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Steuervorrichtung für ein Geschwindigkeitswechselgetriebe, insbesondere
für Kraftfahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung für ein
Geschwindigkeitswechselgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer treibenden
und einer getriebenen Welle, bei der durch Druckflüssigkeit wirksam werdende Reibungsvorrichtungen
die Antriebsverbindung zwischen diesen Wellen mit verschiedenen Übersetzungsverhältnissen
herstellen und dabei eine Reibungskupplung sowie zur Erzeugung des Flüssigkeitsdruckes
eine von einer der beiden Wellen angetriebene Pumpe aufweisen. Durch einen in der
Pumpendruckleitung vorgesehenen steuerbaren Nebenauslaß wird bei dieser Vorrichtung
eine Zunulime des Flüssigkeitsdruckes mit der Umlaufgeschwindigkeit der die Pumpe
antreibenden Welle erreicht.
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Steuervorrichtungen und Geschwindigkeitswechselgetriebe dieser Art
sind allgemein bekannt. Bei als Schnellganggetriebe ausgebildeten Ausführungen wird
beispielsweise durch den fahrgeschwindigkeitsabhängig gesteuerten Flüssigkeitsdruck
zwischen einer direkten Verbindung und einer Übersetzung ins Schnelle umgeschaltet.
Der steuerbare Nebenauslaß ist als axial verschiebbares kegelförmiges Nadelventil
mit entsprechend geformter kegeliger Drosselbohrung relativ großer Länge und/oder
als Drehschieber mit einer Querbohrung großer Länge im Verhältnis zum Bohrungsdurchmesser
ausgebildet. Diese verstellbaren Drosseln sind teils willkürlich, teils zusammen
mit der Gashebelstellung beeinflußbar. Auf diese Weise kann der Umschaltzeitpunkt,
der vom Erreichen eines bestimmten Druckes abhängig ist, bestimmt werden. Zum Steuern
des Anfahrvorganges mittels Ineingriffbringens einer Reibungskupplung ist diese
Anordnung mit einer von der Fahrgeschwindigkeit abhängigen Druckerzeugung nicht
geeignet. Auch sind dabei keinerlei Vorkehrungen getroffen, um den Temperatureinfluß
auf die Flüssigkeit auszugleichen. Weitere bekannte, durch Druckflüssigkeit über
Reibungsvorrichtungen schaltbare Wechselgetriebe sind zur Erleichterung des Anfahrens
zwar mit Strömungskupplungen bzw. Strömungswandlern ausgerüstet und ermöglichen
ein sanftes, ruckfreies Anfahren, haben aber dafür andere Nachteile, wie beispielsweise
Wirkungsgradverluste, die in bestimmten Antriebsbereichen sehr groß sein können.
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Will man nun das Anfahren durch ein allmähliches, selbsttätig gesteuertes
Anlegen einer Reibungskupplung mit wachsendem Flüssigkeitsdruck bei den eingangs
erwähnten Wechselgetrieben ermöglichen, so treten infolge unterschiedlicher Betriebsbedingungen
weitere Schwierigkeiten auf. So ergibt sich beispielsweise bei der erwähnten Erzeugung
eines drehzahlabhängigen Druckes eine starke Abhängigkeit der Zuordnung von Druck
und Drehzahl von der Flüssigkeitsviskosität, die temperaturgebunden ist. Ohne Kompensierung
des Temperatureinflusses wäre der Druckanstieg in der Anfahrkupplung unkontrollierbar,
d. h., das Anfahren würde je nach herrschender Temperatur bei ganz verschiedenen
Drehzahlen erfolgen und demzufolge auf verschiedenen Drehmomenten und Leistungen
der Antriebsmaschine beruhen, wodurch ein sanftes, stoßfreies Anfahren oftmals gar
nicht zu erreichen ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es nun, diese Nachteile durch eine weitgehende
Kompensation des Temperatureinflusses auf die Viskosität zu vermeiden. Dies wird
erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß in der Pumpensaugleitung eine Flüssigkeitsstauvorrichtung
und in der Pumpendruckleitung eine als Nebenauslaß wirkende scharfkantige Mündung
vorgesehen wird.
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Die dabei auftretenden Wirkungen überlagern sich gegenseitig. Beim
Durchströmen der scharfkantigen Mündung entsteht an dieser Stelle ein großes Wirbelgebiet,
und der Durchflußwiderstand, d. h. die Drosselung, ist im wesentlichen ein unmittelbares
Maß des Energieverlustes in dem Wirbelgebiet. Im Gegensatz zu Drosseln mit vor allem
laminarer Durchströmung macht sich bei einer stark wirbelnden Strömung die Temperaturabhängigkeit
der Viskosität nicht mehr so stark bemerkbar, so
daß bei scharfkantigen
Mündungen der Druckanstieg mit sinkender Temperatur kleiner ist als bei Drosseln
ohne oder mit wenig Wirbelung. Zusätzlich ergibt die Anordnung einer Flüssigkeitsstauvorrichtung
in der Pumpensaugleitung viskositätsabhängig einen starken Anstieg des Durchfiußwiderstandes
bei fällender Temperatur. Auf der Pumpensaugseite entsteht daher bei Verwendung
einer zähen Flüssigkeit ein niedrigerer Absolutdruck als bei einer dünnen Flüssigkeit.
Dieser bei niederen Temperaturen vorhandene niedrigere Vordruck hat also auch einen
niedrigeren Pumpendruck auf der Pumpendruckseite zur Folge, wodurch der auch bei
scharfkantiger Mündung noch auftretende Druckanstieg mit sinkender Flüssigkeitstemperatur
in etwa ausgeglichen wird. Durch die gleichzeitige Anwendung beider Maßnahmen wird
im Bereich niederer Temperaturen der drehzahlabhängige Druck annähernd unabhängig
von der Flüssigkeitstemperatur gemacht und auf diese Weise unter den meisten Betriebsbedingungen
ein stoßfreies Anfahren gewährleistet.
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In weiterer Ergänzung dieser Maßnahmen kann auch noch eine temperaturempfindliche
Vorrichtung vorgesehen sein, die in Abhängigkeit von den Temperaturänderungen die
wirksame Größe der Mündung steuert. Zweckmäßig weist eine solche Vorrichtung einen
Kolben oder ein kegeliges Ventil-. element auf, die relativ zur Mündung verschiebbar
sind. Dadurch stellt sich auch noch bei höheren Temperaturen ein Ausgleich des Temperatureinflusses
auf die Viskosität ein. In Würdigung des zu berücksichtigenden Standes der Technik
sei abschließend noch darauf hingewiesen, daß es in Druckflüssigkeitsanlagen für
die Schaltung von Wechselgetrieben schön bekannt ist, als temperaturempfindliche
Vorrichtung einen Bimetallstreifen vorzusehen, der je nach Temperatur einen Flüssigkeitsauslaß
verschließt oder mehr oder weniger öffnet.
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Erfindungsgemäß konnte nun festgestellt werden, daß eine wesentliche
Erhöhung der Wirbelbildung an der scharfkantigen Mündung dann erzielbar ist, wenn
der Durchmesser der den Rohrquerschnitt einschnürenden Mündung größer ist als deren
Länge. Auch läßt sich leicht eine bautechnische Vereinfachung der Anlage dann erreichen,
wenn das an sich meist vorhandene Ölsieb in der Saugleitung der Pumpe selbst als
Stauvorrichtung ausgebildet wird.
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Der Umfang der Erfindung hält sich im Rahmen des Patentbegehrens unter
Berücksichtigung der unmittelbaren Erläuterung der einzelnen Erfindungsmerkmale
in der nachfolgenden Beschreibung, wobei etwa darüber hinausgehende Merkmale der
zeichnerischen Erläuterung und dem besseren Verständnis der Wirkungsweise dienen,
ohne selbst Gegenstand der Erfindung zu sein. In den Zeichnungen ist Fig. 1 ein
Längsschnitt durch ein Wechselgetriebe für die Steuervorrichtung gemäß der Erfindung
und Fig.2 eine schematische Ausführung der Steuervorrichtung; Fig. 3 bis 8 beziehen
sich auf verschiedene Einstellungen von Teilen der in Fig. 2 dargestellten Steuervorrichtung
und lassen dabei die verschiedenartigen Antriebsmöglichkeiten für das Wechselgetriebe
erkennen; Fig. 9 zeigt in einem Kurvenbild die Veränderung des Öldruckes der Antriebswellenpumpe,
abhängig von der Pumpendrehzahl und vom Druck in der Ansaugleitung der Antriebsmaschine;
Fig. 10 enthält eine schematische Darstellung einer abgeänderten Steuervorrichtung
mit selbsttätiger Gangumschaltung, Fig. 11 ein Kurvenbild über den Öldruck der Abtriebswellenpumpe,
abhängig von der Fahrgeschwindigkeit bei der Ausführung nach Fig. 10; Fig. 12 stellt
eine weitere, abgeänderte Ausführung der Steuervorrichtung schematisch dar.
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Das Wechselgetrieb enthält in bekannter Weise ein Verbundplanetengetriebe
16. Es kann von einer Eingangswelle 10 angetrieben werden, die die Kurbelwelle der
Antriebsmaschine sein kann. Auf dieser ist ein Schwungrad 12 befestigt, das eine
Doppelkupplung 13 mit den beiden Kupplungen Cl und C, enthält. Die Kupplungslamelle
der vorderen Kupplung Cl ist mit einer zentralen Zwischenwelle 14 des Wechselgetriebes
verbunden, während die Kupplungslamelle der hinteren Kupplung C2 auf einer die Zwischenwelle
14 umgebenden Hohlwelle 15 sitzt. Diese Hohlwelle trägt nun an ihrem hinteren Ende
das vordere Sonnenrad 54 des Verbundplanetengetriebes 16 und ist mittels einer Bandbremse
20 abbremsbar. Die Zwischenwelle 14 trägt an ihrem hinteren, über die Hohlwelle
15 hinausragenden Ende das hintere Sonnenrad 51 des Verbundplanetengetriebes. Die
Abtriebswelle 17 des Wechselgetriebes weist an ihrem vorderen Ende das Hohlrad 50
des Verbundplanetengetriebes 16 auf. Mit diesem Hohlrad 50 und dem vorderen Sonnenrad
54 kämmen lange Planetenräder 53, die auf einem Planetenträger 55 gelagert sind.
Auf diesem sind zusätzlich weitere kurze Planetenräder 52 angeordnet, die einerseits
mit den langen Planetenrädern 54, andererseits aber auch mit dem hinteren Sonnenrad
51 zum Eingriff kommen. Der Planetenträger 55 ist über eine Einwegbremse 19, die
als Klemmplattenfreilauf ausgebildet sein kann, am Getriebegehäuse festbremsbar
angeordnet. Diese Einwegbremse vollzieht im ersten Vorwärtsgang die Funktion eines
feststehenden Reaktionsgliedes, wobei nur die Kupplung C1 sich in Einrückstellung
befindet. Bei einer weiteren Erhöhung der Drehgeschwindigkeit der Vorwärtsgänge
läuft die Einwegbremse 19 frei. Der Planetenträger 55 ist über eine äußere Trommel
auch vermittels einer Bandbremse 21 festlegbar. Diese Bandbremse 21 wird im Rückwärtsgang
angelegt, da in diesem Zeitpunkt die Einwegbremse 19 freigelaufen ist und kein Reaktionsmoment
aufnehmen würde.
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Bei einem derart bekannten Wechselgetriebeaufbau sind folgende übersetzungsstufen
möglich: 1. Langsamer oder 1. Vorwärtsgang: Die Kupplung Cl befindet sich in der
Einrückstellung, während die Kupplung C,. und die Bremsen 20, 21 frei sind.
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2. Zwischengang oder 2. Vorwärtsgang: Kupplung Cl bleibt eingerückt,
die Bremse 20 legt sich an, während die Kupplung C, und die Bremse 21 sich in Freistellung
befinden.
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3. Schnellgang oder 3. Gang: In diesem Falle sind beide Kupplungen
C1 und C, eingerückt und die Bremsen 20 und 21 frei. Das Verbundplanetengetriebe
ist in sich gesperrt und wirkt so als eine Direktkupplung für die Antriebs-und Abtriebswellen
10 und 17.
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4. Rückwärtsgang: Hierbei befindet sich die Kupplung Cin Einrückstellung,
und die Breme 21 ist angelegt, während die Kupplung C1 und die Bremse 20 frei sind.
5.
Bremsen mit der Antriebsmaschine im langsamen Gang: Bei dieser Arbeitsfunktion bleibt
die Kupplung Cl eingerückt und die Bremse 21 angelegt, während die Kupplung C, und
die Bremse 20 sich in Freistellung befinden. Die Blockierung des Planetenträgers
durch die anliegende Bremse 21 ermöglicht das Durchleiten von Drehmoment durch das
Wechselgetriebe von hinten nach vorn auf den Getriebezug des 1. Ganges. Dies würde
die Einwegbremse 19 allein nicht erlauben, da sie bei diesem Drehmomentfluß freilaufen
würde.
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Mit der Abtriebswelle 17 ist der treibende Teil einer Abtriebswellenpumpe
91 verbunden, während der treibende Teil einer Antriebswellenpumpe 90 mit der Antriebswelle
10 über die Schwungscheibe 12 und Teile der Doppelkupplung 13 drehfest verbunden
ist.
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Die Steuervorrichtung für dieses Geschwindigkeitswechselgetriebe weist,
wie bei Fig. 1 erwähnt und aus Fig. 2 näher ersichtlich wird, die Antriebswellenpumpe
90 und die Abtriebswellenpumpe 91 auf. Die erstere setzt sich aus einem äußeren
und einem inneren Umlaufteil 92 und 93 zusammen, die in einem Gehäuse 94
angeordnet sind, das in bezug auf das Getriebegehäuse ortsfest ist, wobei der innere
Umlaufteil 93 auf eine Büchse 95 aufgenutet ist und mit der Antriebswelle
10 umläuft. Der innere Umlaufteil weist mehrere Kuppen 96 auf, die in entsprechende
Ausnehmungen 97 des äußeren Umlaufteils 92 eingreifen. Beide Umlaufteile liegen
exzentrisch zueinander. Die Anzahl der Ausnehmungen 97 übertrifft dabei diejenige
der Kuppen 96 um ein Stück. Alle Kuppen 96 des inneren Umlaufteiles 93 liegen an
der Innenfläche des äußeren Umlaufteils 92 an und stellen auf diese Weise eine im
wesentlichen flüssigkeitsdichte Verbindung mit der Innenfläche des äußeren Umlaufteils
92 her. Die Antriebswellenpumpe 90 besitzt sowohl eine Saugleitung 98 als auch eine
Druckleitung 99. Wird nun der innere Umlaufteil 93 in der in Fig. 2 durch Pfeil
gezeigten Richtung gedreht, wobei zwangsweise sich auch der äußere Umlaufteil 92
in derselben Richtung dreht, dann entsteht in Saugleitung 98 ein Saugzug und führt
der Pumpe Flüssigkeit zu, die dann über die Druckleitung 99 wieder abfließt. Die
Abtriebswellenpumpe 91 mit ihren Saug- und Druckleitungen 102, 103 arbeitet in der
gleichen Weise wie die Antriebswellenpumpe 90.
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Am Boden des Getriebegehäuses ist ein Behälter mit einem Ölsumpf für
das Schmieröl des Getriebes vorgesehen, in den die Saugleitungen 98 und
102 der Pumpen 90, 91 hineinragen. Der Einlaß jeder dieser Saugleitungen
weist ein Ölsieb 106 auf, das an seinem Ende 106a geschlossen ist. Es ist
verhältnismäßig feinmaschig und wirkt sich als sogenannte Flüssigkeitsstauung für
das in die Pumpe eingesaugte Öl aus. Infolge Reibungsberührung und der verhältnismäßig
großen Oberfläche der Sieböffnungen wird der Ölfluß zur Pumpe mehr oder weniger
verzögert und ist dabei von der Temperatur und der sich daraus ergebenden Viskosität
abhängig, was später noch näher erläutert werden soll.
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Die Druckleitung 99 der Antriebswellenpumpe 90 ist mit einem Druckregelventi1107
verbunden, das i einen in einem Zylinder 109 verschiebbaren Ventilkolben 108 aufweist.
Dadurch ist eine Öffnung 110 sperrbar, die die Druckleitung 99 mit einem Durchlaß
111 verbindet, der mit der Saugleitung 98 verbunden ist. Die Kolbenverschiebung
wird von einem Unterdruckservomotor 112 gesteuert, der über eine Leitung 113 mit
der Ansaugleitung (Saugrohr) der Fahrzeugantriebsmaschine in Verbindung steht. Dieser
Unterdruckservomotor 112 besitzt eine biegsame Membran 114 mit einem starren Mittelabschnitt
115, an dem eine Stange 116 befestigt ist. Eine Feder 117 drückt im allgemeinen
die Membranstange 116 gegen den Ventilkolben 108. Der Saugrohrunterdruck wirkt dieser
Feder entgegen. Bekanntlich ändert sich der abolute Druck in der Ansaugleitung der
Fahrzeugantriebsmaschine mit dem von dieser übertragenen Drehmoment. Dieser Druck
ist niedrig, d. h. das Vakuum hoch, wenn sich der Gashebel in einer Stellung befindet,
bei der ein kleines Drehmoment von der Antriebsmaschine abgegeben wird und damit
ein starker Zug des Unterdruckservomotors vorliegt. Die Sperrkraft des Kolbens
108 für die Öffnung 110 ist daher gering. Erhöht sich der Ansaugleitungsdruck
mit seinem Absolutwert gegenüber dem Außenluftdruck, d. h., fällt das Vakuum in
der Ansaugleitung ab, dann überwiegt mit beim Drücken des Gaspedals größer werdendem
Drehmoment der Fahrzeugantriebsmaschine die Feder 117 gegenüber dem Vakuum, und
die Feder 117 bewegt die Kolbenstange 1.16 kräftiger gegen den Kolben 108, um die
Öffnung 110 zu schließen. Die Wirkung des Unterdruckservomotors 1.12 besteht also
darin, den Flüssigkeitsdruck in der Pumpendruckleitung 99 in eine unmittelbare Beziehung
zu dem von der Antriebsmaschine erzeugten Drehmoment zu bringen. Ein zum Ölsumpf
führender Durchlaß 118 des Unterdruckservomotors steht mit der oberen Seite der
biegsamen Membran 114 und dem unteren Ende des Ventilkolbens 108 in Verbindung.
Die andere Membranseite kann unter besonderen Verhältnissen mit der Außenluft über
einen Durchlaß verbunden sein, der für gewöhnlich durch ein Rückschlagventi1120
verschlossen ist. Dabei liegt eine Kugel 121 des Rückschlagventils auf einem Ventilsitz
122 auf und wird von einer Feder 123 beaufschlagt, die die Kugel nachgiebig federnd
auf ihrem Sitz hält. Die noch ausführlich zu beschreibende Arbeitsweise des Rückschlagventils
120 ist maßgebend für den im Unterdruckservomotor 'vorherrschenden niedrigsten Druck
oder das höchste Vakuum, um den Flüssigkeitsdruck in der Druckleitung 99 auf einen
Mindestwert zu begrenzen.
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Die Druckleitung 99 der Antriebswellenpumpe 90 steht erfindungsgemäß
mit einer den Nebenauslaß bildenden scharfkantigen Mündung 124 in Verbindung und
stellt sich zweckmäßig als eine in einer dünnen Scheibe 125 befindliche Öffnung
dar, die im Gehäuse 126 angeordnet ist und mit der Druckleitung 99 in Verbindung
steht. Auf diese Weise erfährt der Ölstrom infolge plötzlicher Eindämmung eine starke
Wirbelung. Die Mündung 124 entleert sich in einen Durchlaß 127, der das Öl auf die
Kupplungsscheiben fließen läßt und diese kühlt, um schließlich in den Ölsumpf zu
gelangen. Auf diese Weise läßt sich ohne weiteres ein Flüssigkeitsdruck erzeugen,
der ein stoßloses Einkuppeln der im Getriebe enthaltenden Reibungskupplung ermöglicht.
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Ein im Gehäuse 126 verschiebbar gelagerter Kolben 129 öffnet und verschließt
die scharfkantige Mündung 124, indem er mit einem Hebel 130 in Verbindung steht,
der um eine Welle 131 drehbar gelagert ist und dabei exzentrisch mit einer größeren
Welle
132 verbunden ist. Eine an ihrem einen Ende 135 ortsfest angebrachte temperaturempfindliche
Vorrichtung 134 ist in der Weise an der Welle 132 befestigt, daß bei einem Ansteigen
oder Absinken der Temperatur in dieser Vorrichtung eine Drehung der Welle 132 erfolgt.
Dabei entspricht eine Drehbewegung entgegengesetzt der Uhrzeigerbewegung einem Absinken
der Temperatur in der temperaturempfindlichen Vorrichtung, und umgekehrt. Bei einer
Änderung der temperaturempfindlichen Vorrichtung von Warm auf Kalt bedingt die dabei
auftretende Bewegung des Kolbens 129 eine Erhöhung der wirksamen Größe der
Mündung 124. Da die Viskosität des Öles bei abnehmender Temperatur steigt, kommt
der temperaturempfindlichen Vorrichtung die Aufgabe zu, den Öldruck in der Pumpendruckleitung
99 temperaturempfindlicher zu machen. Das unter Druck stehende Öl speist unter Verwendung
einer besonderen Ventilvorrichtung 136 die Kupplungen und Bremsen des Wechselgetriebes.
Dieses Ventil besteht aus einem Block 137 mit zylindrischen Ausbohrungen 138 und
139, die eine Vielzahl von Öffnungen 140 bis 145 bzw. 146 bis 149 aufweisen. Dabei
stehen nun die Öffnungen 141 und 143 mit der Druckkammer 41 a und dem darin verschiebbaren
Kolben 41 mittels einer Leitung 150 in Verbindung, während die Öffnung 145 über
eine Leitung 151 mit dem Zylinder 75 und seinem Kolben 74 verbunden ist, der die
Bremse 20 einschaltet. Öffnung 147 ist mit der Druckkammer 40 a und ihrem Kolben
40 zur Betätigung der Kupplung C, über eine Leitung 152 verbunden, während Öffnung
149 mit dem Zylinder 69 für die Bremse 21 über eine Leitung 153 in Verbindung steht,
so daß Drucköl aus der Öffnung 149 auf den im Zylinder 69 befindlichen Kolben 68
einwirken kann. Öffnungen 142 und 146 dienen der Entleerung zum Ölsumpf. Schließlich
ist die Öffnung 144 mit der Druckleitung 99 der Antriebswellenpumpe 90 über eine
Leitung 154 und mit der Öffnung 148 über einen auf der Innenseite des Ventilblockes
137 befindlichen Durchlaß 155 verbunden. Die unteren Enden 138 a und 139
a der Ausbohrungen 138 und 139 liegen so, daß sie in den Ölsumpf entleeren.
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In der Leitung 151 ist eine Verengung 156 vorgesehen, die den zum
Kolben 74 führenden Ölstrom entsprechend verzögert. Ein zwischen dieser Verengung
und dem Kolben 74 in der Leitung 151 vorgesehener Speicher 157 besteht aus einem
Gehäuse 158 mit zylindrischer Ausbohrung 159, in der ein Kolben 160 gleitet. Eine
zwischen Kolben und dem unteren Ende der Ausbohrung 159 eingeschaltete Feder 161
hält den Kolben nachgiebig federnd auf dem Sitz 162 am oberen Ende des Gehäuses
158.
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Ventilkolben 163 und 164 sind in den zylindrischere Ausbohrungen 138
und 139 gleitend gelagert. Der Ventilkolben 163 weist Kolbenstege 165, 166 und 167
und zwischen den Kolbenstegen Nuten 168 und 169 auf. Der Kolben 164 weist Kolbenstege
170, 171 und 172 und zwischen diesen Stegen die Nuten i 173 und 174 auf.
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Die Ventilkolben 163 und 164 mit ihren Ringkanälen 178 bzw. 179 an
den oberen Enden werden von Hebeln 175 und 176 gesteuert, die auf einer Welle
177 drehbar befestigt sind. Der Hebel 175 hat eine Anzahl verschiedener Hauptstellungen,
die den Betriebsarten »Rückwärts«, »Neutral«, »Langsam-Bremse«, »Erster«, »Zweiter«,
»Dritter« und »Stoßstart« entsprechen. Hebel 176 hat Hauptstellungen, die
diesen Stellungen des Hebels 175 entsprechen. Der Hebel 176 ist dabei dem
Fahrer des Fahrzeuges leicht zugänglich angeordnet. Am Hebel 175 sind Stifte
180 und 181 befestigt, die innerhalb der Ringkanäle 178 bzw. 179 liegen, so daß
Hebelschwenkungen entsprechende Bewegungen der Kolben 163 und 164 hervorrufen.
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Der Hebel 130 ist derart angeordnet, daß er vom Ventilkolben 163 betätigt
werden kann. An seinem dem Kolben 129 gegenüberliegenden Ende 130 a ist eine Stellschraube
182 vorgesehen, an die der Kolben 163 zur Anlage kommt, wenn er in seine zweite
Stellung, dritte Stellung oder Stoßstartstellung bewegt wird. In diesen Augenblicken
erfolgt eine Linksdrehung des Hebels 130 um seine Welle 131 und verändert zwangläufig
die Stellung des Kolbens 129 für die nachstehend beschriebenen Zwecke. Eine in einem
ortsfesten Teil 184 eingesetzte Stellschraube 183 begrenzt die Größe der Rechtsbewegung
des Hebels 130. Zu diesem Zweck greift eine Zugfeder 185 zwischen dem Ende 130a
und der Welle 131 am Hebel 130 an, erstreckt sich zwischen Hebel 130 und einem ortsfesten
Teil 186 und hält den Hebel 130
nachgiebig federnd an der Stellschraube
183.
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Der im Ventilblock 137 vorhandenen Öffnung 140 wird Druckflüssigkeit
verminderten Druckes von einer Leitung 187 zugeführt, die mit einem Druckreduzierventi1188
verbunden ist. Dieses Druckreduzierventil weist einen Ventilnocken 189 mit Stegen
190 und 191 auf, zwischen denen sich eine Nut 192 befindet. Der Ventilkolben 189
gleitet in einem Gehäuse 193 mit zylindrischen Ausbohrungen 194 und 195 verschiedenen
Durchmessers. Die Stege 190 und 191 haben diesen zylindrischen Ausbohrungen entsprechende
Durchmesser. Das Gehäuse 193 hat öffnungen 196, 197, 198, 199 und 200. Eine Feder
201 liegt zwischen dem linken Ende des Steges 191 und dem gegenüberliegenden Abschnitt
des Gehäuses 193, um den Kolben 189 nachgiebig federnd nach rechts zu verschieben.
Öffnung 196 ist mit der Leitung 187 verbunden, während die Öffnungen 197 und 199
gemeinsam über einen in dem Gehäuse 193 befindlichen Kanal 202 verbunden sind. Öffnung
200 ist mit der Pumpendruckleitung 99 verbunden, während die Öffnung 198 unmittelbar
mit dem Ölsumpf in Verbindung steht.
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Die Pumpendruckleitung 103 der Abtriebswellenpumpe 91 ist mit der
entsprechenden Druckleitung 99 der Antriebswellenpumpe 90 verbunden, so daß eine
von der Abtriebswelle hervorgerufene Zufuhr an Druckflüssigkeit der Leitung 154
zugeleitet wird und dabei die Kupplungen und Bremsen auch dann betätigt, wenn die
Antriebswellenpumpe 90 nicht arbeitet. Eine mit der Pumpendruckleitung 103 in Verbindung
stehende Leitung 203 dient nun dazu, Schmieröl den sich bewegenden Teilen des Getriebes,
beispielsweise den Lagern usw., zuzuführen, wobei eine in der Leitung 203 vorgesehene
Verengung 204 die Flüssigkeitsmenge entsprechend begrenzt.
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Wie bereits dargelegt wurde, werden beim Schalten der Hebel 175 und
176 die Kolbenventile 163 und 164 zwischen ihren einzelnen Stellungen verschoben
(vgl. hierzu auch Fig. 3, in der die Neutralstellung, die bekanntlich auch der Neutralstellung
des Getriebes entspricht, dargestellt ist und den Arbeitspunkt charakterisiert,
in dem der Antrieb zwischen Antriebswelle 10 und Abtriebswelle 17 unterbrochen
ist).
Es sei nun angenommen, daß die Fahrzeugantriebsmaschine die Pumpe 90 antreibt und
in der Pumpendruckleitung 99 Druckflüssigkeit vorhanden ist. Dann befindet sich
auch Druckflüssigkeit in den Öffnungen 144 und 148, die ja mit dieser Druckleitung
99 über die Leitung 154 verbunden sind. Wie noch zu erläutern sein wird, ist aber
auch Druckflüssigkeit, wenn auch von geringerem Druck, in der Leitung 187. Da die
Öffnung 144 vom Kolbensteg 166, die Öffnung 140 vom Kolbensteg 165 versperrt sind,
kann die in diesen Öffnungen befindliche Druckflüssigkeit keine Wirkung ausüben.
Die im Kolben 164 befindliche Nut 174 verbindet die Öffnungen 148 und 149, so daß
infolgedessen die Bandbremse 21 des Rücklaufganges eingeschaltet ist, und läßt Druckflüssigkeit
von der Öffnung 148 über die Nut 174 und über die Öffnung 149 sowie die Leitung
153 zum Zylinder 69 fließen. Die Einschaltung der Bandbremse 21 für Rückwärtsgang
bereitet das Getriebe für einen Rückwärtsgang vor, der anschließend durch Einkuppeln
der hinteren Kupplung C2 fertiggestellt werden kann. Wie sich noch ergeben wird,
ist für die Inbetriebnahme des Rückwärtsganges nicht die Bremse 21, sondern die
hintere Kupplung C2 verantwortlich. Die mit dem Kolben 41 für diese Kupplung verbundene
Leitung 150 ist über die Nut 168 mit dem Ablaufdurchlaß 142 verbunden, während die
im Ventilkolben 164 vorhandene Nut 173 die für den Kolben 40 der vorderen Kupplung
C1 vorhandene Leitung 152 mit dem Ablaufdurchlaß 146 verbindet, so daß auf diese
Weise keine Druckflüssigkeit auf einen der die Kupplungen einkuppelnden Kolben zur
Einwirkung gebracht wird und beide Kupplungen C1 und C2 also ausgekuppelt sind,
wenngleich in der Neutralstellung dennoch die Bandbremse 21 für den Rückwärtsgang
eingeschaltet ist.
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Bei der Getriebeschaltung für den langsamen Vorwärtsgang bzw. den
1. Gang werden durch eine Bewegung des Hebels 175 die Ventilkolben 163, 164 in die
in Fig.4 dargestellte Stellung gebracht. Wie sich ohne weiteres erkennen läßt, erfolgt
auch hierbei eine Sperrung der beiden Drucköffnungen 140 und 144 durch den
Ventilkolben 163. Durch den Ventilkolben 164 findet nun aber eine Verbindung
der Öffnung 147 und 148 über seine Nut 174 statt, so daß die Pumpendruckleitung
99 der Antriebswellenpumpe 90 mit der Kolbenkammer 40 a der vorderen Kupplung C1
über die Leitungen 154 und 152 verbunden ist. Die mit der Leitung 153 für den Kolben
68 der Bandbremse 21 des Rückwärtsganges verbunde Öffnung 149 entleert sich über
das untere Ende 139 a der Zylinderausbohrung 139 und läßt auf diese Weise die Bandbremse
21 ausgeschaltet.
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Mit Hilfe der dünnen Scheibe 125 in der scharfkantigen Mündung 124
soll in der Druckleitung 99 der Antriebswellenpumpe 90 ein Flüssigkeitsdruck erzeugt
werden, der sich mit der Pumpenleistung und demzufolge mit der Drehzahl der Antriebswelle
10 erhöht. Beim Durchgang der Ölflüssigkeit durch die Mündung 124 bildet sich ein
kräftiger Wirbel aus. Zufolge der vorgesehenen Einstellung der Ventilkolben 163,
164 für ein Anfahren des Fahrzeuges im 1. Gang ergibt sich eine Verbindung der Pumpendruckleitung
99 mit dem Kolben 40 für die Kupplung C1, womit der jeweilige Flüssigkeitsdruck
auf diese Kupplung zur Einwirkung gebracht wird. Der Kupplungseingriff ändert sich
entsprechend der Drehzahl der Antriebsmaschine, so daß eine stoßlose Fertigstellung
des Getriebes für 1. Gang über das Übertragungsgetriebe erfolgt. Gleichzeitig bewirkt
das aus der Mündung 124 abfließende Öl eine Kühlung der vorderen Kupplungsscheiben.
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Während des Wirksamwerdens der Kupplung C1 hält das Druckregelventil
107 die Öffnung 110 verschlossen, vor der sich Flüssigkeit aus der Druckleitung
99 angesammelt hat, und läßt diese Flüssigkeit noch nicht über den Durchlaß 111
zur Pumpensaugleitung 98 zurückfließen. Das Druckregelventil 107 ist so eingestellt,
daß sich der in der Leitung 99 herrschende Druck so lange erhöhen kann, bis die
Kupplung C1 völlig eingekuppelt ist, ohne daß hierbei ein Schlupf entsteht, und
ehe dieses Ventil die Erhöhung des Flüssigkeitsdruckes in der Druckleitung 99 weiter
begrenzt. Nach abschließender völliger Einkupplung der vorderen Kupplung C1 bewegt
sich der Kolben 108 in der in Fig. 2 ersichtlichen Weise nach unten, gibt die Öffnung
110 frei und läßt einen Teil der Fördermenge der Pumpe 90 zurück in die Saugleitung
98 fließen. Die Verschiebungsbewegung des Kolbens 108 geht dabei aber nur so weit,
daß ein vorbestimmter Druck innerhalb der Druckleitung 99 aufrechterhalten bleibt.
Der vorbestimmte Druck ändert sich mit der Drehmomentabgabe der Fahrzeugantriebsmaschine
und mit dem Drehmomentbedarf, das vom Fahrer verlangt wird, wobei der mit der Saugleitung
der Antriebsmaschine verbundene Unterdruckservomotor 112 für diese Regelungsarbeit
in der bereits beschriebenen Weise verwendet wird.
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Wie beschrieben, steigt mit dem Drehmoment auch der absolute Druck
in der Antriebsmaschinenansaugleitung, so daß sich der Mittelabschnitt 116 der Membran
infolge der Wirkung der Feder 117 in der aus Fig.2 ersichtlichen Weise nach oben
bewegen kann. Auf den Kolben 108 wirken im wesentlichen drei Kräfte, und zwar einmal
der in der Druckleitung 99 herrschende Druck, zum anderen die Federkraft 117 und
schließlich die auf die untere Seite der Membran 114 einwirkende Kraft. Diese Kräfte
halten sich das Gleichgewicht. Erhöht sich der absolute Druck im Saugrohr, dann
erhöht sich auch die Wirkung der Feder 117 und hält den Kolben 108 in einer die
Öffnung 110 verschließenden Stellung, bis sich ein höherer Druck in Leitung 99 eingestellt
hat. Bei Abnahme des Drehmomentbedarfes arbeitet das Ventil 107 in entgegengesetztem
Sinne. Infolge der Wirbelbildung an der scharfkantigen Mündung 124 wird innerhalb
der Leitung 99 eine Erhöhung des Flüssigkeitsdruckes mit steigender Pumpendrehzahl
erzielt, und zwar so lange, bis er demjenigen des Regelventils 107 entspricht. Es
findet damit ein stoßloses Einkuppeln. der Kupplung C1 statt, während die Erhöhung
des Kupplungsdruckes bei einem Ansteigen der Drehmomentleistung der Antriebsmaschine
dem Regelventil 107 zufällt.
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Der Mindestdruck oder das größte Vakuum, das auf die Membran 114 einwirkt,
wird vom Rückschlagventi1120 bestimmt, dessen Kugel sich vom Sitz 122 abhebt, wenn
der innerhalb des Unterdruckservomotors 112 herrschende Druck unter einen vorbestimmten
Wert abzusinken droht (vgl. hierzu auch Fig. 9, deren gewählte Werte, waagerecht
die Pumpendrehzahl, senkrecht der Öldruck, nur beispielsweise aufzufassen sind und
nur den Funktionszusammenhang und die grundsätzliche Charakteristik andeuten
sollen,
was auch schließlich bei Fig. 11 der Fall ist).
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Wie bereits dargelegt, erzeugt der Wirbel an der Mündung 124 einen
Flüssigkeitsdruck in der Pumpendruckleitung 99, der sich mit der Antriebswellendrehzahl
erhöht. Bekanntlich ändert sich nun aber auch die Viskosität des Öles ganz wesentlich
mit der Öltemperatur. Würden keine Temperaturausgleichvorrichtungen vorgesehen sein,
dann würde der Druck bei niedrigen Öltemperaturen schneller ansteigen als bei höheren.
Das Einkuppeln der Kupplung C, würde sich also mit der Temperatur ändern.
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Erfindungsgemäß begegnet man einem derartigen Nachteil dadurch, daß
zum Zwecke des Temperaturausgleichs sowohl die temperaturempfindliche Vorrichtung
134 als auch ein Flüssigkeitsstau in der Pumpensaugleitung 98 der Pumpe 90 vorgesehen
sind, wobei in Fig. 2 der Flüssigkeitsstau die Gestalt eines feinen Maschensiebes
106 hat. Zweckmäßig überspült das austretende Öl die temperaturempfindliche Vorrichtung
134, wodurch diese Vorrichtung im wesentlichen die Temperatur des innerhalb des
Sumpfes befindlichen Öles annimmt. Je größer die Viskosität des Öles bei sich verringernder
Temperatur wird, desto größer wird auch der Kraftaufwand, das Öl durch die Mündung
124 durchströmen zu lassen, und desto höher ist schließlich auch der Flüssigkeitsdruck
in Druckleitung 99. Die temperaturempfindliche Vorrichtung wirkt nun in der Weise,
daß der Kolben 129 sich bei abnehmender Öltemperatur von der Scheibe 125 weg nach
oben bewegt, um die wirksame Größe der Mündung 124 zu erhöhen (vgl. hierzu Fig.2).
Bei steigender Öltemperatur tritt eine entgegengesetzte Wirkung auf. Bei absinkender
Öltemperatur werden also die Wellen 131 und 132 in Linksrichtung gedreht, während
bei einer Temperaturerhöhung eine Drehung im Uhrzeigersinne erfolgt. Es tritt also
in Abhängigkeit von der jeweiligen Öltemperatur eine Hebung und Senkung des linken
Endes des Hebels 130 und des Kolbens 129 ein. Bei der Getriebeschaltung für
den 1. Gang (vgl. Fig. 4) ist das Ventil 163 außer Berührung mit der im rechtsliegenden
Ende des Hebels 130 befindlichen Stellschraube 182. Der Hebel 130
ruht also auf .der ortsfesten Stellschraube 183 auf und hebt sich bei Temperaturänderungen
von dieser ab.
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Das Stausieb 106 erhöht den Fließwiderstand in der Leitung 98 bei
höherer Viskosität. Seine in der Ölbahn zur Saugleitung 98 vorhandenen zahlreichen
Reibungsflächen stellen eine wesentliche Oberflächenvergrößerung dar, über die das
Öl zu fließen gezwungen wird. Die dabei entstehende Reibung ist um so größer, je
größer die Viskosität des Öles ist. Das .Sieb 106 vermindert also den Ölstrom zur
Pumpe 90 bei niedrigen Temperaturen und ist bestrebt, den erhöhten Widerstand zu
kompensieren, den der Ölstrom in der Mündung 124 erfährt. Die dünne scharfkantige
Mündung 124 und die sich beim Stausieb 106 einstellende Flüssigkeitsöffnung kom-
i pensieren gegenseitig Änderungen in der Temperatur unterhalb einer bestimmten
Temperatur, im vorliegenden Falle beispielsweise unterhalb 21° C, so daß die Zunahme
des Flüssigkeitsdruckes in der Druckleitung 99 bei Erhöhungen der Drehzahl der c
Antriebswellenpumpe die gleiche bleibt. Oberhalb dieser fiktiv angenommenen Temperatur
verändert nun die temperaturempfindliche Vorrichtung 134 die wirksame Fläche der
Mündung 124, so daß Änderungen in der Öltemperatur den Öldruck in der Druckleitung
99 nicht mehr wesentlich beeinflussen. Es sei darauf hingewiesen, daß die temperaturempfindliche
Vorrichtung 134 die wirksame Fläche der Mündung 124 nicht während des Kuppelns der
Kupplung C1 verändert, da ihr Regelungsvorgang verhältnismäßig langsam erfolgt.
An Stelle des erwähnten Siebes 106 können selbstverständlich auch andere Stauvorrichtungen
verwendet werden.
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Die Einstellung des Getriebes in den Zwischengang bzw. den 2. Gang
ergibt sich im einzelnen aus der Darstellung der Fig. 2. Dabei ist nun die Leitung
152 mit dem Durchlaß 155 und infolgedessen mit den Leitungen 154 und 99 mittels
der Nut 174 und den Öffnungen 148 und 147 verbunden, was auch bei der Einstellung
des Kolbenventils 164 bei der Getriebeschaltung für 1. Gang der Fall ist. Die Kupplung
Cl bleibt also eingekuppelt. Beim Verschieben des Kolbenventils 163 von der Stellung
für 1. Gang in diejenige des 2.Ganges findet eine Verbindung der beiden Leitungen
151 und 154 über die Nut 169 und die Öffnungen 144 und 145 statt, so daß die in
der Pumpendruckleitung 99 vorhandene Druckflüssigkeit dem Kolben 74 der Bandbremse
20 zugeführt werden kann und diese einschaltet. Dabei geht die Zuführung der Druckflüssigkeit
zum Kolben 74 allmählich vor sich. Eine gleichermaßen allmähliche Einschaltung der
Bandbremse 20 wird durch die in der Leitung 151 vorgesehene Stauvorrichtung 156
sowie den mit dieser Leitung verbundenen Ölspeicher 157 erreicht. Die Stauvorrichtung
156 verzögert den Ölstrom in der Leitung 151, während der Speicher einen
Teil der Flüssigkeit aufnimmt und also nicht die gesamte Flüssigkeit auf den Kolben
74 zur Einwirkung gelangen läßt. Beim Durchfluß durch die Stauvorrichtung 156 verschiebt
sich der Kolben 160 in dem Speicher 157 gegen die Wirkung der Feder 161 nach unten.
Steigt der Druck der auf den Kolben 74 wirkenden Flüssigkeit weiter an, dann verschiebt
sich der Kolben 160 immer mehr gegen die Wirkung der Feder 161, wodurch sich
eine allmählich zunehmende Flüssigkeitsmenge im Speicher 157 ansammelt.
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Mit der Einschaltung der Bandbremse 20 ist die Getriebeschaltung für
den 2. Gang beendet. Dabei wirkt nun das vordere Sonnenrad 54 als Stützkörper des
Verbundplanetengetriebes 16 an Stelle des Planetenträgers 55. Die Einwegbremse 19
für den Planetenträger 55 läuft dabei frei. Die Zwischenwelle 14 und das hintere
Sonnenrad 51 werden wie im 1. Gang über die Kupplung Cl miteinander angetrieben
(vgl. hierzu Fig. 1). Bei näherer Betrachtung der Fig. 2 läßt sich leicht feststellen,
daß der Hebel 130 auf seiner Welle 131 in Linksrichtung vom Anschlag 183 weg gegen
die Wirkung der Feder 185 durch den Ventilkolben 163 um ein geringes gedreht worden
ist und den Kolben 129 etwas nach unten geschoben hat, wodurch in entsprechendem
Maße die wirksame Größe der Mündung 124 verkleinert wurde. Diese Verkleinerung verzögert
den Ölstrom in der Mündung 124 und läßt nur so viel Öl durchströmen, wie es beim
Einlegen der Kupplung Ci bei Beginn der ersten Gangschaltung der Fall war. Hat sich
in der Druckleitung 99 nun ein so großer Druck aufgebaut, der ausreicht, die Kupplung
C, vollständig eingekuppelt zu halten, dann regelt das Druckregelventil 107 in der
Druckleitung 99 den Druck
lediglich nur noch entsprechend dem vorhandenen
Drehmoment, so daß das verringerte Abströmen in der Mündung 124 im wesentlichen
keine Wirkung auf den in der Druckleitung herrschenden Druck hat. Dieser Zustand
ist auch bei der Getriebeschaltung für den 3. Gang vorherrschend, in dem die wirksame
Größe der Mündung 124 eine weitere Verkleinerung erfährt, was später noch beschrieben
wird.
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Das Getriebe wird in das übersetzungsverhältnis für 3. Gang dadurch
geschaltet, daß die Hebel 175 und 176 in die dafür vorgesehene Stellung bewegt werden.
Die Kolbenventile 163 und 164 befinden sich dann in der in Fig. 5 dargestellten
Lage. Das Kolbenventil 164 verbindet dabei die Öffnungen 148 und 147 über die Nut
174, wie dies bereits auch schon beim 2. Gang der Fall gewesen ist und hält die
Kupplung C1 in Einkupplungsstellung. Das Kolbenventil 163 verbindet seinerseits
durch Freigabe der Öffnungen 141 und 140 über die Nut 168 die Leitungen 187 und
150 miteinander und bewirkt damit die Einkupplung der Kupplung C2. Die in der Leitung
187 enthaltene Druckflüssigkeit weist einen kleineren Druck auf, als derjenige in
der Druckleitung 99 beträgt. Diese Druckflüssigkeit wird zum Einkuppeln der Kupplung
C2 verwendet, und zwar für Zwecke, die später noch ausführlich beschrieben werden.
Das Druckverminderungsventi1188 erzeugt diesen verminderten Flüssigkeitsdruck in
Leitung 187.
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Der in der Druckleitung 99 herrschende Druck sowie die Feder 201 wirken
auf die Stirnseite 191 a des Kolbensteges 191 ein und versuchen den Kolben 189 nach
rechts zu verschieben. Dabei gelangt Öl in die Leitung 187 über die Öffnungen 199
und 200, den Durchlaß 202 und die Öffnungen 197 und 196, und zwar so lange, bis
der sich in dieser Leitung aufbauende Druck den Kolben 189 nach links verschiebt
und dadurch die Öffnung 200 verschlossen wird. Der Kolbensteg 190 hat einen wesentlich
größeren Durchmesser als der Kolbensteg 191, was zur Folge hat, daß sich die Drücke
in der Leitung 187 und in der Leitung 99 miteinander ausgleichen. Da sich andererseits
der in Leitung 99 herrschende Flüssigkeitsdruck mit der Wirkung des Unterdruckservomotors
112 verändert und dieser veränderliche Flüssigkeitsdruck auf das linke Stirnende
des Ventils 189 zur Einwirkung kommt, wird also auch der in der Leitung 187 herrschende
Druck vom Drehmoment der Antriebsmaschine abhängig, wobei nun aber das Ventil 188
den in dieser Leitung herrschenden Druck ; auf einen vorbestimmten geringeren Wert
hält, als er dem Druck in der Leitung 99 entspricht.
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In der Fig. 5 verbindet die Nut 168 die Öffnungen 140 und 141, bringt
den in der Leitung 187 herrschenden verringerten Flüssigkeitsdruck über die ; Leitung
150 auf den Kupplungskolben 41 zur Einwirkung und kuppelt die hintere Kupplung C2
ein. Mit dem Wirksamwerden beider Kupplungen Cl, C2 kann die Gangschaltung für den
3. Gang als beendet angesehen werden. Gleichzeitig erfolgt mit der Verschiebung
des Ventilkolbens 163 eine Entleerung der Leitung 151. über das offene untere Ende
138 a der Ausbohrung 138 und schaltet dadurch die Bandbremse 20 aus. Bei der Ventilkolbenverschiebung
für die Getriebeschaltung auf den 3. Gang wird die Mündung 124 vom Kolben 129 nahezu
verschlossen, was indessen keinen wesentlichen Einfluß auf den in den Leitungen
99 und 187 herrschenden Flüssigkeitsdruck bewirkt, da, wie erwähnt, das Druckregelventil
107 zu dieser Zeit lediglich den Druck in der Leitung 99 regelt.
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Die wirksame Größe der Mündung 124 ist in der dritten Gangschaltung
noch weiter vermindert worden und kann als nahezu geschlossen betrachtet werden,
wodurch der Schlupf der Kupplungen C1, C2 bei niedrigen Geschwindigkeiten des Fahrzeuges
eine entsprechende Begrenzung erfährt. Eine noch vorhandene geringe Offenhaltung
der Mündung 124 ermöglicht ein Anhalten des Fahrzeugs ohne Abschaltung des Antriebsmotors.
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Die Getriebeschaltung in den Rückwärtsgang (vgl. hierzu Fig.6) erfolgt
dadurch, daß durch entsprechende Einstellung der Ventilkolben 163, 164 über die
Nut 174 eine Verbindung der Öffnungen 148 und 149 hergestellt wird und dadurch die
Bandbremse 21 zur Einschaltung gelangt, wobei die in der Leitung 153 fließende Flüssigkeit
mit dem Kolben 68 der Bandbremse 21 in eine Arbeitsbeziehung tritt. Dabei wird aber
auch über die Nut 168 ein Öldurchfluß durch die Öffnungen 143 und 144 hergestellt.
Da die Öffnung 144 mit der Pumpendruckleitung 99 verbunden ist, ergibt sich zwangläufig
auch eine Verbindung der mit dem Kolben 41 der Kupplung C2 in Verbindung stehenden
Leitung 150 mit der Pumpendruckleitung 99.
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Im Rückwärtsgang ist nun die Kupplung C" nicht aber die Kupplung C1
eingekuppelt und damit auch diese Kupplung für die übertragung des gesamten Drehmomentes
maßgebend. Um ein stoßloses Einkuppeln der Kupplung C, für beide Antriebsgänge zu
erhalten, muß für direkten Gang ein kleinerer Kupplungsdruck auf die sich kuppelnden
Teile der Kupplung C2 zur Einwirkung gebracht werden als für Rückwärtsgang, was
durch das Druckreduzierventi1188 erreicht wird. Wie erwähnt, wird der in der Leitung
187 herrschende verminderte Druck auf den Kolben 41 der hinteren Kupplung C2 zur
Einwirkung gebracht, um die Kupplung für direkten Gang einzukuppeln, während im
Gegensatz hierzu der in der Leitung 99 herrschende volle Druck auf diesen Kolben
41 die Kupplung für Rückwärtsgang bewirkt.
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Die Bremsstellung im 1. Gang ist in Fig. 7 dargestellt. Dabei verbindet
der Ventilkolben 163 die Öffnungen 142 und 1.43 und entlastet die Druckkammer 41
a der Kupplung C2 genau wie in der Neutralstellung des Getriebes. Der Ventilkolben
164 hingegen verbindet die Öffnungen 148, 147 und 149, wodurch sich der in der Druckleitung
99 herrschende Druck über die Leitung 153 auf die Bandbremse 21 und über die Leitung
152 auf die Kupplung C1 auswirken kann. Das bedeutet nun, daß sowohl die Bandbremse
21 eingeschaltet wie aber auch die Kupplung C1 eingekuppelt bleiben, wenn der Fahrzeugmotor
eine genügend hohe Drehzahl erreicht hat. Gleichzeitig begrenzt die Bremse 21 die
Einwegbremse 19 in ihrer Bewegung. Eine übermäßige Geschwindigkeit des Fahrzeuges
bei Talfahrt wird auf diese Weise verhütet.
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Der von der Abtriebswelle 17 des Fahrzeuges angetriebenen Pumpe 91
kommt bei den gewöhnlichen Getriebschaltungen keine besondere Aufgabe zu. Die Druckleitung
103 der Abtriebswellenpumpe 91 ist mit den Leitungen 99 und 154 verbunden. Die Pumpe
bewirkt, daß eine größere Ölmenge über das Druckregelventi1107 fließt, wenn sich
das Fahrzeug
in Fahrt befindet. Die Pumpe ändert jedoch nicht wesentlich
den in der Leitung 99 und den angeschlossenen Leitungen vorhandenen Druck. Soll
jedoch der Fahrzeugantriebsmotor gestartet werden, wenn beispielsweise die elektrische
Startervorrichtung nicht arbeitet, dann liefert die Abtriebswellenpumpe 91 die entsprechende
Zuführung von Druckflüssigkeit, um die Kupplungen C1 und C2 betätigen zu können.
Zu diesem Zweck wird der Hebel 175 in seine Stoßstartstellung mittels des Handhebels
176
eingestellt (vgl. hierzu Fig. 8). Der Ventilkolben 164 verbindet dann
die Öffnungen 148 und 147 über seine Nut 174, wobei der Kolben 40 der vorderen
Kupplung C1 mit den Leitungen 154 und 103 verbunden ist. Gleichzeitig wird über
die Nut 168 des Ventilkolbens 163 eine Verbindung mit den Öffnungen 140 und
141 hergestellt und dadurch der Kolben 41 der hinteren Kupplung C2 mit den
Leitungen 102 und 154 über das Druckreduzierventil 188 und die Leitungen 187 verbunden.
Bei einer nun erfolgenden stoßweisen Bewegung des Fahrzeuges fördert die Abtriebswellenpumpe
91 Druckflüssigkeit in ihre Druckleitung 103, die, wie dargelegt, zu den
die Kupplungen betätigenden Kolben 40 und 41 gelangt.
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Ein bemerkenswertes Charakteristikum dieser Stoßstart-Ingangschaltung
liegt im Arbeiten des Kolbens 129 zum Zwecke einer völligen Verschließung der Mündung
124; solange wenigstens das Getriebeöl auf seine normale Arbeitstemperatur erwärmt
worden ist. Der Ventilkolben 163 dreht über Stellschraube 182 den Hebel 130 um seine
Drehwelle 131, so daß der Kolben 129 in Schließstellung bewegt wird. Es ist daher
wenig oder kein Verlust an Druckflüssigkeit beim Stoßstarten des Fahrzeuges vorhanden.
Das Druckregelventi1107 begrenzt bei diesem Zustand der Ventilvorrichtung 136 im
wesentlichen allein den in der Leitung 99 und den angeschlossenen Leitungen herrschenden
Flüssigkeitsdruck.
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Es wurde bereits erwähnt, daß die Flüssigkeit aus den Leitungen 99
und 103 der Leitung 203 zugeführt wird, um das Getriebe zu schmieren, nachdem die
Stauvorrichtung 204 durchströmt worden ist, wobei nun in entsprechendem Maße diese
Stauvorrichtung den in der Leitung 203 für Schmierzwecke fließenden Flüssigkeitsstrom
begrenzt.
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Gemäß Fig. 10 soll nun eine weitere Ausführung der erfindungsgemäßen
Steuervorrichtung beschrieben werden. Unterschiedlich ist dabei unter anderem, daß
an Stelle eines Siebes 106 (Fig. 2) in der Pumpensaugleitung 98 der Antriebswellenpumpe
90 und in der Pumpensaugleitung 102 der Abtriebswellenpumpe 91 je ein stromlinienartiger
Körper 220 eingebaut ist; der den Flüssigkeitsfluß insbesondere bei niedrigen Temperaturen
und hohen Viskositäten des Öles durch Reibung staut bzw. hemmt.
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Ein weiterer wesentlicher Unterschied zwischen den in Fig.10 und 2
dargestellten Steuervorrichtungen ist darin zu sehen, daß nach Fig. 10 eine selbsttätige
Schaltvorrichtung eingebaut ist, die auf die Abtriebswellendrehzahl und das Antriebsmotorendrehmoment
anspricht und zwischen dem 1. Gang und dem 2. Gang tätig wird. Sie besteht im wesentlichen
aus einem Schaltventil 221, das in die Leitung 151 eingeschaltet ist, die mit dem
Kolben 74 für die Bandbremse 20 in Verbindung steht. Dieses Ventil besteht
aus einem Ventilkolben 222, der in konzentrischen Ausbohrungen
223, 224 und 225 eines Ventilgehäuses 226 gleitet. Der Ventilkolben
222 weist Kolbenstege 227, 228, 229, 230 und 231 und dazwischen befindliche Nuten
22a und 222b auf. Während nun die Kolbenstege 228, 229 und 230 gleichen
Durchmesser besitzen, haben die Kolbenstege 227 und 231 einen kleineren bzw. größeren
Durchmesser und bewegen sich gleitend in den Ausbohrungen 223 bzw.
225,
wohingegen die anderen Kolbenstege in der Ausbohrung 224 gleiten. Das
Ventilgehäuse 226 weist Öffnungen 232 bis 240 auf, von denen Öffnungen
237 und 238 mit dem Einlaß 151a bzw. dem Auslaß 151 b der Leitung 151 verbunden
sind. Die Öffnung 240 ist mit der Druckleitung 103 der Abtriebswellenpumpe
91, die Öffnung 232 über eine Leitung 241 mit der Druckleitung 99 der Antriebswellenpumpe
90 verbunden. Die miteinander in Verbindung stehenden Öffnungen 236 und 239 entleeren
die Ölflüssigkeit in den Ölsumpf. Die Öffnungen 234 und 232 sind über einen im Gehäuse
226 befindlichen Kanal 242 verbunden und die Öffnungen 233 und 235 über eine
Leitung 243 mit einer Schaltkolbenvorrichtung 244. Zwischen das Stirnende
der Ausbohrung 223 und den Ventilkolben 222 ist eine Feder
245 eingesetzt, die in einer Innenausbohrung 246 des Kolbensteges 227 liegt.
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Die Schaltkolbenvorrichtung 244 besteht aus einem im Gehäuse
248 gleitenden Kolben 247. Eine zwischen Kolben und Boden des Gehäuses
248 angeordnete Druckfeder 249 sucht den Kolben bis zu einem Anschlag 250 nach oben
zu drücken. Der Kolben kommt auf einen Ansatz 251 des Hebels 175 zur Einwirkung,
wobei die Anordnung so getroffen ist, daß bei Zufuhr von Druckflüssigkeit in die
Leitung 243 und das Schaltkolbenvorrichtungsgehäuse 248 die Feder und Druckflüssigkeit
genügen, den Kolben gegen seinen Anschlag zu drücken und dadurch eine Umschaltung
des Hebels 175 vom 3. auf den 2. Gang durchzuführen, vorausgesetzt, daß der Hebel
175 sich vorher in Schnellgangstellung befunden hat. Die Feder 249 allein
könnte eine derartige Hebelbewegung nicht bewerkstelligen.
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Bei dieser Ausführung wird die Wirbelbildung der Ölflüssigkeit durch
eine dünnwandige Öffnung 252 innerhalb einer dünnen Scheibe 253 hervorgerufen
und die wirksame Größe dieser Öffnung von einem Kolben 254 geändert. Dieser Kolben
erhält seine Verschiebungsbewegung von einer temperaturempfindlichen Vorrichtung
255, die in ähnlicher Weise wie diejenige, 134, der Fig. 2 arbeitet. Ein
mit dem Ölsumpf in Verbindung stehender Ablauf 256 sorgt dafür, daß die Temperatur
des Öles in der temperaturempfindlichen Vorrichtung 255 derjenigen des Ölsumpfes
entspricht und bei einer Abkühlung der Kolben 254 von der Öffnung 252 auf Abstand
gestellt wird, wodurch sich die wirksame Größe der Öffnung 252 erhöht. Ein Rückschlagventil
257 ist in eine die Leitungen 103 und 99 verbindende Zweigleitung 103 a eingebaut.
Dieses Rückschlagventil besitzt eine Kugel 258, die von einer Feder 260 auf einem
Ventilsitz 259 festgehalten wird. Der übrige, nicht näher beschriebene Aufbau stimmt
mit Fig.2 überein.
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Die Arbeitsweise der in Fig.10 dargestellten Steuervorrichtung entspricht
im großen und ganzen derjenigen der Fig.2, so daß es nicht erforderlich erscheint,
hierauf ausführlich einzugehen. Erwähnt sei im Zusammenhang hiermit, daß der in
der Leitung
103 herrschende Flüssigkeitsdruck nach einer
in Fig. 11 dargestellten kurvenmäßigen Abhängigkeit verläuft. Daraus wird ersichtlich,
daß ein höchster Flüssigkeitsdruck oder Öldruck von 3,0 kglcm2 bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit
von 80 km je Stunde erreicht ist. An diesem Punkt öffnet sich das Rückschlagventil
257. Der bei höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten (in der Kurve nicht angegeben) auftretende
Druck ändert sich in der gleichen Weise wie der Druck in der Druckleitung 99. Die
Form der in Fig.11 dargestellten Kurve entspricht im wesentlichen der in Fig. 9
dargestellten Form vor dem Einschalten des den Druck begrenzenden Druckregelventils
107. Beide Kurven entsprechen dabei im wesentlichen der mathematischen Formel y
= x2, wobei der Öldruck als Ordinate und die jeweilige Pumpendrehzahl als Abszisse
augfetragen ist.
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Eine dritte Ausführung zeigt Fig. 12. Der Hauptunterschied zwischen
der in Fig.12 dargestellten Steuervorrichtung und derjenigen der Fig. 10 liegt in
der Verwendung eines Solenoides 285, das an Stelle der Kolbenvorrichtung 244 das
Wechselgetriebe bei Abnahme der Fahrzeuggeschwindigkeit auf einen vorbestimmten
Wert heruntergeschaltet, und außerdem auch noch in der Verwendung einer elektrisch
betätigten, vom Gashebel gesteuerten Vorrichtung, die das Getriebe herunterschaltet,
wenn der Gashebel auf Startstellung mit offener Drossel bewegt worden ist. Unterschiedlich
ist auch eine andere Art eines Flüssigkeitsstaus 270 an Stelle des Siebes
106 bzw. des in der Pumpensaugleitung 98 der Antriebswellenpumpe 90 eingeschalteten
stromlinienartigen Körpers 220. Diese Stauvorrichtung weist mehrere Scheiben 271
auf, die in der Fließrichtung des Öles in der Saugleitung ziemlich dicht nebeneinander
aufgestellt sind und dadurch eine ziemlich große Fläche erzeugen. Eine Stauvorrichtung,
bei der gemäß Fig. 2 ein Sieb 106 verwendet wird, ist in die Saugleitung 102 der
Abtriebswellenpumpe 91 eingebaut. Eine temperaturempfindliche Vorrichtung 273 in
der Druckleitung 103 der Abtriebswellenpumpe 91 besteht hierbei aus einem Bimetallstreifen
mit Metallbelegungen 247, 275 unterschiedlicher Ausdehnungskoeffizienten, der an
seinem einen Ende von einer Schraube 276 festgehalten wird und ein zugespitztes
Ventilelement 277 trägt, das eine in die Druckleitung 103 eingelassene dünnwandige
Öffnung 278 durchsetzt. Bei abnehmender Öltemperatur zieht sich das Ventilelement
277 auf der Öffnung 278 heraus und vergrößert dabei die wirksame Öffnung. Im Falle
zunehmender Öltemperatur tritt das Umgekehrte ein. Es bedarf keines besonderen Hinweises,
daß der Bimetallstreifen im wesentlichen dieselbe Temperatur wie das im Sumpf befindliche
Öl hat. Die Vorrichtung zum selbsttätigen Herunterschalten des Getriebes beim Abfallen
der Fahrzeuggeschwindigkeit weist eine auf Druck ansprechende Bourdon-Röhre 279
auf, die aus einem biegsamen Metallrohr besteht, das mit der in der Druckleitung
103 der Abtriebswellenpumpe 91 befindlichen Druckflüssigkeit in i Verbindung steht.
Beim Ansteigen des in der Druckleitung 103 herrschenden Druckes geht das Ende 279a
der Bourdon-Röhre in die gestrichelt angedeutete Stellung über und zieht sich bei
Druckabnahme wieder zurück (s. hierzu Fig. 12). Dabei wird ein elektrischer Schalter
280 betätigt, der zwei Kontakte 281 und 282 aufweist, die von einem Schaltarm 283
überbrückt werden können. Der Schalter 280 liegt im Stromkreis einer Batterie
284
rund des Solenoids 285, so daß beim Schließen des Schalters eine Erregung
des Solenoids 285 erfolgt und durch seine Wicklung 286 einen Anker 287 anzieht.
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Ein Startschalter 288 liegt parallel zum Schalter 280. Dieser Schalter
weist Kontakte 289 und 290 auf, die von einem Schaltarm 291 überbrückt werden können.
Der Schaltarm 291 wird von einem Hebel 292 betätigt, der seinerseits von einer Druckstange
293 beeinflußbar ist, die vom Gashebel 294 bewegt wird. Wird der Gashebel 294 in
seine Startstellung mit offener Drossel eingestellt, so wird die Druckstange 293
in Fig. 12 nach links bewegt, so daß sich die Druckstange 293 an den Hebel 292 anlegt
und in Linksrichtung dreht, so daß der Hebel 292 den Schalter 288 schließt.