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Getriebe mit einem hydrodynamischen Drehmomentwandler, insbesondere
für Kraftfahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf ein Getriebe mit einem hydrodynamischen
Drehmomentwandler, insbesondere für Kraftfahrzeuge, dessen Pumpenrad mit der Eingangswelle
und dessen willkürlich festbremsbares Turbinenrad mit dem innenverzahnten Rad eines
Planetenrädergetriebes verbunden ist, das einen mit einer Ausgangswelle verbundenen
Planetenträger, ein durch eine erste Kupplung willkürlich mit der Eingangswelle
verbindbares erstes Sonnenrad und ein über eine erste Einwegkupplung mit einer willkürlich
abbremsbaren Welle verbundenes zweites Sonnenrad hat, während der Leitapparat des
Drehmomentwandlers über eine zweite Einwegkupplung mit der willkürlich abbremsbaren
Welle verbunden ist.
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Bei bekannten Getrieben dieser Art ist der Rückwärtsantrieb mit Hilfe
eines zusätzlichen Getriebes ermöglicht worden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Rückwärtsantrieb ohne
ein weiteres Getriebe lediglich durch Hinzufügen eines einzigen zusätzlichen Elements
in Form einer lösbaren Kupplung zu erreichen, so daß sich eine gedrängte Bauart
ergibt.
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Die Erfindung besteht darin, daß der Rückwärtsgang bei festgebremstem
Turbinenrad durch Freigeben der die beiden Einwegkupplungen tragenden abbremsbaren
Welle und durch Kuppeln dieser Welle Über eine lösbare zweite Kupplung mit dem zweiten
Sonnenrad schaltbar ist.
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Im Zusammenhang mit dieser Bauart kann die erste Kupplung zwischen
der Eingangswelle und dem ersten Sonnenrad eine hydrodynamische oder eine Reibungskupplung
sein.
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Für die Unteransprüche wird Schutz lediglich im Zusammenhang mit Anspruch
1 begehrt.
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In der Zeichnung sind Ausführungsformen der Er- ; findung beispielsweise
dargestellt. In der Zeichnung ist Fig.1 eine schematische Darstellung eines Getriebes
mit einem hydrodynamischen Drehmomentwandler nach der Erfindung und Fig. 2 eine
schematische Darstellung eines abgewandelten Teils des Getriebes nach Fi.g. 1.
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Das dargestellte Getriebe ist besonders für den Einbau am Heck eines
Fahrzeugs entworfen. Es enthält eine Eingangswelle 10 und eine Ausgangswelle 12,
die ein Hinterachsgetriebe 14 antreibt. Die Eingangswelle 10 treibt die Ausgangswelle
12 über einen hydrodynamischen Drehmomentwandler 16 und ein Planetenrädergetriebe
18 an, um mehrere übersetzungsverhältnisse zu erhalten.
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Der Drehmomentwandler 16, der von bekannter 5 Bauart sein kann, hat
ein von der Eingangwelle 10 =getriebenes Pumpenrad 20, ein Turbinenrad 22 und einen
Leitapparat 24. Diese Teile bestimmen einen Strömungsweg der Arbeitsflüssigkeit,
der entsprechend dem Pfeil in Fig. 1 entgegen dem Uhrzeigerdrehsinn durchflossen
wird, wenn das Pumpenrad 20 vorwärts läuft. Das Rückwärtslaufen des Leitapparates
24 wird durch eine zweite Einwegkupplung 26 verhindert, die in bekannter Weise einen
Innenlaufring 28 und Sperrglieder oder -rollen enthält. Sobald der Drehmomentwandler
16 den Kupplungspunkt erreicht, bei dem die aus dem Turbinenrad 22 abströmende Flüssigkeit
beginnt, den Leitapparat 24 vorwärts zu drehen, löst sich die zweite Einwegkupplung
26. Der Drehmomentwandler 16 bewirkt dann keine Drehmomentverstärkun@g mehr, er
arbeitet vielmehr als Flüssigkeitskupplung.
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Das Planetenrädergetriebe 18 hat einen mit der Ausgangswelle 12 verbundenen
Planetenträger 30, in dem Planetenräder 32 gelagert sind. Diese kämmen am einen
Ende mit einem mit dem Turbinenrad 22 verbundenen innenverzahnten Rad 34 und einem
als Reaktionsteil des Planetenrädergetriebes wirkenden zweiten Sonnenrad 36. Am
anderen Ende kämmen die Planetenräder 32 mit einem ersten Sonnenrad 38; das vorteilhaft
die gleiche Größe wie das zweite Sonnenrad 36 hat.
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Das Rückwärtslaufen des zweiten Sonnenrades 36 wird durch eine erste
Einwegkupplung 40 verhindert, deren Innenlaufring 42 normalerweise durch eine Bremse
44 festgehalten wird. Diese Bremse kann, wie in der Zeichnung angedeutet, eine Konusbremse
sein, aber auch als eine Scheiben- oder eine Bandbremse
od. dgl.
ausgebildet sein. Wird das zweite Sonnenrad 36 am Rückwärtsdrehen gehindert und
das innenverzahnte Rad 34 vom Turbinenrad 22 vorwärts angetrieben, so läuft der
Planetenträger 30 und damit die Ausgangswelle 12 vorwärts mit verminderter Drehzahl
um. Der Antrieb erfolgt also in einem Bereich kleiner Drehzahl über das Planetenrädergetriebe.
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Als erste Kupplung dient vorzugsweise eine hydrodynamische Kupplung
46; die ein von der Eingangswelle 10 angetriebenes -Pumpenrad 48 und ein mit dem
ersten Sonnenrad 38 verbundenes Turbinenrad 50 besitzt. Bei wirksamer erster Kupplung
46 wird also das erste Sonnenrad 38 im- wesentlichen mit gleicher Drehzahl_ wie
die Eingangswelle 10. umlaufen, ein kleiner Drehzahlunterschied ist durch den unvermeidlichen
Schlupf der hydrodynamischen .ersten Kupplung 46 bedingt. Bei wirksamer erster Kupplung
46 erfolgt der Antrieb von der Eingangswelle 10 sowohl auf das innenverzahnte Rad
34 über den Drehmomentwandler 16 als auch auf das erste Sonnenrad 38, so daß eine
Drehmomentverzweigung eintritt.
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Die erste Einwegkupplung 40 gestattet dem zweiten Sonnenrad 36, sich
mit dem ersten Sonnenrad 38 vorwärts zu drehen, und dies ist möglich, da das Planetenrädergetriebe
zwei Sonnenräder gleicher Größe hat. Es ergibt sich hieraus, daß bei Vorwärtsantrieb
des einen Sonnenrades das andere in gleicher Richtung mit gleicher Drehzahl mitgenommen
wird. In gleicher Weise wird bei Festhalten des einen Sonnenrades auch das andere
festgehalten. Der Vorteil des Planetenrädergetriebes mit zwei Sonnenrädern besteht
darin, daß über den Planetenträger 30 der Abtrieb geleitet werden kann, während
das Planetenrädergetriebe 18 auf beiden Seiten steuerbar ist.
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Die hydrodynamische erste Kupplung 46 hat gewisse Vorteile, wie z.
B. das sanfte und allmähliche Ändern der Drehmomentübertragung durch einfaches Füllen
oder Entleeren und die Fähigkeit, Stöße aufzufangen. Es gibt aber Anlagen, bei denen
die Verwendung einer anderen Kupplungsart erwünscht sein kann. Fig. 2 zeigt eine
andere Form der ersten Kupplung 46'', die als eine Scheibenkupplung od. dgl. ausgebildet
ist und das Drehmoment auf das erste Sonnenrad 38 überträgt.
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Um einen Rückwärtsantrieb zu erreichen, wird das Turbinenrad 22 des
Drehmomentwandlers und damit das innenverzahnte Rad 34 durch eine Rückwärtsgangbremse
52 bekannter Bauart über einen Armstern 54 festgehalten: Beim Anlegender Rückwärtsgangbremse
52 wird gleichzeitig die Bremse 44 für die Vorwärtsgänge gelöst. Da das Turbinenrad
22 festgehalten wird, wird der Leitapparat 24 rückwärts angetrieben, da er von der
Bremse 44 freigegeben ist. Beim Rückwärtsgang wird eine zweite Kupplung 56 eingerückt,
die zwischen dem Innenlaufring 28 der zweiten Einwegkupplung 26 und dem zweiten
Sonnenrad 36 liegt.
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Auf diese Weise wird die Rückwärtsdrehung des Leitapparates 24 bei
stillstehendem innenverzahntem Rad 34 und zum zweiten Sonnenrad 36 freigegebener
erster Einwegkupplung 40 auf den Planetenträger 30 und die Ausgangswelle 12 mit
Untersetzung übertragen.
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Die Druckflüssigkeit für den hydraulischen Teil des Getriebes und
die Steueranlage wird von einer Ölpumpe 58 geliefert, die von der Eingangswelle
10 angetrieben wird.
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Eine Motorbremsung des Fahrzeugs kann erreicht werden, wenn das Getriebe
auf Vorwärtsantrieb eingestellt ist, also die Bremse 44 angelegt ist, indem die
zweite Kupplung eingerückt und die hydrodynamische erste Kupplung 46 gefüllt wird.
Bei Schubbetrieb treiben dann die Ausgangswelle 12 den Planetenträger 30 und die
Planetenräder 32 über das erste Sonnenrad 38 und das innenverzahnte Rad 34 die Turbinenräder
50 bzw. 22 an. Die Bremse 44 für die Vorwärtsgänge hält das zweite Sonnenrad 36
fest, dem andernfalls über die zweite Einwegkupplung 26 das Drehen gestattet wäre.
Da das Turbinenrad 50 der hydrodynamischen Kupplung und das Turbinenrad 22 des Drehmomentwandlers
beide angetrieben werden, wirkt die hydrodynamische Kupplung 46 als Wirbelbremse,
die bestrebt ist, den Motor anzutreiben. Die Motorbremswirkung des Drehmomentwandlers
16 ist bei Rückwärtsantrieb verhältnismäßig wenig wirksam. Arbeitsweise Zunächst
sei angenommen, daß bei laufendem Motor die zweite Kupplung 56 ausgerückt ist, die
Bremse 44 . und die Rückwärtsgangbremse 52 gelüftet sind und die hydrodynamische
erste Kupplung 46 entleert ist. Das Getriebe befindet sich in der Leerlaufstellung
und kann auf die Ausgangswelle 12 kein Drehmoment übertragen.
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Für den Vorwärtsantrieb wird die Bremse 44 angelegt, so daß der Antrieb
von der Eingangswelle 10 über den Drehmomentwandler 16 und das Planetenrädergetriebe
18 mit einer Übersetzung erfolgt, die durch die Drehmomentverstärkung durch den
Drehmomentwandler 16 und das Übersetzungsverhältnis des Planetenrädergetriebes 18
bestimmt wird. Bei ansteigender Fahrgeschwindigkeit nimmt die Drehmomentverstärkung
durch den Drehmomentwandler 16 laufend ab, bis der Kupplungspunkt erreicht wird,
wie dies bereits beschrieben wurde. Dann wird die Übersetzung fast ausschließlich
durch das Planetenrädergetriebe 18 bestimmt. Nun wird die hydrodynamische erste
Kupplung 46 gefüllt, um den zweiten Übertragungsweg zum Planetenrädergetriebe 18
zuzuschalten, wie dies bereits beschrieben wurde. Es ergibt sich dann abgesehen
vom Schlupf in der hydrodynamischen Kupplung- und im Drehmomentwandler ein direkter
Antrieb. Die hydrodynamische erste Kupplung 46 kann vom Fahrer willkürlich zu jeder
Zeit wirksam gemacht werden, d. h. vor, bei oder nach Erreichen des Kupplungszustandes
des Drehmomentwandlers 16.
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Wird der Rückwärtsgang gewünscht, so werden die Rückwärtsgangbremse
52 angelegt und die zweite Kupplung 56 eingerückt, während die Bremse 44 für die
Vorwärtsgänge gelüftet und die hydrodynamische erste Kupplung 46 entleert werden.
Die Eingangswelle 10 treibt dann über den Leitapparat 24 des Drehmomentwandlers
16 an; dadurch läuft das zweite Sonnenrad 36 rückwärts und treibt den Planetenträger
30 sowie die Ausgangswelle 12 mit verminderter Drehzahl rückwärts an.