DE1196926B - Device for automatic switching of speed change transmissions with at least one hydrodynamic torque converter - Google Patents

Description

Vorrichtung zum selbsttätigen Schalten Voll Geschwindigkeitswechse,Igetrieben mit mindestens einem hydrodynamischen Drehmomentwandler Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum selbsttätigen Schalten von Geschwindigkeitswechselgetrieben mit mindestens einem hydrodynamischen Drehmementwandler oder einer hydrodynamischen Kupplung und mindestens zwei nachgeschalteten Getriebestufen mit dauernd im Eingriff befindlichen Zahnrädern, beispielsweise, innerhalb eines Planetengetriebes, die mit Reibungs-Einrückvorrichtungen geschaltet werden. Die Erfindung be- zieht sich sowohl auf Fahrzeuge als auch auf stationäre Anlagen, z. B. Erdölbehranlagen.Device for automatic switching of full speed changes, gearboxes with at least one hydrodynamic torque converter The invention relates to a device for automatic switching of speed change transmissions with at least one hydrodynamic torque converter or a hydrodynamic clutch and at least two downstream gear stages with continuously engaged gears, for example, within one Planetary gears that are shifted with friction engagement devices. The invention loading takes place both on vehicles and on stationary installations such. B. Oil extraction systems.

Bei hydrodynamischen Drehmomentwandlern steigt das Eintriebsdrehmoment in quadratischer Ab- hängigkeit von der Eintriebsdrehzahl. Andererseits fällt das Ausgangsdrehmoment annähernd linear mit steigender Ausgangsdrehzahl, wenn vorausgesetzt wird, daß Eintriebsdrehmoment und Eintriebsdrehzahl konstant gehalten werden. Es ist bekannt, Getriebe mit hydraulischen Drehmomentwandlern der Zugkraftkurve eines Fahrzeugs oder einer anderen Arbeitsmaschine dadurch anzupassen, daß das Gesamtgetrie,be aus mehreren Drehmomentwandlern verschiedener Charakteristik oder aus Drehmomentwandlern und hydrodynamischen Kupplungen zusammengesetzt wird, oder dadurch, daß einem oder mehreren hydrodynamischen Drehmomentwandlern ein mehrstufiges Zahnradgetriebe nachgeschaltet wird. In einem Diagramm, das die Abhängigkeit des Ausgangsdrehmoments von der Ausgangsdrehzahl zeigt, drückt sich diese Anpassung an die Zugkraftkurve durch ein Aneinanderreihen von annähernd geradlinigen Funktionen verschiedener Steigung aus, die im gesamten eine mit wachsender Ausgangsdrehzahl fallende Tendenz des Drehmomentes zeigen. Die Knicke dieser aus geraden Abschnitten zusammengesetzten Zugkraftkurve stellen die Betriebszustände dar, in denen die Getriebestufen gewechselt werden oder, bei einer vorgegebenen Kurve, in denen die Getriebestufen zu wechseln sind (vgl. beispielsweise die oberste Kurve in F i g. 1). Diese Knicke, d. h. die Umschaltpunkte, können bestimmt werden durch das Verhältnis von Eingangsdrebzahl zu Ausgangsdrehzahl. Es ist bekannt, die Gänge von mehrgängigen Wandlergetrieben in Abhängigkeit von dem Verhältnis der Eingangsdrehzahl zur Ausgangsdrehzahl zu schalten. Auf Grund der anfangs geschilderten Betriebsverhältnisse der hydrodynamischen Drehmomentwandler liegen die optimalen Umschaltpunkte bei verschiedenen Eingangsdrehzahlen auf Parabeln, Mit den bekannten, allein vom Drehzahlverhältnis abhängig schaltenden Vorrichtungen kann also bei einer einzigen Eingangsdrehzahl nur ein einziger optimaler Umschaltpunkt eingehalten werden.In hydrodynamic torque converters, the input drive torque increases in square dependence on the input speed. On the other hand, the output torque falls approximately linearly with increasing output speed, if it is assumed that the input torque and input speed are kept constant. It is known to adapt transmissions with hydraulic torque converters to the traction curve of a vehicle or other work machine in that the overall transmission is composed of several torque converters of different characteristics or of torque converters and hydrodynamic clutches, or by having one or more hydrodynamic torque converters a multi-stage gear transmission is connected downstream. In a diagram that shows the dependence of the output torque on the output speed, this adaptation to the traction curve is expressed by a series of approximately straight functions with different gradients, which overall show a tendency for the torque to decrease with increasing output speed. The kinks in this traction curve, which is composed of straight sections, represent the operating states in which the gear stages are changed or, in the case of a given curve, in which the gear stages are to be changed (see, for example, the top curve in FIG. 1). These kinks, i.e. H. the switching points can be determined by the ratio of the input speed to the output speed. It is known to shift the gears of multi-speed converter transmissions as a function of the ratio of the input speed to the output speed. Due to the operating conditions of the hydrodynamic torque converters described at the beginning, the optimal switchover points at different input speeds are on parabolas.

Es ist auch eine mehrstufige Antriebsübf"rtragarig mit einem hydrodynamischen Drehmomentwandler und einem diesem nachgeschalteten mehrstufigen Zahnradgetriebe sowie einer Einrichtung zum selbsttätigen Schalten der einzelnen Gangstufen bekannt, bei der auch bei niedrigen Teillastdrehzahlen das Drehzahlverhältnis von Wandlerpumpe zur Wandlerturbine gleich bleibt, so daß die Selbstschalteinrichlung unabhängig von der absoluten Höhe der Primärdrehzahl stets so schaltet, daß auch bei Teiflast je- weils im wirkungsgradgünstigsten Übersetzungsbereich des Wandlers gefahren wird.There is also a multi-stage drive transmission with a hydrodynamic torque converter and a downstream multi-stage gear transmission as well as a device for automatic switching of the individual gear steps, in which the speed ratio of the converter pump to the converter turbine remains the same even at low part-load speeds, so that the self-switching device is independent of The absolute level of the primary speed always switches in such a way that the converter is always driven in the most efficient transmission range, even with partial load.

Es ist auch ein Geschwindigkeitswechselgetriebe ohne hydrodynamischen Wandler bekanntgeworden, das eine Mehrzahl von Umlaufgetrieben unterschiedlichen übersetzungsverhältnisses aufweist, die mit Flüssigkeitsdruck über Bremsen geschaltet werden. Ein Teil dieses Getriebes steht unter dem Einfluß einer Reibeinrückvorrichtung, z. B. Bremsbandes, das von einem von der Motordrehzahl abhängigen Flüssigkeitsdruck gesteuert wird, Um das Drehmoment der Maschine allmählich zur Wirkung zu bringen, wird die Einrückvorrichtung z. B. Bremse, bei steigender Drehzahl allmählich angezogen, bei sinkender Drehzahl aber bei einer vorgegebenen -Drehzahl plötzlich gelöst.It is also a speed change transmission with no hydrodynamic Converter became known that a plurality of epicyclic gears different has transmission ratio that switched with fluid pressure via brakes will. Part of this transmission is under the influence of a friction engagement device, z. B. brake band, which is dependent on a fluid pressure of the engine speed is controlled to gradually bring the torque of the machine into effect, the engagement device z. B. Brake, gradually tightened as the speed increases, suddenly released when the speed drops but at a given speed.

Die bekannten Vorrichtungenhaben den Nachteil, daß zwar die Schaltpunkte den verschiedenen Lastzuständen angepaßt, oder die Kupplungen oder Bremsen allmählich eingerückt werden können, doch sind die Kupplungen oder Bremsen für das höchste übertragbare Drehmoment ausgelegt. Der Schaltdruck für diese Einrückvorrichtungen ist bei Teillast also zu hoch, d. h., es können leicht Einschaltstöße auftreten. Zweck der Erfindung ist, diesen Mangel zu vermeiden, d. h. ein weiches, stoßarmes Schalten zu erwirken. Bekanntlich ist es mit Wandlergetrieben möglich, in derselben Laststufe bei sich stetig ändernder - Ausgangsdrehzahl ein annähernd konstantes Pumpendrehmoment aufrechtzuerhalten. Das bedeutet, daß bei einer Kombination eines Wandlers mit beispielsweise einem Dieselmotor die Laststufen abhängig sind von der Eingangsdrehzahl.The known devices have the disadvantage that although the switching points are adapted to the various load conditions, or the clutches or brakes can be gradually engaged, the clutches or brakes are designed for the highest transferable torque. The switching pressure for these engagement devices is too high at part load, i. That is, power surges can easily occur. The purpose of the invention is to avoid this deficiency, i. H. to achieve soft, low-impact switching. As is well known, it is possible with converter transmissions in the same load level at constantly changing - maintain an approximately constant pump torque output speed. This means that when a converter is combined with a diesel engine, for example, the load levels are dependent on the input speed.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Anpreßkraft der Reibungs-Einrückvorrichtung, z. B. der Druck in hydraulisch schaltbaren Kupplungen oder Bremsen sowohl bei steigender als auch bei sinkender Drehzahl stets vom Quadrat der Pumpendrehzahl des hydrodynamischen. Wandlers oder der hydrodynamischen Kupplung abhängig geregelt wird, beispielsweise derart, daß der Flüssigkeitsdruck von einem Steuerkolben eines mit der Pumpe des hydrodynamischen Wandlers angetriebenen Reglers gesteuert wird.The object on which the invention is based is achieved in that the contact pressure of the friction engagement device, e.g. B. the pressure in hydraulic switchable clutches or brakes both when rising and falling Speed always from the square of the pump speed of the hydrodynamic. Converter or the hydrodynamic coupling is controlled as a function, for example in such a way that the fluid pressure from a control piston one with the pump of the hydrodynamic Converter driven controller is controlled.

An sich wäre es denkbar, den von der Erzeugerpumpe gelieferten Druck in der beschriebenen Weise direkt von dem Regler steuern zu lassen. Andererseits kann aber von der gleichen Pumpe eine Einrichtung zum Steuern der Umschaltpunkte der Gangstufen versorgt werden, deren Druck nach einem anderen Gesichtspunkt, z. B. abhängig vom Quadrat der Ausgangsdrehzahl oder einerseits vom Quadrat der Eingangs- und andererseits vom Quadrat der Ausgangsdrehzahl gesteuert wird. Daher ist es vorteilhaft, den vom Regler abfließenden Druck zum Steuern zu verwenden. Da die vom Regler abfließende Flüssigkeitsmenge aber unter Umständen zum Betätigen der Einrückvorrichtungen (Kupplungen oder Bremsen) nicht ausreicht, wird die Erfindung vorteilhaft ausgestaltet durch ein Regelventil, zur Regelung des Druckes für die Einrückvorrichtungen, das einerseits von einem Druck beeinflußt ist, der vom Quadrat der Pumpendrehzahl des Wandlers (Leitung) oder der hydraulischen Kupplung und von andererseits em*"er anderen nachgiebigen Kraft, beispielsweise von dem vom Druckerzeuger erzeugten Druck (Leitung) beeinflußt ist. Dieser Gedanke soll nur in Verbindung mit dem Hauptanspruch geschützt sein. Da die Fliehkraft eine quadratische Funktion der Drehzahl ist, ist es dem Erfindungszweck zuträglich, die vom Quadrat der Eingangsdrehzahl abhängige Beeinflussung von einem Fliehkraftregler zu steuern. Dies ist aber keine zwingende Notwendigkeit. Es kann auch ein von der Drehzahl linear abhängiger Regler benutzt werden, der über ein Stellglied arbeitet, das eine lineare Funktion in eine gekrümmte Funktion, insbesondere in eine quadratische Funktion, übersetzt Für eine elektrische Beeinflussung des Regelventils bieten sich hierfür beispielsweise nach besonderen Funktionen gewickelte Widerstände und Potentiometer an. Derartige Funktionswiderstände oder Funktionspotentiometer sind übrigens auch zur Steuerung geeignet, wenn Abweichungen von der quadratischen Grundfunktion erwünscht sind.As such, it would be conceivable to have the pressure supplied by the generator pump controlled directly by the controller in the manner described. On the other hand, however, a device for controlling the switching points of the gear steps can be supplied by the same pump, the pressure of which according to another point of view, e.g. B. is controlled depending on the square of the output speed or on the one hand by the square of the input and on the other hand by the square of the output speed. It is therefore advantageous to use the pressure leaving the regulator for control purposes. Since the amount of liquid flowing out of the controller is not sufficient to actuate the engagement devices (clutches or brakes), the invention is advantageously designed by a control valve for regulating the pressure for the engagement devices, which is influenced on the one hand by a pressure that is the square of the Pump speed of the converter (line) or the hydraulic clutch and on the other hand em * "er other flexible force, for example by the pressure generated by the pressure generator (line) is influenced. This idea should only be protected in connection with the main claim is a quadratic function of the speed, it is beneficial to the purpose of the invention to control the influence of a centrifugal governor, which is dependent on the square of the input speed. However, this is not absolutely necessary , which is a linear Fu Function translated into a curved function, in particular into a quadratic function. Resistors and potentiometers wound according to special functions can be used to electrically influence the control valve. Such function resistors or function potentiometers are also suitable for control when deviations from the quadratic basic function are desired.

Sind mehrere Kupplungen oder Bremsen zu schalten, können mehrere die Reibungs-Einrückvorrich- i tungen steuernde Steuerschieber vorgesehen sein, die jeweils in einer anderen quadratischen Abhängigkeit von der Ausgangsdrehzahl beeinflußt sind. Diese können im Sinne des Druckmittelstroms entweder nebeneinander oder hintereinander sich verzweigend angeordnet sein.If several clutches or brakes are to be shifted, several can be used Friction-Einrückvorrich- i control slide can be provided which each influenced in a different quadratic dependence on the output speed are. In terms of the pressure medium flow, these can either be next to one another or one behind the other be arranged branching.

Die besagte übersetzung von einer linearen Funk-5 tion auf eine nichtlineare oder eine gewollte Abweichung von einer theoretisch oder praktisch gegebenen quadratischen Funktion kann auch mechanisch durch die Verwendung von besonders gewickelten Wendelfedern oder besonders geschichteten Tellerfedem erreicht werden.The aforementioned translation from a linear function to a nonlinear one or a deliberate deviation from a theoretically or practically given quadratic Function can also be mechanical through the use of specially coiled helical springs or specially layered disc springs can be achieved.

Zur Steuerung durch Fliehgewichte können entweder bekannte Fliehkraftregler auf den Steuerkörper einwirken, oder es wird zweckmäßiger so vorgegangen, daß der von dem Quadrat der Drehzahl proportionale Flüssigkeitsdruck von einem Steuerkolben gesteuert wird, der von einer Fliehkraft einerseits und von dem hinter dem Regler befindlichen Druck andererseits beeinflußt ist.For control by flyweights, either known centrifugal governors can be used act on the control body, or it is more expedient to proceed so that the Fluid pressure from a control piston proportional to the square of the speed is controlled, the one by a centrifugal force on the one hand and by the one behind the controller on the other hand is influenced.

Im vorstehenden wurde die Grundidee der Erfindung ini wesentlichen zu einem hydraulisch schaltbaren Getriebe hin entwickelt. Sie ist selbstverständlich genauso auf ein elektrisch schaltbares Nachgetriebe anwendbar. Eine Vorrichtung zum selbsttätigen Schalten von Getrieben mit mindestens einem hydrodynamischen Drehmomentwandler und mindestens zwei nachgeschalteten Getriebestufen mit dauernd im Eingriff befindlichen Zahnrädern, die mit elektrischen Reibungs-Einrückvorrichtungen, beispielsweise elektromagnetischen Kupplungen, gesteuert werden, kann, wenn es erwünscht ist, der Schaltenergie die Härte genommen werden dadurch, daß die elektrische Energie für die Reibungs-Einrückvorrichtungen abhängig von dem Quadrat der Eingangsdrehzahl geregelt wird. Bei elektromagnetischen Kupplungen kann aber auch das übertragbare Moment gleichbleibend auf das maximale Moment ausgelegt bleiben und nur das Anwachsen der Schaltenergie in Abhängigkeit von der Eingangsdrehzahl oder dem Quadrat der Eingangsdrehzahl geregelt werden.In the foregoing, the basic idea of the invention has essentially become developed into a hydraulically switchable transmission. It goes without saying equally applicable to an electrically switchable secondary gear. One device for the automatic switching of transmissions with at least one hydrodynamic torque converter and at least two downstream gear stages with continuously engaged Gears fitted with electrical frictional engagement devices such as electromagnetic Clutches, controlled, can, if desired, the switching energy Hardness can be taken from the electrical power for the friction engagement devices is controlled depending on the square of the input speed. With electromagnetic Couplings can also keep the transferable torque constant to the maximum Remain designed moment and only the increase in switching energy as a function of can be controlled by the input speed or the square of the input speed.

In den F i g. 1 und 2 ist die Erfindung erläutert. Es zeigt F i g. 1 ein Drehzahl-Drehmoment-Schaubild eines mehrstufigen Wandlergetriebes, F i g. 2 das Schema eines hydraulisch schaltbaren Getriebes, das aus einem hydrodynamischen Drehmomentwandler und einem nachgeschalteten Planetengetriebe besteht.In the F i g. 1 and 2 the invention is explained. It shows F i g. 1 shows a speed-torque diagram of a multi-stage converter transmission, FIG . 2 the diagram of a hydraulically switchable transmission, which consists of a hydrodynamic torque converter and a planetary gear connected downstream.

In dem Diagranim F i g. 1 ist das Betriebsverhalten eines dreistufigen Wandlergetriebes bei verschiedenen Laststufen dargestellt. Wird als Antrieb ein Dieselmotor oder eine Kraftmaschine ähnlichen Verhaltens vorausgesetzt, so bezeichnen die Kurvenscharen die Verläufe der Sekundär-Drehmomente bei 100, 90, 80, 70 und 60 % Primär-Drehmoment oder Primär-Drehzahl (Antriebs- oder Pumpendrehzahl). Infolge der eingangs geschilderten Eigenschaften der hydrodynamischen Drehmomentwandler fallen die Schnittpunkte der Drehmomentlinien mit der Ordinate mit dem Quadrat der Primär-Drehzahl. Sie liegen also bei 100, 81, 64, 49 und 36% des Vollast-Turbinendrehmomentes. Dagegen gehen die Schnittpunkte der Momentlinien mit der Abszisse in einem linearen Verhältnis zurück, wie man an den gestrichelt gezeichneten Verlängerungen der Momentenlinien 11 für den ersten Gang sieht. Sinngemäß gilt das gleiche auch für die Momentenlinien 12 des zweiten Gangs und 13 des dritten Gangs. Die Schnittpunkte der Momentenlinien, d. h., die Umschaltpunkte vom ersten auf den zweiten Gang und vom zweiten auf den dritten Gang, liegen demnach also auf Parabeln 14,15. In the Diagran in Fig . 1 shows the operating behavior of a three-stage converter transmission at different load levels. If a diesel engine or a prime mover with similar behavior is assumed as the drive, the families of curves denote the courses of the secondary torques at 100, 90, 80, 70 and 60 % primary torque or primary speed (drive or pump speed). As a result of the properties of the hydrodynamic torque converter described above, the intersections of the torque lines with the ordinate and the square of the primary speed coincide. So they are 100, 81, 64, 49 and 36% of the full load turbine torque. In contrast, the points of intersection of the torque lines with the abscissa go back in a linear relationship, as can be seen from the dashed line extensions of the torque lines 11 for the first gear. The same applies analogously to the torque lines 12 of the second gear and 13 of the third gear. The intersections of the lines of moments, i.e. In other words, the switching points from first to second gear and from second to third gear are therefore on parabolas 14.15.

Mit F i g. 2 ist eine selbsttätige hydraulische Schaltung eines Getriebes schematisch dargestellt, das aus einem hydrodynamischen Wandler 35 und einem nachgeschalteten mehrstufigen Wende- und Wechsel-Planetengetriebe besteht. Das Planetengetriebe weist in der Reihenfolge vom Wandler aus gerechnet folgende Gänge auf: einen mit einer Bremse 36 schaltbaren Rückwärtsgang, einen mit einer Bremse 37 schaltbaren Vorwärtsgang, einen mit einer Bremse 38 schaltbaren dritten Gang, einen mit einer Bremse 39 schaltbaren zweiten Gang und einen mit einer Kupplung 40 schaltbaren direkten ersten Gang.With F i g. 2 is an automatic hydraulic circuit of a transmission is shown schematically, which consists of a hydrodynamic converter 35 and a downstream multi-stage reversing and change planetary gear. The planetary gear has the following gears, calculated from the converter: a reverse gear that can be shifted with a brake 36 , a forward gear that can be shifted with a brake 37 , a third gear that can be shifted with a brake 38 , a second gear that can be shifted with a brake 39 and one with a clutch 40 switchable direct first gear.

Proportional dem Wandlerantrieb 41 wird ein Fliehkraftregler 42, der mindestens einen Fliehgewichtkolben 43 enthält, angetrieben. Der Fliehgewichtkolben ist so angeordnet, daß er durch die Zentrifugalkraft nach außen geschleudert werden kann. Die äußere Kolbenfläche bildet zusammen mit dem Reglergehäuse eine Kammer 44, die mit einer Bohrung 45 mit einem Steuerraum 46 verbunden ist. Die innere Kolbenfläche bildet mit dem Reglergehäuse ebenfalls eine Kammer 47, die mit der freien Luft oder mit dem ölsumpf verbunden ist. Der Steuerraum 46 ist einerseits über eine Steuerkante und eine Leitung 48 mit einer Zahnradpumpe 49 verbunden und andererseits über eine Leitung 50 mit einer zentralen Leitung 51, deren Abzweigungen später beschrieben werden.A centrifugal governor 42, which contains at least one centrifugal weight piston 43, is driven in proportion to the converter drive 41. The flyweight piston is arranged so that it can be thrown outwards by centrifugal force. The outer piston surface, together with the regulator housing, forms a chamber 44 which is connected to a control chamber 46 by a bore 45. The inner piston surface also forms a chamber 47 with the regulator housing, which is connected to the free air or to the oil sump. The control chamber 46 is connected on the one hand via a control edge and a line 48 to a gear pump 49 and on the other hand via a line 50 to a central line 51, the branches of which will be described later.

Proportional mit der Drehzahl der Abtriebswelle 52 des Planetengetriebes wird ein zweiter Fliehkraftregler 53 angetrieben, der ebenfalls mit Fliehgewichtkolben versehen ist, und zwar mit so viel Kolben verschiedenen Gewichtes, wie Gangschaltungen vorzunehmen sind. Das Getriebe des Ausführungsbeispiels hat drei Geschwindigkeitsstufen, also sind zwei Schaltvorgänge notwendig. Demzufolge sind ein oder mehrere größere Fliehkraftkolben 54 und ein oder mehrere kleinere Fliehkraftkolben 55 vorgesehen. Wie im Zusammenhang mit dem Fliehkraftregler 42 beschrieben wurde, bilden auch diese Fliehkraftkolben mit dem Gehäuse äußere Kammern 56, 57, die mittels Bohrungen 58, 59 mit Steuerräumen 60, 61 verbunden sind. Außerdem sind auch innere Kammern 62, 63 vorhanden, die jeweils eine Verbindung ins Freie aufweisen. Die Steuerräume 60, 61 sind über Steuerkanten und eine Leitung 64 ebenfalls mit der Zahnradpumpe 49 verbunden. Von den Steuerräumen 60, 61 führt jeweils eine weitere Leitung 65, 66 zu je einem Steuerventil 67, 68. In proportion to the speed of the output shaft 52 of the planetary gear, a second centrifugal governor 53 is driven, which is also provided with flyweight pistons, with as many pistons of different weights as gear shifts are to be made. The transmission of the embodiment has three speed levels, so two shifts are necessary. Accordingly, one or more larger centrifugal pistons 54 and one or more smaller centrifugal pistons 55 are provided. As has been described in connection with the centrifugal governor 42, these centrifugal pistons also form outer chambers 56, 57 with the housing, which are connected to control chambers 60, 61 by means of bores 58, 59. In addition, there are also inner chambers 62, 63 which each have a connection to the outside. The control chambers 60, 61 are also connected to the gear pump 49 via control edges and a line 64. Of the control chambers 60, 61 each carries a further line 65, 66 to a respective control valve 67, 68th

Das Steuerventil 67 enthält einen Steuerschieber, der drei Steuerräume 69, 70, 71 und an den Enden Steuerkolben 72, 73 aufweist. Der Steuerkolben 72 ist vom Fliehkraftregler 53 aus über die Leitung 65 beaufschlagt und der Steuerkolben 73 vom Fliehkraftregler 42 aus über die Leitungen 50 und 51. Von dem Steuerventil 67 gehen noch zwei Leitungen 74, 75 ab, die sich in Leitung 76 vereinigen und über Leitung 77 zur Zahnradpumpe 49 führen. Des weiteren ist das Steuerventil 67 über Leitung 78 und den anschließenden Zweigleitungen 79, 80 mit dem Steuerventil 68 verbunden und schließlich noch mit einer Kupplungsleitung 81 mit der Kupplung 40.The control valve 67 contains a control slide which has three control chambers 69, 70, 71 and control pistons 72, 73 at the ends. The control piston 72 is acted upon from the centrifugal governor 53 via the line 65 and the control piston 73 from the centrifugal governor 42 via the lines 50 and 51. Two lines 74, 75 go from the control valve 67 , which merge in line 76 and via line 77 lead to gear pump 49. Furthermore, the control valve 67 is connected to the control valve 68 via line 78 and the subsequent branch lines 79, 80 and finally to the coupling 40 via a coupling line 81.

Das Steuerventil 68 ist analog dem Steuerventil 67 aufgebaut. Von der von der Pumpe kommenden Leitung 77 führt eine weitere Leitung 89 mit einer Fortsetzung 90 in ein Umschlagventil 91, das mit Hilfe des Umschaltkolbens 92 den Druckmittelstrom entweder durch eine Leitung 93 in die Bremse 37 für den Vorwärtsgang oder durch eine Leitung 94 in die Bremse 36 für den Rückwärtsgang leiten kann.The control valve 68 is constructed analogously to the control valve 67 . From the line 77 coming from the pump, another line 89 with a continuation 90 leads into a reversing valve 91 which, with the help of the switching piston 92, transfers the pressure medium flow either through a line 93 into the brake 37 for the forward gear or through a line 94 into the brake 36 can direct for reverse gear.

An einer mit der Druckseite der Zalmradpumpe verbundenen Leitung, beispielsweise an der Leitung 89, ist über eine Zweigleitung 95 ein Regelventil 96 angeschlossen. Das Regelventil weist einen Regelschieber 97 auf, der mit Hilfe einer Steuerkante eine mehr oder weniger große Druckmittelmenge aus der Zweigleitung 95 über eine Abflußleitung 98 entweder ins Freie oder in eine Kühlanlage oder in den Schmierkreislauf abfließen läßt. Der Regelschieber trägt an den Enden je einen Regelkolben 99 und 100, von denen der eine, 99, über Leitung 101 und den Leitungen 89, 77 direkt von dem von der Zahnradpumpe 49 erzeugten Druck beaufschlagt ist, während der Kolben 100 vom Fliehkraftregler 42 aus über die Leitungen 50, 51, 102 beeinflußt ist.A control valve 96 is connected via a branch line 95 to a line connected to the pressure side of the Zalmrad pump, for example to line 89. The control valve has a control slide 97 which, with the help of a control edge, allows a more or less large amount of pressure medium to flow out of the branch line 95 via a discharge line 98 either into the open air or into a cooling system or into the lubrication circuit. The control slide carries a control piston 99 and 100 at each end, one of which, 99, is directly acted upon by the pressure generated by the gear pump 49 via line 101 and lines 89, 77 , while the piston 100 is acted upon by the centrifugal governor 42 the lines 50, 51, 102 is affected.

Alle mit den Steuerräumen 46, 60 und 61 verbundenen Leitungen 50 bzw. 51, 65 und 66 sind an einer geeigneten Stelle mit einer vorzugsweise einstellbaren Abflußdüse 103, 104, 105 versehen, die entfallen können, wenn die Leckstellen der Anlage ein geeignetes Maß gewissermaßen von Natur aus haben.All of the lines 50 or 51, 65 and 66 connected to the control rooms 46, 60 and 61 are provided at a suitable point with a preferably adjustable discharge nozzle 103, 104, 105 , which can be omitted if the leaks in the system are to a certain extent of Have nature.

Die in F i g. 2 gezeigte Art der Druckregelung mit Hilfe der Fliehkraftkolben 43, 55, 54 ist nur ein Beispiel. Es ist jedes andere bekannte Verfahren zur Druckregelung oder Druckminderung verwendbar unter der Voraussetzung, daß der Druck in Ab- hängigkeit von der Fliehkraft oder vom Quadrat der Drehzahl geregelt wird.The in F i g. The type of pressure regulation shown in FIG. 2 with the aid of the centrifugal pistons 43, 55, 54 is only one example. It is any other known method for pressure control or pressure reduction is usable controlled under the condition that the pressure in dependence on the centrifugal force or the square of the speed.

Die Wirkungsweise ist folgende: Zunächst möge die Anlage im ersten Gang bei einer Laststufe von 100 % fahren. Der Fliehkraftregler 42 wird dann mit der vollen Pumpendrehzahl des Wandlers und der Fliehkraftregler 53 mit der Abtriebsdrehzahl des ersten Ganges angetrieben. Am Fliehgewichtkolben 43 halten sich dann die Zentrifugalkraft nach außen einerseits und ein Druck in der Kammer 44 andererseits im Gleichgewicht. Der letztgenannte Druck wird von der Zahnradpumpe 49 über die Leitung 48, die Steuerkante des Steuerraums 46 und die Bohrung 45 aufrechterhalten. Wird die Kraft infolge des Druckes in der Kammer 44 größer als die Zentrifugalkraft, so geht der Kolben 43 nach innen, die Steuerkante des Steuerraums 46 schließt und es entweicht Druckmittel. über die Leitungen 50, 51 durch die Düse 103, so daß der Druck fällt und das Gleichgewicht wieder hergestellt wird. überwiegt die Zentrifugalkraft, so öffnet die Steuerkante und der Druck steigt. Der so nach der Primär-Drehzahl geregelte Druck wird durch die Leitungen 50, 102 auf den Regelkolben 100 des Regelschiebers 97 geleitet. Der andere Regelkolben 99 des gleichen Regelschiebers ist über die Leitungen 77, 89, 101 direkt von der Zahnradpumpe aus beaufschlagt. Durch das Gleichgewicht der beiden Kolbenkräfte wird der Druck auf der Druckseite der Zahnradpumpe somit proportional der Fliehkraft des Fliehkraftkolbens 43, d. h. also proportional dem Quadrat der Prhnär-Drehzahl geregelt.The mode of operation is as follows: First, let the system run in first gear at a load level of 100 %. The centrifugal governor 42 is then driven with the full pump speed of the converter and the centrifugal governor 53 with the output speed of the first gear. On the flyweight piston 43, the centrifugal force to the outside, on the one hand, and a pressure in the chamber 44, on the other hand, are then kept in equilibrium. The latter pressure is maintained by the gear pump 49 via the line 48, the control edge of the control chamber 46 and the bore 45. If the force due to the pressure in the chamber 44 is greater than the centrifugal force, the piston 43 moves inward, the control edge of the control chamber 46 closes and pressure medium escapes. via the lines 50, 51 through the nozzle 103, so that the pressure falls and the equilibrium is restored. If the centrifugal force predominates, the control edge opens and the pressure increases. The pressure regulated according to the primary speed is passed through the lines 50, 102 to the control piston 100 of the control slide 97 . The other control piston 99 of the same control slide is acted upon directly by the gear pump via lines 77, 89, 101. Due to the equilibrium of the two piston forces, the pressure on the pressure side of the gear pump is proportional to the centrifugal force of the centrifugal piston 43, i.e. H. thus regulated proportionally to the square of the primary speed.

Der Umschaltkolben 92 möge sich in der gezeichneten Stellung befinden, dann fördert die Zahnradpumpe 49 Druckmittel durch die Leitungen 77, 89, 90, durch das Umschaltventil 91 und durch die Leitung 93 in die Bremse 37 für den Vorwärtsgang. Gleichzeitig fördert die Pumpe auch Druckmittel durch die Leitungen77, 76, 75, durch den Steuerraum69, die Kupplungsleitung81 in die Kupplung 40 fär den ersten Gang.The changeover piston 92 may be in the position shown, then the gear pump 49 conveys pressure medium through the lines 77, 89, 90, through the changeover valve 91 and through the line 93 into the brake 37 for the forward gear. At the same time, the pump also delivers pressure medium through the lines 77, 76, 75, through the control chamber 69, the clutch line 81 into the clutch 40 for the first gear.

Mit wachsender Sekundär-Drehzahl, d. h. Abtriebsdrehzahl oder Drehzahl des Fliehkraftreglers 43, wächst auch die Zentrifugalkraft an den Fliehkraftkolben 54 und 55. Zunächst wird der größere 54 der beiden Kolben wirksam, der in sinngemäßer Weise, wie im Zusammenhang mit dem Fliehkraftregler 42 beschrieben wurde, den Druck in Leitung 65, d. h. den Druck, der den Steuerkolben 72 beaufschlagt, herauf regelt. Fährt die, Anlage innerhalb des Bereiches 11 (F i g. 1), so überwiegt der vom Regler 42 geregelte Druck auf den Steuerkolben 73, so daß während des ersten Ganges der Steuerschieber des Ventils 67 auf seiner rechten Endstellung sieht. Hat die Sekundär-Drehzahl (njl) die Parabel 14 (F i g. 1) erreicht, so wird der Steuerschieber des Steuerventils 67 nach rechts verschoben. Es wird zunächst der Abflußkanal 107 geschlossen und gleich danach die Zweigleitung 108 geöffnet. Das zusätzfiche öffnen der Zweigleitung 108 veranlaßt, daß sich Druckmittel von den Leitungen 50, 51 aus - den Druck von der Leitung 65 unterstützend - hinter den Steuerkolben 73 setzt. Hierdurch wird der Steuerschieber schlagartig in die linke Endlage geschoben. Jetzt fördert die Zahn adpumpe Druckmittel durch die Leitungen 77, 74, 76, Steuerraum 70, Leitungen 78, 80, 87 in die Breme39 des zweiten Ganges, während die Kupplung 40 durch die Leitung 81, Steuerraum 69 und Abflußkanal 109 drucklos gemacht wird. Die Anlage fährt jetzt im zweiten Gang.With increasing secondary speed, i. H. Output speed or speed of the governor 43, also increases the centrifugal force on the centrifugal piston 54 and 55. First, the larger 54 of the two pistons is effective, which was as described in analogous manner in relation to the governor 42, the pressure in line 65, d . H. the pressure which acts on the control piston 72 , regulates up. If the system moves within the area 11 ( FIG. 1), the pressure on the control piston 73 regulated by the regulator 42 predominates, so that the control slide of the valve 67 is in its right end position during the first gear. If the secondary speed (njl) has reached the parabola 14 (FIG . 1) , the control slide of the control valve 67 is shifted to the right. The drainage channel 107 is first closed and the branch line 108 is opened immediately afterwards. The additional opening of the branch line 108 causes pressure medium from the lines 50, 51 - supporting the pressure from the line 65 - to settle behind the control piston 73 . This pushes the control slide suddenly into the left end position. Now the tooth ad pump promotes pressure medium through the lines 77, 74, 76, control chamber 70, lines 78, 80, 87 in the brake 39 of the second gear, while the clutch 40 is depressurized through the line 81, control chamber 69 and drainage channel 109 . The system now runs in second gear.

Wird die Eingangsdrehzahl n,1 weiter gesteigert, und nähert sich der Betriebzustand des Getriebes der Parabel 15, so wird der Fliehkraftkolben 55 in steigend,em Maße wirksam, bis der von ihm geregelte Druck in dem von der Parabel 15 markierten Betriebszustand ausreicht, den Steuerschieber des Steuervenfils 68 nach links zu verschieben. Dieser Vorgang geht analog dem im Zusammenhang mit dem Steuerventil 68 beschriebenen Schaltschritt vor sich. Von der Zahnradpumpe 49 über die Leitungen 77, 76, 74, 78, 79, 88 erhält die Bremse 38 für den dritten Gang Druckmittel, während die Bremse 39 für den zweiten Gang über die Leitung 87, 113 drucklos wird. Der dritte Gang ist eingeschaltet. Das Abwärtsschalten geht in sinngemäßer Weise vor sich.If the input speed n, 1 is increased further and the operating state of the transmission approaches the parabola 15, the centrifugal piston 55 becomes increasingly effective until the pressure it controls is sufficient in the operating state marked by the parabola 15 , the control slide of the control valve 68 to the left. This process is analogous to the switching step described in connection with the control valve 68. The brake 38 for the third gear receives pressure medium from the gear pump 49 via the lines 77, 76, 74, 78, 79, 88 , while the brake 39 for the second gear is depressurized via the line 87, 113. Third gear is engaged. The downshift is done in a corresponding manner.

Wird mit einer anderen Eingangsdrehzahl als 100 11/9 gefahren, z. B. mit ein-er Laststufe von 90 oder 8011/o oder einer anderen, so ist die Zentrifugalkraft auf den Kolben 43 kleiner und somit auch der vom Regelventil 96 geregelte Druck und damit der Kupplungsdruck. Gleichzeitig sinken auch die Drücke auf die Steuerkolben 73, so daß die Gegendrücke hinter die Steuerkolben 72 durch kleinere Zentrifugalkräfte an den Kolben 54 und 55 eingeregelt werden; das bedeutet, daß das Umschalten bei einer kleineren Ausgangsdrehzahl erfolgt. Da das Gleichgewicht an den Steuerschiebern der Steuerventile 67, 68 im Verhältnis der Zentrifugalkräfte, d. h. im Verhältnis der Quadrate der Ein- und Ausgangsdrehzahlen, aufrechterhalten wird, liegen alle Umschaltpunkte für die Gangwechsel auf den Parabeln 14 und 15 (F i g. 1). Is driven with an input speed other than 100 11/9, e.g. B. with a load level of 90 or 8011 / o or another, the centrifugal force on the piston 43 is smaller and thus also the pressure regulated by the control valve 96 and thus the clutch pressure. At the same time, the pressures on the control piston 73 also decrease, so that the counter pressures behind the control piston 72 are regulated by smaller centrifugal forces on the pistons 54 and 55 ; this means that switching takes place at a lower output speed. Since the equilibrium at the control spools of the control valves 67, 68 is in the ratio of the centrifugal forces, i. H. is maintained in the ratio of the squares of the input and output speeds, all switching points for the gear changes are on the parabolas 14 and 15 ( FIG. 1).

Für den Rückwärtsgang wird der Umschaltkolben 92 so eingestellt, daß die Leitungen 90 und 94 verbunden sind.For the reverse gear, the switching piston 92 is adjusted so that the lines 90 and 94 are connected.

Wie bereits erwähnt, stellt die F i g. 2 lediglich ein schematisches Ausführungsbeispiel dar. Es können von dem Schema verschiedene Varianten abgeleitet werden. So kann z. B. für jeden Kreislauf 77, 76 usw. einerseits und 50, 51 usw. gesonderte Pumpen vorgesehen werden. Statt das Fliehgewicht mit den Druckregelorganen, d. h. mit den Kolben 43, in einem Element zu vereinigen, können für beide auch getrennte Elemente vorgesehen sein, die sich gegenseitig beeinflussen. Das Schaltschema wurde auch so aufgebaut, daß keine mechanischen nachgiebigen Kräfte, also Federn, vorgesehen sind. Auch das ist keine Notwendigkeit. Es ist durchaus möglich, an verschiedenen Stellen einstellbare oder nicht einstellbare Federn vorzusehen. Das Hydrauliksystem kann auch noch dahingehend erweitert werden, daß ein oder mehrere zusätzliche Ventile oder andere Steuerelemente vorgesehen sind, die bei einer Betätigung beispielsweise die Leitungen 93, 94 gemeinsam drucklos machen, um beispielsweise beim Bremsen eines Fahrzeuges den Antrieb zu unterbrechen. Ein unterbrechendes Schaltelement kann statt dessen auch in der Leitung 77 oder einer damit verbundenen Leitung vorgesehen sein.As already mentioned, FIG. 2 shows only a schematic exemplary embodiment. Various variants can be derived from the scheme. So z. B. for each circuit 77, 76 etc. on the one hand and 50, 51 etc. separate pumps are provided. Instead of the flyweight with the pressure regulating organs, d. H. to combine with the piston 43 in one element, separate elements can also be provided for both, which mutually influence one another. The circuit diagram was also designed in such a way that no mechanical resilient forces, i.e. springs, are provided. That is not a necessity either. It is entirely possible to provide adjustable or non-adjustable springs at different points. The hydraulic system can also be expanded to include one or more additional valves or other control elements which, when actuated, for example , jointly depressurize lines 93, 94 in order to interrupt the drive, for example when braking a vehicle. An interrupting switching element can instead also be provided in the line 77 or a line connected to it.

Claims (2)

Patentansprüche: 1. Vorrichtung zum selbsttätigen Schalten von Geschwindigkeitswechselgetrieben mit mindestens einem hydrodynamischen Drehmomentwandler oder einer hydrodynamischen Kupplung und mindestens zwei nachgeschalteten Getriebestufen mit dauernd im Eingriff befindlichen Zahnrädern, beispielsweise innerhalb eines Planetengetriebes, die mit Reibungs-Einrückvorrichtungen geschaltet werden, dadurch gekennzeichn e t, daß die Anpreßkraft der Reibungs-Einrückvorrichtung, z. B. der Druck in hydraulisch schaltbaren Ku - pplungen oder Bremsen(36 bis 40), sowohl bei steigender als auch bei sinkender Drehzahl stets vom Quadrat der Pumpendrehzahl des hydrodynamischen Wandlers(35) oder der hydrodynamischen Kupplung abhängig geregelt wird, beispielsweise derart, daß der Flüssigkeitsdruck von einem Steuerkolben (43) eines mit der Pumpe des hydrodynamischen Wandlers angetriebenen Reglers (42) gesteuert wird. Claims: 1. Device for the automatic switching of speed change transmissions with at least one hydrodynamic torque converter or a hydrodynamic clutch and at least two downstream gear stages with continuously engaged gears, for example within a planetary gear, which are switched with friction engagement devices, characterized in that the Contact pressure of the friction engagement device, e.g. As the pressure in hydraulically switchable Ku - pplungen or brakes (36 to 40), both in rising and always of the hydrodynamic converter (35) or the hydrodynamic clutch is regulated as a function also with decreasing speed of the square of the pump speed, for example, such that the Fluid pressure is controlled by a control piston (43) of a controller (42) driven by the pump of the hydrodynamic converter. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1 zum selbsttätigen hydraulischen Schalten der Kupplungen oder Bremsen eines Geschwindigkeitswechselgetriebes, gekennzeichnet durch ein Regelventil (96), zur Regelung des Druckes für die Einrückvorrichtungen (36 bis 40), das einerseits von einem Druck beeinflußt ist, der vom Quadrat der Pumpendrehzahl des Wandlers (Leitung 50) oder der hydraulischen Kupplung und von andererseits einer anderen nachgiebigen Kraft, beispielsweise von dem vom Druckerzeuger erzeugten Druck (Leitung 77) beeinflußt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 974 609, 899 312, 865 712, 478 296; österreichische Patentschrift Nr. 152453; schweizerische Patentschrift Nr. 181173. 2. Apparatus according to claim 1 for the automatic hydraulic switching of the clutches or brakes of a speed change transmission, characterized by a control valve (96) for regulating the pressure for the engagement devices (36 to 40), which is influenced on the one hand by a pressure that is from the square of the Pump speed of the converter (line 50) or the hydraulic clutch and on the other hand another resilient force, for example, the pressure generated by the pressure generator (line 77) is influenced. Considered publications: German Patent Specifications Nos. 974 609, 899 312, 865 712, 478 296; Austrian Patent No. 152453; Swiss patent specification No. 181173.