DE1755061A1

DE1755061A1 - Einrichtung zur Erleichterung des Geschwlndigkeitsueberganges in hinter einem Kupplungsorgan des hydrokinetischen Typs angeordneten Getrieben

Info

Publication number: DE1755061A1
Application number: DE19681755061
Authority: DE
Inventors: Pellat-Finet Jean-Louis Joseph; Richard Paul Pierre
Original assignee: RICHARD FRERES ETS
Current assignee: RICHARD FRERES ETS
Priority date: 1967-04-05
Filing date: 1968-03-26
Publication date: 1971-07-29
Also published as: FR1527042A; US3507371A

Description

Dipl.-Inq, H.Weigkmann, D1PL.-PHYS. DR.K.F1NCKE Dipl.-Ing. R A/Weickmann» Dipl.-Chem. B. Huber

AIW 8 MÜNCHEN 27, PEN MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 483921/22

Etablissements RICHARD Irlres Societe anonyme, 10, rue du Perou, VILIEÜRBAMSE» Rhone, ffrankreioh

Einrichtung zur Erleichterung des Geschwindigkeitsüberganges in hinter einem Küpplungsorgan des hydrokinetisohen Typs angeordneten Getrieben

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Erleichterung des Geschwindigkeitsüberganges in einem Getriebe, insbesondere für den Fall, daß man einen Drehmomentwandler oder eine hydraulische Kupplung verwendet, der bzw* die zwischen dem Motor und dem Getriebe eingeschaltet ist.

Es ist bekannt, daß das Ineingriffbringen verschiebbarer Getrieberäder oder Klauenschieber eines Wechselgetriebes deshalb Schwierigkeiten bereitet, weil die in Eingriff zu bringenden leile vorher auf ungefähr, identische Umfangsgeschwindigkeiten gebracht werden müssen. Wenn die

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in Eingriff zu bringenden !eile sehr verschiedene Umfangsgeschwindigkeiten haben, kann der Eingriff der Zähne in die korrespondierenden Vertiefungen nicht bewerkstelligt werden und überdies ist der Kontakt zwischen den Zähnen, die eine relativ hohe Geschwindigkeit haben, solcher Art, daß die Zähne gebrochen werden können und ein stö·^ rendes Geräusch verursacht werden kann.

Es ist ferner bekannt, daß ein hydrokinetisches Kupplungsorgan, z.B. ein Drehmomentwandler oder eine Kupplung, angetrieben durch den Motor, die Tendenz hat, seine Abtriebswelle dauernd mitzunehmen oder, anders ausgedrückt, daß es geeignet ist, ein Drehmoment zu liefern, welches die genannte Eintrittswelle des Getriebes mit einer Geschwindigkeit ähnlich der des Motors dreht.

An bestimmten Maschinen, insbesondere bestimmten Traktoren, ist es üblich, beim Anhalten des Traktors die eine oder andere der Kombinationen des Getriebes einzuschalten je nach der Punktion der auszuführenden Arbeit. Die Räder oder Klauensohieber, welche die Richtung des Antriebes dea !fahrzeuges nach vorne oder rückwärts bestimmen, sind auch, eingeschaltet, wenn der Traktor unbeweglich oder praktisoh unbeweglich gemacht wird. Aus den eben erörterten Gründen erkennt man, daß das Einschalten der Räder oder Klauensohieber praktisoh unmöglich wäre, wenn der Drehmomentwandler oder die hydraulische Kupplung mit der Eintrittswelle des Getriebes ohne weitere Maßnahme ver-

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bunden wäre, weil er diese Welle und damit bestimmte der oder Klauenschieber antreiben würde, obwohl bei stillgesetztem Iraktos die anderen Eäder oder Klauenschleber unbeweglich wären.

Um dieser Schwierigkeit zu begegnen, ist es üblich, zwischen dem Drehmömentwandle^r oder der hydraulischen Kupplung und dem Getriebe eine Schaltkupplung vorzuselien, die es gestattet, die Eintritts- odervPrimärwelle des Jj

Getriebes sron der Abtriebsweile des Drehmomentwandlers oder der..hydraulischen Kupplung zu trennen, damit das durch diese Organe gelieferte Drehmoment sich nicht auf die Eintrittswelle des Getriebes auswirken und diese in Drehung versetzen kann. Bisweilen ist die Schaltkupplung !zwischen dem Motor und dem Drehmomentwandler oder der hydraulischen Kupplung angeordnet. Der Effekt ist dabei identisch dem oben geschilderten. Häufig ist dieser Schaltkupplung eine !Trägheitsbremse zugeordnet, die geeignet ist, das Anhalten der von der Abtriebswelle des " Drehmomöntwandlere^ getrennten Bintrittswelle zu gewährleisten. Es hat jedoch die Eintritt swelle die iendenz, ihre Drehung förtzüsfitzen infolge der vorher aufgespei-^ cherten kinetisöhen Energie * Man kann die !Erägheitöbremse ersetzen durch Synohronisiereinrichtungen, die diö gleiche Wirkung haben. Es ist offenaichtlich, daß die zwirschen dem Drehmoinentwandler oder der hydraulischen Kupplung angeordnete Umsehaltkupplung so dimensioniert sein muß, daß das maximale Drehmoment übertragen werden kann,

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welches die genannten Organe liefern können, was zu einer erheblichen Kostenerhöhung führt.

Ferner ist zu bedenken, daß das absolute Festlegen der Eintrittswelle des Getriebes, hervorgerufen durch die Wirkung einer Trägheitsbremse, von Nachteil ist. Wenn nämlich eine erhebliche Relativdrehung der miteinander in Eingriff zu bringenden Teile (Zahnräder oder Klauenschieber), wie oben ausgeführt, geeignet ist, Zerstörungen oder Beschädigungen dieser Teile zu verursachen, macht ein absolutes Pestlegen das Einrücken schwierig, denn es besteht eine schwache Wahrscheinlichkeit, daß die erhabenen Seile (Zähne) genau den Vertiefungen, in die sie eintreten sollen, gegenüberstehen und demzufolge erweist sich das Einrücken als unmöglich und kann erst nach zahlreichen Versuchen bewerkstelligt werden. Die ideale Bedingung wäre, daß einer der miteinander zu kuppelnden Teile stillsteht und der andere sich mit geringer Geschwindigkeit dreht derart, daß sukzessive und mit geringer Geschwindigkeit die erhabenen Teile (Zähne) des einen Teiles sich den Vertiefungen des anderen Teiles darbieten.

Die vorliegende Erfindung verwirklicht diese Idealbedingung und gestattet darüber hinaus, die Schaltkupplung zwischen der Abtriebswelle des Drehmomentwandlers oder der hydraulischen Kupplung und der Eintrittswelle des

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Getriebes oder die Schaltkupplung zwischen dem Motor und dem Drehmomentwandler zu vermeiden.

Die Lösung der Aufgabe besteht darin, daß von der Abtriebswelle des hydrokinetisehen Organs eine Pumpe angetrieben ist, deren Druokseite über einen Verteiler mit dem Bremszylinder einer auf diese Welle wirkenden Bremse verbindbar ist, und daß in Abhängigkeit von der Herstellung dieser Verbindung durch Beeinflussung des Drehzahlreglers eine Verlangsamung der Drehzahl des Antriebsmotors erfolgt.

Dabei ist dem Druokmittelkreia ein Durchströmventil zugeordnet, welches in Abhängigkeit von dem durch die Pumpe gelieferten, die Bremse betätigenden Druckes ein Leoken zuläßt·

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird zweokmäßig eine Hilfspumpe vorgesehen, welche am Ende der Verlangsamung der Drehzahl des Motors eine Modulation der Bremswirkung der Hauptbremse auf die Abtriebswelle des hydrokinetisohen Organs ermöglicht.

Die Figur zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, das auf dieses Beispiel nicht beschränkt ist.'

In der figur ist 1 ein thermischer Motor, der die erforderliche Antriebskraft liefert. Dieser Motor besitzt einen Geschwindigkeitsregler 2»

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Der Motor 1 treibt einen Drehmomentwandler oder eine hydraulische Kapplang 3, dessen bzw. deren Abtriebswelle die Primärwelle 5 des Geschwindigkeitsgetriebes 6 antreibt . Die Wellen 4 aud 5 siMä beispielsweise dura» eine Kupplungsmuffe 4a miteinander verbunden.

Die Primärwelle oder Eintrittswelle 5 treibt den Träger eines Klaueneohiebers 8, der auf dem frager 7 Mn- und herbewegt werden kann. Duron Hin- und Herbewegung des Klauenschiebers 8 mittels eines Hebels 15 auf dem Träger 7 kann der Klauensohieber 8 wahlweise mit einem -von zwei auf der Welle 5 lose sitzenden Bädern 9 oder 10 gekuppelt werden. Die Räder stehen, dauernd in Eingriff mit Rädern 11 bzw. 12, die fest auf der Sekundärwelle des Getriebes sitzen. Die Sekundärwelle 13 ist dauernd mit einer WeILLe 14 verbunden, welche die Antriebsräder des fahrzeuges antreibt.

Gemäß der Erfindung ist eine hydraulische lampe 16 vorgesehen, die dauernd mit der lintrittswelle 5 umläuft. Die Verbindung zwischen dieser Welle and der Pumpe erfolgt z.B. durch ein Rädergetriebe Tf. _t 18. Die Pumpe kann beliebiger Art sein, z.B. eine Zahnradpumpe. Sie wird mit eintr geeigneten flüssigkeit gespeist, beispielsweise mit dem Schmieröl des Gesehwinäigkeitsgetriebes 6, dessen Gehäuse das Flüssigkeitsreservolr bildet. Die Pumpe saugt die !Flüssigkeit durch ein Rohr 19 da» 'i

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führt sie durch ein Rohr 20 aus. Das Rohr 20 teilt eich in ein Rohr 21, das den Rücklauf zu dem Reservoir über ein Entladeventil 22 ermöglicht, und in ein Rohr 23, das mit einem Verteiler 24 verbunden ist. Dieser Verteiler ist so ausgebildet, daß er nach. Belieben die von der Pumpe 16 gelieferte Flüssigkeit entweder in das Reservoir über ein Rohr 25 zurückfließen läßt oder über ein Rohr 26 an einen Bremszylinder 27 abgibt, der auf eine Bremsscheibe 28 wirkt, die fest mit den Wellen 4 und 5 verbunden ist. Der Verteiler 24 ist außerdem so ausgebildet, daß er den Bremszylinder 27 mit dem Reservoir verbindet, wenn die von der Pumpe 16 gelieferte Flüssigkeit frei zu dem Reservoir durch das Rohr 25 zurückläuft.

Der Verteiler 24 wird durch, ein Steuerorgan 29 betätigt im gezeichneten Beispiel durch ein Pedal. Dieses Steuerorgan ist mit dem Verteiler durch eine Kulisse 30 verbunden. Außerdem ist das Steuerorgan 29 durch ein Getriebe 31 mit dem Geschwindigkeitsregler 2 des Motors 1 gekuppelt .

Die ¥irkungsweise ist folgende: Wenn das Fahrzeug stillsteht, stehen die Achse 14, die Abtriebswelle 13 des Getriebes 6 und die Räder 12, 11, 10, 9 des Geschwindigkeitsgetriebes ebenfalls still. Hingegen werden unter der Einwirkung des Drehmomentes die Abtriebswelle 4 des Drehmomentwandlers oder der hydraulischen Kupplung in Drehuüg gehalten und damit auch die Eintrittswelle 5 des Getriebes

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und alle Teile, die damit dauernd verbunden sind, insbesondere der Träger 7 des Klauenschiebers, der Klauenschieber 8 selbst und die Pumpe 16. Solange man das Steuerorgan 29 nicht betätigt, liefert der Verteiler 24 die von der Pumpe 16 geförderte flüssigkeit in das Eeservoir und verbindet ebenso den Bremszylinder 27 mit dem fieservoir. Die Bremse 28 ist daher nicht angezogen. Der Motor 1 läuft mit der'durch die Bedienungsperson gewählten Geschwindigkeit um. Diese ist im allgemeinen, insbesondere im lalle eines Traktors, benachbart der Geschwindigkeit der maximalen Leistung. Bei dieser Stellung ist ein Ineingrifftreten der verschiebbar angeordneten Klauen oder Räder unmöglich oder mit der Gefahr einer Zerstörung verbunden, weil die Organe, die miteinander in Eingriff gebracht werden sollen, zum Teil auf der Welle 5 festsitzen, die unter der Einwirkung des Drehmomentwandlers oder der Kupplung umläuft und zum anderen Teil auf der stillstehenden Welle 13.

Bei Betätigung des Steuerorgans 29 durch die Bedienungsperson wird über das Gestänge 31 der Geschwindigkeitsregler 2 beeinflußt und so die Geschwindigkeit auf einen vorbestimmten Wert verringert. In diesem ersten Teil der Bewegung kann dank der Kulisse 30 das Steuerorgan 29 nicht auf den Verteiler 24 wirken. Der einzige Effekt besteht in einer Verringerung der Umlaufgeschwindigkeit des Motors 1 auf ein vorbestimmtes Maß. Wird die Betätigung des Steuerorgans 29 fortgesetzt, so wirkt die Bedienungsperson hierbei auf den Verteiler 24 ein, war zur

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Folge hat, daß der Ablauf der von der Pumpe 16 geförderten flüssigkeit über das Rohr "'25 gesperrt und die Verbindung des Bremszylinders 2? mit dem Reservoir unterbrochen wird, der Bremszylinder 27 hingegen nunmehr an die Druckseite der Pumpe 16 angeschlossen wird. Die von der Pumpe 16 geförderte Flüssigkeit zieht nunmehr die Bremse 28 an.

Die Verlangsamung des Motors 1 hat zur Folge, daß das auf der Abtriebswelle 4 des Drehmomentwandlers oder der hy- draulischen Kupplung 3 vorhandene Drehmoment verringert wird. Es ist also bei Verwendung eines derartigen Geräts des hydrokinetischen lyps das auf der Abtriebswelle 4 verfügbare Drehmoment proportional dem Quadrat der Geschwindigkeit der Mitnahme des mit dem Motor verbundenen Primärelementes. Bei Verlangsamung des Motors auf eine beliebige Geschwindigkeit, z.B. ein Drittel der Betriebsgesehwindigkeit, wird das maximal auf der Welle 4 vorhandene Drehmoment auf ein Neuntel seines maximalen» bei vollem Betrieb des Motors herrschenden Wertes reduziert. Jj Die vorausgehende Verlangsamung des Motors 1 erleichtert " daher die Stillsetzung oder Pseudostillsetzung der Wellen 4 und 5 durch die Bremse 28.

Andererseits bleibt die Pumpe 16 auf voller Drehung mit der Primärwelle 5 des Getriebes. Sie läuft daher, solange die Welle fortfährt, sich au drehen, um dadurch .Flüssigkeit zu fördern, die die Bremse 28 betätigt. Das durch, die Pumpe 16 absorbierte Widerstandsmoment fügt sich daher dem Moment hinzu, das die Bremse 28 liefert und trägt

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zur Yerlangsamung der Welle 5 bei, indem es dem reduzierten Drehmoment des Motors, das das hydrokinetisehe Organ 3 nach der Reduzierung der Geschwindigkeit liefert, entgegenwirkt. Immerhin wird die Primärwelle 5 nicht zum völligen Stillstand kommen, denn wenn sie stehen bleiben würde, würde die Pumpe 16 ebenfalls stehen bleiben und keine Plüessigkeit mehr fördern. Bei fehlender förderung würde die Druckhöhe fallen infolge deβ inneren Leckens oder Undichtseins der Pumpe 16 selbst und des Verteilers, der übrigens so eingerichtet werden kann, daß ein systematisches Lecken gewährleistet ist derart, daß die Leckmenge eine Punktion des Druckes ist, beispielsweise mittels einer kalibrierten Lecköffnung, um so zu erreichen, daß die Menge proportional ist dem Druck, der in den Rohren 20 und 26 herrscht. Diese Öffnung kann in dem zu diesem Zweck entsprechend ausgebildeten Ventil 22 vorgesehen sein.

Praktisch wird ein Gleichgewichtszustand erreicht, bei welchem die Pumpe 16 und damit die Welle 5 mit einer so geringen Geschwindigkeit umlaufen, daß die förderung der Pumpe 16 bei dieser Geschwindigkeit genau die Leckverluste kompensiert, die einer bestimmten Druckhöhe in den Kreisen 20 bis 26 entsprechen und damit einem bestimmten Widerstandsmoment der Bremse 28 und der Pumpe 16. Diese Momente gleichen das Motordrehmoment, abgegeben von dem hydrokinetischen Organ 3, aus.

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Jede. Erhöhung der' Geschwindigkeit der Welle 5 und damit der Pumpe 16 wird eine Erhöhung der Förderung der Pumpe zur Folge haben und damit eine Erhöhung der Druckhöhe, weil die Zunahme der Leckverluste eine Druckerhöhung fordert. Die Drucksteigerung bringt eine Steigerung des durch die Bremse ausgeübten Bremsmomentes mit sich und damit eine Verringerung der Geschwindigkeit der Welle

Umgekehrt wird jede Tendenz der Welle 5> zum Stillstand zu kommen, eine Verkleinerung der Fördermenge der Pumpe 16, unter Umständen sogar eine Unterbindung der Förderung, zur Folge haben und damit den Abfall des Steuerdruckes der Bremse 28 und die Verkleinerung des Widerstandsmomentes, welches das Stillstehen der Welle 5 hervorgerufen hat.

Eine richtige Einstellung der hydraulischen Organe und der Öffnungen für Leckverluste, z.B. in dem Ventil 22, erlaubt daher, die mit der Welle 5 verbundene Primärseite des Getriebes auf einer geringen Geschwindigkeit zu halten, die geeignet ist, die gleitenden Räder oder Klauenkupplungen leicht miteinander in Eingriff zu bringen.

Wenn die Bedienungsperson das Steuerorgan 29 in seine Ausgangsstellung zurückführt, so geht auch der Verteiler 24- in seine Ausgangsstellung zurück, was die Entleerung des Bremszylinders 27 und den unmittelbaren Rückfluß der von der Pumpe 16 geförderten Flüssigkeit in das Reservoir zur Folge hat. Es kann zweckmäßig sein,

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den Terteiler 24 mit einer Rückholfeder auszurüsten, um hierdurch die Wirkung der Kulisse 30 bei dieser Rückbewegung auszugleichen. Bei Rückstellung des Steuerorgans 29 in seine Ausgangsstellung durch die Bedienungsperson wird zugleich der Motor 1 auf seine Betriebs- oder Arbeitsgeschwindigkeit zurückgebracht.

Hervorzuheben ist, daß die Pumpe 16 zum Schmieren des Getriebes durch Ausnutzung des rücklaufenden Öles in das Reservoir oder Gehäuse ausgenutzt werden kann.

Die Einrichtung kann vervollständigt werden durch eine Hilfssteuerung für die Bremse. Zu diesem Zweck 1st ein Flüssigkeitszylinder 32 vorgesehen, der über ein Rohr 33 an einen Bremszylinder 34 angeschlossen ist, welcher ebenfalls auf die Bremse 28 wirkt. Bei Betätigung des Steuerorgans 29 und gegen das Ende der Bewegung dieses Organs erzeugt die Bedienungsperson ein zusätzliches Bremsmoment infolge der Wirkung des Zylinders 34 und kann so nach Belieben die Wirkung der Bremse 28 regulieren und auf die geringe zurückbleibende Geschwindigkeit der Welle 5 einwirken, indem eine mehr oder weniger rapide Yerlangsamung dieser Welle erzeugt wird. Die Hilfsbremsung ermöglicht es auch, einem fehlerhaften Funktionieren des Hauptsystems zu begegnen.

Anstelle einer Scheibenbremse 28 kann eine Bremse beliebigen anderen lyps Verwendung finden.

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Die Erfindung beschränkt sich, nicht/auf die gezeichnete und beschriebene Ausführungsform. Sie umfaßt alle Möglichkeiten der Verwirklichung ihres Grundgedankens.

Z.B. kann das Getriebe mehrere Trägerteile 8 aufweisen und es kann durch bestimmte Kombinationen der Antrieb des Fahrzeuges umgekehrt werden, ohne daß das Erfindungsprinzip verlassen wird. Perner wäre es denkbar, wenn die Räder 9 und 10 mit der Welle 5 dauernd fest verbunden sind, die Schieberkupplung auf der Abtriebswelle 13 so anzuordnen, daß diese wahlweise mit den Rädern 11 und gekuppelt werden kann, die in diesem falle lose auf der genannten Welle sitzen. ·

Das Prinzip des Erfindungsgegenstandes würde auch nicht geändert, wenn das System des Einrückens durch/Oauenschieber ersetzt würde durch das klassische System von verschiebbaren Rädern; in diesem Talle hätte der Hebel 15 die Aufgabe, auf der Welle 5 die Zahnräder 9 und 10 zu verschieben, um sie in Eingriff au bringen mit den Zahnrädern 11 und 12, die auf die Sekundärwelle 13 aufgekeilt sind.

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Claims

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1. Einrichtung zur Erleichterung des Gesehwindigkeitüberganges in einem hinter einem Drehmomentwandler» z.B. einer hydraulischen Kupplung oder einem anderen hydrokinetisch^ Organ, angebrachten Getriebe, dadurch gekennzeichnet, daß von der Abtriebswelle (4, 5) des hydrokinetisch^. Organs (3) eine Pumpe (16) angetrieben ist, deren Druckseite über einen Verteiler (24) an dem Bremszylinder (27) einer auf diese Welle (4, 5) wirkenden Bremse (28) verbindbar ist und daß in Abhängigkeit von der Herstellung dieser Verbindung durch Beeinflussung des Drehzahlreglers

(2) eine Verlangsamung der Drehzahl des Antriebsmotors (1) erfolgt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Druckmittelkreis ein Durchströmventil (22) zugeordnet ist, welches in Abhängigkeit von dem durch die Pumpe (16) gelieferten, die Bremse (28) betätigenden Druckes ein Lecken zuläßt,

3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hilfsbremse (32 bis 34, 28) vorgesehen ist, welche am Ende der Verlangsamung der Drehzahl des Motors (1) eine Modulation der Bremswirkung der Hauptbremse (26, 27, 28) auf die Abtriebswelle (4, 5) des hydrokinetischen Organs (3) ermög-

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licht.

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4-. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 Ms 3» dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbindung (30) eines den Motorregler (2) und das Umsteuerorgan des Verteilers (24) beeinflussenden Betätigungselementes (29) mit dem Umsteuerorgan des Verteilers ein Leerweg vorgesehen ist, so daß die Verlangsamung der Drehzahl des Motors einsetzt, bevor die Bremse (28) anspricht.

5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Druckmittel das Schmieröl des Getriebes und als Reservoir für das Druckmittel das Getriebegehäuse dienen, wobei der Druckmittelrücklauf aus dem Pumpen- und Bremskreis in das Getriebegehäuse geleitet ist.

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