Mehrgängiges Wechselgetriebe. Es ist bekannt, die guten Eigenschaften eines Zahnradwechselgetriebes, insbesondere dessen geringe Verluste, mit den guten Eigen schaften eines Strömungsgetriebes, insbeson dere dessen stufenlos veränderliche Moment wandlung, dadurch bei Kraftübertragungen, vor allem solchen für Landfahrzeuge, mitein ander zu vereinigen, dass ein Strömungsge triebe mit einem Zahnradwechselgetriebe der art vereinigt wird, dass der Kraftfluss stets beide hintereinander durchfliesst.
Bai solchen Übertragungsanlagen muss in gleicher Weise wie bei rein mechanischen Getrieben zum Schalten der Gänge im 7,ahnradweehselge- triebe der Kraftfluss kurzzeitig unterbrochen werden, um so die Schaltkupplungen bei der hierbei sieh ergebenden Entlastung ausrücken und die Schaltelemente des neuen Ganges auf gleiche Geschwindigkeit, bringen zu können. Zur Unterbrechung des Kraftflusses kann dabei eine zwischen Turbogetriebe und Zahn radweehseIgetriebe angeordnete mechanische Reibungskupplung dienen.
Es ist. aber auch schon vielfach vorgeschlagen worden, den. Kraftfluss im hydraulischen Teil zu unter brechen, sei es dürch Entleeren von Be triebsflüssigkeit, sei es .durch Ausrücken eines Schaufelrades, sei es durch Einschieben eines Ringschiebers in den Weg der Flüssigkeit, oder aber durch. Verdrehen der Schaufeln eines Schaufelrades in eine A'bsehlussstellung.
Allen diesen bekannten Vorschlägen bzw. Ausführungen haften verschiedene erhebliche Nachteile an. Die Reibungskupplungen müs sen besonders gross und schwer gebaut werden und sind ausserdem einem erheblichen Ver schleiss unterworfen. Daneben sind noch be sondere Vorrichtungen, wie Servomotoren und Steuereinrichtungen, zu deren Betäti gung notwendig.
Die Kraftflussimterbre- chung im hydraulischen Teil durch Entleeren des Kreislaufes kann zwar mit sehr einfachen Mitteln bewerkstelligt werden; aber das Ent leeren eines Kreislaufes, insbesondere aber das Wiederauffüllen, kann nicht in allen Fällen ohne besonderen Aufwand in beliebig kurzer Zeit erfolgen.
Das Ausrücken eines Strömungskreislaufes durch Verschieben eines Laufrades oder durch Schaufelverdrehung bzw. durch Einschieben eines Ringschiebers kann durch die hierbei erforderliche beson dere Ausbildung des Strömungskreislaufes eine erhebliche Wirkungsgradeinbusse im h5- dra.ulisehen Teil während des normalen Be triebes bringen, sowie einen verwickelten Auf bau, insbesondere der hierfür erforderlichen Steuervorrichtung.
Bei allen diesen bekannten Vorschlägen ist während des Umschaltvorganges eine Zug kraftunterbrechung notwendig" um die Gang schaltkupplungen zu entlasten. Um diese Zug kraftunterbrechung, die beim Gangschalten wegen des durch sie bedingten Fahrgeschwin- diggkeitsa-bfalles durchaus unerwünscht ist, zu beseitigen, ist. bei rein mechanischen Getrie ben bereits vorgeschlagen worden, eine Kraft- maschine über zwei getrennte ein- und aus schaltbare Wege mit der getriebenen Welle zu verbinden, wobei der eine Kraftweg den 1., 3. und gegebenenfalls 5.
Gang usw. und der andere Kraftweg den ?,. und gegebenen falls 4. Gang usw. enthält.
Die Erfindung betrifft nun ein mehr gängiges -#Vechselgetriebe mit zwei parallelen, durch je eine ein- und ausrückbare Sehlupf- kupplung ein- und ausschaltbaren und von einander getrennten Kraftwegen, von denen wenigstens einer ein mechanisches Wechsel getriebe enthält, wobei die Übersetzungen so gewählt sind,
dass aufeinanderfolgende Gänge wechselweise von dem einen bzw. andern Kraftweg gebildet werden. Sie ist gekenn zeichnet durch die Ausbildung als hydro- mechanisches Verbundgetriebe derart, dass für das Ein- und Ausschalten der beiden Kraftwege ein- und aussehaltbare, wenig stens zum Teil mit. mechanischen Stufen in Reihe geschaltete :Strömungskreisläufe vor handen sind, und ferner gekennzeichnet.
durch die Ausbildung wenigstens der nicht zum Einschalten. des ersten Ganges in jedem mit einem mechanischen Wechselgetriebe aus gestatteten Kraftweg dienenden Gangschalt kupplungen als Synchronkupplungen, zum Beispiel Sperringkupplungen, Abweisklauen- kupplungen, Leggekupplungen usw., die ein Einrücken nur im Synchronismus zulassen.
Eine solche Ausbildung des Wechselgetrie- bes erlaubt es, diesem erst die nötige Ein fachheit in der baulichen Ausgestaltung und in der Bedienung sowie die notwendige Be triebssicherheit zu geben.
Bei einem der erwähnten bekannten Vor schläge für rein mechanische Getriebe sind Klauenkupplungen vorgesehen, die nur im Stillstand des betreffenden Wellenstranges geschaltet werden können. Hierzu muss dieser Strang sowohl auf der Antriebs- als auch auf der Abtriebsseite abgeschaltet werden, wes halb ausser vier Klauenkupplungen auch noch vier Schlupfkupplungen erforderlich sind.
Diese Ausführung bietet daher keine Vorteile gegenüber einem Getriebe, das für jeden Gang eine besondere Schlupfkupplttng aufweist. Bei einem weiteren bekannten Vorschlag sind für ein vierstufi-,es Getriebe vier Klauen kupplungen und vier F'reilaufkupplungen vorgesehen, was wiederum einen verhältnis mässig grossen Aufwand bedeutet.. Trotzdem müssen die Klauenkupplungen bei Nichtsyn chronismus angedrückt und der Sy nchronis- mus durch Ratschen der Klauen bei gleich zeitigem Beschleunigen der Masse der Kupp lungshälften erzwungen werden.
Die bekannt lieb wenig betriebssicheren Freiläufe sind hier vorgesehen, um eine Zugkraftunterbre- chung beim Umschalten zu verhindern.
Im Gegensatz zu diesen Ausführungen ist es vorteilhaft, als Schlupfkupp'lungen 'Strö mungskreisläufe und als Gangschaltkupplun- gen wenigstens für den zweiten und jeden folgenden vom einen oder andern Kraftweg gebildeten Gang Synehronklauenkupplungen zu verwenden. Mit dieser Ausführung lassen sieh folgende aussehlaggebende Vorteile er zielen 1.
Vermeidung der Zugkraftunterbre- ehung dureheinfachste Mittel, nämlich durch die Art des Ein- und Aussehaltens der Strö mungskreisläufe, also etwa. durch entspre chendes Abgleichen des Füll- und Leervor ganges des jeweils ein- und auszuschaltenden Strömungskreislaufes;
2. erleichtertes Einrücken, zum Beispiel von Klauenkupplungen, dadurch, dass die An wendun- der Hydraulik ein allmähliches LTberbrüeken des Getriebesprunges und damit ein allmähliches weiches Durchfahren des Synchronismus gestattet.
Bei der vorgenannten Ausführung wird beim Ein- und Ausschalten des jeweiligen Kraftweges an den Klauenkupplungen immer der Synchronismus durchfahren, so dass die K'lauenkupplungen, die so ausgebildet sind, :dass sie ein Einrücken bei Nichtsynchronis mus nicht gestatten, ohne Ratschen und ohne dass es erforderlich wäre, irgendwelche -. < ,las- sen zu beschleunigen, geschaltet werden kön nen.
Es wird also zum Beispiel der Ausschalt vorgang, etwa der Entleervorgang des gerade auszuschaltenden Kreislaufes, hierbei gleich zeitig zur Drehzahlangleichung an der me- ehanisehen Schaltkupplung verwendet. Die Cmsehaltung bei einem solchen Getriebe voll zieht sich demnach so weich und stossfrei, wie wenn nur hydraulische Kreisläufe mit ver schiedener fester, also nicht schaltbarer ü'ber- setzung vorhanden wären.
Diese Vorteile ergeben sich also bei einer zweckmässigen Ausführung des Getriebes zu sätzlich ztt clen! bekannten Eigenschaften der Hydraulik, wie stossfreie, weiche Kraftüber tragung, Stufenüberbrückung und derglei chen.
Beim vorliegenden Wechselgetriebe han delt es sich nicht. um den blossen Ersatz einer schaltbaren Schlupfkupplung (Reibungskupp lung) durch eine andere, an sich bekannte Schlupfkupplung (Strömungskupplung);
die Erfindung besteht. viehmehr in dem Vor schlag der Anwendung des Mehrweggetriebe- gedankens auf eine ganz besondere Art, von Wechselgetrieben und in der gleichzeitigen besonderen Ausbildung der Gangsehaltkupp- lungen innerhalb der einzelnen Kraftwege, wobei ausser den bekannten Vorzügen der Sti,öinurigsgetriebe noch weitere Vorteile er reicht werden können.
Bei einem mehr als dreigängigen Getriebe ist zweckmä.ssigerweise in jedem Kraftweg so wohl ein Strömungsgetriebe als auch ein Zahnradwechselgetriebe vorgesehen, derart, dass die Sekundärseiten der beiden Strö mungsgetriebe unabhängig und getrennt von einander über je ein Zahnra.2dwecbselgetriebe auf eine gemeinsame oder auf verschiedene Antriebswellen treiben.
Mit einer solchen Einrichtung können die für die Gangschaltung im mechanischen Ge triebe erforderlichen Umschaltzeiten dadurch völlig gespart und die Kraftflussunterbre- chung vermieden werden, dass zur Umschal tung von einem zum nächsten Gang von einem Kraftweg auf ölen parallel dazu liegenden, bzw.
von einer Getriebeeinheit (Strömungs getriebe und Wechselgetriebe) auf die andere übergegangen wird, und d'ass das Schalten der mechanischen Gänge, also etwa. das Ver schieben der Gangwechselkupplungsmuffen oder das Verschieben von Zahnrädern jeweils gerade in dem Kraftweg vorbereitet und vor genommen wird, der augenblicklich unbela stet ist, also solange der vorhergehende Gang noch eingeschaltet ist.
und die Kraftüibertra- gung noch über Bliesen vorhergehenden Gang erfolgt. Die Umschaltung der Zahnradstufen wird also jeweils in dem Zahnradwechsel- ; get:riebe vorgenommen, dessen zugehöriges Strömungsgetriebe abgeschaltet . ist, so ass die gerade benötigten Gangschaltelernente ohne jede Belastung sind und daher leicht betätigt werden können.
Das Abschalten der Strömungsgetriebe kann in irgendeiner bekannten Weise vorge nommen werden. Hierfür ist jede Abschal- tungsart geeignet, bei der eine genügende Kraftflussunterbrechung bewirkt wird und bei der der Strömungskreislauf beim Mitlaufen in abgeschaltetem Zustand nur geringe Ver luste bringt.
Beispielsweise kann das Ein4 und Ausschalten der Strömungsgetriebe durch ein faches Füllen und Entleeren bewirkt werden, ein Verfahren, das ohne Schwierigkeit bis mi den grössten Leistungen :anwendbar ist und das als das betriebssicherste angesprochen werden kann, das aber ausserdem auch die durch die besondere Ausbildung des Kreislau fes bei sonstigen Ausrückmöglichkeiten be dingte WirkLtngsgmad!verschlechterung wäh rend der gesamten Betriebszeit völlig vermei det.
Eine auch nur kurzzeitige :Zugkra.ftunt.er- breehung kann, bei der Umschaltung :der Strö mungskreisläufe durch Füllen und Leeren da durch gänzlich beseitigt werden, dass das Ent leeren -des zunächst in Betrieb befindlichen Kreislaufes der einen Getriebeeinheit und das Füllen des in Betrieb zu nehmenden Kreis laufes der andern Getriebeeinheit gleichzeitig vorgenommen und dabei das Entleeren und Füllen derart gesteuert wird, d'ass das Kraft übertragungsvermögen der beiden Kreisläufe zusammen während des Umschaltvorganges ungefähr konstant. bleibt.
Die Strömungsgetriebe der beiden Getriebe- einheiten können in bekannter Weise aus einem oder mehreren Strömungskreisläufen, sowohl Wandlern als auch Kupplungen, be stehen, je nach den besonderen Anforderun gen, die an die Kraftübertragung gestellt werden.
Es ist nicht wesentlich, dass zwei völlig voneinander getrennte beziehungsweise etwa nur rein äusserlich zusammengebaute mecha nische Wechselgetriebe vorhanden sind, son dern es können zum Beispiel die verschie denen Zahnradstufen derart zu einem gemein samen Wechselgetriebe vereinigt. werden, dass nur einzelne Zahnräder ausschliesslich mit dein einen oder andern 'Strömungslzreislauf benutzt werden, während die andern bei der Kraftübertragung sowohl über den einen als auch über den andern Kraftweg in Betrieb kommen.
Es wird sogar eine Lösung ange geben, bei. der alle Zahnräder sowohl zusam men mit dem einen als auch mit. dem andern Strömungsgetriebe verwendet werden. Im ein fachsten Anwendungsfalle der Erfindung, nämlich einem dreigängigen Getriebe, enthält der eine Kraftweg zweckmässig einen ein- und ausschaltbaren Strömungskreislauf und ein mechanisches Zweiganggetriebe und der an dere Kraftweg nur einen ausschaltbaren Strö mungskreislauf, der allerdings sowohl eine andere Eingangsübersetzung als auch eine an dere Ausgangsübersetzung als das Strömungs getriebe im andern Kraftweg und ausserdem eine andere innere Übersetzung haben kann.
Unter innerer Übersetzung ist dabei das Ver hältnis
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(Sekundär- zu Primärdrehzahl) zu verstehen, bei dem der Strömungskreislauf sein @V irkungsgradmaximum hat. Schliesslich kann die Ausgangsübersetzung zum Beispiel durch ein an sieh vorhandenes Zahnradpaar des dem andern Strömungsgetriebe zugeord neten Zahnradwechselgetriebes gebildet wer den.
Es ist für die Erfindung unwesentlich, ob die beiden Getriebeeinheiten auf verschiedene oder auf dieselbe Achse eines Fahrzeuges trei ben oder ob :die gesamte Kraftübertragung für stationäre Anlagen verwendet wird. Für den Fall des Abtriebes auf eine Achse bzw.
eine gemeinsame Abtriebswelle besteht bei An ordnung der beiden Strömungsgetriebe auf zueinander parallelen Wellen die Möglichkeit., die beiden Getriebeeinheiten nicht nur über ein zum Teil gemeinsames Hochganggetriebe anzutreiben, sondern es können beispielsweise, wie schon oben angedeutet, hierbei auch ein zelne oder alle Zahnräder der naehgeschal- teten Zahnradstufen beiden Getriebeeinheiten gemeinsam zugeordnet werden. Hierdurch ist.
eine Lösung angegeben, rnit welcher eine ge- ,visse Anzahl von Gängen mit einem lZin- destmass von Zahnrädern erreichbar ist.
Darüber hinaus ist noch eine Reihe von besonderen Anordnungs- und Kombinations möglichkeiten gegeben, von denen je nach den Erfordernissen des Antriebes oder je nach. den vorhandenen Platzverhältnissen jeweils die eine oder andere als günstigste auszuwählen ist. Auf eine Reihe solcher verschiedener Aus führungsmöglichkeiten, wird weiter unten an Hand der Zeichnung noch näher eingegangen werden.
Bei einem Getriebe nach der Erfindung kann erreicht werden, dass sieh die U msehal- tung so vollzieht, wie wenn nur hydraulische Kreisläufe mit verschiedener fester, also nicht schaltbarer Übersetzung, vorhanden wären. Dies trifft dann zu, wenn bei jeder mittels der Kreisläufe bewirkter Gangschaltung von einem Kraftweg zum andern, der Cza.ngwech- sel im mechanischen Teil dadurch während des Umschaltvorganges selbst überhaupt nicht in Erscheinung tritt,
dass er schon vor dem eigentlichen Umsehaltvorgang, noch während der vorhergehende Gang in Betrieb ist, vorbe reitet und durchgeführt wird.
Gegenüber hydraulischen Getrieben, bei denen jedem Gang ein besonderer hydrau- liseher Kreislauf mit. fester Übersetzung zur Abtriebswelle zugeordnet. ist, kann beim Ge triebe nach der Erfindung u. a. der wesent liche Vorteil erreicht werden, dass die grösste Umfangsgeschwindigkeit der einzelnen Kreis lauf-Sekundärteile nur vom Betrieb der zuge hörigen 'Strömungskreisläufe im gefüllten Zu stand bestimmt wird, während dort.
die für die niedrigeren Gänge bestimmten Kreislauf- Sekundärteile jeweils bei den höheren Gängen mit entsprechender L berdrebzahl laufen müs sen, da ja. dort die Sekundärteile der Strö- mungskreisläufe stets irgendwie miteinander gekuppelt sind.
Die den einzelnen Getriebeeinheiten: zuge ordneten Strömungsgetriebe, zum Beispiel zwei Wandler, können mit- verschiedener in nerer Übersetzung so ausgeführt. werden, dass ihr Wirkungsgradmaximum bei versehiedenen Werten: des Verhältnisses von Sekundärdreh zahl zu Primärdrehzahl
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liegt. Hierbei kön nen bei Verwendung von zwei Zahnradwech selgetrieben meist je zwei Übersetzungsstufen in den beiden 'Zahnradwechselgetrieben völlig gleich ausgebildet oder wenigstens ihre Über setzungsverhältnisse einander angeglichen werden.
Dieselbe Ausführung des mechani schen Getriebes kann auch dann gewählt. wer den, wenn zum Beispiel die beiden Wandler vont gleichen<B>Typ,</B> aber rriit verschiedener Grösse ausgeführt, sind und mit verschiedener Eingangsdrehzahl angetrieben werden.
In manchen Fällen wird es sich empfeh len, sowohl. die Strömungskreisläufe mit, ver schiedener innerer Übersetzung als auch die aufeinanderfolgend@en Zahnradwechselge- triebest.ufen mit. verschiedener Übersetzung auszuführen, also die Gesamtübersetzung von einer Stufe zur nächsten teils in die 'Strö- mungskreisläufe und teils in die mechanischen Stufen zu legen.
In der Zeichnung ist die Erfindung in einigen Ausführungsbeispielen, dargestellt.. Fig.l zeigt. ein Vierganggetriebe mit je einem Strömungswandler und zwei Zahnrad- stufeni in jedem Kraftweg.
Fig. 2 zeigt in mehr schematischer Form ein ähnliches Getriebe mit zwei Wandlern verschiedener innerer Übersetzung und gleich grossen Zahnrädern für je zwei aufeinander folgende Stufen im Zahnradwechselgetriebe. Fig. 3 stellt wiederum ein Viergangge triebe, aber mit gleichachsig angeordneten qtrömungskreisläufen dar.
Fig. 4 zeigt eine weitere Getriebeausfüh rung, bei der das eine Strömungsgetriebe zwei Strömungskreisläufe besitzt. Die Fig.'5 bis 9 geben verschiedene Aus- führungsmöglichkeiten für ein Dreigangge triebe an, und zwar:
Fig. 5 mit gleichachsiger Anordnung der Strömungsgetriebe und zwischen diesen lie gendem Zahnradwechselgetriebe, Fig. 6 mit. parallel angeordneten Strö mungsgetrieben und dahinterliegendem me- ehanischem Getriebe, Fig. 7 eine ähnliehe Ausführung wie Fig.6, jedoch mit zwischen den Strömungs wandlern liegendem mechanischem Getriebe und direktem Abtrieb des einen Wandlers,
Fig. 8 eine grundsätzlich gleiche Ausfüh rung wie Fig. 7, jedoch mit Anordnung des einen Wandlers parallel zur Doppelsch,alt- muffe des Zahnradwechselgetriebes seitlich unmittelbar neben dieser und Fig. 9 eine weitere Ausführung mit. zwei Einzelschaltmuffen im mechanischen Teil.
Die Fig. 10 und 11 zeigen zwei Anordnun gen mit. einem Planetengetriebe im mechani schen Teil, und zwar: Fig.10 mit einem Planetengetriebe zwi schen den beiden Kreisläufen und, Fig. 11 mit. einem Planetengetriebe hinter diesen.
Fig. 12 zeigt noch eine besonders einfache Form eines Vierganggetriebes.
Bei dem in, Fig. 1 gezeigten. Getriebe lie gen zwei gleich grosse und gleich beschaufelte Strömungswandler 1 und 2 mit paralleler Achse nebeneinander. Ihre Pumpenräder 3 und 4 werden über das 'Zahnrad 5 und die Ritzel 6 und 7 angetrieben. Die Sekundär- räder $ und 9 sind mit je einer Welle 10 bzw. 11 verbunden, die in der Mitte auf einem steilgängigen Gewinde 12 bzw. 13 eine doppel seitige Klauenkupplungsmuffe 14 bzw. 15 trägt.
Diese Klauenkupplungsmuffen können mit den Zahnrädern 16, 18 bzw. 17, 19 über die an diesen Zahnrädern vorgesehenen Klauenkränze gekuppelt werden. Die zuletzt genannten Zahnräder kämmen ihrerseits mit. den auf der Abtriebswelle 20 aufgekeilten Zahnrädern 21 und 22. Die Klauen'kupplun- gen sind als Synchronkupplungen! mit Klin- keneinriicksteiterung ausgebildet (Klinken 2@, 2'Ü, 27, 28).
Das Schalten der einzelnen Gänge geht hierbei wie folgt vor sich: Zum Anfahren wird der Wandler 1 ge füllt. Das Pumpenrad 3 beschleunigt. dann das Turbinenrad 8 und die mit ihm gekup pelte Welle 10.
Die mit dem Klauenkranz des Zahnrades 16 in Eingriff stehenden Sperr klinken 25 der Kupplungsmuffe 14 sind so angeordnet, da.ss sie sich bei stillstehendem Zahnrad 16 und sieh nach vorwärts in Bewe gung setzender Welle 10 gegen die Klauen des Zahnrades 16 abstützen und schon bei der ersten Teildrehung der Welle 10 die Kupp lungsmuffe 14 auf dem Steilgewinde 12 nach rechts schieben und, den rechten Klauenkranz der Kupplungsmuffe mit dem Klauenkranz des Zahnrades 16 in Eingriff bringen, so dass nunmehr der Kraftwe- über den Wandler 1 zur Welle 10,
von hier über die Kupplungs- muffe 14 zum Zahnrad 1,6 und von diesem über das Zahnrad 21 zur Welle. 20 führt..
Zur Umschaltung auf den zweiten CTang wird lediglich der Wandler 2 gefüllt, wodurch sieh in gleicher Weise wie oben für den ersten. Gang dargestellt, die Kupplungsmuffe 1.5 nach rechts schiebt und mit dem Zahnrad 1.7 kuppelt, sobald die Sekundärwelle des Wand- lers 2 die Drehzahl des über das Zahnrad 21 schon im ersten Gang mit kleinerer Drehzahl als das Zahnrad 16 angetriebenen Zahnrades 17 erreicht- hat. und dieses zu überholen sieh anschickt. Gleichzeitig mit.
dem Füllen des Wandlers 2 wird das Entleeren des Wandlers 1 eingeleitet, so dass nunmehr die Drehzahl der Welle 10 und mit ihr die Drehzahl der Kupphlngsmuffe 14 gegenüber der Drehzahl des Zahnrades 1.6, das nunmehr über (las Zahnrad<B>2.1</B> vom Zahnrad 17 her mit zuneh mender Drehzahl angetrieben wird, absinkt.
Im ersten Augenblick des Absinkens der Drehzahl der Welle 10 gegenüber der noch mit den Klauen des Zahnrades 16 in Eingriff befindlichen Muffe 14 schraubt sich diese ausser Eingriff mit 16, worauf die Klinken 27 mit dem Zahnrad 18 in Eingriff kommen, das sieh ja über den 'Teil 21, 20, 22 im ersten Gang mit anderer (kleinerer) Drehzahl mit dreht..
Sobald die Drehzahl der Kupplungs muffe 14 zusammen mit. der Welle 10 während des weiteren Entleervorganges des Wandlers 1 jene des Zahnrades 1.8 erreicht und unter diese Drehzahl abfallen will, kommen nun mehr die dem Zahnrad 18 zugekehrten Klin ken 27 der Kupplungsmuffe zur Wirkung und schieben die Kupplungsmuffe nach links, derart, dass ihre Klauen: mit. den Klauen des Zahnrades 18 in Eingriff kommen.
Damit ist im mechanischen Teil, während die Kraft über den inzwischen gefüllten Wandler 2 und die Zahnräder 17 und 2.1 übertragen wird, die Umschaltung auf den nächsten, den drit ten Gang, bereits selbsttätig vollzogen. Es bedarf nun nur noch der Entleerung des Wandler. s2 und der Fülluni- des Wandlers 1, um damit die Gangschaltung zu bewerkstelli gen.
Da. sich beider hier gewählten Ausfüh rung die Kupplungsmuffe 1.1, sobald der Wandler 1 wieder gefüllt wird, selbsttätig nach rechts verschieben und ausser Eingriff mit dem Zahnrad 18 kommen würde, muss bei der beabsichtigten Umschaltung auf den drit ten Gang vor dem Einleiten der Entleerung des Wandlers 2 Lind der Füllun,ru des Wand- lers 1 die Kupphingsinuffe 14 in. ihrer für den:
dritten Gang vorbereiteten Stellung ver riegelt werden; hierzu ist auf der Welle 10 eine Verriegelungsmuffe 23 vorgesehen, die, in die linke Endlage verschoben, ein Verdre lien und Verschieben der Kupplungsmuffe gegenüber der Welle 10 verhindert. Soll statt. zum dritten (",rang auf den eisten Gang, zu- rüekgeschaltet \-erden, dann braucht ledig lich der Wandler \? entleert und der Wandler 1 gefüllt zu werden.
Die Welle 10 beschleu nigt. sieh dann so sehr, dass sie die Drehzahl des Zahnrades 16 erreicht uncl dieses über holen will, wobei die Muffe 1.4 mit, diesem Zahnrad in Eingriff kommt.
Durch das Entleeren des Wandlers 2 sinkt die Drehzahl der Welle 11 und damit die Drehzahl der Kupplungsmuffe 15 gegenüber der Drehzahl des Rades 17 ab, so dass in glei cher Weise wie für die Kupplungsmuffe 14 erläutert, sieh die Kupplungsmuffe 1:5 vom Zahnrad 17 löst und mit dem Zahnrad 19 kuppelt, und so die Schaltung zum vierten Gang im mechanischen Teil vorbereitet, und zwar wiederum in dem Kraftweg, der augen blicklich unbelastet ist.
Sobald sich nunmehr das etwa mit dem Getriebe ausgerüstete Fahrzeug im dritten Gang auf die entsprechende Geschwindigkeit beschleunigt hat, wird die Kupplungsmuffe 15 durch die Verriegelungsmuffe 24 in ihrem Eingriff mit dem Zahnrad 19 verriegelt sowie Wandler 2. gefüllt und Wandler 1 entleert, wodurch der vierte Gang über Rad 19 erreicht wird.
Zum Rückschalten auf den dritten Gang wird - die Kupplungsmuffe 14 ist immer noch gegen das Zahnrad 18 verriegelt - der Wandler 1 gefüllt und Wandler 2 entleert. sowie ausserdem die Verriegelung der Kupp lungsmuffe 15 gelöst.
Der zweite Gang wird durch Umfüllender beiden Wandler, also Entleeren des Wandlers 1 und Füllen des Wandlers 2, und durch vorheriges Entriegeln der Kupplungsmuffe 14 eingeschaltet. Die Muffe 15 kuppelt. sieh hierbei über Glas Steilgewinde wieder selbst tätig mit dem Zahnrad 17.
Zum Einschalten des ersten Ganges wird der Wandler \? entleert. und Wandler 1 ge füllt, wobei sieh die Kupplungsmuffe 14 selbsttätig mit dem Zahnrad 16 kuppelt, Die Steuereinrichtung für das Füllen und Leeren der Strömungskreisläufe sowie für das Verriegeln und Entriegeln der Kupplungsmuffen wird zweckmässig, selbst tätig arbeitend ausgebildet., etwa \ in Ab hängigkeit von einem Fliehkraftregler oder dergleichen,
der von der Fahrgeschwindigkeit oder aneh gleichzeitig von Fahrgeschwindig keit und Motordrehzahl abhängig ist.
Die beiden Wandler nach Fig. 1. sind, wie e rwi 'ihnt, völlig C gleich, also gleich gross und gleich beschaufelt;
ihr Wirkungsgradmaxi mum liegt, also bei denn gleichen Wert des Verhältnisses
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind zwei verschiedene Wandler 3,1 und 32, und zwar zwei Wandler mit verschiedener innerer Überset.zun.g angenommen.
Dabei soll die Verschiedenheit der innern Übersetzung so gross sein, .dass das beim ersten Gang an der Kraftübertragung beteiligte Zahnrad 33 gleich gross wie das beim zweiten Gang be teiligte Zahnrad 34, und das für den, dritten Gang vorgesehene Zahnrad 35 gleich gross wie das im vierten Gang eingeschaltete Zahnrad 36 gemacht werden kann. Im Gegensatz hierzu sind bei der Ausführung nach Fig. 1 die Zahnräder 16, 17, 18 und 19 in ihrem Durch messer entsprechend gestaffelt.
Im übrigen kann dieses Getriebe in gleicher Weise wie das nach Fig. 1 ausgebildet sein; die Umschalt kupplungen für den mechanischen Teil brau chen jedoch keineswegs selbsttätig wirkende Kupplungen der erläuterten Art. zu sein, son dern können irgendeine andere bekannte, nur im Synchronismus schaltende Bauform haben. In diesem Falle sind jedoch noch besondere Servomotoren zum Verschieben der Kupp lungsmuffen erforderlich.
Die Zahnräder 33 irnd 34 treiben über das gemeinsame Zahnrad 37 und die Zahn räder 35 und 36 über das gemeinsame Zahn rad 38 auf die Abtriebswelle 39. Angetrieben wird das Getriebe über einen teils gemein- samen! IIoehgang 40 in gleicher Weise wie bei der Ausführung nach @Fig. 1.
Die in Fig.3 gezeigte Ausführung, bei welcher die beiden Wandler 41 und 42 gleich achsig zueinander angeordnet sind, wird in solchen Fällen bevorzugt werden, wo sieh der für das Getriebe zur Verfügung stehende Raum mehr in die Länge erstreckt, etwa. wie bei einer Lokomotive, im Gegensatz zu den Platzverhältnissen bei einem Triebwagen, wo ein Getriebe nach den Fig. 1 oder 2 irn all gemeinen bevorzugt werden dürfte.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fug. 3 sind die beiden Sekundärräder 43 und 44 der Wandler 41 und 42 mit je einer Hohlwelle. 45 bzw. 46 verbunden., auf welchen Wellen ;je eine Doppelklauenkupplungsmuffe 47 bzw. 48 axial verschiebbar angeordnet ist.. Auf den Wandlerabtriebshohlwellen 45 und 46 ist bei derseits der Kupplungsmuffen je ein Zahn- rad frei drehbar gelagert, wobei das zwischen den beiden Kupplungsmuffen liegende Zahn rad beiden gemeinsam zukommt. Dieses Zahn rad kann also sowohl mit der einen als auch mit der andern Kupplungsmuffe verbunden werden.
Die beiden Strömungskreisläufe sind hier mit. verschiedener innerer Übersetzung ausgebildet. Die Kupplungsmuffe 47 sitzt zwi schen den Zahnrädern 49 und 50 und die Kupplungsmuffe 48 zwischen den Zahnrädern 49 und 51. Diese Zahnräder kämmen mit den Zahnrädern 52, 53 und 54 auf der gemein samen Abtriebswelle.
Im ersten Gang arbeitet der Wandler 41 über die illuffe 47 und die Zahnräder 49 und 52 auf die Abtriebswelle und im zweiten Gang der Wandler 42 über die Muffe 48 und die Zahnräder 49 und 52. Zur Umschaltung auf den dritten Gang ist, solange der Wandler 42 noch gefüllt, der Wandler 41 also an der Kraftübertragung nicht beteiligt ist, die Kupplungsmuffe 47, an der in diesem Zu stand nur das unbelastete Turbinenrad 43 des Wandlers 41 hängt, aus der Mittellage nach links zu verschieben.
Wird nunmehr der Wandler 42: entleert und der Wandler 41 ge füllt, dann arbeitet im dritten Gang der Wandler 41 über 47, 50 und 53 auf die Ab- triebs-welle. Während der dritte Gang in Be trieb ist, wird zur Vorbereitung des vierten Ganges die Kupplungsmuffe 48 auf der nun mehr unbelasteten Abtriebswelle 46 des Wandlers 42 nach rechts zum Eingriff mit dem Zahnrad 51 verschoben, so dass im vier ten Gang nach Entleeren des Wandlers 41 und Füllen des Wandlers 42 dieser nunmehr über -die Muffe 48 und die Zahnräder 51 und 5.1 auf die gemeinsame Abtriebswelle treibt.
Die Umschaltung der Kupplungsmuffen kann in ähnlicher Weise wie bei den Getrie ben nach Fig.1 selbsttätig oder wie in der Zeichnung angedeutet, willkürlich durch Handhebel bewirkt werden. Über den beiden Handhebeln ist in der Zeichnung durch rö mische Ziffern die jeweilige Stellung für die vier verschiedenen Gänge angegeben.
In Abweichung von den bisher gezeigten Ausführungsbeispielen: ist in Fig. 4 eine Ge- triebeform gezeigt, bei welcher das Strömungs- getriebe in dem einen Kraftweg aus einem Wandler 61 und einer Kupplung 6,2 und das Strömungsgetriebe des andern Kraftweges aus einer 'Strömungskupplung 63 besteht.. Der Wandler 61 und die Kupplung 62 treiben über die Sekundärwelle 64, und die Kupplung 63 über die Welle 65 auf je ein zweistufiges Zahnradwechselgetriebe 66 bzw. 67.
Die Se kundärwelle 64 trägt die Doppelkupplungs- muffe 68 und die Welle 65 die Kupplungs muffe,69. Über den Hochgang 70 werden alle drei iStrömungskreislä.ufe gemeinsam angetrie ben. Dieses Getriebe kann etwa in folgender Reihenfolge betrieben werden, wobei die vier vorhandenen Zahnradstufen mit 71, 72, 73 und 74 bezeichnet sind: I. Gang: Wandler 61 und Zahnradgang- 71, II. Gang: Kupplung 62 und Zahnradgang 71, III. Gang: Kupplung 63 und Zahnradgang 73, IV. Gang: Kupplung ,6,'Lind Zahnradgang 72, V.
Gang: Kupplung üg und Zahnradgang 74. ; Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 zeigt wiederum zwei auf gleicher Achse angeord nete Strömungswandler 81 und 82 mit zwei gegeneinander zeigenden. Sekundärwellen 83 und 84, wobei auf der Welle 83 die Kupp lungsmuffe 85 verschiebbar und das Zahnrad 86 frei drehbar angeordnet ist., während auf die Welle 84 das Zahnrad 87 aufgekeilt ist.
Die Zahnräder 86 und 87 kämmen mit den auf der gemeinsamen Abtriebswelle angeord- f neten Zahnrädern 88 und 89. Der Kraftweg verläuft in den di ei verschiedenen Gängen wie folgt I. Gang: Wandler 81 und Zahnräder paar 87, 88, c 1I. Gang: Wandler 82 und Zahnräder paar 87, 88, III. Gang: Wandler 81 und Zahnräder paar 86, 8@9.
Die Kupplungsmuffe 85 kann während des zweiten Ganges in die Mittelstellung gebracht werden., kann aber auch in der Eingriffstel- hing mit dem Zahnrad 87 gelassen werden.
Nach Fig. 6 arbeitet. im ersten Gang der @Vandler 91 über seine Abtriebswelle und die 9 darauf angeordnete Kupplungsmuffe 93 auf das Zahnrad 94 und von hier über die Zahn räder 115, 96 und 97 auf die Abtriebswelle 98. Im zweiten Gang ist der Wandler 92 gefüllt, der dann über seine Abtriebswelle und die Zahnräder 96 und 97 auf die Welle 98 treibt. Zur Vorbereitung des dritten.
Ganges wird die Schaltmuffe 9'3 nach rechts verschoben und zum Eingriff mit dem Zahnrad 97 gebracht, so dass mit dem Umschalten vom Kreislauf 92 auf den Kreislauf 91 der dritte Gang einge schaltet wird. Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 ent spricht in vielen Teilen dem nach Fig. 6. Das Zalniradwechselgetriebe ist hier aber zwi- schen den beiden Wandlern 10'1 und 102 an geordnet.
Ausserdem treibt der im zweiten Gang gefüllte Wandler 10'? ohne Übersetzung unmittelbar auf die Abtriebswelle 103. Der Wandler 101 arbeitet im ersten Gang über die Zahnräder 104 und 105 und izn dritten Gang über die Zahnräder 106 und 107.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 lie,t der für den. zweiten Gang vorgesehene Wandler 112 zwischen den beiden 'Zahnrad paaren des Zahnradwechselgetriebes, und zwar radial neben der Doppelklauenkupp- lungsmuffe 1.1'3, wodurch an, axialer Länge für das ganze Getriebe gespart wird. Der Wandler 111 kann wiederum über @die'Schalt- muffe an das eine oder andere Zahnradpaar angeselilossen werden.
Zur Verkleinerung des Durchmessers des zwischen den Zahnrad paaren. an'geordheten Wandlers 112 kann dieser, wie dargestellt, mit wesentlich höherer Drehzahl angetrieben werden als der Wand- ler 111. In allen bisher behandelten Ausführungs beispielen sind als Sehaltkupplungen im me chanischen Teil Wechselklauenkupplungen vorgesehen. Es versteht sich aber von selbst, dass an Stelle solcher Wechselkupplungen auch andere Formen von Kupplungen treten können. Beispielsweise könnten statt einer Doppelkupplung auch zwei einfache Schalt kupplungen treten, wie dies in Fig. 9 darge stellt ist.
Die beiden von einem gemeinsamen oder auch von getrennten Motoren gegenläufig an getriebenen 'Strömungswandler 121 und, 122 liegen hier wieder auf parallelen Wellen nebeneinander, und zwar axial. versetzt ge geneinander. Auf ihre Sekundärwellen 123 und: 124 ist. je ein Zahnrad 12!5 bzw. 132 auf gekeilt.
Das Zahnrad 125 kann mittels der Schaltmuffe 1.2'"r mit, der Welle 128 gekuppelt werden, auf der das Zahnrad 129 sitzt, und das Zahnrad 126 mittels der Schaltmuffe 130 mit der Welle 124, auf der das Zahnrad 132 befestigt ist.
Im ersten Gang geht der Kraftrfluss über den Wandler 12'1 zum Zahnrad 125, von hier zum Zahnrad l2,6" dann über die :Schaltmuffe 130 zur Abtriebswelle 13,1; im zweiten Gang über den Wandler 122 zur Sekundärwelle 124 und zur Abtriebswelle 131, und im dritten Gang wieder über den Wandler 121, die Se kundärwelle 123, Zahnrad 125 und 'Schalt muffe 127 zur Welle 128 und dann über die Zahnräder 129 und 182 mir Abtriebswelle 131.
Das Getriebe nach Fig. '10 besitzt wiederum zwei gleichachsig angeordnete Wandler 11-1 und 142, von denen der erstere für den ersten und dritten und der letztere für den zweiten Gang bestimmt ist. Zwischen dien beiden Wandlern, deren zweiter mit zweistufigem. Turbinenrad ausgeführt ist, liegt ein Plane tengetriebe. Im ersten Gang ist die auf einer mit, dem Sonnenrad 143 verbundenen Hohl welle gleitende Schaltmuffe 144 nach reehts gerüekt, so dass sie das Sonnenrad 143 an den ortsfesten Klauenkranz 145 kuppelt.
Das Tur binenrad 146 des Wandlers 141 treibt dann über den mit ihm fest verbundenen Aussen kranz 1-17 auf die Planetenräder 148, die auf ; dein festgekuppelten Sonnenrad 143 abrollen und über den Planetenträger 149 mit Über setzung ins Langsame auf die Welle 150 und das Sekundärrad 151 des Wandlers 14\3 zur Abtriebswelle <B>152.</B> Im zweiten Gang geht der Kraftfluss :direkt über den Wandler 142.
Zur Vorbereitung des dritten Ganges wird die Kupplungsmuffe 144 nach links verschoben und so das Sonnenrad 143 und der Planeten radträger starr miteinander gekuppelt. 'Sobald nunmehr auf den Wandler 141 zurückge schaltet wird, treibt dieser mit anderer Über- setzung auf die Welle 1'50 lind von dort- auf die Abtriebswelle 1'52.
Die Ausführung nach Fig.11 entspricht weitgehend- derjenigen nach Fig. 10. Aueh hier sind zwei Wandler 161 und 162 vorge sehen, und zwar der Wandler 1'61 für den ersten und dritten und. der Wandler 162 für den zweiten Gang. Das Sonnenrad 163 kann über die hier nur mit. einem Klauenkranz versehene Schaltmuffe 164 für den ersten Gang mit dem ortsfesten Zahnkranz 165 und für den dritten Gang mit dem mit dem Plane tenträger 166 verbundenen Zahnkranz 167 ge kuppelt werden.
Die beiden Wandler werden über den gemeinsamen, zwischen die beiden Wandler greifendenn Hochgang 168 ange trieben.
Die F''ig. 12 zeigt noch ein Vierganggetriebe mit nur zwei Strömungskreisläufen und vier Zahnrädern. Der Wandler 171 trägt auf sei ner Sekundärwelle 173 eine Schaltmuffe 174, deren Klauenkranz entweder mit dem mit. dem Zahnrad 175 verbundenen Klauenkranz 176 oder mit. dem Klauenkranz 1"l8 der Welle des Zahnrades 17'l gekuppelt werden kann. Die beiden Zahnräder 175 und 177 können ausserdem durch eine weitere Kupplungs- o muffe 179 miteinander verbunden werden.
Mit der Sekundärwelle 180 des Wandlers 172 ist ein Zahnrad 181 verbunden, das über eine Kupplungsmuffe 182 mit dein auf der Abtriebswelle 184 sitzenden Zahnrad 183 ge- s kuppelt werden kann.
Wie ersichtlich, werden die beiden Wand- ler 171 und 172 mit verschiedener Drehrich- tung angetrieben. Der Wandler 171 ist im ersten und dritten und der Wandler 172 im o zweiten und vierten Gang in Tätigkeit. Es er geben sich dabei folgende vier Gänge: I. Gang: Wandler 171 gefüllt, Wandler 172 entleert; Schaltmuffe 174 in der rechten End- lage, Kupplungsmuffe 179 gelöst und: Kupp ;s lüngsmuffe 182 eingerückt.
Der Kraftweg geht. über 171 auf 175, 181, 182, 183, 184. II. Gang: Wandler 172 gefüllt und Wand- ler 171 entleert; Kupplungsmuffe 182 einge- rückt. Der Kraftfluss geht vom Wandler 172 direkt zur Abtriebswelle 184.
III. Gang: Wandler 171 gefüllt, Wandler 172 entleert, Muffe 174 in der linken Endlage. Der Kraftfluss geht über dien Wandler 171 und die Zahnräder 177 und 183 zur Abtriebs welle.
IV. Gang: Wandler 172 gefüllt-, Wandler 171 entleert.; Kupplungsmuffe 179 eingerückt und Kupplungsmuffe 182 gelöst. Der Kraft fluss geht über den Wandler 172, Zahnräder 181, 175, 177 und 183 auf die Abtrieb-,welle 184.
Ein Getriebe gemäss der Erfindung kann auch noch zusätzliche Gänge aufweisen, die in ihrer Auslegung und Anordnung nicht. dem Patentanspruch entsprechen. Insbesondere könnte bei einem Getriebe zum Beispiel für Schienenfahrzeuge, bei denen der eine Kraft weg zu einer Achse und der andere zur an dern Achse führt, noch je ein Strömungskreis lauf für halbe Leistung in jedem Kraftweg vorgesehen sein, die zum Anfahren beide gleichzeitig gefüllt. erden und etwa. über eine geeignete Übersetzung auf die zugehörige Welle treiben. Natürlich kann auch die ge samte erfindungsgemässe Anlage doppelt an gewendet werden.
Es bedarf weiterhin nur einer kurzen Erwähnung, d@ass auch noch andere an sich be kannte Massnahmen, sei es im hydraulischen oder mechanischen Teil, zusätzlich vorgesehen werden können. Beispielsweise wäre es mög lich, in den Fällen, in denen in einem Gang das Turbinenrad des etwa entleerten Strö mungskreislaufes des andern Kraftweges mit rotiert, dieses durch einen Doppelringsehieber an der Ein- und Austrittskante derart. einzu schliessen, dass auch die geringen, im entleer ten Wandler auftretenden Luftwirbelungs- verluste vermieden werden. VN enn die (Strö mungskreisläufe zum Abschalten nicht.
ent leert werden, sondern gefüllt bleiben, können ebenfalls Massnahmen vorgesehen werden, um unnötige Verluste in dem bzw. den jeweih nicht. an der Kraftübertragung beteiligten Kreisläufen zu vermeiden.