Steuerung für Flüssigkeits-Wechselgetriebe. Die Erfindung bezieht sich auf eine Steue rung für ein zum Antrieb eines Fahrzeuges mittelst einer Brennkraftmaschine dienendes Flüssigkeits-Wechselgetriebe, welches einen Flüssigkeits-Momentenwandler und eine Flüs- sigkeitskupplung aufweist, und ist gekenn zeichnet durch einen Momenten-Impulsgeber der Brennkraftmaschine und einen Drehzahl- Impulsgeber,
welcher in Abhängigkeit von der Drehzahl der betriebenen Seite des Ge triebes gemeinsam mit dem Momenten- Impulsgeber die Umschaltung es Flüssig keitsgetriebes vom Wandler- auf den Kupp hingsbetrieb und umgekehrt bewirkt.
Ein Beispiel des Erfindungsgegenstandes ist auf der Zeichnung vereinfacht dargestellt. Fig. 1 zeigt ein mit der erfindungs gemässen Steuerung ausgestattetes Flüssig keits-Wech6elgetriebe in der Stellung für Wandlerbetrieb, und Fig. 3 in der Stellung für Kupplungs betrieb.
Die Leistung der nicht näher dargestell ten Brennkraftmaschine wird von ihrer Kur- belwelle 1 über das Flüssigkeits-Wechsel- getriebe 2 auf eine Welle 3 übertragen, von der aus dann, mittelst weiterer nicht gezeich neter Übertragungsvorrichtungen ,die Fahr- aehsen angetrieben werden. Das Flüssigkeits- Wechselgetriebe 2 besitzt. einen Flüssigkeits- Momentenwandler 4 und eine Flüssigkeits kupplung 5.
Die Kupplung und der Momen- tenwandler besitzen ein gemeinsames, zwei- kränziges Pumpenrad 6. Die Kupplung 5 weist ein Turbinenrad 7 auf, während der Flüssigkeits-Momentenwandler ein in zwei Kränze aufgeteiltes Turbinenrad 8 und ausserdem ein Leitrad 9 besitzt. Das Leitrad 9 enthält zwei Kränze<B>10</B> und 11, von denen der Kranz 10 Leitschaufeln enthält, während der Kranz 11 lediglich Durchtrittsöffnungen ohne eigentliche Leitschaufeln besitzt.
Das Turbinenrad 8 des Momentenwand- lers ist über die Gehäuse 12 und 13 starr mit der Welle 3 verbunden, während das Tur binenrad 7 der Flüssigkeitskupplung über eine lösbare Reibungskupplung 14 mit der Welle 13 in Terbindung gebracht werden, kann. Die Reibungskupplung 14 wird mit Hilfe eines Servomotors 16 ein- bezw. ausgeschal tet.
Das Leitrad 9 des Momentenwandlers kann mit Hilfe eines Servomotors 15 achsial verschoben werden, derart, dass entweder der mit Leitschaufeln besetzte Kranz 10 oder der Franz 11 ohne Leitschaufeln in den Flüssig- keitskreislauf eingeschaltet ist. Die beiden Servomotoren 15 und 16 erhalten durch eine Leitung 17 Steuerflüssigkeit zugeführt.
Zur Steuerung des Flüssigkeits-Wechsel- getriebes ist ein von der Welle 3 angetriebe ner Drehzahl-Impulsgeber 18, ein. in Ab hängigkeit vom Drehzahlunterschied der Wellen 1 und 3 angetriebener Drehzahl-Im pulsgeber 19 und schliesslich ein Momenten- Impulsgeber 20 vorgesehen.
Die Reglerwelle 21 wird von der Welle 1 in umgekehrtem Sinn angetrieben als wie die Reglerwelle 22 von der Welle 3, so dass bei gleicher Drehzahl das Tellerrad 23 des Dif ferentialgetriebes 24 stillsteht und dem- zufolge der Regler 19 keinen Ausschlag auf weist. Um bei sehr grossen Drehzahlunter schieden den Regler 19 nicht zu beschädigen, ist eine Sicherheitsvorrichtung 25 vorgesehen, wobei die auf die Gewichte 26 wirkenden Fliehkräfte die Reibungskupplung 2.7 lösen können, so dass ,die Drehzahl des Reglers 19 nicht unzulässig hoch gesteigert wird.
Der Momenten-Impulsgeber 20 besitzt eine Welle 28, .durch welche die Fördermenge .der Brennstoffpumpe eingestellt wird. Auf der Regelwelle 28 sitzt fest aufgekeilt ein Verstellhebel 29, der zur Einstellung der Lei stung und damit des Drehmomentes der Brennkraftmaschine dient. Am Hebel 29 ist ein weiterer Hebel 30 befestigt, mit dessen Hilfe das Gestänge 31 angehoben werden kann. Das Zahnsegment 3'2, sowie die Kur venscheibe 33 sitzen lose drehbar auf der Welle 28.
Das Zahnsegment 32 kann mit Hilfe des Gestänges 31 in einer bestimmten Lage gegenüber dem Hebel 2;9. festgelegt wer den, während die Kurvenscheibe 33 mit Hilfe eines Stiftes. 34 mit Spiel in einem Schlitz 35 des Hebels 29 gehalten ist. Um ungewünschte Drehbewegungen der Kurven scheibe 33 zu vermeiden, ist eine Bremse 36 vorgesehen, die eine Bremsbacke 37 mit einem vorausbestimmten Druck auf die Kurven scheibe 33 presst.
Zur Steuerung des Flüssigkeits Wechsel getriebes dient ferner eine Steuervorrichtung 38, ein Servomotor :3,9 und eine Steuervor richtung 40. Zwischen dem Servomotor 39 und der Steuervorrichtung 40 ist eine Einschnappvorrichtung 41 angeordnet, wel che, bezweckt, dass der Steuerschieber 42 der Steuervorrichtung 40' nur zwei Extremlagen einnehmen kann, die Zwischenlagen aber bei der Umschaltung mit möglichst hoher Ge- schwindigkeit durchläuft.
Durch ,die Leitung 43 wird den genannten Steuervorrichtungen ein Druckmittel zu- geführt, während durch die Leitungen 44 das bereits zur Steuerung verwendete Druckmit tel wieder abgeführt wird. Ausserdem dient ein Servomotor 45 zur zeitweisen Verände rung des von der Brennkraftmaschine ent wickelten Momentes.
Die Arbeitsweise der Steuerung ist wie folgt: Beim Anfahren des Fahrzeuges wird der Hebel<B>29</B> auf erhöhte Brennstoffüllung der Brennkraftmaschine gestellt, beispielsweise auf den Skalenteil 7 der in der Zeichnung eingezeichneten Skala.. Die Welle 1 dreht dann mit einer bestimmten Geschwindigkeit, während zunächst,die Welle 3 noch stillsteht.
Die Brennkraftmaschine wird an einem Durchgehen verhindert, weil bei Steigerung der Drehzahl das durch den Momentenwand- ler 4 auf sie rückwirkende Drehmoment un gefähr mit der dritten Potenz der Drehzahl steigt. Während der Zeit dieses Anfahrbetrie- bes steht somit die Reglerwelle 22 zunächst still, während die Reglerwelle 21 mit voller Geschwindigkeit dreht. Der Drehzahlunter schied zwischen den beiden Reglerwellen be sitzt also den höchsten Betriebswert.
Der Regler 19 erhält den grössten Ausschlag; seine Hülse steht also in der höchsten Lage.
Der Regler 18 dreht zunächst noch nicht und hat demzufolge auch keinen Ausschlag; seine Hülse steht in der tiefsten Lage, so dass die Lage des Hebels 46 einerseits. durch die auf der Kurvenscheibe 33 aufsitzende Rolle 47 und anderseits am Gelenk 48 durch das Gestänge 49 und den Hebel 50 in einer un tern Lage festgelegt ist. Dadurch ist mit Hilfe des Gestänges 51 der Schieber 52 eben falls in einer untern Lage festgehalten, so dass der Servomotor 39 über die Leitung 53 mit der Ablaufleitung 44 der Vorrichtung 38 in Verbindung steht.
Der Kolben 5.1 des Servomotors 39 steht in seiner äussersten Lage links und dementsprechend sitzt auch der Schieber 42 in seiner äussersten linken Lage, in der er durch den Klinkzapfen 55 fest gehalten ist. In dieser Lage steht somit auch die Leitung 17 mit der Ablaufleitung 44 der Vorrichtung 4U in Verbindung. Der Kolben 56 nimmt dabei seine oberste Lage ein, so dass mit Hilfe des Hebels 57 das Gestänge 58 und das Zahnsegment 32 ebenfalls in einer untern Lage gehalten sind.
Bei dieser Stellung wird :der Kolben 59 des Servomotors 15 durch die Feder 60 nach rechts gedrückt, so dass der für den Wand- lerbetrieb notwendige. mit Leitschaufeln be setzte Kranz 10 des Leitrades 9 in den Flüs sigkeitskreislauf eingeschaltet wird, während der Kolben 61 des Servomotors 16 mit Hilfe der Feder 62 nach rechts gedrückt, die, Rei bungskupplung 1.4 in gelöstem Zustand hält. Die Leistung wird also allein über den Momentenwandler 1 von der treibenden Welle 1 auf die getriebene Welle 3 über tragen.
Es folgt nun eine Beschleunigung des Fahrzeuges. Dabei wird die Welle 3 und demzufolge auch die Reglerwelle 22 ein Steigen der Drehzahl aufweisen. Damit steigt aber auch die Hülse des Reglers 18, so dass schliesslich das Gelenk<B>48</B> des Hebels 46; ange hoben wird. Es wird sich bei immerwährender Steigerung eine Lage ergeben, wo die Ver bindung der einen Ablaufleitung 44 mit der Leitung 53 unterbrochen, dagegen eine Ver bindung zwischen der Zuführungsleitung 43 und der Leitung 53 hergestellt wird. Dann wird der Kolben 54 nach rechts gedrückt, wobei die Feder 63 gespannt wird.
Vor läufig verhindert aber der Klinkzapfen 55 eine Verschiebung des Schiebers 42 und erst nachdem die Feder 63 eine bestimmte Span nung überschritten hat, wird schlagartig der Schieber 42 aus der in Fig. 1 eingezeichne ten Lage nach rechts in die in Fig. 2 ein gezeichnete Lage verschoben. Dabei wird ,die Verbindung zwischen der Leitung 17 und der zugeordneten Ablaufleitung 44 unter brochen, dafür aber eine Verbindung zwi schen .der Zuführungsleitung 43 und der Leitung 17 hergestellt. Als Folge davon wird der Kolben 56 nach unten und die beiden Kolben 59 und 61 nachs links ge drückt.
Der Momentenwandler 4 arbeitet dann als Kupplung, weil sein Flüssigkeits strom durch den Leitkranz 10 nicht mehr beeinflusst ist, bezw. die Flüssigkeit frei durch den schaufellosen Kranz 11 durch fliessen kann, und dureh die Einschaltung ,der Kupplung 5 wird auch diese zur übertra- gung der Leistung mit herangezogen.
Der Kolben 56 drückt .den Hebel 5 7 rechtsseitig nach unten und das Gestänge 58 hebt das Zahnsegment 32 an, so dass'.der Hebel 29 weiter gegen den Skalenteil 8 vor geschoben wird. Dabei bleibt aber die Kur venscheibe 33 stehen, weil sie durch die Bremsbacke 3,7 an einer Bewegung verhin- dert wird und der Stift 34 sich im Schlitz 35 noch bewegen kann.
Damit ist der Kupplungsbetrieb erreicht, denn die Leistung wird nun über die Flüs sigkeitskupplung 5 übertragen und gleich zeitig wird auch der Wandler 4 als Flüssig keitskupplung zur Übertragung der Lei stung mit herangezogen.
Würde die Geschwindigkeit des Fahr zeuges beispielsweise wegen einer grösseren Belastung auf einer Strecke grösserer Stei gung verlangsamt, sinkt die Hülse des Reg lers 18. Wenn sie soweit gesunken ist,.
dass der Schieber 5,2 den Ringkanal der Leitung 53 wieder überschleift, so ergibt sich wieder die aus F'ig. 1 ersichtliche Stellung der Steuervorrichtung, wobei die Kupplung 5 ausgeschaltet und - das Leitrad 9 in der Weise wieder eingeschoben ist, dass das Ge triebe als Wandler arbeitet.
Der Kurven form der Scheibe 33 ist zu entnehmen, dass bei. einer kleinen Brennstoffüllung, das heisst bei einem kleinen Moment der Brennkraft- maschine, die Umschaltung vom Wandler- betrieb auf den Kupplungsbetrieb schon bei kleinen Absolutgeschwindigkeiten des Fahr zeuges, und auch die Umschaltung vom Kupplungsbetrieb auf den Wandlerbetrieb bei kleinen Geschwindigkeiten erfolgt. Nach der Umschaltung vom Wandlerbetrieb auf den Kupplungsbetrieb wird die Dreh zahl der Brennkraftmasehine verkleinert, und zwar auf einen Wert, der durch die Form der Kurve der Scheibe<B>33</B> gegeben ist.
Da das Getriebe dann die Charakteristik einer Flüssigkeitskupplung aufweist, ist die Drehgeschwindigkeit der getriebenen Seite nur um ein geringes Mass kleiner als die Drehzahl der treibenden Seite, so dass die Wirkung der Sicherheitsvorrichtung 25 aus- geschaltet ist. Bei der Umschaltung vom Wandler- auf den Kupplungsbetrieb kann unter Ausnutzung der verminderten Dreh geschwindigkeit der Brennkraftmaschine ihr Moment durch vermehrte Brennstoffzufuhr, ohne einen Schaden zu verursachen, ver grössert werden.
Zu diesem Zweck wird selbsttätig mit Hilfe des Servomotors 45 der Brennstoffhebel 29 auf eine etwas ver grösserte Füllung eingestellt.
Bei weiterer Beschleunigung des Fahr zeuges wird ,dann der Drehzahlunterschied zwischen treibender und getriebener Seite immer kleiner, so dass die Hülse des Reglers 19 zu sinken beginnt und die durch den Servomotor 45 verursachte Vergrösserung der Brennstoffüllung dadurch wieder ver kleinert wird.
Für den Fall, dass einmal Störungen an der Steuerungsvorrichtung während des Be triebes eintreten, sind Umschaltorgane 64, 65 und 66 vorgesehen, so dass gegebenen falls die Umschaltung vom Wandler- auf den Kupplungsbetrieb und umgekehrt auch von Hand ausgeführt werden kann. Vorteil hafterweise wird das Flüssigkeitsgetriebe so ausgeführt, dass auch bei den höchsten Dreh momenten die Leistung noch ohne nennens werte Drehzahlverluste übertragen werden kann.
Control for fluid change gear. The invention relates to a control for a fluid change gear used to drive a vehicle by means of an internal combustion engine, which has a fluid torque converter and a fluid coupling, and is characterized by a torque pulse generator of the internal combustion engine and a speed pulse generator ,
which, depending on the speed of the operated side of the transmission, together with the torque pulse generator, causes the switching of the liquid transmission from converter to clutch operation and vice versa.
An example of the subject matter of the invention is shown in simplified form on the drawing. Fig. 1 shows a liquid keits-Wech6el gear equipped with the control according to the invention in the position for converter operation, and Fig. 3 in the position for clutch operation.
The power of the internal combustion engine, not shown in detail, is transmitted from its crankshaft 1 via the fluid change gear 2 to a shaft 3 from which the axles are then driven by means of further transmission devices not shown. The fluid change gear 2 has. a fluid torque converter 4 and a fluid coupling 5.
The clutch and the torque converter have a common, two-ring pump wheel 6. The clutch 5 has a turbine wheel 7, while the fluid torque converter has a turbine wheel 8 divided into two rings and also a stator 9. The guide wheel 9 contains two rings 10 and 11, of which the ring 10 contains guide blades, while the ring 11 only has through openings without actual guide blades.
The turbine wheel 8 of the torque converter is rigidly connected to the shaft 3 via the housings 12 and 13, while the turbine wheel 7 of the fluid coupling can be brought into connection with the shaft 13 via a releasable friction coupling 14. The friction clutch 14 is einbezw with the help of a servo motor 16. switched off.
The guide wheel 9 of the torque converter can be axially displaced with the aid of a servomotor 15 such that either the ring 10 fitted with guide vanes or the Franz 11 without guide vanes is switched into the liquid circuit. The two servomotors 15 and 16 are supplied with control fluid through a line 17.
A speed pulse generator 18, driven by the shaft 3, is used to control the fluid change gear. From a function of the speed difference of the shafts 1 and 3 driven speed-In pulse generator 19 and finally a torque pulse generator 20 is provided.
The governor shaft 21 is driven by the shaft 1 in the opposite direction than the governor shaft 22 is driven by the shaft 3, so that the ring gear 23 of the differential gear 24 is stationary at the same speed and accordingly the governor 19 has no deflection. In order not to damage the controller 19 at very high speed differences, a safety device 25 is provided, whereby the centrifugal forces acting on the weights 26 can release the friction clutch 2.7 so that the speed of the controller 19 is not increased to an unacceptably high level.
The torque pulse generator 20 has a shaft 28, through which the delivery rate of the fuel pump is adjusted. On the control shaft 28 is firmly wedged an adjusting lever 29, which is used to set the Lei stung and thus the torque of the internal combustion engine. Another lever 30 is attached to the lever 29, with the aid of which the linkage 31 can be raised. The toothed segment 3'2 and the cam disk 33 sit loosely rotatable on the shaft 28.
With the aid of the linkage 31, the toothed segment 32 can be in a certain position relative to the lever 2; 9. who set the while the cam 33 with the help of a pen. 34 is held in a slot 35 of the lever 29 with play. In order to avoid undesired rotary movements of the cam 33, a brake 36 is provided, which presses a brake shoe 37 with a predetermined pressure on the cam 33.
A control device 38, a servo motor: 3,9 and a control device 40 are also used to control the fluid change-over gear 'can only occupy two extreme positions, but passes through the intermediate positions at the highest possible speed when switching over.
A pressure medium is fed through the line 43 to the named control devices, while the pressure medium already used for control is discharged again through the lines 44. In addition, a servomotor 45 is used to temporarily change the torque developed by the internal combustion engine.
The operation of the control is as follows: When the vehicle starts, the lever 29 is set to the increased fuel level of the internal combustion engine, for example on the scale part 7 of the scale shown in the drawing. The shaft 1 then rotates with a certain speed, while initially, the shaft 3 is still.
The internal combustion engine is prevented from running away because, when the speed increases, the torque acting on it through the torque converter 4 rises approximately with the third power of the speed. During the time of this start-up operation, the regulator shaft 22 is initially stationary while the regulator shaft 21 rotates at full speed. The speed difference between the two controller shafts is therefore the highest operating value.
The controller 19 receives the greatest deflection; his sleeve is in the highest position.
The controller 18 initially does not turn and therefore has no deflection; its sleeve is in the lowest position, so that the position of the lever 46 on the one hand. is set by the seated on the cam 33 roller 47 and on the other hand on the joint 48 by the linkage 49 and the lever 50 in an un tern position. As a result, the slide 52 is also held in a lower position with the aid of the linkage 51, so that the servomotor 39 is connected to the discharge line 44 of the device 38 via the line 53.
The piston 5.1 of the servo motor 39 is in its outermost position on the left and accordingly the slide 42 is also in its outermost left position, in which it is held firmly by the latch pin 55. In this position, the line 17 is therefore also connected to the drain line 44 of the device 4U. The piston 56 assumes its uppermost position, so that the linkage 58 and the toothed segment 32 are also held in a lower position with the aid of the lever 57.
In this position: the piston 59 of the servomotor 15 is pressed to the right by the spring 60, so that the torque required for converter operation. be set with guide vanes wreath 10 of the stator 9 in the liq sigkeitskreislauf is turned on, while the piston 61 of the servo motor 16 is pressed to the right with the aid of the spring 62, the friction clutch 1.4 holds in the released state. The power is therefore transmitted solely via the torque converter 1 from the driving shaft 1 to the driven shaft 3.
The vehicle now accelerates. The shaft 3 and consequently also the controller shaft 22 will have an increase in speed. However, this also increases the sleeve of the regulator 18, so that finally the joint <B> 48 </B> of the lever 46; is raised. There will be a situation where the connection of a drain line 44 to the line 53 is interrupted, however, a connection between the supply line 43 and the line 53 is established. Then the piston 54 is pushed to the right, the spring 63 being tensioned.
Before, however, the latch pin 55 prevents displacement of the slide 42 and only after the spring 63 has exceeded a certain tension voltage, the slide 42 suddenly moves from the position drawn in FIG. 1 to the right in the position shown in FIG postponed. In this case, the connection between the line 17 and the associated discharge line 44 is interrupted, but a connection between the .the supply line 43 and the line 17 is established. As a result, the piston 56 is pushed down and the two pistons 59 and 61 to the left ge.
The torque converter 4 then works as a clutch because its fluid flow is no longer influenced by the guide ring 10, respectively. the liquid can flow freely through the vane-less ring 11, and when the clutch 5 is switched on, this is also used to transmit the power.
The piston 56 pushes the lever 5 7 downward on the right-hand side and the rod 58 lifts the toothed segment 32 so that the lever 29 is pushed further against the scale part 8. In the process, however, the cam disk 33 remains because it is prevented from moving by the brake shoe 3, 7 and the pin 34 can still move in the slot 35.
The clutch operation is thus achieved, because the power is now transmitted via the fluid coupling 5 and at the same time the converter 4 is also used as a fluid coupling for transmitting the power.
If the speed of the vehicle were to be slowed down, for example because of a greater load on a stretch of steep gradient, the sleeve of the controller 18 would drop. When it has dropped that far.
that the slide 5, 2 loops over the ring channel of the line 53 again, the result from FIG. 1 position of the control device, the clutch 5 switched off and - the stator 9 is pushed back in such a way that the transmission works as a converter.
The curve shape of the disc 33 can be seen that at. With a small fuel charge, i.e. at a small moment in the internal combustion engine, the switchover from converter mode to clutch mode occurs even at low absolute vehicle speeds, and the switchover from clutch mode to converter mode also takes place at low speeds. After switching from converter operation to clutch operation, the speed of the internal combustion engine is reduced, to a value that is given by the shape of the curve of the disk <B> 33 </B>.
Since the transmission then has the characteristics of a fluid coupling, the speed of rotation of the driven side is only slightly lower than the speed of the driving side, so that the effect of the safety device 25 is switched off. When switching from converter to clutch operation, their torque can be increased by increasing the fuel supply, without causing damage, taking advantage of the reduced rotational speed of the internal combustion engine.
For this purpose, the fuel lever 29 is automatically set to a somewhat larger filling ver with the help of the servo motor 45.
As the vehicle accelerates further, the difference in speed between the driving and driven side becomes smaller and smaller, so that the sleeve of the controller 19 begins to sink and the increase in the fuel charge caused by the servomotor 45 is reduced again.
In the event that malfunctions occur in the control device during operation, switching elements 64, 65 and 66 are provided so that, if necessary, switching from converter to clutch operation and vice versa can also be carried out by hand. Advantageously, the fluid transmission is designed in such a way that even at the highest torque, the power can still be transmitted without any appreciable loss of speed.