-
Die Erfindung bezieht sich auf ein Getriebe mit einer einem hydrodynamischen
Drehmomentwandler vorgeschalteten, zwischen der mit konstanter Drehzahl getriebenen
Antriebswelle und dem Pumpenrad angeordneten stufenlos einstellbaren Rutschkupplung
zum Verändern des vom Pumpenrad aufgenommenen Drehmoments.
-
Bei bekannten Getrieben dieser Art wird als Rutschkupplung eine hydrodynamische
Kupplung verwendet, wobei die Größe des Schlupfes, d: h. die Änderung der Abtriebsdrehzahl
an der Kupplung durch Füllen und Leeren der Kupplung eingestellt wird. Das Füllen
und Leeren einer solchen Kupplung nimmt jedoch eine gewisse Zeitdauer in Anspruch.
Besonders im Fahrzeugbetrieb müssen die Getriebe möglichst verzögerungsfrei auf
Änderungen der Einstellung reagieren. Bei einem weiteren bekannten Getriebe dieser
Art, bei dem der Kupplungsschlupf automatisch in Abhängigkeit von der Getriebeausgangsdrehzahl
derart gesteuert wird, daß das Produkt aus Ausgangsdrehzahl und Ausgangsdrehmoment
konstant bleibt, wird als Schlupfkupplung eine elektromagnetische- Kupplung verwendet.
Bei diesem Getriebe reagiert die Getriebeeinstellung zwar verzögerungsfrei auf Stellsignale,
jedoch können diese Stellsignale nicht willkürlich beeinflußt werden, so daß das
Getriebe in der offenbarten Ausführungsform z. B. nicht für den Fahrzeugbetrieb
geeignet ist. Ein Nachteil dieses Getriebes ist darin zu sehen, daß die als Verlustleistung
in der Schlupfkupplung erzeugte Wärme nur schlecht abzuführen ist. Es besteht deshalb
die Gefahr der Überhitzung der Kupplung, wenn das Getriebe über längere Zeit bei
hohen Verlustleistungen betrieben wird. Eine elektromagnetische Kupplung für die
Übertragung höherer Leistungen kann auch nur dort eingesetzt werden, wo elektrische
Energie ohnehin zur Verfügung steht.
-
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Getriebe
der eingangs aufgeführten Gattung zu schaffen, bei dem trotz gleichbleibender Getriebeeingangsdrehzahl
die Ausgangsleistung von Null bis Vollast stufenlos einstellbar ist, wobei die Einstellung
des Getriebes verzögerungsfrei auf die Steuerungssignale der Steuerungseinrichtung
anspricht. Es soll dabei möglich sein, die Wandler-Belastung langsam zu erhöhen
und jede Belastung über einen längeren Zeitraum ohne übermäßige Erwärmung der Schlupfkupplung
aufrechtzuerhalten.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Rutschkupplung
als Reibungskupplung ausgebildet ist, deren Einrückkammer zusammen mit dem Arbeitsraum
des Wandlers an eine Steuerdruckquelle angeschlossen ist und der darin herrschende
Stelldruck mittels einer den Abflußquerschnitt einer Entlastungsleitung bestimmenden
Steuereinrichtung stufenlos einstellbar ist; wobei die in der Belastungsleitung
abfließende Flüssigkeit den Kupplungsscheiben der Reibkupplung als Kühlflüssigkeit
zugeführt wird.
-
Bei einem bekannten Wandler (französische Patentschrift 1181329) ist
eine Reibungstrennkupplung zwischen der Getriebeeingangswelle und dem Pumpenrad
des Wandlers vorgesehen, deren Einrückkammer zusammen mit dem Arbeitsraum des Wandlers
an einer Steuerdruckquelle angeschlossen i ist, und der darin herrschende Steuerdruck
ist mittels einer den Abflußquerschnitt einer Entlastungsleitung bestimmenden Steuereinrichtung
veränderbar. Die Reibungstrennkupplung dieses Wandlers stellt jedoch eine reine
Ein-Aus-Kupplung dar, mit der kein regelbarer Schlupf und damit- keine stufenlose
Steuerung der Drehzahl des Pumpenrades des nachgeschalteten Wandlers erreicht werden
kann. Ein beim Einschalten der Kupplung kurzzeitig auftretender Schlupf dient lediglich
dem stoßlosen Einkuppeln, nicht aber der Regelung der Drehzahl und des Drehmoments
der Anlage. Ein solches Getriebe benötigt zumindest dann, wenn ein Antriebsmotor
mit nicht verstellbarer Antriebsdrehzahl vorgesehen ist, wegen der in der Praxis
relativ geringen Wandlungsverhältnisse von hydraulischen Drehmomentwandlern nachgeschaltete
Getriebestufen. Weiterhin ist es bekannt, Reibungskupplungen bei hydrodynamischen
Verbundgetrieben mit Flüssigkeit zu kühlen, die der Fülleitung des Wandlerkreislaufes
entnommen wird (USA.-Patentschrift 2 969131). Bei einer hydrodynamischen Kupplung
mit einer mechanischen Überbrückungskupplung ist es bekannt, für die Durchspülung
des hpydrodynamischen Kreislaufs, für die Erzeugung des Anpreßdrucks der mechanischen
überbrückungskupplung und deren Kühlung einen einzigen Steuerkreislauf zu benutzen,
dessen Steuerdruck mittels einer den Abflußquerschnitt einer Entlastungsleitung
bestimmenden Einrichtung einstellbar ist (deutsche Patentschrift 965 982).-Durch
den Erfindungsgegenstand wird ein Getriebe geschaffen, bei dem trotz gleichbleibender
Getriebeeingangsdrehzahl die Ausgangsleistung von Null bis Vollast verzögerungsfrei
stufenlos einstellbar ist. Durch Verwendung einer flüssigkeitsgekühlten Reibungskupplung
kann die erzeugte Verlustwärme einfach und wirksam abgeführt werden, so daß das
Getriebe auch bei großem Schlupf im Dauerbetrieb laufen kann. Durch die Vereinigung
des Kühlölkreislaufs für die Kupplung mit dem Steuerkreislauf zur Betätigung der
Kupplung und den Anschluß dieser beiden Kreisläufe an den Wandler bzw. die Füllleitung
des Wandlers wird ein relativ einfacher Aufbau der Kühl- und Steuerkreisläufe erreicht.
-
Bei einem Getriebe, bei dem dem Wandler ein zweigängiges Vorlegegetriebe
zur Veränderung der Eingangsdrehzahl des Pumpenrades vorgeschaltet ist, ist gemäß
einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß jeder Vorlegegetriebestufe eine
Schlupfkupplung zugeordnet ist, von denen in an sich bekannter Weise eine in einem
ersten zylindrischen Gehäuse der Antriebswelle und die andere in einem die Wandlereingängswelle
umgebenden neben dem ersten Gehäuse befindlichen zweiten zylindrischen Gehäuse angeordnet
ist und beide Kupplungen wahlweise von einem zwischen ihnen auf der Antriebswelle
verschiebbar geführten, hydraulisch gesteuerten, mit einer Gegendruckscheibe der
Wandlereingangswelle zusammenarbeitenden Kolben betätigt werden, daß das erste Kupplungsgehäuse
von einem Zahnrad umgeben ist, das mit einem auf einer zur Wandlereingangswelle
parallelen Welle angeordneten ersten Zahnrad kämmt, und daß ein zweites auf dieser
Welle angeordnetes Zahnrad mit einem das zweite Kupplungsgehäuse umgebenden Zahnrad
im Eingriff steht, wobei beide Kupplungen über durch ein Wählventil gesteuerte Leitungen
mit der Entlastungsleitung der stufenlosen Steuereinrichtung wahlweise verbindbar
sind.
-
Die neue Kraftübertragungsanlage macht auch die billigen und leicht
zu betreibenden Asynchronmotoren
für elektrisch betriebene Fahrzeuge,
wie Lokomotiven, Triebwagen und Omnibusse, nutzbar, welche bisher auf Grund .ihrer
relativ ungünstigen Anlaßeigenschaften und der für das Anlassen von Asynchronmotoren
erforderlichen komplizierten Regeleinrichtungen zu diesem Zweck nicht verwendet
werden konnten.
-
Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung weist das eine
Vor-. und Rückwärtskupplung auf, wobei der den Wandler mit der Kupplung über die
Steuereinrichtung verbindende hydraulische Stromkreis in an sich bekannter Weise
mit der Pumpe über ein überdruckventil verbunden ist, das über ein Wählventil mit
einer am Ende der Wandlerabtriebswelle angeordneten, hydraulisch gesteuerten Vorwärts-Rückwärtskupplung
in Verbindung steht.
-
Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung ist dabei vorgesehen, daß die
Kühlflüssigkeit für die Vorwärts-Rückwärtskupplung über eine Leitung, die von der
den Wandler mit dem Überdruckventil verbindenden Leitung abzweigt, zugeführt wird.
Eine solche Anlage kann auch durch eine zweite stufenlos einstellbare Steuereinrichtung
zur Steuerung einer Entlastungsleitung einer auf der Wandlerabtriebswelle angeordneten
hydraulischen Bremse weiterausgestaltet sein, der vom überdruckventil aus über ein
gleichzeitig den Flüssigkeitszufluß zum Wandler steuerndes Wählventil Flüssigkeit
zugeführt wird.
-
Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen
in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung ist bzw. sind
F i g. 1 ein schematischer Teilschnitt durch ein erfindungsgemäßes Getriebe mit
einem Drehmomentwandler mit ortsfestem Gehäuse und F i g. 2 bis 6 schematische Teilschnitte,
die verschiedene Getriebeformen zeigen, die besonders bei einem mit gleichbleibender
Drehzahl umlaufenden Elektromotor, beispielsweise einem Induktionsmotor, verwendbar
sind.
-
Die in F i g. 1 dargestellte Anlage enthält eine mit gleichbleibender
Drehzahl sich drehende Kraftquelle 10, wie z. B. Induktionsmotoren, Gasturbinen
und Brennkraftmaschinen. Die Kraftquelle 10 treibt über eine Welle 11 ein ringförmiges
Gehäuse 12, in dem drehfest, jedoch verschiebbar, mehrere ringförmige Reibkupplungsscheiben
13 angeordnet sind, die mit einer ähnlichen Gruppe von Kupplungsscheiben 14 zusammenarbeiten,
die mit einer Welle 15 in Treib-und Gleitverbindung stehen. Die Kupplungsscheiben
13 und 14 bilden gemeinsam eine Reibscheibenkupplung 16, die von einem Drucköl hydraulisch
betätigt wird, wobei die Kupplungsscheiben bei eingekuppelter Kupplung in ihrer
Axialbewegung durch eine von der Welle 15 getragene Anschlagscheibe 17 begrenzt
sind.
-
In einem Axialabstand von der Kupplung 16 ist eine kreisringförmige,
von der Welle 15 getragene Gegendruckscheibe 18 angeordnet, die gegen Axialbewegung
gehalten wird. Auf dem Umfang der Gegendruckscheibe 18 gleitet ein zylindrisches
Gehäuse 19 mit quergerichteten Stirnwänden 20 und 21, die gemeinsam mit der Welle
15 bzw. der Gegendruckscheibe 18 eine ringförmige Kupplungskammer 22 und eine ringförmige
Ausgleichskammer 23 bilden. Die Kammer 22 ist gegenüber der Welle 15 und der Gegendruckscheibe
18 abgedichtet. Kühlflüssigkeit wird den Kupplungsscheiben der Kupplung 16 ständig
über einen Längsdurchlaß 26 der Welle 15 zugeführt. Das entgegengesetzte Ende dieses
Durchlasses 26 steht über mehrere Querdurchlässe 27 mit dem inneren Abschnitt der
Kupplungsscheiben der Kupplung 16 in Verbindung. Die Kühlflüssigkeit strömt dann
zu einem Vorratsbehälter (nicht dargestellt) zurück. Der Durchlaß 26 ist auch über
einen Querdurchlaß 28 mit der Ausgleichskammer 23 verbunden, aus der das Öl über
eine Ringöffnung 29 ständig abgeleitet wird und zum Vorratsbehälter strömt. Die
Kammer 23 wird bei ihren Volumenänderungen ständig mit Öl gefüllt gehalten. Die
Kammer 23 gleicht den Schleuderdruck auf das in der einen Kupplungskammer 22 vorhandene
Öl aus.
-
Die Welle 15 treibt ein Pumpenrad 30, das einen Teil eines hydraulischen
Drehmomentwandlers 31 bildet, der außerdem ein mit einer Welle 33 verbundenes Turbinenrad
32 und ein von dem ortsfesten Gehäuse 35 getragenes Leitrad 34 aufweist. Ein stetiger
Ölfuß mit einem gleichbleibenden Druck wird über den Drehmomentwandler 31 mittels
einer Pumpe 61 aufrechterhalten, deren Druckleitung über eine Rohrleitung 62 mit
dem Innenraum des Drehmomentwandlers 31 verbunden ist.
-
Bei der in F i g. 1 dargestellten Anlage ist nur eine einzige Ölquelle
für den Drehmomentwandler und die Kupplung vorhanden. Die Ölzufuhr erfolgt mittels
einer Pumpe 61, deren Druckseite über eine Rohrleitung 62 mit dem Innenraum des
Drehmomentwandlers 31 verbunden ist, um einen gleichbleibenden Grunddruck im Strömungskreis
aufrechtzuhalten. Der Abfluß aus dem Drehmomentwandler 31 erfolgt über eine Rohrleitung
63 zu einer Kammer 41 einer Steuereinrichtung 42. Die Kammer 41 ist über eine Rohrleitung
46 und einen Durchlaß 47 mit der Kupplungskammer 22 der Kupplung verbunden, die
bei Beaufschlagung mit Drucköl das Gehäuse 19 in Richtung auf die Kupplung 16 verschiebt
und diese einzukuppeln sucht.
-
Ein Kolben 43 gibt in seiner vollständig zurückgezogenen Stellung
das Einlaßende einer Rohrleitung 64 frei, deren entgegengesetztes Ende mit dem Durchlaß
26 und infolgedessen mit der Ausgleichskammer 23 und den Innenkanten der Kupplungsscheiben
13 und 14 verbunden ist, so daß die Kupplung 16 nicht eingekuppelt ist. Das die
Rohrleitung 64 durchströmende Öl gelangt, nachdem es die Kupplungsscheiben 13 und
14 der Kupplung 16 umströmt und gekühlt hat, schließlich zum Vorratsbehälter. Bei
der nach rechts gerichteten Bewegung des Kolbens 43 steigt der in der Rohrleitung
46 und im Drehmomentwandler 31 vorhandene Druck und mit ihm das von der Kupplung
16 übertragene Drehmoment.
-
In den F i g. 2 bis 5 sind verschiedene Getriebe dargestellt. Diese
Getriebe sind besonders für elektrische Eisenbahnen geeignet. Wie bereits erwähnt,
ist es bei diesen Getrieben möglich, einen Induktionsmotor als Kraftquelle gleichbleibender
Drehzahl mit dem üblichen Einphasen- oder Dreiphasenwechselstrom zu verwenden.
-
Der Induktionsmotor 260 (F i g. 2) treibt eine Flanschscheibe 261,
die mit der Eingangswelle 262 eines Drehmomentwandlers über eine hydraulische Reibscheibenhauptkupplung
263 verbunden ist, deren Kupplungsscheiben sich auf dem Flanschring 261 bzw. der
Eingangswelle 262 befinden und gegen
einen an der Welle 262 vorhandenen
Anschlagring 264 gedrückt werden.
-
Eine gegen Axialbewegung gesicherte kreisringförmige Gegendruckscheibe
265 wird von der Eingangswelle 262 getragen. Auf dem Umfang dieser Gegendruckscheibe
265 gleitet ein zylindrisches Gehäuse 266 mit Endwänden 267 und 268; die mit der
Welle 262 und der Gegendruekscheibe 265 eine ringförmige Einkupplungskammer 269
bzw. eine Ausgleichskammer 270 begrenzen.
-
Die Eingangswelle 262 ist mit dem sich drehenden Gehäuse 271 eines
einstufigen hydraulischen Drehmomentwandlers 272: verbunden. Es ist auch möglich,
einen Drehmomentwändler mit einem ortsfesten Gehäuse zu verwenden. Das Gehäuse 271
trägt ein Laufrad 273, das in üblicher Weise zu einem mit einer Zwischenwelle 275
in Treibverbindung stehenden Turbinenrad 274 und zu einem Leitrad 276 angeordnet
ist, das eine übliche Freilaufkupplung 277 aufweist, die zwischen der Leitradnabe
278 und einem ortsfesten Teil 279 der angrenzenden Ausrüstung eingeschaltet
ist. Das Laufrad 273, das Turbinenrad 274 und das Leitrad 276 bilden den Toroidströmungskreis
280.
-
Die Zwischenwelle 275 ist über ein von Kupplungen geregeltes Vorwärts-
und Rückwärtsgetriebe 281 mit einer Welle 282 verbunden. Das Getriebe 281 hat eine
von der Zwischenwelle 275 getragene und gegen Axialbewegung gehaltene-- ringförmige
Gegendruckscheibe 283: Auf dem Umfang dieser Gegendruckscheibe 283 gleitet ein zylindrisches
Gehäuse 284 mit kreisringförmigen Endwänden 285 und 286, die mit der Gegendruckscheibe
283 und der Zwischenwelle 275 kreisringförmige Einkupplungskammern 287 bzw. 288
bilden.
-
Die Zwischenwelle 275 kann über eine Reibscheibenkupplung 289 mit
einem koaxialen Ringflansch 290 verbunden werden, der von einem Kegelrad
291 getragen wird, das an der Welle 282 befestigt ist. Die Kupplung 289 wird
eingekuppelt, wenn das Gehäuse 284 nach rechts bewegt wird und sich die Kupplungsscheibe
der Kupplung 298 gegen einen von der Welle 275 getragenen Anschlagring 292 legt
und auf diese Weise den Vorwärtsantrieb einkuppelt. Zum Rückwärtsantrieb wird die
Zwischenwelle 275 über eine Reibscheibenkupplung 293 mit einem Ringflansch 294 verbunden,
der von einem zweckdienlich gelagerten Kegelrad 295 getragen wird. Der Flansch 294
und das Kegelrad 295 liegen koaxial mit der Zwischenwelle 275. Das Kegelrad 295
; steht im Eingriff mit einem Zwischenkegekad 296, das wiederum mit dem Kegelrad
291 im Eingriff steht. Das Kegelrad 296 ist auf der Zwischenwelle 275 befestigt.
Die Kupplung 293 wird durch die nach links erfolgende Bewegung des Gehäuses 284
eingekuppelt, das die Kupplungsscheiben der Kupplung 293 gegen einen von der Zwischenwelle
27$ getragenen Anschlagring 297 drückt.
-
Die Kupplungen 263, 289 und 293 und der Drehmomentwandler 272 sind
in einen hydraulischen Strömungskreis eingeschaltet, dessen Anordnung und Regelung
nachstehend beschrieben ist. Eine Pumpe 298 saugt das Öl aus einem Vorratsbehälter
299 und _drückt dieses Öl nacheinander über einen Wärmeaustauscher 300 und ein Filter
301 zum Einlaß eines üblichen federbelasteten Überdruckventils 302, das mit einer
Rohrleitung 303 verbunden ist und unter Betriebsverhältnissen in diese Rohrleitung
303, die zu den Kupplungskammern 287 und 288 führt, einen verhältnismäßig hohen
Druck, der beispielsweise ZO bis 14 kglcm2 beträgt, aufrechthält.
-
Das von dem Ventil 302 freigegebene t51 fließt nacheinander über eine
Leitung 304, eine Ringnut 305 und einen zwischen dem Gehäuse 274 und der Nabe des
Leitrades 276 vorhandenen Durchlaß 306 zu dem. Toroidströmungskreis 280. Der Auslaß
aus dem Toroidströmungskreis 280 erfolgt nacheinander aus einem zwischen dem Turbinenrad
274 und dem Leitrad 276 vorhandenen Spalt, ferner über einen von den Naben des Turbinenrades
274 und des Leitrades 276 sowie von der Welle 275 gemeinsam gebildeten Durchlaß
307 zu einer Ringnut 308, die mit einer Rohrleitung 309 verbunden ist, die zu einer
in der Steuereinrichtung 311 vorhandenen Kammer 310 führt.
-
Die Steuereinrichtung 311 hat einen Kolben 312, der über eine Feder
313 von Hand betätigt wird. Das r in der Kammer 310 vorhandene Drucköl, dessen Druck
unter Betriebsverhältnissen durch die Stellung des Kolbens 312 in bezug auf einen
mit dem einen Ende einer Rohrleitung 315 verbundenen überdruckauslaß 314 bestimmt
wird, wird nacheinander über eine Rohrleitung 316, eine Ringnut 317 und einen in
der Eingangswelle 262 vorhandenen Durchlaß 318
der Einkupplungskammer 269
zugeführt. Von der Rohrleitung 316 zweigt eine eine Drosselöffnung 320 enthaltende
Rohrleitung 319 ab, die über eine Ringnut 321 mit einem in der Eingangswelle 262
vorhandenen Durchlaß 322 verbunden ist, der zur Ausgleichskammer 270 führt. Betriebsöl
wird der Ausgleichskammer 270 ständig zugeführt und wird aus der Ausgleichskammer
über eine Ringöffnung 323 zum Vorratsbehälter 299 ständig abgeleitet. Das andere
Ende der Überdruckrohrleitung 315 ist über eine Ringnut 324 und einen in der Eingangswelle
262 vorhandenen Durchlaß 325 mit den inneren Abschnitten der Kupplungsscheiben der
Hauptkupplung 263 verbunden, um diesen Scheiben ständig einen Kühlölstrom zuzuleiten.
Dieses Öl sammelt sich später im Vorratsbehälter 299.
-
Das Ende der Hochdruckrohrleitung 303 ist mit Einlaßöffnung 326 eines
Wählventils 327 verbunden, das auch Auslaßöffnungen 328 und 329 sowie mit dem Vorratsbehälter
299 verbundene Öffnungen 330
und 331 aufweist. Inn Gehäuse 332 des Wählventils
327 gleitet ein Ventilkolben 333, der Endflansche 334 und 335 und einen zwischen
diesen Flanschen liegenden Zwischenflansch 336 hat. Die Auslaßöffnung 328 wird nacheinander
über eine Rohrleitung 337, eine Ringnut 338 und einen in der Zwischenwelle 275 vorhandenen
Durchlaß 339 mit der Einkupplungskannrner 288 für Rückwärtsdrehung verbunden. Die
Auslaßöffnung 329 wird nacheinander über eine Rohrleitung 340; eine Ringnut 342
und einen in der Zwischenwelle 275 vorhandenen Durchlaß 342 mit der Einkupplungskammer
287 für Vorwärtsdrehung verbunden. Von der Hochdruckrohrleitung 303 zweigt zwischen
dem überdruckventil 302 und dem Wählerventil 327 eine Rohrleitung 343 ab, die eine
Drosselöffnung 344 aufweist und die über eine Ringnut 345 und einen in der Zwischenwelle
275 vorhandenen Durchlaß 346 mit den inneren Abschnitten der Kupplungsscheiben der
Kupplungen 289 und 293 verbunden ist, um den Kupplungsscheiben ständig Kühlöl zuzuführen,
das schließlich dem Vorratsbehälter 299 zuströmt.
Im Betriebszustand
nach F i g. 2 dreht sich der Motor 260 mit der gewünschten, gleichbleibenden Drehzahl.
Der Ventilkolben 312 ist vollständig nach rechts zurückgezogen, so daß kein Einkupplungsdruck
in der Kammer 269 herrscht, und die Kupplung 263 ist vollständig gelöst oder freigegeben.
Das überdruckventi1302 befindet sich in der Offenstellung, so daß in der Rohrleitung
303 ein Hochdruck vorhanden ist. In der dargestellten Stellung des Wählventils
327 bedeckt der Zwischenflansch 336 die Einlaßöffnung 326, und die Endflansche 333
und 334 ermöglichen eine Verbindung zwischen den Auslaßöffnungen 328 und 330 bzw.
zwischen den Auslaß-6ffüüri'gen 329 -und 331,. so daß die Kupplung 293 für Rückwärtsdrehung
bzw. die Kupplung 289 für Vorwärtsdrehung ausgekuppelt sind und sich das Getriebe
281 in einer Neutralstellung befindet. Der Ventilkolben 333 wird in der dargestellten
Neutralstellung durch den Eingriff einer federbelasteten Kugel 346 in einer Raste
347 des Flansches 335 gehalten. -Bei einem Anlaufvorgang in Vorwärtsrichtung wird
der Ventilkolben 333 zuerst so weit nach rechts bewegt, bis die Kugel 346 in eine
Raste 348 eingreift. Bei dieser Bewegung des Ventilkolbens 333 bedeckt der Kolbenflansch
335 die zum Vorratsbehälter 299 führende Öffnung 331, und der Zwischenflansch 336
gibt die Einlaßöffnung 326 frei, so daß diese Öffnung mit der Auslaßöffnung 329
verbunden ist, während die Auslaßöffnung 328 ihre Verbindung mit der zum Vorratsbehälter
299 führenden Öffnung 330 beibehält. Infolgedessen wird die Vorwärtshupplüab 289
vollständig eingeschaltet. Dann wird dem Drehmomentwandler 272 Leistung zugeführt,
indem der Ventilkolben 312 nach links bewegt wird, um den statischen Druck in dem
Drehmomentwandler 272 zu heben und das Gehäuse 266 in einer Richtung zu bewegen,
bei der ein Einkuppeln der Hauptkupplung 263 erfolgt. Es wird infolgedessen eine
stufenfreie Regelung des auf die Belastungswelle 282 übertragenen Drehmomentes und
der Drehzahl möglich, und zwar lediglich durch Ändern des Reibungsdruckes der Kupplungsscheiben
der Hauptkupplung 263. Jede derartige Änderung hat eine Änderung des statischen
Druckes im -Drehmomentwandler 272 zur Folge.
-
Zum Übergang von Vorwärtsdrehung auf Rückwärtsdrehung wird die Hauptkupplung
263 vorzugsweise ausgekuppelt, und der Ventilkolben 333 wird so weit nach links
geschoben, bis die Kugel 346 in eine Raste 349 des Flansches 335 eingreift. Bei
dieser Stellung des Ventilkolbens 333 schließt der Flansch 334 die zum Vorratsbehälter
299 führende Öffnung 330, und der Zwischenflansch 336 bewegt sich so weit, daß die
Einlaßöffnung 326 mit der Auslaßöffnung 328 in Verbindung steht, während die Verbindung
der Auslaßöffnung 329 mit der zum Vorratsbehälter 299 führenden Öffnung 331 aufrechterhalten
wird. Die Hauptkupplung 263 wird dann in der beschriebenen Weise geregelt.
-
F i g. 3 unterscheidet sich von der in F i g. 2 dargestellten Anlage
darin, daß der zwischen dem Drehmomentwandler und der Ausgangswelle angeordnete
Getriebeteil so ausgeführt ist, daß beide in diesem Teil vorhandenen Kupplungen
gleichzeitig eirege- i kuppelt werden können, um z. B. einen elektrischen Zug stillzusetzen,
und daß die eine oder die andere Kupplung regelbar eingekuppelt wird, um unter Freilaufbelastungsverhältnissen,
beispielsweise wenn der Zug seine Fahrt zu einem Stillstand verläiigsamt, oder wenn
der Zug beim Fahren auf einer fällenden Strecke eine gleich große Geschwindigkeit-.beibehalten
soll, die Ausgangswelle zu bremsen. Iin fetze= ren Falle wird die von dem Drehmomentwandler
gebildete hydrodynamische Bremse verwendet. -Einige der in der F i g. 3 verwendeten
Vorrichtungen gleichen in ihrem Aufbau den in F i g. 2 dargestellten entsprechenden
Anordnungen, so daß nur ein allgemeiner Hinweis erfolgt, da die Ähnlichkeiten auch
aus einem Vergleich der Zeichnungen zu sehe. sind. -Bei der in F i g. 3 dargestellten
Ausführung ist der Induktionsmotor 350 mit der Eingangswelle 351 eine Drehmomentwandlers
über eine regelbare Treib= Scheibenkupplung 352 in der gleichen Weise wie bdi der
Ausführung nach F i g. 2 verbunden. Das Ein= kuppeln der Kupplung erfolgt mittels
eines ringförmigen Gehäuses 353, das auf einer Gegendruckscheibe 354 gleitet und
mit dieser Gegendruckscheibe 354 und mit der Welle 351 eine ringförmige Einkupplungskammer
355 und eine Ausgleichskammer 356 bildet. Zwischen Welle 351 und einem angrenzenden
ortsfesten Teil 357 ist eine Freilaufkupplung 358 eingeschaltet, die eine Rückwärtsdrehung
des Wand lerlaufrades beim Bremsen verhüten soll, wie dies später noch beschrieben
ist.
-
Die Eingangswelle 351 ist mit dem sich drehenden Gehäuse 359 eines
hydraulischen Drehmoment wandlers 360 verbunden. Das Gehäuse 359 trägt ein Laufrad
361, das die übliche Stellung zu einem Tuibinenrad 362 und einem Leitrad 363 hat.
Die Teile bilden gemeinsam einen Toroidströmungskreis 364: Das Leitrad 363 wird
gegen Drehung von einer Freilaufkupplung 365 gehalten, die zwischen der Nabe des
Leitrades 363 und einem ortsfesten Teil 366 angeordnet ist.
-
Das Turbinenrad 362 ist mit einer Zwischenwelk 367 fest verbunden,
deren Ausgangsende über ein von Kupplungen geregeltes, für Vorwärtsdrehü g und Rückwärtsdrehung
bestimmtes Rädergetr-44e"', 369 mit einer Welle 368 verbunden ist. Das Getriebe
369 unterscheidet sich von dem in F i g. 2 dargestellten Getriebe 281 darin, daß
die Kupplungen des Getriebes 369 einzeln geregelt werden, um jede gewünschte Anpreßkraft
zwischen den Kupplungsscheiben der Kupplungen zu erzielen, wobei die eine oder die
andere Kupplung vollständig eingekuppelt werden kann, um den Antrieb in der zugehörigen
Richtung zu bewirken, oder beide Kupplungen gleichzeitig vollständig eingekuppelt
werden können, um den elektrischen Zug im Stillstand zu halten, oder die eine oder
die andere Kupplung in einem beliebigen, für das Bremsen gewünschten Ausmaß schlupfen
kann.
-
Zum Vorwärtsantrieb trägt die Zwischenwelle 367 eine ringförmige Gegendruckscheibe
370, auf deren Umfang ein ringförmiges Gehäuse 371 gleitet, das eine ringförmige
Endwand 372 hat, die eine Reibscheibenkupplung 373 gegen einen von der Welle 367
getragenen Anschlagring 374 drückt. Das Gehäuse 371 und die Endwand 372 begrenzen
mit der Gegendruckscheibe 370 und der Welle 367 eine ringförmige Einkupplungskammer
375 für Drucköl. Die Kupplungsscheiben der Kupplung 373 sind mit der Zwischenwelle
367 bzw. einem ringförmigen Flansch 376 verbunden, der koaxial mit der Zwischenwelle
367
.verläuft und von einem auf der Welle 368 befestigten Kegelrand 377 getragen wird.
-
Zum Rückwärtsantrieb trägt die Zwischenwelle 367@eine zweite Gegendruckscheibe
378, die in Axialrichtüng einen Abstand von der Gegendruckscheibe 370 hat. Auf dem
Umfang der Gegendruckscheibe 378 gleitet ein ringförmiges Gehäuse 379 mit einer
ringförmigen Endwand 380, die eine Reibscheibenkupplung 381 gegen einen von der
Zwischenwelle 367 getragenen Anschlagring 382 drückt. Das Gehäuse 379 und die Endwand
380 begrenzen mit der Gegendruckscheibe 378 und der Zwischenwelle 367 eine ringförmige,
Drucköl aufnehmende Einkupplungskammer 383. Die Kupplungsscheiben der Kupplung 381
sind mit der Zwischenwelle 367 bzw. mit einem vön einem entsprechend gelagerten
Kegelrad 385 getragenen ringförmigen Flansch 384 verbunden. Der Flansch 384 und
das Kegelrad 385 sind koaxial mit der Zwischenwelle 367 angeordnet. Das Kegelrad
385. steht im Eingriff mit einem Zwischenrad 386, das wiederum mit dem Kegelrad
377 im Eingriff steht: Das Zwischenrad 386 wird gegen Umlauf 'um die Zwischenwelle
367 gehalten.
-
Zum Sicheren Einkuppeln der Vorwärtskupplung 373 und- der Rückwärtskupplung
381 sind Federn 373 a und 381 a zwischen der Gegendruckscheibe 370
und einer einen Teil des Gehäuses 371 bildenden Endwand 372 a bzw.
zwischen der Gegendruckscheibe 378 und einer einen Teil des Gehäuses 379 bildenden
Endwand 380a angeordnet. Die Gegendruckscheibe 370 und die Endwand 372a sowie
die Gegendruckscheibe 378 und die Endwand 380 a bilden mit der Zwischenwand 367
die Kammern 375 a und 383a, die mit der Außenluft über die Durchlässe 375 b bzw.
383 b in Verbindung stehen.
-
Die Kupplungen 352 und 381 und der Drehmomentwandler 360 liegen in
einem hydraulischen Strömungskreis, dessen Anordnung und Regelung nachstehend beschrieben
wird. Eine von dem Motor 350 getriebene Pumpe 387 saugt Öl aus einem Vorratsbehälter
388, der als Sammelbehälter für alle Ablaufteile des hydraulischen Strömungskreises
dient. Die Pumpe 387 fördert das Drucköl nacheinander über einen Wärmeaustauscher
389 und ein Filter °400 zu einer im Regelventil 402 vorhandenen Kammer
401, in der sich ein Kolben 403 befindet, der über eine Feder 404
von Hand eingestellt wird. Die §tellung des Kolbens 403 in bezug auf einen über-@"uckauslaß
405 bestimmt den Druck in der mit dem einen Ende einer Rohrleitung 406 verbundenen
Kammer _Der 401. überdruckauslaß 405 ist über eine Rohrleitung 407 und eine
Ringnut 408 mit dem Toroidströmungskreis 364 zwischen dem Leitrad 363 und
dem Laufrad 361 verbunden. Das Drucköl wird aus dem -Toroidströmungskreis 364 zwischen
dem Turbinenrad 362 und dem Leitrad 363 abgeleitet und wird über eine Ringnut
409 dem einen Ende einer Rohrleitung 410 zugeführt, wie dies bereits in Verbindung
mit F i g. 2 beschrieben ist. Das andere Ende der Rohrleitung 410 ist mit
einer Kammer 411 verbunden, das einen über eine Feder 414 von Hand betätigbaren
Kolben 413 aufweist, dessen Stellung in bezug auf einen überdruckauslaß 415 den
Druck in der Kammer 411 bestimmt, die mit dem einen Ende einer Rohrleitung 41.6
verbunden ist: " . Die Rohrleitung 416 ist über eine Ringnut 417
und
einen in der Eingangswelle 351 vorhandenen Durchlaß 418 der Einkupplungskammer 355
der Hauptkupplung verbunden. Vor der Ringnut 417 zweigt von der Rohrleitung 416
eine Rohrleitung 418 ab; die eine Drosselöffnung 419 hat und die über eine Ringnut
420 mit einem in der Eingangswelle 351 vorhandenen Durchlaß 421 verbunden ist, der
zur Ausgleichskammer 356 führt, aus der das Betriebsöl ständig über einen Ringdurchlaß
422 zum Vorratsbehälter 388 abgeleitet wird. Der überdrucknuslaß
415 ist über eine Rohrleitung 423, eine Ringnut 424 und einen
in der Eingangswelle 351 vorhandenen Durchlaß 425 mit den inneren Abschnitten
der Kupplungsscheiben der Hauptkupplung 352 verbunden, um den Kupplungsscheiben
Kühlöl zuzuführen, das schließlich dem Vorratsbehälter 388 zufließt.
-
Die Rohrleitung 406 führt der gewählten Kupplung 373 bzw. 381
Drucköl bestimmten Druckes zu. Das Ende der Rohrleitung 406 ist mit der Einströmöfffnung
426 eines Wählventils 427 verbunden, das außerdem Auslaßöffnungen 428 und
429 und mit dem Vorratsbehälter 388 verbundene Öffnungen 430 und 431 hat. Im Gehäuse
432 des Wählventils 427 befindet sich ein Ventilkolben 433 mit Endflanschen
434 und 435 und mit einem von diesen Flanschen auf Abstand stehenden
Zwischenflansch 436. In der dargestellten Neutralstellung des Wählventils 427 bedeckt
der Zwischenflansch 436 die Einströmöffnung 426. Die Endflansche 434 und 435 nehmen
eine solche Stellung ein, daß die Ausläßöffnungen oder Ausströmöffnüngen 428 bzw.
429 in Verbindung mit den Öffnungen 430 bzw. 431 zum Vorratsbehälter 388 stehen.
-
Das Wählventil 427 ist über ein zweites Wählventil 437 mit den Einkupplüngskammern
375 bzw. 383 der Kupplungen 373 bzw. 381 in folgender Weise verbunden. In
der dargestellten Stellung des zweiten Wählventils 437 sind nur zwei Rohrleitungen
vorhanden, die die Einkupplungskammern 375 und 383 über das Wählventil 427 mit dem
Vorratsbehälter 388 verbinden. In einer zweiten Stellung erfolgt auf Grund der unmittelbaren
Verbindung des Wählventils 437 mit der Rohrleitung 406 das gleichzeitige
Einkuppeln der Kupplungen 373 und 381, um den elektrischen Zug im Stillstand zu
halten. Die Ausströmöffnungen 428 und 429 sind über die Rohrleitungen 438 bzw. 439
mit den Einströmöffnungen 440 bzw: 441 des zweiten Wählventils 437 verbunden, das
außerdem Ausströmöffnungen 442 und 443 und zwei Einströmöffnungen 444-444 hat, die
über eine verzweigte Rohrleitung 445 mit der Rohrleitung 406 verbunden sind.
-
Innerhalb des Gehäuses 446 des zweiten Wählventils 437 gleitet ein
Ventilkolben 447 mit Endflanschen 448 und 449 und einem von den Endflanschen auf
Abstand stehenden Zwischenflansch 450. In der dargestellten Stellung des Ventilkolbens
447 sind die Einströmöffnungen 444-444, die unmittelbar mit der Rohrleitung 406
verbunden sind, durch die Kolbenflansche 449 und 450 bedeckt. Der Zwischenflansch
450 hat in bezug auf die Endflansche 448 und 449 eine solche Stellung, daß
die Einströmöffnung 440
und die Ausströmöffnung 442 bzw: die Einströmöffnung
441 und die Ausströmöffnung 443 miteinander verbunden sind.
-
Die Ausströmöffnung 442 ist über eine Rohrleitung 451, eine Ringnut
452 und einen in der Zwischenwelle 367 vorhandenen Durchlaß 453 mit der Einkupplungskammer
375 der Vorwärtskupplung
verbunden, und die Ausströmöffnung 443
ist über eine Rohrleitung 454, eine Ringnut 455 und einen in der Zwischenwelle 367
vorhandenen Durchlaß 456 mit der Einkupplungskammer 383 der Rückwärtskupplung verbunden.
-
Die eingekuppelten oder als Bremse arbeitenden Kupplungen 373 und
381 werden gekühlt. Zu diesem Zweck saugt eine von dem Motor 350 getriebene und
mit einer üblichen Überdruckvorrichtung (nicht dargestellt) versehene Pumpe 457
Öl aus dem Vorratsbehälter 388 und fördert das Öl über einen Wärme= austauscher
458, ein Filter 459 und eine Rohrleitung 460 zu einer Einläßkammer 461 eines Wählkühlventils
462, das außerdem Ausströmöffnungen 463 und 464 und eine mit dem Vorratsbehälter
388 verbundene Öffnung 465 aufweist. Innerhalb des Gehäuses 466 des Kühlventils
462 gleitet ein Kolbenschaft 467, der Endflansche 468 und 469 und einen von
den Endflanschen auf Abstand stehenden Zwischenflansch 470 hat.
-
Die Ausströmöffnung 463 ist über eine Rohrleitung 471, eine Ringnut
472 und einen in der Zwischenwelle 367 vorhandenen Durchlaß 473 mit den inneren
Abschnitten der Kupplungsscheiben der Vorwärtskupplung 373 verbunden. Die Ausströmöffnung
464 ist über eine Rohrleitung 474, eine Ringnut 475
und einen
in der Zwischenwelle-367 vorhandenen Durchlaß 476 mit den inneren Abschnitten der
Kupplungsscheibe der Umkehr- oder Rückwärtskupplung 381 verbunden. Beide Ölströme
kühlen die Kupplungsscheiben der zugehörenden Kupplungen bei Schlupfbetrieb. Das
aus den Kupplungen 373 und 381 ausströmende Kühlöl wird in dem Vorratsbehälter
388 aufgefangen.
-
Der Ventilkolben 467 wird in einer von drei gewählten Stellungen durch
axial.auf Abstand stehende Rasten 477, 478 und 479 gehalten, die in
einem einen Teil des Ventilkolbens 467 bildenden Flansch 480 geformt sind
und in die wahlweise eine federbelastete Kugel 481 eingreift. In der dargestellten
Stellung des Ventilkolbens 467 greift die Kugel 481 in die mittlere Raste
478 ein, so daß infolgedessen die Einläßkammer 461 mit dem zum Vorratsbehälter
388 führenden Öffnung 465 verbunden ist und der Strom aus der Einlaßkammer 461 zu
den Ausströmöffnungen 463 und 467 gesperrt ist.
-
Zur Beschreibung der Arbeitsweise der in F i g. 3 dargestellten Kraftübertragungsanlage
wird angenommen, daß das elektrisch betriebene Fahrzeug, Wagen, Zug oder Bus, bei
mit gleichbleibender Drehzahl sich drehendem Motor 350 stillsteht, und daß sich
alle Ventile in den dargestellten verschiedenen Stellungen befinden. Die gesamte
Fördermenge der Pumpe 387 wird dann über das Ventil 402, den Drehmomentwandler
360, die Steuereinrichtung 412, die Rohrleitung 423, die Ringnut 424 und den Durchlaß
425 zu den Kupplungsscherben der Kupplung 352 und von dort zum Vorratsbehälter 388
geleitet. Die Kupplung 352 ist ausgekuppelt. In gleicher Weise strömt die Fördermenge
der Pumpe 457 über das Kühlventil 462 zum Vorratsbehälter 388.
-
Das Wählventil 427 wird in einer beliebigen Stellung seiner drei Stellungen
von einer federbelasteten Kugel 482 gehalten, die in eine ausgewählte Raste 483;
484 udn 485 des Flansches 343 eingreift. In der dargestellten Neutralstellung greift
die federbelastete Kugel in die Raste 484 ein. Das zweite Wählventil 437 wird in
der einen oder der anderen Stellung seiner beiden Stellungen von einer federbelasteten
Kugel 486 gehalten, die in die Raste 487 oder 488 eingreift. In der dargestellten
Stellung greift die Kugel 486 in die Raste 488 ein. Da sich das Wählventil 427 in
einer Neutralstellung befindet und da sich das zweite Wählventil 437 in einer Stellung
befindet, in der kein Ölstrom die Rohrleitung 445 durchströmen kann, bleiben die
Vorwärtskupplungen 373 und die Rückwärtskupplung.381 ausgekuppelt. -Zu einem stoßfreien
Fahrbeginn in Vorwärtsrichtung wird der Wählventilkolben 433 so weit nach rechts
bewegt, daß die Kugel 482 sich in die Raste 483 einlegt. Hierbei bedeckt der Kolbenflansch
434 die zum Vorratsbehälter 388 führende Öffnung 430, wodurch die Einströmöffnung
426 und die Ausströmöffnung 428 verbunden werden, so daß infolgedessen eine Druckleitung
geschaffen ist, die von der Rohrleitung 406 über die bereits erwähnten Rohrleitungen
und Durchlässe und über das zweite Wählventil 437 zu der Einkupplungskammer 375
für Vorwärtsfahrt führt, und ferner wird die Verbindung zwischen der Ausströmöffnung
429 und der zum Vorratsbehälter 388 führenden Öffnung 431 aufrechterhalten. Es besteht
also keine Druckverbindung zu der Einkupplungskammer 383 für Rückwärtsfahrt. Da
das Druckregelventil402 auf seine Stellung für niedrigsten Druck eingestellt ist,
ist der in der Rohrleitung 406 vorhandene Druck sehr niedrig und bewirkt nur einen
geringen Anpreßdruck der Kupplungsscheiben der Vorwärtskupplung 373.
-
Gleichzeitig mit der Bewegung des Wählventilkolbens 433 auf Vorwärtsantriebsstellung
wird auch der Kühlventilkolben 467 so weit nach rechts geschoben, daß die Kugel
481 in die Raste 477 einrastet. Bei dieser Einstellung des Kolbens 467 bedecken
die Kolbenflansche 468 und 470 die zum Vorratsbehälter 388 führende Öffnung 465
bzw. die Ausströmöffnungen 464. Die Einströmkammer 461
wird mit der
Ausströmöffnung 463 verbunden, so däß infolgedessen ein Kühlstrom zu den
Kupplungsscheiben der Vorwärtskupplung 373, die im Begriff ist, eingekuppelt zu
werden, strömt.
-
Der Druck in der Rohrleitung 406 wird dann über das Regelventil 402
bis zum Höchstdruck allmählich erhöht, indem der Kolben 489 bewegt wird, der über
die Feder 404 den Kolben 403 nach links bewegt und dadurch einen Höchstdrehmoment-übertragungszustand
der Vorwärtskupplung 373 herbeiführt. Die endgültige Verbindung zwischen dem Motor
350 und der Welle 368 erfolgt durch Einkuppeln der Hauptkupplung 352. Dieses Einkuppeln
erfolgt durch die Steuereinrichtung 412 und insbesondere durch Zusammenpressen
der Feder 414 mittels eines Kolbens 490, wodurch der Kolben 413 nach links
bewegt und allmählich ein Einkupplungsdruck zur Einkupplungskammer 355 geführt wird.
Ferner wird ständig Kühlöl den Kupplungsscheiben der Hauptkupplung 352 zugeleitet.
Wie bei den anderen Ausführungen ermöglicht der genau regelbare Schlupf der Hauptkupplung
352 eine stufenlose Änderung des auf die Welle 368 übertragenen Drehmomentes und
der übertragenen Drehzahl.
-
Zur Bewegung aus einem Stillstand in der Rückwärtsrichtung befinden
sich die Ventile 402 und 412 in den dargestellten Stellungen. Die Ventilkolben 433
und 467 des Wählventils 427 bzw. des Kühlventils 462 werden nach links bewegt, so
daß die Kugel 482 in die Raste 485 bzw. die Kugel 481 in die
Raste
479 eingreift. Das zweite Regelventil 437 bleibt in der dargestellten Stellung.
Bei diesen Einstellungen des Wählventils 427 und des Kühlventils 462 besteht
eine Druckverbindung zur Einkupplungskammer 383 der Rückwärtskupplung 381. Es fließt
daher ein Kühlölstrom zu den Kupplungsscheiben dieser Kupplung. Die Regelventile
402 und. 412 arbeiten hinsichtlich der Druckregelung in der gleichen Weise wie für
den Vorwärtsantrieb, d. h., das Ventil 402 bewirkt zuerst das vollständige Einkuppeln
der Rückwärtskupplung:381, und dann bewirkt das Ventil 412 das gewünschte Einkuppeln
der Hauptkupplung 352.
-
Soll der elektrische Zug bei seiner Vorwärtsfahrt gebremst- werden
dann werden die Hauptkupplung 352 und die Vorwärtsantriebskupplung 373 durch Schalten
der Regelventile 402 und 412 auf die in F i g. 3 dargestellten Entkupplungsstellungen
entkuppelt. Das Wählventil 427 sowie das Kühlventil 462 werden auf die Rückwärtsantriebsstellungen
eingestellt, in denen die Kugeln 482 und 481 in die Rasten 485 bzw. 479 eingreifen.
Das Regelventil 402 wird dann so geregelt, daß der Druck in der Rohrleitung 406
und infolgedessen in der Einkupplungskammer 383 der Rückwärtskupplung 381 allmählich
steigt. Die Kupplungsscheiben der Kupplung 381 werden ständig mit Kühlöl aus dem
Kühlölventil 467 überspült. Bei eingekuppelter Rückwärtskupplung 381 wird durch
die Belastungswelle 368 über die Kegelräder 377, 386 und 385 das Turbinenrad 362
in umgekehrter Richtung gedreht. Da das Leitrad 363 gegen Drehung durch die Freilaufkupplung
365 festgehalten wird, wird das Drehmoment in dem Drehmomentwandler 360 hydrodynamisch
verbraucht. Dieser Drehmomentverbrauch kann aus offensichtlichen Gründen durch das
Regelventil 402 veränderlich geregelt werden. Die Freilaufkupplung 358 kann auch
verwendet werden, um eine Rückwärtsdrehung .des Laufrades 361 beim Bremsen zu verhindern.
-
Das vorstehend beschriebene Bremsen erfolgt bei vollständig entkuppelter
Hauptkupplung 352, jedoch kann eine zusätzliche hydrodynamische Bremswirkung jeden
beliebig veränderbaren Ausmaßes und unter den vorstehend erwähnten Betriebszuständen
durch Schalten des Regelventils 412 erhalten werden, um jeden gewünschten Einschaltdruck
in der Hauptkupplungskammer 355 zu erzeugen. Das Laufrad 361
dreht
sieh dann in der üblichen Richtung und entgegengesetzt zu der- dann umgekehrt gerichteten
Drehung oder der Rückwärtsdrehung des Turbinenrades 362.
-
Nachdem der elektrische Zug zum Stillstand gebracht worden ist, wird
der Zug stationär über das zweite Wählventil 437 gehalten, dessen Ventilkolben ;
447. so weit nach rechts bewegt wird, daß die Kugel 486 in die Raste 487 einrastet.
Die Kolbenflansche 448 und 450 decken dann die Einlaßöfnuggen 440 bzw. 441, die
bisher Verbindungen mit dem Wählventil 427 hatten, und die Kolbenflansche 450 und
449 geben die öfnungen 444-444 frei, die mit der Rohrleitung 445 verbunden
sind. Das Wählventil 427 wird infolgedessen überbrückt oder überströmt, und bei
zweckdienlich eingestelltem Regelventil 402 wird Drucköl über das zweite
Wählventil 437, Rohrleitungen 451 bzw. 454 sowie über die Durchlässe 453 bzw. 456
zu den Einkupplungskammern 375 bzw. 383 geleitet. Die Vorwärtskupplung 373 und die
Rückwärtskupplung 381 werden daher gleichzeitig eingekuppelt.
-
Fi g: 4 zeigt ein Getriebe, das dem Getriebe nach F i g. 2 gleicht,
jedoch zusätzlich eine hydraulisch betätigte Bremse, die einen mit der Hauptkupplung
gemeinsamen Schaltteil aufweist. Die in F i g. 4 dargestellten Teile, die die gleichen
Aufgaben haben wie die in F i g. 2 dargestellten Teile, sind daher mit den gleichen
Bezugszeichen bezeichnet. Diese identischen Teile sind der Motor 260; der Ringflansch
261, die Hauptkupplung 263, der Drehmomentwandler 272 und die ölzuführanlage hierfür,
ferner das überdruckventi1302 und das Regelventil 311 und das Wählventil
327 sowie das aus Kupplung und Kegelrad bestehende Getriebe 281.
-
Die von der Hauptkupplung 263 bewirkte Kraftübertragung erfolgt zu
einer Eingangswelle 491, die in üblicher Weise mit dem sich drehenden Gehäuse 271
des Drehmomentwandlers 272 verbunden ist. Die Eingangswelle 491 trägt eine Gegendruckseheibe
492, die gegen Axialbewegung gehalten wird und auf deren Umfang ein zylindrisches
Gehäuse 493 gleitet, das ringförmige Endwände 494 und 495 hat, die mit der Welle
491 und der Gegendruckscheibe 492 eine ringförmige Hauptkupplungskammer 496 bzw.
eine ringförmige Bremseinkupplungskammer 497 bilden. Bei seiner Bewegung nach links
legt das Gehäuse 493 mittels eines stufenlosen regelbaren Druckes die Hauptkupplung
263 an den Anschlagring 264, und bei seiner Bewegung nach rechts legt das Gehäuse
493 mit gleichen stufenlos regelbaren Drücken eine Reibscheibenbremse 498 gegen
einen von der Eingangswelle 491 getragenen Anschlagring 499. Die Bremsscheiben der
Bremse 498 werden von der Eingangswelle 491 bzw. von einem ortsfesten Teil 500 getragen
und sind in bezug auf diese Welle 491 bzw. diesen Teil 500 verschiebbar.
-
Eine Freilaufkupplung 501 liegt zwischen der Eingangswelle 491 und
einer koaxialen Zwischenwelle 502, die im übrigen in der gleichen Weise arbeitet
wie die in F i g. 2 dargestellte Zwischenwelle 275. Die Freilaufkupplung 501 soll
verhüten, daß sich das Turbinenrad 274 in der normalen Richtung schneller dreht
als das Laufrad 273; und soll ermöglichen, daß sich das Laufrad 273 stets schneller
drehen kann als das Turbinenrad 274. Ein anderer kleiner Unterschied gegenüber der
Ausführung nach F i g. 2 besteht in der Kühlölzufuhr zu der Vorwärtskupplung 289
bzw. der Rückwärtskupplung 293. Bei der in F i g. 4 dargestellten Ausführung erfolgt
diese ölzufuhr dadurch, daß von der- Zuführleitung 304 zu dem Toroidströmungskreis
280 eine Rohrleitung 503
abzweigt, die eine Drosselöffnung 504 enthält
und deren Ausströmende über eine Ringnut 505 mit dem Durchlaß 346 verbunden ist;
der zu den Kupplungsscheiben der Kupplungen 289 und 293 führt. Das Wählventil 327
regelt die Vorwärtskupplung 289 bzw: die Rückwärtskupplung 293 in der gleichen Weise,
wie dies für die in F i g. 2 dargestellte Ausführung beschrieben ist.
-
Der regelbare Einkupplungsdruck für die Hauptkupplung 263 und die
Bremse 498 und der Druck des Kühlöles für die Kupplungsscheiben dieser Kupp-Jung
werden durch ein Wählventil 506 bestimmt, das zwischen- dem Regelventil 311 und
den in der Eingangswelle 491 vorhandenen Durchlässen für das Kühlöl und für das
-Drucköl zum Einkuppeln der Kupplung und der Bremse angeordnet ist.
Zur
Zuführung von Drucköl für das Einkuppeln der Hauptkupplung und der Bremse dient
eine Rohrleitung 507, die die Kammer 310 mit einer in dem Gehäuse 509 des Wählventils
506 vorhandenen Einströmöfnung 508 verbindet. Das Ventil 506 enthält außerdem in
Arbeitsstellung zu der Einströmöffnung 508 zwei mit dem Vorratsbehälter 299 verbundene
Öffnungen 510 und 511 und zwei Ausströmöffnungen 512 und 513. Die Öffnung 512 ist
über eine Rohrleitung 514, eine Ringnut 515 und einen in der Eingangswelle 491 vorhandenen
Durchlaß 516 mit der Einkupplungskammer 497 für die Bremse verbunden, und die Öffnung
513 ist über eine Rohrleitung 517, eine Ringnut 518 und einen in der Eingangswelle
491 vorhandenen Durchlaß 519 mit der Einkupplungskammer 496 der Hauptkupplung verbunden.
-
Zur Zuführung von Kühlöl zu den Kupplungsscheiben der Hauptkupplung
263 und den Bremsscheiben der Bremse 498 dient eine Rohrleitung 520, die den überdruckauslaß
314 des Regelventils 311 mit einer im Gehäuse 509 vorhandenen Einströmöffnung 521
verbindet. Das Gehäuse 509 enthält außerdem in Arbeitsstellung zu der Einströmöffnung
521 zwei Ausströmöffnungen 522 und 523. Die öffnung 522 ist über eine Rohrleitung
524, eine Ringnut 525 und einen in der Eingangswelle 491 vorhandenen Durchlaß 526
mit den inneren Abschnitten der Kupplungsscheiben der Hauptkupplung 263 verbunden,
von denen das Öl zum Vorratsbehälter 299 fließt. Die Öffnung 523 ist über eine Rohrleitung
527, eine Ringnut 528 und einen in der Eingangswelle 491 vorhandenen Durchlaß 529
mit den inneren Abschnitten der Bremsscheiben der Bremse 498 verbunden, von denen
das Öl zum Vorratsbehälter 299 fließt.
-
Zur Regelung des Wählventils 506 ist ein Ventilkolben 530 in dem Gehäuse
509 in Arbeitsstellung in bezug auf verschiedene Öffnungen des Ventils 506 einstellbar.
Der Ventilkolben 530 hat auf Abstand stehende Kolbenflansche 531, 532, 533
und 534. Der Ventilkolben wird in seiner dargestellten Stellung, d. h. der Anfahrstellung,
von einer federbelasteten Kugel 535 gehalten, die in eine Raste 536 des Kolbenflansches
534 eingreift. In dieser Anfahrstellung geben die Kolbenflansche 534 und 533 die
mit dem Vorratsbehälter 299 verbundene Öffnung 510 bzw. die Ausströmöhnung 512 frei,
so daß kein. Druck in der Bremskammer 497 vorhanden ist. Die Kolbenüansche 533 und
532 sind so angeordnet, daß der Kolbenflansch 532 zusätzlich die zum Vorratsbehälter
299 führende Öffnung 511 bedeckt und daß zwischen der Einströmöffnung 508 und der
Ausströmöffnung 513 sowie der Verbindungsleitung und den zur Einkupplungskammer
496 der Hauptkupplung 263 führenden Durchlässen eine Druckverbindung besteht.
-
Zur Zuführung von Kühlöl werden die Kolbenflansche 532 und 531 so
aufgestellt, daß sie die Einströmöffnung 521 mit der Ausströmöffnung 522 verbinden,
so daß Kühlöl über die erwähnte Rohrleitung 524 und den Durchlaß 526 zu den Kupplungsscheiben
der Hauptkupplung 263 strömen kann. Der Kolbenflansch 531 bedeckt auf Grund
seiner Stellung die Ausströmöffnung 523, so daß kein Kühlöl zu den Bremsscheiben
der Bremse 498 strömt. In der beschriebenen Stellung des Ventilkolbens 530 besteht
zwar eine Druckverbindung zur Einkupplungskammer 496 der Hauptkupplung 263, jedoch
ist tatsächlich der in der Rohrleitung 507 herrschende Druck sehr gering, da der
Regelventilkolben 312 vollständig zurückgezogen ist und da die Rohrleitung
520 über das Wählventil 506 mit den Kupplungsscheiben die Hauptkupplung 263
und infolgedessen mit dem Vorratsbehälter 299 in Verbindung steht.
-
Es wird davon ausgegangen, daß der elektrische Zug stillsteht; daß
der Motor 260 sich mit gleichbleibender Drehzahl dreht; daß der erwähnte hohe Druck
in der Rohrleitung 303 vorhanden ist und daß sich der Ventilkolben 530 in der dargestellten
Stellung befindet. Die Vorwärtsbewegung wird eingeleitet - wie bei F i g. 2 beschrieben
- durch die Bewegung des Wählventils 327 in eine Stellung, in der die Vorwärtsantriebskupplung
289 vollständig eingekuppelt ist. Der Ventilkolben 312 wird dann auf das gewünschte
Ausmaß nach links bewegt. Dadurch wird, wie ebenfalls bei F i g. 2 beschrieben,
ein regelbarer Druck über die Rohrleitung 507 auf die Hauptkupplung 263 zur Einwirkung
gebracht. Die Regelung erfolgt stoßlos, stufenlos und in beliebiger Vielfältigkeit.
Gleichzeitig wird ständig Kühlöl über die Rohrleitung 520 den Kupplungsscheiben
der Hauptkupplung 263 zugeführt.
-
Zum Bremsen wird das Regelventil 311 auf die dargestellte,
vollständig zurückgezogene Stellung bewegt, so daß die Hauptkupplung 263 entkuppelt
wird, und der Ventilkolben 530 wird so weit nach rechts geschoben, daß die Kugel
535 in eine Raste 537 einrastet. Der Kolbenflansch 534 bedeckt dann die zum Vorratsbehälter
führende Öffnung 510. Die Kolbenflansche 533 und 532 haben dann eine solche Stellung,
daß die Ausströmöffnung 513 und daher die Einkupplungskammer 496 der Hauptkupplung
mit der zum Vorratsbehälter führenden Öffnung 511 verbunden ist. Die Kolbenflansche
532 und 534 haben eine solche Stellung, daß die Einströmöffnung 508 mit der Ausströmöftnung
512 und infolgedessen mit der Bremskammer 497 verbunden ist. Das Regelventil 311
führt dann der Bremse 498 in der gleichen Weise wie der Hauptkupplung 263 Drucköl
geregelt zu. Gleichzeitig wird Kühlöl den Bremsscheiben der Bremse 498 ständig zugeführt,
da der Kolbenflansch 532 dann die Ausströmöffnung 522 bedeckt, die mit den Kupplungsscheiben
der Hauptkupplung 263 verbunden ist, und der Kolbenflansch 531 dann die Einströmöffnung
521 und die Ausströmöffnung 523 verbindet, die zu den Bremsscheiben der Bremse 498
führt. Bei entkuppelter Hauptkupplung 263 ergibt sich auf Grund des Rücktriebes
ein Energiegewinn aus dem im Drehmomentwandler 272 erfolgenden hydrodynamischen
Bremsen.
-
F i g. 5 zeigt eine weitere Abänderung der in F ig. 2 dargestellten
Ausführung. Die Abänderung nach F i g. 5 stimmt hinsichtlich der grundlegenden Bauteile
mit der Ausführung nach F i g. 2 überein, unterscheidet sich jedoch durch eine hydraulisch
geregelte, beim Bremsen verwendete Verzögerungsvorrichtung, wobei die wahlweise
Zuführung des Ölstromes zum Drehmomentwandler oder zur Verzögerungsvorrichtung davon
abhängt, ob eine Kraftzuführung oder ein Bremsen gewünscht wird. In F i g. 5 dargestellte
Teile, die die gleichen Arbeiten wie die in F i g. 2 dargestellten Teile ausführen,
sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
-
In F i g. 2 ist der überdruckauslaß des überdruckventils 302 mit dem
Toroidströmungskreis 280 des Drehmomentwandlers 272 über die Rohrleitung 304 verbunden,
bei der Ausführung nach Fig. 5 jedoch
ist dieser Auslaß des Überdruckventils
302 über eine Rohrleitung 538 mit einer Einströmöffnung 539 des Gehäuses
540 eines Wählventils 541 verbunden, das außerdem eine mit dem Vorratsbehälter 299
verbundene Öffnung 542 sowie Auslaßöffnungen 543 und 544 hat. Die Auslaßöffnung
543 ist über eine Rohrleitung 545 und eine Ringnut 546 mit dem Toroidströmüngskreis
280 in der gleichen Weise verbunden wie bei der Ausführung nach F i g: 2. Das Abströmen
aus dem- Drehmomentwandler 272 erfolgt über eine Ringnut 547 und eine Rohrleitung
548 zur Kammer 310 des Regelventils 311, das wie in F i g. 2 zur Hauptkupplung 263
angeordnet ist und diese Hauptkupplung 263 regelt.
-
Die Ausstxömöffnung 544 ist über eine Rohrleitung 549 mit dem ortsfesten
Schaufelteil 550 einer kreisringförmigen hydraulischen Verzögerungsvorrichtung 551
verbunden, deren sich drehendes Schaufelrad 552 auf der Zwischenwelle Z75_.
befestigt ist. Dieses sich drehende Schaufelrad 552 wirkt mit dem ortsfesten Schaufelelement
550 zusammen und bildet eine kreisringförmige Arbeitskammer 553, die beispielsweise
in der dargestellten Ausführung einen kreisringförmigen Querschnitt hat.
-
Die Arbeitskammer .553 ist. über eine Rohrleitung 554 mit einer
Kammer 555 erbunden, die sich im Gehäuse 556 eines einstellbaren Regelventils
557 befindet; das außerdem- eine mit. dem Vorratsbehälter 299 verbundene Überdrucköffnung
558 hat. Der Öl-Strom aus der Kammer 555 zur -Überdrucköffnung 558_ wird
durch einen Kolben 559 geregelt, -der im Gehäuse 556 gleitet und über eine
Feder 560 nach links gedrückt wird.
-
Wird angenommen, daß sich- bei der Kraftübertragungsanlage nach F
i g. 5 der Motor 260 mit gleichbleibender Drehzahl dreht und daß sich die Teile
in den dargestellten Stellungen befinden, dann ermöglicht das -Überdruckventil 302
den Aufbau eines relativ hoben Druckes in .der Rohrleitung 303. Im Wählventil 541,
das einen.: im Gehäuse 540. gleitenden Ventilkolben 561 mit auf Abstand stehenden
Kolben= flanschen 562, 563 und 564 hat, wird der Kolben 561 in der dargestellten
Stellung von einer federbelasteten Kugel 565 gehalten, die in eine Raste 566 des
Kolbenflansches 564 eingreift. In der dargestellten Stellung nehmen die Kolbenflansche
563 und 564 eine solche Stellung ein, däß die Einströmöflnung_539 und die Ausströmöffnung
543 miteinander verbunden-sind, so daß Überdrucköl aus dem überdruckventil302: zu
dem Toroidströmungskreis 280 des- Drelunomentwandlers strömen kann.. Ferner nehmen
die Kolbenflansche 563_ und .562 eine solche. Stellung ein, däß die zum Vorratsbehälter
2,99 führende-öffnung 542
und die Ausströmö$nung 544 miteinander verbunden
sind und daß die Arbeitskammer 553 der @er-Zögerungsvorrichtung 551 infolgedesssen.mit
dem Vorratsbehälter 299 verbunden ist. Das Regelventil 557 befindet sich in der
dargestellten vollständig offenen Stellung.
-
Der elektrische- Zug wird in- Vorwärtsrichtung in der gleichen Weise
gefahren wie bei, der- in _Fi g#2 dargestellten Ausführung, d. h., zuerst wird die
Vorwärtskupplung 289 vollständig eingekuppelt, worauf das geregelte Einkuppeln der
Hauptkupplung 263 erfolgt. Über das in der dargestellten Stellung befndfche Wählventil
541 wird dem Drehrnomehtwandler Betriebsöl zugeführt und der Drehmomentwandler
mit Betriebsöl gefüllt. Zur Verzögerung der Bewegung des elektrischen Zuges wird
die Hauptkupplung 263 in der beschriebenen Weise ausgekuppelt, und der Wählventilkolben
561 wird so weit nach rechts bewegt, daß die Kugel 565 in die Raste 567 eingreift.
Der Kolbenflansch 564 bedeckt dann die Ausströmöffnung 543. Der Kolbenflansch 563
hat eine solche Stellung, daß die Einströmöffnung 539 und die Ausströmöffnung 544
in Verbindung rniteinander sind. Es wird also Öl zur Arbeitskammer 553 der Verzögerungsvorrichtung
551 geführt. Die früher erwähnte Verbindung der Auslaßöffnung 544 mit- der zum Vorratsbehälter
299 führenden Öffnung 542 wird durch den nach- rechts bewegten Kolbenflansch 563
bedeckt. Die durch .die Verzögerungsvorrichtung 551 hervorgerufene Bremswirkung
wird in bekannter Weise- durch Regelung des.- Druckes mittels des Regelventils 55.7
geregelt. _ Da die Bremswirkung der -Verzögerungsvorrichtung g1-bei verhältnismäßig-hohen
Drehzahlen oder Geschwindigkeiten größer ist als bei verhältnismäßig niedrigen Drehzahlen
oder Geschwindigkeiten, kann eine übliche Ausrüstung verwendet werden, um bei niedrigen,
Drehzahlen oder Geschwindigkeiten den elektrischen Zug zu bremsen und zum Stillstand
zu bringen.
-
_ F i.g. b -zeigt in einem-Teilschnitt Änderungen, die an.
Getrieben nach den F i g. 2- bis 5 vorgenommen werden- können- In Fi_g. 6 -sind
diese Änderungen speziell -bei einem -Getriebe -nach F i g. _4 vorgenommen.
Es ist ein kupplungsgeregeltes Zahnradvorgelege vorgesehen;- das eine Drehung des
Laufrades mit einer höheren Drehzahl ermöglicht als die Drehzahl der mit gleichbleibender.
Drehzahl -sich -drehenden Kraftquelle,-um auf diese Weise eine größere Beschleunigung
_ zu _ erzielen. Teile-der-in F ig. f - dargestellten Ausführung, die entsprechnden
Teilen der .Ausführung nach _Fig..4 gleichen, sind mit den gleichen Bezugszeichen
versehen.
-
_ _ Die mit gleichbleibender Drehzahl sich drehende Kraftquelle 260
ist mit einem kreisringförmigen Gehäuse .568. verbunden, das über eine erste Reib-Scheibenkupplung
569 mit dem .einen Ende der Eingangswelle-.570 eines Drehmomentwandlers _gekopgelt
-ist. Das -entgegengesetzte Ende der Eingangswelle 570 _ ist mit dem, sich drehenden
-Gehäuse 271 des Drehmomentwandlers 272 verbunden. Von der Welle 570 wird eine ringförmige
Gegendruckscheibe 571 .getragen. und gegen Axialbewegung gehalten. Auf dem Umfang
_ dieser Gegendruckscheibe 571 gleitet ein-zylindrisches -Gehäuse 572 mit
Endwänden 573 und 574, die mit der Gegendruckwelle 571 und der Welle
570 zwei Einkupptungskammern 5.75 bzw. 576 begrenzen., Die Eingangswelle
57Ö trägt auch Anschlagringe 577 und 578. Der Anschlagring_577 bildet bei der Bewegung
des Gehäuses 572 nach links einen Anschlag für-. die Kupplungsscheiben -der ersten
Kupplung 569, und der Anschlagring 578 bildet bei der Bewegung des Gehäuses 572
nach rechts einen Anschlag für die Kupplungsscheiben einer zweiten Reibscheibenkupplung
579.
-
Die Welle 570, weist D_ urchlässe 580 und 581 zum Zuführen
-von Drucköl zu den --Kupplungskammern 575 bzw, 576 über die Rohrleitungen 517 bzw.
514 und auch Durchlässe 582 und _58.3 -zum. -Zuführen von Kühlöl zu den Kupplungsscheiben
der Kupplungen 569 bzw. 579 über die. Rohrleitungen 524 bzw. 527 auf, wobei alle
Zuführungen unter der Regelung des Wählventils 506 erfolgen.
Zum
Beschleunigen des Laufrades 273 trägt das Gehäuse 568 ein Zahnrad 584, das mit einem
im Durchmesser wesentlich kleineren Zahnrad 585 im Eingriff steht, das auf einer
Vorgelegewelle 586 befestigt ist, die auch ein Zahnrad 587 trägt, das einen wesentlich
größeren Durchmesser als das Zahnrad 585 hat. Das Zahnrad 587 steht im Eingriff
mit einem zweckdienlich gelagerten Zahnrad 588. In der dargestellten Zweischeibenkupplung
wird die erste Kupplungsscheibe in üblicher Weise von dem Zahnrad 588 getrieben,
auf dessen Innenumfang die Kupplungsscheibe gleiten kann. Die Relativgrößen der
Zahnräder des vorstehend erwähnten Getriebezuges werden den Erfordernissen entsprechend
gewählt.
-
Das in F i g. 6 dargestellte Getriebe weist ferner ,das Wählventil
327 und das Kegelradgetriebe 281 in derselben Anordnung wie in F i g. 4 auf. Die
Ausgangs- oder Zwischenwelle 589 des Drehmomentwandlers ist mit den Kupplungen des
Kegelradgetriebes 281 verbunden.
-
In F i g. 6 ist das Überdruckventil 302 und das Regelventil 311 vollständig
zurückgezogen, die Kupplungen 569 und 579 sind entsprechend der Stellung des Wählventils
506 entkuppelt. Das Getriebe nach F i g. 6 kann beispielsweise zur Vorwärtsfahrt
in der gleichen Weise wie das Getriebe nach F i g. 4 angelassen werden, indem die
Vorwärtsfahrtkupplung 289 vollständig eingekuppelt und dann die Kupplung 569 geregelt
eingekuppelt wird.
-
Zwecks größerer Beschleunigung in Vorwärtsfahrtrichtung kann es erwünscht
sein, den Drehmomentanstieg des Induktionsmotors 260 besser auszunutzen. Dies kann
dadurch erfolgen, daß das Gehäuse 572 nach rechts bewegt wird, um unter der Regelung
des Regelventils 311 die Kupplung 579 einzukuppeln. Die Kupplung 569 bleibt dann
entkuppelt. Diese Gehäusebewegung erfolgt durch Verschieben des Wählventilkolbens
530 so weit nach rechts, bis die Kugel 535 in die Raste 537 eingreift. Der Motor
260 treibt dann die Eingangswelle 570 über die Zahnräder 584, 585, 587 und 588 und
die Kupplung 579, so daß eine höhere Drehzahl der Eingangswelle 570 erzielt und
das Leistungsdrehmoment des Drehmomentwandlers 272 erhöht wird.
-
Für die Unteransprüche wird nur Schutz in Zusammenhang mit dem Hauptanspruch
begehrt.