DE763171C - Speed-dependent controller for the step switching of gears, especially fluid gears - Google Patents

Description

Drehzahlabhängiger Regler für die Stufenschaltung von Getrieben, insbesondere Flüssigkeitsgetrieben Die Erfindung bezieht sich auf eine, drehzahlabhängigen Regler für die Stufenschaltung von Getrieben, insbesondere Flüssigkeitsgetrieben, mit zwei oder mehreren Geschwindigkeitsstufen und bezweckt eine Stabilisierung der Umschaltpunkte beim Übergang von einer Getriebestufe zur anderen.Speed-dependent controller for gear shifting, in particular Fluid Driven The invention relates to a speed-dependent controller for the step switching of gears, especially liquid gears, with two or several speed levels and aims to stabilize the switchover points when changing from one gear stage to another.

Es ist bekannt, die Stufen von Getrieben von Hand oder in Abhängigkeit von irgendeiner Betriebsgröße, beispielsweise der Ausgangsdrehzahl, umzuschalten. Die Ümschaltung von Hand hat den Nachteil, daß die Anpassung des Getriebes an - die jeweiligen. Bedürfnisse des Fahrbetriebes zu sehr von der Aufmerksamkeit des Führers abhängig ist. Ein zu frühes oder zu spätes Umschalten des Getriebes hat zur Folge, d,aß die Antriebsmaschine unwirtschaftlich arbeitet. zur Vermeidung dieser Nachteile sind bereits mechanische, selbsttätig schaltende Vorrichtungen bekanntgeworden, die aber zumeist den Nachteil aufweisen, däß sie im Umschaltpunkt zum Pendeln neigen.It is known the stages of transmissions by hand or as a function to switch from any operating variable, for example the output speed. Switching by hand has the disadvantage that adapting the gearbox to - the respective. Needs of driving too much from the attention of the Depends on the leader. Shifting the gearbox too early or too late As a result, the prime mover was working uneconomically. to avoid this Disadvantages have already become known to mechanical, automatically switching devices, but most of them have the disadvantage that they tend to oscillate at the switchover point.

Die vorliegende Erfindung vermeidet auch diesen Nachteil und schafft einen einfachen, zur Getriebeschaltung dienenden Regler, bei dem nach erfolgter Umschaltung von einer Getriebestufe zur anderen ein unliebsames Schwanken der Umschaltzeiten bzw. Unischaltpunkte ausgeschlossen ist.The present invention also obviates and provides for this disadvantage a simple controller used for gear shifting, in which after Switching from one Gear stage to the other an unpopular one Fluctuation of the switching times or switching points is excluded.

Die Erfindung besteht darin, daß als Umschaltorgan für die Stufenschaltung ein drehzahlabhängigerRegler verwendetwird, dessen Belastungsfedern in ihrer spezifischen. Kraftänderung derart abgestimmt sind, daß sie für jede Schaltbewegung eine labile Reglercharakteristik ergeben. Im Gegensatz zu bekannten Ausführungen, Lei welchen stabile Regler Verwendung finden, soll also gemäß der Erfindung ein labiler Regler verwendet «-erden, beispielscveisa ein Flielikraftregler, dessen Federbelastung derart abgestimmt ist, daß die Kraftzunahme der Federn während der Schaltbewegung kleiner ist als die gleichzeitige Flielikraftzunahme der Schwunggewichte. Durch diese Ausbildung wird erreicht, daß die Schaltpunkte für Hinauf-und Herunterschalten getrennt «-.erden, daß also die Unischaltung von einem niederen zu einem höheren Gang jeweils bei einer höheren Geschwindigkeit (Drehzahl} erfolgt als die Rückschaltung von diesem höheren Gang zum niederen. Auf diese «'eise wird also die notwendige Stabilisierung des Umschaltpunktes erreicht. Der Drehzahlunterschied zwischen den b°iden Schaltpunkten für Hinauf-und Herunterschalten kann durch eine entsprechende Wahl der Federcharakteristik eingestellt «-erden.The invention consists in that as a switching device for the tap changer a speed-dependent controller is used, the loading springs of which in their specific. Change in force are coordinated in such a way that they have a labile one for each switching movement Controller characteristics result. In contrast to known designs, Lei which Stable regulators are to be used, so according to the invention an unstable regulator should be used used «-erden, for example a fluid force regulator, its spring loading is coordinated so that the increase in force of the springs during the switching movement is smaller than the simultaneous increase in flow force of the swing weights. By this training is achieved that the shift points for upshifts and downshifts separated "- grounding, that is, the interconnection from a lower to a higher Gear at a higher speed (engine speed) than the downshift from this higher passage to the lower one. In this way, then, the necessary Stabilization of the switchover point reached. The speed difference between the b ° iden switching points for upshifting and downshifting can be achieved by a corresponding Choice of spring characteristics set «- earth.

Es ist bei Flüssigkeitsgetrieben zwar bereits vorgeschlagen worden, zur Umschaltung einen astatischen Regler zu verwenden; aber auch dies° Ausführung ist in gleicher Weise wie jene mit stabilen Reglern zur Trennung der Umschaltpunkte, also zur ruckartigen und pendelfreien Umschaltung, ungeeignet, denn diese Aufgabe kann in einfachster Weise nur mit Reglern mit labiler Charakteristik gelöst -,v--rd-2n.It has already been proposed for fluid gears, to use an astatic controller to switch over; but also this ° execution is in the same way as those with stable controllers for separating the switchover points, so for jerky and pendulum-free switching, unsuitable because this task can be solved in the simplest way only with controllers with unstable characteristics -, v - rd-2n.

Auch die Benutzung von labilen Reglern zum Schalten ist auf anderen Gebieten, z. B. bei Bremen von Hebezeugen oder bei Turbinenschnellschlüssen schon bekannt. Demgegenüber bezieht sich die Erfindung nur auf die gekennzeichnete Anwendung derartiger Regler für die Stufenschaltung von Getrieben, insbesondere Flüssigkeitsgetrieben.The use of unstable controllers for switching is also on others Areas, e.g. B. in Bremen from hoists or turbine quick-release mechanisms known. In contrast, the invention relates only to the designated application Such a controller for the step shifting of transmissions, in particular fluid transmissions.

In der Zeichnung ist ein erfindungägeniäßer Regler in den Abb. i und 2 in zwei Ausführungsbeispielen dargestellt.In the drawing is a regulator according to the invention in Figs. I and 2 shown in two exemplary embodiments.

Der etwa vom Getriebegehäuse i getragene Regier nach Abb. i wird von der Antriebsmaschine über die auf der Reglerwelle 2 sitzende Riemenscheibe 3 angetrieben. Die Reglerwelle trägt ein umlaufendes Gehäuse .1. in dem die Fliehkraftpendel ä auf Schneiden 6 gelagert sind und durch eine tellerförmig Scheibe 7 überdeckt «-erden. Diese tellerförrnige Scheibe 7 steht unter Federdruck, und zwar sind in dein gezeichneten Beispiel zwei Federn 8 und c) vorhanden, so daß mit diesem Regler zwei Umschaltungen vorgenomin2n «-erden können. In dein ersten Umschaltbereich kommt die Feder 8 zur Wirkung und gibt je nach der Fliehkraftbelastung den Gewichten 5 bzw. dem Federteller j einen Hub bis zum Anschlag des mit dem Federteller kraftschlüssig verbundenen Teiles io an der ihrerseits durch die Feder g axial beweglich gegen das Gehäuse. abgestützten Hülse i i frei. Bei diesem Hub wird der mit dem Teller ; verbundene Steuerkolben 12 verschoben, der soinerseits mittelbar oder unmittelbar die Umschaltung des Getriebes zur nächsten Stufe bewirkt. Bei Flüssigkeitsgetrieben kann durch den Steuerschieber unmittelbar die Getriebeflüssigkeit gesteuert «-erden.The governor carried by the gearbox housing i, as shown in Fig. I, is driven by the drive machine via the belt pulley 3 seated on the governor shaft 2. The regulator shaft has a circumferential housing .1. in which the centrifugal pendulums - are mounted on cutting edges 6 and covered by a plate-shaped disk 7 - - ground. This plate-shaped disk 7 is under spring pressure, and in the example shown there are two springs 8 and c), so that two switchings can be made with this controller. In your first switching area, the spring 8 comes into effect and, depending on the centrifugal force load, gives the weights 5 or the spring plate j a stroke up to the stop of the part io positively connected to the spring plate on the part io, which in turn is axially movable against the housing by the spring g. supported sleeve ii free. With this stroke the one with the plate; connected control piston 12 moved, which in turn directly or indirectly effects the switching of the transmission to the next stage. In the case of liquid transmissions, the transmission fluid can be controlled directly by the control slide.

Bei weiterem Drehzahlanstieg gehen die Schwunggewichte noch «-eiter nach außen und lieben dabei unter nunmehriger Zusammendrückung der Federn 8 und 9 den Federteller; bis zum Anschlag der Hülse ii am Gehäuse .L, wobei über den Steuerkolben die weitere U msclialtung bewirkt wird.With a further increase in speed, the flyweights go even further outwards and love the spring plate, with the springs 8 and 9 now being compressed; up to the stop of the sleeve ii on the housing .L, the further U msclialtung being effected via the control piston.

Im folgenden soll nunmehr durch die Betrachtung eines Umschaltvorganges erläutert «-erden, warum bei der '%'er«-endung des erfindungsgemäßen labilen Reglers eine Trennung der Umschaltpunkte eintritt.In the following, by considering a switching process explains «-erden why with the '%' er« ending of the unstable controller according to the invention a separation of the switching points occurs.

Es soll hierbei der Einfachheit halber angenommen werden, daß der Regler nahezu reibungsfrei arbeitet, so daß die Reibung vernachlässigt «-erden kann. Außerdem soll die aus dem Gewicht derReglerteile (Schwunggewicht, Federteller usw.) sich ergebende Belastung als ein Teil der Federl--#-,lastung F betrachtet «-erden. Als Umschaltpunkt werde dieDrehzahl iooo gewählt, d.h. bei Erreichen der Drehzahl iooo soll der Regler das Flüssigkeitsgetriebe auf den nächsthöheren Gang umschalten. Beim Erreichen der Drehzahl iooo muß also die Fliehkraft C der Schwunggewichte, die sich bis zu diesem Augenblick in ihrer innersten Lage befinden, gleich der Federbelastung F sein. In diesem Augenblick herrscht also Gleichgewicht zwischen Fliehkraft und Federkraft. Dieses Gleichgewicht wird nun bei einem labilen Regler in dem Augenblick gestört. wo die Drehzahl auch nur um einen geringen Betrag über die angenommene Grenze von iooo Umdrehungen ansteigt. da hierbei die Schwunggewichte unter Zusarnmendrü ckung der Belastungsfedern etwas nach außen schwingen, also ihren Abstand von der Drehachse des Reglers vergrößern, und da bei einem labilen Regler die Kraftzunahme der Belastungsfedern bei dieser geringen Zusammendrückung kleiner ist als die Fliehkraftzun.ahm-e der Schwunggewichte auf ihrem während dieser Zusammendrückung der Fledern zurückgelegten Weg. Schon bei einer geringen, Drehzahlsteigung über die Drehzahl looo hinaus überwiegt stets die Fliehkraft C über die Federkraft F. Demzufolge schwingen: die Schwunggewichte unter ruckartiger Zusammendrückung der Belastungsfedern, in ihre äußerste Lage, wobei die Umschaltung des Getriebes. ausgelöst wird. Wären die Belastungsfedern in ihrer Charakteristik, d. h. in ihrer spezifischen Kraftzunahme s0 abgestimmt, daß während ihrer Zusammendrückung ihre Kraftzunahme gleich der Fliehkraftzunahme der Schwunggewichte auf ihrem Weg von der innersten zur äußersten Stellung wäre, dann würde der Regler nicht plötzlich, sondern, langsam umschalten. Bei der erwähnten Bewegung der Schwunggewichte vonihrer innersten zu ihrer äußersten Lage nimmt beispielsweise die Fliehkraft von 5 kg infolge ihres: steigenden Abstandes von der Drehachse um 1 kg zu, während die Kraftzunahme der Belastungsfedern bei ihrer Zusammendrückung nur etwa 0,5 kg beträgt. Nach dem Umschaltvorgang herrscht also bei der Drehzahl looo kein Gleichgewicht mehr zwischen der Fliehkraft und der Federbelastung. Die Fliehkraft beträgt nämlich in dem angenommenen Fäll 6 kg und die Federkraft 5,5 kg. Nach dem Umschalten, kann die Drehzahl einen beliebigen höheren Wert als iooo annehmen. Wenn nun aber (infolge von Geländesteigung) die Drehzahl wieder zurückgeht und den Wert looo erreicht, dann kann hierbei die Rückwärtsschaltung noch nicht erfolgen, da zum Umschaltvorgang Gleichgewicht zwischen C und F vorhanden sein muß. Die Drehzahl muß vielmehr noch weiter zurückgehen, und zwar so weit, bis: die Fliehkraft von 6 kg auf 5,5 kg zurückgegangen ist, was beispielsweise bei einer Drehzahl von 95o eintreten mag. Erst bei dieser Drehzahl ist dann C = F = 5,5 kg, und die Umschaltung kann vor sich gehen, wobei wiederum wie beim Hinaufschalten infolge der verschiedenen Kraftänderung von Fliehkraft und Federbelastung während des Umschaltvorganges das Umschalten plötzlich erfolgt.It should be assumed here for the sake of simplicity that the Controller works almost frictionless, so that the friction can be neglected. In addition, the weight of the controller parts (flyweight, spring plate, etc.) The resulting load is considered to be part of the spring - # -, load F "-grounds. The speed iooo is selected as the switchover point, i.e. when the speed is reached iooo the controller should switch the fluid transmission to the next higher gear. When reaching the speed iooo, the centrifugal force C of the flyweights must which up to this point are in their innermost position, equal to the spring load Be F. At this moment there is equilibrium between centrifugal force and Spring force. In the case of an unstable regulator, this equilibrium is established at the moment disturbed. where the speed is even by a small amount above the assumed Limit of iooo revolutions increases. because here the swing weights under Zusarnmendrü The loading springs swing slightly outwards, i.e. their distance from the Increase the axis of rotation of the controller, and there the force increase in the case of an unstable controller the loading springs are smaller at this low compression is as the centrifugal force increased, the flyweights increased on their during this compression the path of the bats. Even at a low speed increase over the speed looo always outweighs the centrifugal force C over the spring force F. As a result, swing: the swing weights under jerky compression of the Load springs, in their outermost position, with the switching of the transmission. triggered will. If the loading springs were in their characteristic, i. H. in their specific Increase in force s0 matched that during their compression their increase in force equal to the centrifugal force of the swing weights on their way from the innermost were to the extreme position, then the controller would not suddenly, but slowly switch. With the mentioned movement of the swing weights from their innermost to its outermost position, for example, takes the centrifugal force of 5 kg due to its: increasing distance from the axis of rotation by 1 kg, while the increase in force of the Load springs when they are compressed is only about 0.5 kg. After the switching process So there is no more equilibrium between the centrifugal force at the speed of looo and the spring load. The centrifugal force is namely in the assumed case 6 kg and the spring force 5.5 kg. After switching, the speed can be any assume a higher value than iooo. But if now (as a result of the slope) the Speed decreases again and reaches the value looo, then the reverse shift can be done here not yet done, as equilibrium between C and F exists for the switching process have to be. Rather, the speed must decrease further, until: the centrifugal force has decreased from 6 kg to 5.5 kg, which is the case, for example, with a Speed of 95o may occur. Only at this speed is C = F = 5.5 kg, and the shift can go on, again as with upshifting as a result of the various changes in force of centrifugal force and spring loading during the switchover occurs suddenly.

In Abb. 2 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei welchem die Fliehkraftpendel5 über doppelte Pendelstützen 13 und 14 zwischen zwei durch die Federn 15 und 16 belasteten F4edertellern 17 und 18 gelagert sind. Hierbei sind zwei getrennte, ineinander angeordnete Steuerkolben 19 und 2o vorgesehen, welche mit je einem der beiden Federteller verbunden: sind und je nach der Stellung der Schwunggewichte die einzelnen Steuerungen vornehmen. Im übrigen ist dieser Regler in gleicher Weise ausgebildet wie der in Abb. 1 gezeigte. Bei steigender Drehzahl wird zunächst die Feder 15 bis zum Anschlag des. Federtellers 17 am umlaufenden Gehäuse. bei 21 zusammengedrückt und dabei der Steuerkolben 19 betätigt. Bei weiterem Drehzahlanstieg über einen. bestimmten Höchstwert wird auch die Feder 16 bis zum Anschlag des Federtellers 18 am umlaufenden Gehäuse q. bei 2z zusammengedrückt und auch der Steuerkolben 2o verschoben, wodurch die zweite ruckartige Umsteuerung des Getriebes bewirkt wird.In Fig. 2 an embodiment is shown in which the Centrifugal pendulum5 via double pendulum supports 13 and 14 between two by the Springs 15 and 16 loaded spring plates 17 and 18 are mounted. Here are two separate, nested control pistons 19 and 2o are provided, which each connected to one of the two spring plates: are and depending on the position of the Carry out swing weights for the individual controls. Incidentally, this is a regulator designed in the same way as that shown in Fig. 1. With increasing speed is first the spring 15 up to the stop of the. Spring plate 17 on the circumferential Casing. compressed at 21 and the control piston 19 actuated. With further Speed increase over a. the spring 16 is also up to a certain maximum value Stop of the spring plate 18 on the rotating housing q. squeezed at 2z and also moved the control piston 2o, whereby the second jerky reversal of the Transmission is effected.

Claims (2)

PATENTANSPRUCH: Drehzahlabhängiger Regler für die Stufenschaltung von Getrieben, insbesonr dere Flüssigkeitsgetrieben, mit zwei oder mehreren Geschwindigkeitsstufen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Stabilisierung der Umschaltpunkte, d. h. zur Trennung der Umschaltpunkte (Drehzahlbereiche), hei denen jeweils von einer niederen Geschwindigkeitsstufe zu einer höheren, bzw. umgekehrt geschaltet wird, die Beliastungsfedern bezüglich ihrer Kraftänderung so abgestimmt sind, daß sie für jede Schaltbewegung eine labile Reglercharakteristik ergeben. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften, in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschriften Nr. 578 177, 6o1 362, 6o9 148, 624 353 schweizerische Patentschrift Nr. 173 836; britische Patentschrift Nr. 440412; USA.-Patentschrift Nr. 2 o18 616; Max Tolle, »Die Regelung der Kraftmaschine«, Verlag Julius Springer, Berlin, 19o9, S. 275 und ff ., 396/397 und 418/419; H. Dubbel, »Taschenbuch für den Mas.chinenbau«, Verlag Julius Springer, Berfin, 1935 PATENT CLAIM: Speed-dependent controller for step switching of gears, especially fluid gears, with two or more speed levels, characterized in that to stabilize the switching points, d. H. for separation the switching points (speed ranges), each of which is from a lower speed level is switched to a higher, or vice versa, the loading springs with respect to their change in force are matched so that they have a labile for each switching movement Controller characteristics result. To distinguish the subject matter of the invention from the state technology, the following publications are taken into account in the granting procedure been: German patents No. 578 177, 6o1 362, 6o9 148, 624 353 Swiss U.S. Patent No. 173,836; British Patent No. 440412; U.S. Patent No. 2,018,616; Max Tolle, "The regulation of the engine", Julius Springer publishing house, Berlin, 19o9, pp. 275 and ff., 396/397 and 418/419; H. Dubbel, »Paperback for den Mas.chinenbau ”, Julius Springer Verlag, Berfin, 1935 2. Bd., S. 490; Dr. G. Bauer, »Der Schiff smaschinen.b,au«, z. Bd., Verlag v. R. Oldenbourg, München und. Berlin, 1927, S. ?87/288.2nd vol., P. 490; Dr. G. Bauer, "Der Schiff smaschinen.b, au", z. Bd., Verlag v. R. Oldenbourg, Munich and. Berlin, 1927, pp.? 87/288.