DE4439139A1

DE4439139A1 - Automatic gear using centrifugal force

Info

Publication number: DE4439139A1
Application number: DE4439139A
Authority: DE
Inventors: Won-Jae Lee; Sang-Won Kim
Original assignee: Samsung Heavy Industries Co Ltd
Current assignee: Volvo Construction Equipment Korea Co Ltd
Priority date: 1994-03-31
Filing date: 1994-11-02
Publication date: 1995-10-05
Also published as: JPH07280078A

Abstract

The automatic gear has a driven shaft (2), an oil pipe, and a coil (7) and valve unit (3) with rod assemblies (8). A spring (7) electrically pre-tensions the coil in conjunction with the valve unit. The rod assemblies rotate together with the drive shaft and transform the centrifugal force dependent on the rotational speed of the driven shaft into a linear movement, so that the coil moves against the spring tension and according to the linear direction of movement. The valve unit is positioned at one end of the driven shaft and rotates with it. The rod assembly consists of a first rod part (9) one end of which is joined to the coil`s outer end. At least two rod parts (12,12`) have one end joined to the outer end of the first rod part, and their outer end possessing a weight (11,11`).

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf ein Automatikgetriebe, welches in Automobilen sowie in schwerem Gerät eingesetzt werden kann, wobei das Getriebe die Zen trifugalkraft nutzt.The present invention generally relates to Automatic transmission, which in automobiles as well as in heavy Device can be used, the gearbox the Zen uses centrifugal force.

Normalerweise wird in schwerem Gerät ein Halbautomatikge triebe eingesetzt. Diese Art von Halbautomatikgetrieben sind für die Fahrer jedoch unbequem, da die Gänge manuell einge legt werden müssen, abhängig von der Beschleunigung und der Verzögerung des Fahrzeuges.Usually a semi-automatic machine is used in heavy equipment shoots used. These are semi-automatic transmissions uncomfortable for the drivers, however, because the gears are manually engaged must be placed, depending on the acceleration and the Deceleration of the vehicle.

Weiterhin wird in schwerem Gerät ein Zweiganggetriebesystem eingesetzt, welches einen ersten Gang (niedrige Geschwindig keit) und einen zweiten Gang (hohe Geschwindigkeit) besitzt. Das Übersetzungsverhältnis vom ersten zum zweiten Gang liegt bei ungefähr 6,876 : 1,80. Das maximale Geschwindigkeitsver hältnis liegt daher bei 9 km/h : 33,4 km/h. Aufgrund dieser Tatsache treten unangenehme Effekte wie zum Beispiel Schläge auf, wenn die Gänge gewechselt werden. Furthermore, a two-speed transmission system is used in heavy equipment used, which a first gear (low speed speed) and a second gear (high speed). The gear ratio from first to second gear is at approximately 6.876: 1.80. The maximum speed ver ratio is therefore 9 km / h: 33.4 km / h. Based on these In fact, unpleasant effects such as blows occur when the gears are changed.

Um solche Schläge während des Schaltens zu vermeiden und ins besondere um einen Überschlag der Fahrzeugkarosserie aufgrund einer abrupten Verzögerung, welche durch das Übersetzungsver hältnis beim Schalten aus dem hohen Gang in den niedrigen Gang auftritt, zu vermeiden, sowie die erwartete Lebensdauer des Getriebes zu sichern, ist es notwendig, einen Fliehkraft regler einzusetzen. Dieser Fliehkraftregler verbietet ein Schalten, wenn sich die Geschwindigkeit des Fahrzeuges im Moment des Herunterschaltens aus dem zweiten in den ersten Gang nicht im maximalen Geschwindigkeitsbereich (9 km/h) des ersten Ganges befindet.To avoid such shocks while shifting and ins especially due to a rollover of the vehicle body an abrupt delay caused by the translation ver Ratio when shifting from high gear to low Avoid gear occurs, as well as the expected lifespan To secure the gearbox, it is necessary to use a centrifugal force use regulator. This centrifugal governor prohibits one Shift when the speed of the vehicle in the Moment of downshifting from the second to the first Gear not in the maximum speed range (9 km / h) of the first course.

Der Einsatz eines solchen Fliehkraftreglers würde jedoch aus gesprochen komplizierte hydraulische Schaltkreise notwendig machen.However, the use of such a centrifugal governor would be out spoken complicated hydraulic circuits necessary do.

Um die oben genannten Nachteile der halbautomatischen Ge triebe zu vermeiden, nimmt inzwischen der Einsatz von vollau tomatischen Getrieben in schwerem Gerät zu. Das vollautomati sche Getriebe schaltet automatisch in den zweiten Gang, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeuges, welche im ersten Gang er reicht wird, nach und nach beschleunigt wird, um in den maxi malen Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich des ersten Ganges zu gelangen. Ebenso schalten vollautomatische Getriebe automa tisch in den ersten Gang herunter, wenn die derzeitige Fahr zeuggeschwindigkeit im zweiten Gang nach und nach reduziert wird, um wiederum den maximalen Fahrzeuggeschwindigkeitsbe reich des ersten Ganges zu erreichen. Aufgrund dessen muß sich der Fahrer während des Fahrens nicht mehr um das Einle gen der Gänge kümmern.To the above disadvantages of the semi-automatic Ge To avoid shoots, the use of vollau is no longer necessary tomato gearboxes in heavy equipment. The fully automatic cal transmission automatically shifts to second gear when the speed of the vehicle in first gear is enough, gradually accelerated to reach the maxi paint the vehicle speed range of the first gear reach. Fully automatic transmissions also switch automatically table in first gear when the current driving tool speed gradually reduced in second gear is, in turn, the maximum vehicle speed limit to reach the first course. Because of this, must the driver no longer cares about the Einle while driving care for the corridors.

Diese Arten der konventionellen Automatikgetriebe schliefen jedoch notwendigerweise eine Anzahl von teuren Einrichtungen, zum Beispiel Geschwindigkeitssensoren ein, die die derzeitige Fahrzeuggeschwindigkeit kontinuierlich aufnehmen, eine elek tronische Kontrolleinheit (im folgenden als "ECU" bezeichnet) zum Vergleich der Geschwindigkeitswertausgabe von dem Ge schwindigkeitssensor mit einem vorbestimmten Schaltgeschwin digkeitswert, um ein Schaltkontrollkommando zu erzeugen, und eine Ventileinheit, welche eine Spule besitzt, deren Be triebsversatz präzise durch die ECU kontrolliert wird. Es ist daher wenig wirtschaftlich, ein konventionelles Automatikge triebe in schwerem Gerät einzusetzen, bei dem sich das Schal ten normalerweise auf zwei Gänge beschränkt. Weiterhin wird schweres Gerät im Gegensatz zum Automobil im allgemeinen in einer sehr schlechten Arbeitsumgebung eingesetzt, so daß die oben genannten elektronischen Einrichtungen leicht beschädigt werden können, wodurch es zu ernsthaften Problemen bezüglich der Haltbarkeit und der Zuverlässigkeit der Maschine kommen kann.These types of conventional automatic transmissions were asleep however, necessarily a number of expensive facilities, for example speed sensors that the current one Record vehicle speed continuously, an elec electronic control unit (hereinafter referred to as "ECU") for comparison of the speed value output from the Ge speed sensor with a predetermined switching speed intensity value to generate a shift control command, and a valve unit, which has a coil, the loading drive offset is precisely controlled by the ECU. It is therefore less economical, a conventional automatic ge drives in heavy equipment, where the scarf usually limited to two courses. Will continue heavy equipment in contrast to the automobile in general a very bad work environment, so that the Easily damaged above electronic devices can cause serious problems regarding the durability and reliability of the machine can.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Au tomatikgetriebe vorzusehen, dessen Haltbarkeit und Zuverläs sigkeit durch eine einfache mechanische Struktur gesichert ist.The object of the present invention is therefore an Au to provide automatic transmission, its durability and reliability secured by a simple mechanical structure is.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst, wobei sich vorteilhafte und zweckmäßige Ausführungsformen aus den Unteransprüchen ergeben.This task is characterized by the characteristics of the Claim 1 solved, being advantageous and expedient Embodiments result from the subclaims.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung enthält ein automatisches Getriebe, welches die Zentrifugal kraft nutzt und in dem eines einer Mehrzahl von Getrieberä dern selektiv verbunden ist, um die Rotationsgeschwindigkeit einer Abtriebswelle zu ändern, indem Ölstromkanäle entspre chend der Bewegung einer Spule in einer Ventileinheit gewählt werden, eine Feder, um die Spule elastisch in Verbindung mit der Ventileinheit vorzuspannen sowie Verbindungseinrichtun gen, die zusammen mit der Abtriebswelle rotieren, um die Zen trifugalkraft, welche in Abhängigkeit von der Rotationsge schwindigkeit der Abtriebswelle wirkt, in eine Linearbewegung umzuformen, um die Spule gegen die Spannung der Feder gemäß der linearen Bewegung zu bewegen.According to a preferred embodiment of the present invention contains an automatic transmission, which the centrifugal uses power and in which one of a plurality of gears which is selectively connected to the rotational speed to change an output shaft by corresponding oil flow channels Chosen the movement of a coil in a valve unit be a spring to connect the coil elastically preload the valve unit and connecting device gene, which rotate together with the output shaft to the Zen centrifugal force, which is a function of the speed of the output shaft acts in a linear motion reshape to match the coil against the tension of the spring to move the linear motion.

Im folgenden werden mit Bezugnahme auf die Zeichnungen Eigen schaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung dargestellt. In den Zeichnungen werden für gleiche Elemente jeweils ent sprechende Symbole oder Bezugszeichen verwendet. Es zeigt:In the following, reference will be made to the drawings and presented advantages of the present invention. The same elements are used in the drawings speaking symbols or reference signs. It shows:

Fig. 1 eine Schnittansicht eines automatischen Getriebes ge mäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung; Fig. 1 is a sectional view of an automatic transmission accelerator as an embodiment of the present invention;

Fig. 2 ein Betriebsdiagramm, welches darstellt, wie das Au tomatikgetriebe der vorliegenden Erfindung aus dem ersten in den zweiten Gang schaltet; und Fig. 2 is an operating diagram illustrating how the automatic transmission of the present invention shifts from first to second gear; and

Fig. 3 ein Betriebsdiagramm, welches darstellt, wie das Au tomatikgetriebe der vorliegenden Erfindung aus dem zweiten in den ersten Gang herunterschaltet. Fig. 3 is an operational diagram illustrating how the Au tomatikgetriebe of the present invention from the second to first gear downshift.

Die Fig. 1 zeigt eine Abtriebswelle 2, welche drehbar in ei nem Gehäuse 1 gelagert ist, sowie eine Ventileinheit 3, wel che zusammen mit der Abtriebswelle 2 rotiert und an einem Ende der Abtriebswelle 2 angebracht ist. Ein Anschluß 4 für den ersten Gang, welcher unter Druck stehendes Öl an die Kupplung des ersten Ganges (nicht gezeigt) zum Schalten des ersten Ganges leitet und ein Anschluß 5 für den zweiten Gang, welcher unter Druck stehendes Öl an eine Kupplung des zweiten Ganges (nicht gezeigt) zum Schalten des zweiten Ganges lei tet, sind jeweils an der Ventileinheit 3 ausgeführt. Eine Spule 6 ist beweglich innerhalb der Ventileinheit 3 angeord net und die Anschlüsse 4 für den ersten Gang und 5 für den zweiten Gang werden abhängig von der Bewegung der Spule 6 ge öffnet oder geschlossen, wodurch die Gänge geschaltet werden. Fig. 1 shows an output shaft 2 , which is rotatably mounted in egg NEM housing 1 , and a valve unit 3 , which che rotates together with the output shaft 2 and is attached to one end of the output shaft 2 . A first gear port 4 which supplies pressurized oil to the first gear clutch (not shown) for shifting the first gear and a second gear port 5 which supplies pressurized oil to a second gear clutch ( not shown) for switching the second gear lei tet, are performed on the valve unit 3 . A coil 6 is movable within the valve unit 3 and the connections 4 for the first gear and 5 for the second gear are opened or closed depending on the movement of the coil 6 , whereby the gears are shifted.

Die Spule 6 wird durch eine Feder 7, welche innerhalb der Ventileinheit 3 angeordnet ist, elastisch vorgespannt. Ein Gestänge 8 ist mit einem äußeren Ende der Spule 6 verbunden. Das Gestänge 8 besteht aus einem ersten Gestänge 9 dessen ei nes Ende mit dem äußeren Ende der Spule 6 verbunden ist und zweiten Gestängeteilen 12 und 12′, deren jeweils eines Ende schwenkbar durch ein Gelenk 10 mit dem anderen Ende des Ge stängeteiles 9 verbunden ist, wobei die anderen Enden mit Ge wichten 11 und 11′ verbunden sind. Weiterhin sind zusätzliche Gestängeteile 15 und 15′ vorgesehen, deren jeweils eines Ende schwenkbar mit ungefähr der Mitte in Längsrichtung der zwei ten Gestängeteile 12 und 12′ verbunden ist, wobei die anderen Enden schwenkbar mit vorbestimmten Enden 14 und 14′ der Ab triebswelle 2 jeweils verbunden sind.The coil 6 is elastically biased by a spring 7 , which is arranged within the valve unit 3 . A linkage 8 is connected to an outer end of the coil 6 . The linkage 8 consists of a first linkage 9 whose egg nes end is connected to the outer end of the coil 6 and second linkage parts 12 and 12 ', one end of which is pivotally connected by a joint 10 to the other end of the rod part 9 Ge, the other ends with Ge weights 11 and 11 'are connected. Furthermore, additional linkage parts 15 and 15 'are provided, each having one end pivotally connected to approximately the center in the longitudinal direction of the two th linkage parts 12 and 12 ', the other ends being pivotally connected to predetermined ends 14 and 14 'of the drive shaft 2 each are.

Wenn die Abtriebswelle 2 nicht rotiert, wird die Spule 6 durch die Spannung der Feder 7 zur rechten Seite bewegt, wo bei die Spule 6 in dieser Position den Anschluß 4 des ersten Ganges der beiden Anschlüsse 4 und 5 (siehe Fig. 2) öffnet.If the output shaft 2 does not rotate, the coil 6 is moved by the tension of the spring 7 to the right side, where the coil 6 in this position opens the connection 4 of the first gear of the two connections 4 and 5 (see FIG. 2).

Unter diesen Bedingungen ist die Abtriebswelle 2 mit dem er sten Gang verbunden, so daß sie im ersten Gang rotiert und das Gestänge 8 zusammen mit der Abtriebswelle 2 rotiert. Wird die Welle beschleunigt, vergrößert sich aufgrund der Zentri fugalkraft nach und nach der Winkel zwischen den zweiten Ge stängeteilen 12 und 12′, die sich um das Gelenk 10 drehen. Das erste Gestängeteil 9 bewegt sich daher nach links (ge strichelte Linie in Fig. 2). Die Bewegungskraft des ersten Gestängeteiles 9 bewegt die Spule 6 ebenfalls nach links ge gen die Spannung der Feder 7. Erhöht sich die Rotationsge schwindigkeit der Abtriebswelle 2 bis zu einem maximalen Ge schwindigkeitsbereich des ersten Ganges, öffnet die Spule 6 den Anschluß 5 des zweiten Ganges, so daß das Getriebe in diesem Moment in den zweiten Gang heraufschaltet, wobei der Anschluß 4 des ersten Ganges geschlossen ist (siehe Fig. 3). Wird die Rotationsgeschwindigkeit des zweiten Ganges redu ziert, nimmt auch die Zentrifugalkraft, welche auf das Ge stänge 8 wirkt, ab, so daß die Spule 6 und das erste Gestän geteil 9 nach und nach durch die elastische Kraft der Feder 7 nach rechts bewegt werden. Als Resultat dessen nimmt der Win kel zwischen den zweiten Gestängeteilen 12 und 12′, welche sich um das Gelenk 10 bewegen, nach und nach ab (gestrichelte Linie in Fig. 3). Nach einer Weile, wenn sich die Rotations geschwindigkeit der Abtriebswelle 2 soweit reduziert, daß sie den maximalen Geschwindigkeitsbereich des ersten Ganges er reicht, bewegt sich die Spule 6 weiter nach rechts, so daß der Anschluß 4 des ersten Ganges geöffnet und der Anschluß 5 des zweiten Ganges geschlossen wird, wodurch das Getriebe in den ersten Gang zurückschaltet.Under these conditions, the output shaft 2 is connected to the first gear, so that it rotates in the first gear and the linkage 8 rotates together with the output shaft 2 . If the shaft is accelerated, the centrifugal force gradually increases the angle between the second rod parts 12 and 12 ', which rotate about the joint 10 . The first linkage part 9 therefore moves to the left (ge dashed line in Fig. 2). The moving force of the first rod part 9 also moves the coil 6 to the left ge conditions the tension of the spring 7th Increases the Rotationsge speed of the output shaft 2 up to a maximum speed range of the first gear Ge, the coil 6 opens the terminal 5 of the second gear, so that the transmission shifts up to the second gear at this moment, the terminal 4 of the first gear closed is (see Fig. 3). If the rotational speed of the second gear is reduced, the centrifugal force acting on the rod 8 also decreases, so that the coil 6 and the first linkage part 9 are gradually moved to the right by the elastic force of the spring 7 . As a result, the Win angle between the second link parts 12 and 12 ', which move around the joint 10 , gradually decreases (dashed line in Fig. 3). After a while, when the rotational speed of the output shaft 2 is reduced to such an extent that it reaches the maximum speed range of the first gear, the coil 6 moves further to the right, so that port 4 of the first gear is opened and port 5 of the second Ganges is closed, whereby the transmission shifts back into first gear.

Das automatische Getriebe gemäß dieser Ausführung ist also unter Ausnutzung einer einfachen mechanischen Struktur in der Lage, automatisch eine zuverlässige Schaltoperation aus zuführen, die von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängt.The automatic transmission according to this version is therefore using a simple mechanical structure in the Able to automatically perform a reliable switching operation feed, which depends on the vehicle speed.

Offensichtlicherweise kann die Form der Spule und die Anzahl der Anschlüsse geändert werden, um die vorliegende Erfindung an ein Getriebe für ein Automobil mit einem Mehrganggetriebe anzupassen, und beschränkt sich nicht auf die hier beispiel haft beschriebene Ausführung.Obviously, the shape of the coil and the number of ports are changed to the present invention to a transmission for an automobile with a multi-speed transmission adapt, and is not limited to the example here execution described in a liability.

Wie dargelegt wurde, kann das automatische Getriebe gemäß der vorliegenden Erfindung die Haltbarkeit und den zuverlässigen Betrieb des Getriebes durch eine sehr einfache mechanische Struktur sicherstellen.As stated, the automatic transmission can be operated according to the present invention the durability and reliable Operation of the gearbox through a very simple mechanical Ensure structure.

Claims

1. Automatisches Getriebe, welches die Zentrifugalkraft nutzt, bei dem eines einer Vielzahl von Getriebegängen selektiv verbunden ist, um die Rotationsgeschwindigkeit einer Abtriebswelle durch Auswahl einer Ölleitung, ab hängig von der Bewegung einer Spule in einer Ventilein heit, zu ändern, gekennzeichnet durch
eine Feder, um die Spule im Zusammenhang mit der Venti leinheit elastisch vorzuspannen; und
Gestängeeinrichtungen, die zusammen mit der Abtriebs welle rotieren, um die Zentrifugalkraft, die von der Rotationsgeschwindigkeit der Abtriebswelle abhängig ist, in eine Linearbewegung zu transformieren, um die Spule gegen die Federspannung und gemäß der linearen Bewegungsrichtung zu bewegen.1. Automatic transmission, which uses the centrifugal force, in which one of a plurality of transmission gears is selectively connected to change the rotational speed of an output shaft by selecting an oil line, depending on the movement of a coil in a Ventilein unit, characterized by
a spring to elastically bias the coil in connection with the valve unit; and
Linkage devices which rotate together with the output shaft to transform the centrifugal force, which is dependent on the rotational speed of the output shaft, into a linear movement, in order to move the coil against the spring tension and according to the linear direction of movement.

2. Automatikgetriebe, welches die Zentrifugalkraft nutzt, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinheit an einem Ende der Abtriebswelle ange bracht ist, so daß sie mit der Abtriebswelle rotiert.2. Automatic transmission, which the centrifugal force uses, according to claim 1, characterized in that the Valve unit attached to one end of the output shaft is brought so that it rotates with the output shaft.

3. Automatikgetriebe, welches die Zentrifugalkraft nutzt, nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Gestängeeinrichtung (8) ein erstes Gestängeteil (9) umfaßt, dessen eines Ende mit dem äußeren Ende der Spule verbunden ist;
daß mindestens zwei Gestängeteile (12, 12′) vorgesehen sind, deren eines Ende schwenkbar mit dem anderen Ende des ersten Gestängeteiles (9) verbunden ist und deren anderes Ende mit einem Gewicht (11, 11′) versehen ist, welches angeformt ist; und
daß zwei zusätzliche Gestängeteile (15, 15′) vorgesehen sind, deren jeweils eines Ende schwenkbar in ungefähr mittlerer Position entlang einer Längsrichtung der zweiten Gestängeteile verbunden ist und deren jeweils anderes Ende schwenkbar mit vorbestimmten Enden der Abtriebswelle verbunden ist.3. Automatic transmission, which uses the centrifugal force according to claim 2, characterized in that
that the linkage device ( 8 ) comprises a first linkage part ( 9 ), one end of which is connected to the outer end of the spool;
that at least two rod parts ( 12 , 12 ') are provided, one end of which is pivotally connected to the other end of the first rod part ( 9 ) and the other end is provided with a weight ( 11 , 11 ') which is integrally formed; and
that two additional linkage parts ( 15 , 15 ') are provided, one end of which is pivotally connected in an approximately middle position along a longitudinal direction of the second linkage parts and the other end of which is pivotally connected to predetermined ends of the output shaft.