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Hydrodynamisch-mechanisches Getriebe für Fahrzeuge Die Erfindung bezieht
sich auf ein hydrodynamischmechanisches Getriebe für Fahrzeuge, bei dem einem hydrodynamischen
Drehmomentwandler ein Zahnräderwechselgetriebe nachgeordnet ist und eine von der
Primärseite des hydrodynamischen Drehmomentwandlers angetriebene zweistufige Zahnradpumpe
vorgesehen ist, deren Niederdruckstufe Druckflüssigkeit über eine Wandlerfülleitung
zum hydrodynamischen Drehmomentwandler fördert und deren HochdruckstufeDruckflüssigkeit
über ein willkürlich schaltbares Steuerventil zum Betätigen einer Kupplung fördert.
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Es ist bereits bekannt, einem hydrodynamischen Drehmomentwandler ein
Zahnräderwechselgetriebe nachzuordnen, dessen erster Gang mit einem Freilauf ausgestattet
ist und dessen zweiter Gang über eine Lamellenkupplung schaltbar ist. Das Umschalten
der Fahrtrichtung kann bei Betätigung einer in bekannter Weise zwischen der Antriebsmaschine
und dem Getriebe angeordneten Trennkupplung jedoch nicht stoßfrei erfolgen. Die
Schmierung des Freilaufs erfordert eine erhebliche öhnenge, insbesondere, wenn Klemmstücke
Verwendung finden, die durch hydrodynamische Schmierung verschleißfrei gehalten
werden sollen. Die Entnahme des Öles aus der Zuführungsleitung zum hydrodynamischen
Drehmomentwandler ist nicht mehr vertretbar, weil dabei die umlaufende Ölmenge reduziert
wird und die Temperatur des Öles als Folge davon unzulässig ansteigt. Es ist ferner
bekannt, von der Primärseite des hydrodynamischen Drehmomentwandlers eine zweistufige
Zahnradpumpe antreiben zu lassen, deren Niederdruckstufe Druckflüssigkeit über eine
Wandlerfülleitung zum hydrodynamischen Drehmomentwandler fördert und dessen Hochdruckstufe
Druckflüssigkeit über ein willkürlich schaltbares Steuerventil zum Betätigen einer
Trennkupplung fördert.
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Die Drehmomentübertragung ist mittels der bekannten Einrichtung ohne
Entleerung des- Wandlergehäuses nicht so . weit . herabsetzbar; daß bei Weglassung
einer Trennkupplung zwischen der Antriebsmaschine und dem Getriebe Umschaltstöße
vermieden werden. Die eine stoßfreie Umschaltung, z..` B. bei Fahrtrichtungswechsel,
gewährleistende teilweise Entleerung des Wandlergehäuses hat bei erneuter Fülleng
des- Wandlergehäuses zwecks Herstellung der vollen Drehmomentübertragung erhebliche
Zeitverluste zur Folge.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein hydrodynamisch-mechanisches
Getriebe zu schaffen, bei. dem eine Trennkupplung zwischen der Antriebsmaschine
und dem Getriebe zwecks Vermeidung von Umschaltstößen entfällt, bei dem der Freilauf
verschleißfrei arbeitet, ohne daß die umlaufende Ölfüllmenge durch die Freilaufschnrierung
beeinträchtigt und ohne daß die ölfüljmenge unzulässig erwärmt wird und bei dem
der zweite Gang durch eine öldruckbetätigte Lamellenkupplung einrückbar ist. Außerdem
soll durch Erzeugung eines Unterdruckes im hydrodynamischen Drehmomentwandler die
Drehmomentübertragung auf ein Mindegtmaß herabsetzbar sein, um das Schalten der
Fahrtrichtung zu erleichtern. .
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Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß in der Wandlerfülleitung.zwischen
der Niederdruckstufe der Zahnradpumpe und dem hydrodynamischen Drehmomentwandler
ein Steuerventil eingeschaltet ist, das durch die von der Hochdruckstufe der Zahnradpumpe
geförderte Druckflüssigkeit über das. willkürlich schaltbare Steuerventil in einer
Stellung desselben und über -eine Zuleitung beaufschlagbar ist, wodurch die von
der Niederdruckstufe geförderte Druckflüssigkeit in eine vom hydrodynamischen Drehmomentwandler
abgehende Leitung einspeisbar ist und die von der Hochdruckstufe geförderte Druckflüssigkeit
in einer anderen Stellung des willkürlich schaltbaren Steuerventils über einen Durchlauf
in die Wandlerfülleitung einspeisbar ist und in einer weiteren Stellung des Steuerventils
über eine Zuleitung zum Betätigeri@einer Kupplung dient. In weiterer Ausgestaltung
der Erfindung ist mittels der Niederdruckstufe der Zahnradpumpe Druckflüssigkeit
durch das Steuerventil umleitbar und dadurch ein Druckbegrenzungs- und Entlastungsventil
betätigbar, indem ein in dem Gehäuse -des Druckbegrenzungs- und Ent lästungsventils
verschiebbar angeordneter, den ungehinderten Abfluß vom hydrodynamischen Wandler
über eine zum Sumpf führende Leitung freigebender Kolben gegen die Kraft einer Feder:
anhebbar ist und die den Kolberi - anhebende Druckflüssigkeit durch
eine
in dem unteren, sich von einem Sitz abhebenden Kolbenteil befindliche Bohrung in
die zum Sumpf führende Leitung einstrahlbar ist.
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Dadurch ist bei einer unteren Stellung des Steuerventils die Drehmomentübertragung
ohne Entleerung des hydrodynamischen Drehmomentwandlers verzögerungslos zwecks Herbeiführung
eines Fahrtrichtungswechsels auf ein Mindestmaß herabsetzbar, wobei zusätzlich eine
Wandlerbremse betätigbar ist. Andererseits kann derhydrodynamische Drehmomentwandler
auch ohne Verzögerung zwecks übertragung der vollen Leistung mit Druckflüssigkeit
versorgt werden. Bei einer oberen Stellung des Steuerventils ist eine Kupplung zwecks
Durchführung von Getriebeschaltungen und gleichzeitig die Wandlerbremse betätigbar,
wobei Freilauf und Kupplung selbsttätig schmierbar sind, während bei einer mittleren
Stellung des Steuerventils die Hochdruckstufe und die Niederdruckstufe der vom hydrodynamischen
Drehmomentwandler angetriebenen Zahnradpumpe Druckflüssigkeit zu diesem fördern,
wobei die Schmierung des Freilaufs und der Kupplung wie bei der oberen Stellung
des Steuerventils gewährleistet ist. Durch die indirekte Entnahme von Schmieröl
aus dem Wandlerabfiuß erübrigt sich eine Vergrößerung der Füllpumpenleistung, und
es wird ein unzulässiges Ansteigen der COltemperatur vermieden.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des hydrodynamisch-mechanischen
Getriebes nach der Erfindung dargestellt.
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Eine von der Primärseite eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers
angetriebene Zahnradpumpe 1 ist zweistufig ausgebildet. Der Hochdruckstufe 2 ist
ein Steuerventil 4 nachgeordnet, das in drei Stellungen schaltbar ist. In
der Zeichnung ist die mittlere Stellung dargestellt. Durch eine Zuleitung 7 ist
ein Steuerventil 4 einmal mit einer nicht dargestellten Kupplung verbunden, zum
anderen durch einen Durchlauf 5 mit einer Wandlerfülleitung 6 und weiterhin durch
eine Zuleitung 8 mit einem in der Wandlerfülleitung 6 angeordneten Steuerventil
13 und einer nicht dargestellten Wandlerbremse. Der Niederdruckstufe 3 ist über
eine Leitung 12 das Steuerventil 13 nachgeordnet. Wenn das Steuerventil 13 nicht
betätigt ist, gelangt die von der Niederdruckstufe 3 geförderte Druckflüssigkeit
unmittelbar über die Wandlerfüllleitung 6 zu dem nicht dargestellten hydrodynamischen
Drehmomentwandler. In der gezeichneten Steuerventil-Mittelstellung arbeiten beide
Stufen 2 und 3 der Zahnradpumpe 1 als Füllpumpe, und die Zuleitungen 7 und 8 sowie
Rücklaufleitungen 9,10 und 11 sind druckfrei. Das Steuerventil 4 wird durch Verstellen
eines Steuerschiebers 29 betätigt. Im Steuerventil 13 steht ein Steuerschieber 23
unter dem Druck einer Druckfeder 24, wobei die von der Niederdruckstufe 3 geförderte
Druckflüssigkeit über die Leitung 12 ungehindert in die Wandlerfülleitung und zum
hydrodynamischen Drehmomentwandler gelangen kann. Die gesamte Druckflüssigkeitsmenge
fließt aus dem nicht gezeichneten hydrodynamischen Drehmomentwandler über eine Leitung
14 in ein Druckbegrenzungs- und Entlastungsventil 15, von dort teils über eine Leitung
16 direkt in den Sumpf 1.7 des hydrodynamisch-mechanischen Getriebes und teils über
ein dem Druckbegrenzungs- und Entlastungsventil zugeordnetes Rückschlagventil18
in eine Schmierleitung 28 zum nicht gezeichneten Freilauf und zu der Kupplung. Beim
Verstellen des Steuerschiebers 29 nach unten werden die Zuleitungen 5 und 7 am Steuerventil
4 verschlossen, und die von der Hochdruckstufe 2 geförderte Arbeitsflüssigkeit gelangt
über die Zuleitung 8 einmal zur Wandlerbremse, und zum anderen wird durch die Druckflüssigkeit
der im Steuerventil 1.3. verschiebliche Steuerschieber 23 beaufschlagt und gegen
die Kraft der Druckfeder 24 nach oben gedrückt, wobei der Einlaß zur Wandlerfülleitung
am Steuerventil 13 verschlossen wird, so daß die von der Niederdruckstufe
3 geförderte Druckflüssigkeit über eine Zuleitung 22 zum Druckbegrenzungs- und Entlastungsventil
15 gelangt, in dem ein Kolben 20 verschieblich angeordnet ist. Der
Kolben 20 wird durch eine Feder 19 gegen einen Sitz 21 des Druckbegrenzungs-
und Entlastungsventils 15 gedrückt. Durch die Umleitung der Druckflüssigkeit sinkt
der Fülldruck im hydrodynamischen Drehmomentwandler augenblicklich. Gegen die Kraft
der Feder 19 hebt sich unter der Einwirkung. der über die Zuleitung 22 in das Druckbegrenzungs-
und Entlastungsventil 15 geförderten Druckflüssigkeit der Kolben 20 vom Sitz 21
ab und gibt über eine Bohrung 25 den Abfluß aus dem hydrodynamischen Drehmomentwandler
in die Leitung 16 frei, wobei im. hydrodynamischen Drehmomentwandler ein Unterdruck
entsteht und die Zugkraft infolge eines sich. in einem Drosseldichtsitzraum 27 bildenden
Ejektoreffektes abgebaut wird. Der Ejektoreffekt entsteht dadurch, daß durch das
Anheben des Kolbens 20 die im Kolbenunterteil befindliche Bohrung 25 freigegeben
wird, durch die die von der Niederdruckstufe 3 der Zahnradpumpe 1 geförderte Druckflüssigkeit
in die Leitung 16 und damit in den Sumpf 17 gepreßt wird, wobei die im Drosseldichtsitzraum
27 befindliche Druckflüssigkeit aus dem Wandlerabfluß mitgerissen wird. Das Rückschlagventi118
dichtet die Schmierleitung 28 zum Freilauf und zur Kupplung ab, so daß von dieser
Seite keine Luft in das Druckbegrenzungs- und Entlastungsventil 15 gelangen kann.
Bei diesen Betriebsverhältnissen ist ein Umschalten der Fahrtrichtung stoßfrei durchführbar.
Das Umschalten kann durch Verringerung der Motordrehzahl erleichtert werden.
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Wird der Steuerschieber 29 nach oben verschoben, so wird der Durchlauf
5 verschlossen, und die Zuleitung 7 zur Kupplung wird geöffnet. Die nach dem Einrücken
der Kupplung überschießende Druckflüs-, sigkeit strömt durch ein die Leitung 12
und die an die Hochdruckstufe 2 angeschlossene Leitung verbindendes Sicherheitsventil
26 in die Leitung 12 und die Wandlerfülleitung 6 zum hydrodynamischen Drehmomentwandler.
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Der Anspruch 5 soll nur in Verbindung mit dem Hauptanspruch gelten.