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Getriebe für Fahrzeuge, insbesondere Landfahrzeuge.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Getriebe für Fahrzeuge, insbesondere Landfahrzeuge, dessen eine Stufe als ständig gefüllter Turbowandler ausgebildet ist, und hat den Zweck, die Umschaltung vom Wandlerbetrieb auf die unmittelbare Verbindung zwischen dem Motor und den Antriebsrädern in einfacher'Weise zu ermöglichen.
Es sind Getriebe bekannt, bei welchen neben einem hydraulischen Wandler auch noch eine hydraulische Kupplung angeordnet ist und bei welchen das Einschalten der hydraulische'n Kreisläufe
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tragung durch die Flüssigkeit erfolgt und damit eine Abnutzung der kraftübertragenden Teile ausgeschlossen ist. Die Getriebe haben jedoch den Nachteil, dass die Zeiten zum Füllen und Entleeren der Kreisläufe für viele Betriebsfälle zu lange sind.
Diese Nachteile werden durch andere bekannte Bauarten vermieden, bei welchen sowohl der P1Ímärteil des Wandlers als auch der direkte Gang mittels einer mechanischen Doppelreibungskupplung eingeschaltet werden ; da der Wandler dauernd gefüllt ist, löst sich bei direktem Gang der Sekundärteil des Wandlers durch ein Freilaufgesperre von den Treibrädern und das Turbinenrad des Wandlers steht still. Dieses Getriebe hat also den Nachteil, dass die Übertragung des grossen Sekundärmomentes des Wandlers über ein Klemmgesperre erfolgt, dessen Ausführung bei grossen Leistungen Schwierigkeiten bereitet. Ausserdem ist es bei diesem Getriebe infolge der Konstruktion des Ktemmgesperres bzw. der Drehrichtung der Freilaufvorriehtung nicht möglich, den Wandler zur Bremsung des Fahrzeugs heranzuziehen.
Gerade diese Bremsmöglichkeit ist aber sehr erwünscht, da bei einer Bremsung mit dem Wandler der Motor nicht durchgehen, ebenso durch mehr oder weniger starkes Gasgeben die Bremswirkung beliebig verändert werden kann.
Es gibt auch bereits Getriebe, deren eine Stufe als ständig gefüllter Turbowandler ausgebildet ist und dessen Leitrad durch eine Bremse festgehalten ist, die gelöst wird, wenn für die höhere Gangstufe die Antriebs-und Abtriebswelle duich Einriieken einer Kupplung miteinander verbunden werden sollen. Da bei den bekannten Konstruktionen dieser Art die Mittel zur Änderung der Drehzahl der Motorwelle, die Mittel zur Betätigung der Leitradbremse und die Mittel zur Herstellung und Lösung der direkten Verbindung der Antriebswelle mit der Abtriebswelle voneinander unabhängig gehandhabt werden können, so fehlt bei diesen Getrieben jene Zwangläufigkeit der Betätigung der Schaltmittel, die einer vorteilhaften Sehaltungsweise entsprechen würde.
Gemäss der Erfindung wird zur starren Verbindung zwischen der mit dem Pumpenrad verbundenen Antriebswelle und der mit dem Turbinenrad verbundenen Abtriebswelle des Getriebes eine Klauenkupplung verwendet, deren Klauen so ausgebildet sind, dass das Einrücken nur möglich ist, wenn die Drehzahl des primären Kupplungsteiles kleiner zu werden beginnt als die des sekundären Kupplungsteiles. Die Organe zur Betätigung der Leitradbremse können dabei mit den Organen zur Betätigung der Klauenkupplung derart verbunden sein, dass die Leitradbremse selbsttätig gelöst wird, wenn die Klauenkupplung eingerückt wird. Die Organe zur Betätigung der Klauenkupplung können mit den Organen für die Biennstoffzuführung zur Antriebsmaschine derart verbunden sein, dass die
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muffe der Klauenkupplung erfolgt.
Für die Fahltwendung kann entweder ein wä ; lllend des Betriebes umschaltbares Wendegetriebe (Planetenrádwendegetrieoo) oder ein nur im. Stillstand sehaltbares Getriebe (Kegel- oder StirllJ adwendegrtriebe) nachge'scha1tet sein. In letzterem Falle-kann zwischen
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Motor und Antriebswelle des Getriebes eine mechanische Kupplung, z. B. eine Konus-oder Lamellenkupplung, eingebaut werden.
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt, u. zw. zeigt Fig. l ein Getriebe mit nachgeschaltetem Planetenradwendegetriebe im Schnitt, Fig. 2 ein Getriebe mit nachgeschaltetem Kegelwendegetriebe und vorgeschalteter Konuskupplung, teilweise im Schnitt, Fig. 3 eine Abwicklung der Klauenkupplung und Fig. 4 die Momentenlinie des Getriebes.
Gemäss Fig. l treibt die Motorwelle 1 die Primärwelle 2 des Turbogetriebes und damit das Pumpenrad 3 des Wandlers an. Der hydraulische Wandler besteht ausser der Pumpe 3 aus dem Turbinenrad 4 und dem Leitrad 5. -
Bei Wandlerbetrieb treten Momentenverhältnisse auf, die in Fig. 4 dargestellt sind. Von der Drehzahl der Turbine 4 und damit vom Sekundärmoment ist das Primäimoment bzw. die Primärdrehzahl (Motordrehzahl) nicht beeinflusst. Fällt die Geschwindigkeit und damit das Drehzahlverhältnis K : n1, so steigt das Moment auf der Sekundärseite.
In Fig. 4 ist beispielsweise der Momentenverlauf eines Wandlers gezeigt, bei welchem das Sekundärmoment im Anfahrpunkt 4'5mal so gross ist wie das Primärmoment ; ausserdem ist das Sekundärmoment bei einem Drehzahlverhältnis von
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das Sekundärmoment Null.
Es ist bekannt, dass auf das Leitrad 5 die Differenz von An-und Abtriebsmoment ML wirkt.
Damit eine Momentenwandlung zustandekommt, muss also das Leitrad 5 stillstehen. Dies wird erfindungsgemäss daduich erzielt, dass das Leitrad 5 bei Wandlerbetrieb mit einer Biemse 11 gegenüber dem Gehäuse 18 festgehalten wird. Der Abtrieb des Turbinenrades 4 erfolgt starr über die Welle 6. Kommt man in den Bereich der höheren Fahrgeschwindigkeiten, also in ein Diehzahlverhältnis n, : ih grösser als 0'7, so wird der Wirkungsgrad schlecht und die übertragene Leistung des Wandlers geringer als bei direktem Antrieb. Man schaltet also vorteilhafterweise bei einem Diehzahlverhältnis beispielsweise H : nul = 0 7 um. Hiebei spielt sich folgender Vorgang ab :
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bzw. der mit ihr starr verbundenen Klaue 8.
In Fig. 3 ist die Abwicklung der Klauen 7 und 8 in Umfangsrichtung dargestellt, ebenso die Drehriehtung dieser Klauen. Dleht sich Klaue 8 rascher als Klaue 7, so ist es nach Umlegen des Hebels 9, welcher mit der Feder 10 die Klaue 7 in die gezeichnete Stellung gedrückt hat und nun in die andere Stellung bewegt wird, so dass die Feder 10 die Klaue 7 zum Eingriff mit der Klaue 8 bringen will, nicht möglich, dass die beiden Klauen eingreifen, da die Abweiskanten dies verhindern. Geht man nun mit dem Gas des Motors zulüek, so sinkt die Drehzahl der Welle 2, bis schliesslich Klaue 7 Klaue 8 vorauseilen will. Die Betätigung der Mittel zur Verminderung der Brennstoffzuführung zum Motor soll beim Umschalten in Abhängigkeit von der Stellung der Schaltmuffe der Klauenkupplung geschehen.
Durch den Anpressdruek der Feder 10 und die Form der Klauen werden jedoch, sobald Klaue 7 sich rascher dreht als Klaue 8, die Klauen in Eingriff kommen und damit eine starre Verbindung zwischen der Motorwelle und den Antriebsrädern 16 herstellen.
Wie aus Fig. 4 zu ersehen ist, ist für diesen Betriebszustand, in welchem : Mj = l ist, das Moment, welches auf das Leitrad wirkt, entgegengesetzt dem Moment, welches auf das Leitrad einwirkt bei einem Drehzahlverhältnis kleiner als 0'7, also dem Normalbetrieb.
Die Vorrichtung zum Lüften der Bremse 11 ist mit dem Hebel 9 bzw. der Klaue 7 so verbunden,
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erleichtert wird, dass das oben beschriebene Moment, welches auf das Leitrad einwirkt, entgegengesetzte Drehrichtung hat. Da Pumpenrad 3 und Turbinenrad 4 des Turbowandlers nun starr miteinander gekuppelt sind, ferner das Leitrad 5 sieh frei drehen kann, wird von dem Wandler keinerlei Leistung aufgenommen, da die Schaufeln gegeneinander keine Relativbewegungen ausführen.
Beim Zurückschalten vom direkten Antrieb auf Wandlerbetrieb wird der Hebel 9 wieder um-
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Motor ein treibendes Moment auf die Abtriebswelle 6 ausgeübt wind, ist dies nicht möglich. Geht man mit dem Gas zurück, so verschwindet naturgemäss der Druck auf diese Klaue 7. Die Schiebemuffe 7 a kann deshalb durch die Feder 10 in die rechte Stellung gezogen werden. Die Bremse 11 bzw. ihre Betätigung ist mit der Schiebemuffe 7 a so verbunden, dass sie, sobald sie in der gezeichneten Stellung ist, angezogen wird.
Aus Fig. 4 ist zu ersehen, dass während des Umschaltvorganges, in welchem n, : n, zunächst = 1 ist, das Moment auf das Leitrad 5 sehr gering ist gegenüber dem Moment bei Normalbetrieb. Infolgedessen kann das Leitrad 5 in kürzester Zeit abgebremst werden. Die Bremse 11 kann ausserdem sehr klein bemessen werden, da für das glösste Moment, welches sie zu übertragen hat, diese Bremse 11 nur für ruhende Reibung berechnet werden muss, während beim Vorgang des Festbremsens, bei welchem jedoch, wie oben beschrieben, nur ein kleines Moment abgebremst werden muss, der kleinere Reibungskoeffizient der Bewegung gilt.
Gemäss Fig. 1 ist dem Getriebe nach der Erfindung ein Planetenradgetriebe 14 nachgeschaltet, das während des Betriebes geschaltet werden kann. Wird jedoch, wie in Fig. 2 dargestellt, das nach-
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des Wendegetriebes notwendig, dass über die Welle 6 kein Moment mehr übertragen wird. Um dies zu ermöglichen, löst man die bei Anwendung eines nicht während des Betriebes schaltbaren Wendegetriebes zwischen die MotorweHe 7 und die Primärwelle 2 zwischengeschaltete Reibungskupplung 77. Eifindungs- gemäss ist die Kupplung 17 so mit dem Getriebe verbunden, dass, sobald sie gelöst wird, der Hebel 9 t in die rechte Stellung gedrückt wird und damit der Wandlerbetrieb eingeschaltet ist. Dadurch ist es ausgeschlossen, dass mit dem direkten Gang angefahren wird.
Durch das Planetengetriebe 14 oder die Kupplung 17 können die Antriebsräder 16 vom Motor getrennt werden. Dies ist sowohl zum An- werfen als auch zum Prüfen des Motors bei stillstehendem Fahrzeug wichtig. Es besteht ausserdem die
Möglichkeit, den Motor durch Anschleppen des Fahrzeuges anzuwerfen.
Von der Primärwelle 2 wird eine Hilfspumpe 12 angetrieben, die die Leckverluste des Turbo- wandlers ersetzt und einen Teil der Betriebsflüssigkeit durch den Kühler 13 leitet. Um eine wirksame
Kühlung der Bremse 11 zu erreichen, ist diese auf dem grössten Umfang des Wandlerleitrades 5 angebracht.
Es ist für die Erfindung ohne Bedeutung, ob die Betätigung der Kupplung 17, des Hebels 9 und der Bremse 11 von Hand oder automatisch, ausserdem ob die Einrichtungen für die Betätigung mittels
Vakuum oder mit sonstigen Mitteln erfolgt, schliesslich auch, ob hinter dem gezeichneten Getriebe ein während der Fahrt schaltbares mehrstufiges Zahnradgetriebe angeordnet wird, um den Geschwindigkeitsbereich des Fahrzeugs bzw. die vom Turbowandler erzeugte Momentenwandlung noch weiter zu steigern.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Getriebe für Fahrzeuge, insbesondere Landfahrzeuge, dessen eine Stufe als ständig gefüllter Turbowandler ausgebildet und dessen Leitrad durch eine Bremse festgehalten ist, die gelöst wird, wenn für die höhere Gangstufe die Antriebs-und die Abtriebswelle durch Einrücken einer Kupplung starr miteinander verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, dass zur starren Verbindung zwischen der mit dem Pumpenrad verbundenen Antriebswelle und der mit dem Turbinemad veibundenen Abtriebswelle des Getriebes eine Klauenkupplung (7, 8) verwendet wird, deren Klauen so ausgebildet sind, dass das Einrücken nur möglich ist, wenn die Drehzahl des primären Kupplungsteiles (8) kleiner zu werden beginnt als die des sekundären Kuppplungsteiles (7).