentrisch über der Hohlwelle 8 laufenden Abtriebswelle 20 zu verbinden. Die Hohlwelle 8 ist übrigens auf kürzestem Wege über eine dritte Kupplung 25 mit dem Pumpenrad 4 des Drehmomentwandlers 1 verbunden.
Die Ausführungen nach den Figuren 2 und 3 unterscheiden sich von derjenigen der Figur 1 lediglich dadurch, daß die beiden in der Figur 1 neben dem Planetengetriebe 2 angeordneten Kupplungen 11 und 14 durch eine Ziehkeilanordnung 26 ersetzt werden. Bei dieser Ziehkeilanordnung wird ein innerhalb der Turbinenwelle 12· gelagerter Ziehkeil 27 mit einer Auflauframpe 27a zwischen zwei Schaltstellungen bewegt, wobei er in der einen Schaltstellung eine formschlüssige Verbindung zwischen der Turbinenwelle 12* und dem ersten Sonnenrad 10 und in der anderen Schaltstellung mit dem zweiten Sonnenrad 13 herstellt. Als Kupplungsglieder sind dabei eine Anzahl von über den Umfang verteilten kugelförmigen Körpern 28a und 28b vorgesehen, die in Aussparungen 29a und 29b
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der Turbinenvelle ·2' geführt und in Ausnehmungen 30a und 30b der Sonnenräder 10 beziehungsweise 13 einrastbar sind. Diese Anordnung verkürzt den axial erforderlichen Bauraum wesentlich, auch wenn dann noch zusätzlich eine vierte Kupplung 31 zwischen der Turbinenwelle 12' und dem Turbinenrad 5 des Drehmomentwandlers 1 vorgesehen werden muß. Wenn auf eine solche vierte Kupplung 31 verzichtet werden soll, dann kann der Drehmomentwandler 1, wie aus der Figur 3 der Zeichnung hervorgeht, auch als Füll- und Entleerwandler ausgeführt und mit einem schematisch angedeuteten Wandlerventil 32 ausgerüstet sein, über das das hydraulische Arbeitsmedium des Drehmomentwandlers abgelassen werden kann. Eine solche vierte Kupplung oder die Ausgestaltung des Drehmomentwandlers als Füll- und Entleerwandler ist erforderlich, da die Ziehkeilanordnung 26 nur bei unbelasteter Turbinenwelle 12· aus der einen in die andere Schaltstellung geführt werden kann.
In den Figuren 2 und 3 ist noch die Möglichkeit angedeutet, die Bandbremse 15 ebenfalls radial oberhalb des Planetengetriebes 2 unterzubringen.
Mit/in^der Zeichnung schematisch gezeigten Planetengetriebe nach Ravigneaux lassen sich nun durch entsprechende hydraulische Betätigung der Schaltglieder insgesamt vier Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang entsprechend der nachfolgenden Tabelle einstellen, in der die in den einzelnen Gängen betätigten Schaltglieder durch ein χ gekennzeichnet sind:
"^^chaltglied
Getriebe- v-~^_^_^
gang ^^^-.^		 11 14 25 23 15 - 24 - 22
χ • y' ; χ
2 X ;·-
3 χ -<■
-r Λ. ze
R -·- ■
P χ
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Nach dieser Tabelle wird der erste Getriebegang durch Einschalten der ersten Kupplung 11 beziehungsweise durch Einrasten der Kugel 28a in die Ausnehmung JO des ersten Sonnenrades 10 erreicht. Die Drehmomentreaktion des Planetengetriebes 2 erfolgt dabei über den Planetenträger 91 der während der Beschleunigungsperiode durch den Freilauf 24 festgelegt ist. Diese Bremswirkung kann, insbesondere beim Lastbetrieb zusätzlich durch die Bremswirkung der ersten Lamellenbremse 25 unterstützt werden, die eine Bremswirkung in beiden Richtungen und somit auch einen Motorbremsbetrieb ermöglicht. Auch das Leitrad 6 des Drehmomentwandlers 1, das über den zweiten Freilauf 7 mit dem Planetenträger 9 verbunden ist, stützt sich über den ersten Freilauf 24 beziehungsweise die erste Bremse 23 an dem Gehäuse ab.
Der zweite Yorwärtsgetriebegang wird bei eingeschalteter erster Kupplung 11 beziehungsweise bei eingerastetem Kugelkörper 28a durch Festlegung des zweiten Sonnenrades 13 eingestellt, und zwar durch Beaufschlagung der Bandbremse 15» die dabei die Kupplungsglocke 16 festhält.
Im dritten oder direkten Getriebegang wird die Bandbremse 15 gelöst und dafür die dritte Kupplung 25 eingerückt. Da nunmehr der Antrieb in das Planetengetriebe sowohl über das erste Sonnenrad als auch über den Planetenträger erfolgt, ergibt sich eine Verblockung des gesamten Planetengetriebes, das als Block umläuft und bei einem Übersetzungsverhältnis von 1 : 1 die Abtriebswelle 20 direkt mit der Turbinenwelle 12 beziehungsweise der Hohlwelle 8 verbindet. Dabei ergibt sich durch das Einrücken der dritten Kupplung 25 eine Leistungsverzweigung mit teilweiser Überbrückung des Drehmomentwandlers 1.
Im vierten Vorwärtsgang,der eine Übersetzung der Abtriebswelle 20 ins Schnelle bringt, wird neben der dritten Kupplung 25 noch die Bandbremse 15 beaufschlagt, die über die Kupplungsglocke 16 das zweite Sonnenrad 13 festhält. In diesem Gang wird der Drehmomentwandler 1 mit den darin infolge Schlupf auftretenden Verlusten
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vollständig überbrückt und eine direkte Einspeisung des Motordrehmomentes in das Planetengetriebe 2 auf rein mechanischem Wege über die Hohlvelle 8 bewirkt.
Der Rückwärtsgang wird schließlich dadurch verwirklicht, daß die zweite Kupplung 14 und die erste Lamellenbremse 23 eingeschaltet werden, wobei sich an äen zwischen dem zweiten Sonnenrad 13 und dem innenverzahnten Eingrad 19 kämmenden ersten Planetenrädern 17 eine Drehrichtungsumkehr für die Abtriebswelle 20 ergibt.
Schließlich ist noch die Leerlaufsteilung IT und die Parkstellung P zu erwähnen, bei denen jedoch keines der Schaltglieder beaufschlagt ist, beziehungsweise in der Parkstellung ein Klinkenglied in die Parksperr en verzahnung 22 an der /.btriebswelle 20 einrastet.
Das Schaltschema ist im wesentlichen für die in der Figur 1 gezeigte Ausführung des hydrodynamisch-mechanischen Getriebes dargestellt, bei dem das Turbinenrad 5 des Drehmomentwandlers 1 über die wahlweise zuschaltbaren Kupplungen 11 und 14 mit dem ersten oder dem zweiten Sonnenrad verbindbar ist. Bei den Ausführungen nach den Figuren 2 und 3 ist anstelle dieser in Lamellenbauweise ausgeführten Kupplungen die Ziehkeilanordnung 26 vorgesehen, durch die die Turbinenwelle 12' je nach Schaltstellung entweder mit dem ersten oder mit dem zweiten Sonnenrad verbunden werden kann. Da bei dieser Ausführung, die besondere Bauraumvorteile erbringt, keine Schaltstellung erreichbar ist, bei der beide Sonnenräder von der Turbinenwelle abgekuppelt werden können, ist der Ziehkeilanordnung 26 eine vierte Kupplung 31 vorgeschaltet, die dann im vierten Getriebegang sowie in der Leerlauf- und Parksteilung ausgerückt ist. Diese Ziehkeilanordnung läßt sich nur im Stillstand der Turbinenwelle schalten, was beim Einschalten des Rückwärtsganges aus einem der Vorwärtsgänge durch Überlaufen der Leerlaufsteilung und dem dabei erfolgenden Abkuppeln der Turbinenwelle von dem Turbinenrad erreicht wird. Anstelle der vierten Kupplung 31» die bei der Ausführung gemäß Figur 2 vorgesehen ist, kann der Drehmomentwandler
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auch als Püll- und Sntleerv/andler mit einem Wandlerfüllventil 32 ausgebildet sein. Hierbei wird die hydraulische Kupplungswirkung des Drehmomentvandlers durch Öffnen des Wandlerfüllventils 32 und durch Entleeren des Wandlers 1 ausgeschaltet. Das Wandlerfüllventil ist demzufolge im vierten Getriebegang, in der Leerlauf stellung und in der Parkstellung geöffnet.
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-Jl-
Leerseite

Claims (4)

  1. 28305A3 VOLKSWAGENWERK
    AKTIENGESELLSCHAFT 3180 Wolf stur g
    Unsere Zeichen: K 2551
    1702pt-we-jä
    '■■>'■■'■-
    AISPEÜCHE
    (1 y'Hydrodynamisch-mechanisches Getriebe für Kraftfahrzeuge, das aus einem hydrodynamischen Drehmomentwandler und einem nachgeschalteten Planetengetriebe mit den einzelnen Getriebeelementen zur Einschaltung der verschiedenen Getriebegänge zugeordneten, hydraulisch betätigbaren Schaltgliedern besteht, wobei das Planetengetriebe ein erstes über eine erste Kupplung mit dem Turbinenrad des Drehmoiaentv/andlers verbindbares Sonnenrad, ein zv/eites, über eine zweite Kupplung mit dem Turbinenrad verbindbares Sonnenrad, einen Planetenträger, der über eine dritte Kupplung unter Umgehung des Drehmomentwandlers direkt mit dessen den Antrieb bildenden Pumpenrad verbindbar ist und auf deia erste und zweite, miteinander und mit den Sonnenrädern im Singriff stehende Planetenräder gelagert sind, und ein den Abtrieb bildendes Ringrad aufweist, das mit den mit dem zweiten Sonnenrad kämmenden ersten Planetenrädern im Eingriff steht, und wobei der Planetenträger sich über einen ersten Freilauf an dem feststehenden Gehäuse abstützt sowie mittels einer ersten Bremse fest-
    Ö0989W0273
    Vorsitzender Vorstand: Toni Scntr.ücket, Vorsiizende' · Horst Bacfcsmann · Prof. Dr. lechn. Einst FIaIa · Or. jur. Peter Frerk
    des Aufsichtsrats: Günter Hariwicfi · Horst MünzÄr»-Dii rat.oel. Werner.P. Schmidt Gottlieb M. Strobl · Pro). Dr. rer. pol. Friedrich Thamee
    Kens Bknbaum Sitz der Gesallirtia«· WollibWgo 5 § f \05J|3 Amtsgericht Wollsburg HRS
    legbar ist und wobei eine zweite, das zweite Sonnenrad festlegende Bremse vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitrad (6) des Drehmonentwandlers (1) über einen zweiten Freilauf (7) mit dea Planetsi träger (9) verbunden ist, daß der erste !Freilauf (24) und die erste Bremse (23) radial über dem Planetengetriebe (2) angeordnet sind, und daß das zweite Sonnenrad (13) unu. die auf dieses einwirkende zweite Bremse (15) auf der dem Drehmomentwandler abgewandten Seite des Planetengetriebes angeordnet sind.
  2. 2. Hydrodynamisch-mechanisches Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitrad (6) mit dem Planetenträger (9) durch eine Hohlwelle (8) verbunden ist, die über die dritte Kupplung (25) direkt mit dem Pumpenrad (4) verbindbar ist.
  3. 3. Hydrodynamisch-mechanisches Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Kupplung durch eine unterhalb der Sonnenräder angeordnete Ziehkeilanordnung (26) gebildet ist, die je nach Schaltstellung eine mit dem Turbinenrad verbundene zentrale Welle (12·) mit dem ersten oder dem zweiten Sonnenrad (10, I3) formschlüssig verbindet, und daß eine die Triebverbindung zwischen dem Drehmomentwandler (1) und der zentralen Welle unterbrechende Torrichtung (31} 32) vorgesehen ist.
  4. 4. Hydrodynamisch-mechanisches Getriebe nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung durch eine vierte Kupplung (31) gebildet ist, die das Turbinenrad (5) von der zentralen Welle {12') trennt.
    5· Hydrodynamisch-mechanisches Getriebe nach J&spruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Drehmomentwandler (1) als Füll- und Entleerwandler mit einem das liydraulische Arbeitsmittel aus dem Wandler ablassenden Wandlerventil (32) ausgebildet ist.
    009804/0271
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