DE2928191A1

DE2928191A1 - Getriebeaggregat fuer motorfahrzeuge

Info

Publication number: DE2928191A1
Application number: DE19792928191
Authority: DE
Inventors: Pier Guido Castelli; Giorgio Lupo
Original assignee: Centro Ricerche Fiat SCpA
Current assignee: Centro Ricerche Fiat SCpA
Priority date: 1978-07-13
Filing date: 1979-07-12
Publication date: 1980-01-31
Also published as: US4304150A; GB2025545A; IT7868660A0; DE2928191C2; IT1159899B; JPS6249502B2; GB2025545B; FR2431077A1; JPS5563051A; FR2431077B1

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. H. Weickmann, Dipl.-Pkys.

Dipl.-Ing. F. AAYeickmann, Dipl.-Chem. B. Huber Dr. Ing. H. Liska
· D-

8 000 MÜNCHEN 86, DEN

POSTFACH 860 820

MÜHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22

CENTRO RICERCHE FIAT S.p.A.

Strada Torino 5o.
Orbassano (Turin;

Italien

909885/0757

Getriebeaggregat für Motorfahrzeuge.

Die Erfindung betrifft ein Getriebeaggregat für Motorfahrzeuge mit einer Antriebswelle, mit einer Abtriebswelle zur Verbindung des¹ Getriebeaggregats mit den .-kntriebsorganen des Fahrzeuges sowie mit einem die Antriebswelle und die Abtriebswelle miteinander verbindenden Wechselgetriebe mit automatisch veränderbarem Übersetzungsverhältnis. _ '"-. -

Bei bekannten Automobilen, die mit Getriebeaggregaten der vorstehend beschriebenen Art ausgestattet sind, wird die beim Anfahren von dem Motor auf die Räder, d.h. die eigentlichen Antriebsorgane übertragene Leistung gänzlich über das Wechselgetriebe mit veränderbarem Übersetzungsverhältnis geleitet/Letzteres muß infolgedessen so dimensioniert sein, daß es die beim Anfahren auftretenden hohen Drehmomente zu übertragen imstande istjdabei handelt es sich um Betriebsbedingungen, die im Grunde nur während eines ausserordentlich geringen Teiles der Gesamtbetriebszeit des Getriebeaggregats auftreten.

Die bekannten Getriebeaggregate sind infolgedessen - bezogen auf den Normalbetrieb des Fahrzeuges, d.h. auf die Betriebsbedingungen, in denen das Fahrzeug keiner starken Beschleunigung unterliegt - überdimensioniert.

909 8 087075t

Diese Betrachtungen gelten nicht nur für Kraftfahrzeuge wie Personenkraftfahrwagen und Lastkraftwagen sondern auch für andere erdgebundene Fahrzeuge wie landwirtschaft-. liehe Traktoren und Erdbewegungsmaschinen. Das gleiche gilt für Wasserfahrzeuge mit Schraubenantrieb, die einen Motor mit konstanter Geschwindigkeit und eine Vorrichtung zur änderung der Rotationsgeschwindigkeit der Schiffsschraube besitzen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Getriebeaggregat der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei dein das Wechselgetriebe mit veränderbarem übersetzungsverhältnis so dimensioniert sein kann, daß es nur für die bei dem normalen Betrieb des Fahrzeuges auftretenden Drehmomente ausgelegt zu sein braucht, so daß sich im Vergleich zu bekannten Getriebeaggregaten geringere Herstellkosten ergeben, wobei jedoch die Übertragung der Motorleistung zu den Antriebsorganen (z.B. den Fahrzeugrädern) beim Anfahren nicht beeinträchtigt werden soll.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.

Bei dem Getriebeaggregat gemäß der Erfindung werden die beim Anfahrvorgang auftretenden hohen Drehmomente von dem Motor zu den Rädern bzw. den entsprechenden andersartigen Antriebsorganen (z.B. einer Schiffsschraube) über das Festgetriebe und die Freilaufkupplung übertragen. Die Geschwindigkeit, bei der die automatisch betätigbare Reibungskupplung wirksam wird, ist derart festgelegt, daß das Fahrzeug bis zur Beendigung der Anfahrphase ausreichend beschleunigt wird. Durch das Wirksamwerden der automatisch steuerbaren Reibungskupplung gewinnt das Wechselgetriebe gewissermaßen die Oberhand gegenüber dem Festgetriebe. Dies wird durch die mit dem Festgetriebe in Reihe geschaltete Freilaufkupplung ermöglicht.

909885/075?

Der Eingang der Reihenschaltung von automatisch betätigbarer Reibungskupplung und automatischem Wechselgetriebe ist vorzugsweise unmittelbar mit der Antriebswelle verbunden, während der Eingang der aus dem Festgetriebe und der Freilaufkupplung bestehenden Reihenschaltung über eine progressiv arbeitende Kupplung mit der Antriebswelle verbunden ist. Diese Kupplung kann als hydraulischer Drehmomentwandler, als Fliehkraftkupplung oder als hy- .. draulische Kupplung ausgebildet sein.

Die vorstehend beschriebene Anordnung eignet sich insbesondere für solche Getriebeaggregate, bei denen das Wechselgetriebe mit veränderbarem Übersetzungsverhältnis ein Reibungsgetriebe, beispielsweise ein Getriebe .mit- dehnbaren Riemenscheiben nach Art des Van-Doοrne-Getriebe3 mit Metallriemen ist. Bei Getrieben dieser Art ist der 7ariationsbereich des Übersetzungsverhältnisses, die sogenannte "Öffnung" im allgemeinen nicht sehr groß. Ihre öffnung übersteigt den Wert 4 nur in seltenen Fällen. Bei Kraftfahrzeugen hat diese Beschränkung der "Öffnung" des Getriebes zur Folge, daß eine relativ große Übersetzung oder ein sogenanntes "overdrive", das im Interesse einer Kraftstoffersparnis des Fahrzeuges wünschenswert wäre, praktisch nicht zu realisieren ist. Da die maximale Untersetzung bzw. der "kleinste Gang" des Wechselgetriebes so ausgelegt sein muß, daß die größten Steigungen überwunden werden können und ein zügiges Anfahren möglich ist, gelangt man bei dem minimalen Untersetzungsverhältnis, bzw. bei dem "größten Gang" kaum zu einem globalen Übersetzungsverhältnis, das im wesentlichen dem direkten Gang eines herkömmlichen manuellen Schaltgetriebes entspricht.

Bei den erwähnten van-Doorne-Getrieben oder ähnlichen Getrieben ist üblicherweise eine Fliehkraftkupplung oder eine hydraulische Kupplung vorgesehen, die ein weiches Anfahren und Parkmanöver erlauben, jedoch kein zügiges Beschleunigen beim Anfahren ermöglichen.

909885/07B7

' - AO-

Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die progressiv arbeitende Kupplung ein hydraulischer Drehmomentwandler. Durch ihn wird der Änderungsbereich der Übersetzungsverhältnisse gegenüber demjenigen des Wechselgetriebes allein vergrößert. Infolgedessen ist eine bessere Beschleunigung beim Anfahren möglich. Während dieser Phase wird das Drehmoment stromabwärts des Drehmomentwandlers über das Festgetriebe übertragen.

Falls das Getriebeaggregat mit einem hydraulischen Drehmomentwandler versehen ist, besitzt das Festgetriebe ein Untersetzungsverhältnis, das im wesentlichen dem Produkt aus dem maximalen Untersetzungsverhältnis des Wechselgetriebes und dem minimalen Schlupfwert des Drehmomentwandlers entspricht.

Dadurch wird der Tatsache Rechnung getragen, daß der Drehmomentwandler auch beim Normalbetrieb einen gewissen Schlupf besitzt, durch den die Winkelgeschwindigkeit an seiner Ausgangsseite etwa dem 0,9-fachen Wert derjenigen der Eingangsseite entspricht. Die Geschwindigkeit, bei der die automatisch betätigbare Reibungskupplung einrückt, ist in diesem Falle so bestimmt, daß sie dem Gleichlauf zwischen den Geschwindigkeiten entspricht, die der Abtriebswelle von dem Festgetriebe und dem Wechselgetriebe mitgeteilt werden.Das Wechselgetriebe gewinnt in diesem Fall die "Oberhand" über das Festgetriebe ohne irgendwelche Ruckerscheinungen.

Bei van-Doorne-Getrieben oder ähnlichen Getrieben, die mit einer Fliehkraftkupplung ausgestattet sind, findet ein vollständiges Einkuppeln bei einer vergleichsweise großen Winkelgeschwindigkeit statt, die in der Größenordnung von 2200 bis 2500 Umdrehungen pro Minute liegt, so daß es unmöglich ist, das "längste" Übersetzungsverhältnis bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten beizubehalten, die Reibungskupplung einen starken Schlupf erleidet, was wiederum zu zusätzlichem Verbrauch führt. Ein ähnlicher Nachteil ergibt

909885/07B?

sich auch dann, wenn statt der Fliehkraftkupplung eine hydraulische Kupplung verwendet wird.

•Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist es möglich,als progressiv arbeitende Kupplung eine Fliehkraftkupplung oder eine hydraulische Kupplung zu verwenden, wobei der oben beschriebene Nachteil durch ein Aggregat beseitigt wird, bei dem das Festgetriebe ein größeres Untersetzungsverhältnis besitzt als es dem maximalen Untersetzungsverhältnis des Wechselgetriebes entspricht, und die automatisch betätigbare Reibungskupplung eine progressiv arbeitende Kupplung ist.

Das Festgetriebe besitzt ein Untersetzungsverhältnis, das etwa um den Faktor 1,5 größer ist als das größte Untersetzungsverhältnis des Wechselgetriebes. Auch in diesel Falle erhält man eine beträchtliche Vergrößerung der "Öffnung" des Getriebeaggregats, da ein festes Untersetzungsverhältnis bzw. ein kleinster Gang existiert, der unter dem Variationsbereich des veränderbaren Übersetzungsverhältnisses des Wechselgetriebes liegt, woraus auch eine Vergrößerung des Anfahrmomentes resultiert.

In dem zuletzt beschriebenen Fall ist es notwendig, daß die_ automatisch betätigbare Reibungskupplung eine progressiv arbeitende Kupplung ist, die einen weichen Übergang von dem Getriebe mit festem Übersetzungsverhältnis zu dem Wechselgetriebe mit variablem Übersetzungsverhältnis erlaubt, da zwischen beiden ein "Sprung" im Übersetzungsverhältnis liegt.

Das Vorhandensein eines kleinen Ganges mit festem Übersetzungsverhältnis ermöglicht es, den Variatiansbereieh des Übersetzungsverhältnisses, d.h. die "Öffnung" des Wechselgetriebes in Richtung auf größere Übersetzungsverhältnisse zu schieben, so daß das Wechselgetriebe in weit höherem Maße als üblich in der Lage ist, einen Overdrive-Effekt zu erzielen. " - :

&Ö-9885/07B7

Sobald das Wechselgetriebe mit variablem Übersetzungsverhältnis eingeschaltet ist, kann das größte Übersetzungsverhältnis beibehalten werden, ohne daß die progressiv ar-.beitende Kupplung einen Schlupf erfährt, da sie durch die direkte Verbindung zwischen Motor und Wechselgetriebe ausgeschaltet ist.

Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele:

Fig. 1, 2 und 3 zeigen drei unterschiedliche Ausführungsformen von Getriebeaggregaten für Kraftfahrzeuge.

Die in den Zeichnungen dargestellten Getriebeaggregate sind für Kraftfahrzeuge mit Frontantrieb und querliegendem Motor bestimmt. In den Zeichnungen sind nur die zum Verständnis der Erfindung notwendigen Teile dargestellt, so daß beispielsweise Wälzlager, Dichtungen und dergleichen in der Darstellung fehlen.

Das in Fig. 1 dargestellte Getriebeaggreagt besitzt ein in einzelne Abteilungen unterteiltes Gehäuse 10, das beispielsweise aus einer Leichtmetallegierung besteht.

Das Gehäuse 10 umfaßt einen glockenförmigen Teil 12 mit einem Flansch 14, der zur Befestigung des Getriebeaggregats an der Basis eines (nicht dargestellten) Verbrennungsmotors dient. Die Welle 16 des Motors bildet die Antriebswelle des Getriebeaggregats und ist in herkömmlicher Weise mit einem Schwungrad 18 ausgestattet. An dem Schwungrad 18 ist koaxial das Gehäuse 20 eines hydraulischen Drehmomentwandlers befestigt, der in seiner Gesamtheit mit 22 bezeichnet ist.

Der Drehmomentwandler 22 beinhaltet eine mit dem Gehäuse 20 fest verbundene Pumpe 24, einen Stator 26 sowie eine

909885/07B7

Turbine 28. _■-"..' -

Sine Welle -30, die sich von der der Antriebswelle 16 gegenüberliegenden Seite zentral durch das Gehäuse 20 und den glockenförmigen Gehäuseteil 12 erstreckt, ist über das Schwungrad 18 und das Gehäuse 20 drehfest mit der Antriebswelle 16 verbunden. -

Zentral durch das Gehäuse 20 und den glockenförmigen Gehäuseteil 12 erstreckt sich außerdem eine Hohlwelle 32, die drehfest mit der Turbine 28 verbunden ist.

Auf der Welle 30 ist eine Scheibe 34 aufgekeilt, die das Antriebsteil einer Reibungskupplung bildet, die in ihrer Gesantheit mit 36 bezeichnet ist.

Das Abtriebsteil 38 der Reibungskupplung 36 ist mit einer axial festen "Wange einer in ihrer Gesamtheit mit 40 bezeichneten dehnbaren Riemenscheibe verbunden, die koaxialfrei drehbar auf der zentralen Welle 30 angeordnet ist. Die dehnbare Riemenscheibe 40 ist die Antriebsriemenscheibe eines automatischen Wechselgetriebes bekannter Art nämlich eines van- Doo me -Getriebes, dessen metallischer Riemen mit 42 bezeichnet ist. Dieser Riemen 42 verbindet die Antriebsriemenscheibe 40 mit einer dehnbaren Abtriebsriemenscheibe, die in ihrer Gesamtheit mit 44 bezeichnet ist und die drehfest mit einer parallel zur Welle 30 angeordneten Abtriebswelle 46 verbunden ist. _r

Die Hohlwelle 32 ist drehfest mit dem Antriebsteil 46 einer weiteren Reibungskupplung verbunden, die in ihrer Gesamtheit mit 48 bezeichnet ist und die seitlich der Riemenscheibe 40 auf der zentralen Welle 30 angeordnet ist. Die Kupplung 48 ist eine Mehrscheibenkupplung.

Das Abtriebsteil 50 der Reibungskupplung 48 ist drehfest mit einem kleinen Kettenrad 52 verbunden, das Bestandteil

9D9885/07B7

eines Kettengetriebes ist,dessen Kette mit 54 bezeichnet ist, Diese Kette 54 verbindet das kleinere Rad 42 mit einem größeren Kettenrad 56, das seitlich der Abtriebsriemenschei-.be 44 unter Zwischenfügung einer Freilaufkupplung 48 drehbar auf der Abtriebswelle 46 angeordnet ist.

In dem vorangehend beschriebenen Komplex bilden die Reibungskupplung 36 und das Wechselgetriebe 40, 42 und 44 mechanisch eine Reihenschaltung. Parallel zu dieser Reihenschaltung ist eine zweite Reihenschaltung angeordnet, die die Kupplung 48, das Festgetriebe 52, 54, 56 und die Freilaufkupplung 58 beinhaltet. Dieser ganze Komplex ist von einem mit 60 bezeichneten Raumteil des Gehäuses 10 umschlossen.

Die Abtriebswelle 36 tritt seitlich des glockenföraxgen Gehäuseteiles 12 aus dem Raumteil 60 heraus und erstreckt sich in einen weiteren Raumteil 62 des Gehäuses 10, das seitlich oder unterhalb des glockenförmigen Hauptteils 12 liegt.

In dem Raumteil 62 ist auf der Welle 46 ein Ritzel 64 aufgekeilt, das einerseits mit einem Zahnrad 46 für den Vorwärtsgang und andererseits mit einem der Ritzel eines Doppelzahnrades 67 kämmt, dessen anderes Ritzel mit einem Zahnrad 68 für den Rückwärtsgang im Eingriff steht.

Die beiden Zahnräder 66 und 68 für den Vorwärts- bzw. den Rückwärtsgang sind drehbar auf einer Vorgelegewelle 70 montiert, auf der eine Muffe 72 aufgekeilt ist, die zwischen den beiden Rädern 66 und 68 axial verschiebbar ist. Diese Muffe 72 dient zur Wahl der Fahrtrichtung und ist Bestandteil einer Doppelklauenkupplung, mittels derer das Rad 66 oder das Rad 68 selektiv drehfest mit der Vorgelegewelle 70 kuppelbar sind bzw. eine Leerlaufstellung realisierbar ist.

Auf der Vorgelegewelle 70 ist ferner ein Zahnritzel 74

909885/0767

• Ab-

aufgekeilt, das mit einer Zahnkrone 78 im Eingriff steht, die mit dem Gehäuse eines in seiner Gesamtheit mit 80 bezeichneten Differentials fest verbunden ist. Auch das Gehäuse 80 befindet sich in dem Raumteil 62 des Gehäuses 10.

Mit 82 und 84 sind zwei Ausgangswellen bezeichnet, die mit den betreffenden Planetenrädern des Differentials 80 verbunden sind und an die die Halbachsen ankuppelbar sind,die die Bewegung zu den Vorderrädern des Kraftfahrzeuges übertragen. Die beiden Wellen 82 und 84 verlaufen parallel zu den Wellen 30 und 46.

Im folgenden sei die Wirkungsweise des in Fig. 1 dargestellten Getriebeaggregats beschrieben, wobei weitere Einzelheiten erläutert werden. ... -

Wenn das Kraftfahrzeug steht Und der Motor im Leerlauf läuft, rotieren die Antriebswelle 16 und die zentrale Welle 30 mit niedriger Geschwindigkeit. _

Der Reibungskupplung 36 sind Steuermittel zugeordnet, die auf die Winkelgeschwindigkeit der Abtriebswelle 46 und damit auf die Geschwindigkeit des Fahrzeuges ansprechen.Diese Mittel können beispielsweise einen (nicht dargestellten) Tachogenerator umfassen, der der Abtriebswelle 46 zugeordnet ist. -■]_■-'.

Die genannten Steuermittel sind so dimensioniert, daß die Reibungskupplung 36 gelöst ist, wenn das Fahrzeug steht und der Motor im Leerlauf läuft, so daß die Antriebsriemenscheibe 40 des Wechselgetriebes in Ruhe ist.

Die Mehrscheibenkupplung 48 stellt eine Trennkupplung dar, die lediglich die Funktion hat, ein Mitnehmen des Festgetriebes 52, 54, 56 und damit der Abtriebswelle 46 zu verhindern, wenn das Fahrzeug steht tuvd der Motor im Leerlauf läuft. Es ist nämlich unter diesen Bedingungen unver-

909885/0757

• IVO'

meidbar, daß die Pumpe 24 des Drehmomentwandlers 22 die Turbine 28 in einer langsamen Rotationsbewegung mitnimmt. Wenn diese Rotationsbewegung auf die Abtriebswelle 46 -übertragen würde, wäre das Einlegen des Vorwärtsganges oder des Rückwärtsganges mit Hilfe der Muffe 72 schwierig und geräuschvoll. Außerdem würde das Fahrzeug bei diesem Einkuppeln einen kleinen Sprung nach vorwärts oder rückwärts machen.

Die Mehrscheibenkupplung 48 steht deshalb beispielsweise unter dem Steuereinfluß des mit der Muffe 72 verbundenen manuellen Schalthebels, so daß siegelöst ist, wenn sich der Hebel in der neutralen Stellung befindet. Es ist auch möglich, die Kupplung 48 unter den Steuereinfluß des Gaspedals des Fahrzeuges zu stellen, so daß sie dann gelöst ist, wenn das Pedal ganz angehoben ist.

Sobald die Muffe 72 über den ihr zugeordneten Schalthebel derart verschoben wird, daß der Vorwärts- oder der Rückwärtsgang eingelegt werden, oder wenn nach dieser Schaltbewegung das Gaspedal betätigt wird, greift die Trennkupplung 48 allmählich, während die gesteuerte Reibungskupplung 36 noch gelöst ist. Auf diese Weise wird die Bewegung der Antriebswelle 16 von der Pumpe 24 zu der Turbine 28 und von dieser über das Kettengetriebe 52, 54, 56 schließlich zu der Abtriebswelle 46 übertragen, wobei das Untersetzungsverhältnis von der Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den Wellen 16 und 46 abhängt, während das parallelliegende Wechselgetriebe 40, 42, 44 unwirksam ist.

Unter diesen Bedingungen kann das Fahrzeug anfahren, wobei das anfängliche erhöhte Untersetzungsverhältnis des Getriebeaggregats durch den Drehmomentwandler 22 gegeben ist. Dieses Untersetzungsverhältnis nimmt allmählich ab, bis schließlich die Winkelgeschwindigkeit der Turbine 28 abzüglich des Schlupfes den gleichen Wert erreicht, wie die Winkelgeschwindigkeit der Pumpe 24. Das Untersetzungsver-

909885/0757

- 2328191 • AJ-

hältnis des Kettengetriebes 52, 54, 56 ist so gewählt, daß es diesen Schlupf "berücksichtigt. Im einzelnen ist dieses Untersetzungsverhältnis so bemessen, daß es dem maximalen Untersetzungsverhältnis des Wechselgetriebes 40, 42, 44, multipliziert mit dem Schlupfbeiwert des Drehmomentwandlers 22 entspricht, der normalerweise in der Größenordnung von 0,9 liegt.

Die Steuermittel der Reibungskupplung 36, die auf die Winkelgeschwindigkeit der Abtriebswelle ansprechen, sind so tariert, daß sie die Kupplung 36 bei einer Geschwindigkeit der Welle 46 eingreifen lassen, (die dieser über das Kettengetriebe 52,- 54, 56 mitgeteilt wird), die dem kleinsten _" Schlupf (Schlupfbeiwert o,9) des Drehmomentwandlers 22 entspricht. Das Einrücken der Reibungskupplung 36 bewirkt,daß die Äbtriebswelle 46 über das Wechselgetriebe 40, 42, 44 mit im wesentlichen derselben Geschwindigkeit angetrieben wird, die dieser Abtriebswelle 46 über das parallel wirkende Kettengetriebe 52, 54, 56 mitgeteilt wird,. d.h. es besteht Synchronismus.

Wenn die Motordrehzahl bzw. die Winkelgeschwindigkeit der Wellen 16 una. "30- weiter- steigen, übernimmt das Wechselgetriebe 40, 42, 44 den Antrieb, während das Kettengetriebe 52, 54, 56 dank der Freilaufkupplung 58 unwirksam wird, und keine Leistung mehr überträgt.

Von diesem Punkte an übt das Wechselgetriebe 40, 42, 44 seine normale Funktion aus, wobei sich sein Übersetzungsverhältnis unter dem Steuereinfluß der ihm zugeordneten (nicht dargestellten) normalen Steuerorgane automatisch ändert.

Jedesmal, wenn das Fahrzeug derart verzögert wird, daß die Winkelgeschwindigkeit der Abtriebswelle 46 unter den vorbestimmten Wert absinkt, wird die Kupplung 36 gelöst, und das Getriebeaggregat kehrt wieder in den oben für das

909885/07B7

Anfahren beschriebenen Betriebszustand zurück, in dem die Leistung über den Drehmomentwandler 32 und das Festgetriebe 52, 54, 56 übertragen wird.

Das in Fig. 2 dargestellte Getriebeaggregat gleicht dem Getriebeaggregat gemäß Fig. 1, ist jedoch billiger herzustellen. Diejenigen 3auteile der Darstellung gemäß Fig. 2, die im wesentlichen mit denen des in Fig. 1 dargestellten Getriebeaggregats identisch sind, sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie diese, während analoge Bauteile, die im wesentlichen die gleiche Funktion ausüben mit Bezugszeichen versehen sind,in dar Benennung um die Zahl 100 erhöht sind.Die Funktion derjenigen Bauteile, die in gleicher Weise numeriert sind wie die in Fig. 1, wird nicht weiter beschrieben.

Die in Fig. 2 dargestellte Ausführunjsform unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 1 durch die Tatsache, daß an dem Schwungrad 18 die Antriebsscheibe 120 einer Fliehkraft-Reibungskupplung befestigt ist, die in ihrer Gesamtheit mit 122 bezeichnet ist. Die Abtriebsscheibe 128 der Kupplung 122 ist drehfest mit der Hohlwelle 32 verbunden.

Das Festgetriebe 152, 154, 156 unterscheidet sich von dem entsprechenden Getriebe gemäß Fig. 1 nur dadurch, daß sein Untersetzungsverhältnis größer ist als das minimale Untersetzungsverhältnis des Wechselgetriebes 40, 42, 44. Dadurch wird erreicht, daß beim Anfahren ein erhöhtes Untersetzungsverhältnis zur Verfugung steht, das ein festes Untersetzungsverhältnis ist und das von dem Drehmomentwandler gelieferte variable Untersetzungsverhältnis ersetzt. Das feste Untersetzungsverhältnis des Kettengetriebes 152, 154, 156 ist vorzugsweise um den Faktor 1,5 größer als das größte Untersetzungsverhältnis des Wechselgetriebes 40, 42, 44.

Das Getriebeaggregat gemäß Fig. 2 unterscheidet sich im übrigen von dem Getriebeaggregat gemäß Fig. 1 nur noch

909885/07B7

-■£" 2328191

durch eine weitere Einzelheit, nämlich durch die Tatsache, daß die gesteuerte Reibungskupplung I36, die zur Verbindung der zentralen Welle"30 mit der Antriebsriemenscheibe 40 dient, keine sprunghaft arbeitende Kupplung sondern eine progressiv arbeitende Kupplung ist. Damit wird vermieden, daß beim Übergang der Kraftübertragung von dem Festgetriebe 152, 154, I56 auf das Wechselgetriebe 40, 42, 44 und umgekehrt ein Ruck auftritt, der durch ein sp'runghaftes Ändern des Übersetzungsverhältnisses verursacht würde.

Man erkennt, daß die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform preiswerter herzustellen ist als das Getriebeaggregat gemäß Fig. 1, da die Fliehkraftkupplung billiger ist als ein hydraulischer Drehmomentwandler. Die Fliehkraftkupplung kann auch durch eine hydraulische Kupplung oder eine andere progressiv arbeitende Kupplung ersetzt werden.

In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, die sich von der Ausführungsform gemäß Fig.1 durch eine abweichende Ausbildung des Wendegetriebes unterscheidet. In Fig. 3- sind diejenigen Bauteile, die mit denen gemäß Fig. 1 identisch sind oder analog arbeiten, mit denselben Bezugszeichen versehen wie dort, so daß sich ihre neuerliche Beschreibung erübrigt. Diejenigen Bauteile, die sich konzeptionell oder funktionell von denen gemäß Fig. 1 unterscheiden, sind mit Bezugszeichen versehen, deren Nummer um die Zahl 200 erhöht ist.

In Fig. 3 ist der Abtriebsteil oder innere Teil der Freilaufkupplung 158 auf einer Muffe oder Hohlwelle 286 aufgekeilt, mit der die Antriebsscheibe 288 einer Reibungskupplung fest verbunden ist. Das Abtriebsteil 289 dieser Reibungskupplung ist mit der festen Wange der dehnbaren Abtriebsriemenscheibe des Wechselgetriebes und über dieses mit der Abtriebswelle 246 verbunden.Mit der Muffe'286 ist außerdem das Kronrad 290 eines epizyklischen Planeten-

90.9885/0767.

getriebes verbunden, dessen Sonnenrad 292 auf der Abtriebswelle 246 aufgekeilt ist. Zwischen dem Sonnenrad 292 und dem Kronrad 290 sind die Satellitenräder eines Satellitenträgers 194 angeordnet, der mit einer Reibungsbremsscheibe fest verbunden ist, deren Statorteil 298 mit dem Gehäuse verbunden ist.

Auf der Abtriebswelle 246 ist ein Zahnrad 264 aufgeteilt, das über ein von einer Vorgelegewelle 270 getragenes Umlenkzahnrad 274 mit dem Kronrad 78 des Differentials 80 verbunden ist. Man erkennt, daß bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel zwischen der Hohlwelle 32 und dem Antriebs-Kettenrad 52 des Festgetriebes keine Reibungstrennkupplung vorgesehen ist.

Die Art und Weise, in der sich die Übersetzungsverhältnisse ändern, ist bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform dieselbe wie bei dem Getriebeaggregat gemäß Fig. 1.

Um das Fahrzeug im Vorwärtsgang anzufahren, wird die Reibungskupplung 288, 289 mit Hilfe eines zugeordneten manuell betätigbaren Schalthebels eingerückt. Diese Kupplung erfüllt in diesem Fall die gleiche Funktion wie die Kupplung 48 in Fig. 1. Die Muffe 286 tritt auf diese Weise allmählich in eine drehfeste Verbindung mit der Abtriebswelle 246, so daß sich das Getriebeaggregat in der gleichen Weise verhält wie das anhand von Fig. 1 erläuterte Getriebeaggregat und ein Übergang der Leistungsübertragung von dem Festgetriebe 52, 54, 56 zu dem Wechselgetriebe 40, 42, 44 bei Ende des Anfahrvorganges stattfindet.

Zum Rückwärtsfahren wird mit Hilfe desselben manuellen Schalthebels die Bremse 276, 278 betätigt, während die Kupplung 288, 289 gelöst bleibt. Damit erfüllt die Bremse 296, 298 die gleiche Funktion wie die Kupplung 48 bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1.

909885/0757

Durch Betätigung der Bremse 296, 298 wird der Satellitenträger 294 blockiert, so daß die Bewegung, die von dem Kettenrad 56 herrührt, in im Vergleich zu der vorangehend beschriebenen Betriebsart ungekehrtem Richtungssinn über die Freilaufkupplung 258, die Muffe 286, das -Kronrad 290, die Satelliten des Satellitenträgers 294 und das' Sonnenrad 292 zu der Abtriebswelle 246 übertragen wird.

Man erkennt, daß bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel die Kraftübertragung im Rückwärtsgang nur über das Festgetriebe 52, 54, 56 und damit nur mit dem Übersetzungsbereich stattfinden kann, der durch den Drehmomentwandler 22 gegeben ist.

Bei einer anderen (nicht dargestellten) Ausführungsform kann der Drehmomentwandler durch eine progressiv arbeitende Kupplung, beispielsweise eine Fliehkraftkupplung oder eine hydraulische Kupplung ersetzt sein. In diesem Fall ist das Festgetriebe in gleicher Weise ausgebildet wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2, und die Antriebsriemenscheibe des Wechselgetriebes ist mit einer progressiv arbeitenden Kupplung ähnlich der Kupplung 13 von Fig. 2 verbunden.

Es sind selbstverständlich auch weitere Änderungen im Rahmen der vorstehend dargelegten Prinzipien möglich: So kann beispielsweise an Stelle eines Wechselgetriebes mit dehnbaren Riemenscheiben oder eines anderen stufenlosen mit Reibung arbeitenden Getriebes ein automatisch arbeitendes Stufengetriebe mit mehreren diskreten Übersetzungen verwendet werden. Außerdem kann das Festgetriebe, das bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen als Kettengetriebe ausgebildet ist beispielsweise auch eine Folge von miteinander kämmenden Zahnrädern sein.

909885/0787

e e r s e i t

Claims

Patentansprüche

Getriebeaggregat für Motorfahrzeuge

- mit einer Antriebswelle,

- mit einer Abtriebswelle zur Verbindung des Getriebeaggregats mit den Antriebsorganen des Fahrzeuges

- sowie mit einem die Antriebswelle und die Abtriebswelle miteinander verbindenden Wechselgetriebe mit automatisch veränderbarem Übersetzungsverhältnis,

gekennz eichnet durch

- eine mit dem genannten Wechselgetriebe (40, 42, 44) mechanisch in Reihe geschaltete automatisch betätigbare Reibungskupplung (36; 136)_r

- eine Steuervorrichtung zur Betätigung der Reibungskupplung (36j 136), die von der Winkelgeschwindigkeit der Abtriebswelle (46, 246) beeinflußbar ist, derart daß die Reibungskupplung (36; 136) unterhalb einer vorbestimmten Winkelgeschwindigkeit gelöst bzw. oberhalb dieser Winkelgeschwindigkeit eingerückt ist,

- sowie ein Festgetriebe (52, 54, 56; 152, 154, I56) mit festem Übersetzungsverhältnis und eine Freilaufkupplung (58, 258), die mechanisch miteinander in Reihe angeordnet und zu der zwischen der Antriebswelle (16) und der Abtriebswelle (46; 246) liegenden Reihenschaltung von Reibungskupplung (38; 138) und Wechselgetriebe (40, 42, 44) mechanisch parallelgeschaltet sind, derart daß die Freilaufkupplung (58, 258) die Bewegung der Antriebswelle (16) über das Festgetriebe (52, 54, 56) zu der Abtriebswelle (46; 246) zu übertragen vermag.

2. Getriebeaggregat nach Anspruch 1, d ä"d u r c h gekennzeichnet, daß der Eingang (30) der Reihenschaltung von automatisch betätigbar er. Reibungskupplung (36; 136) und automatischem Wechselgetriebe (40, 42, 44) unmittelbar mit der Antriebswelle (16) verbunden ist und daß der Eingang (32) der aus dem Festgetriebe (52, 54, 56; 152, 154, 156) und der Freilaufkupplung (58; 258) bestehenden Rei-

909885/0757

-s-

henschaltung über eine progressiv arbeitende Kupplung (22; 122) mit der Antriebswelle (16) verbunden ist.

3. Getriebeaggregat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die progressiv arbeitende Kupplung ein hydraulischer Drehmomentwandler (22) ist.

4. Getriebeaggregat nach Anspruch 3, dadurch ge-kennzeichnet, daß das Festgetriebe (52, 54, 56)ein Untersetzungsverhältnis besitzt, das im wesentlichen dem Produkt aus dem maximalen Untersetzungsverhältnis des Wechselgetriebes (40, 42, 44) und dem minimalen Schlupf wert des Drehmomentwandlers (22) entspricht.

5. Getriebeaggregat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die progressiv arbeitende Kupplung eine Fliehkraftkupplung (122) ist.

6. Getriebeaggregat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die progressiv arbeitende Kupplung eine hydraulische Kupplung ist.

7. Getriebeaggregat nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Untersetzungsverhältnis des Festgetriebes (152, 154, 156) größer ist als das maximale Untersetzungsverhältnis des Wechselgetriebes (40, 42, 44) und daß die automatisch betätigbare Reibungskupplung (136) eine progressiv arbeitende Kupplung ist.

8. Getriebeaggregat nach Anspruch 7» d a-d u r c h gekennzeichnet, daß das Untersetzungsverhältnis des Festgetriebes (152, 154, 156) den 1,5-fachen Wert des maximalen Untersetzungsverhältnisses des Wechselgetriebes (40, 42» 44) besitzt.

9. Getriebeaggregat nach einem oder mehreren der vorher-

909885/0757

gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die automatisch betätigbare Reibungskupplung ( 36; 136) mechanisch stromaufwärts, d.h. an der der Antriebswelle zugekehrten Seite des Wechselgetriebes (40, 42, 44) angeordnet ist.

10. Getriebeaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da du r c h gekennzeichnet, daß die Freilaufkupplung (58; 258) mechanisch stromabwärts des Festgetriebes (52, 54, 56; 252, 254, 256) angeordnet ist.

11. Getriebeaggregat nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtriebswelle ein mit Einrüekzähnen versehenes Wendegetriebe (66, 68, 72) zur Umkehr der Bewegungsrichtung der Antriebsorgane zugeordnet ist und daß die Reihenschaltung von Festgetriebe (52, 54, 56; 152, 154, 156) und Freilaufkupplung (58) ferner eine Reibungstrennkupplung (48) beinhaltet.

12. Getriebeaggregat nach Anspruch 11, da d u r c h gekennzeichnet, daß die Reibungstrennkupplung (48) mechanisch stromaufwärts der Reihenschaltung von Festgetriebe (52, 54, 56; 152, 154, 156) und Freilaufkupplung (58) angeordnet ist.

15. Getriebeaggregat nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtriebswelle (246) ein epizyklisches Planetenwendegetriebe (290, 292, 294) zur Umkehr der Bewegungsrichtung der Antriebsorgane zugeordnet ist, daß das Planetenwendgetrxebe (290, 292, 294) ein unmittelbar mit der Abtriebswelle (246) verbundenes Sonnenrad (292), ein mit dem Ausgang der Reihenschaltung von Festgetriebe (52, 54, 56) und Freilaufkupplung (258) verbundenes Kronrad (290), einen blockierbaren SäteHitenträger (294), eine Reibungskupplung (288, 289) zur Herstellung einer drehfesten Ver-

909885/0757

bindung zwischen dem Kronrad (290) und der Abtriebswelle (246) für den Vorwärtsantrieb des Fahrzeuges sowie eine Bremse (296, 298) zur Blockierung des Satellitenträgers (294) für den Rückwärtsantrieb umfaßt.

14. Getriebeaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 13» dadurch gekennzeichnet, daß das Wechselgetriebe ein Riemengetriebe ist und einen Riemen (42), eine dehnbare Antriebsriemenscheibe (40) und eine dehnbare Abtriebsriemenscheibe (44) umfaßt, daß die Abtriebsriemenscheibe (44) auf der Abtriebswelle (46; 246) aufge- ■ keilt ist, daß die Antriebsriemenscheibe (40) freilaufend auf einer zentralen Welle (30) montiert ist, die drehfest mit der Antriebswelle (16) verbunden ist, daß die automatisch betätigbare Reibungskupplung (36; 136) einen drehfest mit der zentralen Welle (30) verbundenen Antriebsteil und einen drehfest mit der dehnbaren Antriebsriemenscheibe (40) verbundenen Abtriebsteil umfaßt, daß die progressiv arbeitende Kupplung (22; 122) einen drehfest mit der genannten zentralen Welle (30) verbundenen Antriebsteil (20; 120) sowie einen drehfest mit einer die zentrale Welle (30) koaxial umgebenden Hohlwelle (32) verbundenen Abtriebsteil (28; 128) umfaßt und daß das Festgetriebe (52, 54, 56; 152, 154, 156) ein seitlich der Antriebsriemenscheibe (40) angeordnetes Antriebszahnrad (52; 152) umfaßt, das die zentrale Welle (30) koaxial umgibt und, gegebenenfalls über die genannte Trennkupplung (46) mit der HohVelle (32) verbunden ist, sowie ein Abtriebszahnrad (56;156) das seitlich der Abtriebsriemenscheibe (44) angeordnet und koaxial zu der Abtriebswelle (46;"146) unter Zwischenschaltung der Freilaufkupplung (58; 258) drehbar auf dieser Abtriebswelle (46;146) angeordnet ist.

15. Getriebeaggregat nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden genannten Zahnräder (52, 56; 152, 156) Kettenräder sind, die über eine Transmis-

909885/0757

sionskette (54; 154) miteinander verbunden sind.

16. Getriebeaggregat nach. Anspruch 14 oder 15» dadurch gekennzeichnet, daß ein gemeinsames Gehäuse (10) vorgesehen ist, das alle Teile des Getriebeaggregats einschließlich des Wendegetriebes (68, 72, 74; 290, 292, 294) umschließt.

17· Getriebeaggregat nach Anspruch 16, d a d u r c h gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) ferner eine Aüsgangsdifferentialvorrichtung (80) umschließt, dessen Achse parallel zu den Achsen der genannten Wellen verläuft.

909885/0757