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Schalteinrichtung für hydraulisch geschaltete mechanische Wechselgetriebe
von Kraftfahrzeugen Die Erfindung bezieht sich auf eine Schalteinrichtung für hydraulisch
geschaltete mechanische Wechselgetriebe von Kraftfahrzeugen, die mit Elementen für
das Schalten des Wechselgetriebes für verschiedene Übersetzungsverhältnisse versehen
sind, welche Elemente durch einen vom Motor angetriebenen Regler betätigt werden.
Die Anordnung gemäß der Erfindung ist durch das Merkmal gekennzeichnet, daß das
Leistungsregelorgan des Antriebsmotors mit einer Vorrichtung verbunden ist, die
bei Verstellung des Leistungsregelorgans in die Leerlaufstellung bei zum Stillstand
gekommenem Fahrzeug das Abbremsen der Abtriebswelle des Wechselgetriebes bewirkt.
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Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel des hydraulisch geschalteten
mechanischen Wechselgetriebes gemäß der Erfindung an Hand der Zeichnungen beschrieben.
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Fig. 1 zeigt ein Leitungsschaubild der hydraulischen Schalteinrichtung
gemäß der Erfindung und Fig. 2 eine Einzelheit des Schaubildes nach Fig. 1 in einer
anderen Betriebsstellung; Fig. 3 und 4 zeigen einen Fliehkraftregler für die Schalteinrichtung
nach Fig. 1 in zwei verschiedenen Betriebsstellungen; Fig. 5 zeigt ein Kurvenbild,
welches die Veränderung des Druckes des durch den Regler gesteuerten Strömungsmittels
als Funktion der Drehzahlen darstellt; Fig. 6 ist eine schematische Darstellung
eines hydraulischen Wechselgetriebes, das durch die Schalteinrichtung gemäß Fig.
1 gesteuert werden kann.
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Die in Fig. 1 dargestellte Schalteinrichtung ist zur Verwendung für
das in Fig. 6 gezeigte hydraulische Wechselgetriebe bestimmt. In Fig. 6 ist die
vom Motor angetriebene Antriebswelle des Wechselgetriebes mit 1 bezeichnet und trägt
ein Pumpenrad 2. Der Turbinenteil des Drehmomentwandlers ist als Turbine mit doppeltem
Abtrieb ausgebildet, wobei die eine Turbinenwelle 3 zwei Schaufelkränze 4 trägt,
während die andere Turbinenwelle 5 einen zwischenliegenden Leitschaufelkranz 6 trägt.
Die beiden Wellen 3 und 5 sind beide mit einem Planetenradgetriebe verbunden, dessen
Planetenräder 7 auf einem Planetenradträger 8 gelagert sind. Bei dem dargestellten
Beispiel ist die Turbinenwelle 3 mit dem Ringrad 9 verbunden, während die Turbinenwelle
5 mit demn Sonnenrad 10 verbunden ist.
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Die Turbinenwelle 3 bildet gleichzeitig die Abtriebswelle des Wechselgetriebes
für Vorwärtsfahrt und kann mittels einer in schematischer Weise dargestellten Kupplungsvorrichtung
11 mit der Antriebswelle 12 des Fahrzeugs verbunden werden. Für Rückwärtsfahrt ist
ein besonderes Sonnenrad 13 vorgesehen, welches ebenfalls mit der Fahrzeugwelle
12 über die eine Kupplungsvorrichtung 11 verbunden werden kann.
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Bei Vorwärtsfahrt wird bei Verwendung eines doppelten Abtriebs das
Reaktionsmoment am Planetenradträger 8 von einer Freilaufvorrichtung 14 aufgenommen.
Bei Rückwärtsfahrt kann der Planetenradträger mittels eines Bremsbandes 15 festgehalten
werden. Das Sonnenrad 13 und damit auch das Sonnenrad 10 und die Turbinenwelle 5
können mit Hilfe eines Bremsbandes 16 festgehalten werden, so daß die Turbine als
Turbine mit einfachem Abtrieb arbeitet. Ferner ist eine schematisch dargestellte
Lamellenkupplung 17 vorgesehen, mittels welcher die Antriebswelle 1 direkt mit der
Turbinenwelle 3 verbunden werden kann.
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Die schematisch dargestellte Kupplung 11 kann in vier verschiedene
Stellungen gebracht werden, d. h. erstens in eine Neutralste(lung, welche die in
der Zeichnung dargestellte ist, zweitens in eine Stellung für Rückwärtsfahrt, drittens
in eine Stellung für Vorwärtsfahrt und schließlich viertens in eine sogenannte Parkstellung,
in welcher die Antriebswelle 12 des Fahrzeugs nichtdrehbar mit einem feststehenden
Teil des Fahrzeugs verbunden ist.
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Das vorangehend beschriebene Wechselgetriebe kann mittels einer Schaltvorrichtung
gesteuert werden, die schematisch in Fig. 1 dargestellt ist. Wenn
die
Kupplung 11 für Rückwärtsfahrt eingestellt ist, ist das Bremsband 15 ängezogen.
In der Neutralstellung sind alle Kupplungen und Bremsbänder außer Tätigkeit mit
Ausnahme für den besonderen Fall, daß der Wagen stillsteht und der Gasfußhebel freigegeben
ist, während, wenn die Kupplung 11 für Vorwärtsfahrt eingestellt ist, die hydraulische
Schalteinrichtung beim Anfahren und beim Beschleunigen bis zu einer -bestimmten'
Geschwindigkeit dazu dient, die Bremsbänder 15 und -16 sowie die Lamellenkupplung
17 außer Eingriff zu halten. Das Wechselgetriebe wird nun mit doppeltem Abtrieb
in bezug auf die Turbine angetrieben,- wobei das Reaktionsmoment durch die Freilaufvorrichtung
14 aufgenommen wird. Wenn eine bestimmte Geschwindigkeit überschritten wird, wird
das Bremsband 16 angezogen, so daß die Welle 5 gesperrt und das Wechselgetriebe
mit einfachem Abtrieb der Turbine angetrieben wird. Bei weiterer Geschwindigkeitszunahme
wird die Lamellenkupplung 17 eingerückt, während die Bremsbänder 15 und 16 gelöst
werden.
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Die Bremsbänder 15 und 16 und die Lamellenkupplung 17 können mit Hilfe
von Hilfskrafteinrichtungen, die in Fig. 1 mit 101, 102 und 103 bezeichnet sind,
betätigt werden, wobei die Hilfskrafteinrichtung 101 bei Rückwärtsfahrt und in Verbindung
mit einem niedrigen Übersetzungsverhältnis in Tätigkeit gesetzt wird, während die
Hilfskrafteinrichtung 102 bei Vorwärtsfahrt und einfachem Abtrieb betätigt werden
kann und die Hilfskrafteinrichtung 103 bei direktem Antrieb betätigt wird. Für das
Erzielen dieser Funktionen ist die Schalteinrichtung in folgender Weise ausgelegt
Um den erforderlichen Druck in der Schalteinrichtung herbeizuführen, ist die letztere
mit zwei Pumpen 104 und 105 versehen, wobei die Pumpe 104 durch den Motor des Fahrzeugs
angetrieben wird, während die Pumpe 105 vom Fahrzeug selbst oder von dessen Antriebsachse
angetrieben wird. Zwischen den Pumpen ist eine Leitung 106 vorgesehen, in der zwei
Rückschlagventile 107 und 108 angeordnet sind in der Weise, daß die Druckflüssigkeit
aus der einen Pumpe in das Leitungssystem der anderen Pumpe eintreten kann. Von
der Leitung 1:06 erstreckt sich eine Zweitleitung 109, die in den Raum 110 zwischen
den Kolbenstegen 111 und 112 eines durch eine Feder 113 belasteten Steuerkolbens
100 mündet. Der Steuerkolben ist im Raum 110 mit einer Öffnung 114 versehen, die
in eine Bohrung im Steuerkolben führt, welche Bohrung an dem der Feder 113 abgekehrten
Ende des Steuerkolbens in einen Raum 115 mündet, in welchem der Druck auf einen
weiteren Kolbensteg 116 des Steuerkolbens wirkt. Wenn der Druck in der Leitung 106
ausreichend hoch ist, wird der ganze Steuerkolben, in der Zeichnung gesehen, gegen
die Wirkung der Feder 113 nach links bewegt, so daß durch den Kolbensteg 111 der
Einlaß in eine Auslaßleitung 117 geöffnet wird, welche eine Drosselvorrichtung 118
aufweist, die vorzugsweise steuerbar ist. Der Druck im Raum 110 hängt daher von
der Größe der durch die Feder 113 erzeugten Kraft ab.
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Zwischen der Pumpe 104 und dem Rückschlagventil 107 erstreckt sich
von der Leitung 106 eine weitere Zweigleitung 119. die in den Raum zwischen dem
Kolbensteg 116 und einem weiteren Kolbensteg 120 des Steuerkolbens 100 -mündet.
Wenn der Druck in der Leitung 106 zunimmt, wird der Steuerkolben, gesehen in derZeichnung,
verhältnismäßig weit nach links bewegt, so daß der Kolbensteg 120 eine Verbindung
zwischen der Leitung 119 und einer Auslaßöffnung 121 herstellt. Die Pumpe 104 kann
daher in der Leitung 106 keinen höheren Druck erzeugen, wenn nicht diese Verbindung
zwischen der Leitung 119 und der Auslaßöffnung 121 offen ist.
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Zwischen der Pumpe 105 und dem Rückschlagventil 108 erstreckt sich
eine Zweigleitung 122, die zu einem Fliehkraftregler 123 führt, der im nachstehenden
noch näher beschrieben wird und durch das Fahrzeug oder von der Antriebsachse des
Fahrzeugs angetrieben wird. Die Pumpe 105 hat im Vergleich zur Pumpe 104 ein solches
Fassungsvermögen, daß, wenn sich das Fahrzeug unter normalen Fahrtbedingungen bewegt,
sich das Rückschlagventil schließt und der Druck im Raum 110 so stark erhöht wird,
daß die Verbindung zwischen der Leitung 119 und dem Auslaß 121 geöffnet wird. Die
Pumpe 104 arbeitet daher mehr oder weniger im Leerlauf. Wenn die Geschwindigkeit
des Fahrzeugs andererseits gering ist, kann die Pumpe 104 die Aufrechterhaltung
des Drucks in der Leitung 106 ganz oder teilweise übernehmen.
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Der schematisch dargestellte Fliehkraftregler 123 weist einen äußeren
Steuerkolben 124 mit einem in diesem angeordneten inneren Steuerkolben 125 auf.
Letzterer trägt ein Gewicht 126 an seinem radial äußeren Ende. Beide Steuerkolben
sind als Differentialkolben ausgebildet, wobei die größeren Kolbenstege nach innen
zur schematisch dargestellten Welle 127 gerichtet sind. Die Leitung 122 wird durch
den kleineren Kolbensteg des Steuerkolbens 124 gesteuert in der Weise, daß die Druckflüssigkeit
aus dieser Leitung in den Raum 128 zwischen den beiden Kolbenstegen des Steuerkolbens
124 gefördert wird, sobald sich der Regler zu drehen beginnt, wobei für die gesamte
Anordnung 124, 125, 126 die Neigung besteht, daß sie in eine Endlage gebracht werden.
Hierdurch entsteht im Raum 128 ein Druck, so daß der Steuerkolben 124 festgehalten
wird. Die radial innere Lage des Steuerkolbens 124 wird in diesem Falle durch die
Tatsache bestimmt, daß dessen größerer Kolbensteg eine Auslaßöffnung 132 steuert:
Eine völlig dichtende Wirkung ist weder an der Mündung der Leitung 122 noch an der
Auslaßöffnung 132 vorhanden, da immer eine gewisse Strömung durch den Raum 128 stattfindet,
so daß der Steuerkolben 124 sich immer um eine bestimmte Mittelstellung bewegt,
wobei der Austritt durch die Auslaßöffnung 132 mehr oder weniger gedrosselt wird,
so daß der Druck in dem Zwischenraum 128 den Steuerkolben festhalten kann.
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In dem kleineren Kolbensteg des Steuerkolbens 124 ist ein Kanal
129 vorgesehen, der in ständiger Verbindung mit der Leitung 122 und mit einem
Zwischenraum 130 zwischen den beiden Kolbenstegen des kleineren Steuerkolbens 125
steht. Die Anordnung ist dabei derart, daß der Druck in dem Raum 130 nur bei niedrigeren
Drehzahlen des Reglers in der Lage ist, derFliehkraft entgegenzuwirken, welche auch
auf das verhältnismäßig große Gewicht 126 wirkt. Bei sich erhöhenden Drehzahlen
wird das Gewicht 126 nach außen bewegt, so daß es am Anschlag 131 zur Anlage kommt.
der mit dem Regler umläuft und in radialer Richtung fest angeordnet ist. Hierdurch
werden der innere Steuerkolben 125 und das Gewicht 126 abgeschaltet, so daß nur
der äußere Steuerkolben 124 als Reglergewicht für die weitere Steuerung des Drucks
im Zwischenraum 128 dient.
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Die vorangehend beschriebene Funktion des Reglers ist in Fig. 3, 4
und 5 dargestellt. Fig. 3 zeigt das Gewichtssvstem 124, 125, 126 des Reglers in
der Stellung, die dieser einnimmt, solange der Öldruck im
Raum 130
den inneren Steuerkolben 125 und das Gewicht 126 gegen die Wirkung der Fliehkräfte
halten kann. In Fig. 4 ist der Steuerkolben 125 nach außen bewegt worden, so daß
das Gewicht 126 sich an dem feststehenden Anschlag 131 in Anlage befindet. Der Druck
im Raum 128 steigt daher im unteren Drehzahlbereich stark an, weniger stark jedoch
im höheren Drehzahlbereich, sobald das Gewicht 126 am Anschlag 131 zur Anlage gekommen
ist, so daß die den Druck als eine Funktion der Drehzahlen darstellende Kurve den
in Fig.5 gezeigten Verlauf nimmt. Der Fliehkraftregler ist in seinem konstruktiven
Aufbau nicht Gegenstand der Erfindung.
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Von der Leitung 106 erstreckt sich zwischen den Ventilen 107 und 108
eine Leitung 133, die zu einem Relaisventil 134 führt, das durch einen Steuerkolben
mit zwei Kolbenstegen 135 und 136 gebildet wird, von welchen der Kolbensteg 135
zur Steuerung der Leitung 133 dient. Der Steuerkolben wird durch eine Druckfeder
137 betätigt, welche mit dem Kolbensteg 135 zusammenarbeitet und das Bestreben hat,
den Steuerkolben in eine Stellung zu bewegen, in welcher die Leitung 133 geschlossen
ist. Die Feder 137 ist in einem Raum 138 angeordnet, welcher über eine Leitung 139
mit dem Raum 128 im Regler 123 in Verbindung steht. Der Druck im Raum 138 verändert
sich daher gemäß dem Kurvenbild in Fig. 5 während des Betriebs des Fahrzeugs und
hat ebenfalls das Bestreben, die Leitung 133 abzuschließen. Der Kolbensteg 136 dient
zur Steuerung einer Auslaßöffnung 139 für den Raum 140 zwischen den Kolbenstegen
135 und 136. Von diesem Raum 140 erstreckt sich eine Leitung 141 zu einem Drucksteuerventil
142.
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Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist der Steuerkolben des Relaisventils
134 mit der Leistungsregelung des Motors verbunden, die in dieser Figur in Form
eines Gasfußhebels 243 dargestellt ist, der in seiner oberen Lage in bekannter Weise
durch eine Feder gehalten wird. In Fig.2, die daher der Leerlaufstellung des Leistungsregelorgans
entspricht, bedeckt der Kolbensteg 136 die Auslaßöffnung 139, während die Leitung
133 offen ist, aus welchem Grunde im Raum 140 der gleiche Druck herrscht wie in
der Leitung 133. Derselbe Druck herrscht auch in der Leitung 141. Das Ventil 142
wird durch einen Steuerkolben 143 mit zwei Kolbenstegen 144 und 145 gebildet, wobei
eine Feder 146 das Bestreben hat, den Steuerkolben 143 in die in Fig. 1 gezeigte
Lage zu bewegen, in welcher die Leitung 141 mit dem Raum 147 zwischen den Kolbenstegen
144 und 145 in Verbindung steht. Der Kolbensteg 145 ist jedoch mit einem Kanal 145
A versehen, der beide Seiten des Kolbenstegs verbindet. Wenn der Gasfußhebel 243
seine dem Leerlauf entsprechende Stellung einnimmt und daher in der Leitung 141
und damit auch im Raum 147 ein Druck herrscht, wird der Steuerkolben 143, gesehen
in Fig. 1, gegen die Wirkung der Feder 146 nach links in die in Fig. 2 gezeigte
Stellung bewegt, in welcher der Druck in den Räumen 147 und 147A durch die Feder
146 ausgeglichen wird.
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Wenn der Steuerkolben 143 die in Fig. 2 gezeigte Stellung einnimmt,
haben zwei Leitungen 148 und 149 Verbindung mit dem Raum 147. Die Leitung 148 führt
über ein Verteilventil 150. das im nachstehenden näher beschrieben wird, zu einer
Hilfskrafteinrichtung 102 für das Anziehen des Bremsbandes 16 in Fig. 6, während
die Leitung 149 mit der Hilfskrafteinrichtung 101 über ein Wählventil 151 für das
Anziehen des Bremsbandes 15 in Fig. 6 in Verbindung gebracht werden kann. Das Wählventil
151 wird durch einen Steüerkolbem mit drei Kolbenstegen 152, 153 und 154
gebildet. Die Stellung dieses Steuerkolbens hängt von der Einstellung der Klauenkupplung
11 in Fig. 6 ab und ist daher willkürlich beeinflußbar. In der in Fig. 1 gezeigten
Neutralstellung schaltet der mittlere Kolbensteg 153 eine Leitung 155 ab, welche
den Raum 110 zwischen den Kolbenstegen 111 und 112 des Steuerkolbens 100 mit dem
Wählventil 151 verbindet. In dieser Stellung mündet die Leitung 149 in den Raum
156 zwischen den Kolbenstegen 153 und 154. Aus dem Raum 156 führt außerdem eine
Leitung 157 zum Raum 158 auf der einen Seite des Arbeitskolbens 159, aus welchem
eine weitere Leitung 160 zur Hilfskrafteinrichtung 101 führt. Wenn der Gasfußhebel
243 daher in seiner in Fig.2 gezeigten Leerlaufstellung ist und der Raum 147 des
Druckregelventils unter Druck steht, befindet sich das Bremsband 15 in der Anordnung
nach Fig. 6 in seinem angezogenen Zustand.
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Das Verteilventil 150 wird durch einen Steuerkolben 161 mit zwei Kolbenstegen
162 und 163 gebildet. Die Leitung 148 führt durch den Raum 164 zwischen den Kolbenstegen,
wenn sich der Steuerkolben 161 in der in Fig. 1 gezeigten Stellung befindet, so
daß auch die Hilfskrafteinrichtung 102 ihr Bremsband 16 in der Leerlaufstellung
des Leistungsregelorgans 243 und bei in der Neutralstellung befindlichem Wählventil
anzieht.
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Wenn der Gasfußhebel 243 niedergedrückt wird, kann die Feder 137 den
Steuerkolben 134, gesehen in Fig.2, nach rechts bewegen, so daß dieser die in Fig.1
gezeigte Stellung einnimmt, in welcher der Raum 140 zwischen den Kolbenstegen 135
und 136 durch die Öffnung 139 entlastet oder entleert wird. Dies hat zur Folge,
daß das Drucksteuerventil 142 ebenfalls die in Fig. 1 gezeigte Stellung einnimmt
und die Leitungen 148, 149 entlastet werden. Die Bremsbänder 15 und 16 werden daher
gelöst.
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In Verbindung mit der Einstellung der Kupplung 11 in Fig. 6 für Vorwärtsfahrt
wird das Wählventil 152, 154, gesehen in Fig. 1, nach rechts um einen Betrag bewegt,
derart, daß die Leitung 155 durch den Kolbensteg 153 im Wählventil freigegeben wird.
Der Raum 165 zwischen den Kolbenstegen 152 und 153 wird daher unter Druck gesetzt,
da der Kolbensteg 152 gleichzeitig eine Auslaßöffnung 166 geschlossen hat, die aus
diesem Raum in der Neutralstellung herausführt. Aus dem Raum 165 führt eine Leitung
167 zu einem Drosselventil 168 je nach der Einstellung des Leistungsregelorgans,
wobei dieses Drosselventil einen Steuerkolben 169 umfaßt. Die Leitung 167 wird durch
den einen Kolbensteg 170 des Steuerkolbens 169 gesteuert, welcher Kolbensteg 170
eine durchgehende Bohrung in der gleichen Weise wie der Kolbensteg 145 des Drucksteuerventils
142 aufweist. Der Steuerkolben 169 wird durch das Leistungsregelorgan über ein soggenanntes
»Kick-down-Ventil« 171 betätigt, welches durch einen Steuerkolben 172 gebildet wird,
der sich gegen den anderen Kolbensteg 174 des Steuerkolbens 169 über eine Druckfeder
173 abstützt. Die Feder 173 hat das Bestreben, den Steuerkolben 169, gesehen in
der Zeichnung, nach links zu bewegen. Es erhält jedoch nun Druckflüssigkeit Zutritt
in den Raum 175 zwischen den Kolbenstegen 170 und 174, wobei der Druck sich auf
die Außenseite des Kolbensteges 170 fortsetzt, so daß der Druck im Raum 175 und
im Raum 175A dem Druck der Feder 173 entgegenwirkt. Wenn der Steuerkolben 172 des
»Kickdown-Ventils« 171, gesehen in Fig. 1, beim Niederdrücken
des
Gasfußhebels nach links bewegt wird, wird die Feder 173 zusammengedrückt gehalten.
Der Druck im Raum 175 zwischen den Kolbenstegen 170 und 174 erhöht sich daher beim
Niederdrücken des Gasfußhebels.
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Aus dem Raum 175 führt eine Leitung 176 zur Außenseite der Endkolben
177 und 178 zu zwei Ventilen 179A und 179B. Das Ventil 179A wird durch einen Steuerkolben
180 gebildet, der außer dem Kolbensteg 177 einen Kolbensteg 181 und einen Schaft
182 trägt, welcher mit einem Überlaufkanal 183 versehen ist. In der gleichen Weise
wird das Ventil 17 9 B durch einen Steuerkolben 184 mit dem Kolbensteg 178 und einem
weiteren Kolbensteg 185 mit einem Schaft 186 gebildet, welch letzterer mit einem
Überlaufkanal 187 ausgebildet ist.
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Der im Raum 175 des Drosselventils 168 herrschende und von der Stellung
des Leistungsregelorgans abhängende Druck wirkt auf die Steuerkolben 180 und 184
in der Weise, daß die letzteren, gesehen in Fig. 1, nach rechts bewegt werden. Nach
derselben Figur wirken auf diese beiden Steuerkolben die Federn 188 bzw. 189. Mit
dem Raum 190 ist zwischen den Kolbenstegen 177 und 181 des Steuerkolbens 180 eine
Leitung 191 verbunden, die so verzweigt ist, daß der eine Zweig sich zur Hilfskrafteinrichtung
101 an der Unterseite des Kolbens 101 A desselben erstreckt, während der andere
Zweig sich zur Oberseite des Kolbens 102A der Hilfskrafteinrichtung 102 erstreckt.
Aus dem Raum 190 erstreckt sich eine weitere Leitung 192, die am äußeren Ende des
Kolbenstegs 163 des Steuerkolbens 161 in das Verteilventil 150 mündet. Wenn daher
der Raum 190 unter Druck steht, wird durch diesen Druck der Steuerkolben 161 des
Verteilventils 150, gesehen in der Zeichnung, nach links bewegt. In der in Fig.
1 gezeigten Stellung des Steuerkolbens 180 ist der Raum 190 infolge der aus dem
Raum 190 herausführenden Auslaßöffnung 193 entlastet.
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Aus dem Raum 194 zwischen den Kolbenstegen 178 und 185 des Steuerkolbens
184, welcher Raum dem Raum 190 entspricht, führt eine Leitung 195 heraus, die in
der gleichen Weise wie die Leitung 195 verzweigt ist, wobei eine Zweigleitung zur
Unterseite des Kolbens 102 A der Hilfskrafteinrichtung 102 führt, während die andere
Zweigleitung zur Oberseite des Kolbens 103 A der Hilfskrafteinrichtung 103 führt.
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Wie bereits erwähnt, erstreckt sich aus dem Raum 128 des Fliehkraftreglers
eine Leitung 139, in der ein Druck herrscht, welcher in einer bestimmten Weise der
Drehzahl des Reglers entspricht. Von der Leitung 139 geht eine Zweigleitung 196
ab, die zu der Seite des Arbeitskolbens 159 führt, die der des Raumes 158 abgekehrt
ist. Der Arbeitskolben 159 dient zur Betätigung des Steuerkolbens 184 des Ventils
179B in einer Richtung, die derjenigen der Feder 189 und dem Druck in der Leitung
176, welcher von der Stellung des Leistungsregelorgans abhängig ist, entgegengesetzt
ist. Aus dem Raum 128 des Reglers erstreckt sich eine Leitung 197, die zu einem
Kolben 198 in einer Weise führt, die den Verhältnissen des Arbeitskolbens 159 entspricht.
Der Arbeitskolben 198 wirkt auf den Steuerkolben 180 in einer Richtung, die derjenigen
der Feder 188 und dem Druck in der Leitung 176, wenn sich die Leitung 197 unter
Druck befindet, entgegengesetzt ist.
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Bei Annahme, daß die Kupplung 11 für Vorwärtsfahrt eingestellt ist
und daß das Wählventil 152, 154, gesehen in Fig. 1, nach rechts um einen Betrag
bewegt worden ist, der dem Abstand zwischen den Pfeilen N und D entspricht, bei
in seiner Leerlaufstellung befindlichem Leistungsregelorgan (Gasfußhebel) gemäß
Fig.2, und bei stillstehendem Fahrzeug, sind die Hilfskrafteinrichtungen 101 und
102 in Tätigkeit, so daß die beiden Bremsbänder 15 und 16 angezogen sind. Hierdurch
wird verhindert, daß das Fahrzeug selbst antreibt. Im Raum 128 des Fliehkraftreglers
herrscht kein wesentlicher Druck, da der Regler stillsteht, aus welchem Grunde sich
die Ventile 179. A und 179B in den in Fig. 1 gezeigten Stellungen befinden. Wenn
nun der Gasfußhebel 243 niedergedrückt wird, nimmt das Relaisventil 134 die in Fig.l
gezeigte Stellung ein, wodurch die beiden Bremsbänder 15 und 15 16 gelöst werden.
Die Turbinenschaufelkränze 4 und der Leitschaufelkranz 6 beginnen sich dann zu drehen,
so daß sich das Fahrzeug bei Doppelabtrieb im Drehmomentwandler vorwärts zu bewegen
bepinnt. Der Druck steigt daher im Raum 128 des Fliehkraftreglers allmählich an
und damit auch in den Leitungen 196 und 197. Das gesamte Getriebe ist so ausgebildet,
daß der Arbeitskolben 159 einen wesentlich größeren Druck der Druckflüssigkeit erfordert
als der Arbeitskolben 198 für seine Verdrängung, aus welchem Grund der Steuerkolben
180, gesehen in Fig. 1, zuerst seine Bewegung nach links beginnt. Der Kolbensteg
181 drosselt hierauf die Auslaßöffnung 193, während der Kolbensteg 177 das Bestreben
hat, eine Leitung 167A freizugeben, die eine Fortsetzung der Leitung 167 auf der
anderen Seite des Kolbenstegs 170 des Drosselventils bildet.
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Eine Fortsetzung 176A der Leitung 176 erstreckt sich zum Kolbensteg
181 des Steuerkolbens 180, und wenn der Steuerkolben 180, gesehen in Fig. 1, nach
links bewegt wird, wird die Leitung 176 A auf der rechten Seite des Kolbenstegs
181 freigegeben, während das Ende des Schafts 182 gleichzeitig die Öffnung, durch
welche er hindurchtritt, völlig abschließt, so daß sich auf der rechten Seite des
Kolbenstegs 181 ein Druck aufbaut, der dein Druck der Druckflüssigkeit auf der linken
Seite des Kolbenstegs 177 entspricht. Der Steuerkolben 180 nimmt daher eine stabile
linke Endstellung ein, solange ein bestimmter Druck in der Leitung 197 herrscht.
In dem Raum zwischen den Kolbenstegen 177 und 181 herrscht nun ein verhältnismäßig
hoher Druck, der sich durch die Leitung 191 zur Unterseite 101 A der Hilfskrafteinrichtung
101 und zur Oberseite des Kolbens 102A der Hilfskrafteinrichtung 102 fortsetzt.
Der Druck setzt sich durch die Leitung 192 zum Verteilventil 150 fort, dessen Steuerkolben
161, gesehen in Fig. 1, gegen die Wirkung seiner Rückstellfeder 161A nach links
bewegt wird. Hierdurch wird die Leitung 148 und der Teil 148A derselben abgeschaltet,
wobei der obere Teil, gesehen in der Zeichnung, in Verbindung mit einer Leitung
199 über den Raum 164 gebracht wird. Diese Leitung 199 erstreckt sich aus dem Raum
175 zwischen den Kolben 170 und 174 des Steuerkolbens 169 des Drosselventils. Der
Druck in diesem Raum setzt sich durch die Leitung 199 und durch die Leitung 148_A
zur ringförmigen Oberseite des Kolbens 102A der Hilfskrafteinrichtung 102 fort,
welcher Kolben als Differentialkolben ausgebildet ist. Auf diesen Kolben wirken
daher sowohl der Druck in der Leitung 191 als auch der Druck in der Leitung 148A,
so daß das Bremsband 15 bei der in Fig. 6 gezeigten Anordnung angezogen wird. Dies
hat zur Folge, daß der Drehmomentwandler dieses Getriebes mit einfachem Abtrieb
betrieben wird.
Bei weiterer Zunahme der Drehzahl des Reglers entsprechend
einer erhöhten Geschwindigkeit des Fahrzeugs wird der Kolben 159 ebenfalls nach
und nach, gesehen in Fig. 1, nach links bewegt. In der gleichen Weise wie beim Ventil
179A wird die Leitung 195 des Ventils 179B dann mit der unter Druck stehenden Leitung
167 A verbunden. Der Kolbensteg 185 gibt dann die Öffnung einer Leitung 200 frei,
welche mit dem Raum 201 zwischen den Kolbenstegen 202 und 203 des Steuerkolbens
172 des »Kick-down-Ventils« 171 verbunden ist. Dieser Raum 201 ist durch zwei Leitungen
204 und 205 in der in Fig. 1 gezeigten Stellung mit der Leitung 199 verbunden. Bei
normaler Fahrt wird der Steuerkolben 172 durch eine Betätigung vom Leistungsregelorgan
niemals so weit nach links, gesehen in der Zeichnung, bewegt, daß beide Leitungen
abgeschaltet werden. Durch den Umstand, daß die Leitung 200 durch den Kolbensteg
185 des Steuerkolbens 184 freigegeben wird, herrscht im Raum 175 der Druck des Drosselventils
ebenfalls auf der rechten Seite des Kolbenstegs 185, so daß der Steuerkolben 184
eine stabile Endstellung auf der linken Seite einnimmt. In dieser Stellung ist der
Druck in der Leitung 195 und damit an der Unterseite des Kolbens 102A der Hilfskrafteinrichtung
102 und auf der Oberseite des Kolbens 103A der Hilfskrafteinrichtung 103 daher der
gleiche wie in der Leitung 167, d. h. höher als der Druck in der Leitung 148A, jedoch
der gleiche wie der Druck in der Leitung 191, weshalb der Kolben 102A der Hilfskrafteinrichtung
102 nach oben bewegt wird, so daß das Bremsband 16 infolge des Druckunterschiedes
und durch die Federkraft gelöst wird. Gleichzeitig wird die Lamellenkupplung 17
eingerückt, wodurch eine direkte Verbindung zwischen der Motorwelle 1 und der Antriebsachse
12 des Fahrzeugs erzielt wird, bei welcher alle Elemente des Wechselgetriebes frei
sind.
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Der Druck in den Leitungen 196 und 197, d. h. an der rechten Seite
der Arbeitskolben 159 und 198 in Fig. 1, hängt von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs
ab, während der Druck im Raum 175 des Drosselventils 168 und damit an der linken
Seite der Kolbenstege 178 und 177 der Ventile 179B bzw. 179A von der Stellung des
Leistungsregelorgans abhängt. Hieraus ergibt sich, daß, wenn bei Fahrt mit direkter
Kupplung eine gewisse Zunahme der Geschwindigkeit trotz der Bedienung des Gasfußhebels
nicht erzielt wird, sondern die Geschwindigkeit vielleicht infolge einer Steigung
abfällt, der Steuerkolben 184 des Ventils 179B zunächst, gesehen in Fig. 1, nach
rechts zurück in die gezeigte Stellung wegen eines hohen Druckes in der Leitung
176 und eines zu niedrigen Druckes in der Leitung 196 bewegt wird. Dies hat zur
Folge, daß der Druck an der Oberseite des Kolbens 103A der Hilfskrafteinrichtung
103, welche die Lamellenkupplung (Fig.6) betätigt und an der Unterseite des Kolbens
102A der Hilfskrafteinrichtung 102 das Bremsband 16 anziehen kann. Auf diese Weise
wird das Wechselgetriebe für einfachen Antrieb des Drehmomentwandlers geschaltet.
Wenn z. B. die Geschwindigkeit trotz des Umstandes, daß die Stellung des Gasfußhebels
beibehalten wird, weiter abfällt, findet in der gleichen Weise ein Übergang zum
Antrieb mit doppeltem Abtrieb des Drehmomentwandlers statt, was durch den Umstand
bedingt ist, daß der Steuerkolben 180 in seine äußerste rechte Lage zurückkehrt.
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Es kann bei Antrieb mit direkter Kupplung manchmal wünschenswert sein,
zum Antrieb über das Wechselgetriebe überzugehen, ohne daß dies durch die Betriebsverhältnisse
gefordert wird. Dies wird in der Weise bewirkt, daß der Gasfußhebel kurzweilig in
seine tiefste Lage gedrückt wird, wodurch der Steuerkolben 172 des »Kick-down-Ventils«,
gesehen in Fig. 1, so weit nach links bewegt wird, daß sein Kolbensteg 202 eine
Auslaßöffnung 206 freigibt, die mit einem federbelasteten Ventil 207 versehen ist.
Gleichzeitig wird die Leitung 205 durch den Kolbensteg 203 geschlossen, so daß Druckflüssigkeit
in den Raum 201 nur durch die verhältnismäßig enge Leitung 204 gefördert wird. Das
Ventil 207 ist so eingestellt, daß der Druck im Raum 201 verhältnismäßig niedrig
wird, so daß die auf die rechte Seite des Kolbens 185, gesehen in der Zeichnung,
wirkende Kraft unwesentlich wird. Gleichzeitig tritt eine kurzzeitige Druckerhöhung
in der Leitung 176 durch das Zusammendrücken der Feder 173 ein, so daß der Steuerkolben
184 des Ventils 179B in seine äußerste rechte Stellung geht gegen die Wirkung des
Druckes in der Leitung 196. Dies hat zur Folge, daß ein Übergang auf einen Betrieb
über das Wechselgetriebe bei einfachem Abtrieb im Drehmomentwandler desselben stattfindet.
Durch das Niederdrücken des Gasfußhebels 243 und damit des »Kick-down-Ventils« 171
erhöht der Motor seine Drehzahl, was eine größere Zugkraft, eine Wandlung des Drehmoments
und eine erhöhte Fahrzeuggeschwindigkeit (Beschleunigung) zur Folge hat, bis der
Steuerdruck in der Leitung 196 das Ventil 179B infolge der erhöhten Geschwindigkeit
wieder nach links rückt.
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Solange das Fahrzeug in Bewegung ist, ist daher auf der linken Seite
des Kolbenstegs 135 des Relaisventils 134 ein Druck wirksam, so daß der Steuerkolben
dieses Ventils, gesehen in Fig. 1, in seiner äußersten rechten Lage gehalten wird,
selbst wenn man den Gasfußhebel in seine obere freigegebene Endlage zurückkehren
läßt. Sobald das Fahrzeug zum Stillstand gebracht worden ist, hört dieser Druck
jedoch auf, so daß der Steuerkolben durch die Feder des Gasfußhebels 243 in die
in Fig. 2 gezeigte Stellung bewegt wird. Hierdurch werden die Hilfskrafteinrichtungen
101 und 102 in Tätigkeit gesetzt und die Bremsbänder 15 und 16 (Fig. 6) angezogen,
so daß das Fahrzeug an einer Bewegung gehindert wird. Sobald der Gasfußhebel wieder
niedergedrückt wird, werden die Bremsbänder jedoch sofort wieder gelöst.
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Fig.1 zeigt eine schematische Darstellung des hydraulischen Drehmomentwandlers
des Wechselgetriebes nach Fig.6. Dieser Drehmomentwandler wird mit Druckflüssigkeit
durch die Leitung 117 über die Drosselvorrichtung 118, die vorzugsweise steuerbar
ist, beliefert. Vom Drehmomentwandler erstreckt sich eine Auslaßleitung 208, die
durch ein Ventil 209 führt, welches durch einen Steuerkolben 210 gebildet wird,
der durch eine Druckfeder 211 betätigt wird, welche das Bestreben hat, den Steuerkolben
in eine Lage zu bewegen, in welcher eine Ausiaßöffnung 212, die aus dem Ventil herausführt,
geschlossen ist. Der Druck in der Leitung 208 hängt daher von der wirksamen Federkraft
211 ab. Der Steuerkolben 210 ist jedoch mit einem schaftförmigen Teil
213 versehen, dessen freies Ende dem Druck der Druckflüssigkeit in der Leitung
214 ausgesetzt ist, die eine Zweigleitung aus der Leitung 141 bildet. Da entsprechend
dem vorangehend Gesagten in der Leitung 141 kein Druck herrscht, solange der Gasfußhebel
niedergedrückt ist, jedoch sich in dieser Leitung ein Druck aufbaut, wenn man den
Gasfußhebel in seine obere Leerlaufstellung zurückkehren läßt und das Fahrzeug zum
Stillstand
gekommen ist, ergibt sich, daß bei stillstehendem Fahrzeug
der Steuerkolben 210 der Feder 211 entgegenwirkt, so daß der Druck im Drehmomentwandler
merklich abfällt.
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Hierdurch wird das Drehmoment im Wandler herabgesetzt und das auf
die Wellen 3 und 5 übertragene Drehmoment verhältnismäßig niedrig, so daß die erforderliche
Bremskraft für die Bremsbänder 15 und 16 (Fig. 6) vermindert wird.
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Bei einem hohen Übersetzungsverhältnis zwischen der Drehzahl des Pumpenrades
2 und den Turbinenschaufelkränzen 4 und 6, z. B. beim Anfahren, kann dies zum Ablösen
der Strömung an den Schaufeln führen.
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Fig. 1 zeigt, wie der Steuerkolben 152, 153 und 154 des Wählventils
151 eine Stellung entsprechend einer Bewegung desselben nach rechts aus der gezeigten
Stellung um einen Betrag einnehmen kann, der gleich dem Abstand zwischen den Pfeilen
N und L ist. In dieser Stellung stellt der Raum 165 zwsichen den Kolbenstegen 152
und 153 eine Verbindung zwischen der Leitung 155 einerseits und der Leitung 167
sowie der Leitung 157 andererseits her. Der Arbeitskolben 159 ist daher stets einem
Druck auf seiner linken Seite, gesehen in der Zeichnung, ausgesetzt, so daß er niemals
in der Lage ist, den Steuerkolben 184 in die äußerste linke Stellung überzuführen,
in welcher ein Übergang zur direkten Kupplung stattfindet. Der Antrieb findet unter
diesen Umständen nur mit doppeltem oder einfachem Abtrieb statt, was unter bestimmten
Verhältnissen vorteilhaft ist. Beim Antrieb mit doppeltem Abtrieb ist das Bremsband
15 angezogen, die Freilaufeinrichtung 14 ist daher unbelastet und außerdem das Bremsen
durch den Motor möglich.
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Schließlich kann der Steuerkolben 152, 153 und 154 des Wählventils
151 aus der in Fig. 1 gezeigten Stellung nach links um einen Betrag bewegt werden,
der dem Abstand zwischen den Pfeilen N und R entspricht. Hierdurch wird eine Verbindung
nur zwischen der Leitung 155 und der Leitung 157 hergestellt, welch letztere, wie
erwähnt, durch den Rauar 158 führt und in die Leitung 160 mündet, die zur Hilfskrafteinrichtung
101 führt, so daß die letztere in Tätigkeit gesetzt wird. Gleichzeitig wird, wie
ersichtlich, die Klauenkupp:lu.ng 11 bei der in Fig. 6 gezeigten Anordnung so eingestellt,
daß ein Rückwärtsgang mit doppeltem Abtrieb des Drehmomentwandlers erzielt wird.
Da die Leitung 167 abgeschaltet ist, kann sonst keine Umschaltung stattfinden.
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Das Betätigungsglied für die Kupplung 11 ist bei der in Fig. 6 gezeigten
Anordnung vorzugsweise mit dem Wählventil 151 in Fig. 1 in der Weise verbunden,
daB die der Neutralstellung und der Parkstellung des ersterwähnten Betätigungsgliedes
entsprechenden Stellungen ein und derselben Stellung des Wählventils entsprechen
und daß für den Übergang aus der normalen Betriebsstellung bei Vorwärtsfahrt zum
Antrieb nur mit doppeltem Abtrieb und einfachem Abtrieb eine besondere Bewegung
des Steuerkolbens des Wählventils allein mit der Hand ausgeführt werden muß.
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Bei dem vorangehend beschriebenen Getriebe ist das Vorhandensein einer
direkten mechanischen Verbindung zwischen dem Gasfußhebel 243 und dem Steuerkolben
des Relaisventils 134 angenommen. Das Drosselventil 168 kann jedoch auch
mechanisch vom Gasfußhebel betätigt werden, wobei der Druck im Raum 175 des Steuerkolbens
169 dann ein Maß für den Betrag der Abwärtsbewegung des Gasfußhebels bildet. Es
ist daher möglich, die Konstruktion des ; Relaisventils in einfacher Weise zu verändern;
so daß die durch den Gasfußhebel erzeugte Federkraft durch einen Kolben ersetzt
wird, auf den die Druckflüssigkeit aus dem Raum 175 des Drosselventils wirkt. Durch
Verwendung von Mitteln, durch die der Druck in der Leitung 122 verwendet werden
kann, ist es auch möglich, die Geschwindigkeit zu verändern, mit welcher der Steuerkolben
125 des Reglers aus der in Fig. 3 gezeigten Stellung in die in Fig. 4 gezeigte Stellung
gebracht wird. Hierdurch kann das Aussehen des in Fig. 5 gezeigten Kurvenbildes
verändert werden.