DE3390540T1

DE3390540T1 - Hydromechanisches Getriebe mit verzweigten Drehmoment- und Rückkoppelungs-Drehmoment-Wegen

Info

Publication number: DE3390540T1
Application number: DE19833390540
Authority: DE
Inventors: Stewart P. Ann Arbor Mich. Maxwell; David B. Northville Mich. Plasencia
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: Ford Werke GmbH
Priority date: 1983-10-11
Filing date: 1983-10-11
Publication date: 1986-02-06
Also published as: GB2158169B; JPH0517424B2; US4592250A; GB8513692D0; DE3390540C2; JPS61500129A; WO1985001785A1; GB2158169A

Description

Hydromechanisches Getriebe mit verzweigten Drehmoment- und Rückkoppelungs-Drehmoment-Wegen

Die Erfindung bezieht sich auf vielgängige, automatische Kraftgetriebemechanismen für Kraftfahrzeuge.

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Die Erfindung umfaßt Verbesserungen an einem Hinterachsengetriebe der in der USA-Patentanmeldung S.N. 176,948 vom 11. August 1980 beschriebenen Art. Sie ist auch eine Verbesserung eines Getriebes gemäß dem US-Patent No. 4 014 223, die beide an die Anmelderin dieser Erfindung übertragen sind.

Die in der vorerwähnten Anmeldung beschriebene Getriebeahordnung umfaßt einen hydrokinetischen Drehmomentwandler und ein auf einer gemeinsamen Achse angeordnetes Verbundplanetengetriebe. Ein zwischen dem hydrokinetischen Drehmomentwandler und dem Verbundplanetengetriebe angeordnetes Hinterachsgetriebe verteilt das Drehmoment an eine Ausgangsachse, die in bezug auf die Eingangswellenachse parallel angeordnet ist. Eine Ausgangsdifferentialeinheit verbindet die Ausgangswelle des Getriebes mit quer angeordneten Achswellen, die ihrerseits mit den angetriebenen Fahrzeugrädern eines Fahrzeuges mit Vorderradantrieb verbunden sind, wie beispielsweise bei den Fahrzeugen ESCORT und LYNX, die von der Ford Motor Company 1983 hergestellt wurden. Diese Fahrzeuge verwenden eine Hinterachse, bei der zwischen einem hydrokinetischen Drehmomentwandler und einem Planetenradgetriebe eine Getriebeeinheit mit verzweigtem Drehmoment

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- jf-

angeordnet ist, so daß die Turbine der hydrokinetischen Einheit nur einen Teil des Antriebsdrehmoments während des Betriebs im Zwischengang und im Direktgang überträgt, so daß auf diese Weise die hydrokinetischen Kraftverluste verringert werden. Das Getriebe ist ähnlich dem Getriebesystem, das in der vorerwähnten Patentanmeldung und in dem vorerwähnten Patent beschrieben ist.

Die Erfindung umfaßt ein Verbundplanetenrädergetriebesystem mit zwei zur Lieferung eines Antriebsdrehmoments angeordneten Eingangswellen. Die Eingangswellen sind mit einem Fahrzeugmotor über einen hydrokinetischen Drehmomentwandler verbunden. Nach der Erfindung ist eine Vorkehrung dafür getroffen, den Drehmomentwandler durch Herstellung einer mechanischen Eingangsdrehmomentlieferung über eine zentrifugal betätigte Verriegelungskupplung auszuschalten, die innerhalb des Pumpehgehäuses angeordnet ist. Bei einer vorbestimmten Drehzahl umgeht die Verriegelungskupplung den Wandler und schafft einen mechanischen Drehmomentweg von dem Pumpengehäuse zu einer der beiden Eingangswellen des Getriebes. Beispiele von Reibungskupplungen, die in einer Umgebung dieses Typs verwendet werden können, sind in den US-Patenten No. 4 305 493, 4 226 309, 4 157 136, 4 037 691, 4 049 094, 4 083 440, 4 117 918, 4 140 208, 4 124 106, 4 140 210 und 4 063 623 beschrieben, die alle für die Firma Borg-Warner Corporation of Chicago, Illinois, eingetragen sind. Auf diese Borg-Warner-Patente kann zur Ergänzung der nachfolgenden Beschreibung der Zentrifugalkupplung verwiesen werden.

Das vielgängige Getriebe ist ein Verbundplanetenrädergetriebe der in der vorerwähnten US-PS 4 014 223 beschriebenen Art. Die Elemente des Getriebesatzes sind durch druckbetätigte Reibungskupplungen und Bremsen gesteuert, um drei Vorwärtsgänge und einen einzigen Rückwärtsgang

- st -

herzustellen. Die hydrokinetisch^ Einheit umfaßt eine Turbine und eine Pumpe- Die Pumpe ist mit dem Fahrzeugmotor verbunden,und die Turbine ist verbunden mit einer ersten von zwei Drehmomenteingangswellen für das Getriebe.

Eine Reibungskupplung der Ausbildung wie beschrieben in den vorerwähnten Borg-Warner-Patehten ist innerhalb des Pumpengehäuses angeordnet. Sie umfaßt eine drehende

TO Scheibe, die Reibschuhe trägt, welche eine an dem Pumpengehäuse ausgebildete Reibfläche im Reibungsschluß berühren können, wenn die Drehzahl des Motors eine vorbestimmte Höhe,, beispielsweise 1000 U/min übersteigt. Das radiale Scheibenteil der Reibungskupplung ist mit dem zweiten Eingangselement des Getriebes verbunden.

Eine Überholkupplung liefert ein Drehmoment von dem Kupplungsscheibenteil an die Pumpe und überträgt ein Rückkoppelungsdrehmoment in der entgegengesetzten Richtung während des Betriebes im dritten Gang. Während des Betriebes im zweiten Gang kann sie einen Drehmomentweg durch die hydrokinetische Einheit parallel zu dem mechanischen Drehmomentweg schaffen, der durch die Reibungskupplung während des Betriebsintervalls geschaffen wird, in welchem die Reibungskupplung schleift.

Kurze Beschreibung der Zeichnungsfiguren.

Figur 1A und Figur 1B

zeigen separate Bereiche einer Ausführungsform der Erfindung. Es handelt sich dabei um einen Längsschnitt in Queransicht der Getriebeanordnung. Der in Figur 1A gezeigte Teil der Anordnung ist der Planenträdergetriebebereich, und der hydrokineti-

sehe Bereich ist in Figur 1B zusammen mit dem Differentialgetriebe gezeigt.

5 Figur

10

Figur 3A

Figur 3B

20 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht des Verriegelungsbereichs der hydrokinetischen Einheit, die in der Ansicht der Anordnung gemäß Figur 1B gezeigt ist.

ist eine Schemadarstellung der Hauptelemente der Querschnittsansicht nach den Figuren 1A und 1B.

ist eine Tabelle, welche das Einrücken und das Ausrücken der Kupplungen und Bremsen während des Betriebs im ersten Vorwärtsgang zeigt.

Figur 4A

25 ist eine Zeichnung ähnlich der Figur 3A. Sie zeigt den Drehmomentweg während des Betriebs in dem ersten Gang unter Leerlaufantriebsbedingungen.

Figur 4B

30 ist eine Tabelle, welche das Einrücken und Ausrücken der Kupplungen und Bremsen während des Betriebs im Freilaufantrieb zeigt, wenn sich die Getriebeübersetzung in dem eine langsame Drehzahl untersetzenden Zustand befindet.

Figuren 5A und 5B

- Λ

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die den Figuren 3A und 3B entsprechen, zeigen den Betrieb des Getriebes in dem Leerlauf-Antriebszustand des ersten Ganges.

Figuren 6A und 6B

Figuren 7A und 7B

entsprechen den Figuren 3A und 3B. Sie zeigen einen Antriebszustand im zweiten Gang.

entsprechen den Figuren 3A und 3B. Sie zeigen den Freilauf-Antriebszustand im zweiten Gang.

Figuren 8A und 8B

entsprechen den Figuren 3A und 3B. Sie zeigen den Getriebezustand im dritten Vorwärtsgang.

Figuren 9A und 9B

entsprechen den Figuren 3A und 3B. Sie zeigen den Freilaufzustand des dritten Vorwärtsganges.

Figuren 1OA und 1 OB

entsprechen den Figuren 3A und 3B, Sie zeigen den Zustand des Rückwärtsganges.

Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung.

In Figur 1B bezeichnet 10 einen Teil des Getriebege-30 häuses, das mit seinem rechten Gehäuserand 12 für eine Verschraubung mit dem Motorblock einer Verbrennungskraftmaschine vorgesehen ist. In Figur 1A bezeichnet 14 den Bereich des Gehäuses für den Planetenrädergetriebebereich des Getriebemechanismus. Der Gehäusebereich 14 35 ist an seinem rechten Gehäuserand 16 für eine Verschraubung mit dem Getriebegehäusebereich 10 vorgesehen, der einen allgemein mit 18 bezeichneten hydrokinetischen Drehmomentwandler einschließt.

In Figur 1A bezeichnet 20 eine Verbundplanetenrädergetriebeeinheit, und 22 bezeichnet allgemein den Ventilkörper, der die automatischen Steuerventile zum Steuern der Betätigung und des Lösens der Kupplungen und Bremsen enthält, die dem Getriebe 20 zum Herstellen der verschiedenen Antriebsgänge zugeordnet ist. Die Druckquelle für das Steuerventilsystem ist eine Verdrängerpumpe 24, die in einer Endplatte 26 angeordnet ist, welche an der linken Seite des Gehäuseteils 14 über der Endöffnung 28 befestigt ist. Die Pumpe 24 ist durch eine Antriebswelle 30 angetrieben, die sich konzentrisch durch das Getriebe und durch den Wandler erstreckt und mit einem Pumpengehäuse 32 für den Wandler 18 verkeilt oder sonstwie fest verbunden ist. Das Pumpengehäuse 3 2 ist durch eine Antriebsplatte 34 mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine verbunden.

Der Wandler 18 umfaßt eine beschaufelte Pumpe 38, bei der die Pumpenschaufeln durch das Pumpengehäuse 32 getragen werden. Eine beschaufelte Turbine 40 befindet sich in einer torroidaleh Fluidströmumgsbeziehung in bezug auf die Pumpe 38, und eine beschaufelte Turbine 42 ist zwischen dem Strömungsaustrittsbereich der Turbine 40 und dem Strömungseintrittsbereich der Pumpe 38 angeordnet. Die Nabe 44 der Pumpe 22 ist durch eine Reaktions-Hohlwelle 46 abgestützt, die an einer Wand 48 des Gehäusebereichs 14 ausgebildet ist. Die Wand 48 trennt das Innere des Gehäusebereichs 10 von dem Inneren des Gehäusebereichs 14. Eine Überholbremse 50 ist zwischen der Reaktionsnabe 44 und der stationären Hohlwelle 46 angeordnet, so daß ein Reaktionsdrehmoment an das Getriebegehäuse während des Betriebs des Wandlers im Zustand der Drehmomentvervielfachung angeliefert wird. Während des Kupplungsbetriebs des Wandlers befindet sich die Bremse 50 im Freilauf in der Drehrichtung der Pumpe.

Das Getriebe 20 umfaßt ein Sonnenrad 52 mit kleinem Teilungsdurchmesser und ein Sonnenrad 54 mit großem Teilungsdurchmesser. Das Sonnenrad 54 ist auf einer Stützhülse 56 gelagert, die einen Teil einer Stützplatte 58 bildet, welche ihrerseits an der Wand 48 ^! befestigt ist. Das Sonnenrad 54 ist mit einer Bremstrommel 60 verbunden. Ein Bremsband 62 umgibt die Trommel 60 und kann durch eine nicht dargestellte, mit einem Fluiddruck betätigte Servoeinrichtung betätigt und gelöst werden.

Ein Planetenradträger 64 dient der drehbaren Abstützung eines Satzes langer Planetenräder 66, die mit j dem Sonnenrad 54 kämmen. Die Räder 66 kämmen auch mit

! 15 einem Ringrad 68. Der Träger 64 dient auch der drehba- ! ren Lagerung eines Satzes kurzer Planetenräder 70.

I Diese kämmen sowohl mit dem kleinen Sonnenrad 52 als

auch mit den langen Planetenrädern 66. Das Ringrad 68 ist verbunden mit oder bildet einen Teil einer Kupp-

■] i 20 lungs- und Bremstrommel 72, die an ihrem Umfang Bremsj scheiben 74 trägt. Diese Scheiben passen mit Brems-

scheiben zusammen, die durch den Gehäuseteil 14 getragen werden.

5 Ein Druckzylinder für eine Brems-Servovorrichtung wird ; durch einen Zylinderring 76 gebildet, der an dem Gehäuseteil 14 festgehalten wird und mit dem Innenrand des Gehäuseteils 14 zusammenwirkt, um eine Druckkammer zu

j ι bilden, innerhalb welcher ein Ringkolben 78 aufgenom-30 men ist. Wenn die Druckkammer hinter dem Kolben 78 unter Druck gesetzt wird, dann wird das Ringrad 68 durch die Bremsscheiben gebremst.

; j Kupplungsscheiben 80 sind von einem außen verzahnten

Teil der Kupplungs- und Bremstrommel 7 2 getragen. Die-

j se Kupplungsscheiben arbeiten mit zugehörigen Scheiben

: zusammen, die durch ein Kupplungsteil 82 getragen werden.

Das Kupplungsteil 82 umfaßt eine Nabe 84, die auf einer stationären Hohlwelle 86 gelagert ist, welche an der Endwand 88 an der linken Seite des Gehäuseteils 14 neben der Platte 26 ausgebildet ist. Das Kupplungsteil 82 umfaßt einen ringförmigen Zylinder 90, in welchem ein ringförmiger Kupplungszylinder 92 angeordnet ist, welcher die Scheiben 80 berühren kann, wenn die durch den Zylinder 90 und den Kolben 92 gebildete Druckkammer unter Druck gesetzt wird.

Das Kupplungsteil 82 ist bei 94 mit einer Kupplungs-Hohlwelle 96 verkeilt, die an ihrem rechten Ende mit dem zentrifugal betätigten Kupplungsteil für die zentrifugal betätigte Kupplung verkeilt ist, die nachfolgend mit Bezug auf die Figur 2 beschrieben wird.

Auf der Nabe 84 für das Kupplungsteil 82 ist ein zweites Kupplungsteil 98 gelagert, das durch ein Verschweißen oder durch ein anderes Befestigungsmittel 100 mit einer die Welle 96 umgebenden Hohlwelle 102 verbunden ist. Das rechte Ende der Welle 102 ist mit der Nabe der Turbine verkeilt, wie es unter Bezugnahme auf die Figur 2 erläutert wird. Die Welle 96 bildet eine Drehmomenteingangswelle für das Getriebe, und die Welle bildet eine zweite Drehmomenteingangswelle für das Getriebe.

Das Kupplungsteil 98 trägt Kupplungsscheiben, die mit den von dem Kupplungsteil 104 getragenen Kupplungsschei ben zusammenpassen. Diese Scheiben bilden eine mit bezeichnete Mehrschexbenanordnung.

Das Kupplungsteil 98 bildet einen ringförmigen Kolben 108, in welchem ein ringförmiger Zylinder 110 angeordnet ist. Wenn die durch den ringförmigen Zylinder 108 und den Kolben 110 gebildete Arbeitsdruckkammer unter Druck gesetzt wird, wird die Vielscheibenkupplungsan-

Ordnung 106 durch den Kolben 110 betätigt, so daß dann eine Antriebsverbindung zwischen dem Kupplungsteil und dem Kupplungsteil 98 hergestellt ist. Das Kupplungsteil 104 ist direkt mit dem Sonnenrad 5 2 verbunden. . . '

Der Träger 64 ist direkt mit der Hohlwelle 112 verbunden, die mit einem Eingangsrad 114 des Hinterachsgetriebes verbunden ist. Das Rad 114 kämmt mit einem Mitläuferrad 116 des Hinterachsgetriebes, das auf einer Mitläuferwelle 118 gelagert ist, die durch die Wand 48 des Gehäuses abgestützt ist. Das Mitläuferrad 116 kämmt mit einem Ausgangsrad 120 des Hinterachsgetriebes, das von einem Differentialträger 122 getragen ist, der durch Lager 124 und 126 abgestützt ist. Das Lager 124 ist innerhalb einer Lageröffnung aufgenommen, die in einer Verlängerung 128 des Gehäuseteils 10 ausgebildet ist, und das Lager 126 ist durch ein Stützteil 130 abgestützt, das an einer öffnung 132 des Gehäuseteils 14 befestigt ist. Der Differentialträger 122 umschließt zwei Hinterachswellenräder 134 und 136, die mit Ausgleichskegelrädern 138 kämmen. Diese Kegelräder sind durch eine Radwelle 140 abgestützt, die von dem Träger 122 getragen ist.

Eine erste Hinterachsausgangswelle 142 ist antriebsmäßig mit dem Wellenrad 134 verbunden,und eine zweite Hinterachsausgangswelle 144 ist antriebsmäßig mit dem Wellenrad 136 verbunden. Die Enden dieser Wellen 142 und 144 sind jeweils mit den inneren Enden von getrennten Achswellen verbunden, die nicht dargestellt sind und ihrerseits mittels einer geeigneten U-Gelenkverbindungmit den Fahrzeugrädern antriebsmäßig verbunden sind.

Die Turbinennabe 146 ist bei 148 mit der Eingangswelle 102 verkeilt. Die Nabe 146 ist bei 150 mit der Turbine 40 vernietet. Die Nabe 146 bildet eine äußere Spur für

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eine Überholkupplung, die allgemein mit 152 bezeichnet ist. Die Überholkupplung umfaßt eine innere Spur 154, die bei 156 mit der Eingangswelle 96 verkeilt ist. Rollen 156 der Überholkupplung sind zwischen den inneren und äußeren Spuren der Überholkupplung 152 angeordnet.

Die innere Spur 154 ist mit einer Dämpfungsscheibe 158 verbunden, die mit einer zugehörigen Scheibe 160 vernieter oder verschweißt ist. Eine Drehmoment-Eingangsdämpfungsscheibe 162 ist zwischen den Scheiben 158 und 160 angeordnet, und Dämpfungsfedern 164 sind zwischen der Scheibe 162 und den Scheibenpaaren 158 und 160 angeordnet.

Für eine nähere Beschreibung der Dämpfungsanordnung der in Figur 2 gezeigten Ausbildung kann auf die US-Patente No. 4 232 534 oder 4 304 107 von Borg-Warner Corporation in Chicago, Illinois, verwiesen werden.

Die Scheibe 162 trägt zentrifugal betätigte Reibungsbremsschuhe 164, welche die am Innenumfang ausgebildete Reibfläche 166 des Pumpengehäuses 32 beeinflussen können. Die Schuhanordnung umfaßt eine Vielzahl von Zentrifugalgewichten 168, die von den Schuhen 164 durch Blattfedern 170 getrennt sind, welche radial nachgeben, um die Schuhe 164 in eine Reibverbindung mit der Fläche 166 bei einer vorbestimmten Turbinendrehzahl zu bringen und damit die Turbine mit der Pumpe zu verriegeln. Die Verbindung wird durch die bei 158, 160, 162 und 164 gezeigte Dämpfungsanordnung gedämpft.

Zusätzlich zu der durch die Federn 164 der Dämpfungsanordnung bewirkten Dämpfung umfaßt die Dämpfungsanordnung ein Reibungsmaterial 172, das einerseits zwischen den Scheiben 158 und 160 und andererseits an der Scheibe 162 angeordnet ist. Das Reibungsmaterial wird bezug-

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lieh der zugeordneten Reibungsfläche durch eine Belleville-Feder 174 in eine Reibverb.indung vorgespannt, wodurch eine Reibungsdämpfung geschaffen wird.

In Figur 3A ist für den anhand der Figuren 1 und 2 beschriebenen Getriebemechanismus das Drehmoment-Flußdiagramm gezeigt, wenn sich das Getriebe in einem Zustand für einen Betrieb im ersten Gang befindet. Figur 3B zeigt die Kupplungen und Bremsen, die betätigt und gelöst sind, um für jeden in Figur 3B gezeigten Fahrzustand den Antriebszustand des ersten Ganges zu bewirken. Ein "X"-Zeichen ist zur Identifizierung der Kupplungen und Bremsen verwendet, die aktiv sind. Ein Leerraum zeigt an, daß die Kupplung oder Bremse nicht aktiv ist.

In Figur 3A ist mit dem Symbol OWC₁ die in Figur 2 gezeigte Uberholkupplungsanordnung 152 bezeichnet. Das Symbol OWC« in Figur 3A bezieht sich auf eine Überholkupplung 176 in Figur 1A, die zwischen dem Kupplungsteil 104 und der Welle 102 angeordnet ist.

Die Reibbremse B₁ in Figur 3A bezieht sich auf die Bremse 62 in Figur 1A. Die Reibbremse CL-, in Figur 3A bezieht sich auf die Bremse 7 4 in Figur 1A. Die Kupplung CL„ in Figur 3A bezieht sich auf die Kupplung 80 in Figur 1A. Die Kupplung CL₁ in Figur 3A bezieht sich auf die Kupplung 106 in Figur 1A.

Um einen Fahrzustand im ersten Gang herzustellen, wird die Bremse B betätigt. Das Drehmoment der Turbine wird dann durch die Welle 102 und durch die Überholkupplung OWC₉ an das Sonnenrad S_ übertragen, welches dem Sonnenrad 52 der Figur 1A entspricht. Das Trägerdrehmoment von dem Träger 64 überträgt bei einer Wirkung des Sonnenrades S_ als ein Reaktionspunkt ein Drehmoment an das Eingang-Radelement 114 des Hinterachsgetriebes.

Das Sonnenrad S„ entspricht dem Sonnenrad 54 der Figur 1A. Nachdem eine v'orbestimmte Pumpendrehzahl erreicht ist, wird die Kupplung CC₁, welche der Zentrifugalkupplung nach Figur 2 entspricht, betätigt,und ein Drehmoment wird dann durch sie an die Welle 102 übertragen, wodurch der Wandler umgangen wird.

Die Figuren 4A und 4B sind ähnlich der Figuren 3A und 3B, sie zeigen jedoch anstelle des Antriebszu-Standes im ersten Gang den Freilaufzustand im ersten Gang. Unter Freilaufbedingungen liefert das Hinterachsgetriebe ein Drehmoment an den Träger der Planetenrädergetriebeeinheit, und ein Freilaufdrehmoment wird dann an die Kupplung OWC~ übertragen, welche frei läuft und damit einen allgemeinen Freilaufzustand bewirkt.

Um einen Freilauf-Bremszustand zu bewirken, steht der manuelle Freilaufbereich des ersten Ganges zur Verfügung. Unter dieser Antriebsbedingung wird die Kupplung CL₁ betätigt, wodurch ein Drehmoment an die Welle 102 von dem Sonnenrad S₃ angeliefert wird. Ein hydrokinetisches Bremsen findet dann statt, wenn die Turbine die Pumpe überholt. Wenn die Freilaufdrehzahl hoch genug ist, wird die Kupplung CC₁ eingeschaltet, und ein Freilaufdrehmoment kann dann durch die Überholkupplung OWC₁ übertragen werden.

Der Antriebsbereich des zweiten Ganges wird durch eine Betätigung der Bremse B₁ und der Kupplung CL„ erhalten. Das Antriebsdrehmoment ist dann von der Turbine durch die Kupplung OWC₁ und durch die Kupplung CL„ an das Ringrad R„ angeliefert, welches dem Ringrad 68 in Figur 1 entspricht. Wenn das Sonnenrad S„ als ein Reaktionsteils wirkt, wird ein Drehmoment von dem Träger 64 an das Eingangsrad 114 des Hinterachsgetriebes geliefert. Wenn die Kupplung CC₁ getätigt wird, während

— j» —

Λ*

sich die Motordrehzahl auf einen Wert höher als ein vorbestimmter Wert von beispielsweise 1000 U/min erhöht, wird eine verzweigte Drehmomentlieferung erhalten, indem ein Teil des Drehmoments durch die hydrokinetische Einheit und ein Teil durch die Kupplung direkt an die Welle 96 geliefert wird.

Wenn ein Freilauf,im zweiten Gang erwünscht ist, dann bleiben die Bremse B. und die Kupplung CL~ betätigt, wie es in Figur 7A gezeigt ist. In dem in Figur 7A gezeigten Freilaufzustand des zweiten Ganges sind die Kupplungen und Bremsen in Übereinstimmung mit der Tabelle der Figur 7B betätigt. Die Kupplung B. und die Kupplung CL₂ bleiben betätigt. Wenn die Bremse B als ein Reaktionspunkt dient, dann treibt das Hinterachsgetriebe den Träger an, und ein Freilaufdrehmoment wird durch die betätigte Kupplung CL„ an die Welle 96 geliefert. Wenn die Kupplung CC₁ betätigt ist, wird im zweiten Gang ein Freilaufdrehmoment an den Motor übertragen.

Bei dem in Figur 8A gezeigten Fahrbereich im dritten Gang wird ein Rückkoppelungsdrehmomentweg hergestellt, wenn die Reibungskupplungen und Bremsen entsprechend der Darstellung in Figur 8B getätigt sind. Bei Drehzahlen des Motors weniger als 1000 U/min wird das Turbinendrehmoment durch die Kupplung OWC' und die betätigte Kupplung CL₂ an das Ringrad R übertragen. Das Planetenrädergetriebe verzweigt dann das Drehoment, von dem ein Teil von dem Träger an das Eingangsrad des Hinterachsgetriebes und der restliche Teil durch die Kupplung OWC„ und die betätigte Kupplung CL₁ an die Welle 102 geht. Ein Rückkoppelungsdrehmomentweg zurück zu der Eingangsseite des Mechanismus wird daher hergestellt, um damit das an das Eingangsrad 114 des Hinterachsgetriebes gelieferte Trägerdrehmoment zu vermehren.

-Vf-

StS

Figur 9A zeigt einen Drehmomentweg während des Freilaufs im dritten Gang, wenn die Kupplung CC₁ betätigt ist. Figur 9B zeigt das Muster der betätigten und gelösten Kupplungen und Bremsen unter Freilaufbedingungen im dritten Gang. Ein Rückkoppelungsdrehmomentweg wird hergestellt sobald das Planetenrädergetriebe das Freilaufdrehmoment verzweigt, wobei ein Teil an das Ringrad R₂ angeliefert wird, welches den Motor durch die Kupplung CC₁ antreibt, und der restliche Teil durch den Drehmomentwandler, durch die Welle 102 und durch die betätigte Kupplung CL₁ an das Sonnenrad S_ angeliefert wird. Dadurch wird das durch die Kupplung CC^ gelieferte Drehmoment des Ringrades vermehrt.

Der Rückwärtsgang wird durch eine Betätigung der Kupplungen CC , CL und CL erhalten, wie es in Figur 10A gezeigt ist. Unter diesen Bedingungen wird das Turbinendrehmoment an die Welle 102 geliefert, welche die Kupplung S-, antreibt, während die Kupplung CL₁ zur Herstellung einer Verbindung zwischen der Welle 102 und dem Sonnenrad S., betätigt ist. Das Ausgangsdrehmoment wird dann von dem Träger an das Eingangsrad des Hinterachsgetriebes geliefert, wobei die Kupplung CL^ ^als ein Reaktionspunkt wirkt., Ein verzweigtes Drehmoment ist nach der Betätigung der Kupplung CC₁ an dem Eingangsende bereit gestellt, so daß ein Teil des Drehmoments an die Welle 102 durch die Kupplung OWC₁ und der restliche Teil hydrokinetisch durch den Drehmomentwandler an die Welle 102 geliefert wird.

Wie in der vorstehenden Beschreibung dargelegt, ist nach der Erfindung ein mit drei Gängen ausgerüstetes Automatikgetriebe mit einem hydromechanisehen Antrieb im Langsamgang und im Rückwärtsgang und einem Antrieb durch eine Zentrifugalkupplung im zweiten Garig und im dritten Gang versehen. Eine Überholkupplung OWC. schafft im dritten Gang einen Rückkoppelungs-Drehmomentweg. Während des Antriebs im zweiten Gang findet der

AL

Drehmomentweg entweder zu 100 Prozent durch die Zentrifugalkupplung statt oder wird teilweise geliefert durch den Drehmomentwandler und teilweise durch die Zentrifugalkupplung, wenn die Zentrifügalkupplung schleifen kann, welcher Zustand mit einer geeigneten Kalibrierung der Zentrifugalkupplung erreicht werden kann. Im Fahrbereich des dritten Ganges wird der Zustand eines Rückkoppelungsdrehmoments ebenfalls als ein verzweigter Drehmomentweg erhalten, der abhängig ist von dem Ausmaß des Schleifens, welches für die Zentrifugalkupplung erlaubt wird.

Als Ergebnis der eigentümlichen Zusammenwirkung zwischen dem Wandler, dem Rückkoppelungsgetriebe und der verzweigten Drehmomentbeziehung zwischen der Überholkupplung und den Elementen des Wandlers wird der Wirkungsgrad des Getriebes verbessert, während gleichzeitig ein hohes Maß an Leistungsfähigkeit erhalten wird. Wenn das Getriebe für den Antrieb eines Fahrzeuges verwendet und mit einem Fahrzeugantrieb verglichen wird, der eine äquivalente Maschinenverdrängung mit bekannten Hinterachsgetriebesystemen aufweist, dann ist sein Wirkungsgrad und seine Leistungsfähigkeit überlegen.

Die Erfindung ist für Antriebe von Kraftfahrzeugen verwendbar, die eine Verbrennungskraftmaschine aufweisen, und insbesondere für einen vielgängigen Antrieb mit einer hydrokinetischen Einheit, die eine mit dem Motor verbundene blockierte Pumpe aufweist.

Claims

Patentansprüche

1. Hydrokinetischer Drehmomentwandler-Mechanismus für den Antrieb eines Kraftfahrzeuges, der zur Lieferung eines Antriebsdrehmoments von einer Antriebswelle an eine Ausgangswelle eingerichtet ist, g e kennzeichnet durch

eine Verbund-Planetenrädergetriebeeinheit mit zwei Eingangselementen, einem Reaktionselement und getrennten Drehmomenteingangswellen, die mit den Eingangselementen verbunden sind, wobei

die hydrokinetische Einheit eine beschaufelte Pumpe und eine beschaufelte Turbine umfaßt, von welchen die Pumpe mit der Antriebswelle verbunden ist und die Turbine mit einer der beiden Eingangswellen verbunden ist, und wobei

eine zentrifugal betätigte Kupplungseinrichtung eine zweite Eingangswelle mit der Antriebswelle verbindet und eine Überholkupplung zwischen der Ausgangsseite der zentrifugal betätigten Kupplung und der ersten Eingangswelle angeordnet ist.

2. Die Kombination nach Anspruch 1, dadurch g e kennzeichnet, daß

die Verbund-Planetenrändergetriebeeinheit ein Ringrad, erste und zweite Sonnenräder, einen Träger, einen ersten Satz von dem Träger getragener Planetenräder im Zahneingriff mit dem ersten Sonnenrad und mit dem Ringrad, und einen zweiten Satz von Planetenrädern im Zahneingriff mit dem zweiten Sonnenrad und mit dem ersten Satz von Planetenrädern umfaßt, und daß eine erste Kupplungseinrichtung zum wahlweise Verbinden der ersten Eingarigswelle mit dem zweiten Sonnenrad und eine zweite

Kupplungseinrichtung zum wahlweisen Verbinden der zweiten Eingangswelle mit dem Ringrad sowie eine erste und eine zweite Bremseinrichtung vorgesehen sind, mittels welcher das erste Sonnenrad und das Ringrad zur Herstellung eines Fahrbereichs im zweiten Gang und eines Fahrbereichs im Rückwärtsgang verankert werden können.

3. Die Kombination nach Anspruch 2, dadurch g e kennzeichnet ,daß die erste Kupplungseinrichtung zum Verbinden der ersten Eingangswelle mit dem zweiten Sonnenrad eine wahlweise betätigbare Reibungskupplung und eine parallel angeordnete Überholkupplung umfaßt, wobei die Reibungskupplung die Lieferung eines Freilaufdrehmoments bewirkt und die Überholkupplung die Lieferung eines Drehmoments von der Antriebswelle zu dem Sonnenrad während des Antriebs im ersten Gang bewirkt.

4. Die Kombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Getriebe ein Hinterachsgetriebe umfaßt, das zwischen der hydrokinetischen Einheit und der Verbund-Planetenrädergetriebeeinheit angeordnet ist, und daß das Hinterachsgetriebe ein Eingangsrad umfaßt» das mit der Ausgangswelle und einem Ausgangsrad verbunden ist, das mit den Antriebsrädern des Fahrzeuges verbunden werden kann.

5. Die Kombination nach Anspruch 2, dadurch g e kennzeichnet, daß das Getriebe ein Hinterachsgetriebe umfaßt, das zwischen der hydrokinetischen Einheit und der Verbund-Planetenrädergetriebeeinheit angeordnet ist, und daß das Hinterachsgetriebe ein Eingangsrad umfaßt, das mit der Ausgangswelle und einem Ausgangsrad verbunden ist, das mit den Antriebsrädern des Fahrzeuges verbunden werden kann.

6. Die Kombination nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Getriebe ein Hinterachsgetriebe umfaßt, das zwischen der hydrokinetischen Einheit und der Verbund-Planetenrädergetriebeeinheit angeordnet ist, und daß das Hinterachsgetriebe ein Eingangsrad umfaßt, das mit der Ausgangswelle und einem Ausgangsrad verbunden ist, das mit den Antriebsrädern des Fahrzeuges verbunden werden kann.