Hraftübertragnngseinrichtung für Landfahrzeuge. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Kraftübertragungseinrichtungen für Land- fahrzeuge, insbesondere Strassenmotorwagen und Schienenfahrzeuge, mit einem Flüssig- keitss trömungs:getriebe in Verbindung mit mindestens einem mechanischen Getriebe.
Es: sind bei derartigen Einrichtungen An ordnungen bekannt .geworden, bei denen zwi schen der Antriebsmaschine und dem Flüs- sigkeitsgetriebe Vorgelege mit einer Über- setzung ins Schnelle eingeschaltet sind, um für grössere Motorleistungen Getriebe von kleineren Abmessungen verwenden zu kön nen, als sie bei direktem Antrieb erforderlich wären.
Für Getriebeanordnungen mit einem hydraulischen Drehmomentwandler muss das Übersetzungs.verh:ältnis des Vorgeleges bei einer bestimmten Antriebsleistung je nach der Leistungsaufnahme der Antriebsseite des Wandlers gewählt werden.
Diese Leistungs aufnahme ist nach dem bekannten: Arbeits,- prinzip des Drehmomentwandlers bei gege bener Ausführung proportional der dritten Potenz der Antriebsdrehzahl des Wandlers.
Selbst eine noch s.o kleine Anderung der An- triebsdrehzahl bedingt daher schon eine er hebliche Änderung der aufgenommenen Arbeitsleistung des Drehmomentwaudlers, mithin auch @d-erjenigen der Antriebsmaschine.
Bei hydraulischen Kupplungen ist die Leistungsaufnahme der Antriebsseite bei gegebener Ausführung bekanntlich etwa ver hältnisgleich dem Schlupf und verhältnis- mässig gleich der .dritten Potenz der Antriebs- drehzahl. Bei kombinierten Getriebeausfüh- rungen mit <RTI
ID="0001.0076"> Drehmomentwandler und Kupp lung ist die Antriebsdrehzahl des Motors durch diejenige des. Wandlers, .der Schlupf durch die ,gegebene Antriebsleistung fest gelegt.
Während beider hiervor erwähnten, be kannten Anordnung zwischen der Antriebs maschine und dem@ Flüssigkeitsgetriebe eine Vorstufe eingeschaltet ist, welche beständig eine gleichbleibende Übersetzung ins Schnelle für die Antriebswelle des Flüssigkeitsgetrie- bes ergibt, sind bei der Einrichtung nach der vorliegenden Erfindung Mittel vorgesehen, welche befähigt sind,
das Drehzahlüberset- zungsverhäItnis zwischen der Antriebsseite des und der Antriebs- vorrichtung desselben zeitweilig den Bedürf nissen des Fahrbetriebes entsprechend zu er höhen bezw. wieder zu verkleinern. Die Ver- hältnisse können dabei so sein,
dass die Um- schaltungdurch willkürlichen Eingriff vor genommen werden kann oder in Abhängig keit von der Fahrgeschwindigkeit des Fahr zeuges selbsttätig bewerkstelligt wird.
Das in Fig. 1 -der beigegebenen. Zeichnung dargestellte Fahrschaubild zeigt den Verlauf der Triebkraft in Icg am Radumfang in Ab- h.ängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit in km/h, in der Seh.altung auf den Drehmoment- wandler (W), auf die hydraulische Kupp lung (g)
und auf ebendiese Kupplung im Schnellgang (g-8g), d. h. beim Betrieb bei einer durch eine Übersetzung erhöhten! Dreh zahl. Zum Vergleich ist die einem Wirkungs grad von 1100% entsprechende ideale Trieb kraft am Radumfang mit einer strichpunk- tierten, hyperbolisch verlaufenden Linie ein gezeichnet.
Die Drehzahl des Motors ist mit N, die Antriebsdrehzahl des Flüssigkeitsge- triebes mit N, bezeichnet. Aus diesem Dia gramm ergibt sich deutlich die erhöhte An triebsdrehzahl .des Flüssigkeitsgetriebes beim Kupplungsbetrieb im Schnellgang (8g)
. Die günstigen Kupplungswirkungsgrade erstrek- ken sich hierbei über einen erheblich grösseren Teil des Fahrbereiches als bei den bisher be kannt gewordenen Übertragungseinrichtun gen und können sieh sowohl in einer Verbes serung der Fahreigenschaften, als auch in ge ringerem Brennstoffverbrauch auswirken.
Für .den. Antrieb vom Motor auf das- Flüs- sigkeitsgetriebe können auch mehrere Stufen ins Schnelle anstatt bloss einer solchen vor gesehen sein; in diesem Fall kann eine noch bessere Anschmiegung des tatsächlichen Zugkraftverlaufes an die vorhin erwähnte hyperbolisch verlaufende ideale Kraftlinie erzielt werden.
Ausserdem ist dann bei ent sprechender Untersetzung des Achsantriebes eines Fahrzeuges noch eine weitere Steige rung der Anfahrübersetzung möglich.
Die beiliegende Zeichnung zeigt in sche- matischer Darstellungsweise mehrere Ausfüh- rungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes und ein Fahrschaubild des einen, Beispiels.
Beim Ausführungsbeispiel ,gemäss: Fig. 2 kann die Leistung des Antriebsmotors M entweder mittels der Schaltkupplung \1 des Zweistufengetriebes E :
direkt, d. h. ohne Übersetzung, auf das hydraulische Getriebe H und von ,diesem über eine Gelenkwelle X und ein Ach@swendegetriebe TJ' auf die Treib räder R eines. Fahrzeuges übertragen werden oder aber, falls eine höhere Drehzahl erreicht werden soll, über,die Zahnräder 2' und 3, die Vorgelegewelle 4, die Schaltkupplung 5,
die Zahnräder 6 und 7 und das hydraulische G.etrieb-e H. Eine .derartige Anordnung des Flüssigkeitsgetriebes mit Schnellgang ist auch bei Anlagen verwendbar, bei denen in bekannter Weise zur Ermöglichung einer kleinen Abmessung und eines geringen Ge wichtes der hydraulichen Übertragungsein richtung die Motornovelle zunächst eine Welle mit erhöhter Geschwindigkeit antreibt welche Welle dann ihrerseits das Getriebe E betätigt.
Wenn diese Übersetzung ins Schnelle nicht .direkt im Antriebsmotor un tergebracht ist, so kann sie zweckmässig mit der SchneRgangsstufe in einem Gehäuse zu sammengefasst werden.
Beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 3 ist ein zweistufiges Getriebe V vor .dem hvdraulischen Getriebe H angeordnet. Nor- malerweise wird die Leistung des Motors M über die Zahnräder 8 und 9 und die Schalt kupplung 1!0, auf das Flüssigkeitsgetriebe H übertragen.
Der Kupplungsbetrieb im .Schnell gang, also mit erhöhter Drehzahl, kann durch Betätigung der Schaltkupplung 13 über die Zahnräder 11 und 12 auf das Flüssigkeits- getriebe H bewerkstelligt werden. Das Über- setzungsverhältnis zwischen den Zahnrädern 11 und 12. ist grösser als dasjenige zwischen den Rädern 8 und 9.
Mit dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. -1 kann noch eine weitergehende An passung an die verschiedenen Fahrbedingun gen erzielt werden, indem das hydraulische Getriebe H mit einem ihm nachgeschalteten Mehrstufengetriebe G einer bekannten Bau art kombiniert ist.
Das- hydraulische Getriebe H kann, und zwar auch im Schnellgang, über beide Stufen des auch mit Rückwärtsgang ausgestatteten Getriebes G, also verschieden übersetzt,
auf die Gelenkwelle X bezw. auf die Treibräder eines Fahrzeuges arbeiten. Zur Erleichterung des Umschaltens ist zwischen dem hydraulischen Getriebe und dem eben erwähnten Untersetzungsgetriebe G eine Bremse B angeordnet. Das dem hydraulichen Getriebe vorgeschaltete Zahnrädergetriebe E ist gleich demjenigen gemäss Fig. 2 einge richtet.
Im Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 5 sind ein dem Flüssigkeits.getriehe H vorge- schaltetes Schnellganggetriebe E' und ein ihm nachgeschaltetes zweistufiges Zahnräder- w echselgetriebe J, das auch mehr als zwei Stufen aufweisen;
könnte, zu einer derartigen baulichen Einheit zusammengefasst, dass ein Radsatz des Getriebes J zum Betrieb der hydraulichen, Kupplung mit erhöhter Dreh z a 'hl dier t,
so dass für den Schnellgang ein besonderer Radsatz samt Lagerung einge spart werden:
kann. Zwischen der Motorwelle 14 und dem Flüssigkeitsgetriebe H sind in einem mit dem Gehäuse des letzteren zu- sammenhängend-en Gehäuse ein einfaches, ins Schnelle übersetzendes Zahnrädervorgelege 17,
18 und eine .Schaltkupplung 19 unter <B><I>g</I></B> e brae ht. Die das Zahnrad 18 mit dem Flüs- sigkeitsgetriebe H verbindende Antriebswelle 20 erstreckt sich auch.
in das Wechselgetriebe J, und die Abtriebwelle 21 des Flüssigkeits- getriebes H durchsetzt das Gehäuse des Ge triebes E' und erstreckt sich ferner in das Wechselgetriebe J.
In dem an das( Gehäuse des Flüssigkeitsgetriebes angeschlossenen Ge häuse 22; des Wechselgetriebes J steht das auf der Abtriebq-#vell.e 2'sl sitzende Zahnrad 23 mit dem auf einer Nebenwelle 25 sitzenden Zahnrad 24 im Einsgriff. Diese Nebenwelle trägt das auf ihr verschiebbare Zahnrad 26, mit welchem ,
das auf der mit der Gelenkwelle X gekuppelten Welle 28 sitzende Za,hrirad 27 zum Eingriff gebracht werden kann. Diese Zahnräder 26 und 27 bilden den zweiten Rad satz einer Untersetzungsstufe, deren erster Radsatz durch die Räder 23, 24 gebildet wird.
Eine Wechselsehaltkupplung 29 dient zur Herstellung einer direkten Verbindung zwischen der Abtriebswelle 21 des Flüssig keitsgetriebes und dem eben genannten Welle 28.
Zur .Schaltung des Rückwärtsganges ist ein Rücklaufrad 30 vorgesehen. Zur Erleich terung der :Schaltvorgänge ist auf dem dem Motor zugekehrten Ende -der Abtriebswelle 21 eine Getriebebrem.s-e B angebracht.
Die Verlängerung 31 der Motorwelle 14 ist über eine,Schaltkupplung 32 .direkt mittler Neben- welle 25 des Untersetzungsgetriebes kuppel- bar,
während die Schaltkupplung 33 zur Herstellung einer Verbindung zwischen dem Zahnrad 23 und der Primärwelle 20 des Flüssigkeitsgetriebes herzustellen bestimmt ist.
Die Wirkungsweise des zuletzt beschrie- benen Ausführungsbeispiels ist folgende: Beim normalen Betrieb wird die Leistung des Motors M über .die Welle 14, die Schalt kupplung 19 und die Zahnräder 17,
18 mit tels der Primärwelle 20 auf das Flüesigkeits- getriebe H übertragen. Der Abtrieb von letzterem erfolgt über die Sekundärwelle 21 mittels der Wechselschaltkupplung 29 ent weder auf die Welle<B>28</B> direkt, d. h.
ohne Untersetzuno. oder aber, nach entsprechender Betätigung der @Schallkupplung 29, über die Zahnräder 23, 24, ,die Nebenw@IIe 25 und die Zahnräder 26, 217 wiederum auf die Welle 28 und auf die Gelenkwelle X. In beiden Schal hingen kann sowohl die hydraulische Kupp lung, als. auch der hydrauliselhe Wandler des Flüss ,gkeits.getviebes H in Tätigkeit sein.
Für .den Betrieb mit erhöhter Drehzahl, d. h. beim Schnellgang, erfolgt die graftübertra@ gung von der Motorwelle 14 über deren- Ver- längerung 3'1, die & haItkupl?Iun, 32 und über die Zahnräder 24 und<B>23</B> und die ent sprechend geschaltete ,
Schaltkupplung & 3 auf die Primärwelle 201 des Flüssigkeitsgetriebes, und zwar von .der entgegengesetzten Seite her als beim normalen Betrieb; der Abtrieb von der,Sekundärwelle 21 erfolgt dann über die Doppelschaltkupplung 2.9 direkt auf die Welle 28 und die Gelenkwelle.
Fig. 6 zeigt ein mit dem eben beschrie- benen: Ausführungsbeispiel erreichbares Fahr schaubild. In @d-er Ordinate liegt die Anfahr- zugkraft in. kg.
Das Anfahren unter hoher Belastung und in schwierigem Gelände er folgt bei eingeschaltetem Getriebe E' zu nächst im Wandlerbetrieb des Flüssigkeits- getriebes, wobei (die Untersetzungsstufe des mechanischen Getriebes J eingeschaltet ge dacht ist. Nach relativ rascher,
durch den steil abfallenden Kurventeil I angedeuteter Beschleunigung .der Fahrt wird das Flüssig- keätsgetriebe auf Kupplungsbetrieb umge- schaltet, um in diesem Betrieb gemäss Teil strecke I' zu fahren.
Nach dem Umschalten auf den direkten Gang des Getriebes J wird zunächst wiederum im Wandlerbetrieb des Flüssigkeitsbetriebes ,
gemäss Kurvenstrecke <B>11</B> und hernach im Kupplungsbetrieb dessel- ben gemässe Kurvenstrecke 1I' gefahren. Schliesslich lässt man .die hydraulische Kupp lung im Schnellgang arbeiten, um eine An zugskraft gemäss dem Kurvenstück II-Sg zu erhalten,
welches einen relativ grossen Fahrbereich bis zur Höchstgeschwindigkeit umfasst und einen günstigen Wirkungsgrad gewährleistet. Zum Vergleich ist auch hier (wie in Fig. 1) mit einer strichpunktierten, hyperbolisch verlaufenden. Linie die ideale Anfahrzugskraftlinie eingezeichnet.
In Fig. 6 sind @di@e Bereiche, in denen die Einrichtung im Kupplungsbetrieb bezw. im Wandlerbe- trieb und im Schnellgangbetrieb arbeitet, durch .die Bezugszeichen g, W und Sg ver- anachaulicht.
Mit der Anordnung :gemäss Fig. 5 -kann, unter äusserer Umgehung des Flüssigkeits- getriebes H, eine mechanische Durchschal- tung der Motorleistung von der Antriebs- well-, 14 Über deren Verlängerung 31, die Schaltkupplung 32, die Nebenwelle 25 und die Zahnräder 26,
27 auf die Abtriebswelle 28 für Vorwärtsfahrt und nach Einschaltung des Rücklaufrades 30, auch für Rückwärts fahrt bewerkstelligt werden.
Die I äg. 7 zeigt noch ein weiteres Aus- führungsbeispiel, bei welchem mit einem Flüssigkeitsgetriebe H zwei Antriebsmaschi- nen M, und M;
in Wirkungsverbindung ste hen. Deren Leistung wird über die Wellen 34 und @35, in deren jede eine Freilaufkupp- lung '36 bezw. 37 eingeschaltet ist, von den Kegelrädern 38, 39 auf das gemeinsame Kegelrad 40,
die Welle 41 und die auf letz terer festsitzenden Kegelräder 42 und 47 auf das Flüssigkeitsgetriebe II übertragen.
Das Kegelrad 4? kämmt mit dem Kegelrad 43 und überträgt die Motorleistung über die Wechsel;schaltkupplung 44 auf die Primär welle 49 des Flüssigkeitsgetriebes H, solange dieses in seiner gewöhnlichen Wandler- oder Kupplungsschaltung arbeiten soll.
Der<B>Ab-</B> trieb vom Flüssigkeitsgetriebe erfolgt über die Sekundärwelle 46 nach der die Treib räder dies Fahrzeuges betätigeniden Gelenk welle, während der Antrieb auf höhere %eh- zahlen der Primärwelle 49 für den Kupp lungsbetrieb im Schnellgang über dass Kegel- räderpaar 47,
48 und die Wechselschaltkupp- lung 44 erfolgt.
Für das Schnellganggetriebe bezw. allge mein dass mechanische Übersetzungsgetriebe können auch Planehen- oder Reibrädergetriebe Verwendung finden. Für .die Schaltkupplun- gen sind die verschiedensten Ausführungen bekannter Art verwendbar.